CN108417399A - 蓄电元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够提高可靠性的蓄电元件。在蓄电元件中，具有负极集电体和设置于负极集电体的主面的负极活性物质层的负极、具有正极集电体和设置于正极集电体的主面的正极活性物质层的正极、以及使负极与正极绝缘的隔膜被层叠地卷绕，负极和正极被隔膜隔开。负极端子与负极集电体电连接，沿卷绕构造体的卷绕中心轴从卷绕构造体突出。正极端子与正极集电体电连接，沿卷绕中心轴从卷绕构造体突出。第一保护带覆盖负极端子，与隔膜相比离子透过性较低。正极在隔着隔膜与第一保护带相对的部分具有能够抑制锂离子的吸入的第一区域。

Description

蓄电元件
技术领域
本发明涉及包括集电体和活性物质层的蓄电元件。
背景技术
作为电化学器件的代表例有锂离子电容器。在锂离子电容器中，卷绕有正极、负极、使正极与负极绝缘的隔膜的蓄电元件收纳于筒状的收纳壳体中。在正极和负极，分别连接有电极端子。负极端子被离子透过性低的保护带覆盖，使得不与电解液中的锂离子接触(例如，参照专利文献1)。由此，能够抑制负极端子上的金属锂析出。
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
发明要解决的技术课题
但是，覆盖负极端子的保护带也覆盖负极端子附近的负极。被保护带覆盖的负极，例如在充电时难以吸入锂离子。由此，根据充电的速度，担心会对设置有负极端子的负极部以外的负极部分施加负荷，在负极整体不能够均匀地吸入锂离子，从特定的负极的部位发生金属锂析出。
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供在负极能够更均匀地吸入锂离子，提高可靠性的蓄电元件。
用于解决课题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的一方式的蓄电元件包括卷绕构造体、负极端子、正极端子和第一保护带。
上述卷绕构造体包括：具有负极集电体和设置于上述负极集电体的主面的负极活性物质层的负极；具有正极集电体和设置于上述正极集电体的主面的正极活性物质层的正极；和使上述负极与上述正极绝缘的隔膜。上述负极、上述正极和上述隔膜被层叠地卷绕，上述负极和上述正极被上述隔膜隔开。
上述负极端子与上述负极集电体电连接，沿上述卷绕构造体的卷绕中心轴在上述卷绕构造体内延伸，并从上述卷绕构造体突出。
上述正极端子与上述正极集电体电连接，沿上述卷绕中心轴在上述卷绕构造体内延伸，并从上述卷绕构造体突出。
上述第一保护带覆盖上述负极端子，与上述隔膜相比离子透过性较低。
上述正极在隔着上述隔膜与上述第一保护带相对的部分具有能够抑制锂离子的脱出的第一区域。
根据这样的蓄电元件，虽然上述负极端子被与上述隔膜相比离子透过性较低的第一保护带覆盖，但在上述正极在隔着上述隔膜与上述第一保护带相对的部分设置有能够抑制锂离子的脱出的第一区域。由此，即使充电时对设置有负极端子的负极部以外的负极部分施加负荷，在上述负极部分也不易析出金属锂，在充电时，在负极整体能够更均匀地吸入锂离子。结果是能够提高蓄电元件的可靠性。
在上述蓄电元件中可以是，在上述第一区域中上述正极活性物质层被与上述隔膜相比离子透过性较低的第二保护带覆盖。
由此，上述正极的上述第一区域被上述第二保护带覆盖，在上述第一区域中能够抑制锂离子的脱出。
在上述蓄电元件中可以是，上述第一区域的上述正极活性物质层的厚度比上述第一区域外的上述正极活性物质层的厚度薄，或者在上述第一区域没有设置上述正极活性物质层。
由此，在上述正极的上述第一区域中，上述正极活性物质层的厚度比上述第一区域外的上述正极活性物质层的厚度薄，或者在上述第一区域中没有设置上述正极活性物质层，因此在上述第一区域中能够抑制锂离子的脱出。
在上述蓄电元件中可以是，在上述卷绕构造体的卷绕方向上，上述第一区域的宽度为上述第一保护带的宽度以下。
由此，上述第一区域的宽度为上述第一保护带的宽度以下，因此在上述蓄电元件的充放电中，在从上述卷绕中心轴向上述卷绕构造体的外周去的方向或从上述卷绕构造体的外周向上述卷绕中心轴去的方向上，锂离子更均匀地扩散。
在上述蓄电元件中可以是，还具有从上述第一保护带的相反侧覆盖上述负极端子的第三保护带，上述第三保护带具有与上述隔膜相比较低的离子透过性。
由此，上述负极端子从上述第一保护带的相反侧被上述第三保护带包覆，能够进一步抑制金属锂向上述负极端子析出。
在上述蓄电元件中可以是，上述正极在隔着上述隔膜与上述第三保护带相对的部分还具有能够抑制锂离子的脱出的第二区域，上述负极端子位于上述第一区域与上述第二区域之间。
由此，在上述正极中在隔着上述隔膜与上述第三保护带相对的部分设置能够抑制锂离子的脱出的第二区域，在设置有负极端子的负极部以外的负极部分不易析出金属锂，在充电时，在负极整体能够更均匀地吸入锂离子。
在上述蓄电元件中可以是，在上述第二区域中，上述正极活性物质层被与上述隔膜相比离子透过性较低的第四保护带覆盖。
由此，上述正极的上述第二区域被上述第四保护带覆盖，在上述第二区域中能够抑制锂离子的脱出。
在上述蓄电元件中可以是，上述第二区域的上述正极活性物质层的厚度比上述第一区域外和上述第二区域外的上述正极活性物质层的厚度薄，或者在上述第二区域没有设置上述正极活性物质层。
由此，在上述正极的上述第二区域中，上述正极活性物质层的厚度比上述第一区域和上述第二区域外的上述正极活性物质层的厚度薄，或者在上述第二区域没有设置上述正极活性物质层，因此能够在上述第一区域中抑制锂离子的脱出。
在上述蓄电元件中可以是，在上述卷绕构造体的卷绕方向上，上述第二区域的宽度为上述第三保护带的宽度以上。
由此，上述第二区域的宽度为上述第三保护带的宽度以上，因此在上述蓄电元件的充放电中，在从上述卷绕中心轴向上述卷绕构造体的外周去的方向或者从上述卷绕构造体的外周向上述卷绕中心轴去的方向上锂离子更均匀地扩散。
此外，为了达成上述目的，本发明的一个方式的蓄电元件包括卷绕构造体、负极端子、正极端子和保护带。
上述卷绕构造体包括：具有负极集电体和设置于上述负极集电体的主面的负极活性物质层的负极；具有正极集电体和设置于上述正极集电体的主面的正极活性物质层的正极；和将上述负极与上述正极绝缘的隔膜。上述负极、上述正极和上述隔膜被层叠地卷绕，上述负极和上述正极被上述隔膜隔开。
上述负极端子与上述负极集电体电连接，沿上述卷绕构造体的卷绕中心轴在上述卷绕构造体内延伸，并从上述卷绕构造体突出。
上述正极端子与上述正极集电体电连接，沿上述卷绕中心轴在上述卷绕构造体内延伸，并从上述卷绕构造体突出。
上述保护带覆盖上述负极端子，与上述隔膜相比离子透过性较低。
上述负极在隔着上述隔膜和上述正极与上述保护带相对的部分具有能够抑制锂离子的吸入的第三区域。
根据这样的蓄电元件，即使上述负极端子被与上述隔膜相比离子透过性较低的第一保护带覆盖，在上述负极中，在隔着上述隔膜和上述正极与上述保护带相对的部分，设置有能够抑制锂离子的吸入的第三区域。由此，即使在充电时对设置有负极端子的负极部以外的负极部分施加负荷，在上述负极部分也不易析出金属锂，在充电时，在负极整体能够更均匀地吸入锂离子。结果能够提高蓄电元件的可靠性。
在上述蓄电元件中可以是，还具有从上述保护带的相反侧覆盖上述负极端子的另一保护带，上述另一保护带具有与上述隔膜相比较低的离子透过性。
由此，上述负极端子从上述第一保护带的相反侧被上述第三保护带覆盖，能够进一步抑制金属锂向上述负极端子析出。
在上述蓄电元件中可以是，上述负极在隔着上述隔膜和上述正极与上述另一保护带相对的部分还具有能够抑制锂离子的脱出的第四区域，上述负极端子位于上述第三区域与上述第四区域之间。
由此，在上述正极，在隔着上述隔膜与上述第三保护带相对的部分，设置有能够抑制锂离子的脱出的第四区域，在设置有负极端子的负极部以外的负极部分不易析出金属锂，在充电时，在负极整体能够更均匀地吸入锂离子。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提供在负极能够更均匀地吸入锂离子，提高可靠性的蓄电元件。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电化学器件100的外观的示意性的立体图。
图2是表示第一实施方式的蓄电元件110A的示意性的立体图。
图3是第一实施方式的蓄电元件110A的X-Y平面的示意性的截面图。
图4(a)～图4(b)中，图4(a)是图3的A1-A2线附近的X-Y平面的示意性的截面图，图4(b)是图3的负极端子131附近的X-Y平面的示意性的截面图。
图5(a)～图5(b)中，图5(a)是表示比较例的蓄电元件510的作用的示意性的截面图，图5(b)是表示第一实施方式的蓄电元件110A的作用的示意性的截面图。
图6是第二实施方式的蓄电元件110B的X-Y平面的示意性的截面图。
图7是第三实施方式的蓄电元件110C的X-Y平面的示意性的截面图。
图8是第四实施方式的蓄电元件110D的X-Y平面的示意性的截面图。
图9是第五实施方式的蓄电元件110E的X-Y平面的示意性的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。各附图中有的引入了XYZ轴坐标。
[第一实施方式]
[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。包含于电化学器件100的蓄电元件110A的详细内容在后面叙述。
图1是表示第一实施方式的电化学器件100的外观的示意性的立体图。图1所示的电化学器件100中，蓄电元件110A收纳于收纳壳体120中。在收纳壳体120内填充有蓄电元件110A和电解液。蓄电元件110A浸渍于电解液中。在蓄电元件110A之上设置有盖(未图示)，电解液被收纳壳体120和盖密封。
在蓄电元件110A浸渍于电解液的电化学器件100中锂离子的预掺杂已完成。浸渍于电解液之前的蓄电元件110A具有锂离子供给源。蓄电元件110A浸渍于电解液时，锂离子从锂离子供给源溶解于电解液中，锂离子被掺杂到蓄电元件110A的负极。
[蓄电元件的结构]
图2是表示第一实施方式的蓄电元件110A的示意性的立体图。
如图2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和锂极180。图2中例示的蓄电元件110A是预掺杂前的蓄电元件。负极130是锂离子能够嵌入和脱出(脱嵌)的电极。正极140是分极性电极。这样的蓄电元件中，优选在预掺杂后，锂离子更均匀地掺杂于负极。
在本实施方式中，使卷绕芯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(与卷绕中心轴平行的方向)，也是负极端子131和正极端子141所延伸的方向。此外，在蓄电元件110A中，将从卷绕中心轴113向蓄电元件110A的外周去的方向作为外侧方向，将其反方向作为内侧方向。在本实施方式中，也包括蓄电元件110A没有设置卷绕芯112的构造。
负极130、正极140和隔膜150从卷绕芯112向外侧层叠。隔膜150配置在负极130与正极140之间。利用隔膜150隔开正极140和负极130。隔膜150使负极130与正极140绝缘。负极130、正极140和隔膜150绕卷绕芯112卷绕。本实施方式中，将包括负极130、正极140和隔膜150的构造体作为卷绕构造体111。此外，在卷绕中心轴113的周围，将负极130、正极140和隔膜150被卷绕的方向作为卷绕方向Dr。
负极端子131与负极130电连接。负极端子131沿卷绕构造体111的卷绕中心轴113在卷绕构造体111内延伸。负极端子131从卷绕构造体111突出。正极端子141与正极140电连接。正极端子141与正极140电连接。正极端子141沿卷绕中心轴113在卷绕构造体111内延伸。正极端子141从卷绕构造体111突出。图2的例子中，正极端子141以与负极端子131相同的方向从卷绕构造体111突出。
保护带161(第一保护带)覆盖负极端子131。此外，负极端子131从保护带161的相反侧被保护带163(第三保护带)覆盖。保护带163与保护带161相对。保护带161位于保护带163与卷绕中心轴113之间。保护带161在卷绕方向Dr上具有宽度161w。保护带163在卷绕方向Dr上具有宽度163w。保护带163的宽度163w例如与保护带161的宽度161w相同。保护带161、163的离子透过率比隔膜150的离子透过率低。例如，保护带161、163是实质上不透过离子的树脂膜。
锂极180与负极130电连接。锂极180配置在负极端子131和正极端子141的外侧。图2的例子中，卷绕构造体111被锂极180包围。锂极180例如具有金属箔和金属锂层。金属锂层设置在金属箔的内侧。图2的例子中，锂极180从隔膜150露出，但锂极180也可以被隔膜150包围。
在蓄电元件110A中，正极140在隔着隔膜150与保护带161相对的部分，具有能够抑制锂离子的脱出的第一区域145。在卷绕方向Dr上，第一区域145的宽度145w为保护带161的宽度161w以下。
进而，在蓄电元件110A中，正极140可以在隔着隔膜150与保护带163相对的部分，具有能够抑制锂离子的脱出的第二区域146。在卷绕方向Dr上，第二区域146的宽度146w为保护带163的宽度163w以上。负极端子131位于第一区域145与第二区域146之间。
更详细地说明蓄电元件110A的构造。
图3是第一实施方式的蓄电元件110A的X-Y平面的示意性的截面图。图4(a)是图3的A1-A2线附近的X-Y平面的示意性的截面图。图4(b)是图3的负极端子131附近的X-Y平面的示意性的截面图。
在蓄电元件110A中，负极130具有负极集电体132和负极活性物质层133。负极活性物质层133具有：设置于负极集电体132的主面132a(内侧的主面)的负极活性物质层133a；和设置于负极集电体132的主面132b(外侧的主面)的负极活性物质层133b。本实施方式中，可以将负极活性物质层133a称为内侧负极活性物质层，将负极活性物质层133b称为外侧负极活性物质层。负极端子131与负极集电体132电连接。例如，在负极集电体132的主面132a的一部分没有设置负极活性物质层133a，负极端子131与该没有设置负极活性物质层133a的部分的负极集电体132连接。
在蓄电元件110A中，负极端子131、负极集电体132露出的部分和负极端子131附近的负极活性物质层133被保护带161覆盖。
保护带161隔着负极130、正极140和隔膜150与卷绕芯112相对。预掺杂时负极端子131没有被保护带161覆盖的话，存在金属锂优先析出到负极端子131上的情况。因此，负极端子131被保护带161覆盖，使得相对于电解液被阻隔。
此外，负极端子131从保护带161的相反侧被另一保护带163覆盖。保护带163隔着负极端子131和负极集电体132与保护带161相对。例如，负极端子131通过针铆接(needlecaulking)与负极集电体132连接时，负极端子加工部穿透负极集电体132和设置于负极集电体132的外侧的负极活性物质层133b。将该穿透部分的负极端子加工部用保护带163覆盖，由此能够抑制金属锂向穿透的负极端子加工部析出。进而，保护带161、163也作为避免负极端子131和负极端子加工部与相邻的负极活性物质层133直接接触的干涉部件起作用。
此外，在蓄电元件110A中，正极140具有正极集电体142和正极活性物质层143。正极活性物质层143具有设置于正极集电体142的主面142a(内侧的主面)的正极活性物质层143a和设置于正极集电体142的主面142b(外侧的主面)的正极活性物质层143b。本实施方式中，可以将正极活性物质层143a称为内侧正极活性物质层，将正极活性物质层143b称为外侧正极活性物质层。正极端子141与正极集电体142电连接。例如，在正极集电体142的主面142a的一部分没有设置正极活性物质层143a，正极端子141与该没有设置正极活性物质层143a的部分的正极集电体142连接。将正极端子141和正极端子141附近的正极活性物质层143和正极端子141与正极集电体142连接的正极端子加工部可以也被保护带覆盖。
正极140具有能够抑制锂离子的脱出的第一区域145。第一区域145具有保护带162(第二保护带)和被保护带162覆盖的正极活性物质层143和正极集电体142。例如，在第一区域145中，正极活性物质层143a被保护带162覆盖。保护带162隔着隔膜150a与负极130(负极活性物质层133b)相对。保护带162的离子透过率比隔膜150的离子透过率低。例如，保护带162是实质上不透过离子的树脂膜。
此外，正极140在第一区域145之外，还具有能够抑制锂离子的脱出的第二区域146。第二区域146具有保护带164(第四保护带)和被保护带164覆盖的正极活性物质层143b和正极集电体142。例如，在第二区域146中，正极活性物质层143b被保护带164覆盖。保护带164的离子透过率比隔膜150的离子透过率低。例如，保护带164是实质上不透过离子的树脂膜。
这样，保护带161、163位于第一区域145与第二区域146之间。
隔膜150具有隔膜150a和隔膜150b。隔膜150a和隔膜150b使负极130与正极140绝缘。隔膜150a和隔膜150b将负极130和正极140隔开，使电解液中所含的离子透过。本实施方式中，将隔膜150a和隔膜150b总称为隔膜150。此外，隔膜150a和隔膜150b也可以是连续的一体的隔膜。
锂极180配置在负极端子131和正极端子141的外侧。锂极180具有金属箔181和金属锂层183。图3的例子中，在卷绕构造体111中最靠卷绕外侧(最外周)的电极是负极130，锂极180与该最靠卷绕外侧的负极集电体132连接。锂极180例如以包围卷绕构造体111的方式配置。金属箔181例如为铜箔。金属锂层183有选择地设置有金属箔181。金属锂层183例如是金属锂箔。金属锂层183的量调整为在锂离子的预掺杂中能够掺杂于负极活性物质层133的程度。
金属箔181与负极集电体132电连接。例如，金属箔181通过针铆接、焊接等接合于负极集电体132。金属箔181在卷绕构造体111的外侧以绕卷绕构造体111一周的方式配置。在金属箔181中，其主面181a成为卷绕内侧的面，主面181b成为卷绕外侧的面。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。
金属锂层183作为将锂离子预掺杂于负极活性物质层133时的锂离子供给源发挥功能。因此，金属锂层183相比于设置于卷绕外侧的主面181b，优选设置于卷绕内侧的主面181a。由此，预掺杂时，锂离子不会被金属箔181阻挡，从金属箔181的主面181a通过电解液在卷绕构造体111内扩散。另外，在将金属锂层183设置于主面181b时，可以在金属箔181形成多个贯通孔，使得锂离子贯通金属箔181。
在锂极180与正极140之间配置有隔膜150a。由此，锂极180相对于正极140绝缘。此外，在本实施方式中，锂极180并非必须以包围卷绕构造体111的方式配置。例如，锂极180只要配置在负极端子131和正极端子141的外侧，则可以配置在卷绕构造体111中。但锂极180与负极130电连接。
在Z轴方向上，正极140的宽度为24mm，负极130的宽度为27mm，隔膜150的宽度为30mm。此外，卷绕构造体111的直径为11mm，Z轴方向上的长度为30mm。正极端子141与负极端子131之间的距离为5mm。保护带161的宽度161w和保护带163的宽度163w为10mm，保护带161、163的Z轴方向的长度为20mm。但是这些尺寸仅是一个例子，并不限于上述的值。
说明蓄电元件110A的材料。
作为负极端子131的材料，能够使用铜、铁、不锈钢。正极端子141例如包括铝、钛等的至少的一种。负极端子131例如是铜端子。正极端子141例如是铝端子。
负极集电体132例如是金属箔。在金属箔可以设置有多个贯通孔。负极集电体132例如可以是铜箔等。包含于负极活性物质层133的负极活性物质是能够供电解液中的锂离子嵌入和脱出(脱嵌)的材料，例如可以是难石墨化碳(硬碳)、石墨、软碳等碳类材料。负极活性物质层133可以是负极活性物质与粘合树脂混合的结构，也可以还具有导电助剂。例如，负极活性物质层133是涂敷上述活性物质、导电助剂和合成树脂的浆料状的混合物而形成为片状，将其切断而成的结构。
粘合树脂可以是接合负极活性物质的合成树脂。粘合树脂例如可以使用羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、芳香族聚酰胺、氟类橡胶、聚偏二氟乙烯、异戊二烯橡胶、聚丁橡胶和乙烯丙烯类橡胶等。
导电助剂可以是包括导电性材料的颗粒，提高负极活性物质之间的导电性的材料。导电助剂例如能够举出石墨、碳黑等碳材料。它们可以单独使用，也可以混合多种使用。另外，导电助剂只要是具有导电性的材料，则也可以是金属材料或导电性高分子等。
正极集电体142的材料例如是铝等。正极活性物质层143中所含的正极活性物质例如包括活性碳、PAS(Polyacenic Semiconductor：聚并苯类有机半导体)等活性物质的至少任一种。正极活性物质层143是涂敷上述活性物质、导电助剂(例如碳黑)和合成树脂(例如PTFE等)的浆料状的混合物而形成为片状，将其切断而形成的结构。
隔膜150可以是使离子透过的并且将负极130与正极140绝缘的片材。隔膜150可以是织布、无纺布、合成树脂微多孔膜等。隔膜150可以是包括玻璃纤维、纤维素纤维、塑料纤维等的多孔质片。
电解液能够任意地选择。例如，在电解液中，作为阳离子，至少包括锂离子。作为阴离子，包括BF4 －(四氟化硼酸离子)、PF6 －(六氟化磷酸离子)、(CF3SO2)2N－(TFSA离子)等阴离子，作为溶剂，能够包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、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。具体地说，可以是四氟化硼酸锂(LiBF4)或六氟化磷酸锂(LiPF6)的碳酸丙烯酯溶液等。
保护带161、162、163、164的材料能够适用具有耐热性和对电解液的耐性的材料。例如，保护带161、162、163、164可以包括聚酰亚胺、聚丙烯和聚苯硫醚等的任一种。
[蓄电元件的作用]
图5(a)是表示比较例的蓄电元件510的作用的示意性的截面图。图5(b)是表示第一实施方式的蓄电元件110A的作用的示意性的截面图。
在说明本实施方式的蓄电元件110A的作用之前，说明图5(a)所示的比较例的蓄电元件510的作用。比较例的蓄电元件510中，没有设置第一区域145和第二区域146。
在预掺杂后的蓄电元件510中，充电时锂离子从正极140脱出，锂离子被掺杂到负极130从而蓄电。
此处，负极端子131附近的负极130(框C3所示的负极130)被保护带161、163覆盖时，充电时框C3所示的负极130的部分难以吸入锂离子。由此，充电时，框C3所示的负极130隔着正极140相对的负极130的部分(框C1内的负极活性物质层133b和框C2内的负极活性物质层133a)承担框C3所示的负极130的部分的功能而发挥作用。结果，充电时，框C1、C2所示的负极130的部分与框C1、C2所示的负极130以外的负极相比更优先地取入锂离子。由此，尤其是充电速度越快，在框C1、C2所示的负极130的部分局部析出金属锂(Li)的可能性越高。
当这样的现象反复发生时，在框C1、C2所示的负极130的部分局部地析出金属锂(Li)。当该部分的金属锂的生长持续发展时，金属锂可能穿过隔膜150，与相对的正极140接触。此时，负极130和正极140短路。
对此，本实施方式的蓄电元件110A能够解决上述的问题。例如，在图5(b)所示的本实施方式的蓄电元件110A中，在框C1所示的正极140(正极活性物质层143a)设置有第一区域145(保护带162)，在框C2所示的正极140(正极活性物质层143b)设置有第二区域146
(保护带164)。
由此，充电时，即使在框C3所示的负极130以外的负极部分(框C1、C2所示的负极130的部分)施加充电的负荷，在框C1、C2所示的负极130与正极140之间，存在保护带162、164，因此锂离子的移动不易发生。由此，在框C1、C2所示的负极130的部分不易析出金属锂。即，在蓄电元件110A中，即使充电速度较快，负极130的局部的金属锂析出也得到抑制，在负极130整体中能够更均匀地吸入锂离子。由此，蓄电元件110A的可靠性变高。
此外，蓄电元件110A的充放电中，锂离子在负极130与正极140之间辐射状地移动、或锂离子在其反方向移动。此时，如果第一区域145的宽度145w大于保护带161的宽度161w，第二区域146的宽度146w小于保护带163的宽度163w，则锂离子的移动在卷绕构造体111内被第一区域145和第二区域146阻挡。
在蓄电元件110A中，第一区域145的宽度145w构成为保护带161的宽度161w以下，第二区域146的宽度146w构成为保护带163的宽度163w以上。由此，在充放电时，在负极130与正极140之间锂离子不易被第一区域145和第二区域146阻挡，在负极130与正极140之间锂离子更均匀地扩散。
例如，准备多个蓄电元件110A和多个蓄电元件510，在多个蓄电元件110A和多个蓄电元件510的各自中，使充放电电流相当于100C且试验10000循环并不会发生异常。但是，使充放电电流相当于200C且试验10000循环时，多个蓄电元件510中约80％的元件在试验后确认其电压下降。
[第二实施方式]
图6是第二实施方式的蓄电元件110B的X-Y平面的示意性的截面图。图6中表示蓄电元件110B的负极端子131附近的X-Y平面的示意性的截面。
在蓄电元件110B中，第一区域145的正极活性物质层143a的厚度比第一区域145外的正极活性物质层143a、143b的厚度薄，或者在第一区域145中，不设置正极活性物质层143a。此外，蓄电元件110B中，第二区域146的正极活性物质层143b的厚度比第一区域145外和第二区域146外的正极活性物质层143a、143b的厚度薄，或者在第二区域146中，不设置正极活性物质层143b。图6中表示了在第一区域145不设置正极活性物质层143a，正极集电体142的主面142a露出的例子。进一步，图6中表示了，在第二区域146中不设置正极活性物质层143b，正极集电体142的主面142b露出的例子。
没有设置正极活性物质层143a的第一区域145例如通过下述方式形成：在第一区域145中将正极活性物质层143a从正极集电体142有选择地除去的方法；或者在第一区域145中在正极集电体142形成掩模部件，进行对第一区域145的正极活性物质层143a的掩模处理(masking)的方法。第二区域146由与第一区域145同样的方法形成。
这样的结构，也能够在第一区域145或第二区域146中抑制锂离子的脱出。由此，能够抑制负极130的局部的金属锂析出，在负极130整体能够更均匀地吸入锂离子。
[第三实施方式]
图7是第三实施方式的蓄电元件110C的X-Y平面的示意性的截面图。
在蓄电元件110C中，正极140的第二区域146在卷绕方向Dr上至少绕一周。例如，在蓄电元件110C中，在第二区域146中保护带165至少覆盖正极活性物质层143b一周。保护带165的材料与保护带164的材料相同。
这样的结构也能够在第一区域145或第二区域146中抑制锂离子的脱出。特别是，第二区域146的锂离子的脱出进一步得到抑制。由此，负极130的局部的金属锂析出得到抑制，在负极130整体中能够更均匀地吸入锂离子。
[第四实施方式]
图8是第四实施方式的蓄电元件110D的X-Y平面的示意性的截面图。
在蓄电元件110D中，正极140的第二区域146在卷绕方向Dr上至少绕一周。例如，在蓄电元件110D中，在第二区域146中至少一周没有被设置正极活性物质层143b。
这样的结构也能够在第一区域145或第二区域146中抑制锂离子的脱出。特别是，第二区域146的锂离子的脱出进一步得到抑制。由此，负极130的局部的金属锂析出得到抑制，在负极130整体中能够更均匀地吸入锂离子。
[第五实施方式]
图9是第五实施方式的蓄电元件110E的X-Y平面的示意性的截面图。图9中表示了蓄电元件110E的负极端子131附近的X-Y平面的示意性的截面图。
蓄电元件110E包括卷绕构造体111、负极端子131、正极端子141和保护带161、162、163、164。在蓄电元件110E中，负极130在隔着隔膜150b和正极140与保护带161相对的部分，具有能够抑制锂离子的吸入的第三区域135。
在第三区域135中，负极活性物质层133b被保护带162覆盖。在第三区域135中，可以采用不设置负极活性物质层133b，负极集电体132的主面132b露出的构造。此外，在卷绕方向Dr上，第三区域135的宽度比保护带161的宽度窄。
进一步，在蓄电元件110E中，在负极130隔着隔膜150和正极140与保护带163相对的部分，可以具有能够抑制锂离子的吸入的第四区域136。此时，负极端子131位于第三区域135与第四区域136之间。
在第四区域136中，负极活性物质层133a被保护带164覆盖。在第四区域136中，可以采用不设置负极活性物质层133a，负极集电体132的主面132a露出的构造。此外，在卷绕方向Dr上，第四区域136的宽度比保护带163的宽度宽。
这样的结构也能够在第三区域135或第四区域136中抑制锂离子的吸入。由此，负极130的局部的金属锂析出得到抑制，在负极130整体中能够更均匀地吸入锂离子。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，当然能够进行各种变更。例如，图6例示的结构中，在负极端子131的内侧，在正极活性物质层143a设置有第一区域145，在负极端子131的外侧，在正极活性物质层143b设置有第二区域146。本实施方式中，也可以在负极端子131的内侧，在正极活性物质层143b设置有第一区域145，在负极端子131的外侧，在正极活性物质层143a设置有第二区域146。
附图标记说明
100……电化学器件
110A、110B、110C、110D、110E、510……蓄电元件
111……卷绕构造体
112……卷绕芯
113……卷绕中心轴
120……收纳壳体
130……负极
131……负极端子
132……负极集电体
132a、132b……主面
133、133a、133b……负极活性物质层
135……第三区域
136……第四区域
140……正极
141……正极端子
142……正极集电体
142a、142b……主面
143、143a、143b……正极活性物质层
145……第一区域
145w……宽度
146……第二区域
146w……宽度
150、150a、150b……隔膜
161、162、163、164、165……保护带
161w、163w……宽度
180……锂极
181a、181b……主面
181……金属箔
183……金属锂层。

Claims (12)

1.一种蓄电元件，其特征在于，包括：
卷绕构造体，其包括：具有负极集电体和设置于所述负极集电体的主面的负极活性物质层的负极；具有正极集电体和设置于所述正极集电体的主面的正极活性物质层的正极；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地卷绕，所述负极与所述正极被所述隔膜隔开；
负极端子，其与所述负极集电体电连接，沿所述卷绕构造体的卷绕中心轴在所述卷绕构造体内延伸，并且从所述卷绕构造体突出；
正极端子，其与所述正极集电体电连接，沿所述卷绕中心轴在所述卷绕构造体内延伸，并且从所述卷绕构造体突出；和
覆盖所述负极端子的、与所述隔膜相比离子透过性较低的第一保护带，
所述正极在隔着所述隔膜与所述第一保护带相对的部分具有能够抑制锂离子的脱出的第一区域。
2.如权利要求1所述的蓄电元件，其特征在于：
在所述第一区域中，所述正极活性物质层被与所述隔膜相比离子透过性较低的第二保护带覆盖。
3.如权利要求1所述的蓄电元件，其特征在于：
所述第一区域的所述正极活性物质层的厚度比所述第一区域外的所述正极活性物质层的厚度薄，或者在所述第一区域没有设置所述正极活性物质层。
4.如权利要求1～3中任一项所述的蓄电元件，其特征在于：
在所述卷绕构造体的卷绕方向上，所述第一区域的宽度为所述第一保护带的宽度以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的蓄电元件，其特征在于：
还具有从所述第一保护带的相反侧覆盖所述负极端子的第三保护带，
所述第三保护带具有与所述隔膜相比较低的离子透过性。
6.如权利要求5所述的蓄电元件，其特征在于：
所述正极在隔着所述隔膜与所述第三保护带相对的部分还具有能够抑制锂离子的脱出的第二区域，
所述负极端子位于所述第一区域与所述第二区域之间。
7.如权利要求6所述的蓄电元件，其特征在于：
在所述第二区域中，所述正极活性物质层被与所述隔膜相比离子透过性较低的第四保护带覆盖。
8.如权利要求6所述的蓄电元件，其特征在于：
所述第二区域的所述正极活性物质层的厚度比所述第一区域外和所述第二区域外的所述正极活性物质层的厚度薄，或者在所述第二区域没有设置所述正极活性物质层。
9.如权利要求6～8中任一项所述的蓄电元件，其特征在于：
在所述卷绕构造体的卷绕方向上，所述第二区域的宽度为所述第三保护带的宽度以上。
10.一种蓄电元件，其特征在于，包括：
卷绕构造体，其包括：具有负极集电体和设置于所述负极集电体的主面的负极活性物质层的负极；具有正极集电体和设置于所述正极集电体的主面的正极活性物质层的正极；和使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地卷绕，所述负极和所述正极被所述隔膜隔开；
负极端子，其与所述负极集电体电连接，沿所述卷绕构造体的卷绕中心轴在所述卷绕构造体内延伸，并且从所述卷绕构造体突出；
正极端子，其与所述正极集电体电连接，沿所述卷绕中心轴在所述卷绕构造体内延伸，并且从所述卷绕构造体突出；和
覆盖所述负极端子的、与所述隔膜相比离子透过性较低的保护带，
所述负极在隔着所述隔膜和所述正极与所述保护带相对的部分具有能够抑制锂离子的吸入的第三区域。
11.如权利要求10所述的蓄电元件，其特征在于：
还具有从所述保护带的相反侧覆盖所述负极端子的另一保护带，
所述另一保护带具有与所述隔膜相比较低的离子透过性。
12.如权利要求11所述的蓄电元件，其特征在于：
所述负极在隔着所述隔膜和所述正极与所述另一保护带相对的部分还具有能够抑制锂离子的吸入的第四区域，
所述负极端子位于所述第三区域与所述第四区域之间。
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