WO2023182269A1

WO2023182269A1 - 電気化学デバイスおよび電気化学デバイスの製造方法

Info

Publication number: WO2023182269A1
Application number: PCT/JP2023/010877
Authority: WO
Inventors: 奈穂宮口; 信敬武田; 充裕藤田; 祐介中村
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2023-09-28

Abstract

開示される電気化学デバイスは、正極活物質として活性炭を含む帯状の正極（２）と帯状の負極（３）と帯状のセパレータ（４）とで構成された巻回体（１）を含む。巻回体（１）は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部（１ａ）と、巻き軸部（１ａ）に連なる巻回部（１ｂ）とを含む。巻き軸部（１ａ）は、負極（３）の一端側の一部とセパレータ（４）の一端側の一部とを含む。巻回体（１）において、正極（２）の両面が負極（３）に対向するように正極（２）と負極（３）とセパレータ（４）とが巻回されている。

Description

電気化学デバイスおよび電気化学デバイスの製造方法

　本開示は、電気化学デバイスおよび電気化学デバイスの製造方法に関する。

　電気化学デバイスの一例である電気二重層キャパシタは、寿命が長く、急速充電が可能であり、出力特性に優れている。そのため、電気二重層キャパシタは、バックアップ用電源などに広く用いられている。電気化学デバイスの例には、巻回型の電気化学デバイスと、積層型の電気化学デバイスとが含まれる。従来から、様々な巻回型の蓄電装置が提案されている。

　特許文献１（特開２０１７－１８８５４１号公報）は、「陽極箔と陰極箔との間にセパレータを積層させて巻回したコンデンサ素子を備えるコンデンサの製造方法であって、前記セパレータに前記陽極箔を一体化して前記陽極箔を支持させる支持部を形成し、巻回する前記セパレータに作用する引張力を前記支持部を通じて前記陽極箔に付加しながら前記陽極箔と前記陰極箔と前記セパレータとを巻回する処理を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。」を開示している。

　特許文献２（特開２０２０－１８８１９３号公報）は、「コンデンサ素子と、当該コンデンサ素子が電解質を含浸した状態で収納される外装ケースとを備える巻回形コンデンサであって、前記コンデンサ素子は、陽極となる電極箔と陰極となる電極箔とをシート状のセパレータを介して巻回してなる巻回体と、当該巻回体の外周に巻き回されて、前記陽極となる電極箔、前記陰極となる電極箔及び前記セパレータの巻回状態を維持させる素子止めテープを有し、前記素子止めテープの一端部において、前記陽極となる電極箔及び前記陰極となる電極箔のうち、前記巻回体の径方向内側に配置される前記電極箔の巻き終わり終端面に素子止めテープの巻き始め始端面が前記巻回体の巻回方向において対向するように配置され、他端部は前記素子止めテープの表面に固定されることを特徴とする巻回形コンデンサ。」を開示している。

特開２０１７－１８８５４１号公報特開２０２０－１８８１９３号公報

　現在、歩留まり良く製造が可能で信頼性が高い巻回型の電気化学デバイスが求められている。このような状況において、本開示の目的の１つは、歩留まり良く製造が可能で信頼性が高い巻回型の電気化学デバイスを提供することである。

　巻回体を含む電気化学デバイスでは、巻回体がデバイス作製時の状態を保てずにゆるんでしまうこと（巻き戻り）が生じる場合がある。特に、電解液の含浸によって巻回体が膨張すると、巻き戻りが生じやすくなる。巻回体の巻き戻りが生じると、電極間の距離がばらつく。その結果、内部抵抗の増大や性能のばらつきの増大などの問題が生じる。

　そのため、現在、巻回体の巻き戻りが生じにくい電気化学デバイスが求められている。本開示の目的の１つは、巻回体の巻き戻りが生じにくい電気化学デバイスを提供することである。

　本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。

　開示の一側面は、電気化学デバイスの第１の製造方法に関する。当該第１の製造方法は、正極材料として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法であって、前記負極の一端側の一部と前記セパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟む工程（ｉ）と、前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とによって前記負極の前記一部と前記セパレータの前記一部とを挟んだ状態で前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とを回転させて前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回することによって、前記巻回体を形成する工程（ii）とをこの順に含み、前記工程（ii）において、前記正極の両面が前記負極に対向するように前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回する。

　開示の一側面は、第１の電気化学デバイスに関する。当該第１の電気化学デバイスは、正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスであって、前記巻回体は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部と、前記巻き軸部に連なる巻回部とを含み、前記巻き軸部は、前記負極の一端側の一部と前記セパレータの一端側の一部とを含み、前記巻回体において、前記正極の両面が前記負極に対向するように前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されている。

　開示の一側面は、電気化学デバイスの第２の製造方法に関する。当該第２の製造方法は、正極材料として活性炭を含む帯状の正極と、帯状の負極と、前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法であって、
　前記セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含み、
　前記製造方法は、
　前記第１および第２のセパレータの一端側の一部のみを巻き軸によって挟む工程（Ｉ）と、
　前記工程（Ｉ）の状態を維持したまま前記巻き軸を回転させて前記正極と前記負極と前記第１および第２のセパレータとを巻回することによって、前記巻回体を形成する工程（II）とをこの順に含み、
　前記巻き軸は、長さＡの径を有する半円状の断面を有する第１および第２の巻き軸によって構成され、
　前記第１のセパレータは平均厚さＴ１を有し、
　前記第２のセパレータは平均厚さＴ２を有し、
　前記工程（II）において、
　　（ａ）前記負極の前記巻き軸側の一端と前記巻き軸との間の距離Ｂと前記長さＡとがπＡ＜Ｂを満たし、且つ、
　　（ｂ）前記正極の前記巻き軸側の一端と前記負極の前記一端との間の距離Ｃと前記長さＡと前記平均厚さＴ１と前記平均厚さＴ２とがπ（Ａ＋（Ｔ１＋Ｔ２）×２ｎ）＜Ｃ（ただし、ｎは前記第１および第２のセパレータのみが巻回されている巻回数である）を満たす状態で、前記巻回を行う。

　開示の一側面は、第２の電気化学デバイスに関する。当該第２の電気化学デバイスは、正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスであって、
　前記セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含み、
　前記巻回体は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部と、前記巻き軸部に連なる巻回部とを含み、
　前記巻き軸部は、前記第１および第２のセパレータのみによって構成され、
　前記巻き軸部は、前記巻回部との境界である第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部とを含み、
　前記巻回部は、前記第１の端部と、前記負極の前記巻き軸部側の一端との間に、前記第１および第２のセパレータのみが１周以上巻かれている補強部を含み、
　前記巻回体において、前記正極の表面のうち前記巻き軸部側の表面は、前記負極と対向している。

　開示の一側面は、第３の電気化学デバイスに関する。当該第３の電気化学デバイスは、帯状の第１の電極と、帯状の第２の電極と、少なくとも前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含み、前記第２の電極の最外周は、前記第１の電極の最外周よりも外側に配置されており、前記第２の電極の外周端の近傍が折り曲げられて前記第２の電極の前記外周端が前記セパレータに当接している。

　本開示の一側面によれば、歩留まり良く製造が可能で信頼性が高い巻回型の電気化学デバイスが得られる。本開示の他の一側面によれば、巻回体の巻き戻りが生じにくい電気化学デバイスが得られる。

実施形態１の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。図１Ａの上面図である。実施形態１の製造方法で製造される巻回体の一例を模式的に示す断面図である。実施形態１の電気化学デバイスを模式的に示す一部分解斜視図である。実施形態２の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。図４Ａの上面図である。実施形態２の製造方法で製造される巻回体の一例を模式的に示す断面図である。実施形態２の電気化学デバイスを模式的に示す一部分解斜視図である。実施形態３の電気化学デバイスに用いられる巻回体の一例の一部を模式的に示す断面図である。巻回体の製造方法の一例の一工程を模式的に示す図である。実施形態３の電気化学デバイスの一例を模式的に示す一部分解斜視図である。

　以下では、本開示に係る実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示に係る発明を実施できる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい。この明細書において、「数値Ａ～数値Ｂ」という記載は、数値Ａおよび数値Ｂを含み、「数値Ａ以上で数値Ｂ以下」と読み替えることが可能である。以下の説明において、特定の物性や条件などに関する数値の下限と上限とを例示した場合、下限が上限以上とならない限り、例示した下限のいずれかと例示した上限のいずれかとを任意に組み合わせることができる。

　以下では、電気化学デバイス（Ｄ１）、（Ｄ２）、および（Ｄ３）について説明する。技術的な矛盾が生じない限り、電気化学デバイス（Ｄ１）、（Ｄ２）、および（Ｄ３）のそれぞれの構成の少なくとも一部を組み合わせてもよい。

　（電気化学デバイスの第１の製造方法）
　本実施形態に係る第１の製造方法は、正極材料として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と正極と負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法である。当該第１の製造方法を以下では、「製造方法（Ｍ１）」と称する場合がある。製造方法（Ｍ１）は、工程（ｉ）と工程（ii）とをこの順に含む。それらの工程について、以下に説明する。

　工程（ｉ）は、負極の一端側の一部とセパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟む工程である。第１の巻き軸および第２の巻き軸に限定はなく、巻回体を形成するときの巻き軸となる部材であればよい。例えば、第１の巻き軸および第２の巻き軸はそれぞれ、断面が半円状の棒状体であってもよい。

　なお、セパレータは、第１のセパレータと第２のセパレータとを含んでもよい。その場合、工程（ｉ）は、負極の一端側の一部と第１のセパレータの一端側の一部と第２のセパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟む工程であってもよい。その場合、第１のセパレータと第２のセパレータとの間に負極が挟まれうる。あるいは、工程（ｉ）は、負極の一端側の一部と第１のセパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟む工程であってもよい。なお、帯状のセパレータを折り曲げて、２枚重ねとし、重ねられた２枚のセパレータを第１および第２のセパレータとして用いてもよい。

　工程（ii）は、第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって負極の一部とセパレータの一部とを挟んだ状態で第１の巻き軸と第２の巻き軸とを回転させて正極と負極とセパレータとを巻回することによって上記の巻回体を形成する工程である。工程（ii）において、正極の両面が負極に対向するように正極と負極とセパレータとを巻回する。

　工程（ii）の巻回は、工程（ｉ）の状態（すなわち、第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって負極の一部とセパレータの一部とを挟んだ状態）を維持したまま行われる。なお、巻回の際に正極と負極とセパレータとが巻回されることによって、それらで構成された巻回体が形成される。

　正極の両面が負極に対向するように正極と負極とセパレータとを巻回するには、例えば以下のように巻回を行ってもよい。巻き軸に近い部分については、最初は正極を巻回せずに負極およびセパレータのみを巻回し、その後に、正極と負極とセパレータとをまとめて巻回する。次に、巻回体の外周部分については、正極の外側に負極が配置されるようにそれらを巻回する。このようにすることによって、正極の両面が負極に対向するように巻回体を形成できる。

　製造方法（Ｍ１）では、巻き軸の部分において負極とセパレータとが一緒に巻回されるため、負極の巻きずれを防止できる。そのため、製造方法（Ｍ１）によれば、信頼性が高い巻回型の電気化学デバイスを歩留まり良く製造できる。

　製造方法（Ｍ１）では、正極の両面が負極に対向するように巻回体を形成する。この構成によれば、セパレータの劣化を抑制できる場合がある。正極の一部に負極と対向していない部分（非対向部）がある場合、正極で生成した水素イオン（Ｈ^＋）が拡散しにくいため、この部分で局所的な酸性雰囲気が形成される。酸性雰囲気では、セパレータの脱水化反応が生じ、セル内で水が生成されてセルの急激な劣化を引き起こす。製造方法（Ｍ１）によれば、正極の非対向部がない巻回体を製造できるため、これらの問題を抑制できる。

　製造方法（Ｍ１）では、工程（ｉ）において、負極の一端が、第１の巻き軸と第２の巻き軸との間から突出するように、負極の上記一端側の一部とセパレータの上記一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟んでもよい。この構成によれば、巻き軸の部分で負極が２回折れ曲がるため、巻きずれを特に抑制できる。この場合、負極の一端およびセパレータの一端が、第１の巻き軸と第２の巻き軸との間から突出するように、負極の一端側の一部とセパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とで挟んでもよい。

　製造方法（Ｍ１）では、工程（ｉ）において、第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって正極を挟まなくてもよい。この構成によれば、正極の両面が負極に完全に対向可能となる。

　以上の工程によって、巻回体を形成できる。得られた巻回体は、必要に応じて電解質とともに外装体に封入される。なお、必要に応じて、巻回体の作製の前または後において、正極および／または負極にリードが接続される。このようにして、電気化学デバイスが得られる。電気化学デバイスは、蓄電デバイスとして用いることが可能である。

　（電気化学デバイス）
　本実施形態に係る第１の電気化学デバイスは、正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と正極と負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む。当該第１の電気化学デバイスを以下では、「電気化学デバイス（Ｄ１）」と称する場合がある。電気化学デバイス（Ｄ１）は製造方法（Ｍ１）で製造できるが、製造方法（Ｍ１）以外の製造方法で製造してもよい。製造方法（Ｍ１）について説明した事項は電気化学デバイス（Ｄ１）に適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。また、電気化学デバイス（Ｄ１）について説明した事項を、製造方法（Ｍ１）に適用してもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ１）において、巻回体は、巻き軸（例えば２つの巻き軸）に挟まれて形成された巻き軸部と、巻き軸部に連なる巻回部とを含む。巻き軸部は、負極の一端側の一部とセパレータの一端側の一部とを含む。巻回体において、正極の両面が負極に対向するように正極と負極とセパレータとが巻回されている。

　巻き軸が第１の巻き軸と第２の巻き軸とを含む場合、巻き軸部は、巻回体を製造する際に第１の巻き軸と第２の巻き軸とで挟まれる部分である。一例では、巻き軸部は、巻回体の中央に存在する円柱状の空間を、２つの半円柱状の空間に仕切るように配置されている。

　電気化学デバイス（Ｄ１）では、巻き軸部と巻回部との境界において、負極とセパレータとが折れ曲がっている。そのため、電気化学デバイス（Ｄ１）では、巻きずれが生じたり、巻回体がゆるんだりすることを抑制できる。そのため、電気化学デバイス（Ｄ１）は、歩留まり良く製造が可能で信頼性が高い。

　電気化学デバイス（Ｄ１）において、巻回体は、巻回部とは反対側に巻き軸部に連なる突出部をさらに含んでもよい。当該突出部は、負極の上記一端を含んでもよい。あるいは、当該突出部は、負極の上記一端とセパレータの上記一端とを含んでもよい。これらの構成によれば、突出部の前後で負極が２回折れ曲がるため、巻回体がゆるむことを特に抑制できる。

　電気化学デバイス（Ｄ１）において、巻き軸部は正極を含まなくてもよい。この構成によれば、正極の両面が完全に負極と対向可能となる。

　電気化学デバイス（Ｄ１）の構成および構成部材の例について、以下に説明する。本開示に特徴的な部分以外の構成部材には、公知の構成部材を適用してもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ１）は、巻回体を含み、例えば円筒形である。電気化学デバイス（Ｄ１）は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）であってもよいし、それ以外の蓄電デバイス（例えばリチウムイオンキャパシタ）であってもよい。電気化学デバイス（Ｄ１）が電気二重層キャパシタである場合、正極および負極には分極性電極を用いることができる。分極性電極は、イオンを吸着および脱着可能な電極材料（活物質）を含む。電極材料がイオンを吸着および脱着することによって充放電が行われる。電気化学デバイス（Ｄ１）がリチウムイオンキャパシタである場合、正極として分極性電極を用い、負極として非分極性電極を用いることができる。非分極性電極である負極には、リチウムイオン二次電池で用いられる負極を用いてもよい。そのような負極の例には、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極活物質（例えば黒鉛）が含まれる。

　（電気化学デバイスの第２の製造方法）
　本実施形態に係る第２の製造方法は、正極材料として活性炭を含む帯状の正極と、帯状の負極と、正極と負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法である。当該第２の製造方法を以下では、「製造方法（Ｍ２）」と称する場合がある。セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含む。製造方法（Ｍ２）は、工程（Ｉ）と工程（II）とをこの順に含む。それらの工程について、以下に説明する。

　工程（Ｉ）は、第１および第２のセパレータの一端側の一部のみを巻き軸によって挟む工程である。巻き軸は、第１および第２の巻き軸によって構成される。第１および第２の巻き軸はそれぞれ、長さＡ（ｍｍ）の径を有する半円状の断面（例えば真円の半分の断面）を有する。

　工程（II）は、工程（Ｉ）の状態を維持したまま巻き軸を回転させて正極と負極と第１および第２のセパレータとを巻回することによって、上記巻回体を形成する工程である。

　帯状の第１のセパレータは平均厚さＴ１（ｍｍ）を有する。帯状の第２のセパレータは平均厚さＴ２（ｍｍ）を有する。なお、帯状のセパレータを折り曲げて、２枚重ねとし、重ねられた２枚のセパレータを第１および第２のセパレータとして用いてもよい。

　製造方法（Ｍ２）の一例では、工程（II）において、以下の条件（ａ）および（ｂ）を満たすように巻回が行われる。
（ａ）負極の巻き軸側の一端と巻き軸との間の距離Ｂ（ｍｍ）と長さＡとがπＡ＜Ｂを満たす。
（ｂ）正極の巻き軸側の一端と負極の一端との間の距離Ｃ（ｍｍ）と長さＡと平均厚さＴ１と平均厚さＴ２とがπ（Ａ＋（Ｔ１＋Ｔ２）×２ｎ）＜Ｃを満たす（ただし、ｎは第１および第２のセパレータのみが巻回されている巻回数である）。より詳細には、ｎは、巻き軸側において第１および第２のセパレータのみが巻回されている巻回数であり、補強部となる部分における第１および第２のセパレータの巻回数である。

　製造方法（Ｍ２）の他の一例では、工程（II）において、以下の条件（ａ’）および（ｂ’）を満たすように巻回が行われる。
（ａ’）第１および第２のセパレータのみを１周以上巻回してから、負極の巻回を開始する。
（ｂ’）正極の表面のうち巻き軸部側の表面は負極と対向する。

　条件（ａ）または（ａ’）を満たす場合、負極が巻き軸と接触することがない。そのため、負極が損傷することを抑制できる。その結果、信頼性が高い電気化学デバイスを歩留まり良く製造できる。

　条件（ｂ）または（ｂ’）を満たすことによって、巻き軸部側において、正極の一部が負極と対向しない部分（非対向部）となることを防止できる。この構成によれば、セパレータの劣化を抑制できる場合がある。正極の一部に負極と対向していない非対向部がある場合、当該非対向部では、充電時に正極近傍にはマイナスイオンが吸着されて密集する一方で、プラスイオンが吸着する負極が存在しないためにセパレータにプラスイオンが密集してイオンのバランスが崩れる。その結果、セパレータが炭化してしまうことがある。製造方法（Ｍ２）によれば、正極の非対向部がない巻回体を製造できるため、これらの問題を抑制できる。

　工程（II）の一例では、まず、「第１のセパレータ／第２のセパレータ」という積層構造が巻回され、次に、「第１のセパレータ／負極／第２のセパレータ」という積層構造が巻回され、次に、「第１のセパレータ／負極／第２のセパレータ／正極」という積層構造が巻回される。

　工程（II）において、以下の条件（ｃ）または（ｃ’）を満たすように巻回を行ってもよい。
（ｃ）距離Ｂと長さＡとは２πＡ＜Ｂを満たす。
（ｃ’）第１および第２のセパレータのみを２周以上巻回してから、負極の巻回を開始する。

　条件（ｃ）または（ｃ’）を満たすことによって、巻回体のうち、セパレータのみが巻回されている部分（巻回体の中央側の部分）を補強できる。そのため、巻回が終了した後に巻き軸を抜く際に、セパレータの破損による短絡を抑制できる。距離Ｂと長さＡとはＢ≦３πＡを満たしてもよい。すなわち、第１および第２のセパレータのみが巻回される巻数は、３周以下であってもよい。

　工程（II）において、正極の両面が負極と対向するように巻回体を形成してもよい。この構成によれば、セパレータの劣化などを特に抑制できる。上述したように、条件（ｂ）または（ｂ’）を満たすことによって、巻き軸に近い部分の正極の両面が負極と対向する。巻回体の外周部分については、正極の外側に負極が配置されるようにそれらを巻回する。このようにすることによって、正極の両面が負極に対向するように巻回体を形成できる。

　工程（Ｉ）において、第１および第２のセパレータの上記一端が、第１の巻き軸と第２の巻き軸との間から突出するように、第１および第２のセパレータの上記一部のみを巻き軸によって挟んでもよい。この構成によれば、巻き軸の前後でセパレータが２回折れ曲がるため、セパレータの巻きずれを抑制できる。そのため、信頼性がより高い電気化学デバイスを、より高い歩留まりで製造できる。

　（電気化学デバイス）
　本実施形態に係る第２の電気化学デバイスは、正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と正極と負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む。当該第２の電気化学デバイスを以下では、「電気化学デバイス（Ｄ２）」と称する場合がある。電気化学デバイス（Ｄ２）は、製造方法（Ｍ２）で製造できる。製造方法（Ｍ２）について説明した事項は電気化学デバイス（Ｄ２）に適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。また、電気化学デバイス（Ｄ２）について説明した事項を、製造方法（Ｍ２）に適用してもよい。

　セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含む。巻回体は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部と、巻き軸部に連なる巻回部とを含む。巻き軸部は、第１および第２のセパレータのみによって構成されている。巻き軸部は、巻回部との境界である第１の端部と、第１の端部とは反対側の第２の端部とを含む。巻回部は、第１の端部と、負極の巻き軸部側の一端との間に、第１および第２のセパレータのみが１周以上巻かれている補強部を含む。巻回体において、正極の表面のうち巻き軸部側の表面は、負極と対向している。

　巻き軸部は、第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟まれて形成される。一例では、巻き軸部は、巻回体の中央に存在する円柱状の空間を、２つの半円柱状の空間に仕切るように配置されている。

　電気化学デバイス（Ｄ２）によれば、上記条件（ａ）（または（ａ’））と（ｂ）（または（ｂ’））とを満たすことによって得られる効果が得られる。そのため、電気化学デバイス（Ｄ２）は、歩留まり良く製造が可能で信頼性が高い。

　電気化学デバイス（Ｄ２）の補強部では、第１および第２のセパレータのみが２周以上巻かれていてもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ２）において、正極の両面が負極と対向していてもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ２）の巻回体は、第１および第２のセパレータのみによって構成され、且つ、第２の端部から突出する突出部を含んでもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ２）の構成および構成部材の例について、以下に説明する。本開示に特徴的な部分以外の構成部材には、公知の構成部材を適用してもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ２）は、巻回体を含み、例えば円筒形である。電気化学デバイス（Ｄ２）は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）であってもよいし、それ以外の蓄電デバイス（例えばリチウムイオンキャパシタ）であってもよい。電気化学デバイス（Ｄ２）が電気二重層キャパシタである場合、正極および負極には分極性電極を用いることができる。分極性電極は、イオンを吸着および脱着可能な電極材料（活物質）を含む。電極材料がイオンを吸着および脱着することによって充放電が行われる。電気化学デバイス（Ｄ２）がリチウムイオンキャパシタである場合、正極として分極性電極を用い、負極として非分極性電極を用いることができる。非分極性電極である負極には、リチウムイオン二次電池で用いられる負極を用いてもよい。そのような負極の例には、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極活物質（例えば黒鉛）が含まれる。

　（第３の電気化学デバイス）
　以下では、本実施形態に係る第３の電気化学デバイスを、「電気化学デバイス（Ｄ３）」と称する場合がある。本実施形態に係る電気化学デバイス（Ｄ３）は、帯状の第１の電極と、帯状の第２の電極と、少なくとも第１の電極と第２の電極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む。第２の電極の最外周は、第１の電極の最外周よりも外側に配置されている。第２の電極の外周端の近傍が折り曲げられて第２の電極の外周端がセパレータに当接している。第２の電極の外周端を以下では、「外周端（Ｅ２）」と称する場合がある。

　上記構成によれば、外周端（Ｅ２）がセパレータの表面に当接する。その結果、外周端（Ｅ２）とセパレータとの位置がずれることが抑制され、巻回体の巻き戻りが抑制される。この構成は、第２の電極の外周端（Ｅ２）の近傍を折り曲げることによって達成可能である。そのため、テープを用いて巻回体の外周を固定する方法と比べて、工程が容易で低コストに実施することが可能である。

　第１および第２の電極の極性に特に限定はない。例えば、第１の電極が正極で且つ第２の電極が負極であってもよく、あるいは、第１の電極が負極で且つ第２の電極が正極であってもよい。あるいは、第１の電極が陽極で且つ第２の電極が陰極であってもよく、あるいは、第１の電極が陰極で且つ第２の電極が陽極であってもよい。あるいは、第１および第２の電極は、極性が特定されていなくてもよい。後述するように、セパレータは通常、第１のセパレータと第２のセパレータとを含む。

　外周端（Ｅ２）の折り曲げ方の第１および第２の例について以下に説明する。第１の例では、第２の電極の外周端（Ｅ２）の近傍は巻回体の内側に向かって折り曲げられ、外周端（Ｅ２）は、外周端（Ｅ２）の内側に存在するセパレータに当接する。外周端（Ｅ２）の近傍が内側に向かって折り曲げられていることによって、折れ曲がってセパレータに当接した面でセパレータを押さえつけることができるため、充放電時におきる電極箔の膨張収縮による電極間距離（図７の第１の電極２と第２の電極３との間の距離）のばらつきを抑制でき、デバイスの特性である抵抗値のばらつきを抑制して、抵抗値を安定化できる。

　第１の例において、外周端（Ｅ２）の内側には、２枚のセパレータ（第１および第２のセパレータ）が積層されていることが好ましい。別の観点では、外周端（Ｅ２）は、セパレータを挟んで内側の第２の電極と対向していることが好ましい。この構成によれば、外周端（Ｅ２）がセパレータを傷つけて第１の電極と第２の電極が短絡することを抑制できる。

　第２の例は、第２の電極の外周端（Ｅ２）の外側にセパレータが存在する場合に採用可能である。第２の例では、第２の電極の外周端（Ｅ２）の近傍は巻回体の外側に向かって折り曲げられ、外周端（Ｅ２）は、外周端（Ｅ２）の外側に存在するセパレータに当接する。外周端（Ｅ２）の近傍が外側に向かって折り曲げられていることによって、上記の効果（抵抗値の安定化）が得られる。さらに、外周端（Ｅ２）の近傍が外側に向かって折り曲げられている場合、外周端（Ｅ２）がセパレータを突き破っても、外周端（Ｅ２）が第１の電極と接触することがない。そのため、第１の電極と第２の電極との短絡をより抑制できる。

　通常、第１の電極は、第１の集電体と第１の集電体の両面に形成された第１の合剤層とを含み、第２の電極は、第２の集電体と第２の集電体の両面に形成された第２の合剤層とを含む。電気化学デバイス（Ｄ３）では、外周端の端面において、第２の合剤層で挟まれた状態で第２の集電体が露出していてもよい。端面に第２の集電体が露出していることによって、第２の集電体とセパレータとがずれにくくなる。また、第２の集電体が合剤層で挟まれていることによって、第２の集電体のエッジが適度に保護され、第２の集電体のエッジによってセパレータがダメージを受けることを抑制できる。

　第２の電極が折り曲げられている部分（折れ曲がり部）の位置は、第２の電極の外周端（Ｅ２）から０．０１ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、または０．２ｍｍ以上離れた位置にあってもよい。当該折れ曲がり部の位置は、第２の電極の外周端（Ｅ２）から０．５ｍｍ以下、または０．３ｍｍ以下の範囲にあってもよい。例えば、第２の電極の外周端（Ｅ２）から０．０１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲（例えば０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲）に、第２の電極が折り曲げられている部分（折れ曲がり部）が存在してもよい。この構成によれば、巻回体の巻き戻りを防止する効果が特に高くなる。なお、これらの距離は、電極の長手方向に沿って測定される距離である。

　折れ曲がり部において第２の電極が折れ曲がっている角度α（図８参照）は、９０°以下である。角度αは、５°以上、１５°以上、または３０°以上であってもよい。角度αは、９０°以下、６０°以下、４５°以下、または３０°以下であってもよい。角度αは、１５～６０°の範囲、３０～６０°の範囲、または１５～４５°の範囲にあってもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ３）では、第１の電極の外周端（以下では「外周端（Ｅ１）」と称する場合がある）の近傍が折り曲げられて第１の電極の外周端（Ｅ１）がセパレータに当接していてもよい。この構成によれば、第１の電極とセパレータとがずれることを抑制できる。そのため、巻回体の巻き戻りを特に抑制できる。

　第１の電極の外周端（Ｅ１）が折れ曲がる方向は、内側であってもよいし外側であってもよい。第１の電極の外周端（Ｅ１）が折れ曲がる方向は、第２の電極の外周端（Ｅ２）が折れ曲がる方向（内側または外側）と同じであってもよいし異なってもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ３）の構成および構成部材の例について、以下に説明する。本開示に特徴的な部分以外の構成部材には、公知の構成部材を適用してもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ３）は巻回体を含み、例えば円筒形である。電気化学デバイス（Ｄ３）は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）であってもよいし、それ以外の蓄電デバイス（例えばリチウムイオンキャパシタ）であってもよい。あるいは、電気化学デバイスは、その他のキャパシタや電池であってもよい。電気化学デバイス（Ｄ３）の第１および第２の電極には、そのデバイスに応じた電極を用いればよく、そのデバイスに応じた公知の電極を用いることができる。

　電気化学デバイス（Ｄ３）が電気二重層キャパシタである場合、正極および負極には分極性電極を用いることができる。分極性電極は、イオンを吸着および脱着可能な電極材料（活物質）を含む。電極材料がイオンを吸着および脱着することによって充放電が行われる。電気化学デバイス（Ｄ３）がリチウムイオンキャパシタである場合、正極として分極性電極を用い、負極として非分極性電極を用いることができる。非分極性電極である負極には、リチウムイオン二次電池で用いられる負極を用いてもよい。そのような負極の例には、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極活物質（例えば黒鉛）が含まれる。

　以下では、電気化学デバイス（Ｄ１）および（Ｄ２）が電気二重層キャパシタである場合の構成要素の例について主に説明する。電気化学デバイス（Ｄ１）および（Ｄ２）が電気二重層キャパシタ以外の電気化学デバイスである場合、その種類に応じて、電極、セパレータ、および電解質を選択すればよい。

　（正極）
　正極（正極板）は、帯状の正極集電体と、正極集電体の両面に配置された正極合剤層とを含む。正極合剤層は、正極材料（活物質）である活性炭を含む。

　正極合剤層は、正極材料である活性炭を必須成分として含む。正極材料は、活性炭以外の炭素材料を含んでもよい。そのような炭素材料の例には、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどが含まれる。活性炭の原料としては、例えば、木材、ヤシ殻、パルプ廃液、石炭またはその熱分解により得られる石炭系ピッチ、重質油またはその熱分解により得られる石油系ピッチ、フェノール樹脂、石油コークス、石炭コークス等が挙げられる。活性炭は、賦活処理されたものであることが好ましい。

　正極合剤層は、正極材料（活物質）以外の他の成分を含んでもよい。他の成分の例には、結着剤や導電材などが含まれる。結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂材料、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが用いられる。導電材としては、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックなど）などが用いられる。

　正極集電体には、帯状の金属箔（例えばアルミニウム箔）を用いることができる。正極集電体の厚さは特に限定されない。電気化学デバイス（Ｄ１）の正極集電体の厚さは、１０μｍ～５０μｍの範囲（例えば１５μｍ～３０μｍの範囲）にあってもよい。電気化学デバイス（Ｄ２）の正極集電体の厚さは、１０μｍ～５０μｍの範囲（例えば２０μｍ～３０μｍの範囲）にあってもよい。正極集電体の表面は、エッチングなどの方法によって粗面化されていてもよい（負極集電体についても同様である）。

　（負極）
　負極（負極板）は、帯状の負極集電体と、負極集電体の両面に配置された負極合剤層とを含む。負極合剤層は、負極材料（活物質）を含む。負極材料は、イオンを吸着および脱着可能な負極材料（活物質）を含む。負極材料の例には、炭素材料が含まれ、正極材料として例示した炭素材料を用いてもよい。具体的には、負極材料として、活性炭、ハードカーボン、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどを用いてもよい。

　負極合剤層は、負極材料（活物質）以外の他の成分を含んでもよい。他の成分の例には、結着剤や導電材が含まれる。結着剤および導電材には、正極の結着剤および導電材として例示した物質を用いてもよい。

　負極集電体には、帯状の金属箔（例えばアルミニウム箔）を用いることができる。負極集電体の厚さに特に限定はない。電気化学デバイス（Ｄ１）の負極集電体の厚さは、５μｍ～５０μｍの範囲（例えば５μｍ～２０μｍの範囲）にあってもよい。電気化学デバイス（Ｄ２）の負極集電体の厚さは、１０μｍ～５０μｍの範囲（例えば２０μｍ～３０μｍの範囲）にあってもよい。

　上記の電極（正極および負極）の形成方法に限定はなく、公知の方法で形成してもよい。例えば、合剤層は、以下の方法で形成してもよい。まず、電極材料（活物質）と、結着剤および／または導電材と、分散媒とを混合することによってスラリーを調製する。次に、得られたスラリーを集電体の表面に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥および圧延することによって、集電体の表面に合剤層を形成する。このようにして合剤層が形成される。

　（セパレータ）
　セパレータは、正極と負極との間に配置され、正極と負極との短絡を防止する。セパレータの材料の例には、絶縁性の樹脂や、ガラスなどが含まれる。セパレータの例には、セルロースを主成分とする不織布、ガラス繊維マット、ポリエチレン等のポリオレフィンの微多孔フィルムなどが含まれる。セパレータには、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタに用いられている公知のセパレータを用いてもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ１）のセパレータの厚さは特に限定されず、１５μｍ～６０μｍの範囲（例えば２０μｍ～４０μｍの範囲）にあってもよい。

　電気化学デバイス（Ｄ２）のセパレータの平均厚さＴ１およびＴ２は特に限定されず、それぞれ、１０μｍ～５０μｍの範囲（例えば１５μｍ～４０μｍの範囲）にあってもよい。

　セパレータの平均厚さは、以下の手順で測定する。まず、長さが５００ｍｍ程度の試験片を２重になるように折り重ね、等間隔の５点の厚さを測定する。測定された５点の厚さの算術平均を、重ねた枚数で割ることによって、平均厚さが算出される。通常、第１のセパレータと第２のセパレータとには同じセパレータが用いられる。その場合、第１のセパレータの平均厚さＴ１を第２のセパレータの平均厚さＴ２としてもよい。

　（電解質（電解液））
　電解質には、溶媒とイオン性物質とを含む電解質を用いることができる。電解質の例には、非水溶媒とイオン性物質とを含む非水電解質が含まれる。イオン性物質は、溶媒に溶解しており、カチオンとアニオンとを含む。イオン性物質は、常温付近で液体として存在し得る低融点の化合物（イオン性液体）を含んでいてもよい。電解質中のイオン性物質の濃度は、例えば、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上で２．０ｍｏｌ／Ｌである。

　溶媒は、ラクトン化合物を含んでもよい。ラクトン化合物の例には、β－プロピオラクトン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、δ－バレロラクトンなどが含まれる。ラクトン化合物は、低温においても粘度が小さく、かつデバイスの電圧範囲で電気化学的に安定でありガス放出量が少ない点で、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）を含むことが好ましい。

　溶媒は、ラクトン化合物以外の他の溶媒を含んでもよい。他の溶媒の例には、プロピオン酸メチルなどの鎖状カルボン酸エステル類、ジエチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステル類、プロピレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの多価アルコール類、スルホランなどの環状スルホン類、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどのアミド類、１，４－ジオキサンなどのエーテル類、メチルエチルケトンなどのケトン類、ホルムアルデヒドなどが含まれる。溶媒は、アセトニトリルを含んでもよい。

　溶媒がラクトン化合物と他の溶媒の混合溶媒である場合、溶媒に占めるラクトン化合物の割合は、５０体積％以上で８５体積％以下であってもよい。

　イオン性物質は、例えば、有機塩を含む。有機塩とは、アニオンおよびカチオンの少なくとも一方が有機物を含む塩である。カチオンが有機物を含む有機塩としては、例えば、４級アンモニウム塩が挙げられる。アニオン（もしくは両イオン）が有機物を含む有機塩としては、例えば、マレイン酸トリメチルアミン、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ１，２，３，４－テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ１，３－ジメチル－２－エチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。

　アニオンは、耐電圧特性を向上させる観点から、フッ素含有酸のアニオンを含むことが好ましい。フッ素含有酸のアニオンとしては、例えば、ＢＦ_４ ^－および／またはＰＦ_６ ^－が挙げられる。有機塩は、例えば、テトラアルキルアンモニウムのカチオンと、フッ素含有酸のアニオンと、を含むことが好ましい。具体的には、ジエチルジメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＤＥＤＭＡＢＦ_４）、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡＢＦ_４）等が挙げられる。

　電気化学デバイスがリチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）の場合、イオン性物質は、リチウム塩を含む。リチウム塩は、フッ素含有アニオンを有する塩が好ましい。フッ素含有アニオンを有する塩のなかでも、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、およびリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２）からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２は、ＬｉＦＳＩまたはＬＦＳＩとも称される。フッ素含有アニオンを有する塩の中でも、ＬＦＳＩは副生成物を生じ難く、安定性に優れる。

　以下では、電気化学デバイス（Ｄ３）が、第１の電極が正極であり第２の電極が負極である電気二重層キャパシタである場合の構成要素の例について主に説明する。電気化学デバイス（Ｄ３）が電気二重層キャパシタ以外の電気化学デバイスである場合、その種類に応じて、電極、セパレータ、および電解質を選択すればよい。

　（正極）
　正極（正極板）は、帯状の正極集電体（第１の集電体）と、正極集電体の両面に配置された正極合剤層（第１の合剤層）とを含む。正極合剤層は、正極材料（活物質）として活性炭を含んでもよい。

　正極材料は、活性炭以外の炭素材料を含んでもよい。そのような炭素材料の例には、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどが含まれる。活性炭の原料としては、例えば、木材、ヤシ殻、パルプ廃液、石炭またはその熱分解により得られる石炭系ピッチ、重質油またはその熱分解により得られる石油系ピッチ、フェノール樹脂、石油コークス、石炭コークス等が挙げられる。活性炭は、賦活処理されたものであることが好ましい。

　正極集電体には、帯状の金属箔（例えばアルミニウム箔）を用いることができる。集電体の厚さに特に限定はなく、１０μｍ～１００μｍの範囲（例えば１５μｍ～４０μｍの範囲）にあってもよい。正極集電体の表面は、エッチングなどの方法によって粗面化されていてもよい（負極集電体についても同様である）。

　（負極）
　負極（負極板）は、帯状の負極集電体（第２の集電体）と、負極集電体の両面に配置された負極合剤層（第２の合剤層）とを含む。負極合剤層は、負極材料（活物質）を含む。負極材料は、イオンを吸着および脱着可能な負極材料（活物質）を含む。負極材料の例には、炭素材料が含まれ、正極材料として例示した炭素材料を用いてもよい。具体的には、負極材料として、活性炭、ハードカーボン、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどを用いてもよい。

　負極集電体には、帯状の金属箔（例えばアルミニウム箔）を用いることができる。集電体の厚さに特に限定はなく、１０μｍ～１００μｍの範囲（例えば１５μｍ～４０μｍの範囲）にあってもよい。

　第１および第２の電極（正極および負極）の形成方法に限定はなく、公知の方法で形成してもよい。例えば、合剤層は、以下の方法で形成してもよい。まず、電極材料（活物質）と、結着剤および／または導電材と、分散媒とを混合することによってスラリーを調製する。次に、得られたスラリーを集電体の表面に塗布して塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥および圧延することによって、集電体の表面に合剤層を形成する。このようにして合剤層が形成される。

　（セパレータ）
　セパレータは、第１の電極と第２の電極（正極と負極）との間に配置され、正極と負極との短絡を防止する。セパレータの材料の例には、絶縁性の樹脂や、ガラスなどが含まれる。セパレータの例には、セルロースを主成分とする不織布、ガラス繊維マット、ポリエチレン等のポリオレフィンの微多孔フィルムなどが含まれる。セパレータには、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタに用いられている公知のセパレータを用いてもよい。

　通常、セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含む。なお、帯状のセパレータを折り曲げて、２枚重ねとし、重ねられた２枚のセパレータを第１および第２のセパレータとして用いてもよい。

　セパレータの平均厚さに特に限定はなく、１０μｍ～１００μｍの範囲（例えば２０μｍ～４０μｍの範囲）にあってもよい。

　（電解質）
　電解質（電解液）には、電気二重層キャパシタに用いられる電解質を用いることができる。例えば、電解質には、溶質（有機塩や無機塩など）が溶解された非水溶媒を用いることができる。

　（外装体）
　外装体には巻回体と電解質（電解液）とが収容される。外装体に特に限定はなく、公知の外装体を用いることができる。例えば、外装体には、有底円筒状のケースと、当該ケースを封口する封口体とを用いてもよい。
　（電気化学デバイスの製造方法）
　電気化学デバイス（Ｄ３）の製造方法の一例について以下に説明する。なお、電気化学デバイス（Ｄ３）は、以下で説明する方法以外の方法で製造してもよい。

　まず、巻回体を構成する構成部材を準備する。第１および第２の電極（またはそれらの電極となる電極シート）は、上述した方法で形成できる。必要に応じて、電極（または電極シート）には予めリードが接続される。次に、巻回工程を行う。巻回工程では、第１の電極と第２の電極とセパレータとを、セパレータが第１の電極と第２の電極との間に配置されるように巻回することによって巻回体を形成する。

　巻回工程の前または途中に、第２の電極の外周端となる部分の近傍を折り曲げる曲げ工程を実施する。曲げ工程の方法に特に限定はなく、第２の電極の外周端近傍を曲げることができる方法であればよい。

　一例の曲げ工程では、第２の電極となる帯状の電極シートを所定の長さに剪断する際に、剪断と同時に第２の電極を曲げてもよい。例えば、下型と上型との間に一定の隙間を意図的に設けて剪断を行うことによって、折れ曲がり部を形成してもよい。第１の電極の外周端近傍を折り曲げる場合も、同様の方法で折り曲げることが可能である。

　巻回体が形成された後の工程に特に限定はなく、公知の方法で電気化学デバイス（Ｄ３）を組み立ててもよい。例えば、巻回体と電解質とを外装体に収容することによって電気化学デバイス（Ｄ３）が得られる。

　以下では、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する実施形態は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。また、以下で説明する実施形態において、本開示に係る発明に必須ではない事項は省略してもよい。

　（実施形態１）
　実施形態１では、製造方法（Ｍ１）および電気化学デバイス（Ｄ１）の例について説明する。実施形態１の製造方法および電気化学デバイスによれば、上述した効果が得られる。図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態１の製造方法の一工程を示す。図１Ａは、巻回体を作製する工程の一部を模式的に示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａの上面図である。

　実施形態１の製造方法では、まず、図１Ａに示すように、負極３の一端３ｅ側の一部とセパレータ４の一端４ｅ側の一部とを巻き軸１１０（第１の巻き軸１１１および第２の巻き軸１１２）によって挟む。巻き軸１１０は、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とを含む。第１の巻き軸１１１および第２の巻き軸１１２はそれぞれ、断面が半円状の棒状体である。

　帯状の正極２は、帯状の正極集電体と、正極集電体の両面に配置された正極合剤層とを含む。帯状の負極３は、帯状の負極集電体と、負極集電体の両面に配置された負極合剤層とを含む。なお、正極２および負極３のそれぞれには、図示しないリードが接続されている。

　帯状のセパレータ４は、帯状の第１のセパレータ４ａと帯状の第２のセパレータ４ｂとを含む。図１Ａに示す一例では、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とは、負極３の一端３ｅ側の一部と、第１のセパレータ４ａの一端４ａｅ側の一部と、第２のセパレータ４ｂの一端４ｂｅ側の一部とを挟む。図１Ａに示す一例では、負極３の一端３ｅおよびセパレータ４の一端４ｅが第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２との間から突出するように、負極３の一端３ｅ側の一部とセパレータ４の一端４ｅ側の一部とが、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とで挟まれている。正極２は、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とで挟まれていない。

　次に、巻き軸１１０によって負極３の一部とセパレータ４の一部とを挟んだままの状態で、巻き軸１１０を回転させることによって巻回体を形成する。実施形態１に示す一例では、巻き軸１１０を図１Ａの矢印の方向に回転させることによって巻回体を形成する。このとき、負極３およびセパレータ４とともに正極２も巻き込まれ、それらを含む巻回体が形成される。なお、最外周のセパレータ４の端部、および／または、最外周の負極３の端部は、テープで固定してもよい。

　図２は、形成された巻回体１を外装ケース６に入れたときの状態を示す断面図である。ただし、図２では、巻回体１の一部の図示を省略している。なお、各図では、理解を容易にするために、各部材のサイズの比率を実際の比率から変更している。例えば、外装ケース６のサイズに対する、巻回体１を構成する各部材の厚さの実際の比率は、図２に示す比率よりも小さい。すなわち、図２では、巻回体１を構成する各部材を、実際の厚さよりも厚く描いている。

　図２に示す巻回体１は、巻き軸１１０（第１および第２の巻き軸１１１および１１２）に挟まれて形成された巻き軸部１ａと、巻き軸部１ａに連なる巻回部１ｂとを含む。巻回部１ｂは、巻回体１の構成要素が巻回されている部分である。巻き軸部１ａは、負極３の一端３ｅ側の一部とセパレータ４の一端４ｅ側の一部とを含む。実施形態１で例示する巻き軸部１ａは、正極２を含まない。

　巻き軸部１ａを構成する部材（少なくとも負極３とセパレータ４とを含む）は概ね一体となっているが、一体となっていなくてもよい。巻き軸部１ａは、通常、巻回体１の中心軸に垂直な断面（図２に示す断面）において、中央の円状の中空部を径方向に横切るように延びている。

　正極２の最内周の内側と正極２の最外周の外側とには、負極３が存在する。そのため、巻回体１では、正極２の両面が負極３に対向している。正極２の最内周の内側に負極３を配置するための方法の一例として、図１Ａに示す巻回を行う場合、巻き軸１１０から正極２の一端までの長さＬを、巻き軸１１０の円周よりも大きくすればよい。なお、実施形態１に示す一例では、最外周にセパレータ４が存在し、極板と外装ケース６とは接触していない。

　実施形態１で例示する巻回体１は、図２に示すように、巻回部１ｂとは反対側に巻き軸部１ａに連なる突出部１ｃをさらに含む。突出部１ｃは、負極３の一端３ｅを含む。負極３およびセパレータ４は、巻き軸部１ａの前後で折れ曲がっている。

　セパレータ４の外周端、および／または、負極３の外周端は、テープで固定されていてもよい。外周端をテープで固定することによって、巻回体１の巻き始めと巻き終わりとを固定できる。その結果、巻回体１がゆるむことを特に抑制できる。

　巻回体１を用いた電気化学デバイスの一例を図３に示す。図３は、実施形態１に係る電気化学デバイス１０の一部を切り欠いた斜視図である。

　図３に示す電気化学デバイス１０は、電気二重層キャパシタである。電気化学デバイス１０は、巻回体（キャパシタ素子）１を含む。正極２にはリード線５ａが接続されており、負極３にはリード線５ｂが接続されている。巻回体１は、電解質（図示せず）とともに円筒型の外装ケース６に収容されている。外装ケース６の材質には、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮等の金属を用いることができる。外装ケース６の開口は、封口部材７によって封止されている。リード線５ａ、５ｂは、封口部材７を貫通するように外部に導出されている。封口部材７は、ゴム（例えばブチルゴム）などの弾性部材で形成できる。

　（実施形態２）
　実施形態２では、製造方法（Ｍ２）および電気化学デバイス（Ｄ２）の例について説明する。実施形態２の製造方法および電気化学デバイスによれば、上述した効果が得られる。図４Ａおよび図４Ｂは、実施形態２の製造方法の一工程を示す。図４Ａは、巻回体を作製する工程の一部を模式的に示す断面図である。図４Ｂは、図４Ａの上面図である。

　実施形態２の製造方法では、まず、図４Ａに示すように、セパレータ４の一端４ｅ側の一部を巻き軸１１０（第１の巻き軸１１１および第２の巻き軸１１２）によって挟む。巻き軸１１０は、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とを含む。第１の巻き軸１１１および第２の巻き軸１１２はそれぞれ、棒状体であり、長さＡの径を有する半円状の断面を有する。

　帯状のセパレータ４は、帯状の第１のセパレータ４ａと帯状の第２のセパレータ４ｂとを含む。図４Ａに示す一例では、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とは、第１のセパレータ４ａの一端４ａｅ側の一部と、第２のセパレータ４ｂの一端４ｂｅ側の一部とを挟む。図４Ａに示す一例では、セパレータ４の一端４ｅが第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２との間から長さＤ（ｍｍ）だけ突出するように、セパレータ４の一端４ｅ側の一部が第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とで挟まれている。正極２および負極３は、第１の巻き軸１１１と第２の巻き軸１１２とで挟まれていない。負極３は、第１のセパレータ４ａと第２のセパレータ４ｂとの間に配置されている。

　図４Ａを参照して、負極３の巻き軸１１０側の一端３ｅと巻き軸１１０との間の距離を、距離Ｂ（ｍｍ）とする。また、正極２の巻き軸１１０側の一端２ｅと負極３の一端３ｅとの間の距離を、距離Ｃ（ｍｍ）とする。長さＡ、距離Ｂ、距離Ｃ、長さＤ、平均厚さＴ１、および平均厚さＴ２の関係については、上述した記載が適用される。なお、長さＡ、距離Ｂ、距離Ｃ、長さＤは、図４Ａの状態における長さおよび距離である。形成された巻回体についてこれらの長さおよび距離を測定する場合、巻回体を平らに展開して測定してもよい。あるいは、巻回体の端面または断面の画像から、巻回体の周方向に沿ってこれらの長さおよび距離を測定してもよい。

　次に、巻き軸１１０によってセパレータ４の一部を挟んだままの状態で、巻き軸１１０を回転させることによって巻回体を形成する。実施形態２に示す一例では、巻き軸１１０を図４Ａの矢印の方向に回転させることによって巻回体を形成する。このとき、負極３およびセパレータ４とともに正極２も巻き込まれ、それらを含む巻回体が形成される。

　図５は、形成された巻回体１を外装ケース６に入れたときの状態を示す断面図である。ただし、図５では、巻回体１の一部の図示を省略している。なお、各図では、理解を容易にするために、各部材のサイズの比率を実際の比率から変更している。例えば、外装ケース６のサイズに対する、巻回体１を構成する各部材の厚さの実際の比率は、図５に示す比率よりも小さい。すなわち、図５では、巻回体１を構成する各部材を、実際の厚さよりも厚く描いている。

　図５に示す巻回体１は、巻き軸１１０（第１および第２の巻き軸１１１および１１２）に挟まれて形成された巻き軸部１ａと、巻き軸部１ａに連なる巻回部１ｂとを含む。巻回部１ｂは、巻回体１の構成要素が巻回されている部分である。

　巻き軸部１ａは、セパレータ４（第１および第２のセパレータ４ａおよび４ｂ）のみによって構成されている。巻き軸部１ａは、巻回部１ｂとの境界である第１の端部１ａｓと、第１の端部１ａｓとは反対側の第２の端部１ａｔとを含む。巻回体１は、第１および第２のセパレータ４ａおよび４ｂのみによって構成され且つ第２の端部１ａｔから突出する突出部１ｃを含む。突出部１ｃが存在するため、セパレータ４は、巻き軸部１ａの前後で折れ曲がっている。

　巻回部１ｂは、第１の端部１ａｓと、負極３の巻き軸部側の一端３ｅとの間に、第１および第２のセパレータ４ａおよび４ｂのみが１周以上巻かれている補強部１ｂｘを含む。図５に示す一例では、上記の巻回数ｎは１である。なお、補強部１ｂｘは、第１および第２のセパレータ４ａおよび４ｂのみが１周以上巻かれていてもよい。第１および第２のセパレータ４ａおよび４ｂのみが巻かれている補強部は、３周以下、または２周以下であってもよい。

　巻き軸部１ａを構成する部材（セパレータ４ａおよび４ｂ）は概ね一体となっているが、一体となっていなくてもよい。巻き軸部１ａは、通常、巻回体１の中心軸に垂直な断面（図５に示す断面）において、中央の円状の中空部を径方向に横切るように延びている。

　正極２の最内周の内側と正極２の最外周の外側とには、負極３が存在する。そのため、巻回体１では、正極２の両面が負極３に対向している。正極２の最内周の内側に負極３を配置するための方法の一例として、図４Ａに示す巻回を行う場合、正極２の内側に存在する巻回体の周長よりも距離Ｃを大きくすればよい。例えば、上記（ｂ）の条件を満たすようにしてもよい。なお、実施形態２に示す一例では、最外周にセパレータ４が存在し、極板と外装ケース６とは接触していない。

　巻回体１を用いた電気化学デバイスの一例を図６に示す。図６は、実施形態２に係る電気化学デバイス２０の一部を切り欠いた斜視図である。

　図６に示す電気化学デバイス２０は、電気二重層キャパシタである。電気化学デバイス２０は、巻回体（キャパシタ素子）１を含む。正極２にはリード線５ａが接続されており、負極３にはリード線５ｂが接続されている。巻回体１は、電解質（図示せず）とともに円筒型の外装ケース６に収容されている。外装ケース６の材質には、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮等の金属を用いることができる。外装ケース６の開口は、封口部材７によって封止されている。リード線５ａ、５ｂは、封口部材７を貫通するように外部に導出されている。封口部材７は、ゴム（例えばブチルゴム）などの弾性部材で形成できる。

　（実施形態３）
　実施形態３では、電気化学デバイス（Ｄ３）およびその製造方法の例について説明する。実施形態３の電気化学デバイスによれば、上述した効果が得られる。

　実施形態３の電気化学デバイス（Ｄ３）の巻回体の一例の一部断面図を図７に示す。図７は、巻回体１が外装ケース６に収容されている状態を示す。なお、図７には、巻回体１のうち外周部分の一部のみを示す。

　図７に示す巻回体１は、帯状の第１の電極２、帯状の第２の電極３、およびセパレータ４を巻回することによって形成されている。第１の電極２と第２の電極３との間にはセパレータ４が配置されている。セパレータ４は、第１のセパレータ４ａと第２のセパレータ４ｂとを含む。

　図７に示すように、第２の電極３の最外周は、第１の電極２の最外周よりも外側に配置されている。また、第２の電極３の最外周の外側にはセパレータ４が存在する。そのため、第２の電極３と外装ケース６とは接触していない。

　第２の電極３の外周端３ｅの近傍は折り曲げられており、その結果、外周端３ｅがセパレータ４に当接している。具体的には、外周端３ｅは、セパレータ４の表面に対して斜めに当接している。この構成によれば、上記の効果が得られる。

　外周端３ｅは、積層された第１のセパレータ４ａと第２のセパレータ４ｂとを挟んで、内側の第２の電極３と対向している。この構成によれば、外周端３ｅがセパレータを傷つけた場合でも、第１の電極２と第２の電極３とが短絡することを防止できる。

　外周端３ｅを曲げる方法に限定はない。例えば、外周端３ｅの近傍を治具などで挟んで折り曲げてもよい。それによって、図８に示すように、第２の電極３の外周端３ｅの近傍に折れ曲がり部３ｃを形成することが可能である。折れ曲がり部３ｃは、第２の電極３の長手方向に対して垂直な方向（外周端３ｅと平行な方向）に沿って線状に延びている。外周端３ｅから折れ曲がり部３ｃまでの距離Ｌは、上述したように、０．０１～０．５ｍｍの範囲にあってもよい。折れ曲がり部３ｃにおいて第２の電極３が折れ曲がっている角度αは、上述した範囲とすることが可能である。

　形成された第２の電極３が、他の部材（第１の電極２およびセパレータ４）とともに図８の矢印Ａの方向に巻回される場合、折れ曲がり部３ｃは巻回体の内側に向かって折れ曲がる。形成された第２の電極３が、他の部材（第１の電極２およびセパレータ４）とともに図８の矢印Ｂの方向に巻回される場合、折れ曲がり部３ｃは巻回体の外側に向かって折れ曲がる。このようにして巻回体が形成される。

　なお、巻回される第１の電極２および第２の電極３のそれぞれには、予めリードが接続されていてもよい。また、巻回体の最外周のセパレータ４は、テープで固定してもよい。

　巻回体１を用いた電気化学デバイスの一例を図９に示す。図９は、実施形態３に係る電気化学デバイス３０の一部を切り欠いた斜視図である。

　図９に示す電気化学デバイス３０は、電気二重層キャパシタである。電気化学デバイス３０は、巻回体（キャパシタ素子）１を含む。第１の電極２にはリード線５ａが接続されており、第２の電極３にはリード線５ｂが接続されている。巻回体１は、電解液（図示せず）とともに円筒型の外装ケース６に収容されている。外装ケース６の材質には、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮等の金属を用いることができる。外装ケース６の開口は、封口部材７によって封止されている。リード線５ａ、５ｂは、封口部材７を貫通するように外部に導出されている。封口部材７は、ゴム（例えばブチルゴム）などの弾性部材で形成できる。上述したように、第２の電極３の外周端の近傍は折り曲げられる。

　本開示は、電気化学デバイスおよびその製造方法に利用できる。
　本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。

１　　　：巻回体
１ａ　　：巻き軸部
１ｂ　　：巻回部
１ｂｘ　：補強部
１ｃ　　：突出部
２　　　：正極、第１の電極
３　　　：負極、第２の電極
３ｃ　：折れ曲がり部
３ｅ　：外周端
４　　　：セパレータ
４ａ　　：第１のセパレータ
４ｂ　　：第２のセパレータ
１０　　：電気化学デバイス（第１の電気化学デバイス）
２０　　：電気化学デバイス（第２の電気化学デバイス）
３０　　：電気化学デバイス（第３の電気化学デバイス）
１１０　：巻き軸
１１１　：第１の巻き軸
１１２　：第２の巻き軸

Claims

　正極材料として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法であって、
　前記負極の一端側の一部と前記セパレータの一端側の一部とを第１の巻き軸と第２の巻き軸とによって挟む工程（ｉ）と、
　前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とによって前記負極の前記一部と前記セパレータの前記一部とを挟んだ状態で前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とを回転させて前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回することによって、前記巻回体を形成する工程（ii）とをこの順に含み、
　前記工程（ii）において、前記正極の両面が前記負極に対向するように前記正極と前記負極と前記セパレータとを巻回する、電気化学デバイスの製造方法。
　前記工程（ｉ）において、前記負極の前記一端が、前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸との間から突出するように、前記負極の前記一部と前記セパレータの前記一部とを前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とによって挟む、請求項１に記載の製造方法。
　前記工程（ｉ）において、前記第１の巻き軸と前記第２の巻き軸とによって前記正極を挟まない、請求項１または２に記載の製造方法。
　正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスであって、
　前記巻回体は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部と、前記巻き軸部に連なる巻回部とを含み、
　前記巻き軸部は、前記負極の一端側の一部と前記セパレータの一端側の一部とを含み、
　前記巻回体において、前記正極の両面が前記負極に対向するように前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されている、電気化学デバイス。
　前記巻回体は、前記巻回部とは反対側に前記巻き軸部に連なる突出部をさらに含み、
　前記突出部は、前記負極の前記一端を含む、請求項４に記載の電気化学デバイス。
　前記巻き軸部は前記正極を含まない、請求項４または５に記載の電気化学デバイス。
　正極材料として活性炭を含む帯状の正極と、帯状の負極と、前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスの製造方法であって、
　前記セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含み、
　前記製造方法は、
　前記第１および第２のセパレータの一端側の一部のみを巻き軸によって挟む工程（Ｉ）と、
　前記工程（Ｉ）の状態を維持したまま前記巻き軸を回転させて前記正極と前記負極と前記第１および第２のセパレータとを巻回することによって、前記巻回体を形成する工程（II）とをこの順に含み、
　前記巻き軸は、長さＡの径を有する半円状の断面を有する第１および第２の巻き軸によって構成され、
　前記第１のセパレータは平均厚さＴ１を有し、
　前記第２のセパレータは平均厚さＴ２を有し、
　前記工程（II）において、
　　（ａ）前記負極の前記巻き軸側の一端と前記巻き軸との間の距離Ｂと前記長さＡとがπＡ＜Ｂを満たし、且つ、
　　（ｂ）前記正極の前記巻き軸側の一端と前記負極の前記一端との間の距離Ｃと前記長さＡと前記平均厚さＴ１と前記平均厚さＴ２とがπ（Ａ＋（Ｔ１＋Ｔ２）×２ｎ）＜Ｃ（ただし、ｎは前記第１および第２のセパレータのみが巻回されている巻回数である）を満たす状態で、前記巻回を行う、電気化学デバイスの製造方法。
　前記工程（II）において、前記距離Ｂと前記長さＡとが２πＡ＜Ｂを満たす状態で前記巻回を行う、請求項７に記載の製造方法。
　前記工程（II）において、前記正極の両面が前記負極と対向するように前記巻回体を形成する、請求項７または８に記載の製造方法。
　正極活物質として活性炭を含む帯状の正極と帯状の負極と前記正極と前記負極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含む電気化学デバイスであって、
　前記セパレータは、帯状の第１のセパレータと帯状の第２のセパレータとを含み、
　前記巻回体は、巻き軸に挟まれて形成された巻き軸部と、前記巻き軸部に連なる巻回部とを含み、
　前記巻き軸部は、前記第１および第２のセパレータのみによって構成され、
　前記巻き軸部は、前記巻回部との境界である第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部とを含み、
　前記巻回部は、前記第１の端部と、前記負極の前記巻き軸部側の一端との間に、前記第１および第２のセパレータのみが１周以上巻かれている補強部を含み、
　前記巻回体において、前記正極の表面のうち前記巻き軸部側の表面は、前記負極と対向している、電気化学デバイス。
　前記補強部では、前記第１および第２のセパレータのみが２周以上巻かれている、請求項１０に記載の電気化学デバイス。
　前記正極の両面が前記負極と対向している、請求項１０または１１に記載の電気化学デバイス。
　前記巻回体は、前記第１および第２のセパレータのみによって構成され且つ前記第２の端部から突出する突出部を含む、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
　電気化学デバイスであって、
　帯状の第１の電極と、帯状の第２の電極と、少なくとも前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された帯状のセパレータとで構成された巻回体を含み、
　前記第２の電極の最外周は、前記第１の電極の最外周よりも外側に配置されており、
　前記第２の電極の外周端の近傍が折り曲げられて前記第２の電極の前記外周端が前記セパレータに当接している、電気化学デバイス。
　前記第２の電極の前記外周端の近傍は前記巻回体の内側に向かって折り曲げられ、
　前記第２の電極の前記外周端は、前記第２の電極の前記外周端の内側に存在する前記セパレータに当接している、請求項１４に記載の電気化学デバイス。
　前記第２の電極の前記外周端から０．０１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲に、前記第２の電極が折り曲げられている部分が存在する、請求項１４または１５に記載の電気化学デバイス。
　前記第１の電極の外周端の近傍が折り曲げられて前記第１の電極の前記外周端が前記セパレータに当接している、請求項１４～１６のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。