CN113451564A - 蓄电元件 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式涉及的蓄电元件具备卷绕型的电极体、收容上述电极体的壳体、以及在上述壳体的内部配置在上述电极体与上述壳体内表面之间的隔离物；该卷绕型的电极体具有包含负极活性物质的负极、正极、以及配置在上述正极和上述负极之间的隔离件；上述隔离件具有湿式膜，上述负极活性物质为碳质材料或钛酸锂，上述隔离物比上述隔离件硬。

Description

蓄电元件
技术领域
本发明涉及蓄电元件。
背景技术
专利文献1中记载了一种蓄电装置，其特征在于：具有壳体和电极组装体；该电极组装体收容于上述壳体，具有将第1电极和与该第1电极极性不同的第2电极通过隔离件进行了绝缘的层状的结构；上述隔离件包含第1隔离件和具有陶瓷层的第2隔离件，夹持上述第1电极或上述第2电极，依次配置上述第2隔离件和上述第1隔离件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-220079号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种蓄电元件，其电极体的卷绕中心部分的空间较小、并且可以抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
本发明的一个方面涉及的蓄电元件具备卷绕型的电极体、收容上述电极体的壳体、以及在上述壳体的内部、配置在上述电极体与上述壳体内表面之间的隔离物；
该卷绕型的电极体具有包含负极活性物质的负极、正极、以及配置在上述正极和上述负极之间的隔离件；
上述隔离件具有湿式膜，
上述负极活性物质为碳质材料或钛酸锂，
上述隔离物比上述隔离件硬。
本发明的一个方面涉及的蓄电元件的电极体的卷绕中心部分的空间较小，并且可以抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
附图说明
图1为本实施方式涉及的蓄电元件的立体图。
图2为图1的II-II线位置的示意剖面图。
图3为图1的III-III线位置的示意剖面图。
图4为本实施方式涉及的蓄电元件的卷绕型电极体的立体图。
图5为具有多个本实施方式涉及的蓄电元件的蓄电装置的示意图。
附图标记说明
1：蓄电元件(非水电解质二次电池)、
2：电极体、21：平坦部、22：折叠部、
y：边界部分、z：电极体的卷绕中心部分的空间、
3：壳体、31：壳体主体、32：盖体、
4：正极端子、5：负极端子、
40：正极、
41：正极基材、42：正极活性物质层、
50：负极、
51：负极基材、52：负极活性物质层、
60：隔离件、70：隔离物、80：绝缘片、
10：蓄电单元、100：蓄电装置。
具体实施方式
首先，对本说明书公开的蓄电元件的概要进行说明。
本发明的一个方式涉及的蓄电元件1具备卷绕型的电极体2、收容上述电极体2的壳体3、以及在上述壳体3的内部配置在上述电极体2与上述壳体内表面之间的隔离物70；
该卷绕型的电极体2具有包含负极活性物质的负极、正极、以及配置在上述正极和上述负极之间的隔离件60；
上述隔离件60具有湿式膜，
上述负极活性物质为碳质材料或钛酸锂，
上述隔离物70比上述隔离件60硬。
上述蓄电元件1具备卷绕型的电极体2。卷绕型的电极体2中，在卷绕中心部分形成空间z。一般来说，这样的电极体2的最内侧部分能以向卷绕中心部分的空间z侧突出的方式形变，因此，形变的内侧部分中的正极与负极之间的距离有时会变宽。因此，在收容于壳体3的状态的卷绕型的电极体2中，期望卷绕中心部分的空间z尽可能地小。
因此，如本实施方式这样，通过在壳体3与电极体2之间配置较硬的隔离物70(间隙填充构件)，将卷绕中心部分的空间z减少配置了隔离物70的部分。因此，本实施方式的蓄电元件1中，电极体2的卷绕中心部分的空间z较小。
然而，收容于壳体3内的电极体2随着充放电而膨胀，因此，通过膨胀时的反作用力可以由壳体3的内表面将电极体2从外侧挤压。因此，隔离件60的细孔被破坏，成为隔离件60的透气度上升的状况。特别是，隔离件60具有湿式膜，而湿式膜内弯曲形状的细孔多，因此，由细孔被破坏而导致的透气度的上升容易成为问题。
对此，如本实施方式这样，通过使负极活性物质为膨胀率小的碳质材料或钛酸锂，从而可以抑制电极体2的膨胀。而抑制电极体2的膨胀的这部分，能够抑制由膨胀力的反作用力而导致的壳体内表面挤压电极体2。由此，可以抑制湿式膜的细孔被破坏，抑制隔离件的透气度的上升。
如此，本实施方式的蓄电元件1中，电极体2的卷绕中心部分的空间z较小，并且可以抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
在此，负极活性物质可以是作为碳质材料的非石墨质碳。
由此，可以更充分地抑制负极活性物质的膨胀，因此，根据与上述同样的理由，可以进一步抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
此外，壳体3可以以成为固定尺寸的方式进行保持。在该情况下，会成为容易产生隔离件的透气度的上升的状况。
例如，在占壳体3的内容积大半的电极体被收容于壳体3时，如果壳体以成为固定尺寸的方式进行保持，则可以通过壳体3的内表面对电极体2施加较大的压力(反作用力)。通过该压力(反作用力)，成为湿式膜的细孔容易被破坏的状况，成为隔离件60的透气度容易上升的状况。
如此，在因壳体3以成为固定尺寸的方式进行保持而隔离件60的透气度变得容易上升的蓄电元件1中，通过具有上述构成(负极活性物质为碳质材料或钛酸锂)，从而特别能够实现抑制隔离件60的透气度的上升的效果。
此外，将隔离物70和隔离件60分别用表面积3680mm2的压头以荷重7kN进行压缩时，隔离件60的位移量可以比隔离物70的位移量大0.1mm/mm以上。
作为隔离物70，通过使用上述那样位移量为隔离件60的位移量的规定值以下的隔离物70，使得由压缩力导致的隔离物70的形变更难产生。与这部分相应地，电极体2能够接受来自隔离物70的更大的膨胀时的反作用力。通过该力，成为湿式膜的细孔容易被破坏的状况，成为隔离件60的透气度容易上升的状况。
如此，在隔离件60的透气度变得容易上升的蓄电元件1中，通过具有上述构成(负极活性物质为碳质材料或钛酸锂)，从而特别能够实现抑制隔离件60的透气度的上升的效果。
上述蓄电元件1可以具有覆盖电极体2且使电极体2与壳体3之间绝缘的绝缘片80，此外，壳体3为金属制，隔离物70可以配置在电极体2与绝缘片80之间。
通过使壳体3为金属制，从而壳体3的强度会变高，因此即使在电极体2膨胀的的情况下，也可以抑制壳体3的形变。因此，更容易通过壳体内表面来挤压电极体2，可以进一步使隔离件60的透气度容易上升。
即使是在如此构成的上述蓄电元件中，如上所述地通过具有负极活性物质为碳质材料或钛酸锂且隔离物比隔离件更硬这样的构成，从而可以有效地抑制透气度容易上升的隔离件60的透气度上升。
对本发明的一个实施方式涉及的非水电解质蓄电元件1的构成、非水电解质蓄电装置的构成和非水电解质蓄电元件1的制造方法、以及其它的实施方式进行详述。应予说明的是，各实施方式中使用的各构成构件(各结构元件)的名称可能会与背景技术中使用的各构成构件(各结构元件)的名称不同。
＜非水电解质蓄电元件的构成＞
本发明的实施方式涉及的非水电解质蓄电元件1(以下也简称为“蓄电元件”。)具备电极体2、非水电解质、以及收容上述电极体2和非水电解质的壳体3，其中，上述电极体2具有正极40、负极50和隔离件60。电极体2是以正极40和负极50介由隔离件60而层叠的状态卷绕而成的卷绕型(以下详细说明)。非水电解质以包含正极40、负极50和隔离件60的状态而存在。以下，作为非水电解质蓄电元件的一个例子，对非水电解质二次电池(特别是锂离子二次电池，以下，也简称为“二次电池”。)进行说明，但并不意在限定本发明的适用对象。
本实施方式的蓄电元件1如图1至图4所示那样，具备卷绕状态的卷绕型的电极体2和收容电极体2的壳体3。此外，蓄电元件1具备以至少一部分露出的状态安装在壳体3上或由壳体3的至少一部分构成的、2个外部端子(正极端子4和负极端子5)。电极体2在壳体3内介由集电构件等而与各外部端子4、5连接。
如图4所示那样，电极体2是将长条片状的正极40、长条片状的负极50、片状的2个隔离件60、60重叠并进一步卷绕形成的。2个隔离件60、60以使正极40和负极50电气绝缘的方式分别配置。本实施方式中，电极体2为扁平的卷绕体。以电极体2的卷绕轴方向成为与壳体主体31的开口方向垂直的方向相同的方式，将电极体2配置在壳体3内。如图2所示那样，在电极体2的卷绕中心部分仅形成少许空间z。
(正极)
正极40具有正极基材41、以及直接或经由中间层(未图示)而配置在该正极基材41上的正极活性物质层42。本实施方式中，在正极基材41的两面分别重叠正极活性物质层42。正极活性物质层42在负极活性物质层52之间产生充放电反应。
正极基材41具有导电性。是否具有“导电性”是将以依据JIS-H-0505(1975年)而测定的体积阻抗率为107Ω·cm作为阈值进行判定的。作为正极基材41的材质，可以使用铝、钛、钽、不锈钢等金属或它们的合金。在这些中，从耐电位性、导电性高和成本的观点出发，优选铝或铝合金。作为正极基材41，可举出箔、蒸镀膜等，从成本的观点出发，优选箔。因此，作为正极基材41，优选铝箔或铝合金箔。作为铝或铝合金，可例示JIS-H-4000(2014年)所规定的A1085、A3003等。
正极基材41的平均厚度优选为3μm～50μm，更优选为5μm～40μm，进一步优选为8μm～30μm，特别优选为10μm～25μm。通过使正极基材41的平均厚度为上述范围，从而可以提高正极基材41的强度，提高二次电池单位体积的能量密度。
中间层是配置在正极基材41与正极活性物质层42之间的层。中间层通过包含碳粒子等具有导电性的粒子，从而使正极基材41与正极活性物质层42的接触电阻降低。中间层的构成没有特别限定，例如包含树脂粘结剂和具有导电性的粒子。
正极活性物质层42包含正极活性物质。正极活性物质层42根据需要还包含导电剂、粘结剂(Binder)、增稠剂、填料等任意成分。
作为正极活性物质，可以从公知的正极活性物质中适当选择。作为锂离子二次电池用的正极活性物质，通常使用可以吸留和释放锂离子的材料。作为正极活性物质，例如可举出具有α-NaFeO2型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物、具有尖晶石型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物、聚阴离子化合物、硫属元素化合物、硫等。作为具有α-NaFeO2型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物，例如可举出Li[LixNi(1-x)]O2(0≤x＜0.5)、Li[LixNiγCo(1-x-γ)]O2(0≤x＜0.5、0＜γ＜1)、Li[LixCo(1-x)]O2(0≤x＜0.5)、Li[LixNiγMn(1-x-γ)]O2(0≤x＜0.5、0＜γ＜1)、Li[LixNiγMnβCo(1-x-γ-β)]O2(0≤x＜0.5、0＜γ、0＜β、0.5＜γ+β＜1)、Li[LixNiγCoβAl(1-x-γ-β)]O2(0≤x＜0.5、0＜γ、0＜β、0.5＜γ+β＜1)等。作为具有尖晶石型晶体结构的锂过渡金属复合氧化物，可举出LixMn2O4、LixNiγMn(2-γ)O4等。作为聚阴离子化合物，可举出LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4、Li3V2(PO4)3、Li2MnSiO4、Li2CoPO4F等。作为硫属元素化合物，可举出二硫化钛、二硫化钼、二氧化钼等。这些材料中的原子或聚阴离子的一部分也可以被其它元素形成的原子或阴离子取代。这些材料的表面也可以被其它材料被覆。正极活性物质层42中，可以单独使用这些材料中的1种，也可以将2种以上混合使用。
正极活性物质通常为粒子(粉体)。正极活性物质的平均粒径例如优选设为0.1μm～20μm。通过使正极活性物质的平均粒径为上述下限以上，从而正极活性物质的制造或处理会变得容易。通过使正极活性物质的平均粒径为上述上限以下，从而使正极活性物质层42的电子传导性提高。应予说明的是，在使用正极活性物质与其它材料的复合物的情况下，将该复合物的平均粒径作为正极活性物质的平均粒径。“平均粒径”是指，依据JIS-Z-8825(2013年)，将粒子用溶剂稀释得到稀释液，对该稀释液使用激光衍射·散射法，测定粒径分布，基于该粒径分布，依据JIS-Z-8819-2(2001年)而计算的体积基准累积分布为50％的值。
为了以规定的粒径得到粉体，可以使用粉碎机、分级机等。作为粉碎方法，例如可举出使用乳钵、球磨机、砂磨机、振动球磨机、行星球磨机、喷磨机、反喷磨机、旋回气流型喷磨机或筛等的方法。粉碎时可以使用使水或者己烷等有机溶剂共存的湿式粉碎。作为分级方法，可以使用筛、风力分级机等，根据需要可以与干式、湿式一并使用。
正极活性物质层42中的正极活性物质的含量优选为50质量％～99质量％，更优选为70质量％～98质量％，进一步优选为80质量％～95质量％。通过使正极活性物质的含量为上述的范围，从而可以兼顾正极活性物质层42的高能量密度化和制造性。
(任意成分)
导电剂只要是具有导电性的材料，就没有特别限定。作为这样的导电剂，例如可举出碳质材料、金属、导电性陶瓷等。作为碳质材料，可举出石墨化碳、非石墨化碳、石墨烯系碳等。作为非石墨化碳，可举出碳纳米纤维、沥青系碳纤维、炭黑等。
作为炭黑，可举出炉法炭黑、乙炔黑、科琴黑等。作为石墨烯系碳，可举出石墨烯、碳纳米管(CNT)、富勒烯等。作为导电剂的形状，可举出粉状、纤维状等。作为导电剂，可以单独使用这些材料中的1种，也可以将2种以上混合使用。此外，也可以使这些材料复合化而使用。例如，可以使用炭黑与CNT复合化后的材料。在这些中，基于从电子传导性和涂敷性的观点，优选炭黑，其中优选乙炔黑。
在使用导电剂的情况下，正极活性物质层42中的导电剂的含量优选为1质量％～10质量％，更优选为3质量％～9质量％。通过使导电剂的含量为上述的范围，从而可以使二次电池的能量密度提高。
作为粘结剂，例如可举出氟树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等)、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、聚酰亚胺等热塑性树脂；乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氟橡胶等弹性体；多糖类高分子等。其中，优选氟树脂(聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等)等溶剂系粘结剂。
在使用粘结剂的情况下，正极活性物质层42中的粘结剂的含量优选为1质量％～10质量％，更优选为3质量％～9质量％。通过使粘结剂的含量为上述的范围，从而可以使活性物质稳定地保持。
在使用增稠剂的情况下，作为增稠剂，例如可举出羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素等多糖类高分子。在增稠剂具有与锂等反应的官能团的情况下，可以预先通过甲基化等而使该官能团失活。
填料没有特别限定。在使用填料的情况下，作为填料，可举出聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化镁、硅铝酸盐等无机氧化物，氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝等氢氧化物，碳酸钙等的碳酸盐，氟化钙、氟化钡、硫酸钡等难溶性的离子晶体，氮化铝、氮化硅等氮化物，滑石、蒙脱石、勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土、莫来石、尖晶石、橄榄石、绢云母、膨润土、云母等来自矿物资源的物质或它们的人造物等。
正极活性物质层42可以含有B、N、P、F、Cl、Br、I等典型非金属元素，Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等典型金属元素，Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Nb、W等过渡金属元素来作为正极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、填料以外的成分。
(负极)
负极50具有负极基材51、以及直接或经由中间层而配置在该负极基材51上的负极活性物质层52。中间层的构成没有特别限定，例如可以从在上述正极40中例示的构成中选择。
本实施方式中，在负极基材51的两面分别重叠负极活性物质层52。
负极活性物质层52的边缘配置在比隔着隔离件60而相对的正极活性物质层42的边缘更靠外侧。
负极基材51具有导电性。作为负极基材51的材质，可以使用铜、镍、不锈钢、镀镍钢、铝等金属或它们的合金。
在这些之中，优选铜或铜合金。作为负极基材51，可举出箔、蒸镀膜等，从成本的观点出发，优选箔。因此，作为负极基材51，优选铜箔或铜合金箔。作为铜箔的例子，可举出轧制铜箔、电解铜箔等。
负极基材51的平均厚度优选为2μm～35μm，更优选为3μm～30μm，进一步优选为4μm～25μm，特别优选为5μm～20μm。通过使负极基材51的平均厚度为上述范围，从而可以提高负极基材51的强度，提高二次电池单位体积的能量密度。
负极活性物质层52包含负极活性物质。负极活性物质层52根据需要还包含导电剂、粘结剂、增稠剂、填料等任意成分。导电剂、粘结剂、增稠剂、填料等任意成分可以从上述正极40中例示的材料中选择。
负极活性物质层52可以含有B、N、P、F、Cl、Br、I等典型非金属元素，Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等典型金属元素，Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等过渡金属元素来作为负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、填料以外的成分。
作为负极活性物质，可以从公知的负极活性物质中适当选择。作为锂离子二次电池用的负极活性物质，通常使用可以吸留和释放锂离子的材料。本实施方式中，负极活性物质为碳质材料或钛酸锂。作为负极活性物质，可举出Li4Ti5O12、Li2TiO3、LiTiO2等钛酸锂；石墨(Graphite)、非石墨质碳(易石墨化性碳或难石墨化性碳)等碳质材料等。负极活性物质层52中，可以单独使用这些材料中的1种，也可以将2种以上混合使用。
本实施方式中，由于负极活性物质为碳质材料或钛酸锂中的至少一者，因此可以抑制伴随充电的负极的膨胀。因此，可以抑制充放电时的电极体2的膨胀。因此，可以减弱由膨胀的反作用力而使壳体3的内表面压缩电极体2的挤压力。因此，可以抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
“石墨”是指，在充放电前或放电状态中，由X射线衍射法而决定的(002)面的平均晶格面间隔(d002)为0.33nm以上且小于0.34nm的碳质材料。作为石墨，可举出天然石墨、人造石墨。从可以得到稳定的物性的材料的观点出发，优选人造石墨。
“非石墨质碳”是指，在充放电前或放电状态中，由X射线衍射法而决定的(002)面的平均晶格面间隔(d002)为0.34nm～0.42nm的碳质材料。作为非石墨质碳，可举出难石墨化性碳、易石墨化性碳。作为非石墨质碳，例如可举出来自树脂的材料、石油沥青或来自石油沥青的材料、石油焦炭或来自石油焦炭的材料、来自植物的材料、来自醇的材料等。
在此，“放电状态”是指，将包含碳质材料作为负极活性物质的负极50作为工作电极，将金属Li作为对电极使用的单极电池中，开路电压为0.7V以上的状态。开路状态的金属Li对电极的电位基本等于Li的氧化还原电位，因此，上述单极电池中的开路电压基本等于包含与Li的氧化还原电位相对的碳质材料的负极50的电位。即，上述单极电池中的开路电压为0.7V以上是表示从作为负极活性物质的碳质材料充分地释放了能够伴随充放电而吸留或释放的锂离子。
“难石墨化性碳”是指上述d002为0.36nm～0.42nm的碳质材料。
“易石墨化性碳”是指上述d002为0.34nm以上且小于0.36nm的碳质材料。
负极活性物质优选为非石墨质碳。通过使负极活性物质为伴随充电的膨胀率更小的非石墨质碳，从而可以更好地抑制伴随充放电的电极体2的膨胀。因此，可以更好地减弱由膨胀的反作用力而使壳体3的内表面压缩电极体2的挤压力。因此，可以更好地抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
负极活性物质通常为粒子(粉体)。负极活性物质的平均粒径例如可设为1nm～100μm。负极活性物质的平均粒径可以是1μm～100μm。通过使负极活性物质的平均粒径为上述下限以上，从而负极活性物质的制造或处理会变得容易。通过使负极活性物质的平均粒径为上述上限以下，从而使负极活性物质层的电子传导性提高。为了以规定的粒径得到粉体，可以使用粉碎机、分级机等。粉碎方法和分级方法例如可以从上述正极40中例示的方法中选择。
负极活性物质层52中的负极活性物质的含量优选为60质量％～99质量％，更优选为90质量％～98质量％。通过使负极活性物质的含量为上述的范围，从而可以兼顾负极活性物质层52的高能量密度化和制造性。
(隔离件)
隔离件60可以从公知的隔离件中适当选择。作为隔离件60，例如可以使用仅由基材层构成的隔离件60、在基材层的一侧的面或两侧的面形成包含耐热粒子和粘结剂的耐热层的隔离件等。作为隔离件60的基材层的材质，从强度的观点出发，优选多孔质树脂膜。作为隔离件60的基材层的材料，从关断(shut down)功能的观点出发，例如优选聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃，从耐氧化分解性的观点出发，例如优选聚酰亚胺、聚芳香酰胺等。作为隔离件60的基材层，可以使用将它们的树脂复合后的材料。
隔离件60具有基材层(隔离件基材)。隔离件60的基材层为湿式膜。
隔离件的湿式膜可通过公知的制造方法而制造。以下，示出仅由作为基材层的湿式膜形成的隔离件的制造方法例。
例如将聚乙烯、聚丙烯等聚合物以及根据需要的添加剂、液体石蜡等被萃取物混合，加热熔融。将熔融物例如从T模头喷出，流延到控制了温度的冷却辊上。由此，形成聚合物与液体石蜡产生了相分离的片。之后，将片设置在双轴拉幅拉伸机上，以成为规定的拉伸率的方式对片进行双轴拉伸，从而形成膜。双轴拉伸的实施可以同时进行，也可以不同时进行。在使膜中的被萃取物溶解的溶剂(例如，二氯甲烷、甲乙酮等)中放入膜，将被萃取物萃取并除去。进而，进行干燥处理，除去溶剂。接下来，将膜引导到TD拉幅热固定机，在规定的温度进行热固定处理，从而可以制作湿式膜。
以上述方式而制造的湿式膜的细孔是通过将被萃取物萃取并除去而形成的。因此，湿式膜的细孔可以以无关于膜的厚度方向、面方向而在三次元上扩展的方式形成。因此，湿式膜的细孔在厚度方向上受到压缩力时，例如与干式膜的细孔相比更易被破坏。因此，具有湿式膜的隔离件在受到压缩力后，透气度容易上升。
应予说明的是，隔离件60的透气度例如可以依据JIS P-8117而测定。例如，使用葛尔莱式透气度计，将在规定面积的圆内通过空气100cc的时间(秒)作为透气度(秒/100cc)而测定。
对于耐热层所包含的耐热粒子而言，优选在1气压的空气气氛下从室温加热到500℃时，质量减少为5％以下，在1气压的空气气氛下从室温加热到800℃时，质量减少进一步优选为5％以下。作为加热时的质量减少为规定以下的材料，可举出无机化合物。作为无机化合物，例如可举出氧化铁、氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、氧化锆、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化镁、硅铝酸盐等氧化物；氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝等氢氧化物；氮化铝、氮化硅等氮化物；碳酸钙等碳酸盐；硫酸钡等硫酸盐；氟化钙、氟化钡等难溶性的离子晶体；硅、钻石等共价键合性晶体；滑石、蒙脱石、勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土、莫来石、尖晶石、橄榄石、绢云母、膨润土、云母等来自矿物资源的物质或它们的人造物等。作为无机化合物，可以单独使用这些物质的单质或复合物，也可以将2种以上混合使用。在这些无机化合物中，从蓄电元件1的安全性的观点出发，优选氧化硅、氧化铝或硅铝酸盐。
从强度的观点出发，隔离件60的空孔率优选为80体积％以下，从放电性能的观点出发，优选为20体积％以上。在此，“空孔率”是体积基准的值，是指使用压汞仪的测定值。
(隔离物)
如图2和图3所示，隔离物70配置在壳体3(壳体主体31)的内表面与电极体2之间，收容在壳体3的内部(图1中未图示隔离物)。隔离物70的形状例如为片状。也可以在壳体3内收容2个隔离物70、70。
2个隔离物70、70例如可以以分别与扁平形状的电极体2的两侧的平坦的外表面相接的方式，配置在壳体3内。隔离物70可以通过粘接剂或热熔接等而固定于壳体内表面，也可以仅被电极体2和壳体内表面夹持，通过来自两侧的压力保持。
例如，可以是片状的隔离物70的一侧的整个面与壳体内表面固接(面粘接等)，也可以是片状的隔离物70的一侧的面的一部分例如通过点粘接而与壳体内表面固接。
本实施方式的蓄电元件1可以在壳体3内部具有以使电极体2与壳体3绝缘、且覆盖壳体主体31的内表面的方式配置的绝缘片80。绝缘片80例如为树脂制片。绝缘片80配置在壳体主体31的内表面和电极体2之间。绝缘片80可以以覆盖电极体2的方式配置。
绝缘片80的材质只要是电绝缘性(非导电性)的材质就没有特别限定，例如可以使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂，聚酰亚胺树脂或聚酰胺树脂这样的树脂等。从制造简便性的观点出发，绝缘片80的材质优选为聚烯烃树脂，更优选为聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)中的至少一种。
绝缘片80通过弯折片状的构件、或将片状的多个构件融合或熔接，从而形成袋状，配置在壳体主体31内。
应予说明的是，隔离物70可以通过与上述同样的面粘接或点粘接而与上述绝缘片80固接。以这样的方式固接的隔离物70与绝缘片80优选为相同的材质。通过为相同的材质，隔离物70与绝缘片80容易通过面粘接或点粘接而固接。
隔离物70的大小只要是可以收容到壳体3中的大小，就没有特别限定。如图3所示那样，从电极体2的厚度方向看收容到壳体3的扁平形状的电极体2和隔离物70时，1个片状的隔离物70的大小可以为电极体2的大小以下。在该情况下，可以以片状的隔离物70的单面全部与扁平形状的电极体2的平坦的外表面相接的方式，将隔离物70配置在壳体3内。
同样地，如图3所示那样看电极体2和隔离物70时，隔离物70的面积占电极体2的面积的比例可以为0.6以上，优选为0.8以上。
通过使隔离物70的大小为如上述那样的范围，从而可以更好地减小电极体2的卷绕中心部分的空间z。
应予说明的是，如图3所示那样看电极体2和隔离物70时，隔离物70的面积占电极体2的面积的比例可以为1.0以下。
扁平形状的电极体2中，正极活性物质层42和负极活性物质层52隔着隔离件60相对。电极体2的卷绕轴方向上，负极活性物质层52的两边缘配置在比正极活性物质层42的两边缘更靠近外侧。换言之，卷绕轴方向上的负极活性物质层52的两端部具有与正极活性物质层42不相对的部分。
因此，在从厚度方向看时，扁平形状的电极体2具有正极活性物质层42和负极活性物质层52互相相对的相对区域。优选卷绕轴方向中隔离物70的长度为相对区域的长度以上，并且以完全覆盖卷绕轴方向中相对区域的方式配置隔离物70。换言之，卷绕轴方向中的隔离物70的两边缘优选在从厚度方向看电极体时分别与相对区域的两边缘重叠或比相对区域的两边缘更向外侧突出。
通过这样的构成，从而可以通过隔离物70来更充分地抑制正极活性物质层42和负极活性物质层52之间的距离扩大。因此，可以抑制蓄电元件中的不均匀的充放电反应。
扁平形状且卷绕型的电极体2具有将片状的正极40和负极50以扁平的状态重叠的平坦部21、以及将重叠的片状的正极40和负极50折叠的折叠部22。折叠部22中，正极40和负极50以围绕卷绕轴的方式弯曲。从卷绕轴方向看电极体2时，在平坦部21的两端分别配置有折叠部22。在平坦部21中重叠的正极40和负极50以沿卷绕周方向的方式开始弯曲的部分中，存在边界部分y(参照图2和图3)。边界部分y以在卷绕轴方向上直线状延伸的方式存在于4处。
将扁平形状且卷绕型的电极体2从卷绕轴方向看时，优选：隔离物70的两边缘分别配置在比平坦部21与折叠部22的边界部分y更靠内侧。换言之，优选以平坦部21与折叠部22的边界部分y不会通过隔离物70受到直接的压缩力的方式，来配置隔离物70。
平坦部21与折叠部22的边界部分y是即使在电极体2的厚度方向上受到压缩力也难以产生压缩形变的部分。换言之，相比于平坦部21与折叠部22的边界部分y，平坦部21更容易产生压缩形变。因此，通过将隔离物70的边缘配置在比平坦部21与折叠部22的边界部分y更靠近内侧，从而隔离物70更容易对电极体2从外侧施加压缩的力。
隔离物70的形状如上所述，例如为片状，优选为没有弯曲部分或扭曲部分的平坦的平板状。通过使隔离物70为平板状，从而可以根据电极体2或壳体3的内部空间的公差(相对于基准尺寸的差)，简便地改变隔离物70的张数或厚度等。因此，可以适当地调节到期望的标准设计，因此可以容易地实现减小卷绕中心部分的空间z。
隔离物70的材质没有特别限定。隔离物70例如可以是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚酰亚胺树脂或聚酰胺树脂等树脂制品。基于对电解液具有良好的稳定性的点，此外，基于容易处理的点，隔离物70的材质优选为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)这些聚烯烃树脂。
隔离物70比上述的隔离件60(湿式膜的基材层)更硬。可以用以规定的荷重来分别压缩隔离物70和隔离件60时的位移量，来数值化硬度(后文详述)。
上述的位移量越小则越硬，位移量越大则越软。因此，隔离物70中的上述位移量比隔离件60中的上述位移量更小。
如上述那样，隔离物70比隔离件60更硬，因此隔离物70比隔离件60更不易形变。因此，由于电极体2膨胀时的反作用力而壳体内表面介由隔离物70挤压电极体2时，可以通过隔离物70更好地抑制电极体2向外侧膨胀。因此，膨胀更容易向内侧进行，可以减小电极体2的卷绕中心部分的空间z。
使用例如下述的方法将隔离物70和隔离件60的各硬度数值化，也可以将硬度的差数值化。
具体来说，将隔离物70和隔离件60分别以荷重7kN进行压缩时，隔离件60的位移量可以为隔离物70的位移量的0.1mm/mm以上。应予说明的是，该位移量的差可以为0.3mm/mm以下。
如上述那样，通过使位移量的差为0.1mm/mm以上，从而使隔离物70比隔离件60更硬，因此基于上述的理由，可以更好地抑制电极体2向外侧的膨胀。
应予说明的是，上述的位移量是以单位厚度1mm表示的，因此，测定位移量时的隔离物70或隔离件60的厚度可以不同，只要是基本相同的厚度即可。
例如，可以使多张隔离物70或隔离件60重合，以1mm～2mm左右的总厚度施加7kN的荷重。施加荷重时的压头的面积可以是3000mm2以上，可以是4000mm2以下。压头的表面积优选为3680mm2。
应予说明的是，隔离物70可以如上述那样，以夹持电极体2的方式在壳体3内配置2个，也可以以仅与扁平形状的电极体2的一侧的平面部分(平坦部的单侧的面)相接的方式配置在壳体3内。
壳体3可以如上述那样将电极体2收容在内部空间，并以成为固定尺寸的方式被保持。
“以成为固定尺寸的方式被保持的蓄电元件”，例如是在多个蓄电元件1以朝向一侧排列的方式配置而构成的蓄电装置100中被设定的。
蓄电装置100中蓄电元件1是否以成为固定尺寸的方式被保持，可以通过与同样设计的蓄电装置100进行比较来判定。同样设计的蓄电装置100是指，以朝向一侧排列的多个蓄电元件1为(与比较的蓄电装置)相同数量，并且用于将多个蓄电元件1固定在规定位置的固定具(与比较的蓄电装置)为同样的形状的方式构成的蓄电装置100。
相对于以这样的方式同样设计的蓄电装置100，进行比较的蓄电装置100的总长的差小于3％的情况下，比较的蓄电装置100中的蓄电元件1分别以成为固定尺寸的方式被保持。在此，同样设计的蓄电装置100与比较的蓄电装置100是以蓄电装置100的电压成为相同的方式适当放电后进行比较的。
应予说明的是，蓄电装置100以1个蓄电元件1和固定具构成的情况下，也能通过与同样设计的蓄电装置100比较而判定蓄电元件1是否以成为固定尺寸的方式被保持。
以成为固定尺寸的方式被保持的蓄电元件1例如是，如上述那样构成蓄电装置的各蓄电元件1。
在构成蓄电装置100的蓄电元件1以成为固定尺寸的方式被保持的情况下，难以对各蓄电元件施加的压力进行个别地调节。因此，通过蓄电元件1施加比较大的压力。因此，成为电极体2包含的隔离件60的湿式膜的细孔容易被破坏的状况，成为隔离件60的透气度容易上升的状况。
本实施方式中，扁平形状的电极体2以在厚度方向上与壳体3的内表面没有间隙的方式配置在壳体3内。作为壳体3，优选采用难以膨胀的壳体3。换言之，为了以固定尺寸保持蓄电元件1，壳体3优选是在收容电极体2后与收容前相比，其体积增加率小于规定百分比(例如小于10％)的壳体3。收容扁平形状的电极体2前的壳体长度与收容后的壳体长度(电极体2的厚度方向上的壳体长度)的差可以小于20％。作为这样的壳体3，例如为由具有0.3mm以上的厚度的金属板构成的方形状(长方体形状)的壳体3。该壳体3可以由1.5mm以下的厚度的金属板构成。作为该金属，例如可举出铝(包含铝合金)、不锈钢。
通过使壳体3难以膨胀，从而收容到壳体3的电极体2从外侧被挤压。如果电极体2从外侧被挤压，则电极体2的卷绕中心部分的空间z会变得狭窄。
本实施方式的蓄电元件1中，扁平形状的电极体2和隔离物70被收容到壳体3的状态下，电极体2的中央部的厚度方向上，电极体2和隔离物70等所占的优选比例如下所述。
详细而言，在以与电极体2的卷绕轴方向垂直的平面将蓄电元件1(将电极体2收容到壳体3的状态)切断得到的剖面(图2所示的剖面)中，电极体2的厚度(A)、隔离物70的总厚度(B)、壳体主体31内彼此相对的内表面间的距离(C)优选满足以下关系。
0.95C≤A+B≤1.00C
B/A＝0.01～0.08
A/C＝0.90～0.99
B/C＝0.01～0.08
(非水电解质)
作为非水电解质，可以从公知的非水电解质中适当选择。非水电解质也可以使用非水电解液。非水电解液包含非水溶剂、和溶解于该非水溶剂的电解质盐。
作为非水溶剂，可以从公知的非水溶剂中适当选择。作为非水溶剂，可举出环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯、磷酸酯、磺酸酯、醚、酰胺、腈等。作为非水溶剂，也可以使用这些化合物包含的氢原子的一部分被卤素取代的溶剂。
作为环状碳酸酯，可举出碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)、氯代碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、碳酸苯乙烯酯、碳酸-1-苯基亚乙烯酯，碳酸-1,2-二苯基亚乙烯酯等。在这些之中，优选EC或PC。
作为链状碳酸酯，可举出碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二苯酯、碳酸三氟乙基甲基酯、碳酸双(三氟乙基)酯等。在这些之中，优选DMC或EMC。
作为非水溶剂，优选使用环状碳酸酯或链状碳酸酯，更优选并用环状碳酸酯和链状碳酸酯。通过使用环状碳酸酯，从而可以促进电解质盐的解离，使非水电解液的离子传导度提高。通过使用链状碳酸酯，可以将非水电解液的粘度抑制得低。在并用环状碳酸酯和链状碳酸酯的情况下，作为环状碳酸酯与链状碳酸酯的体积比率(环状碳酸酯：链状碳酸酯)例如优选设为从5：95至50：50的范围。
作为电解质盐，可以从公知的电解质盐中适当选择。作为电解质盐，可举出锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、
Figure BDA0002992652170000171
盐等。在这些之中，优选锂盐。
作为锂盐，可举出LiPF6、LiPO2F2、LiBF4、LiClO4、LiN(SO2F)2等无机锂盐，LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3、LiC(SO2C2F5)3等具有卤化烃基的锂盐等。在这些中，优选无机锂盐，更优选LiPF6。
非水电解液中的电解质盐的含量在20℃、1气压下，优选为0.1mol/dm3～2.5mol/dm3，更优选为0.3mol/dm3～2.0mol/dm3，进一步优选为0.5mol/dm3～1.7mol/dm3，特别优选为0.7mol/dm3～1.5mol/dm3。通过使电解质盐的含量为上述的范围，从而可以使非水电解液的离子传导度提高。
非水电解液除了非水溶剂和电解质盐以外，还可以包含添加剂。作为添加剂，例如可举出氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)等卤素化碳酸酯；锂双(草酸)硼酸酯(LiBOB)、锂二氟草酸硼酸酯(LiFOB)、锂双(草酸)二氟膦酸酯(LiFOP)等草酸酯；锂双(氟磺酰基)酰亚胺(LiFSI)等酰亚胺盐；联苯、烷基联苯、三联苯、三联苯的部分氢化物、环己基苯、叔丁基苯、叔戊基苯、二苯醚、二苯并呋喃等芳香族化合物；2-氟联苯、o-环己基氟苯、p-环己基氟苯等上述芳香族化合物的部分卤化物；2,4-二氟苯甲醚、2,5-二氟苯甲醚、2,6-二氟苯甲醚、3,5-二氟苯甲醚等卤化苯甲醚化合物；碳酸亚乙烯酯、甲基碳酸亚乙烯酯、乙基碳酸亚乙烯酯、琥珀酸酐、戊二酸酐、马来酸酐、柠康酸酐、戊烯二酸酐、衣康酸酐、环己烷二羧酸酐；亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、丙烷磺酸内酯、丙烯磺酸内酯、丁烷磺酸内酯、甲磺酸甲酯、白消安、甲苯磺酸甲酯、硫酸二甲酯、硫酸亚乙酯、环丁砜、二甲基砜、二乙砜、二甲基亚砜、二乙基亚砜、四亚甲基亚砜、二苯硫醚、4,4'-双(2,2-二氧杂-1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷)、4-甲基磺酰氧基甲基-2,2-二氧杂-1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷、硫代苯甲醚、二苯基二硫化物、二吡啶
Figure BDA0002992652170000181
二硫化物、全氟辛烷、硼酸三(三甲基甲硅烷)、磷酸三(三甲基甲硅烷)、钛酸四(三甲基甲硅烷)、单氟磷酸锂、二氟磷酸锂等。这些添加剂可以单独使用1种，也可以混合2种以上使用。
非水电解液包含的添加剂的含量相对于非水电解液总体的质量，优选为0.01质量％～10质量％，更优选为0.1质量％～7质量％，进一步优选为0.2质量％～5质量％，特别优选为0.3质量％～3质量％。通过使添加剂的含量为上述的范围，从而可以使高温保存后的容量维持性能或循环性能提高、使安全性进一步提高。
对于本实施方式的蓄电元件1的形状，没有特别限定，例如可举出圆筒型电池、层压膜型电池、方型电池、扁平型电池、硬币型电池、纽扣型电池等。
图1中示出作为方型电池的一个例子的蓄电元件1(非水电解质蓄电元件)。具有夹持隔离件60而卷绕的正极40和负极50的电极体2被收纳在方型的壳体3(容器)中。正极40介由正极引线45而与正极端子4电连接。负极50介由负极引线55而与负极端子5电连接。
＜非水电解质蓄电装置的构成＞
本实施方式的蓄电元件1作为将多个蓄电元件1集合而构成的蓄电单元10(电池模组)，可以搭载在电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力气车(PHEV)等汽车用电源、个人电脑、通信终端等电子机器用电源、或电力储备用电源等中。在该情况下，对于蓄电装置100包含的至少一个蓄电元件1应用本发明的技术即可。
图5中示出将电连接的两个以上的蓄电元件1集合而成的蓄电单元10再进一步集合而成的蓄电装置100的一个例子。蓄电装置100可以具备将两个以上的蓄电元件1电连接的母排(未图示)、将两个以上的蓄电单元10电连接的母排(未图示)等。蓄电单元10或蓄电装置100可以具备监视一个以上蓄电元件1的状态的状态监视装置(未图示)。
应予说明的是，蓄电装置100可以具备多个用于将蓄电元件1固定在特定位置的固定具。蓄电装置100中的蓄电元件1通过由该固定具进行固定，从而可以以固定尺寸进行保持。
例如，蓄电装置100可以具备：以将朝向一侧排列的多个蓄电元件1、1从排列方向的两端侧夹持的方式而配置的一对端板、和连接一对端板的膜。由此，可以将蓄电元件1如上述那样以固定尺寸进行保持。
＜非水电解质蓄电元件的制造方法＞
本实施方式的蓄电元件1的制造方法可以从公知的方法中适当选择。该制造方法例如具备：准备电极体2的工序，准备非水电解质的工序，以及将电极体2和非水电解质收容于壳体3的工序。准备电极体2的工序包括：正极40和负极50的准备，以及将正极40和负极50介由隔离件60层叠或卷绕而形成电极体2。
将非水电解质收容于壳体3可以从公知的方法中适当选择。例如，在使用非水电解液作为非水电解质的情况下，在从形成在壳体3上的注入口注入非水电解液后密封注入口即可。
＜其它的实施方式＞
应予说明的是，本发明的蓄电元件不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更。例如，在某实施方式的结构中可以追加其它实施方式的结构，或者，可以将某实施方式的结构中的一部分用其它实施方式的结构或公知技术置换。进而，也可以删除某实施方式的结构的一部分。此外，也可以对某一种实施方式的构成附加公知技术。
上述实施方式中，对将蓄电元件1用作可以充放电的非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)的情况进行了说明，但蓄电元件的种类、形状、尺寸、容量等是任意的。本发明可以适用于各种二次电池、双电层电容器或锂离子电容器等电容器。
实施例
以下，根据实施例对本发明进行进一步具体的说明。本发明不限定于以下的实施例。
如以下所示，制造各实施例和各比较例的非水电解质二次电池(锂离子二次电池)。
＜电池的制造＞
在12μm厚度的铝箔的两面侧，形成单面厚度81μm的正极活性物质层(正极活性物质为锂过渡金属复合氧化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2))，从而制作了正极。
在8μm厚度的铜箔的两面侧，形成单面厚度78μm的负极活性物质层(负极活性物质为表1所示的难石墨化性碳、石墨或硅)，从而制作了负极。
介由将厚度20μm的聚乙烯制的湿式膜作为基材层的隔离件，将正极和负极重叠并进一步卷绕，从而以尺寸为横宽116mm、厚度10.6mm、高度57mm的方式制作卷绕型电极体。
进而，将2个厚度0.15mm、横宽96.0×高度56.3mm大小的隔离物放入壳体主体(横宽120mm、厚度12.5mm(内部空间的厚度方向间隔为11.5mm)、高度65mm)。以在扁平形状的电极体插入到壳体主体内时电极体被2个隔离物从两侧夹持的方式，将2个隔离物配置在壳体主体内。之后，以电极体的各平坦面部分为与各隔离物接触的状态的方式，将电极体插入壳体主体，将壳体密封。
应予说明的是，非水电解液如下制备：在非水溶剂中以盐浓度成为1.2mol/L的方式使LiPF6溶解，从而制备非水电解液。然后，根据下述的测定而适当地注入壳体。在此，作为非水溶剂，在实施例1和比较例2中，使用将碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)以PC：DMC：EMC＝30：35：35(体积％)的方式混合的溶剂。在实施例2和比较例1中，使用将碳酸乙烯酯(EC)、DMC、EMC以EC：DMC：EMC＝30：35：35(体积％)的方式混合的溶剂。
＜电池制造中使用的隔离物的硬度和隔离件的硬度的测定＞
以重叠10张厚度0.15mm的隔离物的状态，使用万能试验机Autograph(株式会社岛津制作所制、AG-X)，测定用表面积3680mm2的压头施加荷重7kN并保持1分钟时的位移量。算出相对于厚度1mm的位移量。
其结果是，实施例1、2和比较例1中使用的隔离物(聚丙烯制的实心体)的位移量(相对于1mm)为0.10mm/mm。
比较例2中使用的隔离物(聚氨酯制的多孔质体)的位移量(相对于1mm)为0.77mm/mm。
另一方面，以重叠50张厚度20μm(0.020mm)的隔离件的状态，使用万能试验机Autograph(株式会社岛津制作所制、AG-X)，测定用表面积3680mm2的压头施加荷重7kN并保持1分钟时的位移量。将该测定值作为相对于厚度1mm的位移量。
其结果是，各实施例和各比较例中使用的隔离件的位移量(相对于1mm)为0.21mm/mm。
(实施例1和2)
使用表1所示的负极活性物质，以上述方式制造锂离子二次电池。应予说明的是，隔离物和隔离件与实施例1和2中的相同。
(比较例1和2)
使用表1所示的负极活性物质、隔离物和隔离件，以上述方式制造锂离子二次电池。
比较例1中，作为隔离物和隔离件，使用与实施例1中相同的隔离物和隔离件，此外，作为负极活性物质，使用与实施例1中不同的负极活性物质。
比较例2中，作为隔离物，使用与实施例1不同的多孔质体(尺寸相同)。
对于实施例1和2、以及比较例1和2的锂离子二次电池，进行后述的评价，结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002992652170000211
＜电极体的卷绕中心部分的空间宽度的测定＞
以插入电极体后的壳体成为插入电极体前的尺寸的方式，将壳体以固定尺寸保持。在该状态下，使用X射线CT扫描装置(株式会社岛津制作所制的Micro Focus X射线CT系统inspeXio SMX-225CT FRD HR Plus)，取得电极体的卷绕中心部分的X射线CT图像。应予说明的是，所取得的X射线CT图像是在用与卷绕的电极体中折叠部彼此连结的方向垂直的面进行切断时的剖面。换言之，取得的是以朝向图2中上下方向、沿虚拟平面的方式将电极体切断时的剖面。
在取得的X射线CT图像中，从负极活性物质层的边缘向内侧，对34.5mm至35.5mm的宽度1mm的区域进行图像处理。具体而言，为了区别该区域中的电极和隔离件的部分与电极体的卷绕中心部分的空间，将图像二值化。
对由二值化而表现为黑的空间部分的像素数(pix)进行计数，算出卷绕中心部分的空间宽度。
应予说明的是，使用1pix＝77μm(1mm＝13pix)这样的换算值，算出空间幅度(空间的大小)。例如，在计数的像素数为200pix的情况下，空间宽度为(200/13)×0.077＝1.185mm。
＜伴随电极体的膨胀而施加的反作用力的测定＞
使用带称重传感器(共和电业株式会社制的LCX-A-ID)的夹具，以壳体的长侧面整体接触夹具的状态，将取得X射线CT图像后的电池进行保持。此时，以收容了电极体的状态的壳体尺寸与收容电极体前的壳体尺寸相同的方式进行保持。然后，进行定电流充电，直至负极活性物质的利用率为0.5为止，从而成充电状态。应予说明的是，作为负极活性物质的容量，使用利用率成为1.0时的值，在难石墨化性碳的情况下使用372mAh/g，在石墨的情况下使用372mAh/g，在Si的情况下使用4200mA/g的值。
将由称重传感器而测定的值作为充电状态中对电极体施加的反作用力。
＜隔离件的透气度上升率的测定＞
除如上述那样制造的电池之外，再分别准备：与实施例1同样设计的电池的电极体(具备湿式膜的隔离件)、将实施例1中的隔离件变更为厚度20μm的干式膜(聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的3层结构)的电极体。
使用万能试验机Autograph(株式会社岛津制作所制的AG-X)，对未插入壳体状态的各电极体施加规定的荷重(各种荷重)1分钟，将施加荷重后的电极体解体，测定隔离件的透气度。
将施加荷重前的隔离件(没有在电极体的制作中使用的未使用隔离件)的透气度作为100％，将施加了荷重的各隔离件的透气度以相对值算出。将该结果示于表2和表3。
根据表示算出的各透气度比率与荷重的关系的坐标图，使用最小二乘法制作近似曲线(二次函数、将切片设为100)。
将充电状态中对电极体施加的反作用力假设为对隔离件施加的压力。使用上述的近似曲线，求出受到上述反作用力的值时的隔离件的透气度比率，从该透气度比率中减去100％，从而算出各电池的透气度上升率(参照表1)。
[表2]
<湿式膜>
荷重[kN] 0 4 6 8 10 19
透气度[sec·100cc<sup>-1</sup>] 85.0 85.3 87.0 86.7 88.3 99.7
透气度比率[％] 100.0 100.4 102.4 102.0 103.9 117.3
[表3]
<干式膜>
荷重[kN] 0 4 6 8 10 15 19
透气度[sec·100cc<sup>-1</sup>] 164.0 163.5 163.0 163.5 164.0 164.0 164.5
透气度比率[％] 100.0 99.7 99.4 99.7 100.0 100.0 100.3
由表1可知，本实施方式的蓄电元件中，电极体的卷绕中心部分的空间较小，并且可以抑制具有湿式膜的隔离件的透气度的上升。
应予说明的是，由表2和表3可知，在具备具有湿式膜作为基材层的隔离件的蓄电元件(电池)中，相比于具备干式膜的隔离件的蓄电元件，具有隔离件的透气度容易上升这一特有的课题。

Claims (5)

1.一种蓄电元件，具备：
卷绕型的电极体，该卷绕型的电极体具有包含负极活性物质的负极、正极、以及配置在所述正极和所述负极之间的隔离件，
收容所述电极体的壳体，以及
隔离物，在所述壳体的内部配置在所述电极体与所述壳体内表面之间；
所述隔离件具有湿式膜，
所述负极活性物质为碳质材料或钛酸锂，
所述隔离物比所述隔离件硬。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件，其中，所述负极活性物质为作为所述碳质材料的非石墨质碳。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件，其中，所述壳体是以成为固定尺寸的方式被保持的。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电元件，其中，将所述隔离物和所述隔离件分别用表面积3680mm2的压头以荷重7kN进行压缩时，所述隔离件的位移量比所述隔离物的位移量大0.1mm/mm以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蓄电元件，具备覆盖所述电极体、且使所述电极体与所述壳体之间进行绝缘的绝缘片，
所述壳体为金属制，
所述隔离物配置在所述电极体与所述绝缘片之间。
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