蓄电元件、蓄电系统、及其制造方法
【专利摘要】本发明提供抑制因电解液的供给不足而导致的电阻上升的蓄电元件、蓄电系统及其制造方法。蓄电元件具备筒状的发电要件(10)、集电体(7)以及电解液(3),该发电要件(10)卷绕正极、负极及隔板而成且具有曲线部和直线部,正极基材在一方端(10A)处具有未形成正极合剂层的非形成部(11E),负极基材在另一方端(10B)处具有未形成负极合剂层的非形成部(13E),集电体(7)与一方端(10A)处的正极的非形成部的直线部的至少一部分以及另一方端(10B)处的负极的非形成部的直线部的至少一部分连接,在正极处一方端(10A)的长度比卷绕长度长,及/或在负极处另一方端(10B)的长度比卷绕长度长。
【专利说明】蓄电元件、蓄电系统、及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓄电元件、蓄电系统、及其制造方法,更确切而言,涉及具备卷绕型的发电要件的蓄电元件、蓄电系统、及其制造方法,该发电要件卷绕有正极、负极以及配置于该正极及负极之间的隔板。
【背景技术】
[0002]近年来,作为机动车、机动两轮车等车辆、移动终端、笔记本电脑等各种设备等的动力源,采用锂电池、镍氢电池等电池、双电荷层电容器等电容器这样的可充电放电的蓄电元件。
[0003]上述的蓄电元件具备:容器;收容于该容器的卷绕型的发电要件;与该发电要件电连接且收容于容器的集电体;以及收容于容器的电解液。作为构成发电要件的电极的正极及负极皆具有在金属箔上没有形成活性物质层、且沿着卷绕方向的侧缘部。正极的侧缘部(沿着卷绕方向而)位于卷绕轴的一方端,负极的侧缘部位于卷绕轴的另一方端,正极及负极的侧缘部各自与集电体连接。
[0004]在上述的蓄电元件中,从轻型化、低成本化等观点出发,迫切期望减少收容于容器内的电解液量而使电解液渗透到发电要件。作为使电解液渗透到发电要件的技术,例如,举出日本特开2012-195085号公报(专利文献I)、日本特开2012-182343号公报(专利文献
2)等。
[0005]在专利文献I中公开有一种电池,使正极及负极中的一方与集电体之间的接合区域和正极及负极中的另一方与集电体之间的接合区域相比,以电极的集成度变小或接合部的总面积变小的方式,使这两个接合区域的接合状态不同。在专利文献2中公开有一种蓄电装置,其使正极及负极的金属箔分别卷绕为椭圆状,并将重叠的各个侧缘部的一部分的弧接合。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2012-195085号公报
[0009]专利文献2:日本特开2012-182343号公报
[0010]发明概要
[0011]发明要解决的课题
[0012]在上述专利文献I及2的蓄电元件中,在将发电要件插入容器时、向蓄电元件施加冲击时等,有可能使发电要件中的抽取电解液的部分发生变形。在该情况下,电解液向发电要件的供给不足,电阻上升。
【发明内容】
[0013]本发明鉴于上述问题点而完成,其课题在于,提供抑制因电解液的供给不足而导致的电阻上升的蓄电元件、蓄电系统及其制造方法。[0014]解决方案
[0015]本发明的蓄电元件具备:
[0016]容器;
[0017]筒状的发电要件,其收容于该容器,且卷绕正极、负极以及配置于该正极及负极之间的隔板而成,并且具有曲线部和与该曲线部相连的直线部;
[0018]各集电体,其收容于容器,并且在发电要件的卷绕轴的一方端和发电要件的卷绕轴的另一方端处分别与正极和负极连接;以及
[0019]电解液,其收容于容器,
[0020]正极包括正极基材以及在该正极基材中的除一方端以外的区域形成的正极合剂层,
[0021]负极包括负极基材以及在该负极基材中的除另一方端以外的区域形成的负极合剂层,
[0022]正极基材在一方端处具有未形成正极合剂层的非形成部,
[0023]负极基材在另一方端处具有未形成负极合剂层的非形成部,
[0024]集电体与一方端处的正极的非形成部的直线部的至少一部分以及另一方端处的负极的非形成部的直线部的至少一部分连接,
[0025]在正极处一方端的长度比卷绕长度长,及/或在负极处另一方端的长度比卷绕长度长。
[0026]根据本发明的蓄电元件,在正极处,非形成部所处的一方端的长度比卷绕长度长,并且非形成部的直线部与集电体连接,因此在发电要件的非形成部的曲线部产生起伏(包括松弛、皱折等)。
[0027]同样地,在负极处,非形成部所处的另一方端的长度比卷绕长度长,并且非形成部的直线部与集电体连接,因此在发电要件的非形成部的曲线部产生起伏。
[0028]如此,当在正极及/或负极的曲线部产生起伏时,正极与隔板之间的间隙、及/或负极与隔板之间的间隙变大,电解液变得容易从该间隙进入。因此,当将发电要件插入容器时、向蓄电元件施加冲击时等,即使在发电要件中的抽取电解液的部分发生变形的情况下,也容易确保电解液的供给路线。因而,由于能够抑制电解液向发电要件的供给不足,因此能够抑制发电要件中的电阻上升。
[0029]本发明的蓄电元件的制造方法具备:
[0030]准备正极的工序,该正极包括正极基材以及在该正极基材的除卷绕方向上的一方端缘以外的区域形成的正极合剂层;
[0031]准备负极的工序,该负极包括负极基材以及在该负极基材的除卷绕方向上的另一方端缘以外的区域形成的负极合剂层;
[0032]形成筒状的发电要件的工序,在正极及负极之间配置隔板,通过卷绕来形成具有曲线部和与该曲线部相连的直线部的筒状的发电要件;
[0033]分别形成集电体的工序,以使集电体在发电要件的卷绕轴的一方端处与正极连接,在发电要件的卷绕轴的另一方端处与负极连接;
[0034]将发电要件、集电体、电解液收容于容器的工序,
[0035]在形成上述发电要件的工序中,以在正极基材的一方端缘处未形成正极合剂层的非形成部位于一方端、并且在负极基材的另一方端缘处未形成负极合剂层的非形成部位于另一方端的方式卷绕,
[0036]在形成上述集电体的工序中,以各集电体与一方端中的正极基材的非形成部的直线部的至少一部分连接、并且与另一方端中的负极基材的非形成部的直线部的至少一部分连接的方式形成各集电体,
[0037]在准备上述正极的工序中,准备一方端缘的长度比卷绕长度长的正极,及/或在准备负极的工序中,准备另一方端缘的长度比卷绕长度长的负极。
[0038]根据本发明的蓄电元件的制造方法,准备非形成部所处的一方端缘的长度比卷绕长度长的正极,由于将该非形成部的直线部与集电体连接,因此在发电要件的非形成部的曲线部产生起伏(包含松弛、皱折等)。
[0039]同样地,准备非形成部所处的另一方端缘的长度比卷绕长度长的负极,由于将该非形成部的直线部与集电体连接,因此在发电要件的非形成部的曲线部产生起伏。
[0040]如此,通过在正极及/或负极的曲线部产生起伏,正极与隔板之间的间隙、及/或负极与隔板之间的间隙变大,电解液变得容易从该间隙进入。因此,当将发电要件插入容器时、向蓄电元件施加冲击时等,即使在发电要件中的抽取电解液的部分发生变形的情况下,也容易确保电解液的供给路线。因此,由于能够抑制电解液向发电要件的供给不足,因此能够抑制发电要件中的电阻上升。
[0041]作为上述蓄电元件中的一个方式,采用如下方式:在上述正极中,一方端为朝向另一方端凹陷的弧状,及/或在上述负极中,另一方端为朝向一方端凹陷的弧状。
[0042]作为上述蓄电元件的制造方法中的一个方式,采用如下方式:在准备上述正极的工序中,使用非形成部的一方端缘朝向与非形成部相反一侧的另一方端缘凹陷的弧状的正极基材,及/或在准备负极的工序中,使用非形成部的另一方端缘朝向与非形成部相反一侧的一方端缘凹陷的弧状的负极基材。
[0043]由此,能够容易地实现在曲线部产生起伏的蓄电元件。
[0044]作为上述蓄电元件中的其他方式,采用如下方式:在上述正极基材及/或上述负极基材中,与卷绕轴正交的方向上的每Im的弯曲量与卷绕轴向的宽度之比为0.03以上0.10以下。
[0045]作为上述蓄电元件的制造方法中的其他方式,采用如下方式:在准备上述正极的工序及/或准备上述负极的工序中,在正极基材及/或负极基材中,与卷绕轴正交的方向上的每Im的弯曲量与卷绕轴向的宽度之比为0.03以上0.10以下。
[0046]在比为0.03以上的情况下,正极与隔板之间的间隙、及/或负极与隔板之间的间隙变得更大,供给电解液变得更容易,因此能够进一步抑制因电解液的供给不足而导致的电阻上升。在比为0.10以下的情况下,正极与隔板之间的间隙、及/或负极与隔板之间的间隙不会变得过大,因此能够抑制因间隙变得过大而导致的电阻上升。
[0047]本发明的蓄电系统具备上述任一个蓄电元件以及对该蓄电元件的充电放电进行控制的控制部。
[0048]根据本发明的蓄电系统,具备抑制电阻的上升的蓄电元件。因而,蓄电系统抑制电阻的上升。
[0049]发明效果[0050]如以上说明那样,本发明能够提供抑制电阻的上升的蓄电元件、蓄电系统、及其制造方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]图1是概略表示本发明的实施方式I中的作为蓄电元件的一例的非水电解质二次电池的立体图。
[0052]图2是概略表示本发明的实施方式I中的非水电解质二次电池的容器的内部的立体图。
[0053]图3是沿图2中的II1-1II线的剖视图,是概略表示本发明的实施方式I中的非水电解质二次电池的剖视图。
[0054]图4是概略表示本发明的实施方式I中的构成非水电解质二次电池的发电要件的示意图。
[0055]图5是沿图2中的V-V线的剖视图,是本发明的实施方式I中的发电要件的示意图。
[0056]图6是概略表示本发明的实施方式I中的构成发电要件的正极及负极的放大示意图。
[0057]图7是概略表示本发明的实施方式I中的卷绕前的正极的俯视图。
[0058]图8是概略表示本发明的实施方式I中的卷绕前的负极的俯视图。
[0059]图9㈧及⑶是概略表示本发明的实施方式I中的卷绕前的正极及负极的侧视图。
[0060]图10是用于说明本发明的实施方式I中的正极及负极的制造方法的示意图。
[0061]图11是用于说明本发明的实施方式I中的正极及负极的制造方法的示意图。
[0062]图12是比较例中的发电要件的示意图。
[0063]图13是表示本发明的实施方式2中的蓄电系统以及将其搭载于车辆后的状态的示意图。
[0064]图14是表示在实施例的锂二次电池中、弯曲量C与宽度W之比(C / W)和1000周期后的电阻比率之间的关系的图。
[0065]附图标记说明如下:
[0066]1:非水电解质二次电池,2:容器,2a:主体部,2b:盖部,3:电解液,5:外部垫圈,7:集电体,10:发电要件,10A、11C、13D:一方端,10B、11D、13C:另一方端,11:正极,IlA:正极集电箔,IlB:正极合剂层,IlE:非形成部,12:隔板,13:负极,13A:负极集电箔,13B:负极合剂层,21:外部端子,31:辊压件,100:蓄电系统,101:蓄电池模块,102:控制部,110:移动体,111:统一控制装置,112:通信网,A:卷绕轴,C:弯曲量,E:卷绕方向,R:曲线部,S:直线部,W:宽度。
【具体实施方式】
[0067]以下,基于附图而对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记并省略其说明。
[0068](实施方式I)[0069]参照图1?图11,对本发明的一实施方式的作为蓄电元件的一例的非水电解质二次电池I进行说明。本实施方式的非水电解质二次电池I具备卷绕式的发电要件。
[0070]如图1?图3所示,本实施方式的非水电解质二次电池I具备:容器2 ;收容于该容器2的电解液3 ;安装于容器2的两个外部垫圈5 ;收容于该容器2的发电要件10 ;与该发电要件10电连接的两个集电体7 ;与各个集电体7电连接的两个外部端子21。
[0071]如图1所示,容器2具有:形成有开口且收容发电要件10的箱状的主体部(箱体)2a ;覆盖主体部2a的开口的长方形板状的盖部2b。主体部2a及盖部2b例如由不锈钢钢板形成,且彼此焊接。
[0072]在盖部2b的外表面分别配置有外部垫圈5。盖部2b在长边方向的两端侧分别形成有开口。在外部垫圈5形成有开口。盖部2b的一方的开口与外部垫圈5的开口相连。同样地,盖部2b的另一方的开口与外部垫圈5的开口相连。外部垫圈5例如具有凹部,在该凹部内配置有外部端子21。
[0073]外部端子21分别与连接于发电要件10的集电体7 (参照图3)连接,从而与发电要件10电连接。外部端子21例如由铝、铝合金等铝系金属材料形成。关于集电体7见后述。
[0074]作为外部垫圈5、集电体7以及外部端子21而设有正极用和负极用。
[0075]正极用的外部垫圈5、集电体7及外部端子21配置于发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA侧(图3中的右侧),换句话说,配置于盖部2b的长边方向中的一端侧。
[0076]负极用的外部垫圈5、集电体7及外部端子21配置于发电要件10的卷绕轴A的另一方端IOB侧(图3中的左侧),换句话说,配置于盖部2b的长边方向中的另一端侧。
[0077]如图2及图3所示,在主体部2a的内部收容有电解液3。发电要件10被浸溃于电解液3。
[0078]如图3所示,当载置非水电解质二次电池I时,电解液3的一部分成为多余电解液而存积于容器2的下部,发电要件10的隔板12的一部分与多余电解液(电解液3)接触。换句话说,成为多余电解液的电解液3收容于容器2的内部空间中的除发电要件10以外的区域的至少一部分,且与隔板12的至少一部分接触。
[0079]电解液3通过在有机溶剂中溶解电解质而被调制。
[0080]作为有机溶剂,例如,举出碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等酯类溶剂、以及向酯类溶剂配合Y-丁内酯U-BL)、1,2-二乙氧基乙烷(DEE)等醚类溶剂等而成的有机溶剂等。
[0081]作为电解质,举出高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐等。
[0082]如图2及图3所示,在主体部2a的内部收容有发电要件10。在容器2内可以收容有一个发电要件、也可以收容有多个发电要件。在收容有多个发电要件的情况下,多个发电要件10以电并联的方式连接。
[0083]如图4所示,发电要件10呈筒状(在本实施方式中呈横长的圆筒状(扁平形状)),如图5所示,具有曲线部R以及与曲线部R相连的直线部S。
[0084]曲线部R呈大致弧状,在本实施方式中,是图5中的位于上方及下方的部分。
[0085]直线部S呈扁平状,在本实施方式中,是图5中的位于左方及右方的部分。直线部S处于大致笔直的状态,包含产生较小起伏的状态。如后述那样,位于发电要件10的卷绕轴A (假想直线线段)的一方端IOA及另一方端IOB的直线部S的至少一部分由集电体7收束。因而,由集电体7收束的直线部S的区域(与集电体7连接的区域)有时也相对于收束前的直线部S倾斜。
[0086]如图4所示,发电要件10包括正极11、隔板12以及负极13。发电要件10以在负极13上配置有隔板12、在该隔板12上配置有正极11、在该正极11上配置有隔板12的状态卷绕,从而形成为筒状。即,在发电要件10中,在带状的负极13的外周侧形成有带状的隔板12,在该隔板12的外周侧形成有带状的正极11,在该正极11的外周侧形成有带状的隔板12。
[0087]需要说明的是,如图4所示,卷绕轴A沿着正极11、负极13的宽度方向延伸。在本实施方式中,在发电要件10中,在正极11及负极13之间配置有绝缘性的隔板,因此正极11与负极13没有被电连接。
[0088]如图3、图6及图7所示,构成发电要件10的正极11具有:作为正极基材的正极集电箔IlA ;在除该正极集电箔IlA的一方端11C(在正极集电箔IlA中,位于卷绕轴A的轴向上的一方侧的一方端11C)以外的区域形成的正极合剂层11B。
[0089]换言之,如图6及图7所示,正极11包括:当从正极合剂层IlB侧观察时,以沿着卷绕方向E的一方端IIC延伸的方式位于卷绕方向E的一方端IlC的正极集电箔IlA ;以沿着与一方端IIC相反一侧的另一方端IlD延伸的方式位于另一方端IlD的正极合剂层11B。
[0090]进一步换言之,构成正极11的正极集电箔IlA具有在正极集电箔IlA的一方端Iic处未形成正极合剂层IlB的(在正极集电箔IlA上未形成正极合剂层IlB的)非形成部HE。
[0091]如图3、图6及图8所示,构成发电要件10的负极13具有:作为负极基材的负极集电箔13A ;在除该负极集电箔13A的另一方端13C(在负极集电箔13A中,位于卷绕轴A的轴向的另一方侧的另一方端13C)以外的区域形成的负极合剂层13B。
[0092]换言之,如图6及图8所示,负极13包括:当从负极合剂层13B侧观察时,以沿着卷绕方向E的另一方端13C延伸的方式位于卷绕方向E的另一方端13C的负极集电箔13A ;以沿着与另一方端13C相反一侧的一方端13D延伸的方式位于一方端13D的负极合剂层13B。
[0093]进一步换言之,构成负极13的负极集电箔13A具有在负极集电箔13A的另一方端13C处未形成负极合剂层13B的(在负极集电箔13A上未形成负极合剂层13B的)非形成部 13E。
[0094]如图3所示,正极11的非形成部IlE配置于卷绕轴A的一方端IOA (卷绕轴A的轴向的一方侧),负极13的非形成部13E配置于卷绕轴A的另一方端IOB (卷绕轴A的轴向的另一方侧)。换句话说,正极11的非形成部IlE和负极13的非形成部13E相对于沿着卷绕方向延伸且位于发电要件10的宽度的中心的假想线而处于彼此对称的位置。
[0095]在正极11中,一方端IOA的长度比卷绕长度(正极11中的卷绕方向E上的长度)长。换言之,在正极集电箔IIA处形成有非形成部IIE的一方端IIC的长度比卷绕长度(正极集电箔IlA中的卷绕方向E上的长度)长。进一步换言之,在正极中,非形成部IlE的卷绕方向E上的一方端IlC的端缘的长度比卷绕长度长。[0096]在负极13中,另一方端IOB的长度比卷绕长度(负极13中的卷绕方向E的长度)长。换言之,在负极集电箔13A处形成有非形成部13E的另一方端13C的长度比卷绕长度(负极集电箔13A中的卷绕方向E的长度)长。进一步换言之,在负极13中,非形成部13E的卷绕方向E的另一方端13C的端缘的长度比卷绕长度长。
[0097]在本实施方式中,正极集电箔IlA的非形成部IlE的一方端IlC是朝向与非形成部IlE相反一侧的另一方端IlD凹陷的弧状。负极集电箔13A的非形成部13E的另一方端13C是朝向与非形成部13E相反一侧的一方端13D凹陷的弧状。换言之,正极集电箔IlA及负极集电箔13A的非形成部11E、13E的端缘是朝向与非形成部11E、13E相反一侧的端缘凹陷的弧状。
[0098]在此,上述“端的长度”是指,在正极11及/或负极13中的卷绕方向E上的每Im中、沿着在卷绕方向两端间延伸的一方端及/或另一方端的长度,并非两端间的最短距离。在本实施方式中,“端的长度”是指沿着曲线(弧状曲线)的长度。
[0099]另外,上述“卷绕长度”是指,正极11及负极13中的沿着卷绕方向E的长度。具体地说,在本实施方式中,“卷绕长度”是指,在正极11、负极13中的卷绕方向E上的每Im中、将卷绕方向E的一方侧端缘和从卷绕方向E的另一方侧端缘中的非形成部(11E、13E)与一方侧端缘平行地延伸的假想直线连结的距离(例如,如图9所示)。
[0100]如图9(A)所示,在正极集电箔IlA及负极集电箔13A中,与卷绕轴A正交的方向(卷绕方向E)上的每Im的弯曲量C与发电要件10的卷绕轴A方向的长度(宽度W)之比优选为0.03以上0.10以下,更优选为0.03以上0.09以下,进一步优选为0.05以上0.07以下。
[0101]在此,上述值是从卷绕有正极11及负极13的状态恢复到带状的状态而通过无负载测定的值。
[0102]弯曲量C(参照图9(A)、图11)是指,在正极11及/或负极13中的卷绕方向E上的每Im中、正极集电基材及/或负极集电基材向外侧最突出的位置与最凹陷的位置之差。在本实施方式中,弯曲量C是指,正极集电箔IIA及/或负极集电箔13A最突出的位置与最凹陷的位置之差。
[0103]宽度W是指,卷绕轴A方向(与卷绕方向E正交的方向)的距离,换句话说,是从一方端11C、13D到另一方端11D、13C的距离。在本实施方式中,宽度W是指,正极集电箔IlA及负极集电箔13A的宽度。在宽度不恒定的情况下,将最大宽度设为上述宽度W。
[0104]需要说明的是,弯曲量C及宽度W也可以在解开从解体后的电池取出的正极或负极的卷绕而使正极或负极伸展的状态下将透明的丙烯板置于正极或负极而进行测定。
[0105]在图9 (A)中以正极11及负极13的卷绕方向E两侧的端缘彼此平行的情况为例而示出。另一方面,如图9(B)所示,即使在正极11及负极13的卷绕方向E两侧的端缘不彼此平行的情况等,弯曲量C及宽度W的定义也是相同的,与卷绕轴A正交的方向上的每Im的弯曲量C与卷绕轴向A的宽度W之比的优选值与上述相同。
[0106]需要说明的是,在本实施方式中,举出正极11处的一方端IOA的长度比卷绕长度长且负极13中的另一方端IOB的长度比卷绕长度长的情况为例。在该结构中采用正极11及负极中的任一方即可,但优选采用正极11及负极13这两者。
[0107]正极11中的一方端IOA(IlC)的长度与另一方端IOB(IlD)的长度之间的关系没有特别地限定,但从制造方面的理由出发,也可以是另一方端IOB的长度 > 一方端IOA的长
度〉卷绕长度。
[0108]负极13中的一方端IOA(13D)的长度与另一方端IOB(13C)的长度之间的关系没有特别地限定,但从制造方面的理由出发,也可以是一方端IOA的长度〉另一方端IOB的长
度〉卷绕长度。
[0109]需要说明的是,在本实施方式中,在正极集电箔IlA及负极集电箔13A的两面各自形成有正极合剂层IlB及负极合剂层13B,但本发明并不局限于上述的构造。例如,也可以在正极集电箔IlA的单面形成有正极合剂层11B,在负极集电箔13A的单面形成有负极合剂层13B。其中,正极合剂层IlB与负极合剂层13B彼此面对面。
[0110]另外,在本实施方式中,作为正极基材及负极基材,举出正极集电箔及负极集电箔为例而进行说明,但本发明的正极基材及负极基材的形状并不局限于箔状。
[0111]正极合剂层IlB具有正极活性物质、导电助剂、粘合剂。负极合剂层13B具有负极活性物质、粘合剂。需要说明的是,负极合剂层13B也可以还具有导电助剂。
[0112]正极活性物质是在正极处能够有助于充电反应及放电反应的电极反应的物质。作为正极活性物质的材料,并没有特别地限定,例如,能够使用镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)等锂复合氧化物等。
[0113]负极活性物质是在负极处能够有助于充电反应及放电反应的电极反应的物质。作为负极活性物质的材料,并没有特别地限定,例如,能够使用非晶碳、难石墨化碳、易石墨化碳、石墨等碳系物质等。
[0114]粘合剂并没有特别地限定,作为粘合剂,例如,能够使用聚丙烯腈、聚偏氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。
[0115]隔板12配置于正极11及负极13之间,遮断正极11与负极13之间的电连接,并且允许电解液3的通过。
[0116]隔板12可以是I层,也可以是包含隔板基材层、形成于该基材层的一方的面上的无机层的双层以上。另外,也可以向隔板基材层的两面涂敷无机层。此外,隔板12也可以具有例如聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯这样的三层构造。通过应用将隔板12设为多层构造的技术,也可以将在涂敷有活性物质等的电极板之上进行涂布处理的材料用作蓄电元件。
[0117]在隔板12为一层的情况下,例如,作为隔板12,能够使用聚烯烃制微多孔膜等。
[0118]在隔板12包括隔板基材层与无机层的情况下,隔板基材层并没有特别地限定。作为隔板基材层,能够使用树脂多孔膜整体,例如,能够使用聚合物、天然纤维、烃纤维、玻璃纤维或陶瓷纤维的织品、或无纺纤维。
[0119]无机层也可以称作无机涂敷层,例如,包括无机粒子、粘合剂等。
[0120]作为无机粒子,并没有特别地限定,例如,能够使用氧化铁、SiO2, A1203、TiO2,BaTiO2, ZrO、氧化铝-二氧化硅复合氧化物等氧化物微粒子;氮化铝、氮化硅等氮化物微粒子;氟化钙、氟化钡、硫酸钡等难溶性的离子结晶微粒子;硅、金刚石等共有结合性结晶微粒子;滑石、蒙脱石等粘土微粒子;来自勃姆石、沸石、磷灰石、高岭土、莫来石、尖晶石、橄榄石、絹云母、皂土、云母等矿物资源物质的粒子或针对上述物质的人造物质的粒子等。[0121]粘合剂与正极及负极所具有的粘合剂相同,故省略对粘合剂的说明。
[0122]需要说明的是,隔板基材层及无机层各自可以由单一层构成,也可以由多层构成。
[0123]图3所示的集电体7分别与上述的发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA(图3中的右侧)和另一方端IOB(图3中的左侧)连接。
[0124]详细而言,正极11侧的集电体7(图3中的右侧的集电体7)与正极集电箔IlA的一方端IlC中的未形成正极合剂层IlB的非形成部IlE的直线部S (参照图5)的至少一部分连接。
[0125]负极13侧的集电体7 (图3中的左侧的集电体7)与负极集电箔13A的另一方端13C中的未形成负极合剂层13B的非形成部13E的直线部S (参照图5)的至少一部分连接。
[0126]集电体7可以与层叠的正极集电箔IlA及负极集电箔13A的直线部S的一部分连接,也可以与全部直线部S连接,还可以与对置的曲线部R的一方(图3中的上侧)连接。集电体7优选与层叠的正极集电箔IIA及负极集电箔13A的直线部S的中央部连接。其中,集电体7不与对置的曲线部R的至少一方连接。
[0127]需要说明的是,集电体7的形状并没有特别地限定,是能够对层叠的正极集电箔IlA及负极集电箔13A的直线部S进行集电的形状,例如板状。
[0128]接着,对本实施方式中的蓄电元件(非水电解质二次电池I)的制造方法进行说明。
[0129]本实施方式的蓄电元件(非水电解质二次电池I)的制造方法包括:
[0130]准备正极的工序,该正极包括正极基材以及在该正极基材的除卷绕方向的一方端缘以外的区域形成的正极合剂层;
[0131]准备负极的工序,该负极包括负极基材以及在该负极基材的除卷绕方向的另一方端缘以外的区域形成的负极合剂层;
[0132]形成筒状的发电要件的工序,在正极及负极之间配置隔板,通过卷绕来形成具有曲线部和与该曲线部相连的直线部的发电要件;
[0133]分别形成集电体的工序,以使集电体在发电要件的卷绕轴的一方端处与正极连接,在发电要件的卷绕轴的另一方端处与负极连接;
[0134]将发电要件、集电体、电解液收容于容器的工序,
[0135]在形成上述发电要件的工序中,以在正极基材的一方端缘处未形成正极合剂层的非形成部位于一方端、并且在负极基材的另一方端缘处未形成负极合剂层的非形成部位于另一方端的方式卷绕,
[0136]在形成上述集电体的工序中,以各集电体与一方端中的正极基材的非形成部的直线部的至少一部分连接、并且与另一方端中的负极基材的非形成部的直线部的至少一部分连接的方式形成上述集电体,
[0137]在准备上述正极的工序中,准备一方端缘的长度比卷绕长度长的正极,及/或在准备负极的工序中,准备另一方端缘的长度比卷绕长度长的负极。
[0138]首先,对准备正极11的工序进行说明。
[0139]如图7所示,准备包括作为正极基材的正极集电箔IlA以及在该正极集电箔IlA的除一方端缘(一方端11C)以外的区域形成的正极合剂层IlB的正极11。在该工序中,准备沿着卷绕方向E的一方端缘(一方端11C)的长度比卷绕长度长的正极11。在该工序中,优选使用非形成部IlE(未形成正极合剂层IlB的未涂敷部)的一方端缘(一方端11C)是朝向与非形成部IlE相反一侧的另一方端缘(另一方端11D)凹陷的弧状的正极集电箔11A。在本实施方式中,准备一方端IlC的弧比卷绕长度长的正极11。
[0140]具体地说,混合正极活性物质、导电助剂、粘合剂,并将该混合物加入溶剂而被混匀,从而调制正极合剂。该正极合剂被涂敷于正极集电箔IlA的至少一侧面的除一方端IlC以外的区域。在干燥后,如图10所示,通过辊压件31而进行压缩成形。此时,相对于图11所示的状态的构件,与外周部分相比,向卷绕方向E的中心部分施加较大的压力。需要说明的是,优选通过压力仅对正极合剂进行压缩。如此向正极合剂层IlB施加不均匀的应力,如图7所示,由此能够形成弯曲。如平分图11所示的状态的正极合剂层那样,沿着卷绕方向E切断,进而进行真空干燥,由此准备图7所示的正极11。
[0141]接着,对准备负极13的工序进行说明。
[0142]如图8所示,准备包括作为负极基材的负极集电箔13A以及在该负极集电箔13A的除另一方端部(另一方端13C)以外的区域形成的负极合剂层13B的负极13。在该工序中,准备沿着卷绕方向E的另一方端缘(另一方端13C)的长度比卷绕长度长的负极13。在该工序中,优选使用非形成部13E(未形成负极合剂层13B的未涂敷部)的另一方端缘(另一方端13C)是朝向与非形成部13E相反一侧的一方端缘(一方端13D)凹陷的弧状的负极集电箔13A。在本实施方式中,准备另一方端13C的弧比卷绕长度长的负极13。
[0143]具体来说,混合负极活性物质、粘合剂,并将该混合物加入溶剂而被混匀,从而调制负极合剂。该负极合剂被涂敷于负极集电箔13A的至少一方面的除一方端13D以外的区域。在干燥后,如图10所示,通过辊压件31而进行压缩成形。此时,相对于图11所示的状态的构件,与外周部分相比,向卷绕方向E的中心部分施加较大的压力。需要说明的是,优选通过压力仅对负极合剂进行压缩。如此向负极合剂层13B施加不均匀的应力,如图8所示,由此能够形成弯曲。如平分图11所示的状态的负极合剂层那样,沿着卷绕方向E切断,进而进行真空干燥,由此准备图8所示的负极13。
[0144]在以使上述的卷绕方向E的一方端缘的长度比卷绕长度长的方式准备正极11的工序、及/或以使卷绕方向E的另一方端缘的长度比卷绕长度长的方式准备负极13的工序中,除了向正极合剂层IlB及/或负极合剂层13B施加不均匀的应力以外,例如,还能够通过进一步变更活性物质的种类、多孔度等来准备正极及/或负极。
[0145]在准备上述正极11的工序及准备负极13的工序中,在正极集电箔IlA及负极集电箔13A中,(与卷绕轴A正交的)卷绕方向E上的每Im的弯曲量C与卷绕轴A方向的宽度W之比(C / W)优选为0.03以上0.10以下,更优选为0.03以上0.09以下,进一步优选为0.05以上0.07以下。上述的比(C / W)通过上述的方法能够实现。
[0146]接着,对形成发电要件的工序进行说明。
[0147]正极11与负极13隔着隔板12而被卷绕,由此形成具有曲线部R和与该曲线部R相连的直线部S的筒状的发电要件10。在该工序中,以使在正极集电箔IlA的一方端缘(一方端11C)处未形成正极合剂层IlB的非形成部IlE位于卷绕轴A的一方端10A、并且使在负极集电箔13A的另一方端缘(另一方端13C)处未形成负极合剂层13B的非形成部13E位于卷绕轴A的另一方端IOB的方式进行卷绕。
[0148]在该工序中,根据情况,一边拉拽正极11、隔板12、及负极13的层叠体(使其发生塑性变形)一边进行卷绕。
[0149]当这样实施卷绕时,相对于卷绕方向E的长度(卷绕长度),具有多余的长度的部分(因正极11中的一方端IOA的长度与卷绕长度之差产生的部分,因负极13中的另一方端IOB的长度与卷绕长度之差产生的部分)产生起伏(皱折、松弛),由此在正极11与隔板12之间、及负极13与隔板12之间产生间隙。
[0150]此外,对形成集电体的工序进行说明。
[0151]集电体7以在发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA处与正极11连接、并且在发电要件10的卷绕轴A的另一方端IOB处与负极13连接的方式分别形成。在该工序中,一方的集电体7以与卷绕轴A的一方端IOA中的正极11的非形成部IlE的直线部S的至少一部分连接的方式形成,另外,另一方的集电体7以与卷绕轴A的另一方端IOB中的负极13的非形成部13E的直线部S的至少一部分连接的方式形成。通过实施该工序,在发电要件10中形成有集电体7的区域处收束非形成部11E、13E,由此在与集电体7连接的区域以外的曲线部R产生起伏。
[0152]需要说明的是,在该工序中,也可以在发电要件10卷紧的状态下,焊接集电体7与电极,以避免集电体7与电极(正极11、负极13)之间的连接松弛。
[0153]最后,对将发电要件、集电体、电解液收容于容器的工序进行说明。
[0154]S卩,发电要件10和分别与该发电要件10连接的集电体7配置于容器2的主体部2a的内部。在发电要件10为多个的情况下,例如,各发电要件10的集电体以电并联的方式连接而配置于主体部2a的内部。接着,集电体7分别焊接于盖部2b的外部垫圈5内的外部端子21,盖部2b安装于主体部2a。
[0155]接着,向容器2的主体部2a注入电解液。电解液并没有特别地限定,例如,也可以向碳酸丙烯酯(PC):碳酸二甲酯(DMC):碳酸甲乙酯(EMC) =3:2: 5(体积比)的混合溶剂添加LiPF6而调制。另外,也可以进一步添加公知的添加剂。根据以上的工序,制造图1?图3所示的本实施方式中的非水电解质二次电池I。
[0156]如以上说明那样,作为本实施方式中的蓄电元件的一例的非水电解质二次电池I具备:容器2 ;筒状的发电要件10,其收容于该容器2且卷绕有正极11、负极13以及配置于正极11及负极13之间的隔板12,并且具有曲线部R和与该曲线部R相连的直线部S ;集电体7,其收容于容器2,并且在发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA处与正极11连接,在发电要件10的卷绕轴A的另一方端IOB处与负极13连接;以及收容于容器2的电解液3,正极11包括正极基材(在本实施方式中为正极集电箔11A)和在该正极基材中的除一方端IOA以外的区域形成的正极合剂层11B,负极13包括负极基材(在本实施方式中为负极集电箔13A)和在该负极基材中的除另一方端IOB以外的区域形成的负极合剂层13B,正极基材在一方端IOA具有未形成正极合剂层IlB的非形成部11E,负极基材在另一方端IOB具有未形成负极合剂层13B的非形成部13E,集电体7与一方端IOA中的正极11的非形成部IlE的直线部S的至少一部分、以及另一方端IOB中的负极13的非形成部13E的直线部S的至少一部分连接,在正极11中,一方端IOA的长度比卷绕长度长,及/或在负极13中,另一方端IOB的长度比卷绕长度长。
[0157]根据本实施方式的非水电解质二次电池I,在正极11中,非形成部IIE所处的一方端IOA的长度比卷绕长度长,并且,该非形成部IlE的直线部S与集电体7连接,因此在发电要件10的非形成部IlE的曲线部R产生起伏(松弛)。同样地,在负极13中,非形成部13E所处的另一方端IOB的长度比卷绕长度长,并且非形成部13E的直线部S与集电体7连接,因此在发电要件10的非形成部13E的曲线部R产生起伏(包括松弛、皱折等)。如此,若能够在正极11及/或负极13的曲线部R产生起伏,则与图12所示的比较例的发电要件(具有一方端的长度与卷绕长度相同的正极及另一方端的长度与卷绕长度相同的负极的发电要件)相比,正极11与隔板12之间的间隙、及/或负极13与隔板12之间的间隙变大,电解液变得容易从该间隙进入。因此,当将发电要件10插入容器2时、向非水电解质二次电池I施加冲击时等,即使在向非水电解质二次电池I及其构成构件施加应力而使发电要件10中的抽取电解液3的部分发生变形的情况下,也能容易地确保电解液3的供给路线。因此,能够抑制电解液3向发电要件10的供给不足,因此能够抑制非水电解质二次电池I中的电阻的上升。
[0158]另外,本实施方式的非水电解质二次电池I的制造方法包括:准备正极11的工序,该正极11包括正极基材(在本实施方式中为正极集电箔11A)以及在该正极基材的卷绕方向E的除一方端缘(在本实施方式中为一方端11C)以外的区域形成的正极合剂层IlB ;准备负极13的工序,该负极13包括负极基材(在本实施方式中为负极集电箔13A)以及在该负极基材的卷绕方向E的除另一方端缘(在本实施方式中为另一方端13C)以外的区域形成的负极合剂层13B ;形成筒状的发电要件10的工序,在正极11及负极13之间配置隔板12,通过进行卷绕来形成具有曲线部R和与该曲线部R相连的直线部S的发电要件10 ;形成集电体7的工序,使集电体以在发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA处与正极11连接、在发电要件10的卷绕轴A的另一方端IOB处与负极13连接的方式形成;将发电要件10、集电体7、电解液3收容于容器2的工序,在形成发电要件10的工序中,以在正极基材的一方端缘(一方端11C)未形成正极合剂层IlB的非形成部IlE位于一方端10A、并且在负极基材的另一方端缘(另一方端13C)未形成负极合剂层13B的非形成部13E位于另一方端IOB的方式进行卷绕,在形成集电体7的工序中,以将一方端IOA中的正极11的非形成部IlE的直线部S的至少一部分、和另一方端IOB中的负极13的非形成部13E的直线部S的至少一部分连接起来的方式形成集电体7,在准备正极11的工序中,准备一方端缘的长度比卷绕长度长的正极11,及/或在准备负极13的工序中,准备另一方端缘的长度比卷绕长度长的负极13。
[0159]根据本实施方式的非水电解质二次电池I的制造方法,准备非形成部IlE所处的一方端IOA的长度比卷绕长度长的正极11,当将该正极11的非形成部IlE的直线部S与集电体7连接时,能够在发电要件10的非形成部IlE的曲线部R产生起伏(包括松弛、皱折等)。准备非形成部13E所处的另一方端13C的长度比卷绕长度长的负极13,当将该非形成部13E的直线部S与集电体7连接时,能够在发电要件10的非形成部13E的曲线部R产生起伏。如此,通过在正极11及/或负极13的曲线部R产生起伏,在曲线部R中,正极11与隔板12之间的间隙、及/或负极13与隔板12之间的间隙变大,电解液变得容易从该间隙进入。因此,当将发电要件10插入容器2时、向非水电解质二次电池I施加冲击时等,即使在向非水电解质二次电池I及其构成构件施加应力而使发电要件10中的抽取电解液3的部分发生变形的情况下,也能容易地确保电解液3的供给路线。因而,能够抑制电解液3向发电要件10的供给不足,因此能够抑制非水电解质二次电池I中的电阻的上升。[0160]在本实施方式的非水电解质二次电池中,优选的是,在正极11中一方端IOA是朝向另一方端IOB凹陷的弧状,及/或在负极13中另一方端IOB是朝向一方端IOA凹陷的弧状。
[0161]在本实施方式中的非水电解质二次电池I的制造方法中,优选的是,在准备正极11的工序中,使用非形成部IlE的一方端缘(一方端11C)朝向与非形成部IlE相反一侧的另一方端缘(另一方端11D)凹陷的弧状的正极基材,及/或在准备负极13的工序中,使用非形成部13E的另一方端缘(另一方端13C)朝向与非形成部13E相反一侧的一方端缘(一方端13D)凹陷的弧状的负极基材。
[0162]由此,在发电要件10的非形成部11E、13E的曲线部R有效地产生起伏(松弛、皱折)。因此,能够更加抑制电解液3向发电要件10的供给不足,因此能够更加抑制电阻的上升。
[0163]在本实施方式中的非水电解质二次电池I中,优选的是,在正极基材及/或负极基材中,与卷绕轴A正交的方向(卷绕方向E)上的每Im的弯曲量C与卷绕轴A方向的宽度W(从一方端11C、13D到另一方端11D、13C的距离)之比为0.03以上0.10以下。
[0164]在本实施方式中的非水电解质二次电池的制造方法中,优选的是,在准备正极11的工序及/或准备负极13的工序中,在正极基材及/或负极基材中,与卷绕轴A正交的方向上的每Im的弯曲量C与卷绕轴A方向的宽度W之比(C / W)为0.03以上0.10以下。
[0165]在C / W为0.03以上的情况下,正极11与隔板12之间的间隙、及/或负极13与隔板12之间的间隙变大,供给电解液3变得更加容易,因此能够更加抑制因电解液3的供给不足而导致的电阻的上升。在C / W为0.10以下的情况下,正极11与隔板12之间的间隙、及/或负极13与隔板12之间的间隙不会变得过大,因此能够抑制因间隙过大而导致的电阻的上升。
[0166]如此,本实施方式中的非水电解质二次电池I即便在电解液3为规定的量的情况下也能有效地供给电解液,且能够进一步抑制电阻的上升,因此还能够实现电池的轻型化及低成本化。
[0167](实施方式2)
[0168]如图13所示,本实施方式中的蓄电系统100具备:实施方式I的作为蓄电元件的非水电解质二次电池I以及对该非水电解质二次电池I的充电放电进行控制的控制部102。具体来说,蓄电系统100具备:蓄电池模块101,其具有多个非水电解质二次电池I ;控制部102,其高速进行非水电解质二次电池的充电放电,并对该充电放电进行控制。
[0169]在将该蓄电系统100例如搭载于车、电车等移动体110的情况下,如图13所示,控制部102和控制马达等的统一控制装置111由LAN等通信网112连接。控制部102与统一控制装置111进行通信,由此基于从该通信获得的信息来控制蓄电系统100。
[0170]如以上说明那样,本实施方式的蓄电系统具备实施方式I的作为蓄电元件的非水电解质二次电池I以及对该非水电解质二次电池I的充电放电进行控制的控制部102。
[0171]根据本实施方式的蓄电系统100,具备能够抑制电阻的上升的蓄电元件。由此,蓄电系统100能够抑制输出的降低。
[0172]本实施方式中的蓄电系统100的制造方法具备利用实施方式I的蓄电元件的制造方法来制造蓄电元件的工序以及形成对该蓄电元件的充电放电进行控制的控制部的工序。[0173]实施例
[0174]在本实施例中,在正极基材及/或负极基材中,基于对与卷绕轴正交的方向上的每Im的弯曲量C与卷绕轴向的长度(宽度W)之比所带来的效果进行调查。
[0175](实施例1?10)
[0176]如以下那样,制造C / W比不同的锂二次电池。
[0177]〈正极〉
[0178]作为正极活性物质的Lih iNi0.33Co0.33Mn0.3302、作为导电助剂的乙炔炭黑、作为粘合剂的PVDF以90: 5: 5的质量比混合,向该混合物添加作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP),从而调制正极合剂。如图7所示,该正极合剂在作为正极集电箔IlA的Al箔的两面向除卷绕轴向的一方端缘以外的区域涂敷。在干燥后,如图10所示,由辊压件31以规定的压力仅对正极合剂进行压缩。接着,如图11所示,如平分压缩后的正极合剂那样,沿着卷绕方向E切断。由此,制成包括正极集电箔IlA以及在该正极集电箔IlA中的除一方端IOA( —方端11C)以外的区域形成的正极合剂层IlB的正极11。在正极11中,一方端缘(一方端11C)的长度比卷绕长度长。
[0179]〈负极〉
[0180]作为负极活性物质的硬碳、作为粘合剂的PVDF以95: 5的质量比混合,向该混合物添加作为溶剂的NMP,从而调制负极合剂。如图8所示,该负极合剂在作为负极集电箔13A的Cu箔的两面向除卷绕轴向的另一方端缘以外的区域涂敷。在干燥后,如图10所示,由辊压件31以规定的压力仅对负极合剂进行压缩。接着,如图11所示,如平分压缩后的负极合剂那样,沿着卷绕方向E切断。由此,制成包括负极集电箔13A以及在该负极集电箔13A中的除另一方端IOB(另一方端13C)以外的区域形成的负极合剂层13B的负极13。在负极13中,另一方端缘(另一方端13C)的长度比卷绕长度长。
[0181]〈发电要件〉
[0182]作为隔板12,准备聚乙烯制微多孔膜。在正极11及负极13之间配置隔板12,进行卷绕,从而形成具有曲线部R和与该曲线部R相连的直线部S的筒状的发电要件10。在该工序中,以使在正极集电箔IlA的一方端缘(一方端11C)处未形成正极合剂层IlB的非形成部IlE位于一方端11C、并且使在负极集电箔13A的另一方端缘(另一方端13C)处未形成负极合剂层13B的非形成部13E位于另一方端13C的方式,卷绕正极11、负极13、及隔板12。
[0183]〈集电体〉
[0184]一方的集电体7以在发电要件10的卷绕轴A的一方端IOA处与正极11连接的方式形成,另一方的集电体7以在发电要件10的卷绕轴A的另一方端IOB处与负极13连接的方式形成。具体来说,一方的集电体7以与卷绕轴A的一方端IOA (—方端11C)中的正极集电箔IlA的非形成部IlE的直线部S的至少一部分连接的方式形成,另一方的集电体7以与卷绕轴A的另一方端IOB (另一方端13C)中的负极集电箔13A的非形成部13E的直线部S的至少一部分连接的方式形成。
[0185]〈组装〉
[0186]安装有集电体7的发电要件10配置于容器2的主体部2a的内部。接着,集电体7分别焊接于盖部2b的外部端子21,盖部2b安装于主体部2a。[0187]接着,电解液3注入容器2。电解液3是在碳酸丙烯酯(PC):碳酸二甲酯(DMC):碳酸甲乙酯(EMC) =3: 2: 5(体积比)的混合溶剂中以成为lmol / L浓度的方式使LiPF6溶解,由此调制而成。电解液3的一部分成为多余电解液,填充于容器2的底部。
[0188]根据以上的工序,分别制造实施例1?10的锂二次电池。实施例1?10的锂二次电池中,在正极11中,一方端IOA的长度比卷绕长度长,并且,在负极13中,另一方端IOB的长度比卷绕长度长。
[0189](评价方法)
[0190]对于实施例1?10的锂二次电池,在上限为4.1V、下限为2.5V的范围内,在45°C环境下,进行1000周期的I小时率的连续额定电流充电放电,并对1000周期后的电阻比率进行评价。
[0191]在实施例1?10中,求出正极集电箔IIA及负极集电箔13A中的、与卷绕轴A正交的方向(卷绕方向E)上的每Im的弯曲量C与卷绕轴A方向的宽度W之比(C / W)。在实施例I?10的各自之中,正极集电箔IlA及负极集电箔13A之比(C / W)皆为相同的值。
[0192]图14示出比(C / W)与电阻比率之间的关系。
[0193](评价结果)
[0194]如图14所示可知,通过使C / W为0.03以上0.10以下,能够更有效地抑制电阻上升。
[0195]如以上那样,对本发明的实施方式及实施例进行了说明,但适当地组合各实施方式及实施例的特征也是从最开始就确定的。另外,本次公开的实施方式及实施例以全部点的方式进行例示,应当认为不是限制性的实施方式及实施例。本发明的范围并非由上述的实施方式及实施例表示,而是由权利要求书表示,意图包含在与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。
【权利要求】
1.一种蓄电元件,其中, 所述蓄电元件具备: 容器; 筒状的发电要件,其收容于所述容器,且卷绕正极、负极以及配置于所述正极及所述负极之间的隔板而成,并且具有曲线部和与所述曲线部相连的直线部; 各集电体,其收容于所述容器,并且在所述发电要件的卷绕轴的一方端和所述发电要件的卷绕轴的另一方端分别与所述正极和所述负极连接;以及电解液,其收容于所述容器, 所述正极包括正极基材以及在所述正极基材中的除所述一方端以外的区域形成的正极合剂层, 所述负极包括负极基材以及在所述负极基材中的除所述另一方端以外的区域形成的负极合剂层, 所述正极基材在所述一方端处具有未形成所述正极合剂层的非形成部, 所述负极基材在所述另一 方端处具有未形成所述负极合剂层的非形成部, 所述集电体与所述一方端处的所述正极的所述非形成部的所述直线部的至少一部分以及所述另一方端处的所述负极的所述非形成部的所述直线部的至少一部分连接, 在所述正极处所述一方端的长度比卷绕长度长,及/或在所述负极处所述另一方端的长度比卷绕长度长。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件,其中, 在所述正极中,所述一方端为朝向所述另一方端凹陷的弧状,及/或在所述负极中,所述另一方端为朝向所述一方端凹陷的弧状。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件,其中, 在所述正极基材及/或负极基材中,与卷绕轴正交的方向上的每Im的弯曲量与卷绕轴向的宽度之比为0.03以上0.10以下。
4.一种蓄电系统,其中, 所述蓄电系统具备: 权利要求1至3中任一项所述的蓄电元件;以及 对所述蓄电元件的充电放电进行控制的控制部。
5.一种蓄电元件的制造方法,其中, 所述蓄电元件的制造方法包括如下工序: 准备正极的工序,该正极包括正极基材以及在所述正极基材的除卷绕方向上的一方端缘以外的区域形成的正极合剂层; 准备负极的工序,该负极包括负极基材以及在所述负极基材的除卷绕方向上的另一方端缘以外的区域形成的负极合剂层; 形成筒状的发电要件的工序,在所述正极及所述负极之间配置隔板,通过卷绕来形成具有曲线部和与所述曲线部相连的直线部的筒状的发电要件; 分别形成集电体的工序,以使集电体在所述发电要件的卷绕轴的一方端处与所述正极连接,在所述发电要件的卷绕轴的另一方端处与所述负极连接; 将所述发电要件、所述集电体、电解液收容于容器的工序,在形成所述发电要件的工序中,以在所述正极基材的所述一方端缘处未形成所述正极合剂层的非形成部位于所述一方端、并且在所述负极基材的所述另一方端缘处未形成所述负极合剂层的非形成部位于所述另一方端的方式卷绕, 在形成所述集电体的工序中,以各集电体与所述一方端中的所述正极基材的所述非形成部的所述直线部的至少一部分连接、并且与所述另一方端中的所述负极基材的所述非形成部的所述直线部的至少一部分连接的方式形成所述各集电体, 在准备所述正极的工序中,准备所述一方端缘的长度比卷绕长度长的所述正极,及/或在准备所述负极的工序中,准备所述另一方端缘的长度比卷绕长度长的所述负极。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件的制造方法,其中, 在准备所述正极的工序中,使用所述非形成部的所述一方端缘朝向与所述非形成部相反一侧的另一方端缘凹陷的弧状的所述正极基材,及/或在准备所述负极的工序中,使用所述非形成部的所述另一方端缘朝向与所述非形成部相反一侧的一方端缘凹陷的弧状的所述负极基材。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电元件的制造方法,其中, 在准备所述正极的工序及/或准备所述负极的工序中,在所述正极基材及/或所述负极基材中,与卷绕轴正交的方向上的每Im的弯曲量与卷绕轴向的宽度之比为0.03以上0.10以下。
8.一种蓄电系统的制造方法,其中, 所述蓄电系统的制造方法包括: 利用权利要求5至7中任一项所述的蓄电元件的制造方法来制造蓄电元件的工序;以及 形成对所述蓄电元件的充电放电进行控制的控制部的工序。
【文档编号】H01M4/13GK103928656SQ201410009452
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】佐佐木丈, 山福太郎 申请人:株式会社杰士汤浅国际