CN107958789B - 电化学器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子被更加均匀地掺杂到负极中的电化学器件。本发明一实施方式的电化学器件包括卷绕结构体、负极端子、正极端子、第一保护带、第二保护带和电解液。卷绕结构体包括负极、正极和隔膜。负极、正极和隔膜被层叠着卷绕，负极和正极由隔膜隔开。负极端子与负极集电体电连接。正极端子与正极集电体电连接。正极端子和负极端子被隔开第一距离。第一保护带覆盖负极端子和负极活性物质层。第二保护带覆盖正极端子和正极活性物质层。沿卷绕结构体的卷绕方向上的第一保护带的第一宽度加上沿卷绕方向上的第二保护带的第二宽度而得到的宽度，小于第一距离乘以圆周率得到的值。

Description

电化学器件
技术领域
本发明涉及具有集电体、活性物质和电极端子的电化学器件。
背景技术
作为电化学器件的代表例有锂离子电容器。在锂离子电容器之中，有的采用了这样的结构，即，在筒状的收纳壳体中收纳有：负极；正极；将负极与正极绝缘的隔膜；与负极连接的电极端子以及与正极连接的电极端子卷绕而得到的蓄电元件。
这样的锂离子电容器在使用之前预先在负极中预掺杂锂离子。在进行预掺杂时，例如在负极端子和正极端子的外侧设置锂离子供给源，并在收纳壳体内将蓄电元件浸渍在电解质中。于是，当锂离子溶解于电解质后，该锂离子会被掺杂到蓄电元件的负极中。
另外，在锂离子电容器中，为了避免隔膜与负极端子(或正极端子)的直接接触，或抑制预掺杂时在负极端子上发生锂析出，有时会用保护带覆盖负极端子(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-114161号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，随着电化学器件的小型化的推进，保护带会对预掺杂带来影响。例如，在预掺杂时锂离子容易被保护带遮挡，导致在预掺杂后锂离子可能无法均匀地被掺杂到负极中。
鉴于以上状况，本发明的目的在于提供一种电化学器件，即使电化学器件的小型化得到推进，在预掺杂后锂离子也能够更加均匀地被掺杂到负极中。
解决问题的技术手段
为实现上述目的，本发明一实施方式的电化学器件包括卷绕结构体、负极端子、正极端子、第一保护带、第二保护带和电解液。
所述卷绕结构体包括负极、正极和隔膜。所述负极包括负极集电体和设置在所述负极集电体的主面的负极活性物质层。所述正极包括正极集电体和设置在所述正极集电体的主面的正极活性物质层。隔膜将所述负极与所述正极绝缘。所述负极、所述正极和所述隔膜被层叠着卷绕，所述负极和所述正极由所述隔膜隔开。
所述负极端子与所述负极集电体电连接。所述负极端子沿着所述卷绕结构体的卷绕中心轴在所述卷绕结构体内延伸。所述负极端子从所述卷绕结构体突出。
所述正极端子与所述正极集电体电连接。所述正极端子沿着所述卷绕中心轴在所述卷绕结构体内延伸。所述正极端子从所述卷绕结构体突出。所述正极端子和所述负极端子被隔开第一距离。
所述第一保护带覆盖所述负极端子和所述负极活性物质层。
所述第二保护带覆盖所述正极端子和所述正极活性物质层。
所述电解液浸渍所述正极、所述负极和所述隔膜。
沿所述卷绕结构体的卷绕方向上的所述第一保护带的第一宽度加上沿所述卷绕方向上的所述第二保护带的第二宽度而得到的宽度，小于所述第一距离乘以圆周率得到的值。
根据这样的电化学器件，在进行预掺杂时，锂离子不容易被第一保护带或第二保护带遮挡。由此，锂离子被更加均匀地掺杂到负极中。
在上述的电化学器件中，可以对所述负极活性物质层实施锂离子的预掺杂。
由此，锂离子通过预掺杂被更加均匀地掺杂到负极中。
在上述的电化学器件中，在从所述卷绕中心轴向所述卷绕结构体的外周去的方向上，所述第一保护带与所述第二保护带可以不重叠。
由此，在预掺杂时，锂离子在第一保护带与第二保护带之间通过，被更加均匀地掺杂到负极中。
在上述的电化学器件中，所述第一距离可以为8mm以下。
由此，在电化学器件中即使第一距离为8mm以下，在预掺杂时锂离子也不容易被第一保护带或第二保护带遮挡，能够更加均匀地掺杂到负极中。
在上述的电化学器件中，所述卷绕结构体的外径可以为30mm以下。
由此，在电化学器件中即使卷绕结构体的外径为30mm以下，在预掺杂时锂离子也不容易被第一保护带或第二保护带遮挡，能够更加均匀地掺杂到负极中。
在上述的电化学器件中，所述第一宽度为所述值的X％(X≥12.0)，所述第二宽度小于(100-X)％。
利用这种数值范围的保护带，在预掺杂时锂离子不容易被第一保护带或第二保护带遮挡，能够更加均匀地掺杂到负极中。
发明效果
如以上所述，根据本发明，在电化学器件中即使其小型化得到推进，在预掺杂后锂离子也能够更加均匀地被掺杂到负极中。
附图说明
图1是表示本实施方式的电化学器件100的外观的示意性立体图。
图2(a)是表示本实施方式的蓄电元件110A的示意性立体图。图2(b)是表示本实施方式的负极端子131和保护带161的示意性侧视图。图2(c)是表示本实施方式的正极140、正极端子141和保护带171的示意性侧视图。
图3是本实施方式的蓄电元件110A的X-Y平面上的示意性截面图。
图4(a)是图3的A1-A2线的示意性截面图。图4(b)是将图3中例示的负极端子131附近放大的示意性截面图。图4(c)是将图3中例示的正极端子141附近放大的示意性截面图。
图5(a)和图5(b)是表示比较例的蓄电元件210A的作用的示意性截面图。
图6(a)和图6(b)是表示另一比较例的蓄电元件210B的作用的示意性截面图。
图7(a)和图7(b)是表示本实施方式的蓄电元件110A的作用的示意性截面图。
图8是表示本实施方式的变形例的蓄电元件110B的示意性截面图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明实施方式进行说明。各图中有时会引入XYZ轴坐标。
[电化学器件的概要]
以下说明本实施方式的电化学器件100的概要。本实施方式中例示的电化学器件是锂离子电容器。关于电化学器件100所包括的蓄电元件110A的细节将在后文中说明。
图1是表示本实施方式的电化学器件100的外观的示意性立体图。
图1所示的电化学器件100中，蓄电元件110A被收纳在收纳壳体120内。在收纳壳体120内，与蓄电元件110A一起填充有电解液。在电化学器件100中，蓄电元件110A浸渍于电解液中。蓄电元件110A之上设置有盖(未图示)，电解液由收纳壳体120和盖密封。
蓄电元件110A浸渍于电解液中的电化学器件100已完成了预掺杂。例如，浸渍于电解液之前的蓄电元件110A具有锂离子供给源(后述)。于是，当蓄电元件110A浸渍于电解质中之后，锂离子从锂离子供给源溶解到电解质中，从而锂离子被掺杂到蓄电元件110A的负极中。
[蓄电元件的结构]
图2(a)是表示本实施方式的蓄电元件110A的示意性立体图。图2(b)是表示本实施方式的负极130、负极端子131和保护带161的示意性侧视图。图2(c)是表示本实施方式的正极140、正极端子141和保护带171的示意性侧视图。
图2(a)、图2(b)和图2(c)表示没有浸渍在电解液中的预掺杂前的蓄电元件110A的状态。
如图2(a)所示，蓄电元件110A包括负极130、正极140、负极端子131、正极端子141、卷绕芯112、隔膜150和锂电极180。图2(a)所例示的蓄电元件110A是预掺杂前的蓄电元件。负极130是能够吸留锂离子的电极。正极140是可极化电极。在这样的蓄电元件中，期望预掺杂后锂离子更加均匀地被掺杂到负极中。
本实施方式中，令卷绕芯112所延伸的方向为Z轴方向。X轴方向是与Z轴方向垂直的方向。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向垂直的方向。卷绕芯112所延伸的方向(与卷绕中心轴C1平行的方向)是负极端子131和正极端子141所延伸的方向。另外，在蓄电元件110A中，令从卷绕中心轴C1向蓄电元件110A的外周去的方向为外侧方向，其反方向为内侧方向。本实施方式也包括蓄电元件110A没有设置卷绕芯112的结构。
负极130、正极140和隔膜150从卷绕芯112向外侧层叠。隔膜150将正极140与负极130隔开。隔膜150将负极130与正极140绝缘。负极130和正极140一起卷绕在卷绕芯112的周围。隔膜150配置在负极130与正极140之间，卷绕在卷绕芯112的周围。本实施方式中，将包括负极130、正极140和隔膜150的结构体称为卷绕结构体111。卷绕结构体的外径R例如为30mm以下。卷绕结构体的外径R也可以大于30mm。
例如，图2(b)表示了对卷绕结构体111进行卷绕之前的负极130、负极端子131和保护带161。负极130包括负极集电体132和负极活性物质层133。负极端子131与负极130的负极集电体132电连接。负极端子131例如利用铆销部件131p进行针铆(needle-caulking)而连接在未设置负极活性物质层133的负极集电体132上。负极端子131沿着卷绕结构体111的卷绕中心轴C1在卷绕结构体111内延伸。负极端子131从卷绕结构体111突出。
保护带161(第一保护带)覆盖负极端子131。保护带161覆盖负极端子131和负极活性物质层133。保护带161沿卷绕方向Dr具有宽度161w(第一宽度)。卷绕方向Dr是负极130、正极140和隔膜150绕卷绕中心轴C1卷绕的方向。
另外，图2(c)表示了将卷绕结构体111进行卷绕之前的正极140、正极端子141和保护带171。正极140包括正极集电体142和正极活性物质层143。正极端子141与正极140的正极集电体142电连接。正极端子141例如利用铆销部件141p进行针铆而连接在未设置正极活性物质层143的正极集电体142上。正极端子141沿着卷绕中心轴C1在卷绕结构体111内延伸。正极端子141从卷绕结构体111突出。正极端子141例如按照与负极端子131相同的朝向从卷绕结构体111突出。
保护带171(第二保护带)覆盖正极端子141。保护带171覆盖正极端子141和正极活性物质层143。保护带171沿卷绕方向Dr具有宽度171w(第二宽度)。
负极端子131和正极端子141含例如铜、铝、铁等的至少一种。负极端子131例如是铜端子。正极端子141例如是铝端子。
如图2(a)所示，正极端子141与负极端子131被隔开距离D(第一距离)。距离D由X-Y平面上的正极端子141的中心与负极端子131的中心之间的距离所定义。距离D例如为8mm以下。距离D也可以大于8mm。
在蓄电元件110A中，保护带161的宽度161w加上保护带171的宽度171w得到的宽度，小于距离D乘以圆周率π得到的值((宽度161w+宽度171w)＜D×π···(1))。D×π对应于直径为D的圆的周长。宽度161w和宽度171w分别是可变的。但是，宽度161w和宽度171w满足上述式(1)的关系。并且宽度161w可以不同于宽度171w。例如，宽度161w为(D×π)的值的X％(X≥12.0)，而宽度171w小于(100-X)％。此外，保护带161在从卷绕中心轴C1向卷绕结构体111的外周去的方向上不与保护带171重叠。
另外，在图2(a)的例子中，保护带171的中心、卷绕芯112(卷绕中心轴C1)以及保护带161的中心依次排列在一排上。并且，图2(a)的例子中，宽度161w与宽度171w相同。但是，保护带171的中心、卷绕芯112(卷绕中心轴C1)以及保护带161的中心也可以不排列在一排上。例如，从卷绕中心轴C1引出至保护带171的中心的线与从卷绕中心轴C1引出至保护带161的中心的线所成的角度也可以小于180度。
锂电极180与负极130电连接。锂电极180配置在负极端子131和正极端子141的外侧。在图2(a)的例子中，锂电极180将卷绕结构体111包围。锂电极180例如包括金属箔和锂层。锂电极180被配置的位置不限于图2(a)的例子。另外，隔膜150被配置的位置不限于图2的例子。例如，在图2(a)的例子中，锂电极180从隔膜150露出，但锂电极180也可以被隔膜150包围。
对沿X-Y平面截断蓄电元件110A得到的截面结构更加详细地进行说明。
图3是本实施方式的蓄电元件110A的X-Y平面上的示意性截面图。
在图3中，表示了沿X-Y平面将蓄电元件110A截断时从下方观察蓄电元件110A时的截面的状态。
图4(a)是图3的A1-A2线上的示意性截面图。图4(b)是将图3中例示的负极端子131附近放大的示意性截面图。图4(c)是将图3中例示的正极端子141附近放大的示意性截面图。
在负极130中，负极活性物质层133设置在负极集电体132的主面132a和主面132b上。负极活性物质层133的一部分从负极集电体132的主面132a剥离。负极端子131连接在该剥离了的部分的负极集电体132上。
负极端子131和负极端子131附近的负极活性物质层133被保护带161覆盖。从而，因负极活性物质层133剥离而露出了的负极集电体132被保护带161密封。
保护带161隔着负极130、正极140和隔膜150与卷绕芯112相对。在预掺杂时若不使用保护带161覆盖负极端子131，则锂有时会优先在负极端子131上析出。因此，负极端子131优选由保护带161覆盖以相对于电解液隔离。
在正极140中，正极活性物质层143设置在正极集电体142的主面142a和主面142b上。正极集电体142与正极端子141电连接。例如，正极活性物质层143的一部分从正极集电体142的主面142a剥离。正极端子141连接在该剥离了的部分的正极集电体142上。
正极端子141和正极端子141附近的正极活性物质层143被保护带171覆盖。保护带171隔着负极130、正极140和隔膜150与卷绕芯112相对。
为了确保负极端子131的加工极限或机械强度，负极端子131的宽度131w为2mm以上。同样地，为了确保正极端子141的加工极限或机械强度，正极端子141的宽度141w为2mm以上。另外，将负极端子131覆盖的保护带161的宽度161w为3mm以上。将正极端子141覆盖的保护带171的宽度171w为3mm以上。但是，宽度161w加上宽度171w的值满足上述式(1)。
隔膜150包括隔膜150a和隔膜150b。隔膜150a和隔膜150b将负极130与正极140绝缘。隔膜150a和隔膜150b能够隔开负极130与正极140，并使电解液中所含的离子透过。并且，隔膜150a和隔膜150b也可以是相连成一体的隔膜。
在由负极130、正极140和隔膜150卷绕得到的蓄电元件110A中，负极集电体132的主面132a和正极集电体142的主面142a为卷绕内侧的面。而负极集电体132的主面132b和正极集电体142的主面142b为卷绕外侧的面。在图3、图4(a)和图4(b)的例子中，保护带161、171配置在卷绕内侧。
锂电极180配置在负极端子131和正极端子141的外侧。在图3所例示的卷绕结构体111中，最靠卷绕外侧(最外周)的电极为负极130，该最靠卷绕外侧的负极集电体132与锂电极180连接。锂电极180例如以包围卷绕结构体111的方式配置。锂电极180包括金属箔181和锂层183。金属箔181例如为铜箔。锂层183例如为锂箔。锂层183的量被调整为在进行锂离子的预掺杂时能够掺杂到负极活性物质层133中的程度。锂层183可以设置在金属箔181的整个面上，也可以有选择地设置在金属箔181上。
金属箔181与负极集电体132电连接。例如，金属箔181通过针铆、焊接等与负极集电体132接合。金属箔181以在卷绕结构体111的外侧将卷绕结构体111围绕一周的方式配置。在金属箔181中，其主面181a为卷绕内侧的面，主面181b为卷绕外侧的面。金属箔181的Z轴方向上的宽度例如与负极集电体132的Z轴方向上的宽度相同。
锂层183作为对负极活性物质层133预掺杂锂离子时的锂离子供给源发挥作用。因此，对于锂层183而言，相比设置于卷绕外侧的主面181b上，更优选设置于卷绕内侧的主面181a上。由此，在预掺杂时，锂离子从金属箔181的主面181a通过电解液扩散到卷绕结构体111内，而不会被金属箔181遮挡。另外，在将锂层183设置于主面181b的情况下，也可以以使得锂离子贯通金属箔181的方式在金属箔181上形成多个贯通孔。
在锂电极180与正极140之间配置有隔膜150a。由此锂电极180相对于正极140绝缘。另外，在本实施方式中，锂电极180没有必要一定以包围卷绕结构体111的方式配置。例如，只要位于负极端子131和正极端子141的外侧，则锂电极180也可以配置在卷绕结构体111中。此时，锂电极180与负极130电连接。当将这样的蓄电元件110A浸渍于电解液中时，锂离子被预掺杂到负极活性物质层133中。
对蓄电元件110A的材料的具体例进行说明。
负极集电体132例如可以为金属箔。金属箔上可以设置有多个贯通孔。负极集电体132例如可以为铜箔等。负极活性物质层133所含的负极活性物质是能够吸留电解液中的锂离子的材料，例如可以是不可石墨化碳(硬碳)、石墨和软碳等碳系材料。负极活性物质层133可以由负极活性物质与粘结剂树脂混合而成，也可以进一步包含导电助剂。例如，负极活性物质层133由上述活性物质、导电助剂以及合成树脂的浆料状混合物涂布在基底上形成为片状，并对其进行剪裁而形成。
粘结剂树脂可以是将负极活性物质粘合的合成树脂。粘结剂树脂例如可以使用羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳香族聚酰胺、氟系橡胶、聚偏二氟乙烯、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶和乙稀丙稀橡胶等。
导电助剂是由导电性材料形成的颗粒，可以提高负极活性物质之间的导电性。导电助剂例如可列举例乙炔黑、石墨、高导电性碳黑等碳材料。它们可以单独使用，也可以由多种混合使用。另外，导电助剂只要是具有导电性的材料即可，也可以是金属材料或导电性高分子等。
正极集电体142的材料可以与负极集电体132的材料相同，也可以不同。正极活性物质层143所含的正极活性物质例如包含活性碳、PAS(Polyacenic Semiconductor：多并苯系有机半导体)等活性物质的至少一种。正极活性物质层143由上述活性物质、导电助剂(例如高导电性碳黑)以及合成树脂(例如PTFE等)的浆料状混合物涂布在基底上形成为片状，并对其进行剪裁而形成。并且，正极活性物质层143的材料可以与负极活性物质层133的材料相同。
隔膜150(150a、150b)可以是使用电解质离子透过并将负极130与正极140绝缘的片材。隔膜150可以是纺布、无纺布、合成树脂微多孔膜等。隔膜150可以是由玻璃纤维、纤维素纤维、塑料纤维等构成的多孔质片材。
电解液能够任意选择。例如在电解液中，作为阳离子至少含有锂离子，也可以混合使用四乙基铵离子、三乙基甲基铵离子、5-氮鎓螺[4.4]壬烷离子、乙基甲基咪唑鎓离子等。作为阴离子能够含有BF4-(四氟硼酸根离子)、PF6-(六氟磷酸根离子)、(CF3SO2)2N-(TFSA离子)等阴离子，作为溶剂能够含有碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、环丁砜、二甲基砜、甲基乙基砜、乙基异丙基砜等。具体而言，可以使用四氟硼酸锂(LiBF4)或六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸丙烯酯溶液等。
保护带161、171的材料能够应用具有耐热性且对电解液具有耐受性的材料。例如，保护带161、171可以含有聚酰亚胺、聚丙烯和聚苯硫醚等的任一种。
[蓄电元件的作用]
在说明本实施方式的蓄电元件110A的作用之前，对比较例的蓄电元件的作用进行说明。蓄电元件的小型化正得到推进，若不随着该小型化而相应缩小保护带的宽度，则保护带的宽度在蓄电元件内会变得相对较宽。图5(a)和图5(b)表示其示例。
图5(a)和图5(b)是表示比较例的蓄电元件210A的作用的示意性截面图。
在图5(a)和图5(b)中，为了明确保护带261、271与锂层283之间的配置关系，省略了蓄电元件的一部分，将蓄电元件简化表示。图5(a)表示锂离子被预掺杂到负极之前的蓄电元件210A的状态，图5(b)表示蓄电元件210A在收纳壳体220内浸渍于电解液中，锂离子被掺杂到负极之后的状态。
在图5(a)所示的蓄电元件210A中，保护带261的宽度261w加上保护带271的宽度271w得到的宽度为直径D的圆215的周长以上((宽度261w+宽度271w)≥D×π)。这样的结构能够在即使蓄电元件的小型化得到推进，但保护带261、271的宽度没有随着该小型化的趋势相应进行调整的情况下形成。例如，小型化指的是距离D成为8mm以下或卷绕结构体211的外径成为30mm以下的情况。该情况下，若不随着外径R而相应缩小保护带261、271的宽度，则如蓄电元件210A那样，成为由保护带261、271将圆215包围的结构。其中，在图5(a)和图5(b)的例子中，标记“281”对应于金属箔，标记“231”对应于负极端子，标记“241”对应于正极端子。
当蓄电元件210A浸渍于电解液中之后，锂离子从锂层283溶解到电解液中，从而锂离子被掺杂到蓄电元件210A的负极中。例如，锂离子从锂层283向卷绕中心轴C1扩散。
但是，在卷绕结构体211的外周与卷绕中心轴C1之间存在保护带261、271。并且，保护带261的宽度261w加上保护带271的宽度271w得到的值为圆215的周长以上。即，在卷绕结构体211中，圆215的内侧的区域由保护带261、271所界定。
由此，在蓄电元件210A中，在进行锂离子的预掺杂时，锂离子被保护带261、271遮挡，锂离子不能充分地遍及到圆215的内侧。例如，图5(b)中用点来示意地表示被掺杂到卷绕结构体211内的锂离子。图5(b)表示了锂离子的浓度在保护带261、271的外侧相对较高的状态。
另外，图6(a)和图6(b)是表示另一比较例的蓄电元件210B的作用的示意性截面图。
图6(a)表示锂离子被预掺杂到负极之前的状态，图6(b)表示锂离子被掺杂到负极之后的状态。
在图6(a)所示的蓄电元件210B中，保护带261的宽度261w加上保护带271的宽度271w得到的宽度小于直径D的圆215的周长。但是，在蓄电元件210B中，保护带261的一部分与保护带271的一部分重叠。这样的结构也能够在即使蓄电元件210B的小型化得到推进，但保护带261、271的宽度没有随着该小型化的趋势相应进行调整的情况下形成。
在蓄电元件210B中，例如在进行预掺杂时，锂离子从保护带261、271没有重叠的部分进入圆215内(图6(b))。但是，锂离子被保护带261、271的重叠的部分遮挡，锂离子不能均匀地遍及到圆215的内侧。例如，可能会在保护带261、271的外侧局部地形成锂离子的高浓度区域283H。或者，可能会在保护带261、271的内侧局部地形成锂离子的低浓度区域283L。
像这样，在比较例的蓄电元件210A、210B中，锂离子可能无法均匀地掺杂到负极中。
对此，图7(a)和图7(b)是表示本实施方式的蓄电元件110A的作用的示意性截面图。
图7(a)表示锂离子被预掺杂到负极130之前的状态，图7(b)表示锂离子被掺杂到负极130之后的状态。
在蓄电元件110A中，保护带161的宽度161w加上保护带171的宽度171w得到的宽度比直径D的圆115的周长短((宽度161w+宽度171w)＜D×π＝。并且，在从卷绕中心轴C1向卷绕结构体111的外周去的方向上，保护带161不与保护带171重叠。
根据这样的结构，在进行锂离子的预掺杂时，锂离子不容易被保护带161、171遮挡。例如，就保护带161与保护带171之间的锂离子能够通过的间隙来说，在蓄电元件210B中为1处，而在蓄电元件110A为2处。并且，在保护带171、卷绕中心轴C1以及保护带171排列成一排的情况下，这2个隙间以卷绕中心轴C1为中心配置成点对称。从而，锂离子能够更加均匀地扩散到圆115的内侧和外侧(图7(b))。其结果是，在蓄电元件110A中，锂离子被更加均匀地掺杂到负极130中。
像这样，在蓄电元件110A中，即使距离D为8mm以下或者即使卷绕结构体111的外径为30mm以下，通过采用满足上述式(1)且保护带161与保护带171不重叠的结构，锂离子也能更加均匀地掺杂到负极130中。
[电气器件的变形例]
图8是表示本实施方式的变形例的蓄电元件110B的示意性截面图。
图8所示的蓄电元件110B还包括保护带162和保护带172。
负极端子131的与卷绕中心轴C1相反的一侧被保护带162覆盖。
保护带162隔着负极端子131和负极集电体132与保护带161相对。保护带161位于保护带162与卷绕中心轴C1之间。保护带162在卷绕方向Dr上具有宽度162w。此外，保护带162在从卷绕中心轴C1向卷绕结构体111的外周去的方向上不与保护带172重叠。并且，保护带172、卷绕芯112(卷绕中心轴C1)以及保护带162依次排列在一排上。
例如，负极端子131通过针铆而接合在负极集电体132上，有时针部件会穿透负极集电体132的背侧和设置在背侧的负极活性物质层133。该情况下，通过利用保护带162覆盖该穿透的部分的针部件，能够抑制在该穿透的针部件上发生锂析出。并且，保护带162防止穿透的针部件与相邻的隔膜接触。或者，在针部件刺破了隔膜的情况下，保护带162防止其与正极活性物质层143直接接触。
另外，正极端子141的与卷绕中心轴C1相反的一侧被保护带172覆盖。保护带172隔着正极端子141和正极集电体142与保护带171相对。保护带171位于保护带172与卷绕中心轴C1之间。保护带172在卷绕方向Dr上具有宽度172w。在图8的例子中，宽度162w与宽度172w相同。但是，保护带172、卷绕芯112(卷绕中心轴C1)以及保护带162也可以不排列在一排上。并且宽度162w可以不同于宽度172w。
例如，正极端子141通过针铆而接合在正极集电体142，有时针部件会穿透正极集电体142的背侧和设置在背侧的正极活性物质层143。该情况下，通过利用保护带172覆盖该穿透的部分的针部件，能够避免穿透的针部件与相邻的负极活性物质层133直接抵接。
另外，保护带162的宽度162w加上保护带172的宽度172w得到的宽度，可以小于距离D乘以圆周率π得到的值((宽度162w+宽度172w)＜D×π···(2))。宽度162w和宽度172w分别是可变的。但是，宽度162w和宽度172w满足上述式(2)的关系。宽度162w为(D×π)的值的X％(X≥12.0)。宽度172w小于(100-X)％。
根据这样的结构，即使距离D为8mm以下或者即使卷绕结构体111的外径为30mm以下，通过采用满足上述式(2)且保护带162与保护带172不重叠的结构，锂离子也能更加均匀地掺杂到负极130中。
以上对本发明实施方式进行了说明，但本发明不仅限于上述的实施方式，能够进行各种变更。
附图标记说明
100……电化学器件
110A、110B、210A、210B……蓄电元件
111、211……卷绕结构体
112……卷绕芯
115、215……圆
120、220……收纳壳体
130……负极
131、231……负极端子
131w……宽度
131p……铆销部件
132……负极集电体
132a、132b……主面
133……负极活性物质层
140……正极
141、241……正极端子
141w……宽度
142……正极集电体
142a、142b……主面
143……正极活性物质层
150、150a、150b……隔膜
161、162、171、172、261、271……保护带
161w、162w、171w、172w、261w、271w……宽度
180……锂电极
181、281……金属箔
181a、181b……主面
183、283……锂层
283H……高浓度区域
283L……低浓度区域
C1……卷绕中心轴。

Claims (5)

1.一种电化学器件，其特征在于，包括：
卷绕结构体，其包括负极、正极和将所述负极与所述正极绝缘的隔膜，所述负极、所述正极和所述隔膜被层叠着卷绕，所述负极和所述正极由所述隔膜隔开，其中所述负极包括负极集电体和设置在所述负极集电体的主面上的负极活性物质层，所述正极包括正极集电体和设置在所述正极集电体的主面上的正极活性物质层；
负极端子，其与所述负极集电体中的未设置所述负极活性物质层的部分电连接，沿着所述卷绕结构体的卷绕中心轴在所述卷绕结构体内延伸，从所述卷绕结构体突出；
正极端子，其与所述正极集电体中的未设置所述正极活性物质层的部分电连接，沿着所述卷绕中心轴在所述卷绕结构体内延伸，从所述卷绕结构体突出，并与所述负极端子隔开第一距离；
覆盖所述负极端子和在未设置所述负极活性物质层的部分露出了的负极集电体的第一保护带；
覆盖所述正极端子和在未设置所述正极活性物质层的部分露出了的正极集电体的第二保护带；
浸渍所述正极、所述负极和所述隔膜的电解液；和
锂离子供给源，其沿着所述卷绕结构体的卷绕方向仅设置于从所述卷绕中心轴的方向观察时相比于所述负极端子和所述正极端子距所述卷绕中心轴更远的位置；
所述锂离子供给源是所述电化学器件中唯一的锂离子供给源，
沿所述卷绕结构体的卷绕方向上的所述第一保护带的第一宽度加上沿所述卷绕方向上的所述第二保护带的第二宽度而得到的宽度，小于所述第一距离乘以圆周率得到的值，
在从所述卷绕中心轴向所述卷绕结构体的外周去的方向上，所述第一保护带与所述第二保护带不重叠。
2.如权利要求1所述的电化学器件，其特征在于：
所述负极活性物质层被实施了锂离子的预掺杂。
3.如权利要求1或2所述的电化学器件，其特征在于：
所述第一距离为8mm以下。
4.如权利要求1或2所述的电化学器件，其特征在于：
所述卷绕结构体的外径为30mm以下。
5.如权利要求1或2所述的电化学器件，其特征在于：
所述第一宽度为所述值的X％，所述第二宽度小于(100-X)％，其中，X≥12.0。
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