JP2011139006A - Electrode group for lithium ion capacitor, manufacturing method of the same, and lithium ion capacitor - Google Patents

Electrode group for lithium ion capacitor, manufacturing method of the same, and lithium ion capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP2011139006A
JP2011139006A JP2010000209A JP2010000209A JP2011139006A JP 2011139006 A JP2011139006 A JP 2011139006A JP 2010000209 A JP2010000209 A JP 2010000209A JP 2010000209 A JP2010000209 A JP 2010000209A JP 2011139006 A JP2011139006 A JP 2011139006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
negative electrode
electrode plate
lithium
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010000209A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5394941B2 (en
Inventor
Atsushi Sakurai
淳 櫻井
Yukio Iida
幸雄 飯田
Yuji Oyama
裕二 大山
Yoshiki Hama
良樹 濱
Kenji Kurita
健二 栗田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP2010000209A priority Critical patent/JP5394941B2/en
Publication of JP2011139006A publication Critical patent/JP2011139006A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5394941B2 publication Critical patent/JP5394941B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode group for lithium ion capacitor capable of preventing short-circuit between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and to provide a manufacturing method of the electrode group for lithium ion capacitor, and the lithium ion capacitor. <P>SOLUTION: One end parts of first and second separators 4A and 4B, respectively, are fixed to an axis core 1 to start winding up. A negative plate 3 is inserted under the first separator 4A to start winding up the negative plate 3, and in the middle of winding up, a lithium laminate 20 for doping is inserted between the first separator 4A and the negative plate 3. Two sheets of dividing positive electrode plates 2A and 2B are inserted in this order between the first and second separators 4A and 4B with a predetermined interval in the winding-up direction so that the first and second separators 4A and 4B are directly overlapped on the lithium laminate 20 to wind up. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はリチウムイオンキャパシタ用電極群及びその製造方法に係り、特に、金属箔に正極活物質合剤が塗着された正極板と金属箔に負極活物質合剤が塗着された負極板とを軸芯を中心として２枚のセパレータを介して捲回したリチウムイオンキャパシタ用電極群、その製造方法及びリチウムイオンキャパシタに関する。   The present invention relates to an electrode group for a lithium ion capacitor and a manufacturing method thereof, and in particular, a positive electrode plate in which a positive electrode active material mixture is applied to a metal foil, and a negative electrode plate in which a negative electrode active material mixture is applied to a metal foil; In particular, the present invention relates to a lithium ion capacitor electrode group wound around two axial separators, a manufacturing method thereof, and a lithium ion capacitor.

近年、環境問題がクローズアップされる中、太陽光、風力発電等によるクリーンエネルギの蓄電システムや、自動車、ハイブリッド電気自動車等の移動体用の主電源ないし補助電源として蓄電デバイスが着目されている。蓄電デバイスとしては、従来、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池が知られており、とりわけ、近時、リチウムイオン電池の研究開発が盛んに行われている。   2. Description of the Related Art In recent years, while environmental problems have been highlighted, power storage devices have attracted attention as main energy sources or auxiliary power sources for clean energy power storage systems such as solar power and wind power generation, and for moving bodies such as automobiles and hybrid electric vehicles. Conventionally, lead batteries, nickel metal hydride batteries, and lithium ion batteries are known as power storage devices, and in particular, research and development of lithium ion batteries have been actively conducted recently.

また、最近では、リチウムイオン電池の利点と電気二重層キャパシタの利点とを組み合わせた大容量（例えば、５００Ｆ以上）のリチウムイオンキャパシタないしハイブリッドキャパシタの研究開発も行われている（例えば、特許文献１、２参照）。リチウムイオンキャパシタは、一般に、正極活物質に活性炭、負極活物質にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材が用いられている。リチウムイオンキャパシタに用いる電極群は、一般に、金属箔に負極活物質合剤が塗着された負極板と、第１のセパレータと、金属箔に正極活物質合剤が塗着された正極板と、第２のセパレータとを、順次重なるように軸芯を中心として捲回して製造する。   In addition, recently, research and development of a large capacity (for example, 500 F or more) lithium ion capacitor or hybrid capacitor combining the advantages of a lithium ion battery and the advantages of an electric double layer capacitor has been performed (for example, Patent Document 1). 2). In general, a lithium ion capacitor uses activated carbon as a positive electrode active material and a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material. An electrode group used for a lithium ion capacitor generally includes a negative electrode plate in which a negative electrode active material mixture is applied to a metal foil, a first separator, and a positive electrode plate in which a positive electrode active material mixture is applied to a metal foil. The second separator is manufactured by winding the second separator around the shaft core so as to sequentially overlap.

リチウムイオンキャパシタは、予め負極板にリチウムイオンが吸蔵ないしドープされていることにより、負極電位が通常の電気二重層キャパシタよりより低く保たれるため、使用電圧範囲を広くとることができ、また、正極充放電機構として、通常の電気二重層キャパシタで利用される陰イオンの吸着に加え、陽イオンの吸着も利用できるため、容量を原理的に倍取り出すことができる。また、リチウムイオン電池に比べ、容量は小さいものの、内部抵抗が小さく出力特性の点で優れるとともに、長寿命である、という利点がある。なお、本発明に関連する技術として、リチウムイオンを吸蔵ないしドープさせるための金属リチウム板を電極群内に捲回配置したリチウムイオンキャパシタが開示されている（特許文献３参照）。   Since the lithium ion capacitor is previously stored or doped with lithium ions in the negative electrode plate, the negative electrode potential is kept lower than that of a normal electric double layer capacitor, so that the operating voltage range can be widened. As a positive electrode charging / discharging mechanism, in addition to adsorption of anions used in ordinary electric double layer capacitors, adsorption of cations can be used, so that the capacity can be doubled in principle. In addition, although it has a smaller capacity than a lithium ion battery, it has the advantages of low internal resistance and excellent output characteristics and a long life. As a technique related to the present invention, a lithium ion capacitor in which a metal lithium plate for inserting or doping lithium ions is arranged in an electrode group is disclosed (see Patent Document 3).

特開２００７−２９４５３９号公報JP 2007-294539 A 特開２００６−２８６８４１号公報JP 2006-286841 A 特開２００７−０６７１０５号公報JP 2007-0667105 A

しかしながら、従来の方法で製造したリチウムイオンキャパシタ用電極群では、リチウムイオンをドープする際に溶解したリチウムイオンが析出して正極板と負極板との間で短絡が生じる場合があるという問題があった。   However, the lithium ion capacitor electrode group manufactured by the conventional method has a problem that the lithium ion dissolved when lithium ions are doped may cause a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate. It was.

本発明は上記事案に鑑み、正極板と負極板との間で短絡が発生する可能性をできるだけ低減できるリチウムイオンキャパシタ用電極群、その製造方法及びリチウムイオンキャパシタを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an electrode group for a lithium ion capacitor, a manufacturing method thereof, and a lithium ion capacitor that can reduce the possibility of occurrence of a short circuit between a positive electrode plate and a negative electrode plate as much as possible.

上記課題を解決するために、本発明は、負極板と、第１のセパレータと、正極板と、第２のセパレータとを、順次重なるように軸芯を中心として捲回してリチウムイオンキャパシタ用電極群を製造する方法を改良の対象とする。本発明では、所定の長さを有するドーピング用の金属リチウム板がその極板面に１枚以上配置される負極板を用意する。また、複数枚の分割正極板からなる正極板を用意する。軸芯に第１及び第２のセパレータのそれぞれの一方の端部を固定して捲回を開始する。その後、第１のセパレータに金属リチウム板が接触するように、第１及び第２のセパレータの間に負極板を挿入して負極板の捲回を開始する。そして捲回の途中で第１のセパレータと前記負極板との間にドーピング用の１枚以上の金属リチウム板を挿入する。負極板の上に金属リチウム板が予め配置されているものを用いる場合には、負極板の捲回途中で金属リチウム板の挿入を行う必要はない。そして金属リチウム板の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるように複数枚の分割正極板を捲回方向に所定の間隔をあけて、第２及び第１のセパレータの間に順次挿入して捲回することによりドーピング前の電極群を形成する。なお、本願明細書において、金属リチウム板は、ドーピングに使用可能なものであれば、その形態及び寸法は特に限定されるものではない。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a lithium ion capacitor electrode in which a negative electrode plate, a first separator, a positive electrode plate, and a second separator are wound around an axial center so as to be sequentially overlapped. The method of manufacturing the group is the object of improvement. In the present invention, a negative electrode plate is prepared in which one or more doping metal lithium plates having a predetermined length are arranged on the electrode plate surface. In addition, a positive electrode plate including a plurality of divided positive electrode plates is prepared. One end of each of the first and second separators is fixed to the shaft core and winding is started. Thereafter, the negative electrode plate is inserted between the first and second separators so that the metal lithium plate contacts the first separator, and winding of the negative electrode plate is started. In the middle of winding, one or more metal lithium plates for doping are inserted between the first separator and the negative electrode plate. In the case where a metal lithium plate previously disposed on the negative electrode plate is used, it is not necessary to insert the metal lithium plate during winding of the negative electrode plate. Then, a plurality of divided positive plates are sequentially inserted between the second and first separators at predetermined intervals in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the metal lithium plate. The electrode group before doping is formed by winding. In the present specification, the form and dimensions of the metal lithium plate are not particularly limited as long as they can be used for doping.

しかし、例えば金属リチウム板が折れ曲がった状態で捲回された場合、セパレータを突き破り正極と接触して、金属リチウム板と正極間で短絡を生じることが予想される。   However, for example, when the metal lithium plate is wound in a bent state, it is expected that a short circuit will occur between the metal lithium plate and the positive electrode by breaking through the separator and contacting the positive electrode.

そこで、本発明のように、金属リチウム板の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるように正極板を捲回すれば、リチウムイオンキャパシタ用電極群の製造後において、金属リチウム板は、セパレータを介して正極板と対向することがない。そのため、金属リチウム板のリチウムがセパレータを通過して正極板と接触することがない。その結果、正極板と負極板との間で短絡が発生することを防止することができる。   Therefore, as in the present invention, if the positive electrode plate is wound so that the first and second separators are directly superimposed on the metal lithium plate, after the production of the electrode group for the lithium ion capacitor, the metal lithium plate is It does not face the positive electrode plate via the separator. Therefore, the lithium of the metal lithium plate does not pass through the separator and come into contact with the positive electrode plate. As a result, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

また、極板面上に１枚以上のドーピング用の金属リチウム板を備えた負極板を用意しておけば（負極板に金属リチウム板を担持させておけば）、金属リチウム板を個別に挿入する作業が不要になり、負極板を捲回する際に金属リチウム板を電極群内に確実に配置することができる。   Also, if you prepare a negative electrode plate with one or more doping metal lithium plates on the electrode plate surface (if you hold the metal lithium plate on the negative electrode plate), insert the metal lithium plate individually Therefore, when the negative electrode plate is wound, the metal lithium plate can be reliably disposed in the electrode group.

電極群の径方向の中央領域に金属リチウム板の捲回層が位置するように金属リチウム板を負極板上に配置した場合は、電極群の中央領域に位置する金属リチウム板から電極群の捲回中心部及び外周部に向かってリチウムイオンが移動してリチウムイオンのドーピングが行われる。そのため、効率よくリチウムイオンのドーピングを行える。   When the metal lithium plate is arranged on the negative electrode plate so that the wound layer of the metal lithium plate is located in the central region in the radial direction of the electrode group, the electrode group is removed from the metal lithium plate located in the central region of the electrode group. Lithium ions move toward the center of rotation and the outer periphery, and doping of lithium ions is performed. Therefore, lithium ion doping can be performed efficiently.

金属リチウム板は、イオン透過性を有する金属箔によって包むことができる。   The metal lithium plate can be wrapped with a metal foil having ion permeability.

金属リチウム板は、ドーピングに必要な量捲回すればよい。そのため金属リチウム板が１周以下の捲回層を形成することもある。   The metal lithium plate may be wound in an amount necessary for doping. Therefore, the metal lithium plate may form a wound layer having one turn or less.

第１及び第２のセパレータを、重なった状態で電極群の最外周を構成するように捲回するステップをさらに含んでいてもよい。   A step of winding the first and second separators so as to form the outermost periphery of the electrode group in an overlapping state may be further included.

本発明の方法により製造したドーピング前のリチウムイオンキャパシタ用電極群は、負極板と、該負極板の上に配置されて負極板よりも長さが短いｎ枚（ｎは１以上の整数）の金属リチウム板と、第１のセパレータと、複数枚の分割正極板からなる正極板と、第２のセパレータとが、順次重なるように軸芯を中心として捲回されて構成されている。そして、金属リチウム板の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるようにｎ＋１枚の分割正極板が捲回方向に所定の間隔をあけて、第１及び第２のセパレータの間に挿入配置されている。本発明のドーピング前のリチウムイオンキャパシタ用電極群によれば、ｎ枚以上の金属リチウム板の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるようにｎ＋１枚の分割正極板が捲回方向に所定の間隔をあけて、第１及び第２のセパレータの間に挿入配置されているので、金属リチウム板は、セパレータを介して正極板と対向することがない。   The pre-doping lithium ion capacitor electrode group produced by the method of the present invention comprises a negative electrode plate and n sheets (n is an integer of 1 or more) arranged on the negative electrode plate and shorter in length than the negative electrode plate. A metallic lithium plate, a first separator, a positive electrode plate composed of a plurality of divided positive electrode plates, and a second separator are wound around an axis so as to be sequentially overlapped. Then, n + 1 divided positive plates are inserted between the first and second separators at a predetermined interval in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the metal lithium plate. Has been. According to the pre-doping lithium ion capacitor electrode group of the present invention, n + 1 divided positive plates are predetermined in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the n or more metal lithium plates. Therefore, the metallic lithium plate does not face the positive electrode plate with the separator interposed between the first and second separators.

そのため、例えば金属リチウム板が折れ曲がった状態で捲回された場合であっても、セパレータを突き破り正極と接触して、金属リチウム板と正極間で短絡を生じることがない。   Therefore, for example, even when the metal lithium plate is wound in a bent state, the separator is broken through and contacted with the positive electrode, so that a short circuit does not occur between the metal lithium plate and the positive electrode.

なお負極板の捲回方向両端部に、表面上に第１及び第２のセパレータが直接重なるように更に金属リチウム板を配置してもよい。このようにすれば、電極群の中に位置する金属リチウム板に加えて負極板の捲回方向両端部に位置する金属リチウム板からもリチウムイオンのドーピングが行われる。そのため、リチウムイオンのドーピングを短い時間で行える。   In addition, you may arrange | position a metal lithium board further to the winding direction both ends of a negative electrode plate so that a 1st and 2nd separator may overlap directly on the surface. In this case, doping of lithium ions is performed from the metal lithium plate located at both ends in the winding direction of the negative electrode plate in addition to the metal lithium plate located in the electrode group. Therefore, doping of lithium ions can be performed in a short time.

本発明によれば、金属リチウム板の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるように正極板を捲回するので、リチウムイオンキャパシタ用電極群の製造後において、金属リチウム板は、セパレータを介して正極板と対向することがない。そのため、金属リチウム板のリチウムがセパレータを過通するように析出しても負極板と正極板とを接触させることがない。その結果、正極板と負極板との間の短絡を防止することができる。   According to the present invention, since the positive electrode plate is wound so that the first and second separators directly overlap the metal lithium plate, after the manufacture of the lithium ion capacitor electrode group, the metal lithium plate Through the positive electrode plate. Therefore, even if lithium of the metal lithium plate is deposited so as to pass through the separator, the negative electrode plate and the positive electrode plate are not brought into contact with each other. As a result, a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be prevented.

本発明が適用可能な実施形態のリチウムイオンキャパシタの断面図である。It is sectional drawing of the lithium ion capacitor of embodiment which can apply this invention. （Ａ）は実施形態のリチウムイオンキャパシタの極板の捲回前の平面図であり、（Ｂ）は極板を構成する集電体の平面図である。(A) is a top view before winding of the electrode plate of the lithium ion capacitor of embodiment, (B) is a top view of the electrical power collector which comprises an electrode plate. 極板のリード片形成部近傍を模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing typically the lead piece formation part neighborhood of an electrode plate. （Ａ）は塗工機内で極板にスラリが塗工される状態を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）は塗工機の概略を示す構成図である。(A) is a top view which shows typically the state by which a slurry is applied to an electrode plate within a coating machine, (B) is a block diagram which shows the outline of a coating machine. （Ａ）は集電体の孔明き形成部に対し一面側に配置された塗工口から活物質合剤が塗工された状態を模式的に示す断面図であり、（Ｂ）は集電体の孔明き形成部に両側に配置された塗工口から活物質合剤が塗工された状態を模式的に示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows typically the state by which the active material mixture was coated from the coating port arrange | positioned on the one surface side with respect to the perforated formation part of a collector, (B) is a collector. It is sectional drawing which shows typically the state by which the active material mixture was applied from the coating port arrange | positioned at both sides to the perforation formation part of a body. 極板形成装置を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows an electrode plate forming apparatus typically. 切断装置でアルミニウム箔が切断される切断位置を示す平面図である。It is a top view which shows the cutting position where an aluminum foil is cut | disconnected with a cutting device. （Ａ）はリチウム積層体の外観斜視図であり、（Ｂ）はリチウム積層体の断面図である。(A) is an external perspective view of a lithium laminate, and (B) is a cross-sectional view of the lithium laminate. 電極群を捲回する前の状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the state before winding an electrode group. 電極群を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows an electrode group typically. 図１０のＭを模式的に表す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which typically represent M of FIG. 捲回装置の中央部を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the center part of a winding apparatus. 他の実施形態に用いる捲回装置の中央部を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the center part of the winding apparatus used for other embodiment. 他の実施形態の電極群を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the electrode group of other embodiment typically.

以下、図面を参照して、本発明の円筒状リチウムイオンキャパシタの実施の形態について説明する。
（構成）
＜全体構成＞
図１に示すように、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ３０（以下、キャパシタ３０と略称する。）は、ニッケルメッキが施されたスチール製有底円筒状の容器（缶）８を有している。容器８内には、中空円筒状で縦方向に複数本（本例では３本）のスリットが形成されたポリプロピレン製軸芯１に帯状の正極板２および負極板３が第１のセパレータ４Ａまたは第２のセパレータ４Ｂを介して捲回されて配置された電極群７が収容されている。図９〜図１１に示すように、ドーピング前の電極群７内には、ｎ枚（本例では１枚：ｎ＝１）の金属リチウム板Ｗ５が配置されている。正極板２は、ｎ＋１枚（本例では２枚）の分割正極板２Ａ,２Ｂから構成されている。なお、本例では、容器８の外径は４０ｍｍ、内径は３９ｍｍである。
＜正極板＞
前述したように、正極板２は、捲回方向に並ぶ２枚の分割正極板２Ａ，２Ｂから構成されている。分割正極板２Ａ，２Ｂは、長さ寸法を除いて同じ構造を有している。図２（Ａ），（Ｂ）及び図３に示すように、分割正極板２Ａ，２Ｂは、例えば、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極集電体）Ｗ１の両面に、正極活物質として活性炭を含む正極活物質合剤Ｗ２が塗着されて構成されている（図１も参照）。アルミニウム箔Ｗ１は、長手方向に沿う一側が櫛状に切り欠かれており、この切り欠き残部からなる正極リード片２ａと、正極リード片２ａに隣接して多数の貫通孔が形成された孔明き形成部とで構成されている。また、孔明き形成部は、長手方向に沿ってリード片形成部に隣接する箇所に貫通孔が形成されていない貫通孔未形成部を有している。この孔明き形成部に該孔明き形成部の幅方向の長さに満たない長さで上述した正極活物質合剤Ｗ２が塗着されている。 Embodiments of a cylindrical lithium ion capacitor of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Constitution)
<Overall configuration>
As shown in FIG. 1, a lithium ion capacitor 30 (hereinafter abbreviated as capacitor 30) of the present embodiment has a steel bottomed cylindrical container (can) 8 plated with nickel. Yes. In the container 8, a strip-shaped positive electrode plate 2 and a negative electrode plate 3 are formed on a first separator 4 </ b> A on a polypropylene shaft core 1 having a hollow cylindrical shape and a plurality of slits (three in this example) formed in the vertical direction. The electrode group 7 wound and disposed via the second separator 4B is accommodated. As shown in FIGS. 9 to 11, n (one in this example: n = 1) metal lithium plates W <b> 5 are arranged in the electrode group 7 before doping. The positive electrode plate 2 is composed of n + 1 (two in this example) divided positive electrode plates 2A and 2B. In this example, the container 8 has an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 39 mm.
<Positive electrode plate>
As described above, the positive electrode plate 2 is composed of two divided positive electrode plates 2A and 2B arranged in the winding direction. The divided positive plates 2A and 2B have the same structure except for the length dimension. As shown in FIGS. 2A, 2B and 3, the divided positive plates 2A and 2B are made of, for example, activated carbon as a positive electrode active material on both surfaces of an aluminum foil (positive electrode current collector) W1 having a thickness of 20 μm. The positive electrode active material mixture W2 is formed by coating (see also FIG. 1). The aluminum foil W1 is notched in a comb shape on one side along the longitudinal direction, and a positive electrode lead piece 2a made up of the remaining portion of the notch and a hole in which a number of through holes are formed adjacent to the positive electrode lead piece 2a. And a forming part. Further, the perforated forming part has a through hole non-formed part where a through hole is not formed at a location adjacent to the lead piece forming part along the longitudinal direction. The positive electrode active material mixture W2 described above is applied to the perforated portion with a length that is less than the length in the width direction of the perforated portion.

本例では、分割正極板２Ａ，２Ｂは次の寸法に設定されている：長手方向の長さ＝１５００ｍｍ（分割正極板２Ａ），１５５０ｍｍ（分割正極板２Ｂ）、幅方向の長さａ＝９０ｍｍ、孔明き形成部の幅方向の長さｂ＝６０ｍｍ、未塗布部の幅方向の長さｃ＝３０ｍｍ、孔明き形成部のうち貫通孔未形成部の幅方向の長さβ＝０．５ｍｍ、孔明き形成部の正極活物質合剤Ｗ２の片面塗工厚＝４０μｍ（両面で８０μｍ）、正極活物質合剤Ｗ２のかさ密度＝０．５ｇ／ｃｍ３。また、詳細を後述するように、孔明き形成部のうちスラリ塗工幅ｅから正極活物質合剤Ｗ２が乾燥する前のスラリ流動で合剤が塗着される幅方向の長さα＝０．２ｍｍ（概ね貫通孔１個分の幅に相当）に設定されている。 In this example, the divided positive plates 2A and 2B are set to the following dimensions: length in the longitudinal direction = 1500 mm (split positive plate 2A), 1550 mm (split positive plate 2B), and length a in the width direction a = 90 mm. , The length b in the width direction of the perforated formation portion is 60 mm, the length c in the width direction of the uncoated portion is 30 mm, and the length β in the width direction of the non-through hole formation portion of the perforation formation portion is 0.5 mm. The one-side coating thickness of the positive electrode active material mixture W2 in the hole forming part = 40 μm (80 μm on both sides), and the bulk density of the positive electrode active material mixture W2 = 0.5 g / cm 3 . In addition, as will be described in detail later, the length α in the width direction in which the mixture is applied by the slurry flow before the positive electrode active material mixture W2 is dried from the slurry coating width e of the perforated forming portion is set to α = 0. .2 mm (approximately equivalent to the width of one through hole).

孔明き形成部に形成された貫通孔は直径が０．２ｍｍの円形で、開口率が２０％であり、単位面積あたり貫通孔が略均等に形成されている。さらに、隣り合う正極リード片２ａの間隔ｄは５０ｍｍ、正極リード片２ａの幅ｆは５ｍｍに設定されている。なお、最終的な正極活物質合剤の塗着幅は（ｅ＋α）、孔明き形成部の幅方向の長さｂ＝ｅ＋（α＋β）、正極リード片２ａの先端からの正極活物質合剤が未塗着の幅＝ｃ＋βである。   The through holes formed in the perforated forming portion are circular with a diameter of 0.2 mm, the opening ratio is 20%, and the through holes are formed substantially uniformly per unit area. Further, the interval d between the adjacent positive electrode lead pieces 2a is set to 50 mm, and the width f of the positive electrode lead pieces 2a is set to 5 mm. Note that the final coating width of the positive electrode active material mixture is (e + α), the length b in the width direction of the perforation forming portion is b = e + (α + β), and the positive electrode active material mixture from the tip of the positive electrode lead piece 2a is Uncoated width = c + β.

図２（Ａ）および図３に示すように、正極活物質合剤Ｗ２が塗着された孔明き形成部の正極リード片２ａ側の端部の断面は、上述したように、スラリ塗工幅ｅから正極活物質合剤Ｗ２が乾燥する前のスラリ状態で最も外側の（貫通孔未形成部に最も近い）貫通孔まで流動して該貫通孔に入り込むことで、スラリ塗工幅ｅの塗工表面に対して鈍角状に（角度δ参照）傾斜している。
＜負極板＞
一方、負極板３も正極板２とほぼ同じ構造を有している。すなわち、負極板３は、例えば、厚さ１６μｍの銅箔（負極集電体）Ｗ３の両面に、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質合剤Ｗ４が塗着されている。銅箔Ｗ３は、長手方向に沿う一側が櫛状に切り欠かれており、この切り欠き残部からなる負極リード片３ａと、負極リード片３ａに隣接して配置され多数の貫通孔が形成された孔明き形成部とで構成されている。また、孔明き形成部は、長手方向に沿ってリード片形成部に隣接する箇所に貫通孔が形成されていない貫通孔未形成部を有している。この孔明き形成部に該孔明き形成部の幅方向の長さに満たない長さで上述した負極活物質合剤Ｗ４が塗着されている。 As shown in FIG. 2A and FIG. 3, the cross section of the end portion on the positive electrode lead piece 2a side of the perforated forming portion coated with the positive electrode active material mixture W2 is, as described above, the slurry coating width. e to the outermost through hole (closest to the through hole non-formed portion) in the slurry state before the positive electrode active material mixture W2 is dried, It is inclined obtusely with respect to the work surface (see angle δ).
<Negative electrode plate>
On the other hand, the negative electrode plate 3 also has substantially the same structure as the positive electrode plate 2. That is, in the negative electrode plate 3, for example, a negative electrode active material mixture W4 capable of inserting and extracting lithium ions is coated on both surfaces of a copper foil (negative electrode current collector) W3 having a thickness of 16 μm. The copper foil W3 is notched in a comb shape on one side along the longitudinal direction, and is arranged adjacent to the negative electrode lead piece 3a composed of the remaining portion of the cutout and a large number of through holes. And a perforated forming portion. Further, the perforated forming part has a through hole non-formed part where a through hole is not formed at a location adjacent to the lead piece forming part along the longitudinal direction. The negative electrode active material mixture W4 described above is applied to the perforated forming portion with a length that is less than the length in the width direction of the perforated forming portion.

本例では、負極板３は次の寸法に設定されている：長手方向の長さ＝３４００ｍｍ、幅方向の長さａ＝９２ｍｍ、孔明き形成部の幅方向の長さｂ＝６２ｍｍ、未塗布部の幅方向の長さｃ＝３０ｍｍ、孔明き形成部のうち貫通孔未形成部の幅方向の長さβ＝０．５ｍｍ、孔明き形成部の負極活物質合剤Ｗ４の片面塗工厚＝２０μｍ（両面で４０μｍ）、負極活物質合剤Ｗ４のかさ密度＝１．０ｇ／ｃｍ３。また、詳細を後述するように、孔明き形成部のうちスラリ塗工幅ｅから負極活物質合剤Ｗ４が乾燥する前のスラリ流動で合剤が塗着される幅方向の長さα＝０．２ｍｍ（概ね貫通孔１個分の幅に相当）に設定されている。孔明き形成部に形成された貫通孔は直径が０．２ｍｍの円形で、開口率は２０％であり、単位面積あたり貫通孔が略均等に形成されている。さらに、隣り合う負極リード片３ａの間隔ｄは５０ｍｍ、負極リード片３ａの幅ｆは５ｍｍに設定されている。なお、最終的な負極活物質合剤の塗着幅は（ｅ＋α）、孔明き形成部の幅方向の長さｂ＝ｅ＋（α＋β）、負極リード片３ａの先端からの負極活物質合剤が未塗着の幅＝ｃ＋βである。 In this example, the negative electrode plate 3 is set to the following dimensions: length in the longitudinal direction = 3400 mm, length in the width direction a = 92 mm, length in the width direction of the perforated forming portion b = 62 mm, uncoated Length c = 30 mm in the width direction of the portion, length β in the width direction of the through hole non-formed portion of the hole forming portion = 0.5 mm, single-sided coating thickness of the negative electrode active material mixture W4 in the hole forming portion = 20 μm (40 μm on both sides), bulk density of negative electrode active material mixture W4 = 1.0 g / cm 3 . Further, as will be described in detail later, the length α in the width direction in which the mixture is applied by the slurry flow before the negative electrode active material mixture W4 is dried from the slurry coating width e in the perforated forming portion. .2 mm (approximately equivalent to the width of one through hole). The through holes formed in the perforated forming part are circular with a diameter of 0.2 mm, the aperture ratio is 20%, and the through holes are formed substantially uniformly per unit area. Further, the interval d between the adjacent negative electrode lead pieces 3a is set to 50 mm, and the width f of the negative electrode lead piece 3a is set to 5 mm. Note that the final coating width of the negative electrode active material mixture is (e + α), the length b in the width direction of the perforated formation portion is b = e + (α + β), and the negative electrode active material mixture from the tip of the negative electrode lead piece 3a is Uncoated width = c + β.

また、正極板２と同様に、負極活物質合剤Ｗ４が塗着された孔明き形成部の負極リード片３ａ側の端部の断面は、上述したように、スラリ塗工幅ｅから負極活物質合剤Ｗ４が乾燥する前のスラリ状態で最も外側の（貫通孔未形成部に最も近い）貫通孔まで流動して該貫通孔に入り込むことで、スラリ塗工幅ｅの塗工表面に対して鈍角状に傾斜している。
＜リチウム積層体＞
ここで、負極板３の負極活物質（本例では非晶質炭素）にリチウムイオンをドーピングさせるためのリチウム積層体２０について説明する。なおリチウム積層体２０は、本発明を実施する場合に、必ず使用することが必要なものではなく、任意に使用が選択できるものである。 Similarly to the positive electrode plate 2, the cross section of the end portion on the negative electrode lead piece 3 a side of the perforated forming part coated with the negative electrode active material mixture W 4 is from the slurry coating width e as described above. In the slurry state before the material mixture W4 is dried, the material mixture W4 flows to the outermost through hole (closest to the through hole non-formed part) and enters the through hole, so that the coating surface of the slurry coating width e is applied. And obtusely inclined.
<Lithium laminate>
Here, the lithium laminate 20 for doping lithium ions into the negative electrode active material (in this example, amorphous carbon) of the negative electrode plate 3 will be described. The lithium laminate 20 is not necessarily used when the present invention is carried out, and can be arbitrarily selected for use.

リチウム積層体２０は、電極群７の径方向の中央領域において位置するように負極板３上に配置することができる。   The lithium laminate 20 can be disposed on the negative electrode plate 3 so as to be positioned in the central region in the radial direction of the electrode group 7.

図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リチウム積層体２０は、薄板状の金属リチウム板Ｗ５と、２枚のイオン透過性を有する銅箔Ｗ６とで構成されている。銅箔Ｗ６は負極板３を構成する銅箔Ｗ３と同じ材料を所定寸法に切断して用いることができる。すなわち、銅箔Ｗ６は、長手方向に沿う一側にタブ２０ａが形成されたタブ形成部と、タブ形成部に隣接して配置され多数の貫通孔が形成された孔明き形成部とを有しており、金属リチウム板Ｗ５は、２枚の銅箔Ｗ６の孔明き形成部に当接して包まれている。なお、負極板３で説明したように、孔明き形成部に形成された貫通孔は直径が０．２ｍｍの円形で、開口率が２０％であり、単位面積あたり貫通孔が略均等に形成されている。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the lithium laminate 20 is composed of a thin metal lithium plate W5 and two copper foils W6 having ion permeability. The copper foil W6 can be used by cutting the same material as the copper foil W3 constituting the negative electrode plate 3 into a predetermined dimension. That is, the copper foil W6 has a tab forming portion in which the tab 20a is formed on one side along the longitudinal direction, and a perforated forming portion that is arranged adjacent to the tab forming portion and in which a large number of through holes are formed. The metal lithium plate W5 is wrapped in contact with the perforated portions of the two copper foils W6. As described in the negative electrode plate 3, the through holes formed in the perforated forming portion are circular with a diameter of 0.2 mm, the aperture ratio is 20%, and the through holes are formed substantially uniformly per unit area. ing.

銅箔Ｗ６に形成された孔明き形成部の面積は金属リチウム板Ｗ５の面積より大きく、金属リチウム板Ｗ５は孔明き形成部の中央部に配置されている。金属リチウム板Ｗ５を銅箔Ｗ６に形成された孔明き形成部で挟持し金属リチウム板Ｗ５と銅箔Ｗ６を重ねてロールで圧接すると、金属リチウム板Ｗ５は粘性を発揮し、銅箔Ｗ６、金属リチウム板Ｗ５、銅箔Ｗ６の積層状態を保持することができる。   The area of the hole forming part formed in the copper foil W6 is larger than the area of the metal lithium plate W5, and the metal lithium plate W5 is arranged at the center of the hole forming part. When the metal lithium plate W5 is sandwiched between the perforated portions formed on the copper foil W6 and the metal lithium plate W5 and the copper foil W6 are stacked and pressed with a roll, the metal lithium plate W5 exhibits viscosity, and the copper foil W6, metal The laminated state of the lithium plate W5 and the copper foil W6 can be maintained.

タブ２０ａは銅箔Ｗ６を切り欠くことにより櫛状に形成されており、所定間隔で形成されている。また、２枚の銅箔Ｗ６に形成されたタブ２０ａは同じ方向に導出されている。なお、銅箔Ｗ６は、長手方向に沿って、孔明き形成部のタブ形成部に隣接する箇所に貫通孔が形成されていない貫通孔未形成部を有している（図２の幅βを有する箇所）。   The tabs 20a are formed in a comb shape by cutting out the copper foil W6, and are formed at predetermined intervals. The tabs 20a formed on the two copper foils W6 are led out in the same direction. In addition, the copper foil W6 has a through-hole non-formed part in which a through-hole is not formed at a location adjacent to the tab forming part of the perforated forming part along the longitudinal direction (the width β in FIG. To have).

また、金属リチウム板Ｗ５の総充填量は、負極板３の負極活物質合剤にリチウムイオンを十分ドーピング可能な量に設定されるが、このような総充填量は負極活物質の材質、量を考慮して論理計算を行うとともに、実際にリチウムイオンのドーピングを行って十分にドーピングされたかを確認することで設定することができる。これにより、リチウム積層体２０を量産する場合の金属リチウム板Ｗ５の面積および厚さの設定が可能となる。なお、本例では、金属リチウム板Ｗ５として厚さ５００μｍを選択した。   In addition, the total filling amount of the metal lithium plate W5 is set to an amount capable of sufficiently doping lithium ions in the negative electrode active material mixture of the negative electrode plate 3, and the total filling amount is determined based on the material and amount of the negative electrode active material. Can be set by performing a logical calculation in consideration of the above and confirming whether or not the lithium ions are actually sufficiently doped by doping with lithium ions. Thereby, the area and thickness of the metal lithium plate W5 when mass-producing the lithium laminate 20 can be set. In this example, a thickness of 500 μm was selected as the metal lithium plate W5.

なお、金属リチウム板Ｗ５を銅箔Ｗ６によって包んだリチウム積層体２０として、金属リチウム板を負極板上に配置せずに、金属リチウム板Ｗ５をそのまま負極板３上に配置してもかまわない。本実施形態では、金属リチウム板Ｗ５をそのまま電極群７の中央領域において、負極板３上に配置する（図１０参照）。
＜電極群＞
図９〜図１１に示すように、正極板２（分割正極板２Ａ，２Ｂ）と負極板３とが、両極板が直接接触しないように、厚さ５０μｍの２枚の第１のセパレータ４Ａまたは第２のセパレータ４Ｂを介して、軸芯１を中心として断面渦巻き状に捲回されて、電極群７が構成されている。そして、図９に示すように、電極群７の径方向の中央領域において、金属リチウム板Ｗ５の捲回層が位置するように金属リチウム板Ｗ５が負極板３上に配置されている。なお、金属リチウム板Ｗ５は粘性を持つため、負極板３に固定される。もちろん、金属リチウム板Ｗ５を負極板３に圧接して固定してもよい。 In addition, as the lithium laminated body 20 in which the metal lithium plate W5 is wrapped with the copper foil W6, the metal lithium plate W5 may be directly arranged on the negative electrode plate 3 without arranging the metal lithium plate on the negative electrode plate. In the present embodiment, the metal lithium plate W5 is disposed on the negative electrode plate 3 as it is in the central region of the electrode group 7 (see FIG. 10).
<Electrode group>
As shown in FIGS. 9 to 11, two first separators 4 </ b> A having a thickness of 50 μm are arranged so that the positive electrode plate 2 (the divided positive electrode plates 2 </ b> A and 2 </ b> B) and the negative electrode plate 3 do not directly contact each other. The electrode group 7 is configured by being wound in a spiral shape around the shaft core 1 via the second separator 4B. As shown in FIG. 9, the metal lithium plate W <b> 5 is arranged on the negative electrode plate 3 so that the wound layer of the metal lithium plate W <b> 5 is located in the central region in the radial direction of the electrode group 7. Note that the metal lithium plate W5 has viscosity and is fixed to the negative electrode plate 3. Of course, the metal lithium plate W5 may be pressed against the negative electrode plate 3 and fixed.

正極板２を構成する分割正極板２Ａ，２Ｂは、金属リチウム板Ｗ５の上に第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂが直接重なるように捲回方向に所定の間隔をあけて配置されており、第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂの間に順次挿入されて捲回されている。   The divided positive plates 2A and 2B constituting the positive plate 2 are arranged at predetermined intervals in the winding direction so that the first and second separators 4A and 4B directly overlap the metal lithium plate W5. The first separator 4A and the second separator 4B are sequentially inserted and wound.

このようにすることにより、金属リチウム板Ｗ５は、セパレータ４Ａ，４Ｂを介して正極板２（分割正極板２Ａ，２Ｂ）と対向することはない。上述した正極リード片２ａと負極リード片３ａとは、それぞれ電極群７の互いに反対側に配置されており、セパレータ４Ａ，４Ｂの端から所定長さ（例えば、４ｍｍ）はみ出している。電極群７は、正極板２、負極板３、セパレータ４Ａ，４Ｂ等の長さを調整することで、所定の内直径（例えば、９ｍｍ）および所定の外直径（例えば、３８±０．１ｍｍ）に設定されている。なお、電極群７の捲回終端部は、巻き解けを防止するために、粘着テープを貼り付けることで固定されている。
＜キャパシタ構造＞
図１に示すように、電極群７の下側には、電極群７の下端側端面に対向するように、負極板３からの電位を集電するための銅製の負極集電リング６が配置されている。負極集電リング６の内周面には軸芯１の下端部外周面が嵌着されている。負極集電リング６の外周縁には、負極板３から導出された負極リード片３ａの先端部が超音波溶接で接合されている。負極集電リング６の下部は有底筒状部となっており、その底部と負極外部端子を兼ねる容器８の内底部に抵抗溶接で接合されている。 By doing in this way, the metal lithium plate W5 does not oppose the positive electrode plate 2 (split positive electrode plates 2A and 2B) via the separators 4A and 4B. The positive electrode lead piece 2a and the negative electrode lead piece 3a described above are disposed on opposite sides of the electrode group 7, respectively, and protrude a predetermined length (for example, 4 mm) from the ends of the separators 4A and 4B. The electrode group 7 has a predetermined inner diameter (for example, 9 mm) and a predetermined outer diameter (for example, 38 ± 0.1 mm) by adjusting the lengths of the positive electrode plate 2, the negative electrode plate 3, the separators 4A, 4B, and the like. Is set to In addition, the winding termination | terminus part of the electrode group 7 is being fixed by sticking an adhesive tape in order to prevent unwinding.
<Capacitor structure>
As shown in FIG. 1, a copper negative electrode current collection ring 6 for collecting a potential from the negative electrode plate 3 is disposed below the electrode group 7 so as to face the lower end side end face of the electrode group 7. Has been. The outer peripheral surface of the lower end portion of the shaft core 1 is fitted to the inner peripheral surface of the negative electrode current collecting ring 6. The tip of the negative electrode lead piece 3a led out from the negative electrode plate 3 is joined to the outer peripheral edge of the negative electrode current collecting ring 6 by ultrasonic welding. The lower part of the negative electrode current collection ring 6 is a bottomed cylindrical part, and is joined by resistance welding to the inner bottom part of the container 8 which also serves as the bottom part and the negative electrode external terminal.

なお、負極集電リング６の下部に電気的導通のための、例えば銅製の負極リード板９を配置して、負極リード板９を容器８の内底部に抵抗溶接で接合してもよい。図１では、負極集電リング６と負極リード板９とを別体とした場合を示している。前述のとおり、本例では負極集電リング６と負極リード板９とを一体としたものを負極集電リング６と呼んでいる。   Note that a negative electrode lead plate 9 made of, for example, copper for electrical conduction may be disposed below the negative electrode current collecting ring 6, and the negative electrode lead plate 9 may be joined to the inner bottom portion of the container 8 by resistance welding. FIG. 1 shows a case where the negative electrode current collecting ring 6 and the negative electrode lead plate 9 are separated. As described above, in this example, the negative electrode current collecting ring 6 and the negative electrode lead plate 9 integrated together are called the negative electrode current collecting ring 6.

負極集電リング６（負極集電リング６と負極リード板９とが別体の場合には負極集電リング６および負極リード板９）はエポキシ樹脂等の樹脂製絶縁材１１で覆われ、絶縁材１１は負極集電リング６の上部から容器８の内底面まで配されている構成を採用することができる。この場合、容器８の底部は絶縁材１１により詰め物がなされた状態となっている。   The negative electrode current collecting ring 6 (in the case where the negative electrode current collecting ring 6 and the negative electrode lead plate 9 are separate bodies) is covered with a resin insulating material 11 such as epoxy resin for insulation. The material 11 can adopt a configuration in which the material 11 is arranged from the upper part of the negative electrode current collecting ring 6 to the inner bottom surface of the container 8. In this case, the bottom of the container 8 is filled with the insulating material 11.

一方、電極群７の上側には、電極群７の上端面と対向するように、軸芯１のほぼ延長線上に分割正極板２Ａ，２Ｂからの電位を集電するためのアルミニウム製の正極集電リング５が配置されている。正極集電リング５は軸芯１の上端部に嵌着されている。正極集電リング５の周囲から一体に張り出している鍔部周縁には、分割正極板２Ａ，２Ｂから導出された正極リード片２ａの先端部が超音波溶接で接合されている。   On the other hand, on the upper side of the electrode group 7, an aluminum positive electrode collector for collecting the electric potentials from the divided positive electrode plates 2 </ b> A and 2 </ b> B substantially on the extension line of the shaft core 1 so as to face the upper end surface of the electrode group 7. An electric ring 5 is arranged. The positive electrode current collecting ring 5 is fitted to the upper end portion of the shaft core 1. The tip of the positive lead 2a led out from the divided positive plates 2A and 2B is joined to the periphery of the flange that integrally extends from the periphery of the positive current collector ring 5 by ultrasonic welding.

正極集電リング５の上方には、正極外部端子を兼ねる容器蓋１２が配置されている。容器蓋１２は、下側に配置された蓋ケース１２ａと、上側に配置された蓋キャップ１２ｂとで構成されており、これらが積層されて蓋ケース１２ａの周縁を蓋キャップ１２ｂにかしめることで組み立てられている。なお、蓋ケース１２ａには、内圧上昇により開裂する開裂溝が形成されている。正極集電リング５の上面には、アルミニウム箔を積層した複数の正極リード板１０のうちの一端が接合されている。当該正極リード板１０の他端は、容器蓋１２を構成する蓋ケース１２ａの外底面に接合されている。また、正極リード板１０の他端同士も接合されている。   A container lid 12 also serving as a positive electrode external terminal is disposed above the positive electrode current collecting ring 5. The container lid 12 includes a lid case 12a disposed on the lower side and a lid cap 12b disposed on the upper side, and these are laminated so that the periphery of the lid case 12a is caulked to the lid cap 12b. It is assembled. The lid case 12a has a cleavage groove that is cleaved when the internal pressure increases. One end of a plurality of positive electrode lead plates 10 laminated with aluminum foil is joined to the upper surface of the positive electrode current collecting ring 5. The other end of the positive electrode lead plate 10 is joined to the outer bottom surface of the lid case 12 a constituting the container lid 12. Further, the other ends of the positive electrode lead plate 10 are also joined.

容器蓋１２は、絶縁性および耐熱性を有する樹脂製ガスケット１３を介して容器８の上部にかしめられている。このため、キャパシタ３０の内部は密封されている。また、容器８内には、電極群７全体を浸潤可能な量の非水電解液（不図示）が注液されている。非水電解液には、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比３０：５０：２０の割合で混合した溶媒中にリチウム塩として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したものが用いることができる。なお、本例のキャパシタ３０の定格容量は約１，０００Ｆである。
（製造方法）
次に、本実施形態のキャパシタ３０の量産方式による製造方法を中心に説明する。
＜活物質合剤の調製＞
まず、正極活物質合剤および負極活物質合剤を調製する。正極活物質合剤は、例えば、正極活物質として比表面積が１０００ｍ２／ｇ以上の活性炭と、結着剤としてアクリル系バインダと、分散剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と、導電助材としてアセチレンブラック等の導電性炭素粉末とを重量（質量）比で８５：７：３：５となるように混合し、これに水（分散溶媒）を添加、混練して正極スラリを作製する。 The container lid 12 is caulked on the upper part of the container 8 through a resin gasket 13 having insulating properties and heat resistance. For this reason, the inside of the capacitor 30 is sealed. Further, a nonaqueous electrolyte solution (not shown) in an amount capable of infiltrating the entire electrode group 7 is injected into the container 8. Examples of the non-aqueous electrolyte include phosphorus hexafluoride as a lithium salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed at a volume ratio of 30:50:20. which lithium acid (LiPF 6) was dissolved 1 mol / liter can be used. Note that the rated capacity of the capacitor 30 of this example is about 1,000 F.
(Production method)
Next, the manufacturing method of the capacitor 30 according to this embodiment by the mass production method will be mainly described.
<Preparation of active material mixture>
First, a positive electrode active material mixture and a negative electrode active material mixture are prepared. The positive electrode active material mixture includes, for example, activated carbon having a specific surface area of 1000 m 2 / g or more as a positive electrode active material, an acrylic binder as a binder, carboxymethyl cellulose (CMC) as a dispersant, and acetylene black as a conductive additive. A positive electrode slurry is prepared by mixing with conductive carbon powder such as 85: 7: 3: 5 in a weight (mass) ratio, adding water (dispersing solvent) thereto and kneading.

負極活物質合剤は、例えば、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵・放出可能な非晶質炭素と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、導電助材としてアセチレンブラック等の導電性炭素材とを重量（質量）比９０：５：５となるように混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練して負極スラリを作製する。
＜塗工＞
次に、集電体へのスラリの塗工について説明する。以下、説明を簡単にするために、アルミニウム箔Ｗ１へのスラリの塗工について例示するが、銅箔Ｗ３についても同じである。図４（Ｂ）に示すように、アルミニウム箔Ｗ１への塗工は、それぞれ塗工口を有する４つの塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂと、攪拌機（不図示）を有し各塗工ヘッドにスラリを供給するスラリ貯留槽２１Ｃ、２１Ｄと、を備えた塗工装置２１により行われる。上述したように作製された正極スラリは、スラリ貯留槽２１Ｃ、２１Ｄに一時的に貯留される。 The negative electrode active material mixture includes, for example, amorphous carbon capable of inserting and extracting lithium ions as the negative electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVDF) as the binder, and conductive carbon such as acetylene black as the conductive auxiliary agent. The material is mixed so as to have a weight (mass) ratio of 90: 5: 5, and N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion solvent is added thereto and kneaded to prepare a negative electrode slurry.
<Coating>
Next, the application of slurry to the current collector will be described. Hereinafter, in order to simplify the explanation, the application of slurry to the aluminum foil W1 is exemplified, but the same applies to the copper foil W3. As shown in FIG. 4B, the coating on the aluminum foil W1 has four coating heads 21A, 21B, 22A and 22B each having a coating port, and a stirrer (not shown). This is performed by a coating device 21 including slurry storage tanks 21C and 21D that supply slurry to the head. The positive electrode slurry produced as described above is temporarily stored in the slurry storage tanks 21C and 21D.

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本例の塗工装置２１は、塗工ヘッド２１Ａと塗工ヘッド２１Ｂとで正極板２の幅方向で２倍幅分のスラリを塗工し、塗工ヘッド２２Ａと塗工ヘッド２２Ｂとで正極板２の幅方向で２倍幅分のスラリを塗工することで、合計４倍幅分の正極板２の塗工を同時に行うものである。   As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the coating apparatus 21 of this example applies a slurry of double width in the width direction of the positive electrode plate 2 with the coating head 21A and the coating head 21B. In addition, the coating head 22A and the coating head 22B simultaneously apply a slurry of double width in the width direction of the positive electrode plate 2 to simultaneously apply the positive electrode plate 2 for a total of four times the width. is there.

アルミニウム箔供給部から供給されたアルミニウム箔Ｗ１は、図示しない駆動ローラおよび従動ローラを介して塗工装置２１内を略垂直方向（図４の矢印Ｖ方向）に搬送される（図６も参照）。アルミニウム箔Ｗ１は搬送方向と交差する幅方向の長さがＡに設定されている。塗工ヘッド２１Ａと塗工ヘッド２１Ｂとは、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１に対し、一面側（表面側）、他面側（裏面側）にそれぞれ配設されており、塗工ヘッド２１Ａの塗工口と塗工ヘッド２１Ｂの塗工口とは、垂直方向で距離Ｄ（例えば、５０ｍｍ）ずれた位置に配置されている（図４（Ｂ）参照）。同様に、塗工ヘッド２２Ａと塗工ヘッド２２Ｂとは、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の一面側、他面側にそれぞれ配設されており、塗工ヘッド２２Ａの塗工口と塗工ヘッド２１Ｂの塗工口とは、垂直方向で距離Ｄ（例えば、５０ｍｍ）ずれた位置に配置されている。このため、本例では、図４（Ａ）に示すように、アルミニウム箔Ｗ１の搬送方向上流側から下流側に向けて、塗工ヘッド２２Ｂ、塗工ヘッド２２Ａ、塗工ヘッド２１Ｂ、塗工ヘッド２１Ａの順で配設されている。なお、塗工ヘッド２２Ｂ、塗工ヘッド２２Ａと塗工ヘッド２１Ｂ、塗工ヘッド２１Ａとが垂直方向でずれて配設されているのは、アルミニウム箔Ｗ１の幅に対し各塗工ヘッドを並べた合計幅が大きいためである。   The aluminum foil W1 supplied from the aluminum foil supply unit is conveyed in a substantially vertical direction (in the direction of arrow V in FIG. 4) in the coating device 21 via a driving roller and a driven roller (not shown) (see also FIG. 6). . The length of the aluminum foil W1 in the width direction intersecting the transport direction is set to A. The coating head 21A and the coating head 21B are respectively arranged on one side (front side) and the other side (back side) with respect to the aluminum foil W1 to be conveyed. The mouth and the coating head of the coating head 21 </ b> B are arranged at a position shifted by a distance D (for example, 50 mm) in the vertical direction (see FIG. 4B). Similarly, the coating head 22A and the coating head 22B are disposed on one side and the other side of the aluminum foil W1 to be conveyed, respectively, and the coating port of the coating head 22A and the coating head 21B The coating port is arranged at a position shifted by a distance D (for example, 50 mm) in the vertical direction. Therefore, in this example, as shown in FIG. 4 (A), the coating head 22B, the coating head 22A, the coating head 21B, and the coating head from the upstream side to the downstream side in the transport direction of the aluminum foil W1. Arranged in the order of 21A. The coating head 22B, the coating head 22A, the coating head 21B, and the coating head 21A are arranged so as to be shifted in the vertical direction because the coating heads are arranged with respect to the width of the aluminum foil W1. This is because the total width is large.

各塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂの塗工口の搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の幅方向（搬送方向と交差する方向）に対する長さは、アルミニウム箔Ｗ１のスラリ塗工幅ｅの２倍の２ｅに設定されており、塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂの塗工口は、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の一側端（図４（Ａ）に示す右端）を基準として順に、幅方向の一端（右端）がｃ＋（α＋β）の位置、幅方向の他端（左端）が｛ｃ＋（α＋β）＋２ｅ｝の位置に配置されている。一方、塗工ヘッド２２Ａ、２２Ｂの塗工口は、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の他側端（図４（Ａ）に示す左端）を基準として順に、幅方向の一端（左端）がｃ＋（α＋β）の位置、幅方向の他端（右端）が｛ｃ＋（α＋β）＋２ｅ｝の位置に配置されている。塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂの塗工口の左端と塗工ヘッド２２Ａ、２２Ｂの塗工口の右端とには、ｃ＋２（α＋β）の間隔が設定されている。   The length of the coating port of each coating head 21A, 21B, 22A, 22B with respect to the width direction of the aluminum foil W1 to be transported (direction intersecting the transport direction) is twice the slurry coating width e of the aluminum foil W1. 2e, and the coating ports of the coating heads 21A and 21B are arranged in order with respect to one end of the aluminum foil W1 being conveyed (the right end shown in FIG. 4A) as one end in the width direction ( The right end is arranged at the position c + (α + β), and the other end (left end) in the width direction is arranged at the position {c + (α + β) + 2e}. On the other hand, the coating ports of the coating heads 22A and 22B are arranged such that one end (left end) in the width direction is c + (α + β) in order with reference to the other end (left end shown in FIG. 4A) of the aluminum foil W1 being conveyed. ) And the other end (right end) in the width direction are arranged at a position {c + (α + β) + 2e}. An interval of c + 2 (α + β) is set between the left end of the coating port of the coating heads 21A and 21B and the right end of the coating port of the coating heads 22A and 22B.

塗工装置２１では、スラリ貯留槽２１Ｃ、２１Ｄに所定エア圧を加えることによりスラリ貯留槽２１Ｃ、２１Ｄ内に貯留されたスラリが各塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂに供給され、各塗工ヘッド２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂに所定のエア圧を加えることにより、各塗工ヘッドの塗工口から、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１にスラリを表裏の両面とも略均等な厚さで塗工することができる。   In the coating apparatus 21, the slurry stored in the slurry storage tanks 21C and 21D is supplied to the coating heads 21A, 21B, 22A and 22B by applying a predetermined air pressure to the slurry storage tanks 21C and 21D. By applying a predetermined air pressure to the working heads 21A, 21B, 22A, 22B, the slurry is applied to the aluminum foil W1 conveyed from the coating port of each coating head with a substantially uniform thickness on both the front and back surfaces. can do.

図５（Ａ）に示すように、例えば、塗工機２２Ｂの塗工口から吐出されたスラリは、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１に形成された貫通孔内のエアを排出して他面（表面）側まで到達し、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１に対して塗工ヘッド２２Ｂの他面側に配置された塗工ヘッド２２Ａの塗工口からスラリが吐出されることにより、図５（Ｂ）に示すように、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の他面側にもスラリが塗工される。
＜乾燥＞
図６に示すように、塗工装置２１の下流側には乾燥機２９が配置されている。アルミニウム箔Ｗ１に塗工されたスラリ（分散溶媒を含む）は、塗工装置２１を経て乾燥機２９に至るまで、略垂直方向に搬送され、塗工装置２１によるスラリ塗工幅２ｅから、スラリが乾燥する前に、上述したように、貫通孔未形成部に最も近い貫通孔まで流動して該貫通孔に入り込む（図３も参照）ことで、アルミニウム箔Ｗ１へのスラリ塗工幅は２（ｅ＋α）となり、２α分塗工幅が広がる（図７も参照）。 As shown in FIG. 5A, for example, the slurry discharged from the coating port of the coating machine 22B discharges the air in the through-hole formed in the aluminum foil W1 to be conveyed to the other side (surface ) Side and the slurry is discharged from the coating port of the coating head 22A disposed on the other surface side of the coating head 22B with respect to the aluminum foil W1 to be transported, and as shown in FIG. As shown, the slurry is also applied to the other side of the aluminum foil W1 being conveyed.
<Drying>
As shown in FIG. 6, a dryer 29 is disposed on the downstream side of the coating device 21. The slurry (including the dispersion solvent) applied to the aluminum foil W1 is conveyed in a substantially vertical direction through the coating device 21 to the dryer 29, and from the slurry coating width 2e by the coating device 21, the slurry is supplied. Before drying, the fluid flows to the through hole closest to the through hole non-formed portion and enters the through hole (see also FIG. 3), so that the slurry coating width on the aluminum foil W1 is 2 (E + α), and the coating width increases by 2α (see also FIG. 7).

乾燥機２９は、垂直方向に搬送されるアルミニウム箔Ｗ１に対し水平方向両側に複数のヒータなどの熱源が所定間隔で配置されており、アルミニウム箔Ｗ１に塗工されたスラリから分散溶媒を蒸発させるものである。スラリが塗工されたアルミニウム箔Ｗ１は、乾燥機２９内を略垂直方向に搬送され、ヒータなどの熱源による加熱よりスラリを構成する分散溶媒が蒸発し、アルミニウム箔Ｗ１には正極活物質合剤が２（ｅ＋α）の幅でそれぞれ塗着され（図７参照）、乾燥後に金属や各種プラスチックなどでできたパイプ状のコアを芯とした巻き取り装置にてロール状に巻き取る。
＜リード片形成＞
乾燥機２９を出てロール状に巻き取られた正極板をリード片形成装置に移して引出し、スラリが塗工されていないアルミニウム箔Ｗ１の部分ｃを切り欠くことにより所定間隔で正極リード片２ａを形成する。上述した切り欠きは、金属ローラに所定形状の刃物を埋め込んだ専用ローラ対２３を配置し、専用ローラ対２３を構成する２本のローラはともに駆動ローラであり、正極板をこのローラ対に通過させることにより、スラリを塗工していないアルミニウム箔Ｗ１の部分ｃに所定間隔で複数の正極リード片２ａを形成する。この工程は専用ローラ対２３に代え、所定形状に刃物を埋め込んだ打ち抜き体を装着したプレス装置を、正極板の間欠送りと連動して作動させる工程でもよい。
＜プレス＞
専用ローラ対２３の下流側には、正極活物質合剤が塗着されたアルミニウム箔Ｗ１の両面を所定の線圧でプレスするヒートローラ対２４が配置されている。ヒートローラ対２４を構成する２本のローラはともに駆動ローラであり、ローラ内には、ニクロム線やヒートランプ等の熱源が内蔵されている。正極活物質合剤が塗着されたアルミニウム箔は、ヒートローラ対２４間を搬送され、上述した厚さおよびかさ密度に設定される。なお、以上の乾燥、プレス工程を経ることにより、正極スラリに対し正極活物質合剤の比重は１．２５、固形分は３０％、負極スラリに対し負極活物質合剤の比重は１．３０、固形分は５０％となる。
＜分離＞
ヒートローラ対２４の下流側には、ループ機構２５および切断装置２６が配設されている。ループ機構２５は、正極活物質合剤が塗着されたアルミニウム箔Ｗ１の切断装置２６への搬送を調整するものであり、切断装置２６は、正極活物質合剤が塗着されたアルミニウム箔Ｗ１を切断することにより幅方向で４枚分の正極板２に分離するものである。 In the dryer 29, heat sources such as a plurality of heaters are arranged at predetermined intervals on both sides in the horizontal direction with respect to the aluminum foil W1 conveyed in the vertical direction, and the dispersion solvent is evaporated from the slurry coated on the aluminum foil W1. Is. The aluminum foil W1 coated with the slurry is transported in the dryer 29 in a substantially vertical direction, and the dispersion solvent constituting the slurry is evaporated by heating with a heat source such as a heater, and the positive electrode active material mixture is contained in the aluminum foil W1. Are coated in a width of 2 (e + α) (see FIG. 7), and after drying, they are wound into a roll by a winding device having a pipe-shaped core made of metal or various plastics as a core.
<Lead piece formation>
The positive electrode plate wound out from the dryer 29 is transferred to a lead piece forming apparatus and pulled out, and a portion c of the aluminum foil W1 to which the slurry is not applied is cut out to form a positive electrode lead piece 2a at a predetermined interval. Form. The above-described notch is provided with a dedicated roller pair 23 in which a blade having a predetermined shape is embedded in a metal roller, and the two rollers constituting the dedicated roller pair 23 are both drive rollers, and the positive plate passes through the roller pair. By doing so, a plurality of positive electrode lead pieces 2a are formed at predetermined intervals in the portion c of the aluminum foil W1 to which the slurry is not applied. This step may be a step of operating a press device equipped with a punched body in which a blade is embedded in a predetermined shape in conjunction with the intermittent feed of the positive electrode plate, instead of the dedicated roller pair 23.
<Press>
On the downstream side of the dedicated roller pair 23, a heat roller pair 24 that presses both surfaces of the aluminum foil W1 coated with the positive electrode active material mixture at a predetermined linear pressure is disposed. The two rollers constituting the heat roller pair 24 are both drive rollers, and a heat source such as a nichrome wire or a heat lamp is built in the rollers. The aluminum foil coated with the positive electrode active material mixture is conveyed between the heat roller pair 24 and set to the above-described thickness and bulk density. In addition, the specific gravity of the positive electrode active material mixture with respect to the positive electrode slurry is 1.25, the solid content is 30%, and the specific gravity of the negative electrode active material mixture with respect to the negative electrode slurry is 1.30 through the above drying and pressing steps. The solid content is 50%.
<Separation>
A loop mechanism 25 and a cutting device 26 are disposed on the downstream side of the heat roller pair 24. The loop mechanism 25 adjusts the conveyance of the aluminum foil W1 coated with the positive electrode active material mixture to the cutting device 26. The cutting device 26 uses the aluminum foil W1 coated with the positive electrode active material mixture. Is separated into four positive electrode plates 2 in the width direction.

ループ機構２５は、アルミニウム箔Ｗ１をカイト状にループ搬送するための５つのローラで構成されている。５つのローラのうち１つのローラは水平方向に移動可能であり、常時矢印Ｈ方向にバネで付勢されている。このため、切断装置２６によるアルミニウム箔Ｗ１の切断の際に、切断装置２６内でアルミニウム箔Ｗ１の搬送が停止されても、１つのローラがバネで付勢され水平方向に移動することにより、搬送されるアルミニウム箔Ｗ１の張力を一定に保つことができる。   The loop mechanism 25 is composed of five rollers for loop-transporting the aluminum foil W1 in a kite shape. One of the five rollers is movable in the horizontal direction and is always biased by a spring in the direction of arrow H. Therefore, when the aluminum foil W1 is cut by the cutting device 26, even if the conveyance of the aluminum foil W1 is stopped in the cutting device 26, one roller is urged by a spring and moved in the horizontal direction. The tension | tensile_strength of aluminum foil W1 to be performed can be kept constant.

切断装置２６は、ループ機構２５の下流側に配置されており、アルミニウム箔Ｗ１に対して移動（進退）可能な板状の台座と、同じく、アルミニウム箔Ｗ１に対して移動（進退）可能で複数の切断部を有するカッタと、これらの台座およびカッタの両側に配設された駆動ローラとで構成されている。なお、駆動ローラは、ループ機構２５までのアルミニウム箔Ｗ１の搬送駆動源とは異なる駆動源で動作する。   The cutting device 26 is arranged on the downstream side of the loop mechanism 25, and is a plate-like pedestal that can move (advance and retreat) with respect to the aluminum foil W1, and a plurality of cutting devices 26 that can move (advance and retreat) with respect to the aluminum foil W1. And a driving roller disposed on both sides of the pedestal and the cutter. The driving roller operates with a driving source different from the conveyance driving source of the aluminum foil W1 up to the loop mechanism 25.

切断装置２６内では、切断の際、アルミニウム箔Ｗ１の搬送が停止され（上述した駆動ローラの回転を停止し）、台座をアルミニウム箔Ｗ１側に進出させ、カッタを、アルミニウム箔Ｗ１を介して台座方向に所定スピードで進出させることで、アルミニウム箔Ｗ１を幅方向で４枚分の正極板に分離する。   In the cutting device 26, when cutting, the conveyance of the aluminum foil W1 is stopped (the rotation of the driving roller described above is stopped), the pedestal is advanced to the aluminum foil W1 side, and the cutter is placed on the pedestal via the aluminum foil W1. By advancing in the direction at a predetermined speed, the aluminum foil W1 is separated into four positive electrode plates in the width direction.

図７は、切断装置２６によるアルミニウム箔Ｗ１の切断位置を示したものである。ここで、確認のため、図４と図７とを比較することで、スラリ塗工幅と活物質塗着幅との相違について簡単に説明する。上述したように、スラリ塗工幅はそれぞれ２ｅ、両端の未塗工幅はｃ＋（α＋β）、２つのスラリ塗工幅間の未塗工幅は｛ｃ＋２（α＋β）｝である（図４参照）。一方、乾燥機２９に搬送されるまでにスラリ塗工幅は２α分広がるため、図７に示すように、活物質塗着幅はそれぞれ２（ｅ＋α）、両端の未塗工幅はｃ＋β、２つの活物質塗着幅間の未塗工幅はｃ＋２βとなる。   FIG. 7 shows the cutting position of the aluminum foil W <b> 1 by the cutting device 26. Here, for confirmation, the difference between the slurry coating width and the active material coating width will be briefly described by comparing FIG. 4 and FIG. 7. As described above, the slurry coating width is 2e, the uncoated width at both ends is c + (α + β), and the uncoated width between the two slurry coated widths is {c + 2 (α + β)} (see FIG. 4). ). On the other hand, since the slurry coating width increases by 2α by the time it is conveyed to the dryer 29, the active material coating width is 2 (e + α) and the uncoated widths at both ends are c + β, 2 as shown in FIG. The uncoated width between the two active material coating widths is c + 2β.

アルミニウム箔Ｗ１の両側（左端側および右端側）には、上述した正極リード片２ａが形成され、正極活物質合剤が塗着された合剤塗着幅間の中央にも正極リード片２ａが形成される。また、正極活物質合剤が塗着された合剤塗着幅２（ｅ＋α）の中央も切断される。従って、このような塗工方式および切断方式を採用することにより、アルミニウム箔Ｗ１の幅を正極リード片２ａの長さｃの分を節約することができるとともに、正極板４倍幅分の正極リード片２ａを一度に形成することができる。   The positive electrode lead piece 2a described above is formed on both sides (left end side and right end side) of the aluminum foil W1, and the positive electrode lead piece 2a is also formed at the center between the mixture coating widths coated with the positive electrode active material mixture. It is formed. Further, the center of the mixture application width 2 (e + α) on which the positive electrode active material mixture is applied is also cut. Accordingly, by adopting such a coating method and a cutting method, the width of the aluminum foil W1 can be saved by the length c of the positive electrode lead piece 2a, and the positive electrode lead corresponding to the double width of the positive electrode plate can be saved. The pieces 2a can be formed at a time.

図６に示すように、切断装置２６では、正極活物質合剤が塗着されたアルミニウム箔Ｗ１を所定距離ずつバッチ処理により幅方向に４つに分離する。この間、ループ機構２５の上述した１つのローラは図６の矢印Ｈ方向に移動しアルミニウム箔Ｗ１のループ機構２５内での張力が保たれている。切断装置２６での切断（カッタによる正極板２の幅方向での４枚分の分離）が終了すると、台座およびカッタをアルミニウム箔Ｗ１から退避する方向へ移動させ、駆動ローラを回転させる。これにより、ループ機構２５の上述した１つのローラは図６の矢印Ｈ方向とは反対側に移動しアルミニウム箔Ｗ１のループ機構２５内での張力を保つとともに、新たに（連続して）切断対象となるアルミニウム箔Ｗ１の部分を切断装置２６に搬送する。
＜巻取＞
切断装置２６の下流側には、幅方向で４枚分の正極板に分離されたフープ状の正極板を巻き取る正極板巻取リールが所定間隔隔てて配設されている。正極板巻取リールは上述した駆動ローラの回転と同期して回転を開始し、分離された４倍幅分の正極板はロール状にそれぞれ正極板巻取リールを中心として巻き取られる。これにより、ロール状に巻き取られた（フープ状の）正極板２を得ることができる。 As shown in FIG. 6, in the cutting device 26, the aluminum foil W1 coated with the positive electrode active material mixture is separated into four in the width direction by batch processing by a predetermined distance. During this time, the above-described one roller of the loop mechanism 25 moves in the direction of the arrow H in FIG. 6, and the tension in the loop mechanism 25 of the aluminum foil W1 is maintained. When cutting by the cutting device 26 (separation of four sheets in the width direction of the positive electrode plate 2 by the cutter) is completed, the pedestal and the cutter are moved away from the aluminum foil W1, and the drive roller is rotated. As a result, the above-described one roller of the loop mechanism 25 moves to the opposite side to the arrow H direction in FIG. 6 to maintain the tension of the aluminum foil W1 in the loop mechanism 25 and to newly (continuously) cut. The portion of the aluminum foil W <b> 1 to be is conveyed to the cutting device 26.
<Winding>
On the downstream side of the cutting device 26, a positive electrode plate take-up reel for winding a hoop-shaped positive electrode plate separated into four positive electrode plates in the width direction is disposed at a predetermined interval. The positive electrode plate take-up reel starts to rotate in synchronization with the rotation of the drive roller described above, and the separated positive electrode plate for four times the width is wound around the positive electrode plate take-up reel in a roll shape. Thereby, the positive electrode plate 2 wound up in roll shape (hoop shape) can be obtained.

なお、ロール状に巻き取られた負極板３も同様の方法で得ることができる。また、ロール状に巻き取られたリチウム積層体２０の銅箔Ｗ３を作製する場合には、負極板３を作製する場合と比較し、スラリの塗布（活物質合剤の塗着）、乾燥、プレスが必要ないため、銅箔供給部から金属ローラに所定形状の刃物を埋め込んだ専用ローラ対２３を通してループ機構２５または切断装置２６に直接供給するようにしてもよいし、塗工装置２１、乾燥機２９およびヒートローラ対２４での処理を行うことなく単に通過させるようにしてもよい。
＜捲回＞
電極群７は、図９に示すように、負極板３と、第１のセパレータ４Ａと、正極板２（分割正極板２Ａ，２Ｂ）と、第２のセパレータ４Ｂとを順次重なるように軸芯１を中心として捲回して構成される。 In addition, the negative electrode plate 3 wound up in roll shape can also be obtained by the same method. Moreover, when producing copper foil W3 of the lithium laminated body 20 wound up in roll shape, compared with the case where the negative electrode plate 3 is produced, application | coating of a slurry (coating of an active material mixture), drying, Since no pressing is necessary, the copper foil supply unit may directly supply the loop mechanism 25 or the cutting device 26 to the loop mechanism 25 or the cutting device 26 through a pair of dedicated rollers 23 in which a blade of a predetermined shape is embedded in the metal roller. You may make it just pass, without performing the process by the machine 29 and the heat roller pair 24. FIG.
<Turn>
As shown in FIG. 9, the electrode group 7 has an axial core so that the negative electrode plate 3, the first separator 4A, the positive electrode plate 2 (the divided positive electrode plates 2A and 2B), and the second separator 4B are sequentially overlapped. It is constructed by winding around 1.

電極群７の形成（捲回）は捲回装置で行われる。図１２は、本例で使用される捲回装置２７の要部（中央部）を模式的に示したものである。捲回装置２７は、軸芯１を装着、回転可能な軸芯回転部（不図示）を有している。捲回装置２７には、捲回軸下部左から、反時計回りの方向に、負極板３を供給する負極板供給部Ｓ１、第１のセパレータ４Ａを供給する第１のセパレータ供給部Ｓ２、正極板２を供給する正極板供給部Ｓ３、第２のセパレータ４Ｂを供給する第２のセパレータ供給部Ｓ４の順で極板及びセパレータの供給部が配置されており、負極板供給部Ｓ１と第１のセパレータ供給部Ｓ２との間に金属リチウム板Ｗ５を供給する金属リチウム板供給部Ｓ５が配置されている。各供給部はフープ状の供給物を所定長さで切断するカッタ（不図示）を有するとともに、搬送ローラ２７ａを有している。   Formation (winding) of the electrode group 7 is performed by a winding device. FIG. 12 schematically shows the main part (central part) of the winding device 27 used in this example. The winding device 27 has an axis rotation part (not shown) that can be mounted and rotated with the axis 1. The winding device 27 includes a negative electrode plate supply unit S1 that supplies the negative electrode plate 3 in a counterclockwise direction from the lower left of the winding shaft, a first separator supply unit S2 that supplies the first separator 4A, and a positive electrode. The electrode plate and the separator supply unit are arranged in the order of the positive electrode plate supply unit S3 for supplying the plate 2 and the second separator supply unit S4 for supplying the second separator 4B. A metal lithium plate supply unit S5 for supplying the metal lithium plate W5 is disposed between the separator supply unit S2 and the separator supply unit S2. Each supply unit has a cutter (not shown) that cuts the hoop-like supply product by a predetermined length, and also has a conveying roller 27a.

オペレータが操作ボタンを押下すると、図示しないロボットアームにより軸芯１が軸芯回転部に装着され、第１および第２のセパレータ供給部Ｓ２，Ｓ４からそれぞれセパレータ４Ａ、４Ｂの供給が開始され、第１及び第２のセパレータ４Ａ、４Ｂのそれぞれの一方の端部が粘着テープで軸心１に固定される。固定後、軸芯１の回転および第１および第２のセパレータ供給部Ｓ２，Ｓ４からそれぞれセパレータ４Ａ、４Ｂの供給が再開される。これにより、セパレータ４Ａ、４Ｂは、少なくとも１周、好ましくは２〜５周、軸芯１の周りに捲回される（図９も参照）。   When the operator presses the operation button, the axis 1 is mounted on the axis rotation unit by a robot arm (not shown), and the supply of the separators 4A and 4B is started from the first and second separator supply units S2 and S4, respectively. One end of each of the first and second separators 4A and 4B is fixed to the shaft center 1 with an adhesive tape. After fixing, rotation of the shaft 1 and supply of the separators 4A and 4B from the first and second separator supply units S2 and S4 are resumed. Thus, the separators 4A and 4B are wound around the shaft core 1 at least once, preferably 2 to 5 times (see also FIG. 9).

次に、第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂの間に負極板供給部Ｓ１から負極板３を挿入して負極板３の捲回を開始する。続いて、第２及び第１のセパレータ４Ｂ，４Ａの間に正極板供給部Ｓ３から正極板２（分割正極板２Ａ）を挿入して正極板２（分割正極板２Ａ）の捲回が開始される。分割正極板２Ａの長さ分の捲回が終了した後、正極板供給部Ｓ３はカッタで正極板２を切断する。正極板２が切断されるまでの部分が分割正極板２Ａになる。更に捲回を継続して負極板３の捲回方向のほぼ中央に金属リチウム板Ｗ５を配置するため、負極板３を捲回している途中で、金属リチウム板供給部Ｓ５から金属リチウム板Ｗ５が第１のセパレータ４Ａと負極板３との間に挿入される。金属リチウム板供給部Ｓ５は、金属リチウム板層が１ターンを形成する前に、カッタで金属リチウム板を切断する。金属リチウム板Ｗ５を捲回している間も、負極板３，第１及び第２のセパレータ４Ａ及び４Ｂの捲回は継続されている。したがって第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂが金属リチウム板Ｗ５の上に直接重なった状態の捲回が継続される。負極板３に添って金属リチウム板Ｗ５の捲回を終了した後、少ししてから正極板供給部Ｓ３からの正極板２（分割正極板２Ｂ）の捲回が開始される。分極割正極板２Ｂの長さ分に相当する長さの捲回が終了した後、カッタにより正極板を切断する。   Next, the negative electrode plate 3 is inserted from the negative electrode plate supply unit S1 between the first and second separators 4A and 4B, and winding of the negative electrode plate 3 is started. Subsequently, the positive electrode plate 2 (divided positive electrode plate 2A) is inserted from the positive electrode plate supply unit S3 between the second and first separators 4B and 4A, and winding of the positive electrode plate 2 (divided positive electrode plate 2A) is started. The After the winding for the length of the divided positive electrode plate 2A is completed, the positive electrode plate supply unit S3 cuts the positive electrode plate 2 with a cutter. A portion until the positive electrode plate 2 is cut becomes the divided positive electrode plate 2A. Further, in order to continue the winding and arrange the metal lithium plate W5 in the center of the negative electrode plate 3 in the winding direction, the metal lithium plate W5 is fed from the metal lithium plate supply unit S5 while the negative electrode plate 3 is being wound. It is inserted between the first separator 4A and the negative electrode plate 3. The metal lithium plate supply unit S5 cuts the metal lithium plate with a cutter before the metal lithium plate layer forms one turn. The winding of the negative electrode plate 3 and the first and second separators 4A and 4B is continued while winding the metal lithium plate W5. Therefore, the winding in a state where the first and second separators 4A and 4B are directly overlapped on the metal lithium plate W5 is continued. After the winding of the metal lithium plate W5 is completed along with the negative electrode plate 3, the winding of the positive electrode plate 2 (divided positive electrode plate 2B) from the positive electrode plate supply unit S3 is started after a short time. After the winding corresponding to the length of the polarization split positive electrode plate 2B is completed, the positive electrode plate is cut with a cutter.

一般的に説明すると、電極群内には、ｎ枚（本例では１枚：ｎ＝１）の金属リチウム板Ｗ５が捲回され、正極板２としては、ｎ＋１枚（本例では２枚）の分割正極板（２Ａ,２Ｂ）が捲回されることになる。以上により、金属リチウム板Ｗ５の上に第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂが直接重なるように（金属リチウム板Ｗ５が第１のセパレータ４Ａを介して正極版２と対向しないように）２枚の分割正極板２Ａ，２Ｂが捲回方向に所定の間隔をあけて、第２及び第１のセパレータ４Ｂ，４Ａの間に順次挿入して捲回されることになる。   Generally speaking, n (one in this example: n = 1) metal lithium plates W5 are wound in the electrode group, and n + 1 (two in this example) positive electrode plates 2 are wound. The divided positive plates (2A, 2B) are wound. As described above, two sheets are formed so that the first and second separators 4A and 4B directly overlap the metal lithium plate W5 (so that the metal lithium plate W5 does not face the positive electrode plate 2 via the first separator 4A). The divided positive plates 2A and 2B are sequentially inserted and wound between the second and first separators 4B and 4A at a predetermined interval in the winding direction.

正極板供給部Ｓ３が、図示しないカッタで分割正極板２Ｂが所定の長さとなるように切断した後も、負極板３は負極板供給部Ｓ１から供給されて捲回が続けられる。そして捲回された負極板３の長さが所定長さになると、負極板はカッタで切断され、負極板３の供給が停止される。   Even after the positive electrode plate supply unit S3 is cut by a cutter (not shown) so that the divided positive electrode plate 2B has a predetermined length, the negative electrode plate 3 is supplied from the negative electrode plate supply unit S1 and is continuously wound. When the length of the wound negative electrode plate 3 reaches a predetermined length, the negative electrode plate is cut by a cutter, and the supply of the negative electrode plate 3 is stopped.

第１および第２のセパレータ供給部Ｓ２，Ｓ４は、なおも第１及び第２のセパレータ４Ａ、４Ｂの供給を続行し、少なくとも１周、好ましくは２〜３周捲回可能な長さに至ると、カッタでセパレータ４Ａ、４Ｂを切断し、セパレータ４Ａ、４Ｂの供給を停止する（図９も参照）。従って、セパレータ４Ａ、４Ｂは捲回途中で切断されることはない。軸芯回転部は、なおも軸芯１を回転させ、セパレータ４Ａ、４Ｂが電極群７の外周を構成するまで回転を継続して、軸芯１の回転を停止後、重ねて切断し終端位置を合わせる。次に、電極群７の外周に捲回されたセパレータ４Ａ、４Ｂの巻き解けを防止するために、電極群７の長手方向に沿って粘着テープが貼り付けられる。粘着テープの貼付は、図示を省略したテープ貼付部により行われる。次いで、電極群７（軸芯１）は、図示しないロボットアームにより軸芯回転部から取り外され、所定位置に配置され軸芯１を支持するための支持部を有する載置台上に載置され、１つの電極群７の捲回が終了する。   The first and second separator supply sections S2 and S4 still continue to supply the first and second separators 4A and 4B, and reach a length that can be wound at least once, preferably 2-3 times. Then, the separators 4A and 4B are cut with a cutter, and the supply of the separators 4A and 4B is stopped (see also FIG. 9). Therefore, the separators 4A and 4B are not cut during winding. The shaft core rotating portion still rotates the shaft core 1 and continues rotating until the separators 4A and 4B constitute the outer periphery of the electrode group 7. After stopping the rotation of the shaft core 1, the shaft core rotating section is repeatedly cut and terminated. Adjust. Next, in order to prevent unwinding of the separators 4 </ b> A and 4 </ b> B wound around the outer periphery of the electrode group 7, an adhesive tape is attached along the longitudinal direction of the electrode group 7. Adhesion of the adhesive tape is performed by a tape application unit not shown. Next, the electrode group 7 (axial core 1) is removed from the axial core rotating part by a robot arm (not shown), and placed on a mounting table having a support part that is arranged at a predetermined position and supports the axial core 1. The winding of one electrode group 7 is completed.

負極板３の途中に、金属リチウム板Ｗ５を挿入するための挿入制御及び分割正極板２Ａ及び２Ｂを挿入するための挿入制御は、制御監視にエンコーダ用いてパルス数を管理するとともに、軸芯１の回転数を監視することで行うことができる。   The insertion control for inserting the metal lithium plate W5 and the insertion control for inserting the divided positive plates 2A and 2B in the middle of the negative electrode plate 3 manage the number of pulses using an encoder for control monitoring, and the axis 1 This can be done by monitoring the number of rotations.

なお、上記例では、金属リチウム板Ｗ５を負極板３とは別個に挿入して電極群７内に捲回しているが、負極板３の極板面上に予め金属リチウム板Ｗ５を配置しておき、金属リチウム板Ｗ５を負極板３と一緒に捲回してもよい。この場合、図１３に示すような捲回装置２７’を用いる。捲回装置２７’では、図１２示した金属リチウム板供給部Ｓ５が除かれている。したがって図１２に示す捲回装置と比べて、捲回装置２７′は構成が簡単になる。   In the above example, the metal lithium plate W5 is inserted separately from the negative electrode plate 3 and wound in the electrode group 7. However, the metal lithium plate W5 is arranged in advance on the electrode plate surface of the negative electrode plate 3. Alternatively, the metal lithium plate W5 may be wound together with the negative electrode plate 3. In this case, a winding device 27 'as shown in FIG. 13 is used. In the winding device 27 ', the metal lithium plate supply unit S5 shown in FIG. 12 is omitted. Therefore, the winding device 27 'has a simpler configuration than the winding device shown in FIG.

図８に示すようなリチウム積層体２０を前述の金属リチウム板Ｗ５の代わりに使用してもよい。その場合には、図１２に示すように金属リチウム板供給部Ｓ５の代わりにリチウム積層体供給部を設ければよい。   A lithium laminate 20 as shown in FIG. 8 may be used instead of the above-described metal lithium plate W5. In that case, a lithium laminate supply unit may be provided instead of the metal lithium plate supply unit S5 as shown in FIG.

図１２及び図１３に示したいずれの捲回装置を用いても、金属リチウム板Ｗ５またはリチウム積層体２０の上に第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂが直接重なるように２枚の分割正極板２Ａ，２Ｂが捲回方向に所定の間隔をあけて、第２及び第１のセパレータ４Ｂ，４Ａの間に順次挿入して捲回されることになる。
＜組立＞
図１に示すように、正極リード片２ａを変形させ、その全てを、電極群７の軸芯１のほぼ延長線上にある正極集電リング５の周面付近に集合させ、接触させた後、正極リード片２ａの先端部と周面とを超音波溶接して正極リード片２ａを周面に接合する。一方、負極集電リング６と負極リード片３ａとの接続操作も、正極集電リング５と正極リード片２ａとの接合操作と同様に接合する。また、リチウム積層体２０を使用する場合には、リチウム積層体２０のタブ２０ａの先端部も同様に負極集電リング６に接合する。リチウム積層体２０を用いずに金属リチウム板Ｗ５を負極板３の側面に直接添わせる場合には、特にタブ２０ａに相当するものを設ける必要はない。なお、タブ２０ａおよび負極リード片３ａの負極集電リング６への接合は同時に行われる。 Regardless of which winding device shown in FIGS. 12 and 13 is used, two divided positive electrodes are provided so that the first and second separators 4A and 4B directly overlap the metal lithium plate W5 or the lithium laminate 20. The plates 2A and 2B are wound by being sequentially inserted between the second and first separators 4B and 4A at a predetermined interval in the winding direction.
<Assembly>
As shown in FIG. 1, after the positive electrode lead piece 2 a is deformed and all of the positive electrode lead pieces 2 a are gathered and brought into contact with each other in the vicinity of the peripheral surface of the positive electrode current collecting ring 5 substantially on the extension line of the axis 1 of the electrode group 7, The tip portion and the peripheral surface of the positive electrode lead piece 2a are ultrasonically welded to join the positive electrode lead piece 2a to the peripheral surface. On the other hand, the connecting operation between the negative electrode current collecting ring 6 and the negative electrode lead piece 3a is also joined in the same manner as the joining operation between the positive electrode current collecting ring 5 and the positive electrode lead piece 2a. When the lithium laminate 20 is used, the tip of the tab 20a of the lithium laminate 20 is also joined to the negative electrode current collector ring 6 in the same manner. When the metal lithium plate W5 is directly attached to the side surface of the negative electrode plate 3 without using the lithium laminated body 20, it is not necessary to provide a tab 20a. The tab 20a and the negative electrode lead piece 3a are joined to the negative electrode current collecting ring 6 at the same time.

その後、正極集電リング５の周面全周に絶縁被覆を施す。すなわち、粘着テープを正極集電リング５の周面から電極群７外周面に亘って一重以上巻いて絶縁被覆とし、電極群７を容器８内に挿入する。絶縁被覆には、例えば、基材がポリイミドやポリフェニリンサルファイドで、その片面にアクリレート系粘着剤を塗布した粘着テープを用いることができる。   Thereafter, an insulating coating is applied to the entire circumference of the positive electrode current collecting ring 5. That is, the adhesive tape is wound one or more times from the peripheral surface of the positive electrode current collecting ring 5 to the outer peripheral surface of the electrode group 7 to form an insulating coating, and the electrode group 7 is inserted into the container 8. For the insulating coating, for example, an adhesive tape in which the base material is polyimide or polyphenylin sulfide and an acrylate-based adhesive is applied on one surface thereof can be used.

負極集電リング６（負極集電リング６と負極リード板９とが別体の場合には負極集電リング６および負極リード板９）の下部は有底筒状部となっており、その底部とを抵抗溶接により接合する。次いで、軸芯１の内周を利用して所定量のエポキシ樹脂を所定量注入することが好ましい。この場合、上述したように、軸芯１には縦方向に複数本のスリットが形成されているため（図９も参照）、エポキシ樹脂は、これらのスリットを介して容器８の内底面から負極集電リング６の上部まで進入し、負極リード板９および負極集電リング６はエポキシ樹脂で埋没するように覆われる。所定時間経過すると、注入されたエポキシ樹脂は固化して絶縁材１１が形成される。   The lower part of the negative electrode current collector ring 6 (in the case where the negative electrode current collector ring 6 and the negative electrode lead plate 9 are separate bodies) has a bottomed cylindrical portion, and the bottom Are joined by resistance welding. Next, it is preferable to inject a predetermined amount of epoxy resin using the inner periphery of the shaft core 1. In this case, as described above, since a plurality of slits are formed in the longitudinal direction on the shaft core 1 (see also FIG. 9), the epoxy resin passes through these slits from the inner bottom surface of the container 8 to the negative electrode. The negative electrode lead plate 9 and the negative electrode current collector ring 6 are covered so as to be buried with an epoxy resin. When a predetermined time elapses, the injected epoxy resin is solidified to form the insulating material 11.

一方、正極集電リング５には、正極リード板１０を溶接しておき、正極リード板１０の他端を、容器８を封口するための容器蓋１２の下面（蓋ケース１２ａの外底面）に接合する。上述したように、容器蓋１２は、蓋ケース１２ａと蓋キャップ１２ｂとで構成されており、これらが積層されて蓋ケース１２ａの周縁をかしめることによって予め組立てられている。なお、蓋ケース１２ａには、何らかの異常でリチウムイオンキャパシタの内圧が上昇したときに、安全のために所定の内圧に達したときに開裂する開裂溝が形成されている。開裂溝の開裂により、リチウムイオンキャパシタの内圧が開放される。   On the other hand, the positive electrode lead plate 10 is welded to the positive electrode current collecting ring 5, and the other end of the positive electrode lead plate 10 is attached to the lower surface of the container lid 12 for sealing the container 8 (outer bottom surface of the lid case 12 a). Join. As described above, the container lid 12 includes the lid case 12a and the lid cap 12b, which are assembled in advance by laminating them and caulking the periphery of the lid case 12a. The lid case 12a is formed with a cleavage groove that is cleaved when a predetermined internal pressure is reached for safety when the internal pressure of the lithium ion capacitor increases due to some abnormality. The internal pressure of the lithium ion capacitor is released by the cleavage of the cleavage groove.

次に、軸芯１の内周を利用して非水電解液を所定量容器８内に注入する。このような注液は安全性を確保するため低温環境下がよい。上述したように、軸芯１には複数本のスリットが形成されているため、これらのスリットを介して電極群７は非水電解液に浸潤される。その後、正極リード板１０を折りたたむようにして容器蓋１２で容器８に蓋をし、ガスケット１３を介してかしめて密封することにより、キャパシタ３０を作製する。
（負極活物質へのリチウムのドーピング）
次に、本実施形態のキャパシタ３０において、金属リチウム板Ｗ５の負極活物質（非晶質炭素）へのドーピング（吸蔵）方法について説明する。なお説明の都合上、前述のリチウム積層体２０を用いる場合を例として説明する。 Next, a predetermined amount of non-aqueous electrolyte is injected into the container 8 using the inner periphery of the shaft core 1. Such an injection is preferably in a low temperature environment to ensure safety. As described above, since a plurality of slits are formed in the shaft core 1, the electrode group 7 is infiltrated with the non-aqueous electrolyte through these slits. Thereafter, the positive electrode lead plate 10 is folded, the container 8 is covered with the container lid 12, and the capacitor 30 is sealed by caulking through the gasket 13.
(Lithium doping of negative electrode active material)
Next, a method for doping (occluding) the negative electrode active material (amorphous carbon) of the metal lithium plate W5 in the capacitor 30 of the present embodiment will be described. For convenience of explanation, the case where the above-described lithium laminate 20 is used will be described as an example.

本例では、所定温度（例えば、室温）に管理された貯蔵室に所定期間（例えば、２週間〜４週間）、キャパシタ３０を放置することでリチウムイオンを負極活物質にドーピングさせる。リチウム積層体２０のタブ２０ａは負極リード片３ａとともに負極集電リング６に接合されているため、負極電位とリチウム電位との電位差により、所定期間の放置することで、金属リチウムＷ５は溶解し、負極板３の負極活物質（非晶質炭素）にドーピングされる。これにより、リチウム積層体２０に挟持された金属リチウムＷ５は溶解し、リチウム積層体２０はそれぞれ２枚の銅箔Ｗ３のみが残存配置されることになる。
（作用等）
次にキャパシタ３０の作用等について説明する。 In this example, the negative electrode active material is doped with lithium ions by leaving the capacitor 30 in a storage chamber controlled at a predetermined temperature (for example, room temperature) for a predetermined period (for example, 2 to 4 weeks). Since the tab 20a of the lithium laminate 20 is bonded to the negative electrode current collecting ring 6 together with the negative electrode lead piece 3a, the metal lithium W5 is dissolved by being left for a predetermined period due to the potential difference between the negative electrode potential and the lithium potential. The negative electrode active material (amorphous carbon) of the negative electrode plate 3 is doped. As a result, the metal lithium W5 sandwiched between the lithium laminates 20 is dissolved, and only two copper foils W3 are left in the lithium laminates 20 respectively.
(Action etc.)
Next, the operation of the capacitor 30 will be described.

本実施形態によれば、金属リチウム板Ｗ５またはリチウム積層体２０の上に第１及び第２のセパレータ４Ａ，４Ｂが直接重なるように分割正極板２Ａ，２Ｂを捲回するので、リチウムイオンキャパシタ用電極群の製造後において、リチウム積層体２０は、セパレータ４Ａを介して正極板２（分割正極板２Ａ，２Ｂ）と対向することがない。そのため、例えば金属リチウム板が折れ曲がった状態で捲回された場合、セパレータを突き破り正極と接触して、金属リチウム板と正極間で短絡を生じることがあるが、本実施形態ではそのような現象を防ぐことができる。   According to the present embodiment, the divided positive plates 2A and 2B are wound so that the first and second separators 4A and 4B directly overlap the metal lithium plate W5 or the lithium laminate 20, so that the lithium ion capacitor After manufacturing the electrode group, the lithium laminate 20 does not face the positive electrode plate 2 (the divided positive electrode plates 2A and 2B) via the separator 4A. Therefore, for example, when the metal lithium plate is wound in a bent state, it may break through the separator and come into contact with the positive electrode, causing a short circuit between the metal lithium plate and the positive electrode. Can be prevented.

また、極板面上に１枚以上の所定の長さを有するドーピング用の金属リチウム板Ｗ５を備えた負極板３を用意する場合には、比較的長さ寸法の小さい金属リチウム板Ｗ５を単独で捲回する必要がなく、負極板３を捲回することで電極群内に金属リチウム板Ｗ５を確実に配置することができる。   Further, when the negative electrode plate 3 having one or more metal lithium plates for doping W5 having a predetermined length on the electrode plate surface is prepared, the metal lithium plate W5 having a relatively small length is used alone. In this case, the metal lithium plate W5 can be reliably disposed in the electrode group by winding the negative electrode plate 3.

次に、本実施形態のキャパシタ３０によれば、金属リチウム板Ｗ５または金属リチウム板Ｗ５を備えたリチウム積層体２０を電極群７内に予め配置しておき、所定期間放置することで、金属リチウム板Ｗ５が溶解して負極板３の負極活物質にドーピングされることで、予め実施するドーピング操作を容易に行うことができる。   Next, according to the capacitor 30 of the present embodiment, the metal lithium plate W5 or the lithium laminate 20 provided with the metal lithium plate W5 is placed in the electrode group 7 in advance and left for a predetermined period of time. Since the plate W5 is melted and doped into the negative electrode active material of the negative electrode plate 3, a doping operation performed in advance can be easily performed.

金属リチウム板Ｗ５を両面から銅箔Ｗ６で挟持したリチウム積層体２０は、両面の銅箔Ｗ６に負極板３へ接続するためのタブを設けることにより、同一面積の金属リチウム板Ｗ５に対して銅箔Ｗ６に形成されたタブの密度が倍になる。金属リチウム板Ｗ５の片面に銅箔Ｗ６を貼付けた場合に比べて、負極板との接続抵抗が下がるので、リチウムイオンの負極板へのドーピングが進みやすくなる。   The lithium laminated body 20 in which the metal lithium plate W5 is sandwiched from both sides by the copper foil W6 is provided with a tab for connecting to the negative electrode plate 3 on the copper foil W6 on both sides, so that the copper is bonded to the metal lithium plate W5 having the same area. The density of the tabs formed on the foil W6 is doubled. Compared with the case where the copper foil W6 is attached to one surface of the metal lithium plate W5, the connection resistance with the negative electrode plate is lowered, so that the doping of lithium ions into the negative electrode plate is facilitated.

ところで、本実施形態のように、金属リチウム板Ｗ５を負極板に電気的に接触させて金属リチウムと負極板の電位差だけでリチウムイオンのドーピングを行う場合、負極板のドーピング深度が深くなるとその後のドーピングがほとんど進まなくなる。そのため、容器８内に配置した金属リチウム板Ｗ５が完全に負極板にドーピングされ、容器８内に残らないようにするためには、理論量よりも少ない量を配置せざるを得ない場合が起こり得る。その一方で、キャパシタのフロート充電を例にとって考えると、長期間高温、高電圧でフロート充電した場合、電解液中のリチウムイオンと正極活物質および負極活物質との反応が進んで、負極板から徐々にリチウムイオンが非可逆的に抜けてゆく。従って、予め負極板にドーピングさせるリチウムイオンが多いほど（理論量に近いほど）キャパシタの信頼性は高くなる。   By the way, as in this embodiment, when the lithium metal plate W5 is electrically contacted with the negative electrode plate and lithium ions are doped only by the potential difference between the metal lithium and the negative electrode plate, if the doping depth of the negative electrode plate becomes deeper, Doping hardly progresses. Therefore, in order to prevent the metal lithium plate W5 disposed in the container 8 from being completely doped in the negative electrode plate and remaining in the container 8, a case where it is necessary to dispose an amount smaller than the theoretical amount occurs. obtain. On the other hand, when the capacitor float charge is taken as an example, when the float charge is performed at a high temperature and a high voltage for a long period of time, the reaction between the lithium ions in the electrolyte, the positive electrode active material and the negative electrode active material proceeds, and the Gradually lithium ions escape irreversibly. Therefore, the more lithium ions that are doped into the negative electrode plate in advance (the closer to the theoretical amount), the higher the reliability of the capacitor.

さらに、本実施形態のキャパシタ３０では、正極板２、負極板３、リチウム積層体２０のそれぞれを構成するアルミニウム箔Ｗ１および銅箔Ｗ６のリード片ないしタブに隣接する箇所に貫通孔未形成部が形成されているとともに、リチウム積層体２０では、孔明き形成部の面積が金属リチウム板Ｗ５の面積より大きく設定されている。このため、正極板２、負極板３、金属リチウム板Ｗ５またはリチウム積層体２０をセパレータ４を介して捲回し電極群７を構成しても、正極板２、負極板３、金属リチウム板Ｗ５の捲回で、アルミニウム箔Ｗ１や銅箔Ｗ６に塗着されたり挟持された活物質合剤や金属リチウム板により、リード片ないしタブの基部が膨らんだり、エッジ状の突出部が形成されることなく、長期使用によっても、セパレータ４Ａ，４Ｂの破断や破断による内部短絡を防止することができる。従って、長寿命のキャパシタ３０を得ることができる。なお、図３に示した活物質合剤の端部構造もこの利点を助長している。   Furthermore, in the capacitor 30 of the present embodiment, the through hole non-formed portion is formed at a location adjacent to the lead pieces or tabs of the aluminum foil W1 and the copper foil W6 constituting the positive electrode plate 2, the negative electrode plate 3, and the lithium laminate 20 respectively. While being formed, in the lithium laminate 20, the area of the hole forming portion is set larger than the area of the metal lithium plate W5. For this reason, even if the positive electrode plate 2, the negative electrode plate 3, the metal lithium plate W5 or the lithium laminated body 20 is wound around the separator 4 to form the electrode group 7, the positive electrode plate 2, the negative electrode plate 3, and the metal lithium plate W5 By winding, the base of the lead piece or tab is not swollen or the edge-shaped protrusion is formed by the active material mixture or the metal lithium plate applied or sandwiched on the aluminum foil W1 or the copper foil W6. Even with long-term use, it is possible to prevent the separators 4A and 4B from breaking or internal short circuit due to breakage. Therefore, a long-life capacitor 30 can be obtained. In addition, the edge part structure of the active material mixture shown in FIG. 3 also promotes this advantage.

また、本実施形態のキャパシタ３０では、正負極板のアルミニウム箔Ｗ１および銅箔Ｗ３の両面に活物質合剤が塗着されており、該活物質合剤は孔明き形成部を介して連通しているとともに、スラリ塗布時に塗工口がずらされた表裏面２つの塗工機でスラリの塗工が行われ、アルミニウム箔Ｗ１の垂直搬送が行われるので、貫通孔にエアが残留することを防止することができる。従って、キャパシタ３０のエネルギ密度を高めることができるとともに、内部抵抗を低減させることができる。とりわけ、本実施形態では、貫通孔の各面積が８×１０−７ｍ２以下の１．３×１０−７ｍ２（＝０．２ｍｍ×０．２ｍｍ×π）で略均等に設定され、貫通孔の開口率が２０％に設定されているので、量産工程において金属箔への活物質合剤の塗着が容易で、かつ、キャパシタ全体の内部抵抗を小さくすることができる。換言すれば、貫通孔の各面積が８×１０−７ｍ２を超えるとスラリの均一塗工（活物質合剤の集電体への均一塗着）が難しくなり（特に、貫通孔への活物質合剤の充填および凸凹の発生）、また、電極群を構成したときに正負極板の強度の弱化を招く。なお、貫通孔の各面積が小さい場合には、リチウムイオンの移動距離を短くし内部抵抗の増加を避けるために、アルミニウム箔Ｗ１および銅箔Ｗ６にリチウムイオンが通過可能なように単位面積あたりの貫通孔を多く形成することが好ましい。 Further, in the capacitor 30 of the present embodiment, the active material mixture is applied to both surfaces of the aluminum foil W1 and the copper foil W3 of the positive and negative electrode plates, and the active material mixture is communicated through the perforated forming portion. At the same time, slurry coating is performed by two coating machines whose front and back surfaces are shifted at the time of slurry coating, and the aluminum foil W1 is vertically conveyed, so that air remains in the through hole. Can be prevented. Therefore, the energy density of the capacitor 30 can be increased and the internal resistance can be reduced. In particular, in the present embodiment, each area of the through hole is set to be approximately equal to 1.3 × 10 −7 m 2 (= 0.2 mm × 0.2 mm × π) of 8 × 10 −7 m 2 or less, Since the opening ratio of the through holes is set to 20%, it is easy to apply the active material mixture to the metal foil in the mass production process, and the internal resistance of the entire capacitor can be reduced. In other words, if each area of the through hole exceeds 8 × 10 −7 m 2 , it becomes difficult to uniformly apply the slurry (uniform application of the active material mixture to the current collector) (particularly, to the through hole). Filling of active material mixture and generation of unevenness), and when the electrode group is constructed, the strength of the positive and negative electrode plates is weakened. In addition, when each area of the through-hole is small, in order to shorten the movement distance of lithium ions and avoid an increase in internal resistance, the per unit area so that lithium ions can pass through the aluminum foil W1 and the copper foil W6. It is preferable to form many through holes.

さらにまた、本実施形態のキャパシタ３０では、上述したように、極板を作製する際に、幅方向で４倍幅分を一度に（連続工程で）作製するとともに、アルミニウム箔Ｗ１の幅を１つの極板のリード片分ないし１つのリチウム積層体のタブ分の長さｃだけ小さくすることができる。このため、生産性が向上するとともに、コストの低減を図ることができる。さらに、本実施形態のキャパシタ３０では、負極板３の銅箔Ｗ３とリチウム積層体２０の銅箔Ｗ６とを同じ材料としたので、部品管理が容易となるとともに、コスト低減を図ることができる。   Furthermore, in the capacitor 30 of the present embodiment, as described above, when the electrode plate is manufactured, four times the width in the width direction is manufactured at once (in a continuous process), and the width of the aluminum foil W1 is set to 1. The length can be reduced by the length c of the lead piece of one electrode plate or the tab of one lithium laminate. For this reason, productivity can be improved and cost can be reduced. Furthermore, in the capacitor 30 of the present embodiment, since the copper foil W3 of the negative electrode plate 3 and the copper foil W6 of the lithium laminate 20 are made of the same material, component management becomes easy and cost reduction can be achieved.

また、本実施形態のキャパシタ３０では、容器８の内底面から負極集電リング６の上部まで絶縁材１１により詰め物がなされている。このため、金属リチウムＷ５からのリチウムイオンが負極活物質にドーピングされずに、他の負極板を構成する部材に析出してセパレータ４の破断等を招くことを防止するとともに、論理総充填量に近い金属リチウム板Ｗ５の総充填量を設定でき、金属リチウム板Ｗ５の厚さを極力薄くすることが可能となり、電極群７の捲回構成の脆弱化を防止することができる。さらに、容器８の内底面から負極集電リング６の上部まで絶縁材１１を配することにより、遊離電解液をなくすことができる。   Further, in the capacitor 30 of this embodiment, the padding is made by the insulating material 11 from the inner bottom surface of the container 8 to the upper part of the negative electrode current collecting ring 6. For this reason, lithium ions from the metal lithium W5 are not doped into the negative electrode active material and are prevented from being deposited on members constituting the other negative electrode plate and causing breakage of the separator 4 and the like. The total filling amount of the close metal lithium plate W5 can be set, the thickness of the metal lithium plate W5 can be made as thin as possible, and weakening of the winding configuration of the electrode group 7 can be prevented. Furthermore, by disposing the insulating material 11 from the inner bottom surface of the container 8 to the upper part of the negative electrode current collecting ring 6, the free electrolyte can be eliminated.

従って、本実施形態のキャパシタ３０よれば、内部抵抗、エネルギ密度、寿命等のキャパシタとしての特性が優れているとともに、量産性に優れたキャパシタを実現することができる。また、本実施形態のキャパシタ３０は大容量の１，０００Ｆであり、複数のキャパシタ３０を並列ないし直列接続したキャパシタシステムを構成することにより、例えば、自動車のエンジン始動を連続して複数回行うことができる。   Therefore, according to the capacitor 30 of the present embodiment, it is possible to realize a capacitor having excellent characteristics as a capacitor such as internal resistance, energy density, and life, and excellent mass productivity. In addition, the capacitor 30 of the present embodiment has a large capacity of 1,000 F. By configuring a capacitor system in which a plurality of capacitors 30 are connected in parallel or in series, for example, the engine of a car is continuously started a plurality of times. Can do.

なお、上記の実施形態では、電極群７の中央領域において、負極板３上にリチウム積層体２０を配置した例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、図１４に示すように、電極群１０７の中央領域に配置した金属リチウム板Ｗ５に加えて捲回中心領域及び捲回外周領域において、負極板３上に２つの金属リチウム板Ｗ１５，Ｗ２５を配置してもよい。この場合には、金属リチウム板またはリチウム積層体の上に第１及び第２のセパレータが直接重なるように（リチウム積層体の上にセパレータを介して正極板が配置されないように）、２つの金属リチウム板Ｗ１５，Ｗ２５が位置する両端部分を削除するように長さ寸法を短かくする。そして、正極板を第１及び第２のセパレータの間に挿入して捲回する。   In the above embodiment, an example in which the lithium laminate 20 is disposed on the negative electrode plate 3 in the central region of the electrode group 7 has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 14, in addition to the metal lithium plate W5 arranged in the central region of the electrode group 107, two metal lithium plates W15 and W25 are provided on the negative electrode plate 3 in the winding center region and the winding outer peripheral region. You may arrange. In this case, two metals are used so that the first and second separators directly overlap the metal lithium plate or the lithium laminate (so that the positive electrode plate is not disposed on the lithium laminate via the separator). The length dimension is shortened so as to delete both end portions where the lithium plates W15 and W25 are located. Then, the positive electrode plate is inserted between the first and second separators and wound.

なお、上記の実施形態では、捲回装置２７において、各供給部からフープ状の供給物（正極板２、負極板３、セパレータ４Ａ、４Ｂ、金属リチウム板Ｗ５またはリチウム積層体２０）を供給する例を示したが、所定長さで１つ分の電極群７を作製するための長さに予め切断された供給物を各供給部から供給するようにしてもよい。このような態様では、上述したカッタは不要となる。   In the above embodiment, the winding device 27 supplies a hoop-shaped supply (positive plate 2, negative plate 3, separators 4A and 4B, lithium metal plate W5 or lithium laminate 20) from each supply unit. Although an example has been shown, a supply cut in advance to a length for producing one electrode group 7 with a predetermined length may be supplied from each supply unit. In such an embodiment, the above-described cutter is not necessary.

また、上記の実施形態では、両面に活物質合剤が塗着された極板を例示したが、本発明はこれに限ることなく、片面のみに活物質合剤が塗着された極板にも適用が可能である。さらに、本実施形態では、正負極板およびリチウム積層体の孔明き形成部に円形の貫通孔を例示したが、本発明はこれに制限されるものではない。すなわち、貫通孔の形状は、例えば、三角形、四角形等の多角形、星形、台形等の任意の形状を採ることができる。また、正負極板およびリチウム積層体の孔明き形成部の貫通孔の開口率に２０％のものを例示したが、これについても本発明を制限するものはない。開口率としては、例えば、５％〜５５％、好ましくは、１０％〜４０％、より好ましくは、１０％〜２５％とすることができる。   In the above embodiment, the electrode plate with the active material mixture applied on both sides is exemplified, but the present invention is not limited to this, and the electrode plate with the active material mixture applied only on one side is illustrated. Is also applicable. Furthermore, in this embodiment, although the circular through-hole was illustrated in the positive hole plate and the hole forming part of the lithium laminate, the present invention is not limited to this. That is, the shape of the through hole can take any shape such as a polygon such as a triangle or a quadrangle, a star, or a trapezoid. Moreover, although the thing of 20% was illustrated to the opening rate of the through-hole of the positive electrode board and the hole formation part of a lithium laminated body, this also does not restrict | limit this invention. The aperture ratio can be, for example, 5% to 55%, preferably 10% to 40%, and more preferably 10% to 25%.

またさらに、上記の実施形態では、２枚のセパレータ４Ａ、４Ｂを使用する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。すわなち、１枚のセパレータを折り返して使用すれば２枚のセパレータと同じく使用でき、１枚のセパレータに代えて、薄いセパレータを例えば２枚ないし３枚ずつ重ねて使用することができる。従って、本発明者らは、このような態様も本発明の「２枚のセパレータ」と同じ意味であるかまたは均等のものと考えている。   Furthermore, in the above embodiment, an example in which the two separators 4A and 4B are used has been described, but the present invention is not limited to this. That is, if one separator is folded and used, it can be used in the same way as two separators. Instead of one separator, two or three thin separators can be used, for example. Therefore, the present inventors consider that such an aspect also has the same meaning or equivalent to the “two separators” of the present invention.

また、上記の実施形態では、幅方向で４倍幅分のフープ状極板を得る極板形成装置を例示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、６倍幅分のフープ状極板を得る極板形成装置を用いるようにしてもよい。この場合には、活物質合剤が塗着された合剤塗着幅２（ｅ＋α）間の未塗着箇所（幅ｃ＋２β）が２つ形成されるので、アルミニウム箔供給部から供給されるアルミニウム箔の幅を２ｃ分節約することができる。なお、本発明は、従来のように、１倍幅分の極板を用いたキャパシタに適用可能なことは云うまでもない。また、活物質層のみを予め形成しておき、集電体（アルミニウム箔Ｗ１またはＷ１、銅箔ＷまたはＷ３）に貼り合わせた極板を有するキャパシタに適用可能なことも論を待たない。   Further, in the above embodiment, the electrode plate forming apparatus that obtains the hoop-shaped electrode plate corresponding to the quadruple width in the width direction is exemplified, but the present invention is not limited to this, and for example, the hoop-shaped electrode corresponding to the six-fold width. You may make it use the electrode plate forming apparatus which obtains a board. In this case, since two uncoated portions (width c + 2β) between the mixture coating width 2 (e + α) coated with the active material mixture are formed, aluminum supplied from the aluminum foil supply section The foil width can be saved by 2c. Needless to say, the present invention can be applied to a capacitor using an electrode plate of a single width as in the prior art. Further, it is not a matter of course that the present invention can be applied to a capacitor having an electrode plate that is formed in advance and bonded to a current collector (aluminum foil W1 or W1, copper foil W or W3).

さらに、上記の実施形態では、セパレータ４Ａ、４Ｂの捲回開始端を軸芯１に粘着することにより固定する例を示したが、本発明はこれに制約されず、例えば、溶着でセパレータ４Ａ、４Ｂの捲回開始端を軸芯１に固定するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the winding start ends of the separators 4A and 4B are fixed by adhering to the shaft core 1 has been shown, but the present invention is not limited thereto, and for example, the separator 4A, The winding start end of 4B may be fixed to the shaft core 1.

また、上記の実施形態では、金属リチウム板Ｗ５に矩形板状のものを例示したが、本発明は金属リチウム板Ｗ５の形状に制限されるものではない。例えば、円形板状のものや台形板状のものを用いるようにしてもよい。また、容器８の形状についても、円筒状に限らず、断面が楕円状、小判状、矩形状のものも使用可能である。円筒状とは、横断面形状が円形のほか、楕円状、小判状、矩形状のものも、均等物として含む。   Moreover, in said embodiment, although the rectangular-plate-shaped thing was illustrated to the metal lithium plate W5, this invention is not restrict | limited to the shape of the metal lithium plate W5. For example, a circular plate or a trapezoid plate may be used. Further, the shape of the container 8 is not limited to a cylindrical shape, and an elliptical, oval, or rectangular cross section can be used. The term “cylindrical shape” includes not only a circular cross-sectional shape but also an elliptical shape, an oval shape, and a rectangular shape as equivalents.

さらにまた、上記の実施形態では、絶縁材１１にエポキシ樹脂を例示したが、他の公知の樹脂を用いることができることは論を待たない。   Furthermore, in the above embodiment, the epoxy resin is exemplified as the insulating material 11, but it goes without saying that other known resins can be used.

また、上記の実施形態では、理解が容易なように、例として種々の数値を挙げて説明したが、特許請求の範囲で定義された数値でない限り、本発明がこれらに制限されるものでないことは云うまでもない。さらに、本実施形態では、リチウムイオンキャパシタを作製するための部材について具体的に例示したが、これらについても、特許請求の範囲で言及のない限り、本発明を制限するものではない。従って、本願出願時点で公知の部材や材料を用いることができる。   Further, in the above-described embodiment, various numerical values are described as examples for easy understanding, but the present invention is not limited to these unless the numerical values are defined in the claims. Needless to say. Furthermore, in this embodiment, although the member for producing a lithium ion capacitor was illustrated concretely, this also does not restrict | limit this invention unless it mentions in a claim. Therefore, known members and materials can be used at the time of filing this application.

例えば、負極活物質には、天然黒鉛、人造黒鉛、ＭＣＭＢ（メゾフェーズカーボンマイクロビーズ）、ＭＣＦ（メゾフェーズカーボンファイバ）、コークス、ＶＧＣＦ（気相成長炭素繊維）、難黒鉛化性炭素、ポリアセチレン系有機半導体、カーボンナノチューブ、これらの混合物、さらにこれらまたはこれらの混合物にホウ素、珪素、窒素などを導入したものを用いることができ、比表面積も例示したものに限られるものではない。また、正極活物質には、材料表面近傍に存在する電気二重層へのリチウムイオンおよび陰イオンの吸脱着を充放電に利用できるものであれば特に制限はなく、代表的な物質として活性炭が選択される。さらに、正負活物質の粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に本発明が制限されるものではない。   For example, the negative electrode active material includes natural graphite, artificial graphite, MCMB (mesophase carbon microbeads), MCF (mesophase carbon fiber), coke, VGCF (vapor growth carbon fiber), non-graphitizable carbon, polyacetylene series Organic semiconductors, carbon nanotubes, a mixture thereof, and those or a mixture thereof obtained by introducing boron, silicon, nitrogen or the like can be used, and the specific surface area is not limited to those exemplified. In addition, the positive electrode active material is not particularly limited as long as it can utilize the adsorption / desorption of lithium ions and anions to and from the electric double layer existing near the material surface for charging and discharging, and activated carbon is selected as a representative material. Is done. Further, the particle shape of the positive and negative active materials is not particularly limited to the present invention, such as scaly, spherical, fibrous, or massive.

また、負極活物質の結着剤には、エチレンアクリル酸系バインダ、ポリアクリル酸系バインダ、ＳＢＲ系バインダ、ＮＢＲ系バインダ、ＰＶＤＦ系バインダ、ＰＶＡ系バインダおよびこれらの混合物等を用いるようにしてもよく、これらの水分散エマルジョンを用いることもできる。バインダに水分散エマルジョンを用いる場合は、好ましくはカルボキシメチルセルロースやＰＶＡ等の、高粘度の分散剤を添加する。   Further, as the binder for the negative electrode active material, an ethylene acrylic acid binder, a polyacrylic acid binder, an SBR binder, an NBR binder, a PVDF binder, a PVA binder, a mixture thereof, or the like may be used. Often, these water-dispersed emulsions can also be used. When using a water-dispersed emulsion for the binder, a high-viscosity dispersant such as carboxymethyl cellulose or PVA is preferably added.

正極活物質の結着剤には、エチレンアクリル酸系バインダ、ポリアクリル酸系バインダ、ＳＢＲ系バインダ、ＮＢＲ系バインダ、ＰＶＤＦ系バインダ、ＰＶＡ系バインダ、ＰＴＦＥ系バインダおよびこれらの混合物等を用いるようにしてもよく、これらの水分散エマルジョンを用いることもできる。バインダに水分散のエマルジョンを用いる場合は、好ましくはカルボキシメチルセルロースやＰＶＡ等の、高粘度の分散剤を添加する。正極活物質のバインダが水分散バインダであると、キャパシタの特性上特に好ましい。   As the binder for the positive electrode active material, an ethylene acrylic acid binder, a polyacrylic acid binder, an SBR binder, an NBR binder, a PVDF binder, a PVA binder, a PTFE binder, a mixture thereof, and the like are used. These water-dispersed emulsions can also be used. When a water-dispersed emulsion is used for the binder, a high-viscosity dispersant such as carboxymethyl cellulose or PVA is preferably added. The binder of the positive electrode active material is particularly preferably a water-dispersed binder in terms of capacitor characteristics.

さらにまた、導電助材には、アセチレンブラックやケッチェンブラック、微粉砕した黒鉛粉末等の導電性炭素粉末を用いることもできる。   Furthermore, conductive carbon powders such as acetylene black, ketjen black, and finely pulverized graphite powder can be used as the conductive aid.

さらに、非水電解液には、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電解液を使用してもよく、リチウム塩や有機溶媒にも特に制限されるものではない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ等やこれらの混合物を用いることができる。さらにまた、非水電解液の有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ビニルカーボネート、トリフルオロメチルプロピレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等又はこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよい。 Further, as the non-aqueous electrolyte, an electrolyte obtained by using a general lithium salt as an electrolyte and dissolving the electrolyte in an organic solvent may be used, and the lithium salt and the organic solvent are not particularly limited. For example, as the electrolyte, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi or a mixture thereof can be used. Furthermore, as the organic solvent of the non-aqueous electrolyte, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, vinyl carbonate, trifluoromethyl propylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1, 2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, etc., or a mixed solvent of two or more of these May be used.

さらにまた、セパレータとしては、多孔質基材が用いられ、例えば、クラフト紙等のセルロース系の多孔質基材、ポリエチレン、ポリプロポレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合、ポリエチレンテレフタレート、レーヨン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の多孔質フィルム基材や、ガラス繊維からなる多孔質基材あるいはこれらを重ねて用いるようにしてもよい。   Furthermore, as the separator, a porous substrate is used, for example, a cellulose-based porous substrate such as kraft paper, polyethylene, polypropylene, a composite of polyethylene and polypropylene, polyethylene terephthalate, rayon, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide. Such a porous film substrate such as glass fiber, a porous substrate made of glass fiber, or a combination thereof may be used.

そして、上記の実施形態では、リチウム積層体２０の金属箔に銅箔を例示したが、金属箔として、例えば、銅合金箔、ニッケル箔、ニッケル合金箔を用いるようにしてもよい。   And in said embodiment, although copper foil was illustrated to the metal foil of the lithium laminated body 20, you may make it use copper alloy foil, nickel foil, nickel alloy foil as metal foil, for example.

また、軸芯の材質としてはポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどを用いるようにしてもよい。   Further, as the material of the shaft core, polypropylene, polyphenylene sulfide, polycarbonate or the like may be used.

２ 正極板
２Ａ，２Ｂ 分割正極板
３ 負極板
４Ａ，４Ｂ セパレータ
７ 電極群
２０ リチウム積層体
２７ 捲回装置
Ｗ１ アルミニウム箔（金属箔）
Ｗ３ 銅箔（金属箔）
Ｗ５ 金属リチウム 2 Positive electrode plate 2A, 2B Split positive electrode plate 3 Negative electrode plate 4A, 4B Separator 7 Electrode group 20 Lithium laminate 27 Winding device W1 Aluminum foil (metal foil)
W3 Copper foil (metal foil)
W5 Lithium metal

Claims (12)

負極板と、第１のセパレータと、正極板と、第２のセパレータとが、順次重なるように軸芯を中心として捲回してリチウムイオンキャパシタ用電極群を製造する方法において、
複数枚の分割正極板からなる前記正極板を用意し、
前記軸芯に前記第１及び第２のセパレータのそれぞれの一方の端部を固定して捲回を開始し、
その後、前記第１及び第２のセパレータの間に前記負極板を挿入して前記負極板の捲回を開始し、捲回の途中で前記第１のセパレータと前記負極板との間にドーピング用の１枚以上の金属リチウム板を挿入し、
前記金属リチウムの上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように前記複数枚の分割正極板を捲回方向に所定の間隔をあけて、前記第２及び第１のセパレータの間に順次挿入して捲回することによりドーピング前の電極群を形成することを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法。 In the method of manufacturing the electrode group for a lithium ion capacitor by winding around the axis so that the negative electrode plate, the first separator, the positive electrode plate, and the second separator sequentially overlap,
Preparing the positive electrode plate comprising a plurality of divided positive electrode plates;
Fixing one end of each of the first and second separators to the shaft core and starting winding,
Thereafter, the negative electrode plate is inserted between the first and second separators, and winding of the negative electrode plate is started. During the winding, doping is performed between the first separator and the negative electrode plate. Insert one or more metal lithium plates
The plurality of divided positive plates are sequentially spaced between the second and first separators at a predetermined interval in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the metallic lithium. A method for producing an electrode group for a lithium ion capacitor, wherein the electrode group before doping is formed by inserting and winding. 負極板と、第１のセパレータと、正極板と、第２のセパレータとを、順次重なるように軸芯を中心として捲回してリチウムイオンキャパシタ用電極群を製造する方法において、
極板面上に１枚以上の所定の長さを有するドーピング用の金属リチウム板を備えた前記負極板を用意し、
複数枚の分割正極板からなる前記正極板を用意し、
前記軸芯に前記第１及び第２のセパレータのそれぞれの一方の端部を固定して捲回を開始し、
その後、前記第１のセパレータに前記金属リチウム板が接触するように、前記第１及び第２のセパレータの間に前記負極板を挿入して前記負極板の捲回を開始し、
前記金属リチウム板の上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように前記複数枚の分割正極板を捲回方向に所定の間隔をあけて、前記第２及び第１のセパレータの間に順次挿入して捲回することによりドーピング前の電極群を形成することを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法。 In the method of manufacturing the electrode group for a lithium ion capacitor by winding the negative electrode plate, the first separator, the positive electrode plate, and the second separator around the axial core so as to sequentially overlap,
Preparing the negative electrode plate provided with a metal lithium plate for doping having one or more predetermined lengths on the electrode plate surface;
Preparing the positive electrode plate comprising a plurality of divided positive electrode plates;
Fixing one end of each of the first and second separators to the shaft core and starting winding,
Thereafter, the negative electrode plate is inserted between the first and second separators so that the metal lithium plate comes into contact with the first separator, and winding of the negative electrode plate is started.
The plurality of divided positive plates are spaced apart from each other in the winding direction so that the first and second separators are directly overlapped on the metal lithium plate, and are interposed between the second and first separators. A method for producing an electrode group for a lithium ion capacitor, wherein the electrode group before doping is formed by sequentially inserting and winding. 前記電極群の径方向の中央領域に前記金属リチウム板の捲回層が位置するように前記金属リチウム板が前記負極板上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法。   The metal lithium plate is disposed on the negative electrode plate so that a wound layer of the metal lithium plate is located in a central region in the radial direction of the electrode group. Manufacturing method of electrode group for lithium ion capacitor. 前記金属リチウム板がイオン透過性を有する金属箔によって包まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極群の製造方法。   The method for producing an electrode group for a lithium ion capacitor according to claim 1 or 2, wherein the metal lithium plate is encased in a metal foil having ion permeability. 前記金属リチウム板は、１周以下の捲回層を形成する捲回方向長さを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal lithium plate has a winding direction length that forms a winding layer of one turn or less. 前記第１及び第２のセパレータを、前記電極群の最外周を構成するように捲回するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of winding the first and second separators so as to constitute an outermost periphery of the electrode group. 負極板と、前記負極板の上に配置されて前記負極板よりも長さが短いｎ枚（ｎは１以上の整数）の金属リチウム板と、第１のセパレータと、複数枚の分割正極板からなる正極板と、第２のセパレータとが、順次重なるように軸芯を中心として捲回されて構成され、
前記金属リチウム板の上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように前記ｎ＋１枚の分割正極板が捲回方向に所定の間隔をあけて、前記第１及び第２のセパレータの間に挿入配置されていることを特徴とするドーピング前のリチウムイオンキャパシタ用電極群。 A negative electrode plate, n metal lithium plates (n is an integer of 1 or more) disposed on the negative electrode plate and shorter than the negative electrode plate, a first separator, and a plurality of divided positive electrode plates The positive electrode plate and the second separator are wound around the shaft core so as to sequentially overlap,
The n + 1 divided positive plates are spaced apart from each other between the first and second separators in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the metal lithium plate. An electrode group for a lithium ion capacitor before doping, which is inserted and arranged. 前記負極板の捲回方向両端部に、表面上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように更に金属リチウム板が配置されていることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極群。   The lithium ion capacitor according to claim 7, wherein a metal lithium plate is further disposed at both ends in the winding direction of the negative electrode plate so that the first and second separators directly overlap the surface. Electrode group. 前記金属リチウム板がイオン透過性を有する金属箔によって包まれていることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極群。   The electrode group for a lithium ion capacitor according to claim 7, wherein the metal lithium plate is wrapped with a metal foil having ion permeability. 金属製有底円筒状の容器に、セパレータを介して正極板及び負極板が捲回された電極群が収容されたリチウムイオンキャパシタであって、
前記電極群は、負極板と、前記負極板の上に配置されて前記負極板よりも長さが短いｎ枚（ｎは１以上の整数）の金属リチウム板と、第１のセパレータと、複数枚の分割正極板からなる正極板と、第２のセパレータとが、順次重なるように軸芯を中心として捲回されて構成され、前記金属リチウム板の上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように前記ｎ＋１枚の分割正極板が捲回方向に所定の間隔をあけて、前記第１及び第２のセパレータの間に挿入配置され、
前記電極群の一方は、前記負極板に接続される負極集電リングを介して前記容器に接続され、
前記電極群の他方は、前記正極板に接続される正極集電リングを介して容器蓋に接続され、
ていることを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。 A lithium ion capacitor in which an electrode group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound via a separator is accommodated in a metal bottomed cylindrical container,
The electrode group includes a negative electrode plate, n metal lithium plates (n is an integer of 1 or more) disposed on the negative electrode plate and shorter than the negative electrode plate, a first separator, A positive electrode plate made up of a plurality of divided positive electrode plates and a second separator are wound around an axial core so as to sequentially overlap each other, and the first and second separators are formed on the metal lithium plate. The n + 1 divided positive plates are inserted and arranged between the first and second separators at a predetermined interval in the winding direction so as to directly overlap,
One of the electrode groups is connected to the container via a negative electrode current collecting ring connected to the negative electrode plate,
The other of the electrode group is connected to a container lid via a positive electrode current collecting ring connected to the positive electrode plate,
A lithium ion capacitor characterized in that 前記負極板の捲回方向両端部に、表面上に前記第１及び第２のセパレータが直接重なるように更に金属リチウム板が配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のリチウムイオンキャパシタ。   11. The lithium ion capacitor according to claim 10, wherein a metal lithium plate is further disposed at both ends of the negative electrode plate in the winding direction so that the first and second separators directly overlap the surface. . 前記金属リチウム板が、イオン透過性を有する金属箔によって包まれていることを特徴とする請求項１０に記載のリチウムイオンキャパシタ。   11. The lithium ion capacitor according to claim 10, wherein the metal lithium plate is wrapped with a metal foil having ion permeability.
JP2010000209A 2010-01-04 2010-01-04 ELECTRODE GROUP FOR LITHIUM ION CAPACITOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LITHIUM ION CAPACITOR Expired - Fee Related JP5394941B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010000209A JP5394941B2 (en) 2010-01-04 2010-01-04 ELECTRODE GROUP FOR LITHIUM ION CAPACITOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LITHIUM ION CAPACITOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010000209A JP5394941B2 (en) 2010-01-04 2010-01-04 ELECTRODE GROUP FOR LITHIUM ION CAPACITOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LITHIUM ION CAPACITOR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011139006A true JP2011139006A (en) 2011-07-14
JP5394941B2 JP5394941B2 (en) 2014-01-22

Family

ID=44350121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010000209A Expired - Fee Related JP5394941B2 (en) 2010-01-04 2010-01-04 ELECTRODE GROUP FOR LITHIUM ION CAPACITOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LITHIUM ION CAPACITOR

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5394941B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190066934A1 (en) * 2016-02-15 2019-02-28 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101980765B (en) 2008-03-27 2015-11-25 株式会社久保田 Membrane separation device and bellows

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794211A (en) * 1993-09-21 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of battery and electrode plate for battery
JPH10233234A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Fuji Elelctrochem Co Ltd Nonaqueous lithium secondary battery
JPH11283676A (en) * 1998-03-31 1999-10-15 Fuji Film Celltec Kk Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery and its manufacture
JP2002134161A (en) * 2000-10-26 2002-05-10 Isao Matsumoto Spiral electrode group for battery and battery
JP2003157888A (en) * 2001-11-26 2003-05-30 Toshiba Corp Plate-like secondary battery and method of manufacture
JP2007173615A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd Lithium metal foil for cell or capacitor
JP2008130734A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Hitachi Aic Inc Electric double layer capacitor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794211A (en) * 1993-09-21 1995-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of battery and electrode plate for battery
JPH10233234A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Fuji Elelctrochem Co Ltd Nonaqueous lithium secondary battery
JPH11283676A (en) * 1998-03-31 1999-10-15 Fuji Film Celltec Kk Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery and its manufacture
JP2002134161A (en) * 2000-10-26 2002-05-10 Isao Matsumoto Spiral electrode group for battery and battery
JP2003157888A (en) * 2001-11-26 2003-05-30 Toshiba Corp Plate-like secondary battery and method of manufacture
JP2007173615A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd Lithium metal foil for cell or capacitor
JP2008130734A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Hitachi Aic Inc Electric double layer capacitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190066934A1 (en) * 2016-02-15 2019-02-28 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device
US10354809B2 (en) 2016-02-15 2019-07-16 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device
US10658125B2 (en) * 2016-02-15 2020-05-19 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5394941B2 (en) 2014-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007026786A (en) Electrode structure for nonaqueous electrolytic solution storage element, manufacturing method of the electrode structure, and nonaqueous electrolytic solution storage element
JP6038813B2 (en) Electrode manufacturing method and non-aqueous electrolyte battery manufacturing method
JP5326645B2 (en) Lithium ion capacitor
JP2012003919A (en) Laminate type cell and method of manufacturing the same
CN104428925A (en) Method and device for manufacturing lithium-ion secondary battery
JP2012022813A (en) Electrode winding device and method for manufacturing wound electrode body cell
JP5205302B2 (en) Manufacturing method of electrode group for lithium ion capacitor
JP2010244930A (en) Method for manufacturing laminated battery
JP2012114161A (en) Electrochemical device
CN104838460A (en) Method for manufacturing electricity-storage device, and electricity-storage device
JP5287317B2 (en) Lithium ion capacitor
JP2011198742A (en) Laminated type battery
CN104285329A (en) Flat wound secondary battery and method for producing same
JP2010186780A (en) Method of manufacturing lithium ion capacitor
JP5212153B2 (en) Manufacturing method of electrode group for lithium ion capacitor
JP5394941B2 (en) ELECTRODE GROUP FOR LITHIUM ION CAPACITOR, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LITHIUM ION CAPACITOR
JP5295745B2 (en) Laminated body and lithium ion capacitor
JP5343598B2 (en) Method for manufacturing lithium ion capacitor
JP5589602B2 (en) Lithium ion capacitor and method of manufacturing lithium ion capacitor
JP5453989B2 (en) Method and apparatus for manufacturing lithium ion capacitor
JP6724342B2 (en) Battery separator, battery having the separator, method for manufacturing the separator, and method for manufacturing the battery
JP5505546B2 (en) Lithium ion capacitor
JP5287318B2 (en) Lithium ion capacitor, electrode plate for lithium ion capacitor and method for manufacturing the same
JP2010186783A (en) Winding device
JP2010192852A (en) Lithium ion capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5394941

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees