JP7779055B2

JP7779055B2 - 蓄電素子及びその製造方法

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Publication number: JP7779055B2
Application number: JP2021153492A
Authority: JP
Inventors: 雄大川副; 勇太大杉; 理史 ▲高▼野; 右京針長; 悠介水田
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2021-09-21
Publication date: 2025-12-03
Anticipated expiration: 2041-09-21
Also published as: JP2023045220A

Description

本発明は、蓄電素子及びその製造方法に関する。

電気自動車等の車両、家電製品等の様々な機器に、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、筒状の巻芯を中心に配置し、正極と負極とが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、巻回型の電極体を備えるものが知られている。このような電極体が電解質と共に容器に収納され、蓄電素子を構成している。

巻回型の電極体に用いられる巻芯として、特許文献１には、「シートを用いて構成され、シートの一端部の内面側がシートの所定箇所の内面側に接合される一方、シートの他端部の外面側がシートの別の所定箇所の外面側に接合され、両接合箇所間におけるシートがシートの環状となった部分の内部で掛け渡されるように配置されることを特徴とする巻芯」が記載されている。

特開２０１４－２３９０４９号公報

図１１に示すように、特許文献１に記載された巻芯４０６は、帯状のシート部材を２つの巻軸６２Ａ、６２Ｂに巻くことにより形成され、筒状部４０８と、筒状部４０８の内面間を架け渡すように設けられた内周余剰部４０９とを備える構造を有する。この巻芯４０６に対して、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された状態で巻回することで、扁平状の巻回型電極体４０２が製造される。このように製造された、巻芯４０６が中心部に配置された巻回型電極体４０２は、巻軸６２Ａ、６２Ｂから取り外され、厚さ方向（図１１、１２における上下方向）に押圧された状態で容器に収納される。しかし、巻芯４０６が中心部に配置された巻回型電極体４０２を厚さ方向に押圧したとき、図１２に示すように、筒状部４０８の内面間の距離が小さくなるため巻芯４０６の内周余剰部４０９にしわが生じ、巻芯４０６から巻回型電極体４０２へ掛かる荷重が不均一になる。巻回型電極体４０２に掛かる荷重が不均一な場合、荷重が小さい領域の電極間に隙間が生じ、充放電性能の低下を引き起こすことがある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、電極間の隙間の発生が抑制されている蓄電素子、及びこのような蓄電素子の製造方法を提供することである。

本発明の一側面に係る蓄電素子は、扁平形状を有する巻回型電極体と、上記巻回型電極体の中心部に配置された巻芯とを備え、上記巻芯は、帯状のシート部材が巻回されてなる、２つの折り返し位置を有する扁平形状を有し、上記巻芯は、筒状部と、上記筒状部の内側に配置され、一端のみが上記筒状部に固定された内周余剰部とを有し、上記内周余剰部の長さが、上記筒状部との固定位置から上記固定位置に対して遠い側の上記折り返し位置までの距離より短い。

本発明の他の一側面に係る蓄電素子の製造方法は、巻芯が中心部に配置された、扁平形状を有する巻回型電極体を得ること、及び上記巻回型電極体を上記巻芯と共に厚さ方向に押圧することを備え、上記巻芯は、帯状のシート部材が巻回されてなる、２つの折り返し位置を有する扁平形状を有し、上記巻芯は、筒状部と、上記筒状部の内側に配置され、一端のみが上記筒状部に固定された内周余剰部とを有し、上記巻回型電極体が上記巻芯と共に押圧された状態において、上記内周余剰部の長さが、上記筒状部との固定位置から上記固定位置に対して遠い側の上記折り返し位置までの距離より短い。

本発明の一態様によれば、電極間の隙間の発生が抑制されている蓄電素子、及びこのような蓄電素子の製造方法を提供することができる。

図１は、第一の実施形態の蓄電素子を示す透視斜視図である。図２は、図１の蓄電素子に備わる巻回型電極体及び巻芯を示す模式的断面図である。図３は、図２の巻芯等の製造過程を示す第一の説明図である。図４は、図２の巻芯等の製造過程を示す第二の説明図である。図５は、図２の巻芯等の製造過程を示す第三の説明図である。図６は、第二の実施形態の巻芯を示す模式的断面図である。図７は、第三の実施形態の巻芯を示す模式的断面図である。図８は、第四の実施形態の巻芯を示す模式的断面図である。図９は、図８の巻芯の製造過程を示す説明図である。図１０は、蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置の一実施形態を示す概略図である。図１１は、従来の蓄電素子に備わる巻回型電極体及び巻芯の製造過程を示す説明図である。図１２は、従来の蓄電素子に備わる巻回型電極体及び巻芯（押圧された状態）を示す模式的断面図である。

初めに、本明細書によって開示される蓄電素子及びその製造方法の概要について説明する。

当該蓄電素子は、電極間の隙間の発生が抑制されている。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。当該蓄電素子においては、一端のみか筒状部に固定された巻芯の内周余剰部の長さが、筒状部との固定位置から固定位置に対して遠い側の折り返し位置までの距離より短いため、巻回型電極体が厚さ方向に押圧されて筒状部の内面間の距離が小さくなった状態であっても内周余剰部にしわが生じ難い。このため、巻芯から巻回型電極体に掛かる荷重の均一性が高く、電極間の隙間の発生が抑制されると推測される。

なお、内周余剰部の長さ、固定位置から折り返し位置までの距離、後述する２つの固定位置の間の距離等は、巻回型電極体における巻回軸方向視（図２等）における長さ、距離等を意味する。内周余剰部の長さが幅方向で異なる場合は、内周余剰部の長さは、最も短い長さとする。
また、筒状部に対する内周余剰部の固定位置が、筒状部の２つの折り返し位置の中間に位置し、上記内周余剰部の固定位置から各折り返し位置までの距離が等しい場合がある。このような場合、巻芯の内周余剰部の長さは、筒状部との固定位置から一方の折り返し位置までの距離より短ければよい。

上記巻芯が２つの上記内周余剰部を有し、上記２つの内周余剰部の長さの合計が、それぞれの上記筒状部との固定位置の間の距離より短いことが好ましい。このような場合、巻回型電極体を厚さ方向に押圧した状態であっても２つの内周余剰部同士が重ならないため、しわがより生じ難く、電極間の隙間の発生がより抑制される。

上記内周余剰部の長さが上記シート部材の平均厚さの１０倍以上であることが好ましい。このように内周余剰部が十分な長さを有する場合、巻回により巻芯及び巻回型電極体を製造する際に、内周余剰部が巻芯の筒状部と巻軸とが対向する間に十分に挟み込まれ、巻芯のずれ等の発生を抑制することができる。

なお、シート状部材の平均厚さは、任意の５ヶ所で測定される厚さの平均値とする。

上記内周余剰部の長さが３ｍｍ以上であることが好ましい。このような場合も、内周余剰部が十分な長さを有するため、巻回により巻芯及び巻回型電極体を製造する際の巻芯のずれ等の発生を抑制することができる。

当該製造方法によれば、電極間の隙間の発生が抑制されている蓄電素子を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電素子、蓄電素子の製造方法、蓄電装置、及びその他の実施形態について詳述する。なお、各実施形態に用いられる各構成部材（各構成要素）の名称は、背景技術に用いられる各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。

＜蓄電素子：第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態に係る蓄電素子は、扁平形状を有する巻回型電極体と、上記巻回型電極体の中心部に配置された巻芯と、電解質と、上記巻回型電極体、巻芯及び電解質を収容する容器と、を備える。蓄電素子の一例として、電解質が非水電解質である非水電解質二次電池について説明する。

図１に非水電解質二次電池の一例としての蓄電素子１を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。巻芯（図１においては図示しない）が中心に配置された扁平形状を有する巻回型電極体２が、角型の容器３に収納されている。巻回型電極体２は巻芯と共に厚さ方向に押圧された状態で容器３に収納されている。巻回型電極体２は、セパレータを挟んで巻回された正極及び負極を有する。正極は正極リード４１を介して正極端子４と電気的に接続されている。負極は負極リード５１を介して負極端子５と電気的に接続されている。また、容器３内には、巻回型電極体２と共に非水電解質（図示しない）が収容されている。非水電解質の一部は、巻回型電極体２の内部に含浸している。

（巻回型電極体及び巻芯）
以下、蓄電素子１に備わる巻回型電極体２及び巻芯６の構造について、図２等を参照に詳説する。図２は、巻芯６及び巻回型電極体２を製造後、厚さ方向（図２における上下方向）に押圧した状態、換言すれば、容器３内に収納されている状態を示す。図２は、巻回型電極体２における巻回軸方向視における断面図、換言すれば巻回軸と垂直な切断面における断面図である。

巻回型電極体２は、例えば、帯状の第一のセパレータと、帯状の負極と、帯状の第二のセパレータと、帯状の正極とが、この順に重ね合わされた状態で巻回されてなる、巻回型の電極体である。巻回型電極体２の中心部には、巻芯６が配置される領域が存在する。巻回型電極体２は、従来公知の巻回型電極体と同様の構成とすることができる。第一のセパレータと第二のセパレータとは同一の部材であってよい。巻回型電極体２を構成する各部材（正極、負極及びセパレータ）の具体的形態については後述する。

巻芯６は、巻回型電極体２の中心部に配置されている。換言すれば、例えば巻回型電極体２は、巻芯６を中心にして、帯状の第一のセパレータと、帯状の負極と、帯状の第二のセパレータと、帯状の正極とをこの順に重ね合わされた状態で巻回することにより形成される。

巻芯６は、帯状のシート部材が巻回されてなる。巻芯６は、例えば、２枚のシート部材が巻回されることにより形成されている。巻芯６は、２つの折り返し位置７Ａ、７Ｂを有する扁平形状を有する。巻芯６は、２つの折り返し位置７Ａ、７Ｂにおいて完全に折れ曲がっていてもよく、断面視略半円状に滑らかに湾曲していてもよい。

巻芯６を構成するシート部材の材質としては、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂等が挙げられる。このシート部材は、無孔質であってもよく、多孔質であってもよい。巻回型電極体２を構成するセパレータと同じものを、巻芯６を構成するシート部材として用いてもよい。巻芯６を構成するシート部材の平均厚さとしては、１０μｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、４０μｍ以上３００μｍ以下がより好ましい。

巻芯６は、筒状部８と、２つの内周余剰部９Ａ、９Ｂとを有する。また、巻芯６においては、巻回されたシート部材のずれ等が生じないように、重なり合ったシート部材が２箇所の固定位置１０Ａ、１０Ｂで固定されている。この固定位置１０Ａ、１０Ｂにおけるシート部材の固定は、溶着、接着等により行われている。

筒状部８は、巻芯６の本体部分であり、シート部材が巻回されて構成されている。図２の形態における筒状部８は、二重のシート部材から構成されているが、より多くの巻回を行い三重以上のシート部材から筒状部８が構成されていてもよいし、一重のシート部材から筒状部８が構成されていてもよい（第四の実施形態：図８、９参照）。筒状部８が二重以上のシート部材から構成されている場合、内周余剰部９Ａ、９Ｂがある部分とない部分等におけるシート部材の積層枚数差、すなわち巻芯６の部位による厚さの差が相対的に小さくなる。そのため、巻回型電極体２を容器３に挿入する際、巻回型電極体２が容器３の内面等に引っ掛かり難く、容易に容器３へ挿入することができる。一方、筒状部８が一重のシート部材から構成されている場合、巻芯６が薄くなり、巻回型電極体２における正極及び負極の巻回数を増やすことができるため、蓄電素子１の体積当たりのエネルギー密度を高めること等ができる。

内周余剰部９Ａ、９Ｂは、筒状部８の内側に配置され、一端１１Ａ、１１Ｂのみが固定位置１０Ａ、１０Ｂにおいて筒状部８に固定されている。内周余剰部９Ａ、９Ｂは、筒状部８を構成していないシート部材の内周側の余剰部分である。

内周余剰部９Ａの長さＬＡは、この内周余剰部９Ａにおける筒状部８との固定位置１０Ａから、この固定位置１０Ａに対して遠い側の折り返し位置７Ｂまでの距離ＤＡよりも短い。同様に、内周余剰部９Ｂの長さＬＢは、この内周余剰部９Ｂにおける筒状部８との固定位置１０Ｂから、この固定位置１０Ｂに対して遠い側の折り返し位置７Ａまでの距離ＤＢよりも短い。なお、折り返し位置７Ａ、７Ｂは、筒状部８の内面の折り返し位置とする。

このように、巻芯６の内周余剰部９Ａ、９Ｂの長さＬＡ、ＬＢが、それぞれ筒状部８との固定位置１０Ａ、１０Ｂから固定位置に対して遠い側の折り返し位置７Ｂ、７Ａまでの距離ＤＡ、ＤＢより短いため、巻回型電極体が厚さ方向に押圧されて筒状部の内面間の距離が小さくなった状態であっても内周余剰部９Ａ、９Ｂにしわが生じ難い。このため、巻芯６から巻回型電極体２に掛かる荷重の均一性が高く、電極間の隙間の発生が抑制される。

図２の形態において、２つの内周余剰部９Ａ、９Ｂの長さの合計（ＬＡ＋ＬＢ）は、それぞれの筒状部８との固定位置１０Ａ、１０Ｂの間の距離（ＤＸ）より短い。このため、巻芯６においては、２つの内周余剰部９Ａ、９Ｂ同士が重ならず、しわがより生じ難く、巻回型電極体２の電極間の隙間の発生がより抑制される。

各内周余剰部９Ａ、９Ｂの長さＬＡ、ＬＢは、シート部材の平均厚さの１０倍以上であることが好ましく、２０倍以上又は３０倍以上であることがより好ましい。また、各内周余剰部９Ａ、９Ｂの長さＬＡ、ＬＢは、３ｍｍ以上であることが好ましく、１ｃｍ以上又は１．５ｃｍ以上であることがより好ましい。このように内周余剰部９Ａ、９Ｂが十分な長さを有する場合、後述する図４に示されるように、巻回により巻芯６及び巻回型電極体２を製造する際に、内周余剰部９Ａ、９Ｂが巻芯６の筒状部８と巻軸６２Ａ、６２Ｂとが対向する間に十分に挟み込まれ、巻芯６のずれ等の発生を抑制することができる。なお、巻芯に内周余剰部が設けられていない場合、製造時等に巻芯のずれが顕著に生じ得るため、好ましくない。

（巻芯及び巻回型電極体の製造方法）
次いで、巻芯及びこの巻芯が中心部に配置された巻回型電極体の製造方法について、図３から５を参照して説明する。はじめに、蓄電素子の巻芯を製造する巻芯製造装置について、図３を参照して説明する。巻芯製造装置は、回転軸６１を中心に回転自在に設けられるテーブル６０と、テーブル６０上に回転軸６１を挟んで配置される一対の巻軸６２Ａ、６２Ｂと、巻軸６２Ａ、６２Ｂにシート部材６３を挿入するシート挿入装置６４Ａ、６４Ｂとを備える。巻芯製造装置は、さらに、シート部材６３を巻軸６２Ａ、６２Ｂに押圧固定したり、シート部材６３を溶着又は接着等したりするチャック６５Ａ、６５Ｂを備えている。

まず、図３に示すように、各シート挿入装置６４Ａ、６４Ｂにより、両巻軸６２Ａ、６２Ｂ間にシート部材６３を挿入する。このとき、２つのシート部材６３のそれぞれの一方の面は、巻軸６２Ａ、６２Ｂの表面と接触するようにチャック６５Ａ、６５Ｂによって押圧固定される。また、このときの挿入されるシート部材６３の長さ（シート部材６３における巻軸６２Ａ、６２Ｂとチャック６５Ａ、６５Ｂとに押圧されている部分より先の長さ）は、形成される内周余剰部９Ａ、９Ｂ（図４参照）が所定の長さとなるように調整される。

図３に示す状態から、テーブル６０を時計回りに回転させると、図４に示すように、巻軸６２Ａ、６２Ｂの周面に沿うようにシート部材６３が巻回される。なお、図３に示す状態から半回転した時に、シート部材６３がチャック６５Ａ、６５Ｂを巻き込まないように、各チャック６５Ａ、６５Ｂは移動（退避）可能に構成されている。図４に示す状態において、シート部材６３と巻軸６２Ａ、６２Ｂとが重なっている部分（固定位置１０Ａ、１０Ｂ）をチャック６５Ａ、６５Ｂにより溶着又は接着等するとともに、シート部材６３における固定位置１０Ａ、１０Ｂよりも後方（シート挿入装置６４Ａ、６４Ｂ側）を切断する。これにより、筒状部８と、筒状部８の内側に配置され、一端が固定位置１０Ａ、１０Ｂにおいて筒状部８に固定された２つの内周余剰部９Ａ、９Ｂを有する巻芯６が得られる（図５参照）。なお、本実施形態においては、テーブル６０を１回転させているが、より多くテーブル６０を回転させてもよい。なお、図５においては、巻芯製造装置の一部（テーブル６０等）を省略して図示している。

図３から５に示した製造方法のように、２枚のシート部材６３を用いて巻芯６を製造する方法は、例えば第四の実施形態において記載している１枚のシート部材を用いて製造する方法と比べて、シート部材をカットする工程が少ない。このため、このような製造方法によれば、製造時間の短縮化を図ることなどができる。

このように製造された巻芯６を中心にして、公知の方法により、セパレータを介して正極及び負極を巻回することで、図５に示すように巻回型電極体２を製造することができる。図５に示す状態から、巻回型電極体２を巻芯６と共に巻軸６２Ａ、６３Ｂから引き抜くことにより、巻芯６が中心部に配置された、扁平形状を有する巻回型電極体２が得られる。そしてこの巻回型電極体２を巻芯６と共に厚さ方向（図５等における上下方向）に押圧することにより、図２に示される厚さ方向に押圧された状態の巻回型電極体２が得られる。

以下、蓄電素子１を構成する各部材について具体的に説明する。

（正極）
正極は、正極基材と、当該正極基材に直接又は中間層を介して配される正極活物質層とを有する。

正極基材は、導電性を有する。「導電性」を有するか否かは、ＪＩＳ－Ｈ－０５０５（１９７５年）に準拠して測定される体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍを閾値として判定する。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こ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、及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。正極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。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）又はＪＩＳ－Ｈ４１６０（２００６年）に規定されるＡ１０８５、Ａ３００３、Ａ１Ｎ３０等が例示できる。

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、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。

中間層は、正極基材と正極活物質層との間に配される層である。中間層は、炭素粒子等の導電剤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、バインダ及び導電剤を含む。

正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層は、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。

正極活物質としては、公知の正極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。正極活物質としては、例えば、α－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、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－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_{（１－ｘ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_{（１－ｘ－γ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１、０＜１－ｘ－γ）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＣｏ_{（１－ｘ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_{（１－ｘ－γ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１、０＜１－ｘ－γ）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_βＣｏ_{（１－ｘ－γ－β）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１、０＜１－ｘ－γ－β）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_βＡｌ_{（１－ｘ－γ－β）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１、０＜１－ｘ－γ－β）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、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_{（２－γ）}Ｏ_４等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。正極活物質層においては、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、該複合体の平均粒径を正極活物質の平均粒径とする。「平均粒径」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、非黒鉛質炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、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、３質量％以上９質量％以下がより好ましい。バインダの含有量を上記の範囲とすることで、正極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。

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、アルミナ、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。

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）
負極は、負極基材と、当該負極基材に直接又は中間層を介して配される負極活物質層とを有する。中間層の構成は特に限定されず、例えば上記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、導電性を有する。負極基材の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等の金属又はこれらの合金、炭素質材料等が用いられる。これらの中でも銅又は銅合金が好ましい。負極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、負極基材としては銅箔又は銅合金箔が好ましい。銅箔の例としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。

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。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、上記正極で例示した材料から選択できる。

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。リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Ｌｉ；Ｓｉ、Ｓｎ等の金属又は半金属；Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｓｎ酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物；Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＬｉＴｉＯ_２、ＴｉＮｂ_２Ｏ_７等のチタン含有酸化物；ポリリン酸化合物；炭化ケイ素；黒鉛（グラファイト）、非黒鉛質炭素（易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料等が挙げられる。これらの材料の中でも、黒鉛及び非黒鉛質炭素が好ましい。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、Ｘ線回折法により決定される（００２）面の平均格子面間隔（ｄ_００２）が０．３３ｎｍ以上０．３４ｎｍ未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。

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

ここで、「放電状態」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るように放電された状態を意味する。例えば、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以上である状態である。

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

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

負極活物質は、通常、粒子（粉体）である。負極活物質の平均粒径は、例えば、１ｎｍ以上１００μｍ以下とすることができる。負極活物質が炭素材料、チタン含有酸化物又はポリリン酸化合物である場合、その平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。負極活物質が、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｉ酸化物、又は、Ｓｎ酸化物等である場合、その平均粒径は、１ｎｍ以上１μｍ以下であってもよい。負極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、負極活物質層の電子伝導性が向上する。粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法及び粉級方法は、例えば、上記正極で例示した方法から選択できる。負極活物質が金属Ｌｉ等の金属である場合、負極活物質層は、箔状であってもよい。

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。

（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、非水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、１気圧の空気雰囲気下で室温から５００℃まで昇温したときの質量減少が５％以下であるものが好ましく、室温から８００℃まで昇温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。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；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、ポリマーと非水電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。

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

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

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

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

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

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

リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＰＯ_２Ｆ_２、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２等の無機リチウム塩、リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、リチウムジフルオロオキサレートボレート（ＬｉＦＯＢ）、リチウムビス（オキサレート）ジフルオロホスフェート（ＬｉＦＯＰ）等のシュウ酸リチウム塩、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）（ＳＯ_２Ｃ_４Ｆ_９）、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、ＬｉＣ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_３等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、ＬｉＰＦ_６がより好ましい。

非水電解液における電解質塩の含有量は、２０℃１気圧下において、０．１ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると好ましく、０．３ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．０ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとより好ましく、０．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとさらに好ましく、０．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液のイオン伝導度を高めることができる。

非水電解液は、非水溶媒と電解質塩以外に、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、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）等のハロゲン化炭酸エステル；リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、リチウムジフルオロオキサレートボレート（ＬｉＦＯＢ）、リチウムビス（オキサレート）ジフルオロホスフェート（ＬｉＦＯＰ）等のシュウ酸塩；リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）等のイミド塩；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前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；ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、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、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、トルエンスルホン酸メチル、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、１，３－プロペンスルトン、１，３－プロパンスルトン、１，４－ブタンスルトン、１，４－ブテンスルトン、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、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム等が挙げられる。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％以下であると好ましく、０．１質量％以上７質量％以下であるとより好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であるとさらに好ましく、０．３質量％以上３質量％以下であると特に好ましい。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。

＜蓄電素子の製造方法＞
本発明の一実施形態に係る蓄電素子の製造方法は、巻芯が中心部に配置された、扁平形状を有する巻回型電極体を得ること、及び上記巻回型電極体を上記巻芯と共に厚さ方向に押圧することを備え、上記巻芯は、帯状のシート部材が巻回されてなる、２つの折り返し位置を有する扁平形状を有し、上記巻芯は、筒状部と、上記筒状部の内側に配置され、一端のみが上記筒状部に固定された内周余剰部とを有し、上記巻回型電極体が上記巻芯と共に押圧された状態において、上記内周余剰部の長さが、上記筒状部との固定位置から上記固定位置に対して遠い側の上記折り返し位置までの距離より短い。

当該製造方法における、巻芯が中心部に配置された、扁平形状を有する巻回型電極体を得ること、及び上記巻回型電極体を上記巻芯と共に厚さ方向に押圧することは、「巻芯及び巻回型電極体の製造方法」として上記した方法を具体的に採用することができる。当該製造方法により得られる巻芯及び巻回型電極体の具体的形態は、本発明の実施形態に係る蓄電素子に備わる巻芯及び巻回型電極体として説明したものと同様である。

当該製造方法は、その他、巻芯が中心部に配置され、厚さ方向に押圧された状態である巻回型電極体を容器に収容すること、電解質を準備すること、電解質を容器に収容すること等をさらに備えていてもよい。電解質を準備することは、電解質を調製することであってもよい。電解質を容器に収容することは、公知の方法から適宜選択できる。例えば、電解質に非水電解液を用いる場合、容器に形成された注入口から非水電解液を注入した後、注入口を封止すればよい。

＜蓄電素子：第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態に係る蓄電素子は、図６に示す巻芯１０６を備える。第二の実施形態に係る蓄電素子は、巻芯６に替えて巻芯１０６を備えること以外は、第一の実施形態に係る蓄電素子と同様である。

図６に示す巻芯１０６は、内周余剰部１０９Ａ、１０９Ｂの長さが、図２に示す巻芯６の内周余剰部９Ａ、９Ｂより長い点が、図２に示す巻芯６と異なる。図６に示すように、巻芯１０６の内周余剰部１０９Ａの長さＬＡ’は、この内周余剰部１０９Ａにおける筒状部１０８との固定位置１１０Ａから、この固定位置１１０Ａに対して遠い側の折り返し位置１０７Ｂまでの距離ＤＡ’よりも短い。同様に、内周余剰部１０９Ｂの長さＬＢ’は、この内周余剰部１０９Ｂにおける筒状部１０８との固定位置１１０Ｂから、この固定位置１１０Ｂに対して遠い側の折り返し位置１０７Ａまでの距離ＤＢ’よりも短い。一方、２つの内周余剰部１０９Ａ、１０９Ｂの長さの合計（ＬＡ’＋ＬＢ’）は、それぞれの筒状部１０８との固定位置１１０Ａ、１１０Ｂの間の距離（ＤＸ’）より長い。このような場合、図６に示されるように２つの内周余剰部１０９Ａ、１０９Ｂが重なり合うことでしわの発生が抑制され、巻回型電極体２の電極間の隙間の発生が抑制される。特に、２つの内周余剰部１０９Ａ、１０９Ｂ同士が重なり合う部分はシート部材の積層枚数が他の部位よりも多くなることによって強く押圧されるため、内周余剰部１０９Ａ、１０９Ｂのしわの発生はより生じ難くなる。

＜蓄電素子：第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態に係る蓄電素子は、図７に示す巻芯２０６を備える。第三の実施形態に係る蓄電素子は、巻芯６に替えて巻芯２０６を備えること以外は、第一の実施形態に係る蓄電素子と同様である。

図７に示す巻芯２０６は、１枚の帯状のシート部材が巻回されて形成されており、筒状部２０８と、１つの内周余剰部２０９とを有する。重なり合ったシート部材は、２箇所の固定位置２１０Ａ、２１０Ｂで固定されている。巻芯２０６の内周余剰部２０９の長さＬは、この内周余剰部２０９における筒状部２０８との固定位置２１０Ｂから、この固定位置１１０Ｂに対して遠い側の折り返し位置２０７Ａまでの距離Ｄよりも短い。

このように、１つのみの内周余剰部２０９を有する巻芯２０６を備える蓄電素子も本発明の実施形態に含まれ、電極間の隙間の発生を抑制するという効果を奏することができる。また、本実施形態における巻芯２０６は、１枚のシート部材から形成でき、生産性に優れる。

＜蓄電素子：第四の実施形態＞
本発明の第四の実施形態に係る蓄電素子は、図８に示す巻芯３０６を備える。第四の実施形態に係る蓄電素子は、巻芯６に替えて巻芯３０６を備えること以外は、第一の実施形態に係る蓄電素子と同様である。

図８に示す巻芯３０６は、筒状部３０８と、２つの内周余剰部３０９Ａ、３０９Ｂとを有する。また、巻芯３０６は、２枚のシート部材が巻回されることにより形成されており、重なり合ったシート部材は、２箇所の固定位置３１０Ａ、３１０Ｂで固定されている。図８に示す巻芯３０６は、筒状部３０８が実質的に一重のシート部材から構成されている点が図２等に示す巻芯６と異なる。このような巻芯３０６は、図３から５等に示す巻芯６の製造方法に準じて製造することができる。例えば、図３に示す状態からテーブル６０を時計回りに半回転させた図９に示す状態において、シート部材６３と巻軸６２Ａ、６２Ｂとが重なっている部分（固定位置３１０Ａ、３１０Ｂ）を溶着又は接着等するとともに、シート部材６３における固定位置３１０Ａ、３１０Ｂよりも後方（シート挿入装置６４Ａ、６４Ｂ側）を切断することにより、図８に示す形態の巻芯３０６が得られる。

本実施形態のように、筒状部３０８を実質的に一重のシート部材から形成した場合、巻芯３０６を薄くすることができ、巻回型電極体２における正極及び負極の巻回数を増やすことができる。従って、このような巻回型電極体２を備える第四の実施形態に係る蓄電素子によれば、体積当たりのエネルギー密度を高めること等ができる。

＜蓄電装置＞
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１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、本発明の技術が適用されていればよい。

図１０に、電気的に接続された二以上の蓄電素子１が集合した蓄電ユニット２０をさらに集合した蓄電装置３０の一例を示す。蓄電装置３０は、二以上の蓄電素子１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２０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２０又は蓄電装置３０は、一以上の蓄電素子の状態を監視する状態監視装置（図示せず）を備えていてもよい。

＜その他の実施形態＞
尚、本発明の蓄電素子は、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。

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

上記実施形態では、正極及び負極がセパレータを介して積層された状態で巻回されてなる巻回型電極体について説明したが、巻回型電極体は、セパレータを備えなくてもよい。例えば、正極又は負極の活物質層上に導電性を有さない層が形成された状態で、正極及び負極が直接接してもよい。また、本発明の蓄電素子において、巻芯を構成するシート部材は、巻回型電極体を構成するセパレータと連続したものであってもよい。

本発明の蓄電素子に備わる巻芯は、上記実施形態で説明した方法とは異なる方法で製造してもよい。例えば、図１１に示すような内周余剰部４０９が筒状部４０８の内面間を架け渡すように設けられた巻芯４０６を得た後、内周余剰部４０９を２つに切断することなどによって製造してもよい。このような製造方法の場合、１枚のシート部材から巻芯を製造するため、比較的容易に巻芯を製造することができる。

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蓄電素子などに適用できる。

１蓄電素子
２、４０２巻回型電極体
３容器
４正極端子
４１正極リード
５負極端子
５１負極リード
６、１０６、２０６、３０６、４０６巻芯
７Ａ、７Ｂ、１０７Ａ、１０７Ｂ、２０７Ａ折り返し位置
８、１０８、２０８、３０８、４０８筒状部
９Ａ、９Ｂ、１０９Ａ、１０９Ｂ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９内周余剰部
１０Ａ、１０Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂ、３１０Ａ、３１０Ｂ固定位置
１１Ａ、１１Ｂ一端
２０蓄電ユニット
３０蓄電装置
６０テーブル
６１回転軸
６２Ａ、６２Ｂ巻軸
６３シート部材
６４Ａ、６４Ｂシート挿入装置
６５Ａ、６５Ｂチャック

Claims

扁平形状を有する巻回型電極体と、
上記巻回型電極体の中心部に配置された巻芯と
を備え、
上記巻芯は、帯状のシート部材が巻回されてなる、２つの折り返し位置を有する扁平形状を有し、
上記巻芯は、
筒状部と、
上記筒状部の内側に配置され、一端のみが上記筒状部に固定された内周余剰部と
を有し、
上記内周余剰部の長さが、上記筒状部との固定位置から上記固定位置に対して遠い側の上記折り返し位置までの距離より短い、蓄電素子。
上記巻芯が２つの上記内周余剰部を有し、
上記巻回型電極体が上記巻芯と共に厚さ方向に押圧された状態で、上記２つの内周余剰部の長さの合計が、それぞれの上記筒状部との固定位置の間の距離より短い、請求項１に記載の蓄電素子。
上記内周余剰部の長さが上記シート部材の平均厚さの１０倍以上である、請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
上記内周余剰部の長さが３ｍｍ以上である、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の蓄電素子。
上記巻芯が中心部に配置された巻回型電極体を収納する容器をさらに備え、
上記巻回型電極体は上記巻芯と共に厚さ方向に押圧された状態で上記容器に収納されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子。
巻芯が中心部に配置された、扁平形状を有する巻回型電極体を得ること、及び
上記巻回型電極体を上記巻芯と共に厚さ方向に押圧すること
を備え、
上記巻芯は、帯状のシート部材が巻回されてなる、２つの折り返し位置を有する扁平形状を有し、
上記巻芯は、
筒状部と、
上記筒状部の内側に配置され、一端のみが上記筒状部に固定された内周余剰部と
を有し、
上記巻回型電極体が上記巻芯と共に押圧された状態において、上記内周余剰部の長さが、上記筒状部との固定位置から上記固定位置に対して遠い側の上記折り返し位置までの距離より短い、蓄電素子の製造方法。