JP7463746B2

JP7463746B2 - 蓄電素子

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Publication number: JP7463746B2
Application number: JP2020015671A
Authority: JP
Inventors: 明彦宮崎; 祥太伊藤; 謙太尾木; 慧熊林
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2040-01-31
Also published as: JP2021125301A

Description

本発明は、蓄電素子に関する。

携帯電話、電気自動車等の様々な機器に、充放電可能な蓄電素子（二次電池、キャパシタ等）が使用されている。蓄電素子としては、正極基材の表面に正極活物質層が積層された正極と負極基材の表面に負極活物質層が積層された負極とが電気絶縁性を有するセパレータを介して重ね合わされている電極体を備えるものが広く用いられている。このような電極体が電解液等の電解質と共に容器に収納され、蓄電素子を構成している。正極及び負極には、これら自身を外部端子に接続するために、基材（正極基材又は負極基材）において、活物質層が積層されていないタブが設けられていることが一般的である（特許文献１参照）。

特開２０１８－１４７８３２号公報

上記のようなタブが設けられた蓄電素子においては、急速充電する際に、負極のタブに近接する表面に金属リチウム等の電気化学的析出（以下、「電析」という。）が生じやすいという不都合を有する。このような不都合に対し、発明者らは、負極のタブが積層方向と直交する一の方向に突出している場合には、タブ側の負極活物質層を薄くすることで電析が生じ難くなることを知見した。しかしこのようにタブ側の負極活物質層を薄くした蓄電素子においては、容器内で電極体のずれが生じやすいという新たな不都合が生じる。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、急速充電の際の電析の発生が抑制されており、且つ電極体のずれが生じ難い蓄電素子を提供することである。

本発明の一態様は、正極と負極とセパレータとを有し、上記正極と上記負極とが上記セパレータを介して重ね合わされている電極体を備え、上記正極が、正極基材と、上記正極基材に積層される正極活物質層とを備え、上記負極が、負極基材と、上記負極基材に積層される負極活物質層とを備え、上記負極基材が、積層方向と直交する一の方向に突出する負極タブを有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、それぞれ上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さより小さく、上記電極体の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さ以上である蓄電素子である。

本発明の一態様によれば、急速充電の際の電析の発生が抑制されており、且つ電極体のずれが生じ難い蓄電素子を提供することができる。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る蓄電素子を示す模式的斜視図である。図２は、図１の蓄電素子の電極体の模式的断面図である。図３は、本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子の電極体の模式的断面図である。図４は、図３の電極体を備える蓄電素子の一例を示す模式的斜視図である。図５は、図３の電極体を備える蓄電素子の他の例を示す模式的斜視図である。図６は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。

初めに、本明細書によって開示される蓄電素子の概要について説明する。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極と負極とセパレータとを有し、上記正極と上記負極とが上記セパレータを介して重ね合わされている電極体を備え、上記正極が、正極基材と、上記正極基材に積層される正極活物質層とを備え、上記負極が、負極基材と、上記負極基材に積層される負極活物質層とを備え、上記負極基材が、積層方向と直交する一の方向に突出する負極タブを有し、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、それぞれ上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さより小さく、上記電極体の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さ以上である蓄電素子である。

本発明の一態様に係る蓄電素子においては、急速充電の際の電析の発生が抑制されており、且つ電極体のずれが生じ難い。このような効果が生じる理由としては定かではないが、以下の理由が推測される。従来の蓄電素子において急速充電する際に負極のタブ側に電析が生じやすい原因としては、タブ側に電流集中が生じることなどが考えられる。これに対し、本発明の一態様に係る蓄電素子においては、正極活物質層及び負極活物質層における負極タブが突出している側の端部を薄くしているため、急速充電の際のタブ側の負極の電流集中が緩和され、負極活物質のリチウムイオン等の受け入れ性が向上される。このことにより、電析の発生が抑制されていると推測される。さらに当該蓄電素子においては、電極体の負極タブが突出している側の端部の厚さをこの負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さ以上としているため、電極体のずれが生じ難くなっている。

なお、負極基材における「積層方向」とは、負極基材に対して負極活物質層が積層される方向（例えば、図２、３における左右方向）である。この負極基材における「積層方向」は、負極基材の厚さの方向と同じ方向である。また、「電極体の厚さ」とは、正極、セパレータ及び負極が重ね合わされた方向（例えば、図２、３における左右方向）の厚さをいい、正極活物質層及び負極活物質層の厚さと同じ方向の厚さである。電極体、正極活物質層、負極活物質層及び後述するセパレータの所定部分の「厚さ」とは、任意の５点で測定した値の平均値とする。

上記正極基材が上記一の方向の負極タブが突出している側に突出する正極タブを有することが好ましい。このような正極タブと負極タブとが同じ向きに設けられている蓄電素子に対して、本発明の一態様を好適に適用することができる。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、上記電極体を収納する硬質容器をさらに備えることが好ましい。通常、硬質容器に電極体が収納されている場合、電極体と硬質容器との間に隙間が生じ易いことなどにより、電極体のずれが生じ易くなる傾向にある。そのため、硬質容器を備える蓄電素子に本発明の一態様を適用することで、電極体のずれが生じ難いという効果を特に十分に享受することができる。

なお、「硬質容器」とは、破壊しない程度に力を加えたときに、実質的に折れ曲がらない容器をいい、例えば金属製又は樹脂製の角型容器、円筒型容器等が挙げられる。硬質容器に該当しない容器としては、典型的にはラミネートフィルムから形成される容器が挙げられる。「硬質容器」は、例えば圧力の変化などにより膨張又は収縮する程度の変形が生じるものであってよい。

上記電極体が、上記一の方向の負極タブが突出している側に設けられる厚さ調整部材を有することが好ましい。このような厚さ調整部材を用いることにより、比較的容易に、負極タブが突出している側の電極体の端部の厚さが反対側の端部の厚さ以上である構成とすることができる。

上記セパレータの上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さより大きいことも好ましい。このようなセパレータを用いることによっても、比較的容易に、負極タブが突出している側の電極体の端部の厚さが反対側の端部の厚さ以上である構成とすることができる。

上記正極活物質層及び上記負極活物質層の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部から、上記一の方向の負極タブが突出している側の端部に向かって徐々に小さくなっていることが好ましい。このように、正極活物質層及び負極活物質層が徐々に薄くなっている形状である場合、電力集中がより緩和されることなどにより、急速充電の際の電析の発生がより抑制される。

以下、本発明の一実施形態に係る蓄電素子について詳説する。

＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態に係る図１の蓄電素子１００（二次電池）は、電極体１と、この電極体１を収容する容器２とを備える。容器２の中には、電極体１と共に図示しない電解質が封入される。

電極体１は、図２に模式的に示すように、複数の正極３、複数の負極４、及び複数のセパレータ５を有する。正極３と負極４とは、セパレータ５を介して重ね合わされている。図１、図２の電極体１は、複数の矩形状の正極３及び複数の矩形状の負極４が交互に且つ矩形状のセパレータ５を介して積層されてなる、積層型の電極体である。他の実施形態において、帯状の正極と帯状の負極とが帯状のセパレータを介して重ね合わされた状態で巻かれてなる、巻回型の電極体に本発明を適用してもよい。

（正極）
正極３は、正極基材６、及びこの正極基材６の両面にそれぞれ積層される正極活物質層７を有する。なお、正極基材６と正極活物質層７との間には、図示しない中間層が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

正極基材６は、導電性を有する。「導電性」を有するとは、ＪＩＳ－Ｈ－０５０５（１９７５年）に準拠して測定される体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ超であることを意味する。正極基材６の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、正極基材６の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材６としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、ＪＩＳ－Ｈ－４０００（２０１４年）に規定されるＡ１０８５、Ａ３００３等が例示できる。

正極基材６は、実質的に均一な厚さのもの（板、シート）であってよい。正極基材６の平均厚さは、３μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上４０μｍ以下がより好ましく、８μｍ以上３０μｍ以下がさらに好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下が特に好ましい。正極基材６の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材６の強度を高めつつ、蓄電素子１００の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。正極基材６及び後述する負極基材９の「平均厚さ」とは、所定の面積の基材を打ち抜いた際の打ち抜き質量を、基材の真密度及び打ち抜き面積で除した値をいう。

正極基材６は、正極基材６と正極活物質層７との積層方向（図２における左右方向）と直交する一の方向（図２における上下方向）に突出する正極タブ８を有する。具体的に正極タブ８は、略方形状の正極基材本体の一辺の一部から突出するように略方形状に設けられている。正極タブ８は、後述する一の方向（図２における上下方向）における負極タブ１１が突出している側（図２における上側）に突出している。複数の正極３の各正極タブ８は、重なり合うように設けられている（図１参照）。正極基材６における正極タブ８には、正極活物質層７が積層されておらず、正極タブ８（正極基材６）が露出している。

図示しない中間層は、正極基材６の表面の被覆層であり、炭素粒子等の導電性粒子を含むことで正極基材６と正極活物質層７との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば樹脂バインダ及び導電性粒子を含有する組成物により形成できる。

正極活物質層７は、正極活物質を含む層である。正極活物質層７は、必要に応じて、導電剤、バインダ（結着材）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

正極活物質層７の一の方向（図２における上下方向）の正極タブ８及び負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴａ１は、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴａ２より小さい。厚さＴａ１と厚さＴａ２との比（Ｔａ１／Ｔａ２）としては、例えば０．５以上１未満であり、０．６以上０．９５以下が好ましい。いくつかの態様において、厚さの比（Ｔａ１／Ｔａ２）は、０．８以上０．９４以下であってもよく、０．８５以上０．９２以下であってもよい。厚さＴａ１は、例えば１０μｍ以上９５μｍ以下である。いくつかの態様において、厚さＴａ１は、２０μｍ以上８０μｍ以下であってもよく、３０μｍ以上５８μｍ以下であってもよい。また、厚さＴａ２は、例えば１５μｍ以上１００μｍ以下である。いくつかの態様において、厚さＴａ２は、３０μｍ以上９０μｍ以下であってもよく、６０μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。正極活物質層７の厚さは、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）から、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側の端部（図２における上側）に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、正極活物質層７は、積層方向及び正極タブ８の突出方向のそれぞれに垂直な方向視、すなわち図２において、表面がなだらかに傾斜するように形成されている。

正極活物質としては、公知の正極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。正極活物質としては、例えば、α－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等が挙げられる。α－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_１－ｘ］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_{１－ｘ－γ}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＣｏ_１－ｘ］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_{１－ｘ－γ}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_βＣｏ_{１－ｘ－γ－β}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_βＡｌ_{１－ｘ－γ－β}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１）等が挙げられる。スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物として、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_２－γＯ_４等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。正極活物質層７においては、これら材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

正極活物質は、通常、粒子（粉体）である。正極活物質の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。正極活物質の平均粒子径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒子径を上記上限以下とすることで、正極活物質層７の電子伝導性が向上する。なお、正極活物質と他の材料との複合体を用いる場合、該複合体の平均粒径を正極活物質の平均粒径とする。

粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。

正極活物質層７における正極活物質の含有量は、５０質量％以上９９質量％以下が好ましく、７０質量％以上９８質量％以下がより好ましく、８０質量％以上９５質量％以下がさらに好ましい。正極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質層７の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。

導電剤は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料、金属、導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛化炭素、非黒鉛化炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛化炭素としては、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、フラーレン等が挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。導電剤としては、これらの材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとＣＮＴとを複合化した材料を用いてもよい。これらの中でも、電子伝導性及び塗工性の観点よりカーボンブラックが好ましく、中でもアセチレンブラックが好ましい。

正極活物質層７における導電剤の含有量は、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、３質量％以上９質量％以下がより好ましい。導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、蓄電素子１００のエネルギー密度を高めることができる。

バインダとしては、例えば、フッ素樹脂（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）等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂；エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のエラストマー；多糖類高分子等が挙げられる。

正極活物質層７におけるバインダの含有量は、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、２質量％以上９質量％以下がより好ましく、３質量％以上６質量％以下がさらに好ましい。バインダの含有量を上記の範囲とすることで、活物質を安定して保持することができる。

増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。増粘剤がリチウム等と反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させてもよい。増粘剤を使用する場合、正極活物質層７における増粘剤の含有量は、０．１質量％以上８質量％以下とすることができ、通常、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層７が上記増粘剤を含まない態様で好ましく実施され得る。

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。フィラーを使用する場合、正極活物質層７におけるフィラーの含有量は、０．１質量％以上８質量％以下とすることができ、通常、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層７が上記フィラーを含まない態様で好ましく実施され得る。

正極活物質層７は、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の典型非金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｂａ等の典型金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。

（負極）
負極４は、負極基材９、及びこの負極基材９の両面にそれぞれ積層される負極活物質層１０を有する。なお、負極基材９と負極活物質層１０との間には、図示しない中間層が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。負極の中間層は、上述した正極の中間層と同様の構成とすることができる。

負極基材９は、正極基材６と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材９としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極基材９は、実質的に均一な厚さのもの（板、シート）であってよい。負極基材９の平均厚さは、２μｍ以上３５μｍ以下が好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下がより好ましく、４μｍ以上２５μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。負極基材９の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材９の強度を高めつつ、蓄電素子１００の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。

負極基材９は、負極基材９と負極活物質層１０との積層方向（図２における左右方向）と直交する一の方向（図２における上下方向）に突出する負極タブ１１を有する。具体的に負極タブ１１は、略方形状の負極基材本体の一辺の一部から突出するように略方形状に設けられている。正極タブ８と負極タブ１１とは、共に上記一の方向における同じ側（図２における上側）に突出している。複数の負極４の各負極タブ１１は、重なり合うように設けられている（図１参照）。但し、複数の正極タブ８と複数の負極タブ１１とは、重なり合わないように、積層方向（図２における左右方向）視においてずれた位置にそれぞれ設けられている（図１参照）。負極基材９における負極タブ１１には、負極活物質層１０が積層されておらず、負極タブ１１（負極基材９）が露出している。

負極活物質層１０は、負極活物質を含む層である。負極活物質層１０は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極活物質層７と同様のものを用いることができる。

負極活物質層１０は、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の典型非金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｂａ等の典型金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ等の遷移金属元素を負極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。

負極活物質層１０の一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴｂ１は、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴｂ２より小さい。厚さＴｂ１と厚さＴｂ２との比（Ｔｂ１／Ｔｂ２）としては、例えば０．５以上１未満であり、０．６以上０．９５以下が好ましい。いくつかの態様において、厚さの比（Ｔｂ１／Ｔｂ２）は、０．８以上０．９４以下であってもよく、０．８５以上０．９２以下であってもよい。厚さＴｂ１は、例えば１０μｍ以上９５μｍ以下である。いくつかの態様において、厚さＴｂ１は、３０μｍ以上９０μｍ以下であってもよく、４０μｍ以上６８μｍ以下であってもよい。また、厚さＴｂ２は、例えば１５μｍ以上１００μｍ以下である。いくつかの態様において、厚さＴｂ２は、４０μｍ以上９５μｍ以下であってもよく、７０μｍ以上９０μｍ以下であってもよい。負極活物質層１０の厚さは、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）から、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側の端部（図２における上側）に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、負極活物質層１０は、積層方向及び負極タブ１１の突出方向のそれぞれに垂直な方向視、すなわち図２において、表面がなだらかに傾斜するように形成されている。

負極活物質としては、公知の負極活物質の中から適宜選択できる。例えばリチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Ｌｉ；Ｓｉ、Ｓｎ等の金属又は半金属；Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｓｎ酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物；Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＬｉＴｉＯ_２、ＴｉＮｂ_２Ｏ_７等のチタン含有酸化物；ポリリン酸化合物；炭化ケイ素；黒鉛（グラファイト）、非黒鉛質炭素（易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料等が挙げられる。負極活物質層１０においては、これら材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、エックス線回折法により決定される（００２）面の平均格子面間隔（ｄ_００２）が０．３３ｎｍ以上０．３４ｎｍ未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてエックス線回折法により決定される（００２）面の平均格子面間隔（ｄ_００２）が０．３４ｎｍ以上０．４２ｎｍ以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチまたは石油ピッチ由来の材料、石油コークスまたは石油コークス由来の材料、植物由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。

ここで、炭素材料の「放電状態」とは、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Ｌｉを対極として用いた単極電池において、開回路電圧が０．７Ｖ以上である状態をいう。開回路状態での金属Ｌｉ対極の電位は、Ｌｉの酸化還元電位とほぼ等しいため、上記単極電池における開回路電圧は、Ｌｉの酸化還元電位に対する炭素材料を含む負極の電位とほぼ同等である。つまり、上記単極電池における開回路電圧が０．７Ｖ以上であることは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されていることを意味する。

「難黒鉛化性炭素」とは、上記ｄ_００２が０．３６ｎｍ以上０．４２ｎｍ以下の炭素材料をいう。

「易黒鉛化性炭素」とは、上記ｄ_００２が０．３４ｎｍ以上０．３６ｎｍ未満の炭素材料をいう。

なお、負極活物質が黒鉛を含む場合、本発明の一態様に係る蓄電素子の効果が特に十分に享受される。従来の一般的な蓄電素子において、負極活物質が黒鉛を含む場合、急速充電の際の電析が生じ易い。そのため、負極活物質が黒鉛を含む場合、急速充電の際の電析の発生が抑制されるという効果が特に十分に享受される。

負極活物質の形態が粒子（粉体）の場合、負極活物質の平均粒径は、例えば、１ｎｍ以上１００μｍ以下とすることができる。負極活物質が例えば炭素材料である場合、その平均粒径は１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい場合がある。負極活物質が、金属、半金属、金属酸化物、半金属酸化物、チタン含有酸化物、ポリリン酸化合物等である場合、その平均粒径は、１ｎｍ以上１μｍ以下が好ましい場合がある。負極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、活物質層の導電性が向上する。粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。また、負極活物質が金属Ｌｉの場合、その形態は箔状又は板状であってもよい。

負極活物質層１０における負極活物質の含有量は、６０質量％以上９９質量％以下が好ましく、９０質量％以上９８質量％以下がより好ましい。負極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、負極活物質層１０の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。なお、負極活物質が金属Ｌｉである場合、負極活物質層１０における負極活物質の含有量は９９質量％以上であってよく、１００質量％であってよい。

（セパレータ）
セパレータ５は、正極３と負極４との間に介在する。セパレータ５は、正極３と負極４とを隔離しつつ、電解質を保持して正極３と負極４との間のイオン伝導性を確保する。すなわち、セパレータ５は、多孔質状のシート又は板である。

セパレータ５の一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴｃ１は、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴｃ２より大きい。セパレータ５の厚さは、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）から、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側の端部（図２における上側）に向かって徐々に大きくなっている。

蓄電素子１００を製造する際、セパレータ５は、非加圧の状態で厚さＴｃ１が厚さＴｃ２より大きい、厚さ不均一なセパレータを用いることができる。一方、セパレータ５としては、非加圧の状態で厚さが実質的に均一なセパレータ（Ｔｃ１＝Ｔｃ２）を用いて製造することもできる。厚さが実質的に均一なセパレータを用いる場合、例えば以下のような製法により本発明の一実施形態に係る蓄電素子１００を得ることができる。まず、正極３、負極４及び厚さが実質的に均一なセパレータを用いて電極体１を成形し、上記一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）が厚い電極体１（Ｔｄ１＜Ｔｄ２）を得る。このような形状の電極体１を容器２として角型の硬質容器に挿入する。このとき、硬質容器として、内寸の厚さが、挿入前の電極体１の負極タブ１１が突出している側の端部の厚さＴｄ１と同程度又はそれ以下のものを用いる。用いる硬質容器は、内寸の厚さが均一のもの、又は内寸の厚さについて、上記一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）に対応する部分がやや薄いものであってよい。このようにすることで、容器２内において、電極体１は、負極タブ１１が突出している側とは反対側の端部（図２における下側）が相対的に強く積層方向に押圧された状態となる。このような押圧状態で初期化成（初期充放電）処理を行うことで、厚さＴｃ１が厚さＴｃ２より大きい厚さ不均一な図２の形状のセパレータ５に変形される。

セパレータ５は、公知のセパレータの中から適宜選択できる。セパレータとして、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層の一方の面又は双方の面に耐熱粒子とバインダとを含む耐熱層が形成されたセパレータ等を使用することができる。セパレータの基材層の材質としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの材質の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。

耐熱層に含まれる耐熱粒子は、大気下で５００℃にて質量減少が５％以下であるものが好ましく、大気下で８００℃にて質量減少が５％以下であるものがさらに好ましい。質量減少が所定以下である材料として無機化合物が挙げられる。無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物；窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物；炭酸カルシウム等の炭酸塩；硫酸バリウム等の硫酸塩；フッ化カルシウム、フッ化バリウム等の難溶性のイオン結晶；シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶；タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。

セパレータ５としては、基材層と、この基材層の一方の面又は双方の面に積層された耐熱層とを有するセパレータが好ましい。このとき、上記耐熱層は無機層（無機粒子を含む層）であることがより好ましい。また、基材層の空孔率が耐熱層の空孔率より低いことが好ましい。このようなセパレータを用いることで、急速充電の際の電析の発生をより抑制することができる。例えば基材層の空孔率としては、４５体積％以上７０体積％以下が好ましい。いくつかの態様において、基材の空孔率は、４８体積％以上６５体積％以下であってもよく、５０体積％以上５５体積％以下であってもよい。耐熱層の空孔率としては、５０体積％以上９０体積％以下が好ましい。いくつかの態様において、耐熱層の空孔率は、６０体積％以上８０体積％以下であってもよく、６５体積％以上７５体積％以下であってもよい。ここで、「空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。

セパレータとして、ポリマーと非水電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。

（電極体の厚さ等）
正極３、負極４及びセパレータ５から構成される電極体１においては、その積層方向を法線方向とする面（図２における左右の面）が、容器２に直接接しているか、又は容器２に図示しない他の部材を介して接している。これにより、電極体１は容器２内において固定された状態となっている。なお、電極体１の底面（図１、２における下側の面）は、容器２の底面に接していてもよく、接していなくてもよい。

正極３、負極４及びセパレータ５から構成される電極体１の一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴｄ１は、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴｄ２以上である。この電極体１の厚さＴｄ１、Ｔｄ２は、正極３の厚さＴａ１、Ｔａ２、負極の厚さＴｂ１、Ｔｂ２、及びセパレータの厚さＴｃ１、Ｔｃ２を調整することにより制御することができる。

なお、電極体１のずれをより生じ難くさせるためには、電極体１の厚さＴｄ１と厚さＴｄ２との比（Ｔｄ１／Ｔｄ２）は１に近いことが好ましいこともある。一方、製造容易性の観点などからは、電極体１の上記厚さの比（Ｔｄ１／Ｔｄ２）は１より大きくてよい。この場合、図１に示した態様では、電極体１の容器２への収納のしやすさが向上するという利点もある。上記厚さの比（Ｔｄ１／Ｔｄ２）としては、例えば１以上１．２以下が好ましく、１以上１．１以下がより好ましく、実質的に１であってよい。

（電解質）
電解質としては、公知の電解質の中から適宜選択できる。電解質には、電解液を用いることができ、中でも非水電解液を用いてよい。非水電解液は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とを含む。

非水溶媒としては、公知の非水溶媒の中から適宜選択できる。非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、リン酸エステル、スルホン酸エステル、エーテル、アミド、ニトリル等が挙げられる。非水溶媒として、これらの化合物に含まれる水素原子の一部がハロゲンに置換されたものを用いてもよい。

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、スチレンカーボネート、１－フェニルビニレンカーボネート、１，２－ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でもＥＣが好ましい。

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス（トリフルオロエチル）カーボネート等が挙げられる。これらの中でもＤＭＣ及びＥＭＣが好ましい。

非水溶媒として、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの少なくとも一方を用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解液のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解液の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率（環状カーボネート：鎖状カーボネート）としては、例えば、５：９５から５０：５０の範囲とすることが好ましい。

電解質塩としては、公知の電解質塩から適宜選択できる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等が挙げられる。これらの中でもリチウム塩が好ましい。

リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＰＯ_２Ｆ_２、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２等の無機リチウム塩、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）（ＳＯ_２Ｃ_４Ｆ_９）、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、ＬｉＣ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_３等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、ＬｉＰＦ_６がより好ましい。

非水電解液における電解質塩の含有量は、０．１ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると好ましく、０．３ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．０ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとより好ましく、０．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとさらに好ましく、０．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液のイオン伝導度を高めることができる。

非水電解液は、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えばビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物；２－フルオロビフェニル、ｏ－シクロヘキシルフルオロベンゼン、ｐ－シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分ハロゲン化物；２，４－ジフルオロアニソール、２，５－ジフルオロアニソール、２，６－ジフルオロアニソール、３，５－ジフルオロアニソール等のハロゲン化アニソール化合物；無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物；亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、４，４’－ビス（２，２－ジオキソ－１，３，２－ジオキサチオラン）、４－メチルスルホニルオキシメチル－２，２－ジオキソ－１，３，２－ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、リン酸トリストリメチルシリル、チタン酸テトラキストリメチルシリル等が挙げられる。これら添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

非水電解液に含まれる添加剤の含有量は、非水電解液全体の質量に対して０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．１質量％以上７質量％以下がより好ましく、０．２質量％以上５質量％以下がさらに好ましく、０．３質量％以上３質量％以下が特に好ましい。添加剤の含有量を上記の範囲とすることで、高温保存後の容量維持性能又は充放電サイクル性能を向上させたり、安全性をより向上させたりすることができる。

電解質には、固体電解質を用いてもよく、非水電解液と固体電解質とを併用してもよい。また、電解質には、水を溶媒とする電解液を用いてもよい。

固体電解質としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム等のイオン伝導性を有し、常温（例えば１５℃から２５℃）において固体である任意の材料から選択できる。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、酸窒化物固体電解質、ポリマー固体電解質等が挙げられる。

硫化物固体電解質としては、リチウムイオン二次電池の場合、例えば、Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５、ＬｉＩ－Ｌｉ_２Ｓ－Ｐ_２Ｓ_５、Ｌｉ_１０Ｇｅ－Ｐ_２Ｓ_１２等が挙げられる。

（容器）
容器２は、電極体１を収容し、内部に電解質が封入される密閉容器である。容器２の材質としては、電解質を封入できるシール性と、電極体１を保護できる強度とを備えるものであれば、例えば樹脂等であってもよいが、金属が好適に用いられる。容器２としては、例えばラミネートフィルムから形成され、可撓性を有する袋体等であってもよいが、電極体１をより確実に保護できる点からは、硬質容器（非可撓性容器）を用いることが好ましい。

硬質容器としては、図１に示される容器２のような角型容器の他、円筒型容器、扁平型容器、コイン型容器、ボタン型容器等が挙げられる。硬質容器の材質としては、樹脂及び金属が挙げられるが、金属が好ましい。硬質容器、特に硬質容器の容器本体を構成する底板及び側板等の部材の厚さとしては、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。容器２がこのような硬質容器である場合、電極体１をより確実に保護できる。一方、容器２が硬質容器である場合、一般的に容器内で電極体１のずれが生じ易くなる傾向にあるため、硬質容器を備える蓄電素子に本発明の一態様を適用することで、電極体のずれが生じ難いという効果を特に十分に享受することができる。

図１に示されるように、容器２は、有底四角筒状の容器本体１２と、この容器本体１２の開口を封止する板状の蓋体１３とを備える構成とすることができる。また、蓋体１３には、正極３の正極タブ８に電気的に接続される正極外部端子１４と、負極４の負極タブ１１に電気的に接続される負極外部端子１５とが配設される。具体的には、正極外部端子１４及び負極外部端子１５は、蓋体１３を貫通するよう設けられる。

蓄電素子１００は、正極接続部材１６及び負極接続部材１７をさらに有する。正極接続部材１６は、容器２の内側で正極外部端子１４に取り付けられ、重ね合わされた複数の正極タブ８が接続される。同様に、負極接続部材１７は、容器２の内側で負極外部端子１５に取り付けられ、重ね合わされた複数の負極タブ１１が接続される。

（製造方法）
蓄電素子１００は、例えば、正極を作製すること、負極を作製すること、電解質を調製すること、正極及び負極をセパレータを介して積層することにより電極体を形成すること、電極体を容器に収容すること、上記容器に電解質を注入すること、並びに初期化成（初期充放電）することを備える製造方法により製造することができる。

なお、上述のように、当該蓄電素子を製造するために準備するセパレータは、非加圧の状態で図２に示すような厚さ不均一な（Ｔｃ１＞Ｔｃ２）セパレータであってもよく、非加圧の状態で厚さが実質的に均一な（Ｔｃ１＝Ｔｃ２）セパレータであってもよい。厚さが実質的に均一なセパレータを用いる場合、電極体の形成工程、容器への電極体の収容工程、及び初期化成（初期充放電）工程を経ることで、セパレータが変形し厚さ不均一なセパレータとなった蓄電素子が得られる。

（利点等）
蓄電素子１００においては、正極活物質層７及び負極活物質層１０の一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴａ１、Ｔｂ１が、それぞれ上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴａ２、Ｔｂ２より小さい。このため、従来生じ易い急速充電の際の負極タブ側の負極表面の電析の発生が抑制される。

なお、負極活物質層の質量に対する電気容量が２６０ｍＡｈ／ｇ以上である蓄電素子に本発明の一実施形態に係る蓄電素子を適用させるとよい。このような負極活物質層の質量当たりの電気容量が大きい蓄電素子は、急速充電の際の電析が生じ易い。そのため、本発明の一実施形態に係る蓄電素子の負極活物質層の質量に対する電気容量が２６０ｍＡｈ／ｇ以上である場合、急速充電の際の電析の発生が抑制されるという効果が特に十分に享受される。なお、当該蓄電素子における負極活物質層の質量に対する電気容量の上限としては、例えば４００ｍＡｈ／ｇであってよく、３００ｍＡｈ／ｇであってもよい。蓄電素子の「電気容量」は、蓄電素子の容量表示に用いる容量（定格容量）とする。すなわち、電気容量（定格容量）は、蓄電素子に表示されている容量である。

このため蓄電素子１００は、特に、急速充電を行う又は急速充電を行うことが望まれる用途に好適に用いることができる。例えば蓄電素子１００は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源、電車、自動車等の回生電力を充電する電源等に特に好適に用いることができる。

また、蓄電素子１００においては、電極体１の一の方向（図２における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図２における上側）の端部の厚さＴｄ１が、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図２における下側）の端部の厚さＴｄ２以上である。このため、蓄電素子１００においては、製造時、使用時等における電極体１のずれが生じ難い。

＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子は、電極体が図３に示す構造の電極体２１であること以外は第一の実施形態に係る蓄電素子１００の形態を適用することができる。

図３の電極体２１は、複数の正極３、複数の負極４、複数のセパレータ２２、及び厚さ調整部材２３を有する。正極３と負極４とは、セパレータ２２を介して重ね合わされている。図３の電極体２１も、図２の電極体１と同様、積層型の電極体である。

電極体２１の正極３及び負極４は、図２の電極体１の正極３及び負極４と同様であるので、同一番号を付して説明を省略する。すなわち、図３の電極体２１の正極３及び負極４においても、図２の電極体１の正極３及び負極４と同様、各活物質層の厚さに関するＴａ１＜Ｔａ２及びＴｂ１＜Ｔｂ２の関係を満たす。

セパレータ２２は、正極３と負極４との間に介在する。セパレータ２２の一の方向（図３における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図３における上側）の端部の厚さＴｃ１と、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図３における下側）の端部の厚さＴｃ２との関係は特に限定されない。図３のように、厚さＴｃ１と厚さＴｃ２とは実質的に同じであってもよく、厚さＴｃ１が厚さＴｃ２より大きくてもよく、その逆であってもよい。

厚さ調整部材２３は、電極体２１において、一の方向（図３における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図３における上側）の最も外側に積層されている。厚さ調整部材２３は、帯状（テープ状）の部材である。厚さ調整部材２３は、例えば樹脂製、金属製、紙製、布製等であってよく、取扱性等の点から樹脂製（例えば多孔質樹脂部材）が好ましい。厚さ調整部材２３は、セパレータ２２と同じ材質であってもよい。

厚さ調整部材２３は、図４に示す蓄電素子１０１のように、電極体２１において、単に表面の一部及び図示しない裏面の一部のみに積層されていてもよい。また、厚さ調整部材２３は、図５に示す蓄電素子１０２のように、電極体２１における周面の負極タブ１１側（図４における上側）一周を覆うように設けられていてもよい。図５の蓄電素子１０２ように厚さ調整部材２３が設けられている場合、正極３、負極４及びセパレータ２２の積層体が厚さ調整部材２３により固定された状態となるため、電極体２１のずれの発生は特に十分に低減することができる。

このような厚さ調整部材２３を有する電極体２１の一の方向（図３における上下方向）の負極タブ１１が突出している側（図３における上側）の端部の厚さＴｄ１は、上記一の方向の負極タブ１１が突出している側とは反対側（図３における下側）の端部の厚さＴｄ２以上である。電極体２１においても、厚さの比（Ｔｄ１／Ｔｄ２）としては、例えば１以上１．２以下が好ましく、１以上１．１以下がより好ましく、実質的に１であってよい。電極体２１を備える蓄電素子においても、厚さＴｄ１が厚さＴｄ２以上であるため、製造時、使用時等における電極体２１のずれが生じ難い。

また、電極体２１は、図２の正極３及び負極４と同様の正極３及び負極４を有するため、電極体２１を備える蓄電素子は、急速充電の際の負極タブ側の負極表面の電析の発生が抑制される。

＜非水電解質蓄電装置の構成＞
本実施形態の蓄電素子は、ＥＶ、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の蓄電素子を集合して構成した蓄電ユニット（バッテリーモジュール）として搭載することができる。この場合、蓄電ユニットに含まれる少なくとも一つの蓄電素子に対して、本発明の一実施形態に係る技術が適用されていればよい。

図６に、電気的に接続された二以上の蓄電素子１００が集合した蓄電ユニット２００をさらに集合した蓄電装置３００の一例を示す。蓄電装置３００は、二以上の蓄電素子１００を電気的に接続するバスバ（図示せず）、二以上の蓄電ユニット２００を電気的に接続するバスバ（図示せず）等を備えていてもよい。蓄電ユニット２００又は蓄電装置３００は、一以上の蓄電素子の状態を監視する状態監視装置（図示せず）を備えていてもよい。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。

例えば、上記実施形態では、電極体が積層型である例を中心に説明したが、巻回型の電極体やその他のタイプの電極体に対しても本発明を適用することができる。負極タブと正極タブとは逆方向に突出するように設けられていてもよい。階段状に厚さが変化した正極活物質層及び負極活物質層を設けてもよい。厚さ調整部材についても、例えば電極体の内部に配置されていてよい。

上記実施形態では、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類、形状、寸法、容量等は任意である。本発明の蓄電素子は、種々の二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用できる。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
（正極の作製）
正極活物質であるＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２、導電剤であるアセチレンブラック（ＡＢ）、バインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及び非水系分散媒であるＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いて正極合剤ペーストを調製した。なお、正極活物質、ＡＢ及びＰＶＤＦの質量比率は９０：５：５（固形分換算）とした。タブを有するアルミ箔のタブ以外の両面に正極合剤ペーストを塗布し、乾燥した。その後、ロールプレスを行い、正極を得た。なお、図２の正極３の構造の正極を得るためにタブ側に向かって正極合剤ペーストの塗布量が少なくなるように調整して塗布を行った。得られた正極における正極活物質層の厚さＴａ１は５５μｍ、厚さＴａ２は６０μｍであった。

（負極の作製）
負極活物質である黒鉛、バインダであるスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、並びに分散媒である水を混合して負極合剤ペーストを調製した。なお、黒鉛、ＳＢＲ及びＣＭＣの質量比率は９６：２：２（固形分換算）とした。タブを有する銅箔のタブ以外の両面に負極合剤ペーストを塗布し、乾燥した。その後、ロールプレスを行い、負極を得た。なお、図２の負極４の構造の負極を得るためにタブ側に向かって負極合剤ペーストの塗布量が少なくなるように調整して塗布を行った。得られた負極における負極活物質層の厚さＴｂ１は６５μｍ、厚さＴｂ２は７０μｍであった。

（非水電解質）
エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートの体積比率が３０：４０：３０となるように混合した溶媒に、塩濃度が１．２ｍｏｌ／ｄｍ^３となるようにＬｉＰＦ_６を溶解させ、非水電解質を得た。

（セパレータ）
セパレータには、ポリオレフィン製の基材層（空孔率５０体積％）に無機粒子とバインダとから形成された耐熱層（無機層：空孔率７０体積％）が積層されたセパレータを用いた。セパレータは、非加圧の状態で厚さが実質的に均一なセパレータ（厚さ２０μｍ）を用いた。

（蓄電素子の組み立て）
上記正極と負極とセパレータとを積層して積層型の電極体を得た。なお、図２のように、正極のタブと負極のタブとが同じ側に突出するように、正極及び負極を重ね合わせた。その後、正極のタブ及び負極のタブを正極リード及び負極リードにそれぞれ溶接して金属製の角型容器（硬質容器）に封入し、容器と蓋板とを溶接後、非水電解質を注入して封口した。

（初期化成）
上記組み立て後の蓄電素子に対して、以下の要領で初期化成（初期充放電）処理を行い、実施例１の蓄電素子を得た。定格容量を１時間で充電できる電流値を１．０Ｃとし、環境温度２５℃、上限電圧４．２Ｖ、充電電流０．１Ｃ、の条件にて定電流充電をおこない、その後電流が０．０１Ｃに減衰するまで定電圧充電をおこない、その後１．０Ｃにて２．５Ｖまで定電流放電をおこなった。上記手順を計３回繰り返すことで初期化成処理をおこなった。
後述の充電試験後、実施例１の蓄電素子を解体して電極体の厚さを測定したところ、厚さＴｄ１は２６．９ｍｍ、厚さＴｄ２は２６．０ｍｍであった。

［実施例２］
セパレータとして、非加圧の状態で厚さＴｃ１が２６μｍ、厚さＴｃ２が１５μｍである、厚さが不均一な（厚さが傾斜した）セパレータを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の蓄電素子を得た。なお、図２のように、正極のタブ及び負極のタブ側に、セパレータの厚さが大きい側が位置するように、正極、負極及びセパレータを重ね合わせた。
後述の充電試験後、実施例２の蓄電素子を解体して電極体の厚さを測定したところ、厚さＴｄ１は２７．０ｍｍ、厚さＴｄ２は２６．７ｍｍであった。

［実施例３］
図５のように、電極体のタブ側（上側）外周に樹脂製の帯状の厚さ調整部材を巻き、厚さ調整部材を有する電極体としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の蓄電素子を得た。
後述の充電試験後、実施例３の蓄電素子を解体して電極体の厚さを測定したところ、厚さＴｄ１は２７．８ｍｍ、厚さＴｄ２は２７．６ｍｍであった。

［比較例１］
正極活物質層の厚さが均一（Ｔａ１＝Ｔａ２）な正極、及び負極活物質層の厚さが均一（Ｔｂ１＝Ｔｂ２）な負極を作製し、これらを用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の蓄電素子を得た。

［評価］（充電試験）
各蓄電素子に対して、２５℃の恒温槽内において、充電電流１．０Ｃ、１．５Ｃ又は２．０Ｃで、ＳＯＣ０％からＳＯＣ８０％に至るまでの充電を行った。その後電池を解体し、負極表面の電析の有無を目視にて確認した。評価結果を表１に示す。

表１に示されるように、比較例１の蓄電素子においては、充電電流１．０Ｃを超える急速充電において電析が生じた。これに対し、実施例１から３の各蓄電素子においては、充電電流１．５Ｃ及び２．０Ｃの急速充電においても電析が生じなかった。実施例１から３の各蓄電素子においては、急速充電の際の電析の発生が抑制されていることが確認できた。また、上記充電試験後に実施例１から３の各蓄電素子を解体したところ、各蓄電素子の電極体には、ずれが生じていなかった。

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される蓄電素子などに適用できる。

１００、１０１、１０２蓄電素子
１、２１電極体
２容器
３正極
４負極
５、２２セパレータ
６正極基材
７正極活物質層
８正極タブ
９負極基材
１０負極活物質層
１１負極タブ
１２容器本体
１３蓋体
１４正極外部端子
１５負極外部端子
１６正極接続部材
１７負極接続部材
２３厚さ調整部材
２００蓄電ユニット
３００蓄電装置

Claims

正極と負極とセパレータとを有し、上記正極と上記負極とが上記セパレータを介して重ね合わされている電極体、及び
上記電極体を収納する硬質容器
を備え、
上記正極が、正極基材と、上記正極基材に積層される正極活物質層とを備え、
上記負極が、負極基材と、上記負極基材に積層される負極活物質層とを備え、
上記負極基材が、積層方向と直交する一の方向に突出する負極タブを有し、
上記正極活物質層及び上記負極活物質層の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、それぞれ上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さより小さく、
上記電極体の上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さ以上であり、
上記電極体における厚さ方向を法線方向とする二つの面が上記硬質容器に直接又は他の部材を介して接している蓄電素子。
上記正極基材が上記一の方向の負極タブが突出している側に突出する正極タブを有する請求項１に記載の蓄電素子。
上記電極体が、上記一の方向の負極タブが突出している側に設けられる厚さ調整部材を有する請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
上記セパレータの上記一の方向の負極タブが突出している側の端部の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部の厚さより大きい請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
上記正極活物質層及び上記負極活物質層の厚さが、上記一の方向の負極タブが突出している側とは反対側の端部から、上記一の方向の負極タブが突出している側の端部に向かって徐々に小さくなっている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子。