CN104838460B - 蓄电设备的制造方法以及蓄电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的蓄电设备(100)的制造方法包含形成卷绕体(20)的工序，该卷绕体(20)卷绕正极(40)、负极(50)、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙(36)排列的多个部分(32)、(34)的锂离子供给源(30)，且具有平坦部(22)以及曲部(24)，在形成卷绕体(20)的工序中，以缝隙(36)位于曲部(24)的方式，形成卷绕体(20)。

Description

蓄电设备的制造方法以及蓄电设备
技术领域
本发明涉及蓄电设备的制造方法以及蓄电设备。
背景技术
近年来，作为与需要高能量密度、高输出特性的用途对应的蓄电设备，对锂离子二次电池和双电层电容器的蓄电原理进行组合而成的锂离子电容器备受关注。锂离子电容器预先通过电化学的方法等在负极中吸藏、担载(以下，也称为“掺杂”)锂离子，来降低负极电位，由此能够大幅度地增大能量密度。
例如在国际公开2010/073930号中公开有，在卷绕隔着隔板配置的正极以及负极、锂离子供给源而成的卷绕体中，通过负极与锂离子供给源的电化学的接触，将锂离子掺杂到负极的技术。在国际公开2010/073930号中，由于卷绕体被收纳于具有圆形的剖面形状的外装体，所以卷绕体的剖面形状大致是大致圆形。
如上述那样的卷绕体根据进行收纳的外装体的形状，例如，存在具有圆形以外的剖面形状的情况。在这样的卷绕体中，存在不能将来自锂离子供给源的锂离子均匀性良好地掺杂到负极的情况。例如，若锂离子被过度地掺杂到负极，则有时在反复充放电中析出锂枝晶，该锂枝晶穿透隔板，正极和负极短路。其结果，存在蓄电设备的寿命变短，可靠性降低的情况。
发明内容
本发明的几个方式的目的之一在于提供能够均匀性良好地掺杂锂离子的蓄电设备的制造方法。另外，本发明的几个方式的目的之一在于提供均匀性良好地掺杂有锂离子的蓄电设备。
本发明是为了解决上述的课题而完成的。
[应用例1]
本发明的蓄电设备的制造方法的一个方式包含形成卷绕体的工序，该卷绕体卷绕正极、负极、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙排列的多个部分的锂离子供给源，且具有平坦部以及曲部，
在形成上述卷绕体的工序中，
以上述缝隙位于上述曲部的方式，形成上述卷绕体。
[应用例2]
在应用例1中，也可以上述锂离子供给源的至少一部分位于比上述正极以及上述负极靠外侧。
[应用例3]
在应用例1或者2中，也可以上述缝隙的长度S、以及构成上述缝隙所位于的上述曲部的上述锂离子供给源的长度L，在将上述卷绕体展开的状态下，满足如下的关系：
3/10≤S/(S+L)≤7/10。
[应用例4]
本发明的蓄电设备的制造方法的一个方式包含形成卷绕体的工序，该卷绕体卷绕正极、负极、以及具有沿卷绕方向排列的薄壁部以及厚壁部的锂离子供给源，且具有平坦部以及曲部，
在形成上述卷绕体的工序中，
以上述薄壁部构成上述曲部的方式，形成上述卷绕体。
[应用例5]
在应用例4中，也可以上述锂离子供给源的至少一部分位于比上述正极以及上述负极靠外侧。
[应用例6]
在应用例4或者5中，也可以上述薄壁部的厚度T1以及上述厚壁部的厚度T2满足如下关系：
3/10≤T1/T2≤7/10。
[应用例7]
在应用例1～6中的任意一个例子中，也可以还包含将上述卷绕体收纳于外装体的工序。
[应用例8]
在应用例1～7中的任意一个例子中，也可以还包含将从上述锂离子供给源释放出的锂离子掺杂到上述负极的工序。
[应用例9]
在应用例1～8中的任意一个例子中，也可以在形成上述卷绕体的工序中，
在上述正极与上述负极之间配置隔板。
[应用例10]
通过应用例1～9中的任意一个例子所记载的蓄电设备的制造方法制造出的蓄电设备也可以是锂离子电容器。
[应用例11]
本发明的蓄电设备的一个方式包含卷绕有正极、负极、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙排列的多个部分的金属箔而成的卷绕体，
上述卷绕体具有平坦部以及曲部，
上述缝隙配置于上述曲部。
[应用例12]
也可以上述金属箔的至少一部分配置在比上述正极以及上述负极靠外侧。
在本发明的蓄电设备的制造方法中，能够抑制向构成卷绕体的曲部的负极过度地掺杂锂离子，能够均匀性良好地掺杂锂离子。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的单元的剖视图。
图2是示意性地表示第一实施方式的单元卷绕体的立体图。
图3是示意性地表示第一实施方式的单元的卷绕体被展开后的状态的俯视图。
图4是示意性地表示第一实施方式的单元的卷绕体被展开后的状态的剖视图。
图5是示意性地表示第一实施方式的单元的卷绕体被展开后的状态的剖视图。
图6是示意性地表示第一实施方式的单元的卷绕体被展开后的状态的剖视图。
图7是示意性地表示第一实施方式的蓄电设备的剖视图。
图8是用于对第一实施方式的蓄电设备的制造方法进行说明的流程图。
图9是示意性地表示第一实施方式的蓄电设备的制造工序的剖视图。
图10是示意性地表示第一实施方式的第一变形例的单元的剖视图。
图11是示意性地表示第一实施方式的第二变形例的单元的剖视图。
图12是示意性地表示第二实施方式的单元的剖视图。
图13是示意性地表示比较例的单元的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。此外，本发明并不仅限于下述所记载的实施方式，应该理解为也包含在不变更本发明的主旨的范围内实施的各种变型例。
1.第一实施方式
1.1.蓄电设备
首先，参照附图对第一实施方式的蓄电设备进行说明。第一实施方式的蓄电设备通过将从锂离子供给源释放出的锂离子掺杂(以下，也称为“预掺杂”)到负极50而形成。更具体而言，第一实施方式的蓄电设备通过将卷绕体收纳于外装体，并通过向外装体注入电解液来进行预掺杂而形成。以下，首先，对进行预掺杂(注入电解液)之前的状态(以下，也称为“单元”)进行说明，接着，对蓄电设备进行说明。
图1是示意性地表示第一实施方式的单元100a的剖视图。图2是示意性地表示第一实施方式的单元100a的卷绕体20的立体图。图3是示意性地表示第一实施方式的单元100a的卷绕体20被展开后的状态(卷绕前的状态)的俯视图。图4～图6是示意性地表示第一实施方式的单元100a的卷绕体20被展开后的状态的线剖视图。
此外，图1是图2的I－I线剖视图。图4是图3的IV－IV线剖视图。图5是图3的V－V线剖视图。图6是图3的VI－VI线剖视图。另外，为了方便，在图1中，省略第一隔板60以及第二隔板62来图示。另外，在图2中，使卷绕体20简单化来图示。另外，在图1以及图3～图6中，作为相互正交的3个轴，图示有X轴、Y轴、Z轴。
如图1～图6所示，单元100a包含外装体10以及卷绕体20。
如图1所示，外装体10收纳卷绕体20。外装体10例如具有使其厚度(Z轴方向的大小)比横向宽度(X轴方向的大小)以及纵向宽度(Y轴方向的大小)小的大致箱型的形状。外装体10具有由平坦面12以及曲面14构成的外缘。在图1所示的例子中，曲面14构成X轴方向的端面。外装体10的材质例如是铝、不锈钢、铁。
卷绕体20被收纳于外装体10。卷绕体20具有与外装体10的形状对应的形状。具体而言，卷绕体20具有平坦部22和曲部24。
卷绕体20的平坦部22配置在外装体10的2个平坦面12之间。平坦部22例如是构成卷绕体20的锂离子供给源30的表面平坦的部分。在图1所示的例子中，构成平坦部22的锂离子供给源30向X轴方向延伸。
卷绕体20的曲部24例如是构成卷绕体20的锂离子供给源30的表面形成曲面的部分(具有曲率的部分)。设置有2个曲部24。在图示的例子中，曲部24a配置在平坦部22的+X轴方向侧，曲部24b配置在平坦部22的－X轴方向侧。
卷绕体20卷绕锂离子供给源30、正极40、负极50、第一隔板60、以及第二隔板62而成。更具体而言，如图3以及图4所示，按照压焊有锂离子供给源30的第一隔板60、正极40、第二隔板62、以及负极50的顺序对它们进行重叠，来形成层叠体21，并通过从层叠体21的卷绕开始侧2开始卷绕层叠体21，来形成卷绕体20。
锂离子供给源30配置在第一隔板60与第二隔板62之间。锂离子供给源30例如压焊或者贴附于第一隔板60。锂离子供给源30与正极40以及负极50分离。如图3以及图4所示，锂离子供给源30在卷绕体20被展开的状态下，比起层叠体21的卷绕开始侧(在图示的例子中是－X轴方向侧)2，配置于靠卷绕结束侧(在图示的例子中是+X轴方向侧)4。如图1所示，锂离子供给源30(锂离子供给源30的至少一部分)在卷绕体20中，配置在比正极40以及负极50靠外侧。
锂离子供给源30具有沿卷绕方向(后述的图8所示的R方向)隔着缝隙36排列的多个部分。具体而言，锂离子供给源30具有沿卷绕方向隔着缝隙36排列的第一部分32以及第二部分34。在图3以及图4所示的例子中，第一部分32以及第二部分34按照该顺序隔着缝隙36从卷绕开始侧2向卷绕结束侧4排列。即，第一部分32配置在比第二部分34靠卷绕开始侧2。
锂离子供给源30的第一部分32以及第二部分34的平面形状(在图示的例子中从Z轴方向观察到的形状)例如，如图3所示，是长方形。如图4所示，缝隙36的长度S、以及构成缝隙36所位于的曲部24a的锂离子供给源30的长度L在卷绕体20被展开的状态下，满足如下关系：
3/10≤S/(S+L)≤7/10。
更为优选，S以及L满足如下关系：
2/5≤S/(S+L)≤3/5。
进一步更为优选，S以及L满足如下关系：
S/(S+L)＝1/2。
此外，在图4所示的例子中，S是第一部分32与第二部分34的X轴方向上的间隔。L是X轴方向的大小，是第一部分32的构成曲部24a的部分33的大小L1、与第二部分34的构成曲部24a的部分35的大小L2的合计。
锂离子供给源30的第一部分32具有卷绕开始侧2的第一端面32a、和卷绕结束侧4的第二端面32b。锂离子供给源30的第二部分34具有卷绕开始侧2的第三端面34a和卷绕结束侧4的第四端面34b。
在图1所示的例子中，通过第二端面32b和点Oa的虚拟直线P1、和与通过点Oa的X轴平行的虚拟直线α所形成的角度θ1是45度。另外，通过第三端面34a和点Oa的虚拟直线P2与虚拟直线α所形成的角度θ2是45度。其中，点Oa是位于平坦部22和曲部24a的分界线γ上的点，是曲部24a的Z轴方向上的中心。
同样，通过第一端面32a和点Ob的虚拟直线Q1、和与通过中心Ob的X轴平行的虚拟直线β所形成的角度θ3是45度。另外，通过第四端面34b和中心Ob的虚拟直线Q2与虚拟直线β所成的角度θ4是45度。其中，点Ob是位于平坦部22与曲部24b的分界线δ上的点，由于曲部24b的形状的非对称性，是位于比点Oa靠－Z轴方向侧的点。
此外，角度θ1～θ4并不限于45度，只要是比0度大且比90度小的范围，能够是任意的角度。
锂离子供给源30的第一部分32与第二部分34之间的卷绕方向的缝隙36是第二端面32b与第三端面34a之间的缝隙。如图1所示，缝隙36配置于卷绕体20的曲部24a。即，构成曲部24a的正极40以及负极50由于缝隙36而具有未被锂离子供给源30覆盖的区域。构成曲部24b的正极40以及负极50由于第一端面32a与第四端面34b分离而具有未被锂离子供给源30覆盖的区域。
如图5所示，锂离子供给源30具有锂箔37、和由与锂不同的材质构成的金属箔38。在图示的例子中，在第一隔板60侧配置有金属箔38，但也可以在第一隔板60侧配置有锂箔37。另外，虽然未图示，但也可以将锂箔37设置于金属箔38的两面。锂箔37例如被压焊于金属箔38。
锂离子供给源30的金属箔38具有未压焊有锂箔37的未配置部39。如图3所示，未配置部39在重叠有第一隔板60、锂离子供给源30、以及第二隔板62时，在俯视时(从Z轴方向观察时)，是位于隔板60、62的外缘的外侧的部分。
锂离子供给源30能够作为锂离子的供给源发挥功能。即，在如图1所示的卷绕体20中，通过在使锂离子供给源30(更具体而言未配置部39)与负极50(更具体而言未涂层部56)电连接而短路的状态下使其浸渍于电解液，从而锂箔37溶解于电解液成为锂离子。而且，锂离子被电化学地经由电解液掺杂到负极50(更具体而言是负极活性物质层52)。其结果，能够降低负极50的电位。
锂离子供给源30的大小(锂箔37的大小)考虑向负极50预掺杂的量来适当地确定。锂箔37的厚度并不特别限定，但例如是50μm以上300μm以下。作为金属箔38，使用多孔性的金属箔。由此，在卷绕体20中，锂离子能够透过金属箔38掺杂到负极50。金属箔38的材质例如是铜、不锈钢。金属箔38的厚度并不特别限定，例如，是10μm以上200μm以下。
如图1所示，正极40在卷绕体20中，配置在比锂离子供给源30靠内侧。正极40配置在第一隔板60与第二隔板62之间。如图3以及图4所示，正极40在将卷绕体20展开的状态下，配置在比锂离子供给源30靠卷绕开始侧2。正极40具有带状的形状。如图6所示，正极40具有正极活性物质层42、和正极集电体44。
正极活性物质层42设置于正极集电体44。在图示的例子中，正极活性物质层42设置于正极集电体44的两面，但也可以仅设置于一面。正极活性物质层42的材质使用能够在电解液与正极活性物质层42的界面附近形成电气二重层的材质。更具体而言，正极活性物质层42的材质是活性炭、导电性高分子、芳香族系缩合聚合物的热处理物且是具有苯类骨格构造的苯类有机半导体(PAS)。
作为正极集电体44，使用多孔性的金属箔。由此，在如图1所示的卷绕体20中，锂离子能够透过正极集电体44掺杂到负极活性物质层52。正极集电体44的材质例如是铝。正极集电体44的厚度并不特别限定，但例如是10μm以上50μm以下。
正极集电体44具有未设置有正极活性物质层42的未涂层部46。如图3所示，未涂层部46是在重叠有第一隔板60、正极40、以及第二隔板62时，在俯视时位于隔板60、62的外缘的外侧的部分。未涂层部46在如图1所示的卷绕体20中，经由未图示的导线与蓄电设备100的正极端子电连接。
如图1所示，负极50在卷绕体20中配置在比锂离子供给源30靠内侧。如图3以及图4所示，负极50在将卷绕体20展开的状态下，配置在第二隔板62的+Z轴方向侧。负极50具有带状的形状。如图6所示，负极50具有负极活性物质层52和负极集电体54。
负极活性物质层52设置于负极集电体54。在图示的例子中，负极活性物质层52设置于负极集电体54的两面，但也可以仅设置于一面。作为负极活性物质层52的材质，使用能够吸藏以及释放锂离子的碳材料。更具体而言，负极活性物质层52的材质是黑铅(石墨)、石墨化碳、PAS。
作为负极集电体54，使用多孔性的金属箔。由此，在如图1所示的卷绕体20中，锂离子能够透过负极集电体54掺杂到负极活性物质层52。负极集电体54的材质例如是铜、不锈钢、镍。负极集电体54的厚度并不特别限定，例如是20μm以上50μm以下。
负极集电体54具有未设置有负极活性物质层52的未涂层部56。如图3所示，未涂层部56是在重叠有第一隔板60、第二隔板62、以及负极50时，在俯视时位于第一隔板60以及第二隔板62的外缘的外侧的部分。未涂层部56在如图1所示的卷绕体20中，经由未图示的导线与蓄电设备100的负极端子电连接。另外，未涂层部56在卷绕体20中，经由未图示的导电部件与锂离子供给源30的未配置部39电连接。
第一隔板60以及第二隔板62具有带状的形状。作为隔板60、62，使用针对电解液以及活性物质层42、52具有耐久性的多孔性材料。更具体而言，作为隔板60、62，使用由纤维素、聚乙烯、聚丙烯、芳纶树脂、酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚酰亚胺等构成的非织物、多孔质的膜等。隔板60、62的厚度并不特别限定，但例如是15μm以上50μm以下。隔板60、62在如图1所示的卷绕体20中，配置在正极40与负极50之间，能够隔离正极40和负极50。隔板60、62能够浸润电解液。
接下来，参照附图对蓄电设备100进行说明。图7是示意性地表示蓄电设备100的剖视图，与图1对应。蓄电设备100如上述那样，在单元101中，通过将从锂离子供给源30释放出的锂离子掺杂到负极50而形成。更具体而言，蓄电设备100将卷绕体20收纳于外装体10，通过向外装体10注入电解液来进行预掺杂而形成。
即，蓄电设备100是在单元101中，通过将卷绕体20浸渍于电解液，锂离子供给源30的锂箔37在电解液中预掺杂到负极50而成的设备。
如图7所示，在蓄电设备100中，卷绕体20卷绕正极40、负极50、以及金属箔38而形成。金属箔38(金属箔38的至少一部分)位于比正极40以及负极50靠外侧。
在蓄电设备100中，金属箔38与锂离子供给源30相同，具有沿卷绕方向隔着缝隙136排列的多个部分(具体而言是第一部分38a以及第二部分38b)。缝隙136配置于卷绕体20的曲部24a。换言之，金属箔38的端部(边缘部)138位于曲部24a，不位于卷绕体20的平坦部22。
在蓄电设备100中，电解液(未图示)被收纳于外装体10。作为电解液，使用非水系电解液。作为电解液的溶剂，列举碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，γ-丁内酯、乙腈、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧戊环、二氯甲烷、四氢噻吩砜等。这些溶剂可以单独使用，也可以混合两种以上来使用。
作为电解液的电解质能够使用锂盐。更具体而言，作为电解质，列举LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、Li(C2F5SO2)2N等。电解液中的电解质的浓度例如是0.5mol/L以上1.5mol/L以下。
蓄电设备100例如具有以下的特征。
在蓄电设备100中，将锂离子均匀性良好地掺杂到负极50。详细内容后述。
在蓄电设备100中，金属箔的端部(边缘)138位于卷绕体20的曲部24。因此，即使在使用蓄电设备100时，在宽度方向(Z轴方向)对蓄电设备100加压，也不会对卷绕体20施加局部压力。由此，难以发生枝晶的析出，能够实现蓄电设备100的长寿命化。
例如，在使用蓄电设备100时，若反复充放电则蓄电设备100的单元尺寸变化，所以在宽度方向(Z轴方向)对蓄电设备100加压保持单元尺寸来使用的情况较多。因此，若金属箔的端部(边缘)位于卷绕体的平坦部，则存在在端部(边缘)的位置局部阻力下降的情况。其结果，存在锂离子的移动仅在金属箔的端部(边缘)的位置局部增多，而变得容易析出枝晶。
此外，在上述的例子中，将蓄电设备100作为锂离子电容器进行了说明，但蓄电设备100也可以是锂离子二次电池。
1.2.蓄电设备的制造方法
接下来，参照附图对第一实施方式的蓄电设备的制造方法进行说明。图8是用于对第一实施方式的蓄电设备100的制造方法进行说明的流程图。图9是示意性地表示第一实施方式的蓄电设备100的制造工序的剖视图。
如图8所示，蓄电设备100的制造方法包含：形成卷绕体20的工序(S1)；将卷绕体20收纳于外装体10的工序(S2)；以及将锂离子掺杂到负极50的工序(S3)。
如图1所示，形成卷绕正极40、负极50、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙36排列的多个部分(具体而言是第一部分32以及第二部分34)的锂离子供给源30，且具有平坦部22以及曲部24的卷绕体20(S1)。在本工序中，以锂离子供给源30位于比正极40以及负极50靠外侧的方式，形成卷绕体20。并且，在本工序中，以缝隙36位于曲部24的方式，形成卷绕体20。
具体而言，如图4所示，按照压焊有锂离子供给源30的第一隔板60、正极40、第二隔板62、以及负极50的顺序对它们进行层叠，来形成层叠体21。接下来，如图8所示，在层叠体21的卷绕开始侧2配置芯棒70，使芯棒70向箭头方向R(卷绕方向R)旋转，从而形成具有大致圆形的剖面形状的卷绕体(未图示)。接下来，通过胶带(未图示)等固定具有大致圆形的剖面形状的卷绕体，拔出芯棒70。接下来，通过导电部件(未图示)使锂离子供给源30的未配置部39与负极50的未涂层部56短路。在图示的例子中，芯棒70形状是圆柱。芯棒70的材质例如是不锈钢、铜、镍等金属材料、聚丙烯、聚苯硫醚等树脂。此外，也可以为不拔出芯棒70，被保持原样留下的结构。
接下来，如图1所示，以具有平坦部22以及曲部24的方式，使具有大致圆形的剖面形状的卷绕体变形来形成卷绕体20。在本工序中，将缝隙36配置于卷绕体20的曲部24。具体而言，通过利用成型机等对具有大致圆形的剖面形状的卷绕体施加压力，来形成具有平坦部22以及曲部24的卷绕体20。
此外，虽然未图示，但也可以通过使芯棒70的形状成为所希望的形状(例如扁平的圆柱形状)来卷绕层叠体21，在进行卷绕的工序中，形成具有平坦部22以及曲部24的卷绕体20。
接下来，将卷绕体20收纳于外装体10(S2)。卷绕体20例如通过公知的方法收纳于外装体10。由此，能够形成单元100a。
接下来，将从锂离子供给源30释放出的锂离子掺杂到负极50(S3)。具体而言，向外装体10注入电解液，并将卷绕体20浸渍于电解液。由此，从锂离子供给源30的锂箔37释放锂离子，并掺杂到负极活性物质层42。此外，也可以将卷绕体20收纳于预先注入有电解液的外装体10，将卷绕体20浸渍于电解液。
接下来，封闭外装体10。
此外，正极40以及负极50在集电体44、54的两面涂覆活性物质层42、52而形成。作为活性物质层42、52的形成方法，首先，将活性炭、黑铅等活物质粉末、以及粘合剂分散于水系介质或者有机溶剂中来调整悬浊液。也可以根据需要，混入导电性粉末。接下来，将调整后的悬浊液涂覆于集电体44、54的表面并使其干燥。像这样，能够得到活性物质层42、52。
作为悬浊液的调整所使用的粘合剂，列举SBR(styrene butadiene rubber：苯乙烯-丁二烯橡胶)等橡胶系粘合剂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等氟类树脂、聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂等。作为根据需要混入的导电性粉末，列举乙炔黑、石墨、金属粉末等。
通过以上的工序，能够制造如图7所示的蓄电设备100。
根据蓄电设备100的制造方法，例如，具有以下的特征。
在蓄电设备100的制造方法中，在形成卷绕体20的工序中，以缝隙36位于曲部24的方式，形成卷绕体20。由此，在蓄电设备100的制造方法中，能够抑制向构成曲部24的负极50过度地掺杂锂离子，并能够均匀性良好地掺杂锂离子。因此，能够抑制在卷绕体20的曲部24中析出锂枝晶，该锂枝晶穿透隔板60、62，使正极40和负极50短路。其结果，能够实现蓄电设备100的长寿命化，蓄电设备100能够具有较高的可靠性。
这里，图13是示意性地表示比较例的单元1000a的剖视图。单元1000a包含外装体1010、以及收纳于外装体1010的卷绕体1020。卷绕体1020具有锂离子供给源1030、正极1040、以及负极1050。在锂离子供给源1030中，在卷绕方向，未设置有缝隙。在这样的单元1000a中，与构成平坦部1022的负极1050相比，向构成曲部1024的负极1050过度地掺杂锂离子。以下，对其理由进行说明。
如图13所示，平坦部1022具有第一区域1022a以及第二区域1022b。在这里，将曲部1024a的剖面形状设为将半径A的圆平分而成的半圆，将构成平坦部1022的锂离子供给源1030的长度(X轴方向的大小)设为B，则区域1022a、1022b的各自的面积(图13所示的剖面积)的大小是A×B。因此，若配置于第一区域1022a的锂离子供给源1030a负责第一区域1022a中的锂离子的掺杂，配置于第二区域1022b的锂离子供给源1030b负责第二区域1022b中的锂离子的掺杂，则锂离子供给源1030a、1030b分别负责掺杂的面积的大小为A×B。因此，锂离子供给源1030a、1030b分别应该负责的锂离子的掺杂量每单位长度能够表示为“A”。
另一方面，构成曲部1024a的锂离子供给源1030负责曲部1024a中的锂离子的掺杂。曲部1024a的面积(如图13所示的剖面积)的大小是πA2/2，构成曲部1024a的锂离子供给源1030的长度是长度πA。因此，构成曲部1024a的锂离子供给源1030应该负责的锂离子的掺杂量每单位长度能够表示为“A/2”。
因此，在单元1000a中，构成曲部1024a的负极1050的每单位长度的锂离子掺杂量，为构成平坦部1022的负极1050的每单位长度的锂离子掺杂量的2倍。即，在蓄电设备1000中，锂离子被过度地掺杂到曲部1024，不能够均匀性良好地掺杂锂离子。
在第一实施方式的蓄电设备100的制造方法中，能够避免如上述那样的问题。即，能够抑制锂离子被过度地掺杂到曲部24，并能够均匀性良好地掺杂锂离子。
在蓄电设备100的制造方法中，缝隙36的长度S、以及构成缝隙36所位于的曲部24a的锂离子供给源30的长度L，在卷绕体20被展开的状态下，满足如下关系：
3/10≤S/(S+L)≤7/10，
更为优选，满足如下关系：
2/5≤S/(S+L)≤3/5
进一步更为优选，满足如下关系：
S/(S+L)＝1/2。
由此，能够进一步均匀性良好地掺杂锂离子。
1.3.蓄电设备的变形例
接下来，参照附图对第一实施方式的第一以及第二变形例的蓄电设备进行说明。第一实施方式的第一变形体的蓄电设备在第一实施方式的第一变形体的单元中与蓄电设备100相同，通过将从锂离子供给源30释放出的锂离子掺杂到负极50而形成。第二实施方式的第二变形体的蓄电设备在第一实施方式的第二变形体的单元中与蓄电设备100相同，通过将从锂离子供给源30释放出的锂离子掺杂到负极50而形成。
图10是示意性地表示第一实施方式的第一变形例的单元200a的剖视图，与图1对应。图11是示意性地表示第一实施方式的第二变形例的单元300a的剖视图，与图1对应。以下，在第一实施方式的第一以及第二变形例的单元200a、300a中，对于具有与第一实施方式的100a的构成部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其详细的说明。
此外，为了方便，在图10以及图11中，省略第一隔板60以及第二隔板62来图示。另外，在图10以及图11中，作为相互正交的3个轴，图示有X轴、Y轴、Z轴。
1.3.1.第一变形例
如图1所示，在单元100a中，锂离子供给源30具有沿卷绕方向隔着缝隙36排列的第一部分32以及第二部分34。与此相对，如图10所示，在单元200a蓄电设备200中，锂离子供给源30具有沿卷绕方向隔着缝隙排列的第一部分32、第二部分34、第三部分232、以及第四部分234。在蓄电设备200中，在卷绕体20被展开的状态下，从卷绕开始侧2向卷绕结束侧4(参照图4)，例如，依次排列有第一部分32、第二部分34、第三部分232、以及第四部分234。
如图10所示，锂离子供给源30的第一部分32构成卷绕体20的曲部24b。第一部分32例如在卷绕方向具有πD/2(D是曲部24b的X轴方向的大小)的长度，以关于虚拟直线β对称的方式配置。
锂离子供给源30的第二部分34以及第四部分234构成卷绕体20的平坦部22。在图示的例子中，第二部分34在平坦部22配置在－Z轴方向侧，第四部分234在平坦部22配置在+Z轴方向侧。
锂离子供给源30的第三部分232构成卷绕体20的曲部24a。第三部分232例如在卷绕方向具有πC/2(C是曲部24a的X轴方向的大小)的长度，以关于虚拟直线α对称的方式配置。
第一部分32和第二部分34之间的卷绕方向的缝隙36配置于曲部24b。即，构成曲部24b的正极40以及负极50由于缝隙36而具有未被锂离子供给源30覆盖的区域。并且，构成曲部24b的正极40以及负极50由于第一部分32和第四部分234分离，具有未被锂离子供给源30覆盖的区域。
第二部分34与第三部分232之间的卷绕方向的缝隙236配置于曲部24a。第三部分232与第四部分234之间的卷绕方向的缝隙237配置于曲部24a。即，构成曲部24b的正极40以及负极50由于缝隙236、237而具有未被锂离子供给源30覆盖的区域。
通过第一部分32的卷绕开始侧2的第一端面32a和点Ob的虚拟直线U1、与分界线δ所形成的角度θ5是45度。另外，通过第一部分32的卷绕结束侧4的第二端面32b和点Ob的虚拟直线U2、与分界线δ所形成的角度θ6是45度。另外，通过第三部分232的卷绕开始侧2的第五端面232a和点Oa的虚拟直线V1、与分界线γ所形成的角度θ7是45度。另外，通过第三部分232的卷绕结束侧4的第六端面232b和点Oa的虚拟直线V2、与分界线γ所形成的角度θ8是45度。
此外，只要第一部分32、第二部分34、第三部分232、以及第四部分234相互分离，就并不特别限定各部分32、34、232、234的卷绕方向的长度。另外，角度θ5～θ8并不限于45度，只要是比0度大且比90度小的范围，能够是任意的角度。
1.3.2.第二变形例
如图1所示，在蓄电设备100中，锂离子供给源30的第一部分32的第一端面32a配置在相对于虚拟直线β倾斜45度的虚拟直线Q1上，第二端面32b配置在相对于虚拟直线α倾斜45度的虚拟直线P1上。另外，锂离子供给源30的第二部分34的第三端面34a配置在相对于虚拟直线α倾斜45度的虚拟直线P2上，第四端面34b配置在相对于虚拟直线β倾斜45度的虚拟直线Q2上。
与此相对，如图11所示，在蓄电设备300中，第一部分32的第一端面32a配置在虚拟直线β上，第二端面32b配置在虚拟直线γ上。构成曲部24b的第一部分32例如在卷绕方向具有πD/2(D是曲部24b的X轴方向的大小)的长度。
第二部分34的第三端面34a配置在虚拟直线α上，第四端面34b配置在虚拟直线δ上。构成曲部24a的第二部分34例如在卷绕方向具有πC/2(C是曲部24a的X轴方向的大小)的长度。
通过第一部分32的卷绕结束侧4的第二端面32b和点Oa的分界线γ、与通过第二部分34的卷绕开始侧2的第三端面34a和点Oa的虚拟直线α所形成的角度θ9是90度。通过第一部分32的卷绕开始侧2的第一端面32a和点Ob的虚拟直线β、与通过第二部分34的卷绕结束侧4的第四端面34b和点Ob的分界线δ所形成的角度θ10是90度。
2.第二实施方式
2.1.蓄电设备
接下来，参照附图对第二实施方式的蓄电设备进行说明。第二实施方式的蓄电设备在第二实施方式的单元中与蓄电设备100相同，通过将从锂离子供给源30释放出的锂离子掺杂到负极50而形成。
图12是示意性地表示第二实施方式的单元400a的剖视图，与图1对应。以下，在第二实施方式的单元400a中，对于具有与第一实施方式的单元100a的构成部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其详细的说明。
此外，为了方便，在图12中，省略第一隔板60以及第二隔板62来图示。另外，在图12中，作为相互正交的3个轴，图示有X轴、Y轴、Z轴。
如图1所示，在单元100a中，锂离子供给源30具有沿卷绕方向隔着缝隙36排列的第一部分32以及第二部分34。与此相对，如图12所示，在单元400a中，锂离子供给源30具有沿卷绕方向排列的薄壁部432以及厚壁部434。在蓄电设备400中，在卷绕体20被展开的状态下，从卷绕开始侧2向卷绕结束侧4(参照图4)，例如，依次排列有薄壁部432a、厚壁部434a、薄壁部432b、厚壁部434b、薄壁部432c。
薄壁部432是具有比厚壁部434的厚度小的厚度的部分。薄壁部432构成曲部24。在图示的例子中，薄壁部432a、432c构成曲部24b，薄壁部432b构成曲部24a。厚壁部434构成平坦部22。
薄壁部432的厚度T1以及厚壁部434的厚度T2满足如下关系：
3/10≤T1/T2≤7/10。
更为优选，T1以及T2满足如下关系：
2/5≤T1/T2≤3/5。
进一步更为优选，T1以及T2满足如下关系：
T1/T2＝1/2。
2.2.蓄电设备的制造方法
接下来，对第二实施方式的蓄电设备的制造方法进行说明。第二实施方式的蓄电设备400的制造方法除了以卷绕正极40、负极50、以及具有沿卷绕方向排列的薄壁部432以及厚壁部434的锂离子供给源30，且薄壁部432构成曲部24的方式形成卷绕体20以外，与第一实施方式的蓄电设备100的制造方法基本相同。因此，省略其详细的说明。
此外，具有薄壁部432以及厚壁部434的锂离子供给源30可以通过准备具有一定的厚度的锂离子供给源，并对与该锂离子供给源的薄壁部相当的部分进行蚀刻而形成，也可以通过粘贴厚度不同的锂离子供给源而形成。
在蓄电设备400的制造方法中，与蓄电设备100的制造方法相同，能够均匀性良好地掺杂锂离子。
并且，在蓄电设备400的制造方法中，通过薄壁部432的厚度T1以及厚壁部434的厚度T2满足上述的关系，能够进一步均匀性良好地掺杂锂离子。
本发明并不限于上述的实施方式，能够进行各种变形。本发明也能够适当地组合上述的各实施方式以及各变形例。
另外，本发明并不限于上述的实施方式，能够进行各种变形。本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构)。另外本发明包含将不是在上述的实施方式中说明的结构的本质的部分置换为其他结构的结构。并且本发明还包含能够起到与在上述的实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者实现相同的目的的结构。并且本发明还包含对在上述的实施方式中说明的结构附加公知技术而成的结构。
符号说明
2…卷绕开始侧；4…卷绕结束侧；10…外装体；12…平坦面；14…曲面；20…卷绕体；21…层叠体；22…平坦部；24…曲部；30…锂离子供给源；32…第一部分；32a…第一端面；32b…第二端面；33…构成曲部的部分；34…第二部分；34a…第三端面；34b…第四端面；35…构成曲部的部分；36…缝隙；37…锂箔；38…金属箔；39…未配置部；40…正极；42…正极活性物质层；44…正极集电体；46…未涂层部；50…负极；52…负极活性物质层；54…负极集电体；56…未涂层部；60…第一隔板；62…第二隔板；70…芯棒；100…蓄电设备；100a…单元；136…缝隙；138…端部；200a…单元；232…第三部分；232a…第五端面；232b…第六端面；234…第四部分；236…缝隙；237…缝隙；300a…单元；400…蓄电设备；400a…单元；432…薄壁部；434…厚壁部；1000a…单元；1010…外装体；1020…卷绕体；1022…平坦部；1024…曲部；1030…锂离子供给源；1040…正极；1050…负极。

Claims (14)

1.一种蓄电设备的制造方法，其特征在于，
包含形成卷绕体的工序，所述卷绕体卷绕正极、负极、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙排列的多个部分的锂离子供给源，且具有平坦部以及曲部，
在形成所述卷绕体的工序中，
以所述曲部具有所述锂离子供给源且所述缝隙位于所述曲部的方式，形成所述卷绕体，
所述缝隙的长度S、以及所述缝隙所位于的所述曲部的所述锂离子供给源的长度L在将所述卷绕体展开的状态下，满足如下的关系：
3/10≤S/(S+L)≤7/10。
2.根据权利要求1所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
在形成所述卷绕体的工序中，
以所述锂离子供给源的至少一部分位于比所述正极以及所述负极靠外侧的方式，形成所述卷绕体。
3.根据权利要求1或者2所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
还包含将所述卷绕体收纳于外装体的工序。
4.根据权利要求1或者2所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
还包含将从所述锂离子供给源释放出的锂离子掺杂到所述负极的工序。
5.根据权利要求1或者2所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
在形成所述卷绕体的工序中，
在所述正极与所述负极之间配置隔板。
6.一种蓄电设备的制造方法，其特征在于，
包含形成卷绕体的工序，所述卷绕体卷绕正极、负极、以及具有沿卷绕方向排列的薄壁部以及厚壁部的锂离子供给源，且具有平坦部以及曲部，
在形成所述卷绕体的工序中，
以所述曲部具有所述薄壁部且所述平坦部具有所述厚壁部的方式，形成所述卷绕体。
7.根据权利要求6所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
在形成所述卷绕体的工序中，
以所述锂离子供给源的至少一部分位于比所述正极以及所述负极靠外侧的方式，形成所述卷绕体。
8.根据权利要求6或者7所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
所述薄壁部的厚度T1以及所述厚壁部的厚度T2满足如下关系：
3/10≤T1/T2≤7/10。
9.根据权利要求6或者7所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
还包含将所述卷绕体收纳于外装体的工序。
10.根据权利要求6或者7所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
还包含将从所述锂离子供给源释放出的锂离子掺杂到所述负极的工序。
11.根据权利要求6或者7所述的蓄电设备的制造方法，其特征在于，
在形成所述卷绕体的工序中，
在所述正极与所述负极之间配置隔板。
12.一种蓄电设备，其特征在于，
所述蓄电设备通过权利要求1～11中任意一项所述的蓄电设备的制造方法制造，是锂离子电容器。
13.一种蓄电设备，其特征在于，
包含卷绕有正极、负极、以及具有沿卷绕方向隔着缝隙排列的多个部分的金属箔而成的卷绕体，
所述卷绕体具有平坦部以及曲部，
所述缝隙配置于所述曲部，
所述曲部具有所述金属箔，
所述金属箔的端部位于所述曲部，
所述缝隙的长度S、以及所述缝隙所位于的所述曲部的所述金属箔的长度L在将所述卷绕体展开的状态下，满足如下的关系：
3/10≤S/(S+L)≤7/10。
14.根据权利要求13所述的蓄电设备，其特征在于，
所述金属箔的至少一部分配置在比所述正极以及所述负极靠外侧。
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