WO2021193326A1 - 蓄電素子 - Google Patents

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WO2021193326A1
WO2021193326A1 PCT/JP2021/010992 JP2021010992W WO2021193326A1 WO 2021193326 A1 WO2021193326 A1 WO 2021193326A1 JP 2021010992 W JP2021010992 W JP 2021010992W WO 2021193326 A1 WO2021193326 A1 WO 2021193326A1
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WO
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electrode body
sheet
container
power storage
flat portion
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PCT/JP2021/010992
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English (en)
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大聖 関口
雄大 川副
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株式会社Ｇｓユアサ
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Priority to JP2022510022A priority patent/JPWO2021193326A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage element.
  • Rechargeable and dischargeable power storage elements are used in various devices such as mobile phones and electric vehicles.
  • a positive electrode having a positive electrode active material layer laminated on the surface of a positive electrode base material and a negative electrode having a negative electrode active material layer laminated on the surface of a negative electrode base material are superposed via a separator having electrical insulation.
  • Those provided with an electrode body are widely used. Such an electrode body is housed in a container together with an electrolyte such as an electrolytic solution to form a power storage element.
  • Patent Document 1 describes a secondary battery that employs the latter method.
  • the form of the electrode body of the power storage element is a laminated electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via a separator, and a band-shaped separator in which a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are laminated.
  • a wound type electrode body is known in which the electrode body is wound in a state of being overlapped with each other.
  • the curved surface portion in which the positive electrode and the negative electrode are curved and laminated is thicker than the flat portion in which the positive electrode and the negative electrode are laminated flat. ing.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is an electrode body in a power storage element in which a flat wound type electrode body is used and the inside of the container is in a negative pressure state. It is an object of the present invention to provide a power storage element capable of suppressing a load on a curved surface portion of the electrode body and applying a relatively large load to a flat portion of an electrode body.
  • One aspect of the present invention is a flat electrode body in which a band-shaped electrode is wound in the longitudinal direction thereof and has a flat portion located between the two curved surface portions and the two curved surface portions.
  • a container for accommodating and a sheet-like member arranged between the electrode body and the container are provided, and the inside of the container is in a negative pressure state, so that the electrode body is placed in the container via the sheet-like member.
  • This is a power storage element in which the sheet-like member is in contact with the electrode body only in the flat portion.
  • the load on the curved surface portion of the electrode body is suppressed and the electrode body is flat. It is possible to provide a storage element capable of applying a relatively large load to the portion.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a power storage element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II of the power storage element of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the electrode body and the sheet-like member of the power storage element of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the power storage element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a power storage device configured by assembling a plurality of power storage elements according to the first embodiment of the present invention.
  • the power storage element is a flat electrode body in which a band-shaped electrode is wound in the longitudinal direction thereof and has a flat portion located between two curved portions and the two curved portions.
  • a container for accommodating the electrode body and a sheet-like member arranged between the electrode body and the container are provided, and the inside of the container is in a negative pressure state, so that the electrode body can hold the sheet-like member. It is a power storage element that is pressed by the container through the container, and the sheet-like member is in contact with the electrode body only in the flat portion.
  • the power storage element according to one aspect of the present invention is a power storage element in which a flat winding type electrode body is used and the inside of the container is in a negative pressure state, and the load on the curved surface portion of the electrode body is suppressed. A relatively large load can be applied to the flat portion of the electrode body. The reason for this effect is not clear, but the following reasons are presumed.
  • a sheet-shaped member is arranged between the electrode body and the container, and the sheet-shaped member is in contact with the electrode body only in the flat portion. .. That is, the sheet-shaped member is not in contact with the curved surface portion.
  • the container when the container is recessed due to the negative pressure inside the container, a load can be applied to the flat portion of the electrode body via the sheet-like member. Even when the container is recessed and the container or the like is in direct contact with the curved surface portion of the electrode body, the load on the curved surface portion is weaker than when there is no sheet-shaped member. Therefore, in the power storage element, it is presumed that the concentration of the load on the curved surface portion of the electrode body can be relaxed and a sufficient load can be applied to the flat portion.
  • the "curved surface portion” of the electrode body refers to substantially semicircular parts located at both ends in the direction of the winding axis, and specifically, when the thickness of the electrode body is T, the winding axis.
  • the area at both ends from both ends to the length T / 2 in the directional view is a curved surface portion (see FIG. 3 and the like).
  • the thickness T of the electrode body is the thickness of the thickest part of the electrode body.
  • the boundary between the curved surface portion and the flat portion is the thickest portion.
  • the "flat portion" of the electrode body refers to a portion other than the two curved surface portions sandwiched between the two curved surface portions.
  • the "negative pressure state" inside the container means that the pressure inside the container (pressure of the gas existing inside the container) is lower than the pressure outside the container (usually atmospheric pressure). ..
  • the inside of the closed container is in a negative pressure state.
  • both ends of the two curved surfaces of the sheet-like member in the opposite direction are flat. It is preferable that the portion exists in a range inside the position inside the T / 2 from both ends on the curved surface portion side of the two portions. Since a substantially semicircle in cross section with a radius of T / 2 is usually formed in the curved surface portion, the vicinity of both ends of the flat portion (the portion adjacent to the curved surface portion) is also relatively thick in succession to the above-mentioned approximately semicircle. be.
  • the sheet-shaped member on the inside further away from both ends of the flat portion by a predetermined length (T / 2), the load on the curved surface portion is further relaxed, and a relatively larger load is applied to the flat portion. Can be hung.
  • both ends of the two curved surfaces of the sheet-like member in the opposite direction are the flat portions. It is preferable that the product exists in a range inside the position 0.1 L inside from both ends on the curved surface side of the above two surfaces.
  • both ends of the two curved surfaces of the sheet-like member in the opposite direction are the flat portions. It is preferable that they exist in a range outside of the positions 0.2 L inside from both ends on the curved surface side of the above two. By doing so, the sheet-like member is arranged over a wide range of the flat portion where the load is hard to be applied, and the load can be relatively large with respect to the wide range of the flat portion.
  • the ratio of the thickness of the sheet-shaped member to the thickness of the electrode body is preferably 0.030 or more.
  • the thickness of the sheet-shaped member is the average value of the measured values at any five locations. Further, when a plurality of sheet-like members are provided, for example, when a plurality of sheet-like members are provided on one side of the flat portion of the electrode body, or when the sheet-like members are provided on both sides of the flat portion of the electrode body, all the sheet-like members are provided. The sum of the thicknesses of the members is defined as the thickness of the sheet-shaped member.
  • the container is made of metal, includes an insulating member that covers the electrode body and insulates between the electrode body and the container, and the sheet-shaped member is the electrode. It is preferably arranged between the body and the insulating member. In such an embodiment, it is possible to suppress the load on the curved surface portion of the electrode body and apply a relatively large load to the flat portion of the electrode body while ensuring the insulating property between the container and the electrode body by the insulating member. ..
  • the power storage element 100 (secondary battery) according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 mainly includes an electrode body 1, a container 2, two sheet-shaped members 3, and an electrolyte (not shown). Prepare for. The electrode body 1, the sheet-like member 3, and the electrolyte are housed in the container 2 in a sealed state.
  • the power storage element 100 further includes a positive electrode connecting member 4, a positive electrode external terminal 5, a negative electrode connecting member 6, and a negative electrode external terminal 7.
  • the electrode body 1 has a positive electrode, a negative electrode, and a separator as described later.
  • the positive electrode of the electrode body 1 is electrically connected to the positive electrode external terminal 5 via the positive electrode connecting member 4.
  • the negative electrode of the electrode body 1 is electrically connected to the negative electrode external terminal 7 via the negative electrode connecting member 6.
  • the electrode body 1 is a winding type electrode body in which a strip-shaped electrode is wound in the longitudinal direction thereof.
  • the band-shaped electrode is composed of a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode.
  • a band-shaped separator is interposed between the band-shaped positive electrode and the band-shaped negative electrode. That is, the electrode body 1 is formed by being wound in the longitudinal direction in a state where a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are overlapped with each other via a band-shaped separator.
  • the electrode body 1 is a flat wound type electrode body.
  • the electrode body 1 may have the same structure and shape as the conventionally known flat wound type electrode body. As shown in FIGS. 2 and 3, the electrode body 1 has two curved surface portions 8A and 8B and a flat portion 9. Further, the electrode body 1 has a substantially rectangular shape in a plan view (Y direction view: thickness direction view).
  • the curved surface portions 8A and 8B have a substantially semi-cylindrical shape in which the positive electrode, the negative electrode and the separator are wound around the axes A and B. That is, the curved surface portions 8A and 8B have a substantially semicircular shape in which the outer side (upper side and lower side in FIGS. 2 and 3) is an arc in the winding axis direction view (X direction view: the state of FIGS. 2 and 3). ..
  • the flat portion 9 is located between the two curved surfaces 8A and 8B.
  • the positive electrode, the negative electrode, and the separator are superposed substantially in parallel.
  • both ends (upper and lower ends in FIGS. 2 and 3) of the flat portion 9 in the winding axis direction (X direction view) are connected to curved surfaces 8A and 8B thicker than the flat portion 9, so that the flat portion 9 is slightly thicker. It may be curved.
  • the size of the electrode body 1 is not particularly limited.
  • the thickness T of the electrode body 1 can be, for example, 5 mm or more and 30 mm or less.
  • the width of the electrode body 1 (the length in the direction perpendicular to the facing direction and the thickness direction of the two curved surface portions 8A and 8B; the length in the X direction) can be, for example, 30 mm or more and 300 mm or less.
  • the length L of the two curved surface portions 8A and 8B in the flat portion 9 of the electrode body 1 in the opposite direction (Z direction) can be, for example, 20 mm or more and 200 mm or less.
  • the ratio (H / T) of the length H of the two curved surface portions 8A and 8B in the opposite direction (Z direction) to the thickness T of the electrode body 1 can be, for example, 3 or more and 20 or less.
  • the distance in the Z direction in each figure is defined as the length
  • the distance in the X direction is defined as the width.
  • the container 2 is a closed container that houses the electrode body 1 and the like, and the electrolyte is sealed inside.
  • the material of the container 2 may be a resin such as polyolefin or polyamide as long as it has a sealing property capable of enclosing an electrolyte and a strength capable of protecting the electrode body 1, and a metal such as aluminum or stainless steel. It may be.
  • the container 2 is a flat square container corresponding to the shape of the electrode body 1.
  • the container 2 is composed of a lid 13 and a container body 14.
  • the container body 14 has a pair of side walls 10A and 10B parallel to both sides of the flat portion 9 of the electrode body 1, respectively.
  • the inside of the container 2 is in a negative pressure state. Therefore, the side walls 10A and 10B are pushed by atmospheric pressure from the outside and are slightly recessed. That is, the side walls 10A and 10B are slightly curved inwardly.
  • the container 2 and the container body 14 have a substantially rectangular parallelepiped shape when the side walls 10A and 10B are not recessed.
  • the degree of the pressure inside the container 2 is not particularly limited as long as it is lower than the pressure outside the container 2 (atmospheric pressure) to the extent that the side walls 10A and 10B are dented, but the pressure difference between the pressure inside the container 2 and the pressure outside the container 2 is, for example. It can be 5 kPa or more and 95 kPa or less, 10 kPa or more and 90 kPa or less, and 20 kPa or more and 80 kPa or less is preferable. By setting the difference between the air pressure inside the container 2 and the air pressure outside the container 2 to be equal to or higher than the above lower limit, the pressing force of the electrode body 1 by the container 2 can be improved.
  • the atmospheric pressure in the container 2 can be, for example, 5 kPa or more and 95 kPa or less, 10 kPa or more and 90 kPa or less, and preferably 20 kPa or more and 80 kPa or less.
  • the air pressure inside the container 2 can be appropriately set according to the thickness, material, and the like of the side walls 10A and 10B.
  • the thickness of the side walls 10A and 10B can be, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or less.
  • the side walls 10A and 10B may have a substantially uniform thickness.
  • the inner dimension of the container 2 may be a size that allows the electrode body 1 to be inserted, and the inner dimension in the thickness direction (Y direction) may be about the same as the thickness T of the electrode body 1.
  • the sheet-shaped member 3 is arranged between the electrode body 1 and the container 2.
  • the sheet-shaped member 3 is arranged between the electrode body 1 and one side wall 10A, and between the electrode body 1 and the other side wall 10B, respectively.
  • the sheet-shaped member 3 is in contact with the electrode body 1 only in the flat portion 9, and is not in contact with the curved surface portions 8A and 8B.
  • the sheet-like member 3 is arranged in the flat portion 9 of the electrode body 1 in the thickness direction view (Y direction view). That is, the sheet-shaped member 3 is not arranged on the curved surfaces 8A and 8B of the electrode body 1 in the thickness direction.
  • the sheet-like member 3 may not be fixed to the flat portion 9 or the side walls 10A and 10B, or may be fixed by an adhesive or the like.
  • the side walls 10A and 10B are recessed due to the negative pressure inside the container 2.
  • One surface (inner surface) of the sheet-like member 3 is in contact with the surface of the flat portion 9 of the electrode body 1, and the other surface (outer surface) of the sheet-like member 3 is in contact with the inner surfaces of the side walls 10A and 10B. .. Therefore, the flat portion 9 of the electrode body 2 is pressed by the side walls 10A and 10B of the container 2 via the sheet-like member 3. That is, in the power storage element 100, since the sheet-shaped member 3 is arranged, the load on the curved surface portions 8A and 8B where the load is normally concentrated is suppressed, and the load on the flat portion 9 where the load is usually hard to be applied is suppressed. Can be made relatively large. As a result, in the power storage element 100, the load applied to the side surface of the electrode body 1 can be made uniform.
  • the sheet-shaped member 3 has a rectangular shape in a plan view (Y direction view). In a plan view, each side of the sheet-like member 3 is arranged so as to be substantially parallel to each side of the electrode body 1.
  • the width of the sheet-shaped member 3 (length in the X direction) may be the same as the width of the electrode body 1 (length in the X direction) or slightly shorter than the width of the electrode body 1.
  • the length X (length in the Z direction) of the sheet-shaped member 3 is shorter than the length L (length in the Z direction) of the flat portion 9 of the electrode body 1.
  • both ends of the sheet-shaped member 3 in the Z direction that is, both ends of the two curved surface portions 8A and 8B of the sheet-shaped member 3 in the opposite direction (hereinafter, hereinafter, The positions of (also referred to simply as "both ends 11A and 11B") will be described.
  • both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 are present in a range inside the two curved surfaces 8A and 8B of the flat portion 9 of the electrode body 1 and both ends 12A and 12B on the T / 2 side. .. That is, the distance Y from both ends 12A and 12B of the flat portion 9 to both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 is preferably larger than T / 2.
  • T is the thickness of the electrode body 1, and the curved surface portions 8A and 8B form a substantially semicircle having a radius T / 2 in the winding axis direction view (X direction view).
  • the sheet-shaped member 3 By arranging the sheet-shaped member 3 inside the flat portion 9 further away from both ends 12A and 12B by a predetermined length (T / 2), the sheet-shaped member 3 is placed in a particularly thin portion of the flat portion 9. Is arranged, the load on the curved surface portions 8A and 8B and the vicinity thereof is relaxed, and the load on the flat portion 9 of the electrode body 1 can be relatively increased.
  • both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 are located in a range inside the two curved surfaces 8A and 8B of the flat portion 9 of the electrode body 1 and both ends 12A and 12B on the side of the flat portion 9 and 0.1 L inside. It is preferable to be present. That is, the distance Y from both ends 12A and 12B of the flat portion 9 to both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 is preferably larger than 0.1 L. L is the length of the flat portion 9 in the opposite direction (Z direction) of the two curved surface portions 8A and 8B.
  • both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 exist in a range outside the two curved surfaces 8A and 8B of the flat portion 9 of the electrode body 1 and both ends 12A and 12B on the 8B side, respectively, 0.2L inside.
  • the distance Y from both ends 12A and 12B of the flat portion 9 to both ends 11A and 11B of the sheet-like member 3 is preferably less than 0.2 L.
  • the length X (length in the Z direction) of the sheet-shaped member 3 is preferably more than 0.6 L and less than LT, and more than 0.6 L and less than 0.8 L. It is also preferable.
  • the ratio of the total thickness of the plurality of sheet-shaped members 3 to the thickness T of the electrode body may be, for example, 0.020 or more, but is preferably 0.030 or more, and more preferably 0.035 or more.
  • the upper limit of the ratio of the total thickness of the plurality of sheet-shaped members 3 to the thickness T of the electrode body may be, for example, 0.2 or 0.1.
  • the thickness of one sheet-shaped member 3 is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 mm or more and 2 mm or less.
  • the thickness of the sheet-shaped member 3 is substantially uniform. Since the thickness of the sheet-shaped member 3 is substantially uniform, it is possible to uniformly apply a load to the flat portion 9, and in addition, the electrode body 1 and the sheet-shaped member 3 are placed in the container 2. Easy to insert.
  • the material of the sheet-shaped member 3 is not particularly limited, and may be made of resin, metal, other inorganic substances, or the like, and may be composed of a plurality of members or materials.
  • the sheet-like member 3 is usually an insulating (non-conductive) sheet. From the viewpoint of handleability and the like, the sheet-shaped member 3 is preferably made of resin. Examples of the resin constituting the sheet-like member 3 include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyimide, and aramid. Each sheet-like member 3 arranged on each surface of the flat portion 9 may be formed by laminating a plurality of sheets.
  • the positive electrode which is one of the strip-shaped electrodes, has a positive electrode base material and a positive electrode active material layer laminated on the positive electrode base material directly or via an intermediate layer.
  • the positive electrode base material has conductivity.
  • the A has a "conductive” means that the volume resistivity is measured according to JIS-H-0505 (1975 years) is not more than 10 7 ⁇ ⁇ cm, "non-conductive", means that the volume resistivity is 10 7 ⁇ ⁇ cm greater.
  • metals such as aluminum, titanium, tantalum, and stainless steel or alloys thereof are used. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the viewpoint of balance of potential resistance, high conductivity and cost.
  • a foil, a vapor-deposited film and the like can be mentioned, and the foil is preferable from the viewpoint of cost. That is, aluminum foil is preferable as the positive electrode base material. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085 and A3003 specified in JIS-H-4000 (2014).
  • the positive electrode base material may have a substantially uniform thickness (plate, sheet).
  • the average thickness of the positive electrode base material is preferably 3 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, further preferably 8 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and particularly preferably 10 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the "average thickness" of the positive electrode base material and the negative electrode base material described later refers to a value obtained by dividing the punched mass when a base material having a predetermined area is punched by the true density of the base material and the punched area.
  • the intermediate layer is a coating layer on the surface of the positive electrode base material, and contains conductive particles such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode base material and the positive electrode active material layer.
  • the composition of the intermediate layer is not particularly limited, and can be formed by, for example, a composition containing a resin binder and conductive particles.
  • the positive electrode active material layer is a layer containing the positive electrode active material.
  • the positive electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler, if necessary.
  • the positive electrode active material can be appropriately selected from known positive electrode active materials.
  • As the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery a material capable of occluding and releasing lithium ions is usually used.
  • Examples of the positive electrode active material include a lithium transition metal composite oxide having an ⁇ -NaFeO type 2 crystal structure, a lithium transition metal composite oxide having a spinel type crystal structure, a polyanion compound, a chalcogen compound, sulfur and the like.
  • Examples of the lithium transition metal composite oxide having an ⁇ -NaFeO type 2 crystal structure include Li [Li x Ni 1-x ] O 2 (0 ⁇ x ⁇ 0.5) and Li [Li x Ni ⁇ Co 1-x.
  • Examples of the lithium transition metal composite oxide having a spinel-type crystal structure include Li x Mn 2 O 4 and Li x Ni ⁇ Mn 2- ⁇ O 4 .
  • Examples of the polyanion compound include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F and the like.
  • Examples of the chalcogen compound include titanium disulfide, molybdenum disulfide, molybdenum dioxide and the like.
  • the atoms or polyanions in these materials may be partially substituted with atoms or anion species consisting of other elements.
  • the surface of these materials may be coated with other materials. In the positive electrode active material layer, one of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be mixed and used.
  • the positive electrode active material is usually particles (powder).
  • the average particle size of the positive electrode active material is preferably 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, for example. By setting the average particle size of the positive electrode active material to the above lower limit or more, the production or handling of the positive electrode active material becomes easy. By setting the average particle size of the positive electrode active material to be equal to or less than the above upper limit, the electron conductivity of the positive electrode active material layer is improved. When a composite of the positive electrode active material and another material is used, the average particle size of the composite is taken as the average particle size of the positive electrode active material.
  • the "average particle size” is based on JIS-Z-8825 (2013), and is based on the particle size distribution measured by the laser diffraction / scattering method for a diluted solution obtained by diluting the particles with a solvent.
  • -2 (2001) means a value at which the volume-based integrated distribution calculated in accordance with (2001) is 50%.
  • a crusher, a classifier, etc. are used to obtain powder with a predetermined particle size.
  • the crushing method include a method using a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a planetary ball mill, a jet mill, a counter jet mill, a swirling airflow type jet mill, a sieve, and the like.
  • wet pulverization in which water or an organic solvent such as hexane coexists can also be used.
  • a classification method a sieve, a wind power classifier, or the like is used as needed for both dry and wet types.
  • the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 98% by mass or less, and further preferably 80% by mass or more and 95% by mass or less.
  • the conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • a conductive agent include carbonaceous materials, metals, conductive ceramics and the like.
  • the carbonaceous material include graphitized carbon, non-graphitized carbon, graphene-based carbon and the like.
  • non-graphitized carbon include carbon nanofibers, pitch-based carbon fibers, and carbon black.
  • carbon black include furnace black, acetylene black, and ketjen black.
  • Examples of graphene-based carbon include graphene, carbon nanotubes (CNT), and fullerenes.
  • the shape of the conductive agent include powder and fibrous.
  • the conductive agent one of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be mixed and used. Further, these materials may be used in combination.
  • a material in which carbon black and CNT are composited may be used.
  • carbon black is preferable from the viewpoint of electron conductivity and coatability
  • acetylene black is particularly preferable.
  • the content of the conductive agent in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less.
  • binder examples include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyacrylic, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfone.
  • elastomers such as propylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), and fluororubber; and thermoplastic polymers.
  • the binder content in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 9% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 6% by mass or less.
  • the thickener examples include polysaccharide polymers such as carboxymethyl cellulose (CMC) and methyl cellulose.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • the content of the thickener in the positive electrode active material layer 12 can be 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and is usually preferably 5% by mass or less, preferably 2% by mass. The following is more preferable.
  • the technique disclosed herein can be preferably carried out in a manner in which the positive electrode active material layer does not contain the thickener.
  • the filler is not particularly limited. Fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, inorganic oxides such as aluminosilicate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and water.
  • polyolefins such as polypropylene and polyethylene
  • silicon dioxide aluminum oxide
  • titanium dioxide calcium oxide
  • strontium oxide barium oxide
  • magnesium oxide magnesium oxide
  • inorganic oxides such as aluminosilicate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and water.
  • Hydroxides such as aluminum oxide, carbonates such as calcium carbonate, sparingly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, barium sulfate, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, talc, montmorillonite, boehmite, zeolite , Apatite, kaolin, mulite, spinel, olivine, sericite, bentonite, mica and other mineral resource-derived substances, or man-made products thereof.
  • the content of the filler in the positive electrode active material layer can be 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and is usually preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less.
  • the technique disclosed herein can be preferably carried out in a manner in which the positive electrode active material layer does not contain the above filler.
  • the positive electrode active material layer includes typical non-metal elements such as B, N, P, F, Cl, Br, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, Ba and the like.
  • Typical metal elements of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Nb, W and other transition metal elements are used as positive electrode active materials, conductive agents, binders, thickeners, fillers. It may be contained as a component other than.
  • the negative electrode which is the other side of the strip-shaped electrode, has a negative electrode base material and a negative electrode active material layer laminated on the negative electrode base material directly or via an intermediate layer.
  • the configuration of the intermediate layer that may be provided on the negative electrode is not particularly limited, and can be selected from, for example, the configurations exemplified by the positive electrode.
  • the negative electrode base material can have the same structure as the positive side base material, but as the material, metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel or alloys thereof are used, and copper or a copper alloy is preferable. .. That is, copper foil is preferable as the negative electrode base material. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.
  • the negative electrode base material may have a substantially uniform thickness (plate, sheet).
  • the average thickness of the negative electrode base material is preferably 2 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, further preferably 4 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, and particularly preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the negative electrode active material layer is a layer containing a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, if necessary.
  • a conductive agent such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler
  • the same one as that of the positive electrode active material layer can be used.
  • the negative electrode active material layer includes typical non-metal elements such as B, N, P, F, Cl, Br, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, Ba and the like.
  • Typical metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, W, etc. It may be contained as a component other than the viscous agent and the filler.
  • the negative electrode active material can be appropriately selected from known negative electrode active materials.
  • a material capable of occluding and releasing lithium ions is usually used.
  • the negative electrode active material include metals Li; metals or semi-metals such as Si and Sn; metal oxides or semi-metal oxides such as Si oxides, Ti oxides and Sn oxides; Li 4 Ti 5 O 12 ; Titanium-containing oxides such as LiTIO 2 and TiNb 2 O 7 ; polyphosphate compounds; silicon carbide; carbon materials such as graphite (graphite) and non-graphitable carbon (easy-to-graphite carbon or non-graphite-resistant carbon) can be mentioned. Be done. In the negative electrode active material layer, one of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be mixed and used.
  • Graphite refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of (002) planes determined by X-ray diffraction method of 0.33 nm or more and less than 0.34 nm before charging / discharging or in a discharged state.
  • Examples of graphite include natural graphite and artificial graphite. Artificial graphite is preferable from the viewpoint that a material having stable physical properties can be obtained.
  • Non-graphitic carbon refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of (002) planes determined by X-ray diffraction before charging / discharging or in a discharged state of 0.34 nm or more and 0.42 nm or less. ..
  • Examples of non-graphitizable carbon include non-graphitizable carbon and easily graphitizable carbon.
  • the non-graphic carbon include a resin-derived material, a petroleum pitch or a petroleum pitch-derived material, a petroleum coke or a petroleum coke-derived material, a plant-derived material, an alcohol-derived material, and the like.
  • the discharge state of the carbon material refers to a state in which the open circuit voltage is 0.7 V or more in a half cell using a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material as a working electrode and a metal Li as a counter electrode.
  • the open circuit voltage in the half cell is substantially equal to the potential of the negative electrode containing the carbon material with respect to the redox potential of Li. That is, the fact that the open circuit voltage of the half-cell is 0.7 V or more means that the carbon material, which is the negative electrode active material, sufficiently releases lithium ions that can be occluded and discharged by charging and discharging.
  • non-graphitizable carbon refers to a carbon material having d 002 of 0.36 nm or more and 0.42 nm or less.
  • the “graphitizable carbon” refers to a carbon material having d 002 of 0.34 nm or more and less than 0.36 nm.
  • the average particle size of the negative electrode active material can be, for example, 1 nm or more and 100 ⁇ m or less.
  • the average particle size thereof may be preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the negative electrode active material is a metal, a semimetal, a metal oxide, a semimetal oxide, a titanium-containing oxide, a polyphosphate compound or the like, the average particle size thereof may be preferably 1 nm or more and 1 ⁇ m or less.
  • the conductivity of the active material layer is improved.
  • a crusher, a classifier, or the like is used to obtain a powder having a predetermined particle size.
  • the form may be foil-like or plate-like.
  • the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 60% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 90% by mass or more and 98% by mass or less. By setting the content of the negative electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the negative electrode active material layer.
  • the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer may be 99% by mass or more, and may be 100% by mass.
  • the separator can be appropriately selected from known separators.
  • a separator composed of only the base material layer a separator in which a heat-resistant layer containing heat-resistant particles and a binder is formed on one surface or both surfaces of the base material layer can be used.
  • the shape of the base material layer of the separator include a woven fabric, a non-woven fabric, and a porous resin film. Among these shapes, a porous resin film is preferable from the viewpoint of strength, and a non-woven fabric is preferable from the viewpoint of liquid retention of the electrolyte.
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of shutdown function, and polyimide and aramid are preferable from the viewpoint of oxidative decomposition resistance.
  • base material layer of the separator a material in which these resins are composited may be used.
  • the heat-resistant particles contained in the heat-resistant layer preferably have a mass loss of 5% or less when heated from room temperature to 500 ° C. in the atmosphere, and a mass loss of 5% when heated from room temperature to 800 ° C. in the atmosphere.
  • Inorganic compounds can be mentioned as a material whose mass loss when heated is less than or equal to a predetermined value. Examples of inorganic compounds include oxides such as iron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide and aluminosilicate; magnesium hydroxide, calcium hydroxide and water.
  • Hydroxides such as aluminum oxide; nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; carbonates such as calcium carbonate; sulfates such as barium sulfate; sparingly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, barium titanate, etc.
  • Covalently bonded crystals such as silicon and diamond; talc, montmorillonite, boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mulite, spinel, olivine, sericite, bentonite, mica and other mineral resource-derived substances or man-made products thereof. ..
  • the inorganic compound a simple substance or a complex of these substances may be used alone, or two or more kinds thereof may be mixed and used.
  • silicon oxide, aluminum oxide, or aluminosilicate is preferable from the viewpoint of safety of the power storage element.
  • the porosity of the separator is preferably 80% by volume or less from the viewpoint of strength, and preferably 20% by volume or more from the viewpoint of discharge performance.
  • the "porosity” is a volume-based value, and means a value measured by a mercury porosity meter.
  • a polymer gel composed of a polymer and an electrolyte may be used.
  • the polymer include polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethylmethacrylate, polyvinylacetate, polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene fluoride and the like.
  • the use of polymer gel has the effect of suppressing liquid leakage.
  • a polymer gel may be used in combination with the above-mentioned porous resin film or non-woven fabric.
  • the electrolyte can be appropriately selected from known electrolytes.
  • an electrolytic solution can be used, and among them, a non-aqueous electrolytic solution may be used.
  • the non-aqueous electrolyte solution contains a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • the inside of the container can be brought into a negative pressure state by enclosing the gas dissolved in the non-aqueous electrolyte solution together with the non-aqueous electrolyte solution in the container and sealing the container. Therefore, the non-aqueous electrolytic solution may contain a component (for example, carbon dioxide, etc.) that is sealed in a container in a gas state and dissolved in a non-aqueous solvent.
  • the non-aqueous solvent can be appropriately selected from known non-aqueous solvents.
  • the non-aqueous solvent include cyclic carbonate, chain carbonate, carboxylic acid ester, phosphoric acid ester, sulfonic acid ester, ether, amide, nitrile and the like.
  • the non-aqueous solvent those in which some of the hydrogen atoms contained in these compounds are replaced with halogen may be used.
  • cyclic carbonate examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), and difluoroethylene carbonate.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • BC butylene carbonate
  • VC vinylene carbonate
  • VEC vinyl ethylene carbonate
  • FEC fluoroethylene carbonate
  • DFEC difluoroethylene carbonate
  • styrene carbonate 1-phenylvinylene carbonate
  • 1,2-diphenylvinylene carbonate and the like can be mentioned.
  • EC is preferable.
  • chain carbonate examples include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethyl methyl carbonate, and bis (trifluoroethyl) carbonate.
  • DEC diethyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • diphenyl carbonate diphenyl carbonate
  • trifluoroethyl methyl carbonate trifluoroethyl methyl carbonate
  • bis (trifluoroethyl) carbonate examples of the chain carbonate.
  • DEC diethyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • diphenyl carbonate diphenyl carbonate
  • trifluoroethyl methyl carbonate trifluoroethyl methyl carbonate
  • bis (trifluoroethyl) carbonate bis
  • the cyclic carbonate and the chain carbonate are used as the non-aqueous solvent, and it is more preferable to use the cyclic carbonate and the chain carbonate in combination.
  • the cyclic carbonate By using the cyclic carbonate, the dissociation of the electrolyte salt can be promoted and the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte solution can be improved.
  • the chain carbonate By using the chain carbonate, the viscosity of the non-aqueous electrolytic solution can be kept low.
  • the volume ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate is preferably in the range of, for example, 5:95 to 50:50.
  • the electrolyte salt can be appropriately selected from known electrolyte salts.
  • Examples of the electrolyte salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, onium salt and the like. Of these, lithium salts are preferred.
  • Lithium salts include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2). C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (SO 2 C 2 F 5 ) 3 and other halogenated hydrocarbon groups Examples thereof include lithium salts having. Among these, an inorganic lithium salt is preferable, and LiPF 6 is more preferable.
  • the content of the electrolyte salt in the nonaqueous electrolytic solution preferable to be 0.1 mol / dm 3 or more 2.5 mol / dm 3 or less, more preferable to be 0.3 mol / dm 3 or more 2.0 mol / dm 3 or less , more preferable to be 0.5 mol / dm 3 or more 1.7 mol / dm 3 or less, and particularly preferably 0.7 mol / dm 3 or more 1.5 mol / dm 3 or less.
  • the non-aqueous electrolyte solution may contain additives.
  • Additives include, for example, biphenyls, alkylbiphenyls, terphenyls, partially hydrides of terphenyls, aromatic compounds such as cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ethers, dibenzofurans; 2-fluorobiphenyls, o.
  • Partial halides of the above aromatic compounds such as -cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; Anisole halide compounds; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid anhydride; ethylene sulfite, propylene sulfite, dimethyl sulfite, dimethyl sulfite, ethylene sulfate, Sulfolane, dimethylsulfone, diethylsulfone, dimethylsulfoxide, diethylsulfoxide, tetramethylenesulfoxide, diphenylsulfide, 4,4'-bis (2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane), 4-methylsulfonyloxymethyl- Examples thereof include 2,2-di
  • the content of the additive contained in the non-aqueous electrolyte solution is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more and 7% by mass or less with respect to the total mass of the non-aqueous electrolyte solution. , 0.2% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable, and 0.3% by mass or more and 3% by mass or less is particularly preferable.
  • a solid electrolyte may be used, or a non-aqueous electrolyte solution and a solid electrolyte may be used in combination. Further, as the electrolyte, an electrolytic solution using water as a solvent may be used.
  • the solid electrolyte can be selected from any material having ionic conductivity such as lithium, sodium and calcium and being solid at room temperature (for example, 15 ° C to 25 ° C).
  • Examples of the solid electrolyte include a sulfide solid electrolyte, an oxide solid electrolyte, an oxynitride solid electrolyte, a polymer solid electrolyte and the like.
  • lithium ion secondary battery examples include Li 2 SP 2 S 5 , Li I-Li 2 SP 2 S 5 , Li 10 Ge-P 2 S 12, and the like as the sulfide solid electrolyte.
  • the power storage element 100 includes, for example, producing a wound flat electrode body, preparing a sheet-shaped member, accommodating the electrode body and the sheet-shaped member in a container, and injecting an electrolyte into the container. , And can be manufactured by a manufacturing method comprising sealing the container.
  • the electrode body can be manufactured by the same method as the conventionally known winding type electrode body.
  • the container 2 may be sealed with a gas (for example, carbon dioxide) that dissolves in an electrolyte such as a non-aqueous electrolyte solution.
  • a gas for example, carbon dioxide
  • the gas is dissolved in the electrolyte while the container 2 is sealed, the air pressure inside the container 2 is lowered, and the power storage element 100 in which the inside of the container 2 is in a negative pressure state can be obtained.
  • the power storage element 100 in which the inside of the container 2 is in a negative pressure state can also be obtained by injecting an electrolyte into the container 2 under a low atmospheric pressure and sealing the container 2.
  • the power storage element 200 (secondary battery) according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes an electrode body 1, a container 2, two sheet-shaped members 3, an insulating member 20, and an electrolyte (not shown). Mainly equipped with.
  • the power storage element 200 is the same as the power storage element 100, except that the container 2 (container body 14) is made of metal and further includes an insulating member 20 as compared with the power storage element 100. Therefore, in the power storage element 200, the same numbers as those of the power storage elements 100 in FIGS. 1 and 2 are assigned except for the insulating member 20, and detailed description thereof will be omitted.
  • the insulating member 20 covers the electrode body 1 and electrically insulates between the electrode body 1 and the container 2.
  • the sheet-like member 3 is arranged between the electrode body 1 and the insulating member 20.
  • the insulating member 20 has a bag-like structure.
  • the insulating member 20 covers the electrode body 1 except for the end (upper end in FIG. 4) on the lid 13 side of the electrode body 1.
  • the material of the insulating member 20 is not particularly limited as long as it is electrically insulating (non-conductive), and for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, resins such as polyimide and polyamide can be used.
  • the sheet-shaped member 3 is in contact with the inner surface of the bag-shaped insulating member 20.
  • the sheet-shaped member 3 of the power storage element 200 is also in contact with only the flat portion 9 with respect to the electrode body 1, and is not in contact with the curved surface portions 8A and 8B.
  • the insulating member 20 may be in contact with the curved surface portions 8A and 8B of the electrode body 1.
  • it is preferable that the sheet-shaped member 3 and the insulating member 20 are bonded to each other, and it is more preferable that the sheet-shaped member 3 and the insulating member 20 are bonded by heat welding.
  • the sheet-shaped member 3 and the insulating member 20 are preferably made of the same material, and it is more preferable that both of them are polypropylene from the viewpoint of strength and ease of handling.
  • the power storage element 200 having such an insulating member 20, the effect that the load on the curved surface portions 8A and 8B of the electrode body 1 can be suppressed and a relatively large load can be applied to the flat portion 9 is exhibited. Further, in the power storage element 200, since the sheet-shaped member 3 is adhered to the inner surface of the insulating member 20, the sheet-shaped member 3 is less likely to shift, and the load can be applied to the position as designed with high certainty. Therefore, the power storage element 200 is also excellent in productivity.
  • the power storage element 200 includes, for example, producing a wound flat electrode body, producing a bag-shaped insulating member in which a sheet-shaped member is adhered to a predetermined position on the inner surface, and insulating the electrode body in a bag-like shape. It can be manufactured by a manufacturing method including inserting into a member, accommodating an insulating member in which an electrode body is inserted in a container, injecting an electrolyte into the container, and sealing the container.
  • the power storage element of the present embodiment is a power source for automobiles such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), and a plug-in hybrid vehicle (PHEV), a power source for electronic devices such as a personal computer and a communication terminal, or a power source for power storage.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid vehicle
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • a power source for electronic devices such as a personal computer and a communication terminal
  • a power source for power storage Etc., it can be mounted as a power storage unit (battery module) composed of a plurality of power storage elements assembled together.
  • the technique according to the embodiment of the present invention may be applied to at least one power storage element included in the power storage unit.
  • FIG. 5 shows an example of a power storage device 400 in which a power storage unit 300 in which two or more electrically connected power storage elements 100 are assembled is further assembled.
  • the power storage device 400 may include a bus bar (not shown) that electrically connects two or more power storage elements 100, a bus bar (not shown) that electrically connects two or more power storage units 300, and the like.
  • the power storage unit 300 or the power storage device 400 may include a condition monitoring device (not shown) for monitoring the state of one or more power storage elements.
  • the power storage element 100 may be the power storage element 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
  • the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment or a well-known technique.
  • some of the configurations of certain embodiments can be deleted.
  • a well-known technique can be added to the configuration of a certain embodiment.
  • the sheet-shaped members are arranged on both sides of the flat portion, but they may be arranged only on one surface side.
  • the sheet-shaped members are arranged on both sides, it is possible to suppress the load on the curved surface portion of the electrode body and further enhance the effect that a relatively large load can be applied to the flat portion of the electrode body.
  • the power storage element is used as a rechargeable secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) has been described, but the type, size, capacity, etc. of the power storage element are arbitrary.
  • the power storage element of the present invention can also be applied to a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor, a power storage element using an electrolyte other than a non-aqueous electrolyte, and the like.
  • Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2 Preparation of electrode body
  • a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode were overlapped with each other via a band-shaped separator, and this was wound in the longitudinal direction to prepare a flat electrode body.
  • the thickness T of the obtained electrode body was 11.3 mm
  • the length H (length in the Z direction) was 57.4 mm
  • the length L of the flat portion (length in the Z direction) was 46.2 mm.
  • a rectangular sheet-like member having a length X (length in the Z direction), a width (length in the X direction) of 115 mm, and a thickness of 0.15 mm shown in Table 1 was prepared.
  • the width of the sheet-shaped member (length in the X direction) was set to be about the same as the width of the electrode body (length in the X direction). Further, the sheet-shaped members were all made of polypropylene.
  • Table 1 shows the distance Y from both ends of the flat portion to both ends of the sheet-shaped member in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the ratio of the total thickness of the sheet-shaped member to the thickness of the electrode body, and Examples.
  • the magnitude relationship is shown respectively.
  • the "distance Y from both ends of the flat portion to both ends of the sheet-shaped member" is indicated as "+" when both ends of the sheet-shaped member are inside the both ends of the flat portion and as "-" when they are outside.
  • an aluminum plate was placed on the pressure-sensitive sensor, and a load was applied to the upper aluminum plate from above.
  • the two aluminum plates and the pressure sensor used were sufficiently larger than the side surface of the electrode body.
  • the load was applied by a universal testing machine "Autograph" (model number: AG-X) manufactured by Shimadzu Corporation. A load is applied until the width of the central slit of the electrode body becomes 0.1 mm, and the load applied to the curved surface portion and the load applied to the flat portion are obtained based on the value output by the pressure sensor at this time. rice field.
  • Comparative Example 1 in which the sheet-shaped member was not arranged, a large load was applied to the curved surface portion. Further, Comparative Example 2 in which the length X (length in the Z direction) of the sheet-shaped member is longer than the length H (46.2 mm) of the flat portion and the sheet-shaped member also contacts the curved surface portion is the same as in Comparative Example 1. A large load was applied to the curved surface portion, and no improvement effect was observed by arranging the sheet-shaped member.
  • the length X (length in the Z direction) of the sheet-shaped member is shorter than the length H (46.2 mm) of the flat portion, and the sheet-shaped member contacts only the flat portion, the curved surface is formed.
  • the load on the part was weakened, and the load ratio on the flat part could be increased.
  • the load on the flat portion in the second embodiment is compared with the first and third embodiments in which the length X (length in the Z direction) of the sheet-shaped member is relatively short and relatively long. The ratio was high.
  • the present invention can be applied to a non-aqueous electrolyte power storage element used as a power source for automobiles, other vehicles, electronic devices, and the like.
  • Electrode body 100, 200 Power storage element 1 Electrode body 2 Container 3 Sheet-shaped member 4 Positive electrode connecting member 5 Positive electrode external terminal 6 Negative electrode connecting member 7 Negative electrode external terminal 8A, 8B Curved surface 9 Flat portion 10A, 10B Side wall 11A, 11B Both ends 12A of curved surface , 12B Both ends of flat part 13 Lid 14 Container body 20 Insulation member A, B Axis 300 Power storage unit 400 Power storage device

Abstract

本発明の一態様は、帯状電極がその長手方向に巻回されてなり、２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に位置する平坦部とを有する扁平状の電極体、上記電極体を収容する容器、及び上記電極体と上記容器との間に配置されるシート状部材を備え、上記容器の内部が負圧状態であることにより、上記電極体が上記シート状部材を介して上記容器により押圧されている状態となっており、上記シート状部材が上記電極体に対して上記平坦部のみと接している蓄電素子である。

Description

蓄電素子
　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。
　蓄電素子においては、電極体を圧縮することにより正極と負極との距離を短くし、充放電効率を向上させることが知られている。電極体を圧縮する手段としては、容器の外部から押圧する方法、及び容器の内部を負圧にする方法が知られている。特許文献１には、後者の方法を採用した二次電池が記載されている。
特開２０１３－９８１６７号公報
　蓄電素子の電極体の形態としては、複数の正極と複数の負極とが交互に且つセパレータを介して積層されてなる積層型の電極体、及び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回されてなる巻回型の電極体が知られている。一般的に、扁平状の巻回型の電極体の場合、正極及び負極等が平坦に積層されている平坦部に対して、正極及び負極等が湾曲して積層されている曲面部が厚くなっている。このため、扁平状の巻回型の電極体の側面全体を押圧した場合、曲面部へ荷重が集中し、平坦部への荷重が不十分となるため好ましくない。ここで、容器の外部から押圧する方法の場合、押圧する位置や範囲等の調整により、電極体に対する部分毎の荷重の大きさを調整することは比較的容易である。しかし、容器の内部を負圧にする方法の場合、局所的に容器を変形させることが困難であることなどから、電極体に対する部分毎の荷重の大きさを調整することは容易ではない。
　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、扁平状の巻回型の電極体が用いられ、容器の内部が負圧状態である蓄電素子において、電極体の曲面部への荷重を抑え、電極体の平坦部に相対的に大きな荷重を掛けることができる蓄電素子を提供することである。
　本発明の一態様は、帯状電極がその長手方向に巻回されてなり、２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に位置する平坦部とを有する扁平状の電極体、上記電極体を収容する容器、及び上記電極体と上記容器との間に配置されるシート状部材を備え、上記容器の内部が負圧状態であることにより、上記電極体が上記シート状部材を介して上記容器により押圧されている状態となっており、上記シート状部材が上記電極体に対して上記平坦部のみと接している蓄電素子である。
　本発明の一態様によれば、扁平状の巻回型の電極体が用いられ、容器の内部が負圧状態である蓄電素子において、電極体の曲面部への荷重を抑え、電極体の平坦部に相対的に大きな荷重を掛けることができる蓄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Ｉ－Ｉ矢視模式的断面図である。 図３は、図１の蓄電素子の電極体及びシート状部材の模式的断面図である。 図４は、本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子の模式的断面図である。 図５は、本発明の第一の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、帯状電極がその長手方向に巻回されてなり、２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に位置する平坦部とを有する扁平状の電極体、上記電極体を収容する容器、及び上記電極体と上記容器との間に配置されるシート状部材を備え、上記容器の内部が負圧状態であることにより、上記電極体が上記シート状部材を介して上記容器により押圧されている状態となっており、上記シート状部材が上記電極体に対して上記平坦部のみと接している蓄電素子である。
　本発明の一態様に係る蓄電素子は、扁平状の巻回型の電極体が用いられ、容器の内部が負圧状態である蓄電素子であって、電極体の曲面部への荷重を抑え、電極体の平坦部に相対的に大きな荷重を掛けることができる。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。本発明の一態様に係る蓄電素子においては、シート状部材が電極体と容器との間に配置されており、且つこのシート状部材は上記電極体に対しては上記平坦部のみと接している。すなわち、シート状部材は曲面部とは接していない。このため、容器の内部が負圧状態であることで容器が凹んだ状態において、シート状部材を介して電極体の平坦部に荷重を加えることができる。なお、容器が凹み、容器等が直接電極体の曲面部に接するような場合であっても、曲面部への荷重はシート状部材が無い場合より弱められたものとなる。このため、当該蓄電素子においては、電極体の曲面部への荷重の集中を緩和し、平坦部に十分な荷重を掛けることができると推測される。
　なお、電極体の「曲面部」とは、巻回軸方向視において、両端に位置する略半円の部分を指し、具体的には、電極体の厚さをＴとしたとき、巻回軸方向視における両端から長さＴ／２までの両端の領域を曲面部とする（図３等参照）。電極体の厚さＴは、電極体において最も厚い部分の厚さとする。通常、曲面部と平坦部との境界が最も厚い部分となる。電極体の「平坦部」とは、２つの曲面部に挟まれた、２つの曲面部以外の部分を指す。
　また、容器の内部が「負圧状態」であるとは、容器の内部の気圧（容器の内部に存在する気体の圧力）が容器の外部の気圧（通常、大気圧）よりも低いことをいう。例えば、容器が凹んでおり、容器を密閉状態から開放したときに凹みの程度が減少した場合、密閉状態の容器の内部は負圧状態である。
　本発明の一態様に係る蓄電素子において、上記電極体の厚さをＴとしたとき、上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端（巻回軸方向視の両端）が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端からＴ／２内側の位置よりも内側の範囲に存在することが好ましい。通常曲面部では半径をＴ／２とした断面視略半円が形成されているため、平坦部の両端近傍（曲面部に隣接する部分）も、上記略半円と連続して比較的厚みがある。そこで、シート状部材を平坦部の両端からさらに所定長さ（Ｔ／２）を超えて離れた内側に配置することで、曲面部における荷重がより緩和され、平坦部に相対的により大きな荷重を掛けることができる。
　本発明の一態様に係る蓄電素子において、上記平坦部における上記２つの曲面部の対向方向長さをＬとしたとき、上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端から０．１Ｌ内側の位置よりも内側の範囲に存在することが好ましい。このようにシート状部材を平坦部の両端からさらに所定長さ（０．１Ｌ）を超えて離れた内側に配置することによっても、平坦部の両端近傍における荷重が緩和され、平坦部に相対的により大きな荷重を掛けることができる。
　本発明の一態様に係る蓄電素子において、上記平坦部における上記２つの曲面部の対向方向長さをＬとしたとき、上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端から０．２Ｌ内側の位置よりもそれぞれ外側の範囲に存在することが好ましい。このようにすることで、荷重が掛かりにくい平坦部の広い範囲に対してシート状部材を配置することとなり、平坦部の広い範囲に対して荷重を相対的に大きくすることができる。
　本発明の一態様に係る蓄電素子において、上記電極体の厚さに対する上記シート状部材の厚さの比が０．０３０以上であることが好ましい。シート状部材の厚さを電極体の厚さに対して０．０３０以上とすることでシート状部材を配置することによる作用が特に十分に発揮され、電極体の曲面部への荷重をより抑え、電極体の平坦部に相対的により大きな荷重を掛けることができる。
　なお、シート状部材の厚さとは、任意の５ヶ所における測定値の平均値とする。また、シート状部材を複数枚設ける場合、例えば、電極体の平坦部の片面にシート状部材を複数枚設ける場合又は電極体の平坦部の両面にそれぞれシート状部材を設ける場合、全てのシート状部材の厚さの和をシート状部材の厚さとする。
　本発明の一態様に係る蓄電素子において、上記容器が金属製であり、上記電極体を覆い、上記電極体と上記容器との間を絶縁する絶縁部材を備え、上記シート状部材は、上記電極体と上記絶縁部材との間に配置されることが好ましい。このような態様である場合、絶縁部材によって容器と電極体の絶縁性を確保しつつ、電極体の曲面部への荷重を抑え、電極体の平坦部に相対的に大きな荷重を掛けることができる。
　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。
＜蓄電素子：第一の実施形態＞
　図１、２に示す本発明の第一の実施形態に係る蓄電素子１００（二次電池）は、電極体１と、容器２と、２枚のシート状部材３と、図示しない電解質とを主に備える。電極体１とシート状部材３と電解質とは、容器２に密封状態で収容されている。蓄電素子１００は、正極接続部材４、正極外部端子５、負極接続部材６及び負極外部端子７をさらに備える。電極体１は、後述するように正極、負極及びセパレータを有する。電極体１の正極は、正極接続部材４を介して正極外部端子５と電気的に接続されている。電極体１の負極は、負極接続部材６を介して負極外部端子７と電気的に接続されている。
　電極体１は、帯状電極がその長手方向に巻回されてなる巻回型の電極体である。帯状電極は、帯状の正極と帯状の負極とから構成される。帯状の正極と帯状の負極との間には、帯状のセパレータが介在する。すなわち電極体１は、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長手方向に巻かれて形成されている。
　電極体１は、扁平状の巻回型電極体である。電極体１は、従来公知の扁平状の巻回型電極体と同様の構成及び形状であってよい。図２、３に示すように、電極体１は、２つの曲面部８Ａ、８Ｂと平坦部９とを有する。また、電極体１は、平面視（Ｙ方向視：厚さ方向視）において、略長方形状である。
　曲面部８Ａ、８Ｂは、正極、負極及びセパレータが軸Ａ、Ｂを中心に巻かれた状態の略半円柱形状を有する。すなわち、曲面部８Ａ、８Ｂは、巻回軸方向視（Ｘ方向視：図２、３の状態）において、外側（図２、３における上側及び下側）を円弧とする略半円形状を有する。
　平坦部９は、２つの曲面部８Ａ、８Ｂの間に位置する。平坦部９においては、正極、負極及びセパレータが実質的に平行に重ね合わされている。但し、平坦部９における巻回軸方向視（Ｘ方向視）の両端（図２、３における上端及び下端）は、平坦部９よりも厚みのある曲面部８Ａ、８Ｂと連結しているため多少湾曲していてよい。
　電極体１のサイズは特に限定されるものではない。電極体１の厚さＴとしては、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。電極体１における２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向（Ｚ方向）の長さＨ（Ｈ＝Ｌ＋Ｔ）としては、例えば３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。電極体１の幅（２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向及び厚さ方向に垂直な方向の長さ；Ｘ方向の長さ）としては、例えば３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。電極体１の平坦部９における２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向（Ｚ方向）の長さＬとしては、例えば２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。電極体１の厚さＴに対する２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向（Ｚ方向）の長さＨの比（Ｈ／Ｔ）としては、例えば３以上２０以下とすることができる。なお、以下、基本的に各構成部材において、各図におけるＺ方向の距離を長さとし、Ｘ方向の距離を幅とする。
　容器２は、電極体１等を収容し、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、例えばポリオレフィン、ポリアミド等の樹脂であってもよく、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属であってもよい。
　容器２は、電極体１の形状に対応した扁平状の角型容器である。容器２は、蓋１３と容器本体１４とから構成されている。容器本体１４は、電極体１の平坦部９の両面とそれぞれ平行な一対の側壁１０Ａ、１０Ｂを有する。容器２の内部は負圧状態である。そのため、側壁１０Ａ、１０Ｂは外側から大気圧に押され、僅かに凹んでいる。すなわち、側壁１０Ａ、１０Ｂは、内側に凸に僅かに湾曲している。側壁１０Ａ、１０Ｂが凹んでいない状態において、容器２及び容器本体１４は実質的に直方体形状である。
　容器２内の気圧の程度としては、側壁１０Ａ、１０Ｂが凹む程度に容器２外の気圧（大気圧）より低くければ特に限定されないが、容器２内の気圧と容器２外の気圧差は例えば５ｋＰａ以上９５ｋＰａ以下とすることができ、１０ｋＰａ以上９０ｋＰａ以下としてもよく、２０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下が好ましい。容器２内の気圧と容器２外の気圧差を上記下限以上とすることで、容器２による電極体１の押圧力を向上させることができる。また、容器２内の気圧としては、例えば５ｋＰａ以上９５ｋＰａ以下とすることができ、１０ｋＰａ以上９０ｋＰａ以下としてもよく、２０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下が好ましい。但し、側壁１０Ａ、１０Ｂの厚さや材質等に応じて、容器２内の気圧は適宜設定することができる。側壁１０Ａ、１０Ｂの厚さとしては、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。側壁１０Ａ、１０Ｂは、実質的に均一な厚さであってよい。容器２の内寸は、電極体１が挿入可能な大きさであればよく、厚さ方向（Ｙ方向）の内寸は電極体１の厚さＴと同程度であってよい。
　シート状部材３は、電極体１と容器２との間に配置されている。シート状部材３は、電極体１と一方の側壁１０Ａとの間、及び電極体１と他方の側壁１０Ｂとの間にそれぞれ配置されている。シート状部材３は、電極体１に対して平坦部９のみと接しており、曲面部８Ａ、８Ｂとは接していない。換言すれば、シート状部材３は、厚さ方向視（Ｙ方向視）において、電極体１の平坦部９内に配置されている。すなわち、シート状部材３は、厚さ方向視において電極体１の曲面部８Ａ、８Ｂ上には配置されていない。シート状部材３は、平坦部９又は側壁１０Ａ、１０Ｂに対して固定されていなくてもよいし、接着剤等によって固定されていてもよい。
　容器２の内部は負圧状態であることにより、側壁１０Ａ、１０Ｂが凹んでいる。シート状部材３の一方の面（内側の面）は電極体１の平坦部９の表面に接し、シート状部材３の他方の面（外側の面）は側壁１０Ａ、１０Ｂの内面に接している。このため、電極体２の平坦部９は、シート状部材３を介して容器２の側壁１０Ａ、１０Ｂにより押圧されている状態となっている。すなわち、当該蓄電素子１００においては、シート状部材３が配置されていることにより、通常、荷重が集中する曲面部８Ａ、８Ｂへの荷重を抑え、通常、荷重が掛かりにくい平坦部９への荷重を相対的に大きくすることができる。このような結果、当該蓄電素子１００においては、電極体１の側面に掛かる荷重の均一化を図ることができる。
　シート状部材３は、平面視（Ｙ方向視）長方形状である。平面視において、シート状部材３の各辺は、電極体１の各辺と実質的に平行となるように配置される。シート状部材３の幅（Ｘ方向の長さ）としては、電極体１の幅（Ｘ方向の長さ）と同じ又は電極体１の幅よりやや短い程度であってよい。
　図３等に示されるように、シート状部材３の長さＸ（Ｚ方向の長さ）は、電極体１の平坦部９の長さＬ（Ｚ方向の長さ）より短い。シート状部材３の長さＸと平坦部９の長さＬとの関係に関し、シート状部材３のＺ方向両端、すなわちシート状部材３における２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向両端（以下、単に「両端１１Ａ、１１Ｂ」とも称する。）の位置について説明する。
　シート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂは、電極体１の平坦部９の２つの曲面部８Ａ、８Ｂ側の両端１２Ａ、１２ＢからＴ／２内側の位置よりも内側の範囲に存在することが好ましい。すなわち、平坦部９の両端１２Ａ、１２Ｂからシート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂまでの距離Ｙは、Ｔ／２より大きいことが好ましい。なお、Ｔは、電極体１の厚さであり、曲面部８Ａ、８Ｂは、巻回軸方向視（Ｘ方向視）において、半径Ｔ／２の略半円を形成している。シート状部材３を平坦部９の両端１２Ａ、１２Ｂからさらに所定長さ（Ｔ／２）を超えて離れた内側に配置することで、平坦部９中の特に厚みが小さい部分にシート状部材３を配置することとなり、曲面部８Ａ、８Ｂ及びその近傍への荷重が緩和され、電極体１の平坦部９への荷重を相対的に大きくすることができる。
　同様の観点から、シート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂは、電極体１の平坦部９の２つの曲面部８Ａ、８Ｂ側の両端１２Ａ、１２Ｂから０．１Ｌ内側の位置よりも内側の範囲に存在することが好ましい。すなわち、平坦部９の両端１２Ａ、１２Ｂからシート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂまでの距離Ｙは、０．１Ｌより大きいことが好ましい。なお、Ｌは、２つの曲面部８Ａ、８Ｂの対向方向（Ｚ方向）における平坦部９の長さである。
　一方、シート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂは、電極体１の平坦部９の２つの曲面部８Ａ、８Ｂ側の両端１２Ａ、１２Ｂから０．２Ｌ内側の位置よりもそれぞれ外側の範囲に存在することが好ましい。すなわち、平坦部９の両端１２Ａ、１２Ｂからシート状部材３の両端１１Ａ、１１Ｂまでの距離Ｙは、０．２Ｌ未満であることが好ましい。このようにすることで、平坦部９の広い範囲に対してシート状部材３を配置することができ、平坦部９の広い範囲に対して荷重を相対的に大きくすることができる。
　以上のようなことから、シート状部材３の長さＸ（Ｚ方向の長さ）としては、０．６Ｌ超Ｌ－Ｔ未満であることが好ましく、０．６Ｌ超以上０．８Ｌ未満であることも好ましい。
　電極体の厚さＴに対する複数のシート状部材３の合計の厚さの比は、例えば０．０２０以上であってもよいが、０．０３０以上が好ましく、０．０３５以上がより好ましい。複数のシート状部材３の合計の厚さを電極体１の厚さＴに対して上記下限以上とすることで、平坦部９に対してより十分な荷重を掛けることができる。電極体の厚さＴに対する複数のシート状部材３の合計の厚さの比の上限は、例えば０．２であってよく、０．１であってよい。一枚のシート状部材３の厚さとしては特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。
　シート状部材３の厚さは実質的に均一であることが好ましい。シート状部材３の厚さが実質的に均一であることで、平坦部９に対して均一に荷重を付与することが可能となることに加え、電極体１及びシート状部材３を容器２に挿入することが容易となる。
　シート状部材３の材質としては特に限定されず、樹脂製、金属製、その他の無機物製等であってよく、複数の部材又は材料から構成されていてもよい。シート状部材３は、通常、絶縁性（非導電性）のシートである。取扱性等から、シート状部材３は樹脂製であることが好ましい。シート状部材３を構成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリイミド、アラミド等が挙げられる。平坦部９のそれぞれの面に配置した各シート状部材３は、複数のシートを積層して構成されたものであってもよい。
　以下、シート状部材３以外の各構成部材等について詳説する。
（正極）
　帯状電極の一方である正極は、正極基材と、この正極基材に直接又は中間層を介して積層される正極活物質層を有する。
　正極基材は、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１０７Ω・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１０７Ω・ｃｍ超であることを意味する。正極基材の材質としては、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。正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材の強度を高めつつ、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。正極基材及び後述する負極基材の「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。
　中間層は、正極基材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と正極活物質層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。
　正極活物質層は、正極活物質を含む層である。正極活物質層は、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－ＮａＦｅＯ２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複合酸化物、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－ＮａＦｅＯ２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［ＬｉｘＮｉ１－ｘ］Ｏ２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［ＬｉｘＮｉγＣｏ１－ｘ－γ］Ｏ２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［ＬｉｘＣｏ１－ｘ］Ｏ２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［ＬｉｘＮｉγＭｎ１－ｘ－γ］Ｏ２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［ＬｉｘＮｉγＭｎβＣｏ１－ｘ－γ－β］Ｏ２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１）、Ｌｉ［ＬｉｘＮｉγＣｏβＡｌ１－ｘ－γ－β］Ｏ２（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複合酸化物として、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＮｉγＭｎ２－γＯ４等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ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、該複合体の平均粒子径を正極活物質の平均粒子径とする。「平均粒子径」とは、ＪＩＳ－Ｚ－８８２５（２０１３年）に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、ＪＩＳ－Ｚ－８８１９－２（２００１年）に準拠し計算される体積基準積算分布が５０％となる値を意味する。
　粉体を所定の粒子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１２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）
　帯状電極のもう一方である負極は、負極基材と、この負極基材に直接又は中間層を介して積層される負極活物質層を有する。負極に設けられていてもよい中間層の構成は特に限定されず、例えば正極で例示した構成から選択することができる。
　負極基材は、正極基材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。負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、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。
　負極活物質層は、負極活物質を含む層である。負極活物質層は、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、正極活物質層と同様のものを用いることができる。
　負極活物質層は、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；Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＬｉＴｉＯ２、ＴｉＮｂ２Ｏ７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（ｄ００２）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（ｄ００２）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半電池において、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、上記半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、上記半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ｄ００２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ｄ００２が０．３４ｎｍ以上０．３６ｎｍ未満の炭素材料をいう。
　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子径は、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、その平均粒子径は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、その平均粒子径は、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子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。粉体を所定の粒子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形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの形状の中でも、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、大気下で室温から５００℃に加熱したときの質量減少が５％以下であるものが好ましく、大気下で室温から８００℃に加熱したときの質量減少が５％以下であるものがさらに好ましい。加熱したときの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、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、チタン酸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。
　セパレータの空孔率は、強度の観点から８０体積％以下が好ましく、放電性能の観点から２０体積％以上が好ましい。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。なお、後述するように、製造工程において、非水電解液と共にこの非水電解液に溶解するガスを容器内に封入し、密閉することで、容器内を負圧状態にすることができる。このため、非水電解液には、ガスの状態で容器内に封入され、非水溶媒に溶解した成分（例えば二酸化炭素等）が含有されていてよい。
　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、ＬｉＰＦ６、ＬｉＰＯ２Ｆ２、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２等の無機リチウム塩、ＬｉＳＯ３ＣＦ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）（ＳＯ２Ｃ４Ｆ９）、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＣ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）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、ＬｉＰＦ６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／ｄｍ３以上２．５ｍｏｌ／ｄｍ３以下であると好ましく、０．３ｍｏｌ／ｄｍ３以上２．０ｍｏｌ／ｄｍ３以下であるとより好ましく、０．５ｍｏｌ／ｄｍ３以上１．７ｍｏｌ／ｄｍ３以下であるとさらに好ましく、０．７ｍｏｌ／ｄｍ３以上１．５ｍｏｌ／ｄｍ３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、Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ－Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ１０Ｇｅ－Ｐ２Ｓ１２等が挙げられる。
（製造方法）
　蓄電素子１００は、例えば、巻回型の扁平状の電極体を作製すること、シート状部材を準備すること、電極体とシート状部材とを容器に収容すること、容器に電解質を注入すること、及び容器を密閉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。電極体の作製は、従来公知の巻回型の電極体と同様の方法により行うことができる。
　容器２の内部が負圧状態の蓄電素子１００を製造するために、容器２に非水電解液等の電解質に溶解するガス（例えば二酸化炭素等）を封入し、容器２を密閉してよい。このようにすることで、容器２が密閉された状態でガスが電解質に溶解し、容器２の内部の気圧が低下し、容器２の内部が負圧状態の蓄電素子１００を得ることができる。その他、低気圧下で容器２に電解質を注入し、容器２を密閉することによっても、容器２の内部が負圧状態の蓄電素子１００を得ることができる。
＜蓄電素子：第二の実施形態＞
　図４に示す本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子２００（二次電池）は、電極体１と、容器２と、２枚のシート状部材３と、絶縁部材２０と、図示しない電解質とを主に備える。蓄電素子２００は、蓄電素子１００と比べて、容器２（容器本体１４）が金属製であり、絶縁部材２０をさらに備えていること以外は、蓄電素子１００と同様である。従って、蓄電素子２００においては、絶縁部材２０以外は、図１、２の蓄電素子１００と同一番号を付して詳細な説明を省略する。
　絶縁部材２０は、電極体１を覆い、電極体１と容器２との間を電気的に絶縁している。蓄電素子２００において、シート状部材３は、電極体１と絶縁部材２０との間に配置されている。絶縁部材２０は、具体的には袋状の構造を有している。絶縁部材２０は、電極体１における蓋１３側の端（図４における上端）を除いて、電極体１を覆っている。絶縁部材２０の材質としては、電気絶縁性（非導電性）のものであれば特に限定されず、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、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂などを用いることができる。
　シート状部材３は、袋状の絶縁部材２０の内面に接している。蓄電素子２００のシート状部材３も、電極体１に対して平坦部９のみと接しており、曲面部８Ａ、８Ｂとは接していない。一方、絶縁部材２０は、電極体１の曲面部８Ａ、８Ｂと接していてよい。本実施形態においては、シート状部材３と絶縁部材２０とを接着していることが好ましく、熱溶着により接着していることがさらに好ましい。熱溶着により接着する場合、シート状部材３と絶縁部材２０とは同じ材質であることが好ましく、強度と取り扱い易さとの観点から、いずれもポリプロピレンであることがさらに好ましい。
　このような絶縁部材２０を有する蓄電素子２００においても、電極体１の曲面部８Ａ、８Ｂへの荷重を抑え、平坦部９に相対的に大きな荷重を掛けることができるという効果が奏される。また、当該蓄電素子２００においては、シート状部材３が絶縁部材２０の内面に接着されているため、シート状部材３がずれにくく、確実性高く設計通りの位置に荷重を掛けることができる。このため、当該蓄電素子２００は、生産性にも優れる。
　蓄電素子２００は、例えば、巻回型の扁平状の電極体を作製すること、シート状部材を内面の所定位置に接着させた袋状の絶縁部材を作製すること、電極体を袋状の絶縁部材に挿入すること、電極体が挿入された状態の絶縁部材を容器に収容すること、容器に電解質を注入すること、及び容器を密閉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。
＜非水電解液蓄電装置の構成＞
　本実施形態の蓄電素子は、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、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５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３００をさらに集合した蓄電装置４００の一例を示す。蓄電装置４００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３００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３００又は蓄電装置４００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。蓄電素子１００は、本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子２００であってもよい。
＜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。
　上記実施形態においては、シート状部材を平坦部の両面にそれぞれ配置したが、一方の面側にのみ配置してもよい。但し、両面にそれぞれシート状部材を配置することで、電極体の曲面部への荷重を抑え、電極体の平坦部に相対的に大きな荷重を掛けることができるという効果をより高めることができる。
　上記実施形態では、蓄電素子が充放電可能な二次電池（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、寸法、容量等は任意である。本発明の蓄電素子は、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、非水電解質以外の電解質を用いた蓄電素子等にも適用できる。
　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から３、比較例１、２］
（電極体の作製）
　帯状の正極と帯状の負極とを帯状のセパレータを介して重ね合わせ、これを長手方向に巻回して扁平状の電極体を作製した。得られた電極体の厚さＴは１１．３ｍｍ、長さＨ（Ｚ方向の長さ）は５７．４ｍｍ、平坦部の長さＬ（Ｚ方向の長さ）は４６．２ｍｍであった。
（シート状部材の準備）
　表１に記載の長さＸ（Ｚ方向長さ）、幅（Ｘ方向長さ）１１５ｍｍ、及び厚さ０．１５ｍｍの平面視長方形状のシート状部材を準備した。なお、シート状部材の幅（Ｘ方向長さ）は、電極体の幅（Ｘ方向長さ）と同程度とした。また、シート状部材は、いずれもポリプロピレン製のものを準備した。
（評価）
　容器内を負圧状態にすることにより電極体に掛かる荷重を模擬するため、アルミニウム板の上に載置した電極体上に上記のシート状部材を表１に示す枚数を配置し、この上に感圧センサを配置した。なお、シート状部材の長さ方向と電極体の長さ方向とが一致するように、かつ平面視において電極体の中心位置とシート状部材の中心位置とが一致するように配置した。また、比較例１においては、シート状部材を配置せず、電極体上に直接感圧センサを配置した。なお、表１には、実施例１から３及び比較例２における平坦部両端からシート状部材両端までの距離Ｙ、及び電極体の厚さに対するシート状部材の合計厚さの比、並びに実施例１から３におけるＹとＴ／２（＝５．６５ｍｍ）との大小関係、Ｙと０．１Ｌ（＝４．６ｍｍ）との大小関係、及びＹと０．２Ｌ（＝９．２ｍｍ）との大小関係をそれぞれ示す。「平坦部両端からシート状部材両端までの距離Ｙ」について、シート状部材両端が平坦部両端より内側にある場合「＋」、外側にある場合「－」として示している。
　次いで、感圧センサ上にアルミニウム板を配置し、上側のアルミニウム板に対して上方から荷重を付加した。２つのアルミニウム板及び感圧センサは、電極体の側面よりも十分に大きいものを用いた。荷重の付加は、株式会社島津製作所社製の万能試験機「オートグラフ」（型番：ＡＧ－Ｘ）により行った。電極体の中央スリットの幅が０．１ｍｍになるまで荷重を付加し、このときの感圧センサで出力される値に基づき、曲面部に掛かった荷重と、平坦部に掛かった荷重とを求めた。用いた感圧センサにおいては、２．５４ｍｍ×２．５４ｍｍの面積毎の荷重が出力されるため、曲面部に対応する部分における荷重の合計値と、平坦部に対応する部分における荷重の合計値とをそれぞれ曲面部荷重及び平坦部荷重とした。測定結果を表１に示す。また、曲面部荷重と平坦部荷重との合計に対する曲面部荷重の比率（曲面部荷重比率（％））、及び曲面部荷重と平坦部荷重との合計に対する平坦部荷重の比率（平坦部荷重比率（％））も表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　シート状部材を配置していない比較例１は、曲面部に大きな荷重が掛かった。また、シート状部材の長さＸ（Ｚ方向長さ）が平坦部の長さＨ（４６．２ｍｍ）より長く、シート状部材が曲面部にも接する比較例２も、比較例１と同様に曲面部に大きな荷重が掛かり、シート状部材を配置することによる改善効果は見られなかった。
　これらに対し、シート状部材の長さＸ（Ｚ方向長さ）が平坦部の長さＨ（４６．２ｍｍ）より短く、シート状部材が平坦部にのみ接する実施例１から３においては、曲面部への荷重が弱まり、平坦部への荷重比率を高めることができた。また、実施例の中で比較すると、シート状部材の長さＸ（Ｚ方向長さ）が比較的短い実施例１及び比較的長い実施例３と比べて、実施例２は平坦部への荷重比率が高かった。シート状部材の長さＸを適切な長さとすること、すなわち、平坦部両端からシート状部材両端までの距離Ｙを適切な長さとすることで、平坦部への荷重比率をより高めることができることがわかる。
　本発明は、自動車、その他の車両、電子機器などの電源として使用される非水電解質蓄電素子などに適用できる。
１００、２００　蓄電素子
１　電極体
２　容器
３　シート状部材
４　正極接続部材
５　正極外部端子
６　負極接続部材
７　負極外部端子
８Ａ、８Ｂ　曲面部
９　平坦部
１０Ａ、１０Ｂ　側壁
１１Ａ、１１Ｂ　曲面部の両端
１２Ａ、１２Ｂ　平坦部の両端
１３　蓋
１４　容器本体
２０　絶縁部材
Ａ、Ｂ　軸
３００　蓄電ユニット
４００　蓄電装置

Claims (6)

  1. 　帯状電極がその長手方向に巻回されてなり、２つの曲面部と上記２つの曲面部の間に位置する平坦部とを有する扁平状の電極体、
    　上記電極体を収容する容器、及び
    　上記電極体と上記容器との間に配置されるシート状部材
    　を備え、
    　上記容器の内部が負圧状態であることにより、上記電極体が上記シート状部材を介して上記容器により押圧されている状態となっており、
    　上記シート状部材が上記電極体に対して上記平坦部のみと接している蓄電素子。
  2. 　上記電極体の厚さをＴとしたとき、
    　上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端からＴ／２内側の位置よりも内側の範囲に存在する請求項１に記載の蓄電素子。
  3. 　上記平坦部における上記２つの曲面部の対向方向長さをＬとしたとき、
    　上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端から０．１Ｌ内側の位置よりも内側の範囲に存在する請求項１に記載の蓄電素子。
  4. 　上記平坦部における上記２つの曲面部の対向方向長さをＬとしたとき、
    　上記シート状部材における上記２つの曲面部の対向方向両端が、上記平坦部の上記２つの曲面部側の両端から０．２Ｌ内側の位置よりもそれぞれ外側の範囲に存在する請求項１又は請求項３に記載の蓄電素子。
  5. 　上記電極体の厚さに対する上記シート状部材の厚さの比が０．０３０以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
  6. 　上記容器が金属製であり、
    　上記電極体を覆い、上記電極体と上記容器との間を絶縁する絶縁部材を備え、
    　上記シート状部材は、上記電極体と上記絶縁部材との間に配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電素子。
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