CN104659368A - 蓄电元件以及蓄电元件模块 - Google Patents

蓄电元件以及蓄电元件模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蓄电元件以及蓄电元件模块，蓄电元件具有绝缘性优异的绝缘层。蓄电元件具备具有彼此重叠的一对电极的电极体，所述电极的至少任意一方包含集电基材、配置于所述集电基材的活性物质层、配置在所述集电基材与所述活性物质层之间的中间层、和配置于所述集电基材的绝缘层，所述活性物质层含有活性物质以及第一粘合剂，所述中间层含有碳质材料以及第二粘合剂，所述绝缘层含有绝缘材料以及第三粘合剂，所述第二粘合剂是非水系粘合剂，所述第三粘合剂是水系粘合剂。

Description

蓄电元件以及蓄电元件模块
技术领域
本发明涉及蓄电元件以及蓄电元件模块。
背景技术
近年来，作为汽车、自动二轮车等车辆、便携式终端、笔记本型个人电脑等各种设备等的动力源，正在采用锂离子电池、镍氢电池等电池、双电层电容器等电容器这样的可充放电的蓄电元件。
在现有技术中，作为这样的蓄电元件，已知如下的蓄电元件：具备锂离子二次电池用的电极体，电极体具有片状的一对电极和配置于一对电极之间的隔离件。
在这种蓄电元件中，电极体的一对电极分别具有集电箔、和配置于集电箔的一个面侧且含有活性物质的活性物质层。
此外，在这种蓄电元件中，在电极体中，电极彼此对置，使得各自的活性物质层隔着隔离件彼此相邻。
在这种蓄电元件中，有时电极体的隔离件收缩，此外，有时异物混入到电极体的电极间。由此，在这种蓄电元件中，有可能在电极间发生微小的短路。
相对于此，已知一种蓄电元件，为了防止电极间的微小的短路，在电极体的电极的一方具有绝缘层(专利文献1)。
但是，在上述蓄电元件中，期望使绝缘层的绝缘性进一步提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2013-045659号
发明内容
本发明的课题在于，提供一种具有绝缘性优异的绝缘层的蓄电元件以及蓄电元件模块。
本发明的一方面的蓄电元件具备具有彼此重叠的一对电极的电极体，
电极的至少任意一方包含：集电基材；配置于集电基材的活性物质层；配置在集电基材与活性物质层之间的中间层；和配置于集电基材的绝缘层，
活性物质层含有活性物质以及第一粘合剂，
中间层含有碳质材料以及第二粘合剂，
绝缘层含有绝缘材料以及第三粘合剂，
所述第二粘合剂为非水系粘合剂，
所述第三粘合剂为水系粘合剂。
作为本发明的蓄电元件的一方式，
所述第一粘合剂为非水系粘合剂。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，
活性物质层含有碳质材料。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，
绝缘材料具有无机粒子。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，采用如下方式：
一对电极分别至少包含所述活性物质层，各自的所述活性物质层配置为彼此相对，
一个电极的绝缘层配置为与另一个电极中的活性物质层的边缘的至少一部分相对。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，采用如下方式：
在一个电极中，绝缘层配置为覆盖活性物质层的另一个电极侧的面。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，采用如下方式：
在一个电极中，绝缘层配置为覆盖集电基材的另一个电极侧的面。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，采用如下方式：
中间层具有与活性物质层的边缘相比向外侧露出的中间层露出部，
绝缘层配置为与集电基材接触并且覆盖中间层露出部。
作为本发明的蓄电元件的另一方式，采用如下方式：
一对电极分别是正极以及负极，
正极具有作为活性物质层的正极活性物质层、中间层和绝缘层，
负极具有作为活性物质层的负极活性物质层，
负极活性物质层具有配置于相对的正极活性物质层的边缘的外侧的边缘，
中间层具有与正极活性物质层的边缘相比向外侧露出的中间层露出部，
绝缘层配置为与负极活性物质层的边缘相对，并且配置为覆盖正极活性物质层的边缘并且覆盖中间层露出部的负极侧。
作为本发明的蓄电元件模块的一方式，具备：
上述蓄电元件；
与蓄电元件电连接的汇流条构件。
本发明的一侧面的蓄电元件的制造方法，所述蓄电元件具备具有彼此重叠的一对电极的电极体，所述制造方法包括：
中间层形成工序，在电极的至少一方的集电基材上涂敷包含碳质材料以及非水系粘合剂的中间层用组合物；
活性物质层形成工序，在中间层上涂敷包含活性物质层以及非水系粘合剂的混合剂；和
绝缘层形成工序，在中间层或活性物质层上涂敷包含绝缘材料以及水系粘合剂的绝缘层用组合物。
在本发明的蓄电元件的制造方法的一方式中，
同时进行活性物质层形成工序和绝缘层形成工序。
在本发明的蓄电元件的制造方法的另一方式中，
混合剂包含碳质材料。
在本发明的蓄电元件的制造方法的另一方式中，
绝缘材料包含无机粒子。
在本发明的蓄电元件的制造方法的另一方式中，
在绝缘层形成工序中，在中间层上未涂敷混合剂的部分上，涂敷绝缘层用组合物。
发明效果
本发明所涉及的蓄电元件取得具有绝缘性优异的绝缘层这样的效果。
附图说明
图1是示意性地表示一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图2是示意性地表示另一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图3是示意性地表示另一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图4是示意性地表示另一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图5是示意性地表示另一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图6是示意性地表示另一具体例的电极体的剖面的剖面图。
图7是示意性地表示电极体的外观的图。
图8是简要示出作为蓄电元件的一例的非水电解质二次电池的外观的示意图。
图9是简要示出作为蓄电元件的一例的非水电解质二次电池的壳体的内部的示意图。
图10是沿图9中的III-III线的剖面图。
图11是简要示出作为蓄电元件的一例的非水电解质二次电池的剖面的剖面图。
图12是简要示出蓄电元件模块的一例的外观的示意图。
符号说明
1：蓄电元件(非水电解质二次电池)
2：电极体
3：正极
3a：正极集电基材
3b：正极活性物质层
4：隔离件
5：负极
5a：负极集电基材
5b：负极活性物质层
6：中间层
6a：中间层露出部
7：绝缘层
8：壳体
8a：壳体主体、
8b：盖体
9：电解液
10：集电部
11：外部端子
12：外部垫片
13：汇流条构件
20：蓄电元件模块
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电极体的一实施方式进行说明。
本实施方式的蓄电元件具备电极体，该电极体具有彼此重叠的一对电极，
电极的至少任意一方包含集电基材、配置于集电基材的活性物质层、配置于集电基材与活性物质层之间的中间层、和配置于集电基材的绝缘层，
活性物质层含有活性物质以及第一粘合剂，
中间层含有碳质材料以及第二粘合剂，
绝缘层含有绝缘材料以及第三粘合剂，
所述第二粘合剂为非水系粘合剂，
所述第三粘合剂为水系粘合剂。
在本实施方式的蓄电元件中，电极体2中的一对电极3、5的至少一方包含上述活性物质层3b、5b、中间层6、和至少与中间层接触的绝缘层7。绝缘层7所含有的粘合剂为水系粘合剂，活性物质层3b、5b以及中间层6所含有的粘合剂都是非水系粘合剂。而且，中间层6含有疏水性碳质材料。
因此，绝缘层7所含有的水系粘合剂的极性比较高，另一方面，活性物质层3b、5b以及中间层6所含有的非水系粘合剂、以及中间层6所含有的碳质材料与绝缘层7所含有的水系粘合剂相比极性较低。即，水系粘合剂与非水系粘合剂或碳质材料的亲和性低，非水系粘合剂与碳质材料彼此亲和性高。
在中间层6中，含有彼此亲和性高的非水系粘合剂和碳质材料。因此，碳质材料向中间层6的外部移动受到非水系粘合剂抑制。此外，在绝缘层7中，含有与碳质材料的亲和性低的水系粘合剂。由此，能够通过水系粘合剂来抑制碳质材料向绝缘层7移动。
由于抑制了碳质材料进入到绝缘层7中，因此能够抑制因碳质材料进入而引起的绝缘层7的绝缘性的下降。因此，能够提供具有高绝缘性的绝缘层的蓄电元件。
通过在活性物质层3b、5b中含有非水系粘合剂，从而即使中间层6所含有的碳质材料移动到了活性物质层3b、5b的情况下，也能够抑制经由活性物质层3b、5b而移动到绝缘层7。
在本实施方式的蓄电元件中，在活性物质层3b、5b中含有碳质材料作为导电助剂。在活性物质层3b、5b中，含有彼此亲和性高的非水系粘合剂和碳质材料。因此，碳质材料向活性物质层3b、5b的外部移动受到非水系粘合剂抑制。此外，在绝缘层7中，含有与碳质材料的亲和性低的水系粘合剂。由此，能够通过水系粘合剂来抑制活性物质层3b、5b所含有的碳质材料向绝缘层7移动。
在本实施方式的蓄电元件中，在绝缘层7中含有无机粒子作为绝缘材料。在中间层6或活性物质层3b、5b包含碳质材料、并且绝缘层7包含无机粒子的情况下，因为碳质材料的疏水性比较高，无机粒子的亲水性比较高，所以碳质材料向绝缘层7移动受到具有亲水性的无机粒子抑制。
在本实施方式的蓄电元件中，如图1～图3所示，电极体2的一对电极3、5分别至少包含集电基材3a、5a以及活性物质层3b、5b，并且重叠为各自的活性物质层3b、5b彼此相对。
此外，一个电极的绝缘层7配置为与另一个电极的活性物质层5b的边缘的至少一部分相对。
如图2所示，在包含绝缘层7的一个电极3中，绝缘层7也可以配置为进一步覆盖集电基材3a的另一个电极侧的面。
如图3所示，在包含绝缘层7的一个电极3中，绝缘层7也可以配置为进一步覆盖活性物质层3b的另一个电极5侧的面。
如图1～3所示，中间层6也可以具有比活性物质层3b、5b的边缘更向外侧露出的中间层露出部6a。通过具有中间层露出部6a，能够直到活性物质层3b、5b的边缘为止与中间层6接触。结果，活性物质层3b、5b的剥离强度提高。
如图1～3所示，绝缘层7也可以配置为覆盖中间层露出部6a。绝缘层7通过覆盖中间层露出部6a，从而与中间层6接触的面积变大。另一方面，在绝缘层7中，含有与碳质材料的亲和性低的水系粘合剂。由此，能够通过水系粘合剂来抑制碳质材料向绝缘层7移动。
如图2、3所示，绝缘层7也可以配置为与集电基材3a、5a接触并且覆盖中间层露出部6a。即，绝缘层7也可以配置为覆盖中间层6的边缘。对于中间层6的边缘，中间层6露出了中间层6的厚度的量。因此，绝缘层7通过覆盖中间层6的边缘，从而与中间层6接触的面积变大。另一方面，在绝缘层7中，含有与碳质材料的亲和性低的水系粘合剂。由此，能够通过水系粘合剂来抑制碳质材料向绝缘层7移动。
如图3所示，绝缘层7也可以配置为与集电基材3a、5a接触、并且覆盖活性物质层3b、5b以及中间层露出部6a。在该情况下，也可以配置为仅覆盖活性物质层3b、5b的一部分。
更详细来说，本实施方式的蓄电元件中的电极体2例如如图1～图3所示，具备片状的正极3和与该正极3重叠的片状的负极5作为一对电极。此外，电极体2具备配置在正极3与负极5之间的隔离件4。
本实施方式的蓄电元件1中的电极体2，例如构成锂离子二次电池等的非水电解质二次电池1。
负极5包含负极集电基材5a作为集电基材，又包含含有负极活性物质的负极活性物质层5b作为活性物质层。
另一方面，正极3包含正极集电基材3a作为集电基材，又包含含有正极活性物质且配置于正极集电基材3a的至少一个面侧的正极活性物质层3b作为活性物质层。而且，正极3包含：中间层6，其含有碳质材料并配置在正极集电基材3a与正极活性物质层3b之间；和绝缘层7，其含有绝缘材料。
正极3和负极5隔着隔离件4重叠为负极活性物质层5b与正极活性物质层3b相对。
正极3中的中间层6、正极活性物质层3b、以及绝缘层7分别包含粘合剂。绝缘层7所含有的粘合剂为水系粘合剂，正极活性物质层3b以及中间层6所含有的粘合剂都是非水系粘合剂。
由于绝缘层7所含有的粘合剂为水系粘合剂，正极活性物质层3b以及中间层6所含有的粘合剂都是非水系粘合剂，因此水系粘合剂与非水系粘合剂的亲和性比较低。此外，如上所述，水系粘合剂与碳质材料的亲和性低，非水系粘合剂与碳质材料的亲和性高。由此，如上所述，能够通过水系粘合剂来抑制碳质材料向绝缘层7移动。因此，能够使绝缘层7的绝缘性能足够高。在绝缘层7所含有的水系粘合剂是溶解于水的粘合剂的情况下，能够进一步有效地抑制碳质材料向绝缘层7移动，因此优选水系粘合剂为溶解于水的粘合剂(以下也称为水溶性粘合剂)。
绝缘层7所含有的粘合剂是分散或溶解于水的水系粘合剂。
作为水系粘合剂，优选在20℃下，相对于水100质量份而言1质量份以上会溶解的水溶性粘合剂(溶解于水的水系粘合剂)。
作为水系粘合剂，优选从由聚环氧乙烷(聚乙二醇)、聚环氧丙烷(聚丙二醇)、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、聚烯烃、丁腈橡胶、纤维素构成的组中选择出的至少1种，进一步优选从由聚环氧乙烷(聚乙二醇)、聚环氧丙烷(聚丙二醇)、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸构成的组中选择出的至少1种水溶性粘合剂。
另一方面，非水系粘合剂是与水系粘合剂相比水溶性较低的粘合剂。
作为非水系粘合剂，优选在20℃下，相对于水100质量份而言不足1质量份溶解的粘合剂。
作为非水系粘合剂，可以举出例如聚偏氟乙烯(PVDF)、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、乙烯和乙烯醇的共聚物、聚丙烯腈、聚磷腈、聚硅氧烷、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、纤维素与壳聚糖吡咯烷酮羧酸酯的交联聚合物、甲壳素或壳聚糖的衍生物等。
作为壳聚糖的衍生物，可以举出将壳聚糖甘油化后的高分子化合物、壳聚糖的交联物等。
作为中间层6所含有的非水系粘合剂，在与碳质材料的亲和性更高、且能够进一步抑制绝碳质材料向缘层7扩散这一点上，优选从由聚偏氟乙烯、壳聚糖的衍生物、聚酰亚胺构成的组中选择出的至少1种。
作为正极活性物质层3b所含有的非水系粘合剂，在粘着性优异这一点、或电阻低这一点上，优选从由聚偏氟乙烯、乙烯和乙烯醇的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯构成的组中选择出的至少1种。
电极体2形成为带状。此外，电极体2例如如图7所示，被卷绕来使用。
电极体2如作为沿电极的宽度方向进行切断的剖面图的图1～图3所示，具备片状的正极3、片状的负极5、和配置在正极3与负极5之间的片状的隔离件4。
正极3形成为带状等的矩形状。正极3的厚度通常为35～250μm。
正极3例如如图1～图3所示，具有：带状的正极集电基材3a；带状的正极活性物质层3b，其配置于比正极集电基材3a更靠近负极5侧；中间层6，其配置在正极集电基材3a以及正极活性物质层3b之间；和带状的绝缘层7，其覆盖中间层6的宽度方向的侧面(端面)的至少一方。
正极活性物质层3b配置为与隔离件4相对接触。
负极5例如如图1～图3所示，具有带状的负极集电基材5a、和配置于比负极集电基材5a更靠近正极3侧的带状的负极活性物质层5b。
负极5的负极活性物质层5b配置为与隔离件4相对接触。负极5的厚度通常为35～250μm。
隔离件4例如形成为带状，为了阻断正极3与负极5的电连接而配置在正极3以及负极5之间。隔离件4的厚度通常为5～50μm。
在电极体2中，例如如图1～图3所示，负极活性物质层5b具有配置在相对的正极活性物质层3b的边缘的外侧的边缘。
例如如图1～图3所示，中间层6具有比正极活性物质层3b的边缘更向外侧露出的中间层露出部6a，中间层露出部6a配置为与负极活性物质层5b的边缘相对。
例如如图1～图3所示，绝缘层7配置为与负极活性物质层5b的边缘相对，并且配置为与正极活性物质层3b的边缘接触、并且覆盖中间层露出部6a的负极5侧。
优选为，在电极体2中，如图1～图3所示，在电极的宽度方向上，负极活性物质层5b的两边缘分别配置于正极活性物质层3b的两边缘的外侧。即，在正极以及负极的宽度方向的双方侧，负极活性物质层5b与正极活性物质层3b相比向外侧露出。
电极体2通过为这样的构成，能够在充电时使从正极活性物质层3b向负极5侧移动过来的Li离子等离子成分充分地吸贮于负极活性物质层5b的负极活性物质。
此外，在电极体2的宽度方向的一侧，负极活性物质层5b的边缘配置于正极3的中间层6的边缘的内侧，并且配置于正极3的正极活性物质层3b的边缘的外侧。即，与正极活性物质层3b的边缘相比负极活性物质层5b向外侧露出，与所露出的负极活性物质层5b的边缘相比中间层6向外侧露出。而且，该中间层所露出的部分(中间层露出部6a)与负极活性物质层5b的边缘相对。
而且，在电极体2的宽度方向的一侧，正极3中的绝缘层7的至少一部分与负极活性物质层5b的边缘相对。因此，能够通过绝缘层7来防止进入到电极体2的端部的异物所引起的短路。
另外，虽然通过隔离件4也能够防止异物所引起的短路，但是存在异物突破隔离件的情况。即使在这样的情况下，也能够通过绝缘层7来防止短路。
另外，不仅会因异物而发生短路，还存在伴随由于隔离件的收缩、位置偏离而引起正极3与负极活性物质层5b接触从而发生短路的情况。即使在这样的情况下，也能够通过绝缘层7来防止短路。
另一方面，在电极体2的宽度方向的另一侧的至少一部分，负极活性物质层5b的边缘配置于正极3的边缘的外侧。此外，负极集电基材5a具有与负极活性物质层5b的边缘相比向外侧露出的部分。即，负极集电基材5a与负极活性物质层5b的边缘相比向外侧露出。
通过这样的构成，来自集电基材(负极集电基材5a)的电的存取变得容易。
作为正极集电基材3a的材质，并无特别限定，例如可以采用铝。正极集电基材3a的形状通常为箔状。正极集电基材3a的厚度通常为5～50μm。
正极活性物质层3b例如沿着正极集电基材3a的至少一个表面扩展。
正极活性物质层3b包含正极活性物质、导电助剂和粘合剂。正极活性物质层3b的厚度通常为30～200μm。
作为正极活性物质，可以举出能吸贮放出锂离子的物质。
正极活性物质通常形成为粒子状。
作为正极活性物质，可以举出例如由LixMOy(M表示至少一种过渡金属)表示的复合氧化物(LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4、LixMnO3、LixNiyCo(1-y)O2、LixNiyMnzCo(1-y-z)O2、LixNiyMn(2-y)O4等)。
此外，作为正极活性物质，可以举出例如由LiwMex(XOy)z(Me表示至少一种过渡金属，X例如是P、Si、B、V)表示的聚阴离子化合物(LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4、Li3V2(PO4)3、Li2MnSiO4、Li2CoPO4F等)。
这些化合物中的元素或聚阴离子的一部分也可以用其他元素或阴离子种类取代。
此外，正极活性物质的表面也可以用ZrO2、MgO、Al2O3等金属氧化物、碳被覆。
作为正极活性物质，还可以举出二硫醚、聚吡咯、聚苯胺、聚对苯乙烯、聚乙炔、聚并苯类材料等导电性高分子化合物、准石墨结构碳质材料等，但并不限定于此。
作为正极活性物质，既可以单独使用这些化合物，也可以将2种以上混合来使用。
作为导电助剂并没有特别限定，可以举出例如科琴黑、乙炔黑、石墨、焦炭粉末等碳质材料。
在正极活性物质层3b所含有的粘合剂中，上述的水系粘合剂以及非水系粘合剂都可以使用。作为正极活性物质层3b所含有的粘合剂，优选非水系粘合剂。
另外，在正极3中，也可以在正极集电基材3a的两面侧，分别形成正极活性物质层3b。
优选中间层6对于集电基材(正极集电基材3a)具有充分的密接性。即，优选中间层6具有对于集电基材的足够高的剥离强度。
优选中间层6的电子导电性比活性物质层(正极活性物质层3b)高。
中间层6至少包含作为导电材料的碳质材料和粘合剂。
中间层6包含碳质材料，所以成为正极集电基材3a与正极活性物质层3b之间的电子的路径。此外，中间层6包含粘合剂(粘着剂)，所以能够防止正极集电基材3a以及正极活性物质层3b各自的剥落。
另外，中间层6的厚度通常为0.1～10μm。
碳质材料通常导电率为10-6S/m以上。
作为碳质材料，可以举出炭黑、石墨(graphite)等。
绝缘层7例如为了防止电极间(正极3以及负极5之间)的短路而构成了电极。
绝缘层7至少包含绝缘材料和粘合剂。
例如如图1所示，绝缘层7配置为与负极活性物质层5b的边缘相对，并且与正极活性物质层3b的边缘(端面)接触、并且覆盖中间层露出部6a的负极5侧。
由于这样配置了绝缘层7，因此绝缘层7存在于与负极活性物质层5b的边缘面对的位置，所以能够通过绝缘层7来防止进入到电极体2的端部的异物所引起的短路。
另外，不仅会因异物而发生短路，还存在伴随由于隔离件的收缩、位置偏离而引起正极3与负极活性物质层5b接触从而发生短路的情况。即使在这样的情况下，也能够通过绝缘层7来防止短路。
此外，例如如图2所示，优选绝缘层7配置为在中间层露出部6a的外侧与正极集电基材3a接触，并且覆盖中间层露出部6a的负极5侧。
通过这样配置了绝缘层7，从而与负极活性物质层5b的边缘相对的正极集电基材3a由绝缘层7覆盖得更广大。因此，能够更可靠地防止进入到电极体2的端部的异物所引起的短路。
另外，不仅会因异物而发生短路，还存在伴随由于隔离件的收缩、位置偏离而引起正极集电基材3a与负极活性物质层5b接触从而发生短路的情况。即使在这样的情况下，也能够通过绝缘层7来防止短路。
此外，例如如图3所示，绝缘层7也可以配置为进一步覆盖正极活性物质层3b的负极5侧的面。
这样配置的绝缘层7由多孔质材料形成，以使得Li离子等能够在正极3以及负极5之间移动。
在绝缘层7的电阻比活性物质层(正极活性物质层3b)的电阻高的情况下，通过如上述那样形成绝缘层7，能够抑制活性物质层(正极活性物质层3b)与对极(负极5)接触所引起的短路。在负极活性物质层5b的电阻比正极活性物质层3b小的情况下，与正极侧相比更优选在负极侧形成上述那样的绝缘层7。
绝缘材料的电阻比碳质材料高。
详细来说，绝缘材料的导电率小于10-6S/m。
作为绝缘材料，可以举出例如无机粒子或树脂。
作为无机粒子，可以举出例如氧化物粒子、氮化物粒子、离子结晶粒子、共价键性结晶粒子、粘土粒子、矿物资源来源物质或者它们的人造物质的粒子等。
作为氧化物微粒，可以举出例如氧化铁、SiO2、Al2O3、TiO2、BaTiO2、ZrO、氧化铝-二氧化硅复合氧化物等粒子。
作为氮化物粒子，可以举出例如氮化铝、氮化硅等粒子。
作为离子结晶粒子，可以举出例如氟化钙、氟化钡、硫酸钡等粒子。
作为共价键性结晶粒子，可以举出例如硅、金刚石等粒子。
作为粘土粒子，可以举出例如滑石、蒙脱石等粒子。
作为矿物资源来源物质或者它们的人造物质的粒子，可以举出例如勃姆石(氧化铝水合物)、沸石、磷灰石、高岭土、莫来石、尖晶石、橄榄石、绢云母、膨润土、云母等粒子。
作为无机粒子，可以采用上述粒子中的单独物、混合物、或复合物。
作为无机粒子，优选SiO2粒子、Al2O3粒子、勃姆石(氧化铝水合物)、以及氧化铝-二氧化硅复合氧化物粒子中的至少1种。
隔离件4阻断正极3与负极5的电连接，并且容许电解液9(后述)的通过。
关于隔离件4的宽度，在能够更可靠地防止短路这一点上，优选比正极活性物质层3b的宽度大。此外，优选隔离件4的宽度也比负极活性物质层5b的宽度大。
隔离件4的厚度通常为5～50μm。
隔离件4既可以由单独的层构成，也可以由多层构成。
作为负极集电基材5a的材质并没有特别限定，但例如可以采用铜。
负极集电基材5a的形状通常为箔状。负极集电基材5a的厚度通常为5～50μm。
负极活性物质层5b例如沿负极集电基材5a的至少一个表面扩展。
负极活性物质层5b包含负极活性物质和粘合剂，还可以包含导电助剂。负极活性物质层5b的厚度通常为30～200μm。
负极活性物质是能够有助于负极5的充电反应以及放电反应的电极反应的物质。负极活性物质通常形成为粒子状。
作为负极活性物质并没有特别限定，可以使用例如无定形碳、难石墨化碳、易石墨化碳、石墨等碳类物质等。
作为负极活性物质层5b所含有的粘合剂，能够采用与正极活性物质层3b所含有的上述粘合剂相同的粘合剂。
另外，在负极5中，也可以在负极集电基材5a的两面侧，分别形成有负极活性物质层5b。
如图1～3所示，在上述电极体2中，中间层6具有中间层露出部6a。另一方面，如图4所示，电极体2也可以在中间层6没有中间层露出部6a。即，在电极体2中，也可以形成为中间层6和正极活性物质层3b在宽度方向上为相同长度，中间层6以及正极活性物质层3b的宽度方向的两边缘在厚度方向上分别彼此重叠。
此外，在上述电极体2中，如图1～3所示，负极活性物质层5b的宽度方向的两边缘分别配置于正极活性物质层的两边缘的外侧，但在电极体2中，也可以如图5所示，形成为正极活性物质层3b和负极活性物质层5b在宽度方向上为相同长度，正极活性物质层3b以及负极活性物质层5b的宽度方向的两边缘分别彼此对置。
此外，在上述电极体2中，如图1～3所示，正极3包含中间层6，但在电极体2中，也可以如图6所示，负极5包含中间层6。
另外，在图1～图3中已经说明过的正极3中的中间层6以及绝缘层7的方式、以及正极3的各层所含有的粘合剂在负极5中也能够同样地采用。
作为本实施方式的蓄电元件1的一例，举出图8～图11所示的非水电解质二次电池1。
如图8～图11所示，上述非水电解质二次电池1具备上述电极体2。电极体2例如以图7所示那样的卷绕的状态，构成非水电解质二次电池1。
详细来说，上述非水电解液二次电池具备：壳体8；电解液9，其容纳于壳体8中；2个外部垫片12，其安装于壳体8的外面；电极体2，其容纳于壳体8；2个集电部10，其与电极体2电连接；和2个外部端子11，其分别与2个集电部10电连接。
如图8所示，壳体8具有：壳体主体8a，其朝一个方向开口并容纳电极体2；和板状的盖体8b，其堵住壳体主体8a的开口。壳体主体8a以及盖体8b例如由铝、铝合金等铝系金属材料形成，且被相互焊接。
盖体8b从一个面侧观察时的形状例如为长方形状。盖体8b形成为气密地堵住壳体主体8a的开口。
此外，在盖体8b，形成有2个开口。
在盖体8b的外面，安装有2个外部垫片12。在各外部垫片12，形成有开口。盖体8b和外部垫片12配置为，盖体8b的一个开口与一个外部垫片12的开口相连。盖体8b的另一开口以及另一个外部垫片12的开口也同样。在相连的开口的内侧，分别配置有外部端子11的一部分。此外，在各外部端子11与盖体8b之间，还配置有未图示的绝缘构件，通过绝缘构件将各外部端子11与盖体8b绝缘。
各外部端子11与连接至电极体2的2个集电部10分别连接。此外，各集电部10与电极体2电连接。即，各外部端子11经由2个集电部10，与电极体2电连接。
外部端子11例如由铝、铝合金等铝系金属材料形成。
外部垫片12、集电部10、以及外部端子11分别具有正极用和负极用。
正极用的外部垫片12、集电部10、以及外部端子11分别配置于盖体8b的长边方向上的一端侧。另一方面，负极用的外部垫片12、集电部10、以及外部端子11分别配置于盖体8b的长边方向上的另一端侧。
如图11所示，在壳体8的壳体主体8a的内部，容纳有电极体2。
在壳体8内，既可以容纳1个电极体2，也可以容纳多个电极体。在后者的情况下，多个电极体被电并联连接。
如图11所示，在壳体主体8a的内部，容纳有作为电解质的电解液9，电极体2被浸渍于电解液9中。即，在壳体主体8a的内部，装入有电极体2和电解液9。
电解液9(非水电解质)是在有机溶剂中溶解电解质盐而成。
作为有机溶剂，可以举出例如：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸三氟亚丙酯(trifluoropropylene carbonate)、γ-丁内酯、γ-戊内酯、环丁砜、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、2-甲基-1，3-二氧戊环、二氧戊环、氟乙基甲基醚、乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙二醇二丙酸酯、丙二醇二丙酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、甲基异丙基碳酸酯、乙基异丙基碳酸酯、二异丙基碳酸酯、碳酸二丁酯、乙腈、氟乙腈；乙氧基五氟环三磷腈、二乙氧基四氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈等烷氧基以及卤素取代环状磷腈类或链状磷腈类；磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三辛酯等磷酸酯类；硼酸三乙酯、硼酸三丁酯等硼酸酯类；N-甲基噁唑烷酮、N-乙基噁唑烷酮等非水溶剂。
作为电解质盐并没有特别限制，可以举出LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiSCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、NaClO4、NaI、NaSCN、NaBr、KClO4、KSCN等离子性化合物以及它们两种以上的混合物等。
另外，电解液9(非水电解质)还可以包含公知的添加剂。
作为电解液9(非水电解质)，将碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯混合而成溶剂在Li离子的传导度变高这一点上为优选。
接下来，对作为本实施方式的蓄电元件的一例的非水电解质二次电池1的制造方法进行说明。
构成非水电解质二次电池1的电极体2例如通过使片状的正极3与片状的负极5隔着隔离件4进行重叠(层叠)来制造。
此外，非水电解质二次电池1通过将所制作出的电极体2与电解液9容纳于壳体8来制造。
详细来说，电极体2的制造方法例如包括：负极制作工序，制作负极5；正极制作工序，制作正极3；和重叠工序，将负极5以及正极3进行重叠，在负极制作工序中，由包含负极活性物质和溶剂的负极混合剂形成负极活性物质层5b，正极制作工序包括：中间层形成工序，通过将包含碳质材料、非水系粘合剂和溶剂的中间层用组合物涂敷于正极集电基材3a的一个面而形成中间层6；正极活性物质层形成工序，通过在所涂敷的中间层用组合物上涂敷包含正极活性物质、非水系粘合剂和溶剂的正极混合剂而形成正极活性物质层3b；和绝缘层形成工序，由包含绝缘材料、水系粘合剂和溶剂的绝缘层用组合物形成绝缘层7。
在正极活性物质层形成工序中，为了形成中间层露出部6a，能够涂敷正极混合剂，使得所涂敷的中间层用组合物的至少一部分露出于所涂敷的正极混合剂的外侧。
在绝缘层形成工序中，能够涂敷绝缘层用组合物，使得所涂敷过的正极混合剂的边缘与进行涂敷的绝缘层用组合物接触。此外，能够涂敷绝缘层用组合物，使得覆盖所涂敷的中间层用组合物的露出于外侧的部分的露出面。
在重叠工序中，能够将正极3与负极5重叠为所形成的负极活性物质层5b与正极活性物质层3b彼此相对，并且负极活性物质层5b的边缘的至少一部分与绝缘层7相对。
在负极制作工序中，例如将负极活性物质与粘合剂进行混合，将该混合物加入溶剂进行混炼，调制负极混合剂。将该负极混合剂涂敷于带状的负极集电基材5a的一个面。负极混合剂按照在负极集电基材5a的宽度方向上成为比正极活性物质层3b更宽幅的方式进行涂敷。然后，从所涂敷的负极混合剂中使溶剂挥发。
由此，制作在负极集电基材5a上形成了负极活性物质层5b的负极5。
在正极制作工序中，进行中间层形成工序、正极活性物质层形成工序、绝缘层形成工序各工序。
在中间层形成工序中，例如将碳质材料与非水系粘合剂进行混合，将该混合物加入溶剂进行混炼，调制中间层用组合物。将该中间层用组合物涂敷于正极集电基材3a的一个面。进而，从所涂敷的中间层用组合物中使溶剂挥发。
在中间层形成工序中，例如在正极集电基材3a的一面侧涂敷中间层用组合物，使得在带状的正极集电基材3a的宽度方向的一侧，留下未涂敷中间层用组合物的带状部分。
在正极活性物质层形成工序中，例如将正极活性物质、作为导电助剂的碳质材料和非水系粘合剂进行混合，将该混合物加入溶剂进行混炼，调制正极混合剂。将该正极混合剂涂敷在所涂敷的中间层用组合物上。然后，从所涂敷的正极混合剂中使溶剂挥发。
在所涂敷的中间层用组合物上涂敷正极混合剂时，既可以中间层用组合物还包含溶剂，也可以通过干燥从中间层用组合物中已经使溶剂挥发。
在正极活性物质层形成工序中，例如在所涂敷的中间层用组合物上涂敷正极混合剂，使得在正极集电基材3a设置有未涂敷中间层用组合物的部分的一侧，留下未涂敷正极混合剂的带状部分。
在绝缘层形成工序中，例如将绝缘材料与水系粘合剂进行混合，将该混合物加入溶剂进行混炼，调制绝缘层用组合物。将该绝缘层用组合物涂敷在所涂敷的中间层用组合物上。然后，从所涂敷的绝缘层用组合物中使溶剂挥发。
在涂敷绝缘层用组合物时，既可以正极混合剂或中间层用组合物还包含溶剂，既可以通过干燥从正极混合剂或中间层用组合物中已经使溶剂挥发。
在绝缘层形成工序中，例如在涂敷后的中间层用组合物未涂敷正极混合剂的部分上，涂敷绝缘层用组合物。
此外，在绝缘层形成工序中，例如能够将绝缘层用组合物涂敷成进一步覆盖正极集电基材3a的一部分。
此外，在绝缘层形成工序中，例如还能够将绝缘层用组合物涂敷成整个面地覆盖在涂敷后的正极混合剂上。
在正极制作工序中，能够使各工序分开各自单独进行。具体来说，能够在中间层形成工序中，从中间层用组合物中使溶剂挥发后，进行正极活性物质层形成工序。然后，能够在正极活性物质层形成工序中，从正极混合剂中使溶剂挥发后，进行绝缘层形成工序。
另一方面，在正极制作工序中，能够在中间层形成工序中涂敷中间层用组合物之后，同时进行正极活性物质层形成工序、以及绝缘层形成工序。即，能够在溶剂尚未从中间层用组合物中完全挥发的期间中，沿着带状的集电基材的长边方向，同时涂敷正极混合剂以及绝缘层用组合物，使得正极混合剂与绝缘层用组合物彼此相邻。
在正极制作工序中，即使以此方式同时涂敷正极混合剂以及绝缘层用组合物，也由于正极混合剂包含上述非水系粘合剂，并且绝缘层用组合物包含上述水系粘合剂，因此各粘合剂间的亲和性比较低，所以能够抑制各粘合剂在所涂敷的正极混合剂以及绝缘层用组合物之间移动。
此外，在中间层用组合物包含碳质材料、并且绝缘层用组合物包含无机粒子时，碳质材料的疏水性比较高，无机粒子的亲水性比较高，所以能够通过具有亲水性的无机粒子来抑制碳质材料向绝缘层用组合物移动。
另外，作为正极制作工序、负极制作工序中的涂敷方法，可以采用一般的方法。
在重叠工序中，将正极3、负极5和隔离件4在各自的长边方向相一致的状态下进行重叠。具体来说，配置正极3以及负极5使得正极活性物质层3b与负极活性物质层5b相对，并且在正极3以及负极5之间配置隔离件4。而且，配置正极3以及负极5进行重叠，使得在负极集电基材5a的宽度方向的一侧，负极活性物质层5b的边缘与正极3的绝缘层7相对。
非水电解质二次电池例如按如下方式进行制造。
即，在所制作出的电极体2中的正极3以及负极5，分别安装集电部10。接着，将电极体2和安装于电极体2的集电部10配置于壳体8的壳体主体8a的内部。在电极体2为多个的情况下，例如将电极体2的集电部10电并联连接而配置于壳体主体8a的内部。接着，通过用铆钉进行铆接或焊接，从而将安装于盖体8b的外部垫片12内的外部端子11与集电部10连接，然后，将盖体8b安装于壳体主体8a。
接下来，从设置于壳体8的注液孔将电解液9注入到壳体8中。然后，将注液孔密封。作为电解液9，例如采用通过在碳酸亚乙酯(EC)∶碳酸二甲酯(DMC)∶碳酸甲乙酯(EMC)＝3∶2∶5(体积比)的混合溶剂中混合LiPF6而调制出的电解液。此外，也可以将公知的添加剂添加到电解液9中。
以此方式，能够制造非水电解质二次电池。
在上述实施方式中，将片状的正极3与片状的负极3隔着隔离件进行重叠后，如图7所示进行卷绕而构成电极体。但是，本实施方式的电极体并不限定于卷绕型，例如也可以是将多个正极与多个负极进行了层叠的层叠型。构成层叠型的电极体的正极或负极也可以在宽度方向以及与宽度方向正交的长边方向的两端部配置中间层露出部6a以及绝缘层7。
在上述实施方式中，举例说明了作为蓄电元件的非水电解质二次电池，但本发明的一实施方式的蓄电元件并不限定于非水电解质二次电池，例如也可以是电容器。本发明的一实施方式的蓄电元件优选为非水电解质二次电池，进一步优选为锂离子二次电池。此外，本发明的一实施方式的蓄电元件也可以是电容器，具体来说，也可以是锂离子电容器或超级电容器。
此外，本发明并不限于上述的蓄电元件，也涉及至少具备1个上述蓄电元件的蓄电元件模块。
本发明的一实施方式的蓄电元件模块20例如具备多个上述例示的蓄电元件。此外，具备多个将蓄电元件彼此电连接的汇流条构件13。
图12中示出本实施方式的蓄电元件模块20的一例。
在本实施方式的蓄电元件模块20中，例如从上方侧看来，俯视形成为长方形状的多个蓄电元件1(非水电解质二次电池1)配置为沿蓄电元件1的短边方向排列。
此外，相邻的蓄电元件1彼此之间互相接触。
在蓄电元件模块20中，相邻的蓄电元件1彼此之间通过1个汇流条构件13电连接。然后，蓄电元件模块20构成为通过构成模块的所有的各蓄电元件1来进行充放电。

Claims (15)

1.一种蓄电元件，其具备具有彼此重叠的一对电极的电极体，
所述电极的至少任意一方包含：集电基材、配置于所述集电基材的活性物质层、配置在所述集电基材与所述活性物质层之间的中间层、和配置于所述集电基材的绝缘层，
所述活性物质层含有活性物质以及第一粘合剂，
所述中间层含有碳质材料以及第二粘合剂，
所述绝缘层含有绝缘材料以及第三粘合剂，
所述第二粘合剂是非水系粘合剂，
所述第三粘合剂是水系粘合剂。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，
所述第一粘合剂是非水系粘合剂。
3.根据权利要求2所述的蓄电元件，其中，
所述活性物质层含有碳质材料。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述绝缘材料具有无机粒子。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述一对电极分别至少包含所述活性物质层，各自的所述活性物质层配置为彼此相对，
一个电极的所述绝缘层配置为与另一个电极中的所述活性物质层的边缘的至少一部分相对。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蓄电元件，其中，
在一个电极中，所述绝缘层配置为覆盖所述活性物质层的另一个电极侧的面。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的蓄电元件，其中，
在一个电极中，所述绝缘层配置为覆盖所述集电基材的另一个电极侧的面。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述中间层具有与所述活性物质层的边缘相比向外侧露出的中间层露出部，
所述绝缘层配置为与所述集电基材接触并且覆盖所述中间层露出部。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述一对电极分别是正极以及负极，
所述正极具有作为所述活性物质层的正极活性物质层、所述中间层和所述绝缘层，
所述负极具有作为所述活性物质层的负极活性物质层，
所述负极活性物质层具有配置于相对的所述正极活性物质层的边缘的外侧的边缘，
所述中间层具有与所述正极活性物质层的边缘相比向外侧露出的中间层露出部，
所述绝缘层配置为与所述负极活性物质层的边缘相对，并且配置为覆盖所述正极活性物质层的边缘并且覆盖所述中间层露出部的所述负极侧。
10.一种蓄电元件模块，其具备：
权利要求1～9中任一项所述的蓄电元件；和
汇流条构件，其与所述蓄电元件电连接。
11.一种蓄电元件的制造方法，所述蓄电元件具备具有彼此重叠的一对电极的电极体，
所述制造方法包括：
中间层形成工序，在所述电极的至少一方的集电基材上涂敷包含碳质材料以及非水系粘合剂的中间层用组合物；
活性物质层形成工序，在所述中间层上涂敷包含活性物质层以及非水系粘合剂的混合剂；和
绝缘层形成工序，在所述中间层或所述活性物质层上涂敷包含绝缘材料以及水系粘合剂的绝缘层用组合物。
12.根据权利要求11所述的蓄电元件的制造方法，其中，
同时进行所述活性物质层形成工序和所述绝缘层形成工序。
13.根据权利要求11或12所述的蓄电元件的制造方法，其中，
所述混合剂包含碳质材料。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的蓄电元件的制造方法，其中，
所述绝缘材料包含无机粒子。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的蓄电元件的制造方法，其中，
在所述绝缘层形成工序中，在所述中间层上的未涂敷所述混合剂的部分上，涂敷所述绝缘层用组合物。
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