JP2023131247A - Power storage device and manufacturing method for power storage device - Google Patents

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Yuichi Ito
あずさ 月ヶ瀬
Azusa Tsukigase
徹 佐伯
Toru Saeki
匠昭 奥田
Naruaki Okuda
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Abstract

To further increase the rigidity of a power storage device including a columnar electrode surrounded by a separation membrane.SOLUTION: A power storage device includes a columnar electrode, a counter electrode, and a separation membrane. The power storage device also includes a sheet-like first conductive part provided on the counter electrode along an X-axis direction and a sheet-like second conductive part provided on the counter electrode along a Y-axis direction, where a Z axis is an axial direction of the columnar electrode; an X axis is along a plane perpendicular to the Z axis, and a Y axis is perpendicular to the Z axis. The following formula (1) and/or the following formula (2) is satisfied. 0.5≤Ey/Ex≤2.0...Formula (1) 0.5≤Σ(tn,y*Ln,y3)/Σ(tm,x*Lm,x3)≤2.0...Formula (2) In the formulas, Ex and Ey represent a flexural modulus of elasticity obtained by applying a load along the x-axis direction and a flexural modulus of elasticity obtained by applying a load along the y-axis direction, respectively; Lx, tx, and m represent the length, the thickness and the number of the first conductive part, respectively; and Ly, ty, and n represent the length, the thickness and the number of the second conductive part, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書では、蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法を開示する。 This specification discloses a power storage device and a method for manufacturing the power storage device.

従来、蓄電デバイスである、エネルギー密度の高い二次電池としては、複数の柱状電極と、各柱状電極の周囲を囲うように設けられた分離膜と、隣合う分離膜同士の間を埋めるように設けられた正極とを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この二次電池は、分離膜で周囲を囲われた柱状電極が正極内に配置された構造である。この二次電池の正極は、正六角柱からなる柱状正極を空間充填して得られたものであり、分離膜で囲われた柱状電極が、柱状正極の中心孔に配置されている。また、活物質を含む繊維状の第1電極と、複数の繊維状の第1電極の間に存在し活物質を含む第2電極と、イオン伝導性を有し第1電極を被覆しており第1電極と第2電極とを絶縁する分離膜と、を備え、複数の繊維状の第1電極は所定方向に配列されており、第1電極の直径Dと分離膜の厚さLとの比D/Lが3.3以上である構造を有するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, secondary batteries with high energy density, which are power storage devices, have been constructed using multiple columnar electrodes, a separation membrane surrounding each columnar electrode, and a separation membrane that fills the space between adjacent separation membranes. A device including a positive electrode has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This secondary battery has a structure in which a columnar electrode surrounded by a separation membrane is placed inside a positive electrode. The positive electrode of this secondary battery is obtained by space-filling a columnar positive electrode made of regular hexagonal columns, and the columnar electrode surrounded by a separation membrane is arranged in the center hole of the columnar positive electrode. In addition, a fibrous first electrode containing an active material, a second electrode containing an active material existing between the plurality of fibrous first electrodes, and having ion conductivity and covering the first electrode. a separation membrane that insulates the first electrode and the second electrode, the plurality of fibrous first electrodes are arranged in a predetermined direction, and the diameter D of the first electrode and the thickness L of the separation membrane are A structure having a ratio D/L of 3.3 or more has been proposed (for example, see Patent Document 2).

特開2018-152229号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-152229 特開2019-160733号公報JP 2019-160733 Publication

ところで、特許文献1、2のような柱状電極を備えたファイバー電池は、他に類を見ない無拘束で、細長い形状が可能なユニークなリチウム電池であり、製品のデザイン性向上などの波及効果を見込んでいる。多種の用途への適用を考えた場合、蓄電デバイスそのものに曲げ応力等の機械的負荷が作用する場合も想定され、充放電性能に加えて、機械的強度、特に曲げ強度・剛性を確保することが必要とされるようになってきた。 By the way, fiber batteries equipped with columnar electrodes such as those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are unique lithium batteries that are unrestricted and can be formed into elongated shapes, and have ripple effects such as improved product design. is expected. When considering application to a variety of applications, it is assumed that mechanical loads such as bending stress may be applied to the electricity storage device itself, so it is necessary to ensure mechanical strength, especially bending strength and rigidity, in addition to charging and discharging performance. has become necessary.

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、分離膜で周囲を囲われた柱状電極を有する蓄電デバイスにおいて、剛性をより高めることができる蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法を提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of such problems, and provides an electricity storage device and a method for manufacturing an electricity storage device that can further increase rigidity in an electricity storage device having a columnar electrode surrounded by a separation membrane. The main purpose is to

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、柱状電極に対向する対極の集電を行う導電シートの配置方向を工夫すると、蓄電デバイスの剛性をより高めることができることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to achieve the above-mentioned objective, the present inventors discovered that the rigidity of the electricity storage device can be further increased by devising the arrangement direction of the conductive sheet that collects current from the counter electrode facing the columnar electrode. This discovery led to the completion of the invention disclosed herein.

即ち、本明細書で開示する蓄電デバイスは、
電極活物質を含む複数の柱状電極と、
対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、
前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、
前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときに、X軸方向に沿って前記対極に設けられたシート状の第1導電部と、
Y軸方向に沿って前記対極に設けられたシート状の第2導電部と、を備え、
前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、
X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方である、
蓄電デバイス。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
That is, the electricity storage device disclosed in this specification is
a plurality of columnar electrodes containing an electrode active material;
a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes;
a separation membrane interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ion conductivity;
When the axial direction of the columnar electrode is the Z-axis, the X-axis along the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis perpendicular to the X-axis, a sheet-like first a conductive part;
a sheet-shaped second conductive part provided on the counter electrode along the Y-axis direction,
The bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, the bending elastic modulus E y obtained by applying a load along the Y-axis direction, and the length L of the first conductive part. x , thickness t x and quantity m, length L y of the second conductive part, thickness ty and quantity n,
Either the ratio E y /E x of the bending elastic modulus in the X-axis/Y-axis direction satisfies the following formula (1), or the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). satisfies or at least one of
Electricity storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)

本開示の蓄電デバイスの製造方法は、
電極活物質を含む複数の柱状電極と、対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、を備えた蓄電デバイスの製造方法であって、
前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルをシート状の第1導電部上に配列し第1配列体を得たのち該第1配列体を積層して第1積層部を形成し、前記単セルをシート状の第2導電部上に配列し第2配列体を得たのち該第2配列体を前記第1配列体に直交する方向に沿うよう前記第1積層体上に積層する積層工程、を含み、
前記積層工程では、前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときに前記第1導電部が沿う方向をX軸方向とし前記第2導電部が沿う方向をY軸方向とし、前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方であるように構成する、
蓄電デバイスの製造方法。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
The method for manufacturing an electricity storage device of the present disclosure includes:
A plurality of columnar electrodes containing an electrode active material, a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes, and a separation interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ionic conductivity. A method for manufacturing an electricity storage device comprising a membrane,
A first array body is obtained by arranging unit cells each including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane on a sheet-like first conductive part, and then the first array body is laminated to form a first laminated part. The single cells are arranged on a sheet-like second conductive part to obtain a second array, and then the second array is placed on the first laminate in a direction perpendicular to the first array. A lamination step of laminating the
In the lamination step, when the axial direction of the columnar electrode is the Z-axis, the X-axis along the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis perpendicular to the X-axis, the direction along which the first conductive part follows is the X-axis direction. The direction along the second conductive part is the Y-axis direction, and the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, and the bending elasticity obtained by applying a load along the Y-axis direction. When the ratio E y is the length L x , the thickness t x and the quantity m of the first conductive part, and the length L y , the thickness t y and the quantity n of the second conductive part, the X axis/Y Whether the ratio of bending elastic modulus in the axial direction E y /E x satisfies the following formula (1) or whether the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). configure to be at least one,
A method for manufacturing a power storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)

あるいは、本開示の蓄電デバイスの製造方法は、
電極活物質を含む複数の柱状電極と、対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、を備えた蓄電デバイスの製造方法であって、
前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルをシート状の導電体上に配列し配列体を得たのち該配列体を捲回する捲回工程、を含み、
前記捲回工程では、前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときにX軸方向に沿う前記導電体を第1導電部とし、Y軸方向に沿う前記導電体を第2導電部とし、前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方であるように構成する、
蓄電デバイスの製造方法。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
Alternatively, the method for manufacturing an electricity storage device of the present disclosure includes:
A plurality of columnar electrodes containing an electrode active material, a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes, and a separation interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ionic conductivity. A method for manufacturing an electricity storage device comprising a membrane,
a winding step of arranging unit cells each including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane on a sheet-like conductor to obtain an array, and then winding the array;
In the winding step, when the axial direction of the columnar electrode is the Z axis, the X axis along the plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis perpendicular to the X axis, the conductor along the X axis direction is a first conductor. , the conductor along the Y-axis direction is the second conductive part, the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, and the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the Y-axis direction. When the bending elastic modulus E y is the length L x , the thickness t x and the quantity m of the first conductive part, and the length L y , the thickness t y and the quantity n of the second conductive part, Either the ratio E y /E x of the bending elastic modulus in the X-axis/Y-axis direction satisfies the following formula (1), or the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). or at least one of the following:
A method for manufacturing a power storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)

本開示は、柱状電極を有する蓄電デバイスにおいて、剛性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、電池構造を構成する部材のうち、対極の集電を行うシート状の導電体をその構造内に配設することがあるが、一般的には、この導電体は一方向で配設される。この構造の蓄電デバイスは、この導電体の表裏方向からの荷重には弱いが、複数の導電体が集積された構造から、導電体の端面側からの荷重には極めて高い曲げ剛性を有する。そこで、蓄電デバイスの内部に多数配設されるシート状の導電体の配設方向をX/Y軸方向に振り分けることにより、X/Y軸方向の曲げ剛性のバランスを調整することが可能であり、X/Y軸方向の両方向に均等化した曲げ剛性を有する電池構造を作製することができる。 According to the present disclosure, rigidity can be further increased in a power storage device having a columnar electrode. The reason why such an effect is obtained is inferred as follows. For example, among the members that make up the battery structure, a sheet-like conductor that collects current from the counter electrode is sometimes arranged within the structure, but generally this conductor is arranged in one direction. Ru. A power storage device with this structure is weak against loads from the front and back directions of the conductor, but has extremely high bending rigidity against loads from the end surface side of the conductor because of the structure in which a plurality of conductors are integrated. Therefore, it is possible to adjust the balance of bending rigidity in the X/Y axis directions by distributing the arrangement direction of the sheet-like conductors arranged in large numbers inside the power storage device in the X/Y axis directions. , a battery structure having equal bending rigidity in both the X/Y axis directions can be manufactured.

蓄電デバイス10の一例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a power storage device 10. FIG. 蓄電デバイス10の製造方法の一例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing the electricity storage device 10. FIG. 別の蓄電デバイス10A,10Bの一例を示す説明図。An explanatory diagram showing an example of another power storage device 10A, 10B. 蓄電デバイス110一例を示す説明図。An explanatory diagram showing an example of a power storage device 110. 曲げ弾性率の測定方法の一例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method for measuring bending elastic modulus. 実験例6の曲げ弾性率測定時の荷重-変位曲線。Load-displacement curve when measuring bending elastic modulus in Experimental Example 6.

(蓄電デバイス)
実施形態で説明する本開示の蓄電デバイスは、複数の柱状電極と、分離膜と、対極と、第1導電部と、第2導電部とを備えている。この蓄電デバイスは、柱状電極に電気的に接続された電極集電体を備えているものとしてもよいし、対極や第1導電部及び第2導電部に電気的に接続された対極集電体を備えているものとしてもよい。この蓄電デバイスは、例えば、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタ、疑似電気二重層キャパシタ、アルカリ金属二次電池、アルカリ金属イオン電池などとしてもよい。蓄電デバイスのキャリアイオンは、リチウムイオンやナトリウムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオンやマグネシウムイオンやストロンチウムイオン、カルシウムイオンなどの第2族イオンなどが挙げられる。また、対極は、柱状電極の周りに存在するものとしてもよいし、柱状電極の間の空間に充填されているものとしてもよい。また、この蓄電デバイスは、分離膜を介して対極と隣り合う状態で複数の柱状電極が結束された構造を有するものとしてもよい。更に、この蓄電デバイスは、柱状電極、対極及び分離膜のうち1以上に電解液を含むものとしてもよい。柱状電極には、集電線などの集電部材が埋設されているものとしてもよいし、この集電部材を備えないものとしてもよい。更にまた、柱状電極は、対極との電位の関係で正極としてもよいし、負極としてもよいが、負極とすることが好ましい。対極も同様であり、正極としてもよいし、負極としてもよいが、正極とすることが好ましい。ここでは、説明の便宜のため、柱状電極を負極とし、対極を正極とし、リチウムイオンをキャリアとするリチウムイオン二次電池をその主たる一例として以下説明する。
(Electricity storage device)
The power storage device of the present disclosure described in the embodiment includes a plurality of columnar electrodes, a separation membrane, a counter electrode, a first conductive part, and a second conductive part. This electricity storage device may include an electrode current collector electrically connected to the columnar electrode, or a counter electrode current collector electrically connected to the counter electrode, the first conductive part, and the second conductive part. It may also be equipped with the following. This power storage device may be, for example, an electric double layer capacitor, a hybrid capacitor, a pseudo electric double layer capacitor, an alkali metal secondary battery, an alkali metal ion battery, or the like. Examples of carrier ions for power storage devices include alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions, and potassium ions, and Group 2 ions such as magnesium ions, strontium ions, and calcium ions. Further, the counter electrode may be present around the columnar electrodes, or may be filled in the space between the columnar electrodes. Moreover, this electricity storage device may have a structure in which a plurality of columnar electrodes are bundled adjacent to a counter electrode with a separation membrane interposed therebetween. Furthermore, this electricity storage device may include an electrolytic solution in one or more of the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane. The columnar electrode may have a current collecting member such as a current collecting wire embedded therein, or may not include this current collecting member. Furthermore, the columnar electrode may be a positive electrode or a negative electrode depending on the potential with respect to the counter electrode, but it is preferable to use a negative electrode. The same applies to the counter electrode, which may be either a positive electrode or a negative electrode, but is preferably a positive electrode. Here, for convenience of explanation, a lithium ion secondary battery in which a columnar electrode is used as a negative electrode, a counter electrode is used as a positive electrode, and lithium ions are used as a carrier will be described as a main example.

ここで、本実施形態で開示する蓄電デバイスについて図面を用いて説明する。図1は、蓄電デバイス10の一例を示す説明図である。蓄電デバイス10は、柱状電極12と、分離膜15と、対極16と、第1導電部21と、第2導電部22と、電極集電体25と、対極集電体26とを備えている。単セル11は、柱状電極12と、分離膜15と、対極16とにより構成されている。この蓄電デバイス10は、電極活物質を含む柱状電極12と、柱状電極12の周りに分離膜15を介して形成された対極活物質を含む対極16とを備えている。この蓄電デバイス10は、分離膜15及び対極16が形成された柱状電極12を含む単セル11を複数結束した構造を有するものとしてもよい。また、この蓄電デバイス10では、200本以上の柱状電極12が結束された構造を有しているものとしてもよい。あるいは、蓄電デバイス10は、柱状電極12と、柱状電極12の表面に形成された分離膜15と、柱状電極12の間に分離膜15を介して対極16が充填された構造を有するものとしてもよい。 Here, the electricity storage device disclosed in this embodiment will be explained using the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a power storage device 10. The electricity storage device 10 includes a columnar electrode 12, a separation membrane 15, a counter electrode 16, a first conductive part 21, a second conductive part 22, an electrode current collector 25, and a counter electrode current collector 26. . The single cell 11 includes a columnar electrode 12, a separation membrane 15, and a counter electrode 16. This electricity storage device 10 includes a columnar electrode 12 containing an electrode active material, and a counter electrode 16 containing a counter electrode active material formed around the columnar electrode 12 with a separation membrane 15 in between. This electricity storage device 10 may have a structure in which a plurality of unit cells 11 each including a columnar electrode 12 on which a separation membrane 15 and a counter electrode 16 are formed are bundled. Moreover, this electricity storage device 10 may have a structure in which 200 or more columnar electrodes 12 are bundled together. Alternatively, the electricity storage device 10 may have a structure in which a columnar electrode 12, a separation membrane 15 formed on the surface of the columnar electrode 12, and a counter electrode 16 filled between the columnar electrodes 12 with the separation membrane 15 interposed therebetween. good.

柱状電極12は、電極活物質を含む部材である。ここで、「柱状」とは、屈曲しない太さのもののほか、屈曲可能な繊維状の太さのものも含むものとする。この柱状電極12は、柱状であればよく、その断面は円形であってもよいし、多角形であってもよい。蓄電デバイス10では、複数の柱状電極12が所定方向に配列されている。柱状電極12は、電極集電体25に接続される端部以外の外周が分離膜15に覆われている。例えば、柱状電極12は、蓄電デバイス10全体の負極容量の1/nの容量を有し、n個が電極集電体25に並列接続されているものとしてもよい。この柱状電極12は、長手方向に垂直な断面の直径Dが10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましく、30μm以上であるものとしてもよい。また、柱状電極12の直径Dは、800μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましく、400μm以下であるものとしてもよい。この直径Dが10μm以上では、電極構造体としての強度を担保することができ安定した充放電ができる。また、この直径Dが800μm以下ではキャリアのイオンの移動距離が長くなりすぎず、高出力性能が得られる。また、この直径Dが10~500μmの範囲では、単位体積あたりのエネルギー密度をより高めることができる。あるいは、この範囲では、キャリアのイオンの移動距離をより短くすることができ、より大きな電流で充放電を行うことができる。この柱状体の長手方向の長さは、蓄電デバイスの用途などに応じて適宜定めることができ、例えば、20mm以上200mm以下の範囲などとしてもよい。柱状体の長さが20mm以上では、電池容量をより高めることができ好ましく、200mm以下では、負極の電気抵抗をより低減することができ好ましい。 The columnar electrode 12 is a member containing an electrode active material. Here, the term "column-shaped" includes not only those with a thickness that does not bend, but also those with a fiber-like thickness that can be bent. The columnar electrode 12 may be columnar, and its cross section may be circular or polygonal. In the power storage device 10, a plurality of columnar electrodes 12 are arranged in a predetermined direction. The outer periphery of the columnar electrode 12 other than the end connected to the electrode current collector 25 is covered with a separation membrane 15 . For example, the columnar electrodes 12 may have a capacity that is 1/n of the negative electrode capacity of the entire electricity storage device 10, and n pieces may be connected in parallel to the electrode current collector 25. The diameter D of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the columnar electrode 12 is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and may be 30 μm or more. Further, the diameter D of the columnar electrode 12 is preferably 800 μm or less, more preferably 500 μm or less, and may be 400 μm or less. When the diameter D is 10 μm or more, the strength of the electrode structure can be ensured and stable charging and discharging can be performed. Furthermore, when the diameter D is 800 μm or less, the distance traveled by carrier ions is not too long, and high output performance can be obtained. Further, when the diameter D is in the range of 10 to 500 μm, the energy density per unit volume can be further increased. Alternatively, within this range, the moving distance of carrier ions can be made shorter, and charging and discharging can be performed with a larger current. The length of this columnar body in the longitudinal direction can be determined as appropriate depending on the use of the electricity storage device, and may be in the range of 20 mm or more and 200 mm or less, for example. It is preferable that the length of the columnar body is 20 mm or more because it can further increase the battery capacity, and it is preferable that the length of the columnar body is 200 mm or less because it can further reduce the electrical resistance of the negative electrode.

柱状電極12は、電極活物質としての炭素材料を含むものが好ましく、電極活物質として炭素繊維14の束及び炭素材料の一体物のうちいずれか1以上であるものとしてもよい。炭素材料は、導電性が高く、柱状電極12として好ましい。炭素材料としては、例えば、グラファイト類や、コークス類、ガラス状炭素類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類のうち1以上が挙げられる。このうち、人造黒鉛、天然黒鉛などのグラファイト類が好ましい。また、グラファイト構造を有する炭素繊維14としてもよい。このような炭素繊維14は、例えば、繊維方向である長手方向に結晶が配向したものが好ましい。また、長手方向(繊維方向)に直交する方向に断面視したときに結晶が中心から外周面側に放射状に配向したものであることが好ましい。炭素繊維14の直径dは、例えば、5μm以上としてもよいし、7μm以上としてもよいし、10μm以上としてもよい。また、炭素繊維11の直径dは、50μm以下の範囲としてもよいし、25μm以下としてもよいし、20μm以下としてもよい。柱状電極12は、複数の炭素繊維14を撚糸して得られたものとしてもよいし、複数の炭素繊維14を結着材により結着させたものとしてもよい。結着材は、キャリアイオンの伝導性を有するものが好ましく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)や、PVdFとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(PVdF-HFP)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、及びPMMAとアクリルポリマーとの共重合体などが挙げられる。また、柱状電極12は、炭素材料の原料を柱状に成形したものを炭素化した一体物としてもよいし、炭化した炭素材料を結着材などで固形化したものとしてもよい。 The columnar electrode 12 preferably contains a carbon material as an electrode active material, and the electrode active material may be one or more of a bundle of carbon fibers 14 and an integrated carbon material. Carbon materials have high conductivity and are preferable for the columnar electrodes 12. Examples of the carbon material include one or more of graphite, coke, glassy carbon, non-graphitizable carbon, and pyrolytic carbon. Among these, graphites such as artificial graphite and natural graphite are preferred. Further, carbon fiber 14 having a graphite structure may be used. Such carbon fibers 14 preferably have crystals oriented in the longitudinal direction, which is the fiber direction. Further, it is preferable that the crystals are oriented radially from the center toward the outer peripheral surface when viewed in cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction (fiber direction). The diameter d of the carbon fiber 14 may be, for example, 5 μm or more, 7 μm or more, or 10 μm or more. Further, the diameter d of the carbon fiber 11 may be in the range of 50 μm or less, 25 μm or less, or 20 μm or less. The columnar electrode 12 may be obtained by twisting a plurality of carbon fibers 14, or may be obtained by binding a plurality of carbon fibers 14 with a binding material. The binder preferably has carrier ion conductivity, such as polyvinylidene fluoride (PVdF), a copolymer of PVdF and hexafluoropropylene (PVdF-HFP), polymethyl methacrylate (PMMA), and a copolymer of PMMA and acrylic polymer. Further, the columnar electrode 12 may be an integral body made by carbonizing a carbon material raw material formed into a columnar shape, or may be made by solidifying a carbonized carbon material with a binder or the like.

あるいは、柱状電極12は、キャリアのイオンを吸蔵放出可能な複合酸化物を柱状体に成形したものとしてもよい。複合酸化物としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物やリチウムバナジウム複合酸化物などが挙げられる。この複合酸化物からなる負極は、その表面の少なくとも一部に導電成分が形成されているものとしてもよい。この導電成分により、導電性をより高めることができる。この導電成分は、導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金属としてもよい。 Alternatively, the columnar electrode 12 may be formed by forming a composite oxide capable of intercalating and releasing carrier ions into a columnar body. Examples of the composite oxide include lithium titanium composite oxide and lithium vanadium composite oxide. The negative electrode made of this composite oxide may have a conductive component formed on at least a portion of its surface. This conductive component can further enhance the conductivity. This conductive component is not particularly limited as long as it is a highly conductive material, and may be, for example, a metal.

電極集電体25は、導電性を有する部材であり、柱状電極12に電気的に接続されている。この電極集電体25は、柱状電極12が露出した側に配設されている。この電極集電体25は、例えば、カーボンペーパー、アルミニウム、銅、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、白金、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化(還元)性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタン、銀、白金、金などで処理したものも用いることができる。電極集電体25の形状は、柱状電極12が接続できるものであれば特に限定されず、例えば、板状、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。 The electrode current collector 25 is a conductive member and is electrically connected to the columnar electrode 12. This electrode current collector 25 is arranged on the side where the columnar electrode 12 is exposed. This electrode current collector 25 is made of, for example, carbon paper, aluminum, copper, titanium, stainless steel, nickel, iron, platinum, fired carbon, conductive polymer, conductive glass, etc., as well as adhesive, conductive, and acid-resistant materials. It is also possible to use aluminum, copper, or the like whose surface has been treated with carbon, nickel, titanium, silver, platinum, gold, or the like for the purpose of improving the reduction property. The shape of the electrode current collector 25 is not particularly limited as long as it can be connected to the columnar electrode 12. For example, it may be plate-shaped, foil-shaped, film-shaped, sheet-shaped, net-shaped, punched or expanded, or lath shaped. , a porous body, a foamed body, a formed body of fiber groups, and the like.

分離膜15は、キャリアイオン(例えばリチウムイオン)のイオン伝導性を有し柱状電極12と対極16とを絶縁するものであり、柱状電極12の周囲に設けられている。分離膜15は、対極16と対向する柱状電極12の外周面の全体に形成されており、柱状電極12と対極16との短絡を防止している。この分離膜15は、例えば、樹脂を含む原料溶液から自立膜を作製し、柱状電極12の表面をこの自立膜で被覆させることにより形成されてもよいし、原料溶液へ柱状電極12を浸漬させてその表面にコートすることにより形成されるものとしてもよい。この分離膜15の樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)や、PVdFとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(PVdF-HFP)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、及びPMMAとアクリルポリマーとの共重合体などが挙げられる。例えば、PVdFとHFPとの共重合体では、電解液の一部がこの膜を膨潤ゲル化し、イオン伝導膜となる。この分離膜15の厚さは、例えば、2μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましく、8μm以上であるものとしてもよい。この厚さが2μm以上では、絶縁性を確保する上で好ましい。特に、分離膜15の厚さが2μm以上であれば、作製しやすい。また、分離膜15の厚さは、15μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。この厚さが15μm以下では、イオン伝導性の低下を抑制できる点や、セルに占める体積をより低減する上で好ましい。分離膜15の厚さが2~15μmの範囲では、イオン伝導性及び絶縁性が好適である。 The separation membrane 15 has ionic conductivity for carrier ions (for example, lithium ions), insulates the columnar electrode 12 and the counter electrode 16, and is provided around the columnar electrode 12. The separation membrane 15 is formed on the entire outer circumferential surface of the columnar electrode 12 facing the counter electrode 16, and prevents a short circuit between the columnar electrode 12 and the counter electrode 16. This separation membrane 15 may be formed, for example, by producing a self-supporting membrane from a raw material solution containing resin and coating the surface of the columnar electrode 12 with this self-standing membrane, or by immersing the columnar electrode 12 in the raw material solution. It may also be formed by coating the surface of the material. Examples of the resin for the separation membrane 15 include polyvinylidene fluoride (PVdF), a copolymer of PVdF and hexafluoropropylene (PVdF-HFP), polymethyl methacrylate (PMMA), and a copolymer of PMMA and acrylic polymer. Examples include copolymers. For example, in the case of a copolymer of PVdF and HFP, a portion of the electrolyte swells and gels the membrane, resulting in an ion-conducting membrane. The thickness of this separation membrane 15 is, for example, preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, and may be 8 μm or more. It is preferable that the thickness is 2 μm or more in order to ensure insulation. In particular, if the thickness of the separation membrane 15 is 2 μm or more, it is easy to manufacture. Further, the thickness of the separation membrane 15 is preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. When the thickness is 15 μm or less, it is preferable in terms of suppressing a decrease in ion conductivity and further reducing the volume occupied in the cell. When the thickness of the separation membrane 15 is in the range of 2 to 15 μm, ion conductivity and insulation properties are suitable.

分離膜15は、キャリアであるイオンを伝導する電解液を含むものとしてもよい。この電解液は、例えば、非水系溶媒などが挙げられる。電解液の溶媒としては、例えば、非水電解液の溶媒などが挙げられる。この溶媒としては、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネート(EC)やプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート、エチル-n-ブチルカーボネート、メチル-t-ブチルカーボネート、ジ-i-プロピルカーボネート、t-ブチル-i-プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、γ-ブチルラクトン、γ-バレロラクトンなどの環状エステル類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチルなどの鎖状エステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、などのフラン類、スルホラン、テトラメチルスルホランなどのスルホラン類、1,3-ジオキソラン、メチルジオキソランなどのジオキソラン類などが挙げられる。この電解液には、蓄電デバイス10のキャリアであるイオンを含む支持塩を溶解したものとしてもよい。支持塩としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23、LiSbF6、LiSiF6、LiAlF4、LiSCN、LiClO4、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiAlCl4などが挙げられる。このうち、LiPF6、LiBF4、LiClO4などの無機塩、及びLiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23などの有機塩からなる群より選ばれる1種又は2種以上の塩を組み合わせて用いることが電気特性の点から見て好ましい。この支持塩は、電解液中の濃度が0.1mol/L以上5mol/L以下であることが好ましく、0.5mol/L以上2mol/L以下であることがより好ましい。 The separation membrane 15 may include an electrolytic solution that conducts ions that are carriers. Examples of this electrolytic solution include non-aqueous solvents. Examples of the solvent for the electrolyte include solvents for non-aqueous electrolytes. Examples of this solvent include carbonates, esters, ethers, nitriles, furans, sulfolanes, and dioxolanes, and these can be used alone or in combination. Specifically, carbonates include cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, vinylene carbonate, butylene carbonate, and chloroethylene carbonate, as well as dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diethyl carbonate, and ethyl carbonate. - Chain carbonates such as n-butyl carbonate, methyl-t-butyl carbonate, di-i-propyl carbonate, and t-butyl-i-propyl carbonate, cyclic esters such as γ-butyl lactone and γ-valerolactone, Chain esters such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, and methyl butyrate; ethers such as dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, and diethoxyethane; nitrites such as acetonitrile and benzonitrile; and furans such as tetrahydrofuran and methyltetrahydrofuran. Examples include sulfolanes such as sulfolane, tetramethylsulfolane, and dioxolanes such as 1,3-dioxolane and methyldioxolane. This electrolytic solution may have a supporting salt containing ions, which is a carrier of the electricity storage device 10, dissolved therein. Examples of the supporting salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiSbF 6 , LiSiF 6 , LiAlF 4 , LiSCN, Examples include LiClO 4 , LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlCl 4 and the like. Among these, 1 selected from the group consisting of inorganic salts such as LiPF 6 , LiBF 4 and LiClO 4 and organic salts such as LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 and LiC(CF 3 SO 2 ) 3 From the viewpoint of electrical properties, it is preferable to use a species or a combination of two or more kinds of salts. The concentration of this supporting salt in the electrolytic solution is preferably 0.1 mol/L or more and 5 mol/L or less, more preferably 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less.

対極16は、対極活物質を含み、隣合う柱状電極12同士の間を埋めるように設けられている。対極16は、対極活物質と、必要に応じて導電材と、結着材とを含むものとしてもよい。対極16は、蓄電デバイス10の作製時において、柱状電極12を内包し断面の外形を六角形状とするものとしてもよい(図1参照)。この形状であれば、正極活物質が外周に形成された柱状電極12を結束すると、対極16が柱状電極12の間に充填されやすく好ましい。この対極16は、複数の柱状電極12の間に存在するものとすればよく、図1に示すように、外形が六角形状であることに限定されない。対極16は、導電材を含み、それ自体に導電性を有するものとしてもよい。この対極16は、例えば、柱状電極12の外周に分離膜15を形成したのち、その外周に対極16の原料を塗布して形成されたものとしてもよい。 The counter electrode 16 includes a counter electrode active material and is provided so as to fill the space between adjacent columnar electrodes 12 . The counter electrode 16 may include a counter electrode active material, a conductive material, and a binding material as necessary. The counter electrode 16 may include the columnar electrode 12 and have a hexagonal cross-sectional shape when the electricity storage device 10 is manufactured (see FIG. 1). This shape is preferable because when the columnar electrodes 12 having the positive electrode active material formed on the outer periphery are bundled, the counter electrode 16 is easily filled between the columnar electrodes 12 . The counter electrode 16 may be present between the plurality of columnar electrodes 12, and the outer shape is not limited to a hexagonal shape as shown in FIG. The counter electrode 16 may include a conductive material and may itself have conductivity. The counter electrode 16 may be formed, for example, by forming the separation membrane 15 on the outer periphery of the columnar electrode 12 and then applying the raw material of the counter electrode 16 to the outer periphery.

対極16は、例えば、対極活物質と、導電材と、必要に応じて結着材とを混合した対極合材からなるものとしてもよい。対極活物質は、例えば、キャリアであるリチウムを吸蔵放出可能な正極活物質が挙げられる。正極活物質としては、例えば、リチウムと遷移金属とを有する化合物、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。具体的には、基本組成式をLi(1-x)MnO2(0≦x≦1など、以下同じ)やLi(1-x)Mn24などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)CoO2などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiO2などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)CoaNibMnc2(a>0、b>0、c>0、a+b+c=1)、Li(1-x)CoaNibMnc4(0<a<1、0<b<1、1≦c<2、a+b+c=2)などとするリチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物、基本組成式をLiV23などとするリチウムバナジウム複合酸化物、基本組成式をV25などとする遷移金属酸化物などを用いることができる。また、基本組成式をLiFePO4とするリン酸鉄リチウム化合物などを正極活物質として用いることができる。これらのうち、リチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/32やLiNi0.4Co0.3Mn0.32などが好ましい。なお、「基本組成式」とは、他の元素、例えば、AlやMgなどの成分を含んでもよい趣旨である。 The counter electrode 16 may be made of, for example, a counter electrode composite material in which a counter electrode active material, a conductive material, and, if necessary, a binder are mixed. Examples of the counter electrode active material include a positive electrode active material that is capable of intercalating and deintercalating lithium, which is a carrier. Examples of the positive electrode active material include compounds containing lithium and a transition metal, such as oxides containing lithium and a transition metal element, and phosphoric acid compounds containing lithium and a transition metal element. Specifically, lithium-manganese composite oxides with basic composition formulas such as Li (1-x) MnO 2 (0≦x≦1, etc., the same applies hereinafter) and Li (1-x) Mn 2 O 4 , etc. Lithium cobalt composite oxide with the formula Li (1-x) CoO 2 etc., lithium nickel composite oxide with the basic composition formula Li (1-x) NiO 2 etc., the basic composition formula Li (1-x) Co a Ni b Mn c O 2 (a>0, b>0, c>0, a+b+c=1), Li (1-x) Co a Ni b Mn c O 4 (0<a<1, 0<b Lithium cobalt nickel manganese composite oxide with <1, 1≦c<2, a+b+c=2), etc., lithium vanadium composite oxide with basic composition formula such as LiV 2 O 3 , etc., and lithium vanadium composite oxide with basic composition formula such as V 2 O 5 Transition metal oxides and the like can be used. Further, a lithium iron phosphate compound having the basic composition formula LiFePO 4 or the like can be used as the positive electrode active material. Among these, lithium cobalt nickel manganese composite oxides such as LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 and LiNi 0.4 Co 0.3 Mn 0.3 O 2 are preferred. Note that the "basic compositional formula" may include other elements such as Al and Mg.

対極16に含まれる導電材は、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。結着材は、活物質粒子や導電材粒子を繋ぎ止めて所定の形状を保つ役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム(SBR)の水分散体等を用いることもできる。 The conductive material contained in the counter electrode 16 is not particularly limited as long as it is an electronically conductive material that does not adversely affect battery performance, and examples include graphite such as natural graphite (scaly graphite, flaky graphite), artificial graphite, acetylene black, One or a mixture of two or more of carbon black, Ketjen black, carbon whiskers, needle coke, carbon fiber, metals (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) can be used. The binder plays the role of binding active material particles and conductive material particles to maintain a predetermined shape. Fluororesins, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, sulfonated EPDM rubber, natural butyl rubber (NBR), etc. can be used alone or in a mixture of two or more. Furthermore, an aqueous binder such as a cellulose binder or an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (SBR) can also be used.

対極16において、正極活物質の含有量は、より多いことが好ましく、対極16の質量全体に対して70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。導電材の含有量は、対極16の全体の質量に対して0質量%以上20質量%以下の範囲であることが好ましく、0質量%以上10質量%以下の範囲であることがより好ましい。このような範囲では、電池容量の低下を抑制し、導電性を十分に付与することができる。また、結着材の含有量は、対極16の質量全体に対して0.1質量%以上5質量%以下の範囲であることが好ましく、0.2質量%以上3質量%以下の範囲であることがより好ましい。 In the counter electrode 16, the content of the positive electrode active material is preferably larger, preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more based on the entire mass of the counter electrode 16. The content of the conductive material is preferably in the range of 0% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably in the range of 0% by mass or more and 10% by mass or less, based on the entire mass of the counter electrode 16. Within this range, a decrease in battery capacity can be suppressed and sufficient conductivity can be provided. Further, the content of the binder is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and preferably in the range of 0.2% by mass or more and 3% by mass or less, based on the entire mass of the counter electrode 16. It is more preferable.

また、対極16の内部には、柱状電極12の軸方向であるZ軸方向に沿ってシート状の第1導電部21及びシート状の第2導電部22が配設されている。第1導電部21及び第2導電部22は、対極16に比して体積抵抗率が低い材質であり、対極16の集電効率を高める部材である。第1導電部21及び第2導電部22は、同じ材質としてもよいし、異なる材質としてもよいが、同じ材質であることが好ましい。この第1導電部21及び第2導電部22は、金属箔としてもよく、例えば、アルミニウムやステンレスなどが用いられ、アルミニウムであることが好ましい。第1導電部21は、柱状電極12の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときに、X軸方向(XZ面)に沿って対極16に設けられたものとしてもよい(図1参照)。第2導電部22は、上記XYZ軸において、Y軸方向(YZ面)に沿って対極16に設けられたものとしてもよい。このように、異なる方向にシート状の部材が蓄電デバイス10の内部に存在すると、異なる方向からの荷重に対して曲げ剛性をより高めることができる。 Further, inside the counter electrode 16, a sheet-shaped first conductive part 21 and a sheet-shaped second conductive part 22 are arranged along the Z-axis direction, which is the axial direction of the columnar electrode 12. The first conductive part 21 and the second conductive part 22 are made of a material having a lower volume resistivity than the counter electrode 16, and are members that improve the current collection efficiency of the counter electrode 16. The first conductive part 21 and the second conductive part 22 may be made of the same material or different materials, but are preferably made of the same material. The first conductive part 21 and the second conductive part 22 may be made of metal foil, for example, aluminum or stainless steel, and preferably aluminum. The first conductive part 21 is arranged along the X-axis direction (XZ plane) when the axial direction of the columnar electrode 12 is the Z-axis, the X-axis along the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis perpendicular to the X-axis. It may also be provided on the counter electrode 16 (see FIG. 1). The second conductive portion 22 may be provided on the counter electrode 16 along the Y-axis direction (YZ plane) in the XYZ axes. In this way, when sheet-like members exist inside the electricity storage device 10 in different directions, the bending rigidity can be further increased against loads from different directions.

第1導電部21の厚さは、例えば、2μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、7μm以上が更に好ましい。また、第1導電部21の厚さは、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。厚さが2μm以上では部材の取扱い強度や導電性向上の観点から好ましく、20μm以下では充放電に寄与しない部材の存在がより少なくなり、体積エネルギー密度の観点から好ましい。第1導電部21は、蓄電デバイス10の内部に複数存在することが好ましいが、すべて同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。第1導電部21は、1以上を異なる厚さとする場合には、より厚いものを蓄電デバイス10のより外周側に用いることが、曲げ剛性の向上の観点から好ましい。第1導電部21は、単セル11と単セル11との間に存在するが、単セル11と単セル11との間に第1導電部21が配設されない領域があってもよい。 The thickness of the first conductive part 21 is, for example, preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, and even more preferably 7 μm or more. Further, the thickness of the first conductive portion 21 is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less, and even more preferably 10 μm or less. A thickness of 2 μm or more is preferable from the viewpoint of improving the handling strength and conductivity of the member, and a thickness of 20 μm or less is preferable from the viewpoint of volumetric energy density since the presence of members that do not contribute to charging and discharging is further reduced. Although it is preferable that a plurality of first conductive parts 21 exist inside electricity storage device 10, they may all have the same thickness or may have different thicknesses. When one or more of the first conductive parts 21 have different thicknesses, it is preferable to use a thicker one closer to the outer periphery of the electricity storage device 10 from the viewpoint of improving bending rigidity. The first conductive part 21 exists between the single cells 11, but there may be a region between the single cells 11 where the first conductive part 21 is not provided.

第2導電部22の厚さは、例えば、2μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、7μm以上が更に好ましい。また、第2導電部22の厚さは、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。厚さが2μm以上では部材の取扱い強度や導電性向上の観点から好ましく、20μm以下では充放電に寄与しない部材の存在がより少なくなり、体積エネルギー密度の観点から好ましい。第2導電部22は、蓄電デバイス10の内部に複数存在することが好ましいが、すべて同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。第2導電部22は、1以上を異なる厚さとする場合には、より厚いものを蓄電デバイス10のより外周側に用いることが、曲げ剛性の向上の観点から好ましい。この第2導電部22は、第1導電部21と同じ厚さとしてもよいし、異なる厚さとしてもよい。第2導電部22は、単セル11と単セル11との間に存在するが、単セル11と単セル11との間に第2導電部22が配設されない領域があってもよい。 The thickness of the second conductive portion 22 is, for example, preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, and even more preferably 7 μm or more. Further, the thickness of the second conductive portion 22 is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less, and even more preferably 10 μm or less. A thickness of 2 μm or more is preferable from the viewpoint of improving the handling strength and conductivity of the member, and a thickness of 20 μm or less is preferable from the viewpoint of volumetric energy density since the presence of members that do not contribute to charging and discharging is further reduced. Although it is preferable that a plurality of second conductive parts 22 exist inside electricity storage device 10, they may all have the same thickness or may have different thicknesses. When one or more of the second conductive parts 22 have different thicknesses, it is preferable to use the thicker ones closer to the outer periphery of the electricity storage device 10 from the viewpoint of improving bending rigidity. This second conductive part 22 may have the same thickness as the first conductive part 21, or may have a different thickness. The second conductive part 22 exists between the single cells 11, but there may be a region between the single cells 11 where the second conductive part 22 is not provided.

対極集電体26は、導電性を有し、対極16から集電する部材であり、第1導電部21や第2導電部22の端部に電気的に接続されている。対極集電体26は、例えば、電極集電体25で用いられる材質や形状を採用することができる。また、図1において、対極集電体26は、蓄電デバイス10の下面側に配設されていうものとしたが、側面側に配設されていてもよい。 The counter electrode current collector 26 is a member that has conductivity and collects current from the counter electrode 16, and is electrically connected to the ends of the first conductive part 21 and the second conductive part 22. For the counter electrode current collector 26, the material and shape used for the electrode current collector 25 can be adopted, for example. Further, in FIG. 1, the counter electrode current collector 26 is arranged on the lower surface side of the electricity storage device 10, but it may be arranged on the side surface side.

蓄電デバイス10は、例えば、柱状電極12と対極16と分離膜15とを備えた単セル11が第1導電部21上に配列された第1配列体21が積層された第1積層部41と、単セル11が第2導電部22上に配列された第2配列体22が第1配列体21に直交する方向に積層された第2積層部42と、を有するものとしてもよい。また、蓄電デバイス10において、第1積層部41及び第2積層部42の更に外周側に、第3配列体を積層した第3積層部や第4配列体を積層した第4積層部など、更に多積層構造としてもよい。なお、図1では、第1導電部21上に1層の単セル11を配列した第1配列体31を示したが、2層以上の単セル11を配列してもよい。また、同様に、第2配列体32において、第2導電部22上に2層以上の単セル11を配列してもよい。 The power storage device 10 includes, for example, a first stacked section 41 in which a first array 21 in which unit cells 11 each having a columnar electrode 12, a counter electrode 16, and a separation membrane 15 are arranged on a first conductive section 21 is stacked. , a second stacked section 42 in which a second array 22 in which the single cells 11 are arranged on a second conductive section 22 are stacked in a direction perpendicular to the first array 21. In addition, in the power storage device 10, further on the outer circumferential side of the first laminated portion 41 and the second laminated portion 42, a third laminated portion in which a third array body is laminated, a fourth laminated portion in which a fourth array body is laminated, etc. It may also have a multi-layer structure. Although FIG. 1 shows the first array body 31 in which one layer of single cells 11 is arranged on the first conductive part 21, two or more layers of single cells 11 may be arranged. Similarly, in the second array body 32, two or more layers of single cells 11 may be arranged on the second conductive portion 22.

蓄電デバイス10は、X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとしたときに、X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすものとしてもよい。この関係を満たすと、蓄電デバイス10の曲げ剛性をより高い範囲でバランスを図ることができ、好ましい。この比Ey/Exは、より1に近い方が好ましく、0.75以上1.5以下の範囲がより好ましく、0.8以上1.2以下の範囲が更に好ましい。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
The power storage device 10 has a bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, and a bending elastic modulus E y obtained applying a load along the Y-axis direction. The ratio E y /E x of the bending elastic modulus in the Y-axis direction may satisfy the following formula (1). If this relationship is satisfied, the bending rigidity of the electricity storage device 10 can be balanced within a higher range, which is preferable. This ratio E y /E x is preferably closer to 1, more preferably in the range of 0.75 or more and 1.5 or less, and even more preferably in the range of 0.8 or more and 1.2 or less.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)

蓄電デバイス10は、第1導電部21の長さLx、厚さtx及び数量m、第2導電部22の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、第1導電部21と第2導電部22との存在の総和の比が下記式(2)を満たすものとしてもよい。この関係を満たすと、蓄電デバイス10の曲げ剛性をより高い範囲でバランスを図ることができ、好ましい。この導電部の存在比は、より1に近い方が好ましく、0.75以上1.5以下の範囲がより好ましく、0.8以上1.2以下の範囲が更に好ましい。なお、蓄電デバイス10は、式(1)又は式(2)のいずれかを満たすものとし、式(1)及び式(2)のいずれも満たすことがより好ましい。ここで、Σ(tm,x・Lm,x 3)は、1~mの第1導電部21において、1番目の厚さtx1、長さLx1の第1導電部21の(tx1・Lx1 3)、…m番目の厚さtxm、長さLxmの第1導電部21の(txm・Lxm 3)を算出し、これらを積算すること意味する。また、Σ(tn,y・Ln,y 3)も1~nの第2導電部22で同様の計算を行うものとする。
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
The electricity storage device 10 has a first conductive part, where the length L x , thickness t x and quantity m of the first conductive part 21 and the length L y , thickness ty and quantity n of the second conductive part 22 are 21 and the second conductive portion 22 may satisfy the following formula (2). If this relationship is satisfied, the bending rigidity of the electricity storage device 10 can be balanced within a higher range, which is preferable. The abundance ratio of the conductive portion is preferably closer to 1, more preferably in the range of 0.75 or more and 1.5 or less, and even more preferably in the range of 0.8 or more and 1.2 or less. Note that power storage device 10 satisfies either formula (1) or formula (2), and more preferably satisfies both formula (1) and formula (2). Here , Σ( t m,x・L m,x 3 ) is (t x1 ·L x1 3 ), . . . (t xm ·L xm 3 ) of the first conductive portion 21 having the m-th thickness t xm and length L xm are calculated and integrated. Further, it is assumed that Σ(t n,y ·L n,y 3 ) is similarly calculated for the second conductive portions 22 from 1 to n.
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)

この蓄電デバイス10において、体積エネルギー密度は、より高いことがより好ましく、例えば、400Wh/L以上であることが好ましく、500Wh/L以上であることがより好ましく、600Wh/L以上であることが更に好ましい。この蓄電デバイス10において、正極活物質の容量に対する負極活物質の容量の比である正負極容量比(負極容量/正極容量)は、1.0以上1.5以下の範囲とすることが好ましく、より好ましくは1.2以下の範囲である。対極16の形成厚さは、柱状電極12の直径D及び正負極容量比に応じて適宜設定されるが、例えば、5μm以上50μm以下の範囲としてもよい。対極16の形成厚さは、例えば、柱状電極12上に形成された部分のうち最大の厚さをいうものとする。 In this electricity storage device 10, the volume energy density is more preferably higher, for example, preferably 400 Wh/L or more, more preferably 500 Wh/L or more, and still more preferably 600 Wh/L or more. preferable. In this electricity storage device 10, the positive and negative electrode capacity ratio (negative electrode capacity/positive electrode capacity), which is the ratio of the capacity of the negative electrode active material to the capacity of the positive electrode active material, is preferably in the range of 1.0 or more and 1.5 or less, More preferably, it is in the range of 1.2 or less. The forming thickness of the counter electrode 16 is appropriately set according to the diameter D of the columnar electrode 12 and the positive/negative electrode capacity ratio, and may be, for example, in a range of 5 μm or more and 50 μm or less. The thickness of the counter electrode 16 is, for example, the maximum thickness of the portion formed on the columnar electrode 12.

(蓄電デバイスの製造方法)
本開示の製造方法は、上述した蓄電デバイス10の製造方法としてもよい。この製造方法は、積層工程を含む。図2は、蓄電デバイス10の製造方法の一例を示す説明図であり、図2Aが配列処理、図2Bが第1配列体31の第1積層処理、図2Cが第2配列体32の第2積層処理、図2Dが製造した蓄電デバイス10の説明図である。この積層工程では、上記式(1)を満たすか、上記式(2)を満たすか、の少なくとも一方であるように、単セル11の配列数や配列体の積層数などを調整し、蓄電デバイス10を構成する。積層工程には、配列処理、第1積層処理、第2積層処理が含まれる。
(Method for manufacturing electricity storage device)
The manufacturing method of the present disclosure may be a method of manufacturing the electricity storage device 10 described above. This manufacturing method includes a lamination step. 2A and 2B are explanatory diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the electricity storage device 10, in which FIG. 2A is an arrangement process, FIG. 2B is a first stacking process of the first array body 31, and FIG. 2C is a second stack process of the second array body 32. Lamination processing, FIG. 2D is an explanatory diagram of the manufactured electricity storage device 10. In this lamination process, the number of arrays of unit cells 11 and the number of stacked arrays of array bodies are adjusted so that the above formula (1) or the above formula (2) is satisfied, and the power storage device 10. The lamination process includes an array process, a first lamination process, and a second lamination process.

配列処理では、柱状電極12と対極16と分離膜15とを備えた単セル11をシート状の第1導電部21上に配列し第1配列体31を得る(図2A)。また、配列処理では、単セル11をシート状の第2導電部22上に配列し第2配列体32を得る。単セル11の配列数は、蓄電デバイス10の形状や、求められる放電容量などに基づいて、配列体の積層数に応じて適宜設定する。この処理では、第1配列体31や第2配列体32をプレス処理してもよい。 In the arrangement process, unit cells 11 each having a columnar electrode 12, a counter electrode 16, and a separation membrane 15 are arranged on a sheet-like first conductive part 21 to obtain a first array 31 (FIG. 2A). Further, in the arraying process, the single cells 11 are arrayed on the sheet-like second conductive portion 22 to obtain a second array body 32. The number of arrayed single cells 11 is appropriately set based on the shape of power storage device 10, the required discharge capacity, and the like, depending on the number of stacked arrays. In this process, the first array body 31 and the second array body 32 may be subjected to a press process.

第1積層処理では、第1配列体31を所定数積層して第1積層部41を形成する(図2B)。この処理では、第1積層部41をプレス処理してもよい。第2積層処理では、第1積層部41の積層方向を変え、第2配列体32を第1配列体31に直交する方向に沿うよう第1積層体41上に所定数積層する(図2C)。第2積層処理では、複数の第2配列体32を積層して第2積層部42とし、この第2積層部42を第1積層部41上に積層してもよい。あるいは、第2積層処理では、第1積層部41上に第2配列体32を順に積層してもよい。この処理では、第2積層部42をプレス処理してもよいし、第1積層部41及び第2積層部42を形成後にプレス処理してもよい。このようにして、X軸方向に沿った第1導電部21及びY軸方向に沿った第2導電部22を含む蓄電デバイス10を製造することができる。 In the first stacking process, a predetermined number of first array bodies 31 are stacked to form a first stacked section 41 (FIG. 2B). In this process, the first laminated portion 41 may be subjected to a press process. In the second lamination process, the lamination direction of the first laminated body 41 is changed, and a predetermined number of second array bodies 32 are laminated on the first laminated body 41 along a direction perpendicular to the first array body 31 (FIG. 2C). . In the second lamination process, a plurality of second array bodies 32 may be laminated to form a second laminated part 42, and this second laminated part 42 may be laminated on the first laminated part 41. Alternatively, in the second lamination process, the second array body 32 may be laminated in order on the first lamination part 41. In this process, the second laminated part 42 may be pressed, or the first laminated part 41 and the second laminated part 42 may be pressed after being formed. In this way, the electricity storage device 10 including the first conductive part 21 along the X-axis direction and the second conductive part 22 along the Y-axis direction can be manufactured.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、蓄電デバイスのキャリアをリチウムイオンとしたが、特にこれに限定されず、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ金属イオン、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの2族元素イオンとしてもよい。また、正極活物質は、キャリアのイオンを含むものとすればよい。また、電解液を非水系電解液としたが、水溶液系電解液としてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the carrier of the electricity storage device is a lithium ion, but the carrier is not limited to this, and may also be an alkali metal ion such as a sodium ion or a potassium ion, or a group 2 element ion such as a calcium ion or a magnesium ion. good. Further, the positive electrode active material may contain carrier ions. Further, although the electrolytic solution is a non-aqueous electrolytic solution, it may be an aqueous electrolytic solution.

上述した実施形態では、柱状電極12は、円柱形状である例を説明したが、特にこれに限定されず、四角柱や六角柱などの形状としてもよい。また、対極16は、外径を六角柱状で示したが、四角柱状や円柱状としてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the columnar electrode 12 has a cylindrical shape has been described, but it is not particularly limited to this, and may have a shape such as a quadrangular prism or a hexagonal prism. Further, although the counter electrode 16 is shown to have a hexagonal columnar outer diameter, it may also have a quadrangular columnar shape or a cylindrical shape.

上述した実施形態では、対極活物質を遷移金属複合酸化物としたが、特に限定されず、例えば、キャパシタに用いられる炭素材料としてもよい。炭素材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、活性炭類、コークス類、ガラス状炭素類、黒鉛類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維類、カーボンナノチューブ類、ポリアセン類などが挙げられる。このうち、高比表面積を示す活性炭類が好ましい。炭素材料としての活性炭は、比表面積が1000m2/g以上であることが好ましく、1500m2/g以上であることがより好ましい。比表面積が1000m2/g以上では、放電容量をより高めることができる。この活性炭の比表面積は、作製の容易性から3000m2/g以下であることが好ましく、2000m2/g以下であることがより好ましい。なお、正極では、イオン伝導媒体に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を吸着、脱離して蓄電するものと考えられるが、さらに、イオン伝導媒体に含まれるアニオン及びカチオンの少なくとも一方を挿入、脱離して蓄電するものとしてもよい。 In the embodiments described above, the counter electrode active material is a transition metal composite oxide, but is not particularly limited, and may be, for example, a carbon material used in a capacitor. Carbon materials include, but are not particularly limited to, activated carbons, cokes, glassy carbons, graphites, non-graphitizable carbons, pyrolytic carbons, carbon fibers, carbon nanotubes, Examples include polyacenes. Among these, activated carbons exhibiting a high specific surface area are preferred. The activated carbon as a carbon material preferably has a specific surface area of 1000 m 2 /g or more, more preferably 1500 m 2 /g or more. When the specific surface area is 1000 m 2 /g or more, the discharge capacity can be further increased. The specific surface area of this activated carbon is preferably 3000 m 2 /g or less, more preferably 2000 m 2 /g or less from the viewpoint of ease of production. Note that the positive electrode is thought to store electricity by adsorbing and desorbing at least one of anions and cations contained in the ion conductive medium, but it also absorbs and desorbs at least one of anions and cations contained in the ion conductive medium. It may also be used to store electricity.

上述した実施形態では、蓄電デバイス10は、縦横の単セル11の本数が同じであるものを示したが、特にこれに限定されず、縦横比が1ではないものとしてもよい。図3は、別の蓄電デバイス10A,10Bの一例の説明図であり、図3Aが蓄電デバイス10A、図3Bが蓄電デバイス10Bの一例の説明図である。図3Aに示すように、縦横比が1ではないものにおいても、例えば、上記式(1)及び/又は式(2)を満たすものとすれば、曲げ剛性のバランスをとり、より高めることができる。 In the embodiment described above, the power storage device 10 has the same number of vertical and horizontal single cells 11, but is not particularly limited to this, and may have an aspect ratio other than 1. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of another power storage device 10A, 10B, in which FIG. 3A is an explanatory diagram of an example of power storage device 10A, and FIG. 3B is an explanatory diagram of an example of power storage device 10B. As shown in FIG. 3A, even if the aspect ratio is not 1, if the above formula (1) and/or formula (2) is satisfied, the bending rigidity can be balanced and further increased. .

上述した実施形態では、第1配列体31を積層した第1積層部41と、第2配列体32を積層した第2積層部42とを備えるものとしたが、特にこれに限定されず、図3Bに示すように、1つの導電体にすべての単セル11を配列した配列体を捲回した構造を有する蓄電デバイス10Bとしてもよい。この蓄電デバイス10Bにおいて、X軸方向に沿った導電体が上述した第1導電部21に相当し、Y軸方向に沿った導電体が上述した第2導電部22に相当する。このような構造を有するものとしても、例えば、上記式(1)及び/又は式(2)を満たすものとすれば、曲げ剛性のバランスをとり、より高めることができる。この蓄電デバイス10Bは、柱状電極12と対極16と分離膜15とを備えた単セル11をシート状の導電体上に配列して配列体を得たのち、この配列体を捲回する捲回工程によって製造することができる。 In the embodiment described above, the first laminated part 41 in which the first array bodies 31 are laminated, and the second laminated part 42 in which the second array bodies 32 are laminated, but the present invention is not limited to this, and FIGS. As shown in 3B, the power storage device 10B may have a structure in which an array in which all the single cells 11 are arranged around one conductor is wound. In this electricity storage device 10B, the conductor along the X-axis direction corresponds to the above-described first conductive part 21, and the conductor along the Y-axis direction corresponds to the above-described second conductive part 22. Even with such a structure, for example, if the above formula (1) and/or formula (2) is satisfied, the bending rigidity can be balanced and further increased. This power storage device 10B is manufactured by arranging unit cells 11 each having a columnar electrode 12, a counter electrode 16, and a separation membrane 15 on a sheet-like conductor to obtain an array, and then winding the array. It can be manufactured by a process.

以上詳述した蓄電デバイス10、10A,10Bでは、分離膜15で周囲を囲われた柱状電極12が対極16内に配置されたものにおいて、剛性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、電池構造を構成する部材のうち、対極の集電を行うシート状の導電体を蓄電デバイス10の構造内に配設することがある。この場合、一般的には、この導電体は一方向で配設される。図4は、一方向で導電体を配設した蓄電デバイス110一例を示す説明図である。この構造の蓄電デバイス110は、この導電体の表裏方向(図4の上下方向)からの荷重には弱いが、複数の導電体が集積された構造から、導電体の端面側からの荷重(図4の左右方向)には極めて高い曲げ剛性を有する。本実施形態の蓄電デバイス10では、蓄電デバイス内部に多数配設されるシート状の導電体(第1導電部21及び第2導電部22)の配設方向をX/Y軸方向に振り分けることにより、X/Y軸方向の曲げ剛性のバランスを調整することが可能であり、X/Y軸方向の両方向に均等化した曲げ剛性を有する電池構造を作製することができるのである。 In the electricity storage devices 10, 10A, and 10B described in detail above, the rigidity can be further increased in those in which the columnar electrode 12 surrounded by the separation membrane 15 is disposed within the counter electrode 16. The reason why such an effect is obtained is inferred as follows. For example, among the members constituting the battery structure, a sheet-like conductor that collects current from a counter electrode may be disposed within the structure of the power storage device 10. In this case, the conductor is generally arranged in one direction. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a power storage device 110 in which conductors are arranged in one direction. The power storage device 110 with this structure is weak against loads from the front and back directions of the conductor (vertical direction in FIG. 4) has extremely high bending rigidity. In the power storage device 10 of the present embodiment, by distributing the arrangement directions of a large number of sheet-like conductors (the first conductive part 21 and the second conductive part 22) arranged inside the power storage device in the X/Y axis direction, , it is possible to adjust the balance of bending rigidity in the X/Y axis directions, and it is possible to produce a battery structure having equal bending rigidity in both the X/Y axis directions.

以下には、上述した蓄電デバイスを具体的に作製した例を実験例として説明する。なお、実験例1~5が本開示の実施例に相当し、実験例6が比較例に相当し、実験例7、8が参考例に相当する。 Below, an example in which the above-described electricity storage device was specifically manufactured will be described as an experimental example. Note that Experimental Examples 1 to 5 correspond to Examples of the present disclosure, Experimental Example 6 corresponds to a comparative example, and Experimental Examples 7 and 8 correspond to reference examples.

(蓄電デバイスの作製)
直径dが7μmの炭素繊維(日本グラファイトファイバー社製)を400本撚糸して結束した直径Dが156.5μmの炭素繊維結束体を柱状電極(負極)とした。この柱状電極に対し、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF-HFP)をN-メチルピロリドン(NMP)に溶解させた溶液をディップ法で被覆、乾燥することで、5μmの膜厚で負極の表面に分離膜としてのポリマー膜を均一塗布した。次に、正極活物質(LiNi0.5Co0.2Mn0.32)と、導電材としてのアセチレンブラック(デンカ社製HS-100)と、導電材としての気相成長炭素繊維(昭和電工製VGCF)と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(クレハ製PVdF7305)とを質量比で90:4:2:4となるよう配合したものにN-メチルピロリドンを加えて正極合材ペーストとした。上記のポリマー被覆負極に対して正極スラリーをディップコートして、正極合材の厚さが35μmとなるように正極合材層を形成した。このように、負極/ポリマー膜/正極合材層を同心円状に形成したものを長さ11cmで切断し、柱状の単セルとした。
(Production of electricity storage device)
A carbon fiber bundle with a diameter D of 156.5 μm obtained by twisting and bundling 400 carbon fibers (manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd.) with a diameter d of 7 μm was used as a columnar electrode (negative electrode). This columnar electrode was coated with a solution of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) using a dip method and dried to form a film with a thickness of 5 μm. A polymer membrane as a separation membrane was uniformly applied to the surface of the negative electrode. Next, a positive electrode active material (LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 ), acetylene black (HS-100 manufactured by Denka) as a conductive material, and vapor grown carbon fiber (VGCF manufactured by Showa Denko) as a conductive material were added. A positive electrode composite paste was prepared by adding N-methylpyrrolidone to a mixture of polyvinylidene fluoride (PVdF7305 manufactured by Kureha Co., Ltd.) as a binder in a mass ratio of 90:4:2:4. A positive electrode slurry was dip-coated on the above polymer-coated negative electrode to form a positive electrode composite layer such that the thickness of the positive electrode composite material was 35 μm. Thus, the negative electrode/polymer film/positive electrode composite layer formed concentrically was cut into a length of 11 cm to obtain a columnar single cell.

作製した単セルを、図2に示した作製手順に従って配列、積層し、蓄電デバイスを作製した。厚さ7μmのアルミニウム箔を導電体として用い、この箔上に所定本数の単セルを一列に配置し、プレスして結束した筏状の配列体を作製した。配列体は、直交して積層する際に、蓄電デバイスでの単セルの縦横の本数が同じになるように、第1配列体と第2配列体の2種類作製した。この筏状の配列体を所定数準備して積層したのち、積層方向を変えて更に積層し、X-Y軸方向にプレスすることにより、ファイバー電池群を形成した。作製した蓄電デバイスの断面のサイズは、4.5mm×4.5mmであった。なお、作製した蓄電デバイスは、すべて単セル本数及び容量を同じとした。 The produced single cells were arranged and stacked according to the production procedure shown in FIG. 2 to produce an electricity storage device. An aluminum foil having a thickness of 7 μm was used as a conductor, and a predetermined number of single cells were arranged in a row on this foil and pressed and bound to produce a raft-like array. Two types of array bodies, a first array body and a second array body, were prepared so that the numbers of single cells in the vertical and horizontal directions in the power storage device were the same when stacked orthogonally. A predetermined number of these raft-shaped arrays were prepared and stacked, and then the stacking direction was changed and further stacked, and pressed in the XY axis direction to form a fiber battery group. The cross-sectional size of the produced electricity storage device was 4.5 mm x 4.5 mm. Note that all of the produced electricity storage devices had the same number of single cells and the same capacity.

(実験例1)
同心円状の単セルをアルミニウム箔上に11本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を6セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に3セットずつ第2配列体を積層したものを実験例1とした(図2参照)。
(Experiment example 1)
After preparing 17 sets of first array bodies in which 11 concentric single cells were arranged on aluminum foil and 6 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged, and stacking 17 sets of first array bodies, Experimental example 1 was obtained by changing the stacking direction by 90 degrees and stacking three sets of second array bodies above and below the second array (see FIG. 2).

(実験例2~4)
単セルをアルミニウム箔上に12本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を5セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に2セット及び3セットの第2配列体を積層したものを実験例2とした。また、単セルをアルミニウム箔上に10本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を7セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に3セット及び4セットの第2配列体を積層したものを実験例3とした。また、単セルをアルミニウム箔上に13本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を4セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に2セットずつ第2配列体を積層したものを実験例4とした。
(Experiment examples 2 to 4)
After preparing 17 sets of first array bodies in which 12 single cells were arranged on aluminum foil and 5 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged, and stacking 17 sets of first array bodies, the stacking direction was changed. Experimental Example 2 consisted of two sets and three sets of second arrays stacked above and below the arrays at an angle of 90 degrees. In addition, 17 sets of first array bodies in which 10 single cells were arranged on aluminum foil and 7 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged were prepared, and after laminating 17 sets of first array bodies, Experimental Example 3 was obtained by stacking three sets and four sets of second array bodies above and below the stack with the direction changed by 90°. In addition, 17 sets of first array bodies in which 13 single cells were arranged on aluminum foil and 4 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged were prepared, and after laminating 17 sets of first array bodies, Experimental Example 4 was obtained by changing the direction by 90 degrees and stacking two sets of second arrays above and below.

(実験例5)
単セルをアルミニウム箔上に17×17本すべてを一列に配置した配列体を準備し、その配列体を端部から捲回して断面矩形状の構造体を作製した(図3B参照)。この構造体に対してX-Y軸方向のプレスを行い、得られた蓄電デバイスを実験例5とした。
(Experiment example 5)
An array in which all 17×17 single cells were arranged in a row on aluminum foil was prepared, and the array was wound from the end to produce a structure with a rectangular cross section (see FIG. 3B). This structure was pressed in the XY axis direction, and the resulting electricity storage device was designated as Experimental Example 5.

(実験例6)
同心円状の単セルをアルミニウム箔上に17本配置した配列体を17セット準備し、この配列体を17セット積層し、X-Y軸方向のプレスを行い、得られた蓄電デバイスを実験例6とした。図4は、一方向の導電体を内包する蓄電デバイス110の説明図である。
(Experiment example 6)
Experimental Example 6 And so. FIG. 4 is an explanatory diagram of a power storage device 110 that includes a unidirectional conductor.

(実験例7、8)
単セルをアルミニウム箔上に9本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を8セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に4セットずつの第2配列体を積層したものを実験例7とした。また、単セルをアルミニウム箔上に15本配置した第1配列体を17セット、単セルを17本配置した第2配列体を2セット準備し、第1配列体を17セット積層したのち、積層方向を90°変えてその上下に1セット及び1セットの第2配列体を積層したものを実験例8とした。
(Experiment examples 7 and 8)
After preparing 17 sets of first array bodies in which 9 single cells were arranged on aluminum foil and 8 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged, and stacking 17 sets of first array bodies, the stacking direction was adjusted. Experimental Example 7 was obtained in which four sets of second arrays were stacked on top and bottom of the second array at an angle of 90 degrees. In addition, 17 sets of first array bodies in which 15 single cells were arranged on aluminum foil and 2 sets of second array bodies in which 17 single cells were arranged were prepared, and after laminating 17 sets of first array bodies, Experimental Example 8 was obtained by changing the direction by 90° and stacking one set and one set of second arrays above and below.

(曲げ試験)
図5は、曲げ弾性率の測定方法の一例を示す説明図である。図5に示すように、形成した蓄電デバイスを「3点曲げ」により負荷を与えて、「荷重-たわみ」線図を測定し、その直線領域の傾きから、曲げ弾性率を算出した。曲げ試験では、インストロン社製万能試験機を用い、試料サイズを4.5mm×4.5mm×9cm、支点間距離Lを7cm、曲げ荷重を1mm/分の速度で印加して行った、
(bending test)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a method for measuring bending elastic modulus. As shown in FIG. 5, a load was applied to the formed electricity storage device by "three-point bending", a "load-deflection" diagram was measured, and the bending elastic modulus was calculated from the slope of the linear region. In the bending test, a universal testing machine manufactured by Instron was used, the sample size was 4.5 mm x 4.5 mm x 9 cm, the distance between fulcrums L was 7 cm, and the bending load was applied at a speed of 1 mm/min.

(結果と考察)
各実験例の曲げ弾性率Ex,Ey、その比Ey/Ex、導電体の存在比Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)などの結果を表1にまとめた。なお、曲げ弾性率は、実験例6のX軸方向の値を100として、その他の実験例の値を規格化した。図6は、実験例6の曲げ弾性率測定時の荷重-変位曲線である。荷重-変位曲線の傾き(曲げ弾性率)は、導電体の配置方向と荷重方向との関係によって大きく異なり、導電体の端部側であるX軸方向の剛性は、導電体の表裏面側であるY軸方向の剛性に比して、より大きいことが分かった。表1に示すように、配列体を重ねる方向、その積層数によって異なったX/Y軸方向の剛性が得られた。この理由は、ファイバー電極の各要素群は方向によって剛性の違いは無いことから、蓄電デバイスの内部に配設された導電体の方向による効果、影響が大きいと考えられた。部材の曲げ変形のしにくさを表す指標である曲げ弾性率は、図5に示した式で表される。すなわち、実験例6の場合を例に導電体の影響を考えると、Y軸方向に曲げる場合は幅b(4.5mm)、厚さh(7μm×17)となるが、X軸方向に曲げる場合は幅b(7μm×17)、厚さh(4.5mm)で、幅と厚さとが逆になり、X軸方向では3乗のhが大きくなるため、X軸方向の方がY軸方向に比してより剛性が高くなると考えられた。そこで、X軸方向に配置した各導電体の曲げ剛性の総和と、Y軸方向に配置した各導電体の曲げ剛性の総和との「比」をパラメータとして用いることにより、X/Y軸方向の剛性を規定することができると考えられた。表1に示すように、X/Y軸方向の導電体の比が1:2から2:1である、下記式(1)、(2)の範囲であれば、X/Y軸方向において剛性のバランスの取れた蓄電デバイスの構造を形成することが可能であることがわかった。式(1)において、ExがX軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率、EyがY軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率である。また、式(2)において、Lx、厚さtx及び数量mがそれぞれX軸方向に沿う第1導電部の長さ、厚さ及び数量であり、Ly、厚さty及び数量nがそれぞれY軸方向に沿う第2導電部の長さ、厚さ及び数量である。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
(Results and discussion)
The bending elastic modulus E x and E y of each experimental example, their ratio E y /E x , the abundance ratio of the conductor Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m, x 3 ) and other results are summarized in Table 1. Note that the bending elastic modulus was determined by setting the value in the X-axis direction of Experimental Example 6 as 100, and normalizing the values of the other experimental examples. FIG. 6 is a load-displacement curve when measuring the bending elastic modulus in Experimental Example 6. The slope of the load-displacement curve (flexural modulus) varies greatly depending on the relationship between the conductor arrangement direction and the load direction, and the rigidity in the X-axis direction on the end side of the conductor varies between the front and back sides of the conductor. It was found that the stiffness was greater than the stiffness in the Y-axis direction. As shown in Table 1, different rigidities in the X/Y axis directions were obtained depending on the direction in which the arrays were stacked and the number of layers stacked. The reason for this is that there is no difference in rigidity depending on the direction of each element group of the fiber electrode, so it was thought that the effect and influence of the direction of the conductor arranged inside the electricity storage device was large. The bending elastic modulus, which is an index representing the difficulty of bending deformation of a member, is expressed by the formula shown in FIG. That is, considering the influence of the conductor using Experimental Example 6 as an example, when bending in the Y-axis direction, the width is b (4.5 mm) and thickness h (7 μm x 17), but when bending in the X-axis direction In this case, the width is b (7 μm x 17) and the thickness h (4.5 mm), and the width and thickness are opposite, and the cube h is larger in the X-axis direction, so the X-axis direction is better than the Y-axis. It was thought that the rigidity would be higher compared to the direction. Therefore, by using the "ratio" of the total bending stiffness of each conductor arranged in the X-axis direction and the sum of the bending stiffness of each conductor arranged in the Y-axis direction as a parameter, the It was thought that rigidity could be defined. As shown in Table 1, if the ratio of conductors in the X/Y axis direction is within the range of formulas (1) and (2) below, where the ratio of the conductors in the X/Y axis direction is 1:2 to 2:1, the rigidity in the X/Y axis direction is It was found that it is possible to form a well-balanced structure of a power storage device. In formula (1), E x is the bending elastic modulus obtained by applying a load along the X-axis direction, and E y is the bending elastic modulus obtained by applying a load along the Y-axis direction. In addition, in formula (2), L x , thickness t x and quantity m are the length, thickness and quantity of the first conductive part along the X-axis direction, respectively, and L y , thickness t y and quantity n are the length, thickness, and quantity of the second conductive part along the Y-axis direction, respectively.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)

Figure 2023131247000002
Figure 2023131247000002

また、導電体の厚さは、より薄い方が体積エネルギー密度(Wh/L)を大きく設計することができる。導電体の厚さを7μmとしたものを基準値100として、導電体の厚さを変えた場合の体積エネルギー密度を計算によって求めた。導電体の厚さと体積エネルギー密度との関係をまとめて表2に示した。表2に示されるように、導電体の厚さが20μm以下であれば、95%以上の体積エネルギー密度が確保され、より好ましいものと推察された。 Furthermore, the thinner the conductor is, the larger the volumetric energy density (Wh/L) can be designed. The volume energy density when the thickness of the conductor was changed was calculated by setting the conductor thickness to 7 μm as a reference value of 100. Table 2 summarizes the relationship between the thickness of the conductor and the volumetric energy density. As shown in Table 2, if the thickness of the conductor is 20 μm or less, a volumetric energy density of 95% or more is ensured, which is considered to be more preferable.

Figure 2023131247000003
Figure 2023131247000003

上述した実施例では、縦横(X、Y)の単セルの数が等しい蓄電デバイスを検討したが、例えば、縦横の単セル数が異なる蓄電デバイスによっても、上記と同様に曲げ剛性のバランスをとることができる。また、上述した実施例では、導電体の厚さは、X軸方向に沿う第1配列体及びy方向に沿う第2配列体のいずれも同じものとしたが、厚さが異なるものとしてもよい。また、導電体の厚さは、第1配列体のすべてが同じものとしたが、これを任意で変更してもよいし、第2配列体においても同様である。例えば、厚さの異なる導電体を用いる場合は、より外周側に用いる方が曲げ剛性を高める観点からは好ましいものと推察された。 In the above-mentioned embodiment, a power storage device with the same number of vertical and horizontal (X, Y) single cells was considered, but for example, even if the power storage device has a different number of vertical and horizontal single cells, the bending rigidity can be balanced in the same way as above. be able to. Furthermore, in the above-described embodiment, the thickness of the conductor is the same in both the first array along the X-axis direction and the second array along the y-direction, but the conductors may have different thicknesses. . Further, although the thickness of the conductor is the same in all the first array bodies, it may be changed arbitrarily, and the same applies to the second array body. For example, when using conductors with different thicknesses, it was inferred that it is preferable to use them closer to the outer periphery from the viewpoint of increasing bending rigidity.

なお、本開示は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

10,10A,10B,110 蓄電デバイス、11 単セル、12 柱状電極、12a 端面、14 炭素繊維、15 分離膜、16 対極、21 第1導電部、22 第2導電部、25 電極集電体、26 対極集電体、31 第1配列体、32 第2配列体、41 第1積層部、42 第2積層部、d,D 直径。 10, 10A, 10B, 110 electricity storage device, 11 single cell, 12 columnar electrode, 12a end face, 14 carbon fiber, 15 separation membrane, 16 counter electrode, 21 first conductive part, 22 second conductive part, 25 electrode current collector, 26 counter electrode current collector, 31 first array, 32 second array, 41 first laminated portion, 42 second laminated portion, d, D diameter.

Claims (8)

電極活物質を含む複数の柱状電極と、
対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、
前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、
前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときに、X軸方向に沿って前記対極に設けられたシート状の第1導電部と、
Y軸方向に沿って前記対極に設けられたシート状の第2導電部と、を備え、
前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、
X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方である、
蓄電デバイス。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
a plurality of columnar electrodes containing an electrode active material;
a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes;
a separation membrane interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ion conductivity;
When the axial direction of the columnar electrode is the Z-axis, the X-axis along the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis perpendicular to the X-axis, a sheet-like first a conductive part;
a sheet-shaped second conductive part provided on the counter electrode along the Y-axis direction,
The bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, the bending elastic modulus E y obtained by applying a load along the Y-axis direction, and the length L of the first conductive part. x , thickness t x and quantity m, length L y of the second conductive part, thickness ty and quantity n,
Either the ratio E y /E x of the bending elastic modulus in the X-axis/Y-axis direction satisfies the following formula (1), or the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). satisfies or at least one of
Electricity storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)
前記式(1)及び前記式(2)のいずれも満たす、請求項1に記載の蓄電デバイス。 The electricity storage device according to claim 1, which satisfies both the formula (1) and the formula (2). 前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルが前記第1導電部上に配列された第1配列体が積層された第1積層部と、前記単セルが前記第2導電部上に配列された第2配列体が前記第1配列体に直交する方向に積層された第2積層部と、を有する、請求項1又は2に記載の蓄電デバイス。 a first stacked section in which a first array body including unit cells including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane is arranged on the first conductive section; and a first stacked section in which the single cells are stacked on the second conductive section The electricity storage device according to claim 1 or 2, further comprising a second stacked section in which the second array bodies arranged above are stacked in a direction perpendicular to the first array bodies. 前記第1導電部と前記第2導電部とは、同一部材である導電体であり、前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルが前記導電体に配列された配列体を捲回した構造を有する、請求項1又は2に記載の蓄電デバイス。 The first conductive part and the second conductive part are conductors that are the same member, and an array body in which unit cells each including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane are arranged on the conductor. The electricity storage device according to claim 1 or 2, having a wound structure. 前記第1導電部及び前記第2導電部は、その厚さが20μm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 The electricity storage device according to claim 1, wherein the first conductive part and the second conductive part have a thickness of 20 μm or less. 前記第1導電部及び前記第2導電部は、アルミニウム箔である、請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first conductive part and the second conductive part are aluminum foils. 電極活物質を含む複数の柱状電極と、対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、を備えた蓄電デバイスの製造方法であって、
前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルをシート状の第1導電部上に配列し第1配列体を得たのち該第1配列体を積層して第1積層部を形成し、前記単セルをシート状の第2導電部上に配列し第2配列体を得たのち該第2配列体を前記第1配列体に直交する方向に沿うよう前記第1積層体上に積層する積層工程、を含み、
前記積層工程では、前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときに前記第1導電部が沿う方向をX軸方向とし前記第2導電部が沿う方向をY軸方向とし、前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方であるように構成する、
蓄電デバイスの製造方法。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
A plurality of columnar electrodes containing an electrode active material, a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes, and a separation interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ionic conductivity. A method for manufacturing an electricity storage device comprising a membrane,
A first array body is obtained by arranging unit cells each including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane on a sheet-like first conductive part, and then the first array body is laminated to form a first laminated part. The single cells are arranged on a sheet-like second conductive part to obtain a second array, and then the second array is placed on the first laminate in a direction perpendicular to the first array. A lamination step of laminating the
In the lamination step, when the axial direction of the columnar electrode is the Z-axis, the X-axis along the plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis perpendicular to the X-axis, the direction along which the first conductive part follows is the X-axis direction. The direction along the second conductive part is the Y-axis direction, and the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, and the bending elasticity obtained by applying a load along the Y-axis direction. When the ratio E y is the length L x , the thickness t x and the quantity m of the first conductive part, and the length L y , the thickness t y and the quantity n of the second conductive part, the X axis/Y Whether the ratio of bending elastic modulus in the axial direction E y /E x satisfies the following formula (1) or whether the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). configure to be at least one,
A method for manufacturing a power storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)
電極活物質を含む複数の柱状電極と、対極活物質を含み前記柱状電極同士の間に存在する対極と、前記柱状電極と前記対極との間に介在し絶縁性とイオン伝導性とを有する分離膜と、を備えた蓄電デバイスの製造方法であって、
前記柱状電極と前記対極と前記分離膜とを備えた単セルをシート状の導電体上に配列し配列体を得たのち該配列体を捲回する捲回工程、を含み、
前記捲回工程では、前記柱状電極の軸方向をZ軸、Z軸に直交する面に沿うX軸、X軸に直交するY軸としたときにX軸方向に沿う前記導電体を第1導電部とし、Y軸方向に沿う前記導電体を第2導電部とし、前記X軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Ex、前記Y軸方向に沿って荷重をかけて得られた曲げ弾性率Eyとし、前記第1導電部の長さLx、厚さtx及び数量m、前記第2導電部の長さLy、厚さty及び数量nとしたとき、X軸/Y軸方向の曲げ弾性率の比Ey/Exが下記式(1)を満たすか、前記第1導電部と前記第2導電部との総和の比が下記式(2)を満たすか、の少なくとも一方であるように構成する、
蓄電デバイスの製造方法。
0.5≦Ey/Ex≦2.0 …式(1)
0.5≦Σ(tn,y・Ln,y 3)/Σ(tm,x・Lm,x 3)≦2.0 …式(2)
A plurality of columnar electrodes containing an electrode active material, a counter electrode containing a counter electrode active material and existing between the columnar electrodes, and a separation interposed between the columnar electrode and the counter electrode and having insulation and ionic conductivity. A method for manufacturing an electricity storage device comprising a membrane,
a winding step of arranging unit cells each including the columnar electrode, the counter electrode, and the separation membrane on a sheet-like conductor to obtain an array, and then winding the array;
In the winding step, when the axial direction of the columnar electrode is the Z axis, the X axis along the plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis perpendicular to the X axis, the conductor along the X axis direction is a first conductor. , the conductor along the Y-axis direction is the second conductive part, the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the X-axis direction, and the bending elastic modulus E x obtained by applying a load along the Y-axis direction. When the bending elastic modulus E y is the length L x , the thickness t x and the quantity m of the first conductive part, and the length L y , the thickness t y and the quantity n of the second conductive part, Either the ratio E y /E x of the bending elastic modulus in the X-axis/Y-axis direction satisfies the following formula (1), or the ratio of the sum of the first conductive part and the second conductive part satisfies the following formula (2). or at least one of the following:
A method for manufacturing a power storage device.
0.5≦E y /E x ≦2.0…Formula (1)
0.5≦Σ(t n,y・L n,y 3 )/Σ(t m,x・L m,x 3 )≦2.0 …Formula (2)
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