CN111193075A - 电化学电池 - Google Patents

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Abstract

电池具备被卷绕成扁平的负极体。负极体具有：展开状态下沿负极连结方向并排地配置的多个负极主体；以及连接展开状态下相邻的一对负极主体的至少一个负极连接部。至少一个负极连接部以多个负极主体互相重叠的方式翻折。多个负极主体各自的负极连结方向的尺寸，随着从外端侧负极主体远离而变小。至少一个负极连接部的负极连结方向的尺寸，随着从内端侧负极连接部远离而变大。

Description

电化学电池
引用关联申请的记载
本申请对于2018年11月14日申请的日本专利申请第2018－213800号及2019年9月4日申请的日本专利申请第2019－161346号主张优先权，并将其内容引用于此。
技术领域
本发明涉及电化学电池（cell）。
背景技术
一直以来，作为智能手机或可穿戴设备、助听器等的小型设备的电源，广泛地有效利用锂离子二次电池或电化学电容器等的电化学电池。
在这样的电化学电池中，从增大电池容量以及充电电流及放电电流的观点观察，需要增大电化学电池内对置的电极彼此的面积。作为电化学电池的构造，已知这样的构造：使一对带状的电极隔着带状的隔离物对置而收纳在外壳内，使电解液浸渍到电极及隔离物。例如，已知将带状的电极及带状的隔离物卷绕，并收容在筒状或硬币状的外壳的构造、或在变形成扁平状后收容在层压膜的构造。
另外，国际公开第02/13305号说明册中公开了这样的电池，即正极板及负极板分别形成为以连结片连结多个层叠面的带状，以正极板的层叠面和负极板的层叠面隔着隔离物交替层叠的方式，在连结片折弯正极板及负极板并卷绕成扁平形状而形成了电极板群。进而，上述文献公开了这样的结构，即连结片以从卷绕时位于内侧的连结片向位于外侧的连结片连结方向的长度依次增加的方式形成。
发明内容
然而，在将带状的电极卷绕后变形成扁平状的情况下，变形后的形状会成为长方体状等的比较单纯的形状。因此，难以根据封装体的形状而将电极高密度配置在封装体。另外，在将连结片折弯并卷绕成扁平形状的情况下，从层叠面的层叠方向观察，连结片配置成从层叠面突出。因此，电极的外形变复杂，在封装体内电极的周围容易形成间隙。因而，难以根据封装体的形状而将电极高密度配置在封装体。由此，现有技术的电化学电池在兼顾提高形状自由度、及确保容量的方面还有改善的余地。
因此本发明提供谋求提高形状自由度及确保容量的电化学电池。
本发明的第1方式所涉及的电化学电池，具备被卷绕成扁平的负极体，所述负极体具有：展开状态下沿第1方向排成一列地配置的多个负极主体；以及连接所述多个负极主体之中的展开状态下相邻的一对负极主体的至少一个负极连接部，所述至少一个负极连接部以所述多个负极主体互相重叠的方式翻折，将所述多个负极主体之中的配置在最外周的负极主体定义为外端侧负极主体，并且将配置在最内周的负极主体定义为内端侧负极主体，所述至少一个负极连接部具备与所述内端侧负极主体连接的内端侧负极连接部，所述多个负极主体各自的所述第1方向的尺寸，随着从所述外端侧负极主体远离而变小，所述至少一个负极连接部的所述第1方向的尺寸，随着从所述内端侧负极连接部远离而变大。
在此，将重点放在展开状态下相邻的一对负极主体。关于一对负极主体在卷绕状态下的间隔，一对负极主体越是位于外周侧的负极主体的对，就越是按一对负极主体之间配置的负极主体等的层数增加的量变大。依据第1方式所涉及的电化学电池，负极连接部的第1方向的尺寸随着从内端侧负极连接部远离而变大，从而能够确保一对负极主体的间隔，能使一对负极主体在卷绕状态下彼此的错位得到抑制。因而，从多个负极主体重叠的方向（以下，称为层叠方向）观察，多个负极主体的错位得到抑制。
而且，依据第1方式所涉及的电化学电池，一对负极主体之中的位于外周侧的负极主体，形成为在第1方向上比位于内周侧的负极主体大。因此，在多个负极主体互相重叠的状态下，从层叠方向观察，位于外周侧的负极主体上设置有未重叠位于内周侧的负极主体的非重叠区域。将连接到位于内周侧的负极主体而沿层叠方向延伸的负极连接部，配置在从层叠方向观察位于外周侧的负极主体上的非重叠区域，从而从层叠方向观察能够抑制负极连接部从位于外周侧的负极主体突出。
通过以上，从层叠方向观察，抑制了多个负极主体的错位、以及负极连接部从外端侧负极主体突出。因此，能够将负极体卷绕成期望的扁平形状，并能够提供能谋求提高形状自由度及确保容量的电化学电池。
本发明的第2方式所涉及的电化学电池，在上述第1方式所涉及的电化学电池中，具备：隔离物；以及隔着所述隔离物叠合到所述负极体的正极体。
本发明的第3方式所涉及的电化学电池，将所述负极体的厚度、所述正极体的厚度及2层所述隔离物的的厚度之和定义为合计尺寸，形成为：所述一对负极主体之中，位于外周侧的负极主体的所述第1方向的尺寸，比位于内周侧的负极主体的所述第1方向的尺寸大所述合计尺寸。
依据第3方式所涉及的电化学电池，从层叠方向观察，在上述的位于外周侧的负极主体中的非重叠区域，配置有与位于内周侧的负极主体连接的负极连接部、与负极连接部对置的正极连接部、及从两侧与正极连接部对置的2层的隔离物。因而，负极连接部及正极连接部，从层叠方向观察未从位于外周侧的负极主体伸出。因此，从层叠方向观察，抑制了负极连接部及正极连接部从外端侧负极主体突出，因此能够将负极体及正极体更加可靠地卷绕成期望的扁平形状。
本发明的第4方式所涉及的电化学电池，在上述第2或第3方式所涉及的电化学电池中，所述至少一个负极连接部包含展开状态下相邻的一对负极连接部，将所述负极体的厚度、所述正极体的厚度、及2层所述隔离物的厚度之和定义为合计尺寸，形成为：所述一对负极连接部之中，位于外周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸，比位于内周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸大所述合计尺寸。
在此，将重点放在展开状态下相邻的一对负极主体之中的展开状态下最靠近内端侧负极主体的一对负极主体。在一对负极主体之间配置有内端侧负极主体、2层正极体、从两侧与2层正极主体分别对置的4层隔离物。依据第4方式所涉及的电化学电池，负极连接部比在内周侧相邻的负极连接部大负极体的厚度、正极体的厚度及2层隔离物的厚度之和的尺寸。因此，与一对负极主体连接的负极连接部的第1方向上的尺寸，成为内端侧负极主体的厚度、2层正极体的厚度及4层隔离物的厚度之和。由此，一对负极主体各自与负极连接部的边界，从层叠方向观察互相重叠。因而，从层叠方向观察，一对负极主体的错位得到抑制。同样地，一对负极主体越是位于外周侧的负极主体的对，就越是增加配置在一对负极主体之间的负极体、正极体及隔离物。因而，通过依次增加负极连接部的第1方向上的尺寸，关于任一对负极主体，从层叠方向观察的错位都得到抑制。
本发明的第5方式所涉及的电化学电池，在上述第4方式所涉及的电化学电池中，所述内端侧负极连接部的所述第1方向的尺寸，与所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和相等。
在此，将重点放在内端侧负极主体及展开状态下与内端侧负极主体相邻的负极主体。在一对负极主体之间配置有正极体的最内周部、和从两侧与正极体对置的2层的隔离物。依据第5方式所涉及的电化学电池，内端侧负极连接部的第1方向上的尺寸，成为正极体的厚度及2层隔离物的厚度之和，因此一对负极主体各自与内端侧负极连接部的边界，从层叠方向观察互相重叠。由此，从层叠方向观察，一对负极主体的错位得到抑制。
通过以上，多个负极主体的错位得到抑制，能将负极体卷绕成期望的扁平形状。
本发明的第6方式所涉及的电化学电池，在上述第4方式所涉及的电化学电池中，所述正极体具备展开状态下沿第2方向排成一列地配置的多个正极主体，所述多个正极主体以与所述多个负极主体重叠的方式配置，将所述多个正极主体之中的配置在最内周的正极主体定义为内端侧正极主体，所述内端侧负极主体及所述内端侧正极主体隔着比1层所述隔离物的厚度大的间隔配置，所述内端侧负极连接部的所述第1方向的尺寸，为所述正极体的厚度、1层所述隔离物的厚度、以及所述内端侧负极主体及所述内端侧正极主体的间隔之和以上。
在此，将重点放在内端侧负极主体及展开状态下与内端侧负极主体相邻的负极主体。在一对负极主体之间配置有内端侧正极主体和从两侧与正极体对置的2层的隔离物。在内端侧负极主体与内端侧正极主体之间，配置有1层隔离物。因此，一对负极主体的间隔，与正极体的厚度、1层隔离物的厚度、及内端侧负极主体和内端侧正极主体的间隔之和相等。另外，在第6方式所涉及的电化学电池中，由于内端侧负极主体和内端侧正极主体的间隔大于1层隔离物的厚度，所以在内端侧负极主体与内端侧正极主体之间形成空隙。
依据第6方式所涉及的电化学电池，内端侧负极连接部的第1方向上的尺寸，成为正极体的厚度、1层隔离物的厚度、及内端侧负极主体和内端侧正极主体的间隔之和以上。因此，即便在内端侧负极主体与内端侧正极主体之间形成空隙，也能将一对负极主体配置成互相平行、且一对负极主体各自与内端侧负极连接部的边界从层叠方向观察互相重叠。由此，从层叠方向观察，一对负极主体的错位得到抑制。
通过以上，多个负极主体的错位得到抑制，能够将负极体卷绕成期望的扁平形状。
本发明的第7方式所涉及的电化学电池，在上述第2至第6方式的任一方式所涉及的电化学电池中，所述多个负极主体形成为展开状态下具有沿与所述第1方向正交的方向延伸的长轴的形状，所述正极体具有：多个正极主体，在展开状态下沿第2方向排成一列地配置，形成为展开状态下具有沿与所述第2方向正交的方向延伸的长轴的形状；以及至少一个正极连接部，连接所述多个正极主体之中的展开状态下相邻的一对正极主体，所述至少一个正极连接部以所述多个正极主体与所述多个负极主体重叠的方式翻折，设N为自然数，将从所述多个正极主体之中的配置在最内周的正极主体向外周侧位于第N个的正极主体定义为第N正极主体，将从所述多个负极主体之中的所述内端侧负极主体向外周侧位于第N个的负极主体定义为第N负极主体的情况下，连接所述至少一个正极连接部之中的第N正极主体和第（N＋1）正极主体的正极连接部，形成为所述第N正极主体及所述第（N＋1）正极主体的长轴间的距离与第N负极主体及第（N＋1）负极主体的长轴间的距离一致。
依据第7方式所涉及的电化学电池，能够将多个正极主体一边从最内周向外周以与多个负极主体相同的间距配置，一边进行卷绕。因此，从层叠方向观察，能够将多个正极主体的长轴与负极主体的长轴重叠。如上述，多个负极主体以抑制错位的状态被配置，因此多个正极主体的错位也得到抑制。而且，正极体无松弛地配置在负极体的层间，因此从层叠方向观察能够抑制正极连接部突出。因此，能够将负极体及正极体卷绕成期望的扁平形状。
本发明的第8方式所涉及的电化学电池，在上述第7方式所涉及的电化学电池中，所述多个正极主体各自的外形，小于所述多个正极主体各自隔着所述隔离物对置的所述多个负极主体所包含的负极主体的外形。
锂离子电池中，若在正极主体对置的部分存在负极体的端缘，则在电化学电池充电时从正极体移动来的锂离子因边缘效应而有可能集中到负极体的端缘以针状析出。这样，若锂离子作为锂金属而析出，则有可能穿过隔离物而使负极体和正极体短路。依据第8方式所涉及的电化学电池，能够避免在正极主体对置的部分存在负极体的端缘。因而，负极体与正极体的短路得到抑制，能够提高电化学电池的可靠性。
本发明的第9方式所涉及的电化学电池，在上述第8方式所涉及的电化学电池中，所述正极体包含锂化合物作为正极活性物质。
依据第9方式所涉及的电化学电池，能够避免在正极主体对置的部分存在负极体的端缘，从而能够使锂离子被负极体的负极活性物质吸收。因而，能够抑制针状的锂从负极体析出。由此，抑制负极体与正极体的短路，能提高电化学电池的可靠性。
附图说明
图1是第1实施方式的电池的立体图。
图2是第1实施方式的电池的截面图。
图3是第1实施方式的层叠电极体的截面图。
图4是放大示出第1实施方式的层叠电极体的一部分的截面图。
图5是示出第1实施方式的层叠电极体的立体图。
图6是示出第1实施方式的负极体及正极体的平面图。
图7是示出第1实施方式的负极体及正极体的卷绕方法的图。
图8是第2实施方式的层叠电极体的截面图。
图9是示出第2实施方式的负极体、正极体及隔离物的卷绕方法的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外在以下的说明中，对于具有相同或类似的功能的结构标注同一标号。再者，有省略这些结构的重复的说明的情况。另外在以下的说明中，作为电化学电池，举例说明非水电解质二次电池的一种即锂离子二次电池（以下，仅称为“电池”）。
（第1实施方式）
图1是第1实施方式的电池的立体图。图2是第1实施方式的电池的截面图。
如图1及图2所示，第1实施方式的电池1为俯视观察下长圆形状（圆角长方形状）的电池。电池1具备：层叠电极体2；浸渍到层叠电极体2的电解质溶液（未图示）；以及收容层叠电极体2的封装体3。
封装体3具备：收容层叠电极体2的收容部4和沿着收容部4的外周4a被折弯的密封部5。密封部5例如通过拉深成形，沿着收容部4的外周4a被折弯。
另外，封装体3具备将层叠电极体2夹在中间的第1容器10及第2容器20。第1容器10及第2容器20分别通过层压膜形成。层压膜具有：金属层（金属箔）；在叠合面（内侧面）设置并覆盖金属层的树脂制的粘接层；以及设置在外侧面并覆盖金属层的树脂制的保护层。金属层例如利用不锈钢或铝等的截断外部空气或水蒸汽的金属材料形成。叠合面的粘接层例如利用聚烯烃的聚乙烯或聚丙烯等的热塑性树脂形成。外侧面的保护层例如利用上述聚烯烃、或聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯、尼龙等而形成。
第1容器10具备：长圆形状的第1底壁部11；以及从第1底壁部11的外周以筒状延伸的第1周壁部12。在第1底壁部11形成有第1贯通孔13。第1贯通孔13形成在第1底壁部11的中心。
在第1底壁部11的内表面，隔着第1密封圈14热粘接有铜板15。第1密封圈14是将密封膜形成为环状。密封膜利用聚烯烃的聚乙烯或聚丙烯等的热塑性树脂形成。
铜板15的内表面与层叠电极体2的后述的负极体30（参照图3）连接。在铜板15的外表面的中央焊接有镍板16。镍板16贯通第1贯通孔13而露出于外部，作为电池1的负极端子发挥功能。另外，如果取代铜板15而利用镍板，则也可以省略镍板16。
第2容器20具备：长圆形状的第2底壁部21；从第2底壁部21的外周以筒状延伸的第2周壁部22；以及从第2周壁部22的开口边缘向第2周壁部22的外侧折弯而向第2底壁部21侧延伸的折弯部23。
第2底壁部21夹着层叠电极体2而配置在第1容器10的与第1底壁部11相反侧。第2底壁部21形成为稍小于第1容器10的第1底壁部11。在第2底壁部21形成有第2贯通孔24。第2贯通孔24形成在第2底壁部21的中心。
在第2底壁部21的内表面经由第2密封圈25热粘接有铝板26。第2密封圈25与第1密封圈14同样，通过热塑性树脂来形成。
铝板26的内表面与层叠电极体2的后述的正极体40（参照图3）连接。在铝板26的外表面的中央焊接有镍板27。镍板27贯通第2贯通孔24而露出于外部，作为电池1的正极端子发挥功能。此外，也能够例如取代铝板26而利用不锈钢制的板材。
第2周壁部22从第2底壁部21的外周向第1容器10的第1底壁部11延伸。第2周壁部22形成收容部4的外周4a。折弯部23从第2周壁部22中的第1底壁部11侧的端部沿着第2周壁部22向第2底壁部21侧以筒状折弯。折弯部23相对于第2周壁部22在外侧隔着间隔而配置。
第2周壁部22配置在第1周壁部12的内侧且折弯部23的内侧。另外，折弯部23配置在第1周壁部12的内侧。折弯部23的粘接层热粘接在第1周壁部12的粘接层。
通过折弯部23的粘接层和第1周壁部12的粘接层的热粘接，形成密封部5。因而，收容部4的外周由密封部5密封。由此，第1容器10及第2容器20叠合而形成封装体3。密封部5在收容部4的外侧以筒状形成，且，沿着收容部4的外周4a折弯。
在收容部4，通过第1容器10和第2容器20的叠合来形成密封空间。具体而言，收容部4被第1底壁部11、第2底壁部21及第2周壁部22划定，俯视观察下形成为长圆形状。
图3是第1实施方式的层叠电极体的截面图。图4是放大示出第1实施方式的层叠电极体的一部分的截面图。
如图3及图4所示，层叠电极体2具备片状的负极体30、正极体40及隔离物50。层叠电极体2以负极体30及正极体40交互层叠的方式折叠的层叠型的电极体。具体而言，层叠电极体2通过隔着隔离物50叠合负极体30和正极体40并卷绕成扁平而形成。负极体30的最外周部直接或者经由引线接头等连接到上述的铜板15。正极体40的最外周部直接或者经由引线接头等连接到上述的铝板26。
隔离物50配置在负极体30及正极体40的层间，将负极体30和正极体40绝缘。例如，隔离物50以从正极体40的厚度方向的两侧夹持正极体40的方式配置的状态，与负极体30及正极体40一起卷绕。此外，在图3中省略了隔离物50的图示，但是隔离物50至少在负极体30和正极体40对置的整个区域以介于负极体30与正极体40之间的方式配置。以下，将负极体30及正极体40交互层叠的方向称为层叠方向。此外，卷绕是指以沿一个方向围绕到特定的位置周围的方式缠绕。
负极体30是具备由金属材料形成的负极集电箔和涂敷在负极集电箔的负极活性物质的1块片状的构件。负极集电箔例如通过铜或不锈钢等的金属箔来形成。负极活性物质为例如硅氧化物或石墨、硬碳（hard carbon）、钛酸锂、LiAl等。
正极体40是具备由金属材料形成的正极集电箔和涂敷在正极集电箔的正极活性物质的1块片状的构件。正极集电箔例如通过铝或不锈钢等的金属箔来形成。正极活性物质是例如像钴酸锂或钛酸锂、锰酸锂等那样包含锂和过渡金属的复合氧化物。
隔离物50是具有使锂离子穿过的特性的构件。隔离物50例如通过聚烯烃制的多孔树脂膜或玻璃制无纺布、树脂制无纺布、纤维素纤维的层叠体等来形成。
图5是示出第1实施方式的层叠电极体的立体图。此外，在图5中，省略了隔离物50的图示。另外，关于正极体40，如后述那样形成为比负极体30小，因此，配置在负极体30的层间而在图5的视点下不露出于层叠电极体2的表面。
如图5所示，层叠电极体2以在封装体3的收容部4内高密度配置的方式，形成为与收容部4内的密封空间的形状对应的形状（参照图2）。即，层叠电极体2从层叠方向观察形成为长圆形状（圆角长方形状）。此外，将从层叠方向观察层叠电极体2的形状定义为基本形状。
在此，对层叠电极体2的展开状态下的负极体30的形状进行说明。
图6是示出第1实施方式的负极体及正极体的平面图。
如图6所示，负极体30具有排成一列地配置的多个（在图示的例子中7个）负极主体31、和连接相邻的一对负极主体31的至少一个（在图示的例子中6个）负极连接部32。负极主体31是层叠电极体2中沿着层叠方向的垂直面平坦延伸的部分（参照图3及图5）。负极连接部32是以多个负极主体31互相重叠的方式在层叠电极体2的侧部翻折的部分（参照图3及图5）。
以下，将多个负极主体31排列的方向称为负极连结方向（第1方向），并将与负极连结方向正交的方向称为负极宽度方向。另外，在负极连结方向上，将相对于多个负极主体31之中配置在层叠电极体2的最靠近卷绕中心侧的负极主体31，配置在层叠电极体2的外周侧的负极主体31侧定义为“外周侧”，将其相反方向定义为“内周侧”。另外，以下，对于多个负极主体31，从最内周的负极主体31向外周侧依次赋于序数来说明。换言之，设N为自然数，将从最内周的负极主体31向外周侧位于第N个的负极主体定义为第N负极主体。例如，最内周的负极主体31为第1负极主体。对于多个负极连接部32也同样。第1负极主体是“内端侧负极主体”的一个例子。第7负极主体是“外端侧负极主体”的一个例子。第1负极连接部是“内端侧负极连接部”的一个例子。
多个负极主体31从负极连结方向观察以负极宽度方向的中心互相重叠的方式配置。多个负极主体31形成为上述基本形状的一部分缺失的形状。即，多个负极主体31形成为具有长轴A1的长圆形状的一部分缺失的形状。多个负极主体31以长轴A1沿负极宽度方向延伸的方式配置。各负极主体31的外形由沿负极宽度方向以直线状延伸的一对直线部33、和连接一对直线部33的端部彼此的圆弧状的一对曲线部34形成。曲线部34沿与负极宽度方向相交的方向延伸，构成负极体30的外缘之中朝向负极宽度方向的部分的一部分。负极主体31以相对于上述基本形状减小负极连结方向的尺寸的方式，使负极连结方向的直线部33整体相对于上述基本形状偏靠长轴A1地设置。配置在最外周的第7负极主体31G，以位于内周侧的直线部33整体相对于上述基本形状偏靠长轴A1侧的方式形成。比第7负极主体31G更位于内周侧的负极主体31，以位于内周侧的直线部33及位于外周侧的直线部33两者整体相对于上述基本形状偏靠长轴A1侧的方式形成。
多个负极主体31各自的负极连结方向上的尺寸D1，随着从第7负极主体31G远离而变小。具体而言，相邻的一对负极主体31之中位于外周侧的负极主体31，与位于内周侧的负极主体31相比，形成为在负极连结方向上增大负极体30的厚度、正极体40的厚度、及2层隔离物50的厚度之和的尺寸（合计尺寸）。
多个负极连接部32设置在负极连结方向上相邻的一对负极主体31之间。各负极连接部32以负极连结方向的中间部成为最窄宽度的方式形成。此外，中间部意指不仅包含对象的两端间的中央，而且还包含对象的两端间的内侧的范围。负极连接部32的负极宽度方向两侧的外缘，以向负极宽度方向凹陷的圆弧状延伸。负极连接部32的负极宽度方向两侧的外缘，连续地连接在负极主体31的曲线部34。具体而言，负极连接部32的负极宽度方向两侧的外缘，经由拐点对负极主体31的曲线部34连接。换言之，通过负极体30的负极宽度方向的外缘的拐点并在负极宽度方向延伸的直线，成为负极主体31和负极连接部32的边界。
多个负极连接部32的负极连结方向上的尺寸D2，随着从配置在最内周的第1负极连接部32A远离而变大。具体而言，各负极连接部32的负极连结方向上的尺寸D2成为如下。各负极连接部32形成为比在内周侧相邻的负极连接部32大负极体30的厚度、正极体40的厚度及2层隔离物50的厚度之和的尺寸。第1负极连接部32A的负极连结方向上的尺寸，与正极体40的厚度及2层隔离物50的厚度之和相等。
接着，对层叠电极体2的展开状态下的正极体40的形状进行说明。
正极体40具有排成一列地配置的多个（在图示的例子中7个）正极主体41、和连接相邻的一对正极主体41的至少一个（在图示的例子中6个）正极连接部42。正极主体41是在层叠电极体2中沿着层叠方向的垂直面平坦延伸的部分（参照图3）。正极连接部42是以多个正极主体41重叠到负极主体31的方式在层叠电极体2的侧部翻折的部分（参照图3）。
以下，将多个正极主体41排列的方向称为正极连结方向（第2方向），将与正极连结方向正交的方向称为正极宽度方向。另外，在正极连结方向上，将相对于多个正极主体41之中配置在层叠电极体2的最靠近卷绕中心侧的正极主体41，配置在层叠电极体2的外周侧的正极主体41侧定义为“外周侧”，将其相反方向定义为“内周侧”。另外，以下对于多个正极主体41及多个正极连接部42，与负极主体31及负极连接部32同样赋于序数来说明。第1正极主体是“内端侧正极主体”的一个例子。
多个正极主体41以与负极主体31相同数量设置。多个正极主体41从正极连结方向观察以正极宽度方向的中心互相重叠的方式配置。各正极主体41的外形由沿正极宽度方向延伸的一对直线部43、和连接一对直线部43的端部彼此的圆弧状的一对曲线部44来形成。曲线部44沿与正极宽度方向相交的方向延伸，构成正极体40的外缘之中朝向正极宽度方向的部分的一部分。多个正极主体41形成为相对于具有沿正极宽度方向延伸的长轴A2的长圆形状，直线部43偏靠长轴A2设置的形状。多个正极主体41形成为比层叠电极体2中隔着隔离物50对置的负极主体31的外形小。具体而言，第1正极主体41A的正极连结方向上的尺寸，形成为比第1负极主体31A的负极连结方向上的尺寸小既定尺寸。另外，第1正极主体41A的正极宽度方向上的尺寸，形成为比第1负极主体31A的负极宽度方向上的尺寸小既定尺寸。对于其他正极主体41也同样。
多个正极连接部42设置在正极连结方向上相邻的一对正极主体41之间。各正极连接部42以正极连结方向的中间部成为最窄宽度的方式形成。正极连接部42的正极宽度方向两侧的外缘，以向正极宽度方向凹陷的圆弧状延伸。正极连接部42的正极宽度方向两侧的外缘，连续地连接在正极主体41的曲线部44。具体而言，正极连接部42的正极宽度方向两侧的外缘，经由拐点对正极主体41的曲线部44连接。换言之，通过正极体40的正极宽度方向的外缘上的拐点并在正极宽度方向延伸的直线，成为正极主体41和正极连接部42的边界。
正极连接部42的正极连结方向上的尺寸，是基于以下的条件进行设定的。第N正极连接部42形成为：与第N正极连接部42相邻的第N正极主体41及第（N＋1）正极主体41的长轴A2间的距离D3，与第N负极主体31及第（N＋1）负极主体31的长轴A1间的距离D4一致。例如，第1正极主体41A的长轴A2和第2正极主体41B的长轴A2的距离，与第1负极主体31A的长轴A1和第2负极主体31B的长轴A1的距离一致。
接着，对负极体30及正极体40的卷绕构造进行说明。
图7是示出第1实施方式的负极体及正极体的卷绕方法的图。
如图7所示，最先，将负极体30的第1负极主体31A和正极体40的第1正极主体41A互相重叠。此时，第1负极主体31A及第1正极主体41A，以各自的长轴A1、A2（参照图6）互相重叠，并且长轴A1的中心点和长轴A2的中心点重叠的方式配置。另外，负极体30及正极体40以从第1负极主体31A及第1正极主体41A向彼此相反方向延伸的方式配置。以下，将第1负极主体31A和第1正极主体41A重叠的部分称为基准叠合部。
接着，以基准叠合部为卷绕中心的方式，将负极体30及正极体40围绕基准叠合部进行卷绕。具体而言，将负极体30及正极体40按照以下的顺序进行卷绕。使负极体30的第1负极连接部32A翻折，在与第1负极主体31A相反侧向第1正极主体41A重叠第2负极主体31B。此时，第1负极主体31A及第2负极主体31B，从层叠方向观察以长轴A1互相重叠的方式配置。另外，使正极体40的第1正极连接部42A翻折，在与第1正极主体41A相反侧向第1负极主体31A重叠第2正极主体41B。此时，第1正极主体41A及第2正极主体41B，从层叠方向观察以长轴A2互相重叠的方式配置。其后，也以各负极主体31互相重叠的方式翻折各负极连接部32，并且以各正极主体41互相重叠的方式翻折各正极连接部42。由此，形成层叠电极体2。
接着，参照图3，对本实施方式的作用进行说明。
在此，将重点放在展开状态下相邻的第1负极主体31A及第2负极主体31B。在第1负极主体31A与第2负极主体31B之间，配置有第1正极主体41A、和以夹持第1正极主体41A的方式设置的2层的隔离物50（参照图4）。如上述，第1负极连接部32A的负极连结方向上的尺寸，成为正极体40的厚度及2层隔离物50的厚度之和，因此第1负极主体31A及第2负极主体31B各自与第1负极连接部32A的边界从层叠方向观察互相重叠。由此，从层叠方向观察第1负极主体31A和第2负极主体31B的错位得到抑制。
接着，将重点放在展开状态下相邻的第2负极主体31B及第3负极主体31C。在第2负极主体31B与第3负极主体31C之间，配置有第1负极主体31A、第1正极主体41A及第2正极主体41B的2层、以及从两侧与第1正极主体41A及第2正极主体41B分别对置的隔离物50的4层。如上述，第2负极连接部32B比第1负极连接部32A大负极体30的厚度、正极体40的厚度、及2层隔离物50的厚度之和的尺寸。因此，第2负极连接部32B的负极连结方向上的尺寸，成为负极体30的厚度、2层正极体40的厚度、及4层隔离物50的厚度之和。由此，第2负极主体31B及第3负极主体31C各自与第2负极连接部32B的边界从层叠方向观察互相重叠。因而，从层叠方向观察，第2负极主体31B及第3负极主体31C的错位得到抑制。
同样地，展开状态下相邻的一对负极主体31越是位于外周侧的负极主体31的对，则配置在一对负极主体31之间的负极体30、正极体40及隔离物50越增加。因而，通过依次增加负极连接部32的负极连结方向上的尺寸，对于展开状态下相邻的任一对负极主体31，从层叠方向观察的错位都能得到抑制。
通过以上，多个负极主体31的错位得到抑制。
另外，负极体30之中配置在最外周的第7负极主体31G，形成为在负极连结方向上比在第7负极主体31G的1个内周侧配置的第6负极主体31F大负极体30的厚度、正极体40的厚度及2层隔离物50的厚度之和的尺寸。由此，从层叠方向观察在第7负极主体31G设置有未重叠第6负极主体31F的非重叠区域R。在从层叠方向观察的状态下，将与第6负极主体31F连接并沿层叠方向延伸的第5负极连接部32E、和与第5负极连接部32E对置的第6正极连接部42F配置在非重叠区域R，从而从层叠方向观察第5负极连接部32E及第6正极连接部42F不会从第7负极主体31G伸出。对于其他负极主体31及其他负极连接部32的关系也同样。
通过以上，从层叠方向观察能够抑制负极连接部32及正极连接部42从第7负极主体31G突出，因此从层叠方向观察能够抑制层叠电极体2从上述基本形状走样。因而，能够将负极体30及正极体40卷绕成期望的扁平形状。
另外，第N正极连接部42形成为：与第N正极连接部42相邻的第N正极主体41及第（N＋1）正极主体41的长轴A2间的正极连结方向上的距离，与第N负极主体31及第（N＋1）负极主体31的长轴A1间的负极连结方向上的距离一致（一并参照图6）。由此，能够将多个正极主体41一边从最内周向外周以与多个负极主体31相同的间距配置一边进行卷绕。因此，从层叠方向观察，能够将多个正极主体41的长轴A2重叠在负极主体31的长轴A1。如上述，多个负极主体31以抑制错位的状态被配置，所以多个正极主体41的错位也得到抑制。而且，正极体40在负极体30的层间无松弛地配置，因此从层叠方向观察能够抑制正极连接部42突出。因而，能够将负极体30及正极体40卷绕成期望的扁平形状。
另外，各正极主体41的外形小于隔着隔离物50对置的负极主体31的外形。由此，能够避免负极体30的端缘存在于正极主体41所对置的部分。假设，在正极主体所对置的部分存在负极体的端缘，则在电池充电时因边缘效应而从正极体移动来的锂离子有可能集中到负极体的端缘而以针状析出。这样，若锂离子以锂金属析出，则有可能穿过隔离物而使负极体和正极体短路。如本实施方式那样，避免负极体30的端缘存在于正极主体41所对置的部分，从而能够使锂离子被负极体30的负极活性物质吸收。因而，能够抑制从负极体30析出针状的锂。因此，能够提高电池1的可靠性。
如以上说明的那样，在本实施方式中，多个负极连接部32的负极连结方向上的尺寸，随着从配置在最内周的第1负极连接部32A远离而变大。在此，展开状态下相邻的一对负极主体31的卷绕状态下的间隔，在一对负极主体31越是位于外周侧的负极主体31的对时变得越大。因此，负极连接部32的负极连结方向上的尺寸随着从第1负极连接部32A远离而变大，从而能够确保一对负极主体31的间隔，能够抑制一对负极主体31的卷绕状态下的互相错位。因而，从层叠方向观察，多个负极主体31的错位得到抑制。
而且，负极主体31各自的负极连结方向上的尺寸，随着从配置在最外周的第7负极主体31G远离而变小。由此，在展开状态下相邻的一对负极主体31之中位于外周侧的负极主体31，形成为在负极连结方向上比位于内周侧的负极主体31大。因此，在多个负极主体31互相重叠的状态下，从层叠方向观察，在位于外周侧的负极主体31设置有未重叠位于内周侧的负极主体31的非重叠区域。将与位于内周侧的负极主体31连接并沿层叠方向延伸的负极连接部32、配置在从层叠方向观察位于外周侧的负极主体31中的非重叠区域，从而从层叠方向观察能够抑制负极连接部32从位于外周侧的负极主体31突出。
通过以上，从层叠方向观察，抑制多个负极主体31的错位以及负极连接部32从最外周的第7负极主体31G突出。因而，能够将负极体30卷绕成期望的扁平形状，并能提供谋求了提高形状自由度及确保容量的电池1。
（第2实施方式）
图8是第2实施方式的层叠电极体的截面图。
图3所示的第1实施方式中，层叠电极体2在卷绕中心较密地卷绕。相对于此图8所示的第2实施方式中，层叠电极体102在卷绕中心有空隙C这一点上与第1实施方式不同。此外，以下说明以外的结构与第1实施方式同样。
如图8所示，在层叠电极体102的卷绕中心，第1负极主体31A及第1正极主体41A在层叠方向上隔着比1层隔离物50（参照图4）的厚度大的间隔进行配置。由此，在层叠电极体102的卷绕中心形成有空隙C。空隙C是从层叠电极体102抽出后述的卷芯60而形成。在第1负极主体31A与第1正极主体41A之间，配置有1层未图示的隔离物50，因此第1负极主体31A与第1正极主体41A的间隔，与1层隔离物50的厚度及空隙C的层叠方向上的大小之和相等。
第1负极连接部32A的负极连结方向上的尺寸，为正极体40的厚度、2层隔离物50的厚度及空隙C的层叠方向上的大小之和以上。即，第1负极连接部32A的负极连结方向上的尺寸，为正极体40的厚度、1层隔离物50的厚度及第1负极主体31A和第1正极主体41A的间隔之和以上。此外，关于多个负极连接部32之中第1负极连接部32A以外的负极连接部32的尺寸，与第1实施方式同样。
空隙C的层叠方向上的尺寸，也包括层叠电极体102被压坏的情况在内，为卷芯60的厚度以下。即，第1负极主体31A和第1正极主体41A的间隔的最大值，为1层隔离物50的厚度及卷芯60的厚度之和以下。因此，第1负极连接部32A的负极连结方向上的尺寸的最大值，与正极体40的厚度、2层隔离物50的厚度及卷芯60的厚度之和相等。
图9是示出第2实施方式的负极体、正极体及隔离物的卷绕方法的示意图。
如图9所示，层叠电极体102是通过向卷芯60卷绕隔离物50、负极体30及正极体40而形成。卷芯60是沿着既定旋转轴线P以一定的宽度延伸的平板状构件。卷芯60的厚度小于卷芯60的宽度。在卷芯60沿着旋转轴线P形成有狭缝61。层叠电极体102在使带状的隔离物50穿过卷芯60的狭缝61而缠绕在卷芯60的状态，以夹持卷芯60的方式配置第1负极主体31A及第1正极主体41A，使卷芯60旋转。由此，负极体30及正极体40以隔着隔离物50重叠的状态扁平卷绕。通过从卷绕体抽出卷芯60，形成在卷绕中心具有空隙C的层叠电极体102。而且，空隙C的层叠方向上的尺寸的最大值，与卷芯60的厚度一致。另外，空隙C的与层叠方向正交的方向上的尺寸，与卷芯60的宽度一致。
接着，参照图8，对本实施方式的作用进行说明。
将重点放在展开状态下相邻的第1负极主体31A及第2负极主体31B。在第1负极主体31A与第2负极主体31B之间，配置有第1正极主体41A、和以夹持第1正极主体41A的方式设置的2层的隔离物50。在第1负极主体31A与第1正极主体41A之间，配置有1层隔离物50。因此，第1负极主体31A及第2负极主体31B的间隔，与正极体40的厚度、1层隔离物50的厚度、及第1负极主体31A和第1正极主体41A的间隔之和相等。另外，在本实施方式中，第1负极主体31A和第1正极主体41A的间隔大于1层隔离物50的厚度，且在第1负极主体31A与第1正极主体41A之间形成有空隙C。
依据本实施方式，第1负极主体31A的负极连结方向上的尺寸，成为正极体40的厚度、1层隔离物50的厚度、及第1负极主体31A和第1正极主体41A的间隔之和以上。因此，即便形成有第1负极主体31A和第1正极主体41A之间的空隙C，也能够将第1负极主体31A及第2负极主体31B配置成互相平行、且第1负极主体31A及第2负极主体31B各自与第1负极连接部32A的边界从层叠方向观察互相重叠。由此，从层叠方向观察，第1负极主体31A及第2负极主体31B的错位得到抑制。
通过以上，多个负极主体31的错位得到抑制。
因而，依据本实施方式，能够发挥与第1实施方式同样的作用效果。即，从层叠方向观察，抑制多个负极主体31的错位以及负极连接部32从最外周的第7负极主体31G突出。因而，能够将负极体30卷绕成期望的扁平形状，能够提供谋求了提高形状自由度及确保容量的电池。
此外，本发明并不局限于参照附图说明的上述实施方式，在该技术的范围内可考虑各种变形例。
例如，在上述实施方式中，作为电化学电池的一个例子，举例说明了二次电池，但并不限于此，也可以在双电层电容器及一次电池等上适用上述的结构。另外，作为电池举例说明了锂离子二次电池，但并不限于此，也可为金属锂二次电池等的锂离子二次电池以外的二次电池。
此外，在双电层电容器适用上述的结构的情况下，双电层电容器虽然具备功能上无正负区别的一对电极，但可将一个电极与上述负极体同样地构成，并将另一个电极与上述正极体同样地构成。
另外，在上述实施方式中，层叠电极体2从层叠方向观察形成为长圆形状，但并不局限于此，能够对应封装体的形状而形成为各种形状。例如，从层叠方向观察，层叠电极体可以形成为圆形状或椭圆形状，也可以形成为菱形或矩形等的四方形状。
另外，在上述实施方式中，电池1具备穿过封装体3的贯通孔而露出的正极端子及负极端子，但并不局限于此。电池也可以具备在封装体的密封部中穿过第1容器与第2容器之间并从封装体的内部向外部延伸出的接头状的端子。
另外，在上述实施方式中，在第1容器10设置负极端子，并在第2容器20设置正极端子，但并不局限于此。即，也可以在第1容器设置正极端子，并在第2容器设置负极端子。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不局限于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行结构上的附加、省略、置换及其他的变更。本发明并非由前述的说明所限定，而是仅根据所附权利要求的范围来限定。

Claims (12)

1.一种电化学电池，其中，
具备被卷绕成扁平的负极体，
所述负极体具有：
在展开状态下沿第1方向排成一列地配置的多个负极主体；以及
连接所述多个负极主体之中展开状态下相邻的一对负极主体的至少一个负极连接部，
所述至少一个负极连接部以所述多个负极主体互相重叠的方式翻折，
将所述多个负极主体之中配置在最外周的负极主体定义为外端侧负极主体，并且将配置在最内周的负极主体定义为内端侧负极主体，
所述至少一个负极连接部具备与所述内端侧负极主体连接的内端侧负极连接部，
所述多个负极主体各自的所述第1方向的尺寸，随着从所述外端侧负极主体远离而变小，
所述至少一个负极连接部的所述第1方向的尺寸，随着从所述内端侧负极连接部远离而变大。
2. 如权利要求1所述的电化学电池，其中具备：
隔离物；以及
隔着所述隔离物叠合到所述负极体的正极体。
3.如权利要求2所述的电化学电池，其中，
将所述负极体的厚度、所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和定义为合计尺寸，
形成为：所述一对负极主体之中，位于外周侧的负极主体的所述第1方向的尺寸，比位于内周侧的负极主体的所述第1方向的尺寸大所述合计尺寸。
4.如权利要求2所述的电化学电池，其中，
所述至少一个负极连接部包含展开状态下相邻的一对负极连接部，
将所述负极体的厚度、所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和定义为合计尺寸，
形成为：所述一对负极连接部之中，位于外周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸，比位于内周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸大所述合计尺寸。
5.如权利要求4所述的电化学电池，其中，
所述内端侧负极连接部的所述第1方向的尺寸，与所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和相等。
6.如权利要求3所述的电化学电池，其中，
所述至少一个负极连接部包含展开状态下相邻的一对负极连接部，
将所述负极体的厚度、所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和定义为合计尺寸，
形成为：所述一对负极连接部之中，位于外周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸，比位于内周侧的负极连接部的所述第1方向的尺寸大所述合计尺寸。
7.如权利要求6所述的电化学电池，其中，
所述内端侧负极连接部的所述第1方向的尺寸，与所述正极体的厚度及2层所述隔离物的厚度之和相等。
8.如权利要求4或6所述的电化学电池，其中，
所述正极体具备展开状态下沿第2方向排成一列地配置的多个正极主体，
所述多个正极主体以与所述多个负极主体重叠的方式配置，
将所述多个正极主体之中的配置在最内周的正极主体定义为内端侧正极主体，
所述内端侧负极主体及所述内端侧正极主体隔着比1层所述隔离物的的厚度大的间隔而配置，
所述内端侧负极连接部的所述第1方向的尺寸，为所述正极体的厚度、1层所述隔离物的厚度、以及所述内端侧负极主体及所述内端侧正极主体的间隔之和以上。
9.如权利要求2至7的任一项所述的电化学电池，其中，
所述多个负极主体形成为展开状态下具有沿与所述第1方向正交的方向延伸的长轴的形状，
所述正极体具有：
多个正极主体，在展开状态下沿第2方向排成一列地配置，形成为展开状态下具有沿与所述第2方向正交的方向延伸的长轴的形状；以及
至少一个正极连接部，连接所述多个正极主体之中的展开状态下相邻的一对正极主体，
所述至少一个正极连接部以所述多个正极主体与所述多个负极主体重叠的方式翻折，
设N为自然数，
将从所述多个正极主体之中的配置在最内周的正极主体向外周侧位于第N个的正极主体定义为第N正极主体，
将从所述多个负极主体之中的所述内端侧负极主体向外周侧位于第N个的负极主体定义为第N负极主体的情况下，
连接所述至少一个正极连接部之中的第N正极主体和第（N＋1）正极主体的正极连接部，形成为所述第N正极主体及所述第（N＋1）正极主体的长轴间的距离与第N负极主体及第（N＋1）负极主体的长轴间的距离一致。
10.如权利要求8所述的电化学电池，其中，
所述多个负极主体形成为展开状态下具有沿与所述第1方向正交的方向延伸的长轴的形状，
所述正极体具有连接所述多个正极主体之中的展开状态下相邻的一对正极主体的至少一个正极连接部，
所述多个正极主体形成为展开状态下具有沿与所述第2方向正交的方向延伸的长轴的形状，
所述至少一个正极连接部以所述多个正极主体与所述多个负极主体重叠的方式翻折，
设N为自然数，
将从所述多个正极主体之中的配置在最内周的正极主体向外周侧位于第N个的正极主体定义为第N正极主体，
将从所述多个负极主体之中的所述内端侧负极主体向外周侧位于第N个的负极主体定义为第N负极主体的情况下，
连接所述至少一个正极连接部之中的第N正极主体和第（N＋1）正极主体的正极连接部，形成为所述第N正极主体及所述第（N＋1）正极主体的长轴间的距离与第N负极主体及第（N＋1）负极主体的长轴间的距离一致。
11.如权利要求10所述的电化学电池，其中，
所述多个正极主体各自的外形，小于所述多个正极主体各自隔着所述隔离物对置的所述多个负极主体所包含的负极主体的外形。
12.如权利要求11所述的电化学电池，其中，
作为正极活性物质，所述正极体包含锂化合物。
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