JP2014060062A - Electricity storage element and electrode body - Google Patents

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智匡 望月
Takeshi Nakamoto
武志 中本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electricity storage element capable of suppressing occurrence of overcharge even when voltage rapidly increases in charging.SOLUTION: An electricity storage element 10 includes an electrode body 400 having a positive electrode 410, a negative electrode 420, and separators 431, 432. In the positive electrode 410, a first positive electrode active material layer 412 that is an active material layer including a first kind active material and a second positive electrode active material layer 413 that is an active material layer including a second kind active material having an operation potential higher than that of the first kind active material are formed. The second positive electrode active material layer 413 is arranged at a position facing a negative electrode active material layer non-arrangement region 423 where a negative electrode active material layer 422 formed in the negative electrode 420 is not arranged.

Description

本発明は、正極と、負極と、当該正極と当該負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備える蓄電素子及び電極体に関する。   The present invention relates to a power storage element and an electrode body including an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、非水電解質二次電池などの蓄電素子を電気自動車の電源として使用することが検討されている。   The shift from gasoline cars to electric cars has become important as a global environmental problem. For this reason, use of electrical storage elements such as nonaqueous electrolyte secondary batteries as a power source for electric vehicles has been studied.

このような蓄電素子においては、正極と、負極と、当該正極と当該負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備えており、当該正極には正極活物質層が形成され、当該負極には負極活物質層が形成されている。そして、当該正極活物質層と当該負極活物質層とがセパレータを挟んで対向した位置に配置されており、蓄電素子の充放電が行われる。   Such a storage element includes an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode, A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode. And the said positive electrode active material layer and the said negative electrode active material layer are arrange | positioned in the position which opposes on both sides of the separator, and charging / discharging of an electrical storage element is performed.

ここで、従来、正極及び負極間の電圧とＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）との関係を示す電圧特性において、電圧が平坦なプラトー領域を有する蓄電素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電素子では、当該プラトー領域において充電が行われる。   Here, conventionally, a storage element having a plateau region where the voltage is flat has been proposed in the voltage characteristics indicating the relationship between the voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC (State Of Charge) (see, for example, Patent Document 1). . In this power storage element, charging is performed in the plateau region.

特開２０１０−２８３９２２号公報JP 2010-283922 A

しかしながら、上記従来の蓄電素子では、過充電が生じるのを防ぐのが困難であるという問題がある。つまり、従来の蓄電素子では、上記のプラトー領域において充電が行われるが、ＳＯＣが増加して１００％に近づくと、電圧が急激に増加し、過充電が生じる。   However, the conventional power storage device has a problem that it is difficult to prevent overcharging. That is, in the conventional power storage element, charging is performed in the plateau region described above, but when the SOC increases and approaches 100%, the voltage increases rapidly and overcharging occurs.

ここで、この過充電を防ぐためには、当該電圧の増加を検知して、充電量を減少させたり、充電を停止させたりすることが必要である。しかし、従来の蓄電素子では、当該電圧の増加が急激であるため、当該電圧の増加を検知する間もなく、過充電に至ってしまう。このため、従来の蓄電素子では、過充電が生じるのを防ぐのが困難である。   Here, in order to prevent this overcharge, it is necessary to detect an increase in the voltage and reduce the charge amount or stop the charge. However, in the conventional power storage element, the increase in the voltage is abrupt, and thus overcharge occurs without detecting the increase in the voltage. For this reason, it is difficult to prevent overcharge from occurring in the conventional power storage element.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる蓄電素子及び電極体を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a storage element and an electrode body that can suppress overcharge even when the voltage rapidly increases during charging. And

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備える蓄電素子であって、前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている。   In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention is a power storage device including an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer as a material layer is formed, and the second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed. Yes.

これによれば、蓄電素子は、正極に作動電位が異なる２つの活物質層である第一正極活物質層と第二正極活物質層とが形成されており、作動電位が貴の方の第二正極活物質層は、負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている。これにより、まず、蓄電素子の通常の充電時には、作動電位が卑の方の第一正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われる。そして、第一正極活物質層と負極活物質層との間での充電が過充電状態になった場合には電圧が急激に増加するが、当該電圧の増加後に、作動電位が貴の方の第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることになる。つまり、過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われる際の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。以上により、当該蓄電素子によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。   According to this, the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer, which are two active material layers having different operating potentials, are formed on the positive electrode. The two positive electrode active material layers are disposed at positions facing the region where the negative electrode active material layer is not disposed. Thereby, first, at the time of normal charge of an electrical storage element, charge is performed between the 1st positive electrode active material layer and negative electrode active material layer whose operating potential is a base. And when the charge between the first positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer becomes an overcharged state, the voltage rapidly increases. Charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. That is, during overcharge, the voltage once suddenly increases, but charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, whereby the increase in the voltage is suppressed. For this reason, by detecting the voltage when charging is performed between the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, it is possible to detect the occurrence of overcharge and suppress the occurrence of overcharge. can do. As described above, according to the power storage element, it is possible to suppress overcharging even when the voltage rapidly increases during charging.

また、前記電極体は、前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されて形成され、前記第二正極活物質層は、前記電極体の巻き始め部分である最内周部、または前記電極体の巻き終わり部分である最外周部に配置されることにしてもよい。   The electrode body is formed by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator, and the second positive electrode active material layer is an innermost peripheral portion that is a winding start portion of the electrode body, or the electrode You may decide to arrange | position to the outermost periphery part which is a winding end part of a body.

これによれば、蓄電素子は、巻回型の電極体を有しており、第二正極活物質層は、電極体の最内周部または最外周部に配置されるため、正極に第二正極活物質層を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。   According to this, since the electricity storage element has a wound electrode body, and the second positive electrode active material layer is disposed on the innermost or outermost periphery of the electrode body, The positive electrode active material layer can be easily applied, and the electrode body can be easily manufactured.

また、前記正極は、前記第一正極活物質層と前記第二正極活物質層との間に、正極活物質層が形成されていない領域を有していることにしてもよい。   The positive electrode may have a region where no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer.

ここで、第一正極活物質層と第二正極活物質層とを間隔を空けずに塗工する場合には、第一正極活物質層の上に第二正極活物質層が重なって塗工される部分が生じるが、この場合、第一正極活物質層と第二正極活物質層との境界線部分の厚み管理が困難であるので、組立後工程に不利となる。つまり、第一正極活物質層と第二正極活物質層とが重なってしまうと、活物質層の厚みが変化する部分が生じ、巻回するときに巻回体の一部で活物質層の厚みが異なってしまうため、巻き上がりの状態が不均一になる。しかし、蓄電素子の正極に、第一正極活物質層と第二正極活物質層とを間を空けて塗工することで、第一正極活物質層と第二正極活物質層とが重なるようなことがなく、巻回するときに活物質層の厚みが異なるのを防ぐことができるため、巻き上がりの状態を均一にすることができる。   Here, when the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer are applied without a gap, the second positive electrode active material layer is overlaid on the first positive electrode active material layer. However, in this case, it is difficult to manage the thickness of the boundary line between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer, which is disadvantageous for the post-assembly process. That is, when the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer overlap, a portion where the thickness of the active material layer changes is generated, and when wound, a part of the wound body may be part of the active material layer. Since the thickness is different, the rolled-up state becomes non-uniform. However, the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer are overlapped with each other by applying the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer to the positive electrode of the energy storage device with a gap therebetween. Since the thickness of the active material layer can be prevented from being different when winding, the state of winding can be made uniform.

また、前記第二正極活物質層は、前記正極の内周面のみに形成されていることにしてもよい。   The second positive electrode active material layer may be formed only on the inner peripheral surface of the positive electrode.

これによれば、蓄電素子の正極の内周面のみに第二正極活物質層を塗布すればよいため、第二正極活物質層を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。また、正極の両面に第二正極活物質層を塗布するよりも、材料コストを低減することができる。   According to this, since it is sufficient to apply the second positive electrode active material layer only to the inner peripheral surface of the positive electrode of the energy storage device, the second positive electrode active material layer can be easily applied, and the electrode body is easily manufactured. be able to. Moreover, material cost can be reduced rather than apply | coating a 2nd positive electrode active material layer on both surfaces of a positive electrode.

また、前記第一種類の活物質は、前記正極及び前記負極間の電圧とＳＯＣとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部と、前記第一安定部から電圧が急激に増加する急峻部とを形成し、前記第二種類の活物質は、当該電圧特性において、前記急峻部に接続され、電圧が平坦または前記急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部を形成することにしてもよい。   In addition, the first type of active material includes a first stable portion in which a voltage is flat or gradually increased in a voltage characteristic indicating a relationship between the voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC, and the first stable portion. The second type of active material is connected to the steep part in the voltage characteristics, and the voltage is flat or increases more slowly than the steep part. A part may be formed.

これによれば、電圧特性において、第一正極活物質層によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態から急激に増加し、その後、第二正極活物質層によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態になる。つまり、第一正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われた後の過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層と負極活物質層との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層によって平坦または緩やかに増加した状態の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。   According to this, in the voltage characteristics, the voltage is rapidly increased from a state where the voltage is flat or gently increased by the first positive electrode active material layer, and then the voltage is flatly or gently increased by the second positive electrode active material layer. It becomes a state. In other words, during overcharging after charging between the first positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, the voltage once increases rapidly, but the second positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer The increase in the voltage is suppressed by charging between the two. For this reason, it can detect that overcharge arises by detecting the voltage of the state which increased flatly or gently by the 2nd positive electrode active material layer, and can control that overcharge arises.

また、前記第一種類の活物質は、オリビン構造を有する化合物であり、前記第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物であることにしてもよい。   The first type of active material may be a compound having an olivine structure, and the second type of active material may be a complex oxide containing at least one of manganese, cobalt, and nickel.

これによれば、第一種類の活物質は、例えばリン酸鉄リチウムのようなオリビン構造を有する化合物であり、第二種類の活物質は、例えばマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはコバルト酸リチウムなどのマンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である。このように第一種類の活物質と第二種類の活物質とを適切に選定することで、第一正極活物質層よりも第二正極活物質層の作動電位を貴にすることができ、過充電が生じるのを抑制することができる。   According to this, the first type of active material is a compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate, and the second type of active material is, for example, lithium manganate, lithium nickelate or lithium cobaltate A composite oxide containing at least one of manganese, cobalt and nickel. Thus, by appropriately selecting the first type active material and the second type active material, the working potential of the second positive electrode active material layer can be made noble than the first positive electrode active material layer, It is possible to suppress the occurrence of overcharge.

なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体としても実現することができる。   Note that the present invention can be realized not only as such a power storage element but also as an electrode body included in the power storage element.

本発明に係る蓄電素子によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。   According to the electricity storage device of the present invention, it is possible to suppress overcharging even when the voltage rapidly increases during charging.

本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external appearance of the electrical storage element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the component arrange | positioned inside the container of the electrical storage element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電極体の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the electrode body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電極体の最外周部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the outermost periphery part of the electrode body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the electrical storage element which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the electrical storage element which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態の変形例１に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on the modification 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例２に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on the modification 2 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例３に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on the modification 3 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例４に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on the modification 4 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例４に係る電極体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrode body which concerns on the modification 4 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例４に係る電極体の最内周部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the innermost peripheral part of the electrode body which concerns on the modification 4 of embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。   Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.

（実施の形態）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。 (Embodiment)
First, the configuration of the power storage element 10 will be described.

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０の容器内方に配置されている構成要素を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の外観を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external appearance of a power storage device 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing components disposed inside the container of power storage element 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the electrode body 400 according to the embodiment of the present invention.

蓄電素子１０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。   The power storage element 10 is a secondary battery that can charge electricity and discharge electricity, and more specifically, is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１００と、正極端子２００と、負極端子３００とを備えている。また、図２に示すように、容器１００内方には、正極集電体１２０と、負極集電体１３０と、電極体４００とが収容されている。   As shown in FIG. 1, the electricity storage device 10 includes a container 100, a positive electrode terminal 200, and a negative electrode terminal 300. As shown in FIG. 2, a positive electrode current collector 120, a negative electrode current collector 130, and an electrode body 400 are accommodated inside the container 100.

なお、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。また、蓄電素子１０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。   Note that a liquid such as an electrolytic solution is sealed inside the container 100 of the power storage element 10, but the liquid is not shown. Moreover, the electrical storage element 10 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than the non-aqueous electrolyte secondary battery or a capacitor.

容器１００は、金属からなる矩形筒状で底を備える本体１１１と、本体１１１の開口を閉塞する金属製の板状部材である蓋体１１０とで構成されている。また、容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、蓋体１１０と本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。   The container 100 is configured by a main body 111 having a rectangular cylindrical shape made of metal and having a bottom, and a lid body 110 that is a metal plate-like member that closes an opening of the main body 111. In addition, the container 100 can be hermetically sealed by welding the lid body 110 and the main body 111 after the electrode body 400 and the like are accommodated therein.

電極体４００は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。電極体４００の詳細な構成については、後述する。   The electrode body 400 includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and is a member that can store electricity. The positive electrode is obtained by forming a positive electrode active material layer on a long belt-like positive electrode base material layer made of aluminum or an aluminum alloy. In the negative electrode, a negative electrode active material layer is formed on a long strip-shaped negative electrode base material layer made of copper, a copper alloy, or the like. The separator is a microporous sheet made of resin. The detailed configuration of the electrode body 400 will be described later.

そして、図３に示すように、電極体４００は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻き回されて形成されている。なお、同図では、電極体４００の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。   And as shown in FIG. 3, the electrode body 400 is formed by winding what is arranged in layers so that the separator is sandwiched between the negative electrode and the positive electrode. In the drawing, the shape of the electrode body 400 is oval, but it may be circular or elliptical.

図２に戻り、正極端子２００は、電極体４００の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００に蓄えられている電気を蓄電素子１０の外部空間に導出し、また、電極体４００に電気を蓄えるために蓄電素子１０の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子２００及び負極端子３００は、電極体４００の上方に配置された蓋体１１０に取り付けられている。   Returning to FIG. 2, the positive electrode terminal 200 is an electrode terminal electrically connected to the positive electrode of the electrode body 400, and the negative electrode terminal 300 is an electrode terminal electrically connected to the negative electrode of the electrode body 400. That is, the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 lead the electricity stored in the electrode body 400 to the external space of the power storage element 10, and in order to store the electricity in the electrode body 400, It is an electrode terminal made of metal for introducing. Further, the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 300 are attached to the lid body 110 disposed above the electrode body 400.

正極集電体１２０は、電極体４００の正極と容器１００の本体１１１の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体１２０は、電極体４００の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。   The positive electrode current collector 120 is disposed between the positive electrode of the electrode body 400 and the side wall of the main body 111 of the container 100, and has electrical conductivity and rigidity that are electrically connected to the positive electrode terminal 200 and the positive electrode of the electrode body 400. It is a member provided. The positive electrode current collector 120 is formed of aluminum or an aluminum alloy, like the positive electrode base material layer of the electrode body 400.

負極集電体１３０は、電極体４００の負極と容器１００の本体１１１の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体１３０は、電極体４００の負極基材層と同様、銅または銅合金で形成されている。   The negative electrode current collector 130 is disposed between the negative electrode of the electrode body 400 and the side wall of the main body 111 of the container 100, and has conductivity and rigidity electrically connected to the negative electrode terminal 300 and the negative electrode of the electrode body 400. It is a member provided. The negative electrode current collector 130 is formed of copper or a copper alloy, like the negative electrode base material layer of the electrode body 400.

具体的には、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、本体１１１の側壁から蓋体１１０に亘って当該側壁及び蓋体１１０に沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材である。また、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、蓋体１１０に固定的に接続されており、電極体４００の正極及び負極にそれぞれ溶接などによって固定的に接続されている。これにより、電極体４００は、容器１００の内部において、正極集電体１２０及び負極集電体１３０により、蓋体１１０から吊り下げられた状態で保持される。   Specifically, the positive electrode current collector 120 and the negative electrode current collector 130 are metal plate-like members arranged in a bent state along the side wall and the lid body 110 from the side wall of the main body 111 to the lid body 110. It is. Further, the positive electrode current collector 120 and the negative electrode current collector 130 are fixedly connected to the lid 110, and are fixedly connected to the positive electrode and the negative electrode of the electrode body 400 by welding or the like. Accordingly, the electrode body 400 is held in a state of being suspended from the lid body 110 by the positive electrode current collector 120 and the negative electrode current collector 130 inside the container 100.

次に、電極体４００の構成について、詳細に説明する。   Next, the configuration of the electrode body 400 will be described in detail.

図４及び図５は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の構成を示す断面図である。具体的には、図４は、図３に示された電極体４００をＡ−Ａ断面で切断した場合の断面を示す図であり、図５は、図４に示された電極体４００のＢの部分を拡大して示す図である。   4 and 5 are cross-sectional views showing the configuration of the electrode body 400 according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 is a diagram showing a cross section when the electrode body 400 shown in FIG. 3 is cut along the AA cross section, and FIG. 5 is a diagram showing B of the electrode body 400 shown in FIG. It is a figure which expands and shows the part.

また、図６は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の最外周部の構成を示す図である。具体的には、同図は、図３に示した電極体４００の巻回状態を一部展開した図である。なお、同図では、説明の便宜のため、セパレータは省略して図示している。   Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the structure of the outermost periphery part of the electrode body 400 which concerns on embodiment of this invention. Specifically, this figure is a partially developed view of the wound state of the electrode body 400 shown in FIG. In the figure, the separator is omitted for convenience of explanation.

これらの図に示すように、電極体４００は、正極４１０と負極４２０と２つのセパレータ４３１、４３２とが巻回されて形成されている。具体的には、電極体４００は、上方（図５のＺ軸プラス方向）からセパレータ４３１、正極４１０、セパレータ４３２、負極４２０の順に積層されて配置されるように、正極４１０と負極４２０との間にセパレータ４３１、４３２が配置されて形成されている。   As shown in these drawings, the electrode body 400 is formed by winding a positive electrode 410, a negative electrode 420, and two separators 431 and 432. Specifically, the electrode body 400 includes the positive electrode 410 and the negative electrode 420 so that the separator 431, the positive electrode 410, the separator 432, and the negative electrode 420 are stacked in this order from above (Z-axis plus direction in FIG. 5). Separators 431 and 432 are disposed between them.

正極４１０は、正極基材層４１１と、第一正極活物質層４１２と、第二正極活物質層４１３とを有している。また、負極４２０は、負極基材層４２１と、負極活物質層４２２とを有している。   The positive electrode 410 includes a positive electrode base material layer 411, a first positive electrode active material layer 412, and a second positive electrode active material layer 413. In addition, the negative electrode 420 includes a negative electrode base material layer 421 and a negative electrode active material layer 422.

正極基材層４１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の集電箔である。負極基材層４２１は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の集電箔である。なお、上記集電箔として、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金など、適宜公知の材料を用いることもできる。   The positive electrode base material layer 411 is a long belt-shaped conductive current collector foil made of aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode base material layer 421 is a long belt-shaped conductive current collector foil made of copper or a copper alloy. Note that as the current collector foil, a known material such as nickel, iron, stainless steel, titanium, baked carbon, a conductive polymer, conductive glass, or an Al—Cd alloy can be used as appropriate.

第一正極活物質層４１２は、正極基材層４１１の外側及び内側の両面（図５のＺ軸プラス側及びマイナス側の面）に配置される、正極４１０に形成された活物質層である。具体的には、第一正極活物質層４１２は、電極体４００の最内周から最外周のうち、巻き終わり部分である最外周部（図４〜図６の領域Ｑ１）を除く部分（図４〜図６の領域Ｐ１）に配置されている。   The first positive electrode active material layer 412 is an active material layer formed on the positive electrode 410 that is disposed on both the outer and inner surfaces (the Z-axis plus side and minus side surfaces in FIG. 5) of the cathode base material layer 411. . Specifically, the first positive electrode active material layer 412 has a portion (see FIG. 4 to FIG. 6) excluding the outermost peripheral portion (region Q <b> 1 in FIGS. 4 to 6) among the innermost periphery to the outermost periphery of the electrode body 400. 4 to 6 in the region P1).

第二正極活物質層４１３は、正極基材層４１１の内側の面（図５のＺ軸マイナス側の面）に配置される、正極４１０に形成された活物質層である。つまり、第二正極活物質層４１３は、正極４１０の内周面のみに形成された活物質層である。そして、第二正極活物質層４１３は、電極体４００の巻き終わり部分である最外周部（図４〜図６の領域Ｑ１）に配置されている。   The second positive electrode active material layer 413 is an active material layer formed on the positive electrode 410 and disposed on the inner surface of the positive electrode base material layer 411 (the surface on the negative side of the Z axis in FIG. 5). That is, the second positive electrode active material layer 413 is an active material layer formed only on the inner peripheral surface of the positive electrode 410. And the 2nd positive electrode active material layer 413 is arrange | positioned in the outermost periphery part (area | region Q1 of FIGS. 4-6) which is a winding end part of the electrode body 400. FIG.

なお、第二正極活物質層４１３は電極体４００の巻き終わり部分に配置されていればよく、第二正極活物質層４１３が配置される領域の大きさ（上記の領域Ｑ１）は、図４〜図６に示される範囲には限定されない。例えば、第二正極活物質層４１３は、電極体４００の最外周の端部のみに配置されていてもよいし、最外周の１周分全部に配置されていてもよいし、最外周のみならず、巻き終わりの複数周に亘って配置されていてもよい。また、第二正極活物質層４１３のＸ軸方向の長さも図４〜図６に示される範囲には限定されず、正極基材層４１１のＸ軸方向の長さの半分など一部のみに配置されることにしてもかまわない。また、第二正極活物質層４１３の形状についても、図６に示すような矩形状には限定されず、三角形状や円形状などどのような形状であってもかまわない。   The second positive electrode active material layer 413 only needs to be disposed at the winding end portion of the electrode body 400, and the size of the region where the second positive electrode active material layer 413 is disposed (the above-described region Q1) is shown in FIG. -It is not limited to the range shown in FIG. For example, the second positive electrode active material layer 413 may be disposed only at the outermost end portion of the electrode body 400, may be disposed in the entire outermost circumference, or only the outermost periphery. Instead, it may be arranged over a plurality of turns at the end of winding. In addition, the length of the second positive electrode active material layer 413 in the X-axis direction is not limited to the range shown in FIGS. 4 to 6, and only a part of the length of the positive electrode base material layer 411 in the X-axis direction. It may be arranged. Further, the shape of the second positive electrode active material layer 413 is not limited to the rectangular shape as shown in FIG. 6, and may be any shape such as a triangular shape or a circular shape.

また、第二正極活物質層４１３は、第一正極活物質層４１２から間隔を空けて間欠塗工されている。つまり、図５に示すように、正極４１０は、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３との間に、正極活物質層が形成されていない領域である正極活物質層非形成領域４１４を有している。なお、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３との間隔である正極活物質層非形成領域４１４の幅（Ｙ軸方向の長さ）は、同図に示す幅には限定されないが、第一正極活物質層４１２が塗布された正極基材層４１１上に第二正極活物質層４１３を塗布しやすい大きさの幅であるのが好ましい。   Further, the second positive electrode active material layer 413 is intermittently coated with a space from the first positive electrode active material layer 412. That is, as shown in FIG. 5, the positive electrode 410 has a non-positive electrode active material layer that is a region where no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413. A formation region 414 is provided. Note that the width (the length in the Y-axis direction) of the positive electrode active material layer non-forming region 414 that is the distance between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413 is limited to the width shown in FIG. However, it is preferable that the width is such that the second positive electrode active material layer 413 can be easily applied on the positive electrode base material layer 411 on which the first positive electrode active material layer 412 is applied.

また、第二正極活物質層４１３は、負極４２０に形成された負極活物質層４２２が配置されていない領域である負極活物質層非配置領域４２３に対向する位置に配置されている。つまり、第二正極活物質層４１３は、セパレータ４３２を挟んで、負極活物質層非配置領域４２３と対向する位置に配置されており、言い換えれば、第二正極活物質層４１３は、負極活物質層４２２とは対向しない位置に配置されている。ここで、負極活物質層非配置領域４２３は、図５に示すように空間であってもよいし、正極４１０の巻回状態によっては、同図に示す正極端部４１０ａのように空間のない領域であってもよい。なお、第一正極活物質層４１２は、セパレータ４３２を挟んで、負極活物質層４２２と対向する位置に配置されている。   The second positive electrode active material layer 413 is disposed at a position facing the negative electrode active material layer non-arranged region 423, which is a region where the negative electrode active material layer 422 formed on the negative electrode 420 is not disposed. In other words, the second positive electrode active material layer 413 is disposed at a position facing the negative electrode active material layer non-arrangement region 423 with the separator 432 interposed therebetween. In other words, the second positive electrode active material layer 413 includes the negative electrode active material layer 413. The layer 422 is disposed at a position not facing the layer 422. Here, the negative electrode active material layer non-arrangement region 423 may be a space as shown in FIG. 5, or there is no space like the positive electrode end portion 410 a shown in FIG. 5 depending on the winding state of the positive electrode 410. It may be a region. Note that the first positive electrode active material layer 412 is disposed at a position facing the negative electrode active material layer 422 with the separator 432 interposed therebetween.

このように、セパレータ４３２の一方の面に第一正極活物質層４１２が配置されている場合には、セパレータ４３２の当該一方の面と対応する他方の面には負極活物質層４２２が配置されているのに対し、セパレータ４３２の一方の面に第二正極活物質層４１３が配置されている場合には、セパレータ４３２の当該一方の面と対応する他方の面には負極活物質層４２２は配置されていない（負極活物質層非配置領域４２３が配置されている）。   Thus, when the first positive electrode active material layer 412 is disposed on one surface of the separator 432, the negative electrode active material layer 422 is disposed on the other surface corresponding to the one surface of the separator 432. In contrast, when the second positive electrode active material layer 413 is disposed on one surface of the separator 432, the negative electrode active material layer 422 is not formed on the other surface corresponding to the one surface of the separator 432. Not disposed (negative electrode active material layer non-arranged region 423 is disposed).

なお、第一正極活物質層４１２は、正極基材層４１１の外側及び内側の両面に配置されていることには限定されない。例えば、電極体４００の最外周の全部または一部については、第一正極活物質層４１２は、正極基材層４１１の内側のみに配置されていることにしてもよい。   Note that the first positive electrode active material layer 412 is not limited to being disposed on both the outer and inner surfaces of the positive electrode base material layer 411. For example, with respect to all or part of the outermost periphery of the electrode body 400, the first positive electrode active material layer 412 may be disposed only inside the positive electrode base material layer 411.

また、第一正極活物質層４１２は、第一種類の活物質を含有している。また、第二正極活物質層４１３は、第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含有している。   The first positive electrode active material layer 412 contains a first type of active material. Further, the second positive electrode active material layer 413 contains a second type of active material that has a higher operating potential than the first type of active material.

ここで、第一種類の活物質よりも第二種類の活物質の方が作動電位が貴であれば、第一種類の活物質と第二種類の活物質とはどのような活物質が選定されてもよいが、第一種類の活物質及び第二種類の活物質は、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が変化しても正極の作動電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する物質であるのが好ましい。   Here, if the working potential of the second type of active material is higher than that of the first type of active material, what kind of active material is selected between the first type of active material and the second type of active material? However, the first type active material and the second type active material are materials having electrode potential characteristics in which the operating potential of the positive electrode changes flatly or slowly even when the SOC (State Of Charge) changes. Preferably there is.

具体的には、第一種類の活物質は、オリビン構造を有する化合物、さらに具体的にはリチウムを含みオリビン構造を有するリン酸化合物であるのが好ましく、第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物、さらに具体的にはリチウムを含み例えばスピネル構造を有する遷移金属複合酸化物であるのが好ましい。   Specifically, the first type of active material is preferably a compound having an olivine structure, more specifically a phosphate compound containing lithium and having an olivine structure, and the second type of active material is manganese, A composite oxide containing at least one of cobalt and nickel, more specifically a transition metal composite oxide containing lithium, for example, having a spinel structure is preferable.

例えば、第一種類の活物質は、ＬｉｘＭｅＰＯ４で表されるオリビン構造を有する化合物（ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅ（１−ｙ）ＭｎｙＰＯ４など）のように、電極電位特性が平坦な電位平坦部を有する正極活物質を用いたものであることが好ましい。なお、これら化合物中の金属元素、リンまたは酸素は一部他の元素で置換されていてもよい。 For example, the first type of active material has an electrode potential characteristic such as a compound having an olivine structure represented by Li x MePO 4 (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiFe (1-y) Mn y PO 4, etc.). It is preferable to use a positive electrode active material having a flat potential flat portion. Note that the metal element, phosphorus, or oxygen in these compounds may be partially substituted with other elements.

また、第二種類の活物質は、ＬｉｘＭＯｙ（ＭはＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される少なくとも一種の遷移金属元素を表す）で表される複合酸化物（ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎＯ３、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＮｉｙＣｏ（１−ｙ）Ｏ２、ＬｉｘＮｉｙＭｎｚＣｏ（１−ｙ−ｚ）Ｏ２、ＬｉｘＮｉｙＭｎ（２−ｙ）Ｏ４など）のように、電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する正極活物質を用いたものであることが好ましい。なお、これら化合物中の金属元素または酸素は一部他の元素で置換されていてもよい。 The second type of active material is a composite oxide (Li x Mn 2 O 4 , Li x MO y (M represents at least one transition metal element selected from Mn, Co, Ni)). Li x MnO 3 , Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Ni y Co (1-y) O 2 , Li x Ni y Mn z Co (1-yz) O 2 , Li x Ni y Mn It is preferable to use a positive electrode active material having electrode potential characteristics in which the potential changes flatly or gently as in (2-y) O 4 or the like). Note that the metal element or oxygen in these compounds may be partially substituted with other elements.

負極活物質層４２２は、負極基材層４２１の外側及び内側の両面（図５のＺ軸プラス側及びマイナス側の面）に配置される、負極４２０に形成された活物質層である。ここで、負極活物質層４２２に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できるが、ＳＯＣが変化しても電位が平坦または緩やかに変化する電極電位特性を有する物質であるのが好ましい。   The negative electrode active material layer 422 is an active material layer formed on the negative electrode 420 that is disposed on both the outer and inner surfaces of the negative electrode base material layer 421 (the Z-axis plus side and minus side surfaces in FIG. 5). Here, as the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer 422, a known material can be used as appropriate as long as it is a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions. A substance having a slowly changing electrode potential characteristic is preferable.

例えば、負極活物質層４２２に用いられる負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金などのリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボンなど）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２など）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。この中でも、特に、電極電位特性が平坦な電位平坦部を有する負極活物質が用いられることが好ましく、具体的には、負極活物質として、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、黒鉛質炭素（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）や易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）などの炭素材料などを用いたものであることが好ましい。 For example, the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer 422 includes lithium metal, lithium alloy (lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, wood alloy, and other lithium alloys). (Metal-containing alloys), alloys capable of occluding and releasing lithium, carbon materials (eg, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.), metal oxides, lithium metal oxides Products (Li 4 Ti 5 O 12 etc.), polyphosphoric acid compounds and the like. Among these, it is particularly preferable to use a negative electrode active material having a flat potential portion with a flat electrode potential characteristic. Specifically, as the negative electrode active material, Li 4 Ti 5 O 12 , graphitic carbon (graphite), It is preferable to use a carbon material such as non-graphitizable carbon (hard carbon) or easily graphitized carbon (soft carbon).

セパレータ４３１、４３２は、樹脂からなる微多孔性のシートであり、有機溶媒と電解質塩とを含む非水電解液が含浸されている。ここで、セパレータ４３１、４３２としては、有機溶剤に不溶な織布、不織布、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂からなる合成樹脂微多孔膜が用いられ、材料、重量平均分子量や空孔率の異なる複数の微多孔膜が積層してなるものや、これらの微多孔膜に各種の可塑剤、酸化防止剤、難燃剤などの添加剤を適量含有しているものや片面及び両面にシリカなどの無機酸化物を塗布したものであってもよい。特に、合成樹脂微多孔膜を好適に用いることができる。中でもポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、アラミドやポリイミドと複合化させたポリエチレン及びポリプロピレン製微多孔膜、または、これらを複合した微多孔膜などのポリオレフィン系微多孔膜が、厚さ、膜強度、膜抵抗などの面で好適に用いられる。   The separators 431 and 432 are microporous sheets made of a resin, and are impregnated with a nonaqueous electrolytic solution containing an organic solvent and an electrolyte salt. Here, as the separators 431 and 432, a synthetic resin microporous film made of a polyolefin resin such as a woven fabric, a non-woven fabric, or polyethylene that is insoluble in an organic solvent is used, and a plurality of microporous materials having different materials, weight average molecular weights and porosity are used. Those made by laminating porous films, those containing appropriate amounts of various plasticizers, antioxidants, flame retardants, etc. in these microporous films, and inorganic oxides such as silica on one and both sides. It may be applied. In particular, a synthetic resin microporous film can be suitably used. Among them, polyolefin-based microporous membranes such as polyethylene and polypropylene microporous membranes, polyethylene and polypropylene microporous membranes combined with aramid and polyimide, or microporous membranes that combine these, have thickness, membrane strength, membrane It is preferably used in terms of resistance.

次に、蓄電素子１０が奏する効果について、説明する。   Next, the effect which the electrical storage element 10 has is demonstrated.

図７及び図８は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０が奏する効果を説明するための図である。具体的には、図７は、蓄電素子１０の充電時のリチウムイオンの動きを示す図であり、図８は、蓄電素子１０の充電時の電極間の電圧とＳＯＣとの関係を示す電圧特性を示す図である。   7 and 8 are diagrams for explaining the effects exerted by power storage element 10 according to the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 7 is a diagram showing the movement of lithium ions during charging of the storage element 10, and FIG. 8 is a voltage characteristic showing the relationship between the voltage between the electrodes and the SOC during charging of the storage element 10. FIG.

まず、図７の（ａ）に示すように、蓄電素子１０の通常の充電時には、第一正極活物質層４１２から負極活物質層４２２に向けてリチウムイオンが移動し、蓄電素子１０の充電が行われる。この通常の充電時には、図８の（ａ）または（ｂ）に示すように、蓄電素子１０の正極４１０及び負極４２０間の電圧とＳＯＣとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部Ｆ１の状態となっている。つまり、第一正極活物質層４１２によって、作動電圧Ｖ１（例えば、３．３Ｖ）において、蓄電素子１０の充電が行われている。   First, as shown in FIG. 7A, during normal charging of the electricity storage element 10, lithium ions move from the first positive electrode active material layer 412 toward the negative electrode active material layer 422, and the electricity storage element 10 is charged. Done. During this normal charging, as shown in FIG. 8 (a) or (b), in the voltage characteristics indicating the relationship between the voltage between the positive electrode 410 and the negative electrode 420 of the energy storage device 10 and the SOC, the voltage is flat or moderate. It is in the state of the 1st stable part F1 which increases. That is, the storage element 10 is charged by the first positive electrode active material layer 412 at the operating voltage V1 (for example, 3.3 V).

その後、第一正極活物質層４１２から負極活物質層４２２に十分にリチウムイオンが移動した場合には、第一正極活物質層４１２から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動が僅かとなり、過充電状態に移行し始める。この場合には、図８の（ａ）または（ｂ）に示すように、蓄電素子１０の当該電圧特性において、電圧が急激に増加し始める急峻部Ｆ２の状態となっている。   Thereafter, when the lithium ions sufficiently move from the first positive electrode active material layer 412 to the negative electrode active material layer 422, the movement of lithium ions from the first positive electrode active material layer 412 to the negative electrode active material layer 422 becomes slight, Start transition to overcharge state. In this case, as shown in (a) or (b) of FIG. 8, in the voltage characteristic of the power storage element 10, the steep portion F <b> 2 is in a state where the voltage starts to increase rapidly.

そして、第二正極活物質層４１３が配置されていない従来の蓄電素子においては、図８の（ａ）に示すように、電圧が急激に増加し続けて、過充電状態となる。   And in the conventional electrical storage element in which the 2nd positive electrode active material layer 413 is not arrange | positioned, as shown to (a) of FIG. 8, a voltage will continue increasing rapidly and will be in an overcharge state.

これに対し、図７の（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、第一正極活物質層４１２よりも作動電位が貴な第二正極活物質層４１３が配置されているため、第二正極活物質層４１３から負極活物質層４２２に向けてリチウムイオンが移動し始める。これにより、図８の（ｂ）に示すように、蓄電素子１０の当該電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第二安定部Ｍの状態となる。つまり、第二正極活物質層４１３によって、作動電圧Ｖ２（例えば、３．８Ｖ）において、蓄電素子１０の充電が行われる状態になる。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, according to the electric storage element 10 according to the present embodiment, the second positive electrode active material layer 413 having a higher operating potential than the first positive electrode active material layer 412 is formed. Since they are arranged, lithium ions begin to move from the second positive electrode active material layer 413 toward the negative electrode active material layer 422. As a result, as shown in FIG. 8B, in the voltage characteristic of the electric storage element 10, the state is in the second stable portion M where the voltage is flat or gradually increases. That is, the second positive electrode active material layer 413 enters a state in which the storage element 10 is charged at the operating voltage V2 (for example, 3.8 V).

このように、第一種類の活物質は、正極４１０及び負極４２０間の電圧とＳＯＣとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部Ｆ１と、第一安定部Ｆ１から電圧が急激に増加する急峻部Ｆ２とを形成する。そして、第二種類の活物質は、当該電圧特性において、急峻部Ｆ２に接続され、電圧が平坦または急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部Ｍを形成する。   As described above, the first type of active material includes the first stable portion F1 in which the voltage increases flatly or gently in the voltage characteristics indicating the relationship between the voltage between the positive electrode 410 and the negative electrode 420 and the SOC, and the first stable portion. A steep portion F2 in which the voltage rapidly increases from F1 is formed. The second type of active material is connected to the steep portion F2 in the voltage characteristics, and forms a second stable portion M in which the voltage is flat or increases more slowly than the steep portion.

これにより、上記の電圧特性において、第一正極活物質層４１２によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態から急激に増加し、その後、第二正極活物質層４１３によって、電圧が平坦または緩やかに増加した状態になる。つまり、第一正極活物質層４１２と負極活物質層４２２との間で充電が行われた後の過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層４１３と負極活物質層４２２との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層４１３によって平坦または緩やかに増加した状態の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。   Accordingly, in the voltage characteristics described above, the first positive electrode active material layer 412 causes the voltage to increase rapidly from a state where the voltage is flat or gently increased, and then the second positive electrode active material layer 413 causes the voltage to be flat or moderate. Increased state. That is, during overcharging after charging is performed between the first positive electrode active material layer 412 and the negative electrode active material layer 422, the voltage once increases rapidly, but the second positive electrode active material layer 413 and the negative electrode active material are increased. The charging is performed between the layer 422 and the increase in the voltage is suppressed. For this reason, it can detect that overcharge arises by detecting the voltage of the state which increased flatly or gently by the 2nd positive electrode active material layer 413, and can control that overcharge arises.

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１０によれば、正極４１０に作動電位が異なる２つの活物質層である第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３とが形成されており、作動電位が貴の方の第二正極活物質層４１３は、負極活物質層４２２が配置されていない負極活物質層非配置領域４２３に対向する位置に配置されている。これにより、まず、蓄電素子１０の通常の充電時には、作動電位が卑の方の第一正極活物質層４１２と負極活物質層４２２との間で充電が行われる。そして、第一正極活物質層４１２と負極活物質層４２２との間での充電が過充電状態になった場合には電圧が急激に増加するが、当該電圧の増加後に、作動電位が貴の方の第二正極活物質層４１３と負極活物質層４２２との間で充電が行われることになる。つまり、過充電時には、電圧は一旦急激に増加するが、第二正極活物質層４１３と負極活物質層４２２との間で充電が行われることで、当該電圧の増加は抑制される。このため、第二正極活物質層４１３と負極活物質層４２２との間で充電が行われる際の電圧を検知することで、過充電が生じることを検出することができ、過充電が生じるのを抑制することができる。以上により、蓄電素子１０によれば、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができる。   As described above, according to the energy storage device 10 according to the embodiment of the present invention, the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413 which are two active material layers having different operating potentials from the positive electrode 410. The second positive electrode active material layer 413 having the noble operating potential is disposed at a position facing the negative electrode active material layer non-arrangement region 423 where the negative electrode active material layer 422 is not disposed. Thereby, first, during normal charging of the electricity storage element 10, charging is performed between the first positive electrode active material layer 412 and the negative electrode active material layer 422 whose operating potential is lower. When the charge between the first positive electrode active material layer 412 and the negative electrode active material layer 422 is overcharged, the voltage rapidly increases. After the increase of the voltage, the operating potential is noble. Charging is performed between the second positive electrode active material layer 413 and the negative electrode active material layer 422. That is, at the time of overcharging, the voltage once increases rapidly, but charging is performed between the second positive electrode active material layer 413 and the negative electrode active material layer 422, whereby the increase in the voltage is suppressed. For this reason, by detecting the voltage when charging is performed between the second positive electrode active material layer 413 and the negative electrode active material layer 422, it is possible to detect that overcharge occurs, and overcharge occurs. Can be suppressed. As described above, according to the electric storage element 10, it is possible to suppress overcharging even when the voltage rapidly increases during charging.

また、蓄電素子１０は、巻回型の電極体４００を有しており、第二正極活物質層４１３は、電極体４００の最外周部（領域Ｑ１）に配置されるため、正極４１０に第二正極活物質層４１３を容易に塗布することができ、電極体４００を容易に製造することができる。   In addition, the storage element 10 includes a wound electrode body 400, and the second positive electrode active material layer 413 is disposed on the outermost peripheral portion (region Q1) of the electrode body 400. The two positive electrode active material layers 413 can be easily applied, and the electrode body 400 can be easily manufactured.

また、正極４１０は、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３との間に、正極活物質層が形成されていない正極活物質層非形成領域４１４を有している。ここで、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３とを間隔を空けずに塗工する場合には、第一正極活物質層４１２の上に第二正極活物質層４１３が重なって塗工される部分が生じるが、この場合、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３との境界線部分の厚み管理が困難であるので、組立後工程に不利となる。つまり、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３とが重なってしまうと、活物質層の厚みが変化する部分が生じ、巻回するときに巻回体の一部で活物質層の厚みが異なってしまうため、巻き上がりの状態が不均一になる。しかし、蓄電素子１０の正極４１０に、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３とを間を空けて塗工することで、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３とが重なるようなことがなく、巻回するときに活物質層の厚みが異なるのを防ぐことができるため、巻き上がりの状態を均一にすることができる。   Further, the positive electrode 410 has a positive electrode active material layer non-formation region 414 in which no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413. Here, in the case where the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413 are applied without a gap, the second positive electrode active material layer 413 is formed on the first positive electrode active material layer 412. In this case, it is difficult to manage the thickness of the boundary line between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413, which is disadvantageous for the post-assembly process. . That is, when the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413 overlap, a portion where the thickness of the active material layer changes is generated, and the active material is partly in the wound body when wound. Since the thicknesses of the layers are different, the rolled-up state becomes non-uniform. However, the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material are coated on the positive electrode 410 of the power storage element 10 with a gap between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413. Since the layer 413 does not overlap with each other and the thickness of the active material layer can be prevented from being different when winding, the state of winding can be made uniform.

また、第二正極活物質層４１３は、正極４１０の内周面のみに形成されている。このため、蓄電素子１０の正極４１０の内周面のみに第二正極活物質層４１３を塗布すればよいため、第二正極活物質層４１３を容易に塗布することができ、電極体を容易に製造することができる。また、正極４１０の両面に第二正極活物質層４１３を塗布するよりも、材料コストを低減することができる。   The second positive electrode active material layer 413 is formed only on the inner peripheral surface of the positive electrode 410. For this reason, since it is sufficient to apply the second positive electrode active material layer 413 only to the inner peripheral surface of the positive electrode 410 of the energy storage device 10, the second positive electrode active material layer 413 can be easily applied, and the electrode body can be easily formed. Can be manufactured. Further, the material cost can be reduced as compared with the case where the second positive electrode active material layer 413 is applied to both surfaces of the positive electrode 410.

また、第一種類の活物質は、例えばリン酸鉄リチウムのようなオリビン構造を有する化合物であり、第二種類の活物質は、例えばマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはコバルト酸リチウムなどのマンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である。このように第一種類の活物質と第二種類の活物質とを適切に選定することで、第一正極活物質層４１２よりも第二正極活物質層４１３の作動電位を貴にすることができ、過充電が生じるのを抑制することができる。   The first type of active material is a compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate, and the second type of active material is manganese such as lithium manganate, lithium nickelate or lithium cobaltate, It is a complex oxide containing at least one of cobalt and nickel. Thus, by appropriately selecting the first type active material and the second type active material, the operating potential of the second positive electrode active material layer 413 can be made noble than the first positive electrode active material layer 412. It is possible to suppress overcharging.

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る電極体４０１の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示された上記実施の形態に係る電極体４００の変形例を示す図である。 (Modification 1)
Next, Modification 1 of the above embodiment will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrode body 401 according to Modification 1 of the embodiment of the present invention. Specifically, this figure is a diagram showing a modification of the electrode body 400 according to the above-described embodiment shown in FIG.

上記実施の形態に係る電極体４００では、第二正極活物質層４１３は、負極活物質層４２２とは対向しない位置に配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例１に係る電極体４０１では、第二正極活物質層４１３は、一部が負極活物質層４２２と対向している。   In the electrode body 400 according to the above-described embodiment, the second positive electrode active material layer 413 is disposed at a position not facing the negative electrode active material layer 422. However, as shown in FIG. In the electrode body 401 according to No. 1, a part of the second positive electrode active material layer 413 is opposed to the negative electrode active material layer 422.

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電素子によれば、正極４１０に対する負極４２０の長さの調整を精度良く行う必要がないため、電極体４０１をより容易に製造することができる。また、負極活物質層４２２と対向している部分の第二正極活物質層４１３から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動は、通常の充電時に行われるが、過充電時において、負極活物質層４２２と対向していない部分の第二正極活物質層４１３から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動が行われる。このため、本変形例１によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。   As described above, according to the electricity storage device according to the first modification of the embodiment of the present invention, it is not necessary to accurately adjust the length of the negative electrode 420 with respect to the positive electrode 410, and thus the electrode body 401 can be manufactured more easily. can do. Further, lithium ions move from the second positive electrode active material layer 413 facing the negative electrode active material layer 422 to the negative electrode active material layer 422 during normal charging, but during overcharging, the negative electrode active material layer 422 moves. Lithium ions are transferred from the second positive electrode active material layer 413 to the negative electrode active material layer 422 at a portion not facing the material layer 422. For this reason, also by this modification 1, there can exist the same effect as the above-mentioned embodiment.

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図１０は、本発明の実施の形態の変形例２に係る電極体４０２の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示された上記実施の形態に係る電極体４００の変形例を示す図である。 (Modification 2)
Next, a second modification of the above embodiment will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrode body 402 according to Modification 2 of the embodiment of the present invention. Specifically, this figure is a diagram showing a modification of the electrode body 400 according to the above-described embodiment shown in FIG.

上記実施の形態に係る電極体４００では、第二正極活物質層４１３は、第一正極活物質層４１２から間隔を空けて間欠塗工されていることとしたが、同図に示すように、本変形例２に係る電極体４０２では、第二正極活物質層４１３は、第一正極活物質層４１２とは間隔を空けずに接して塗工されている。このように、電極体４０１では、正極４１０は、第一正極活物質層４１２と第二正極活物質層４１３との間に、正極活物質層が形成されていない領域は有していない。   In the electrode body 400 according to the above-described embodiment, the second positive electrode active material layer 413 is intermittently applied with a gap from the first positive electrode active material layer 412. As shown in FIG. In the electrode body 402 according to the second modification, the second positive electrode active material layer 413 is applied in contact with the first positive electrode active material layer 412 without a gap. As described above, in the electrode body 401, the positive electrode 410 does not have a region where the positive electrode active material layer is not formed between the first positive electrode active material layer 412 and the second positive electrode active material layer 413.

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子によれば、正極基材層４１１に多くの第二正極活物質層４１３を塗工することができる。また、過充電時において、第二正極活物質層４１３から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例２によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。   As described above, according to the electricity storage device according to the second modification of the embodiment of the present invention, many second positive electrode active material layers 413 can be applied to the positive electrode base material layer 411. In addition, since lithium ions are transferred from the second positive electrode active material layer 413 to the negative electrode active material layer 422 during overcharge, this modification 2 can also provide the same effects as those of the above embodiment. it can.

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図１１は、本発明の実施の形態の変形例３に係る電極体４０３の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示された上記実施の形態に係る電極体４００の変形例を示す図である。 (Modification 3)
Next, Modification 3 of the above embodiment will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrode body 403 according to Modification 3 of the embodiment of the present invention. Specifically, this figure is a diagram showing a modification of the electrode body 400 according to the above-described embodiment shown in FIG.

上記実施の形態に係る電極体４００では、第二正極活物質層４１３は、正極基材層４１１の内側の面のみに配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例３に係る電極体４０３では、第二正極活物質層４１５は、正極基材層４１１の外側及び内側の面（Ｚ軸プラス側及びマイナス側の面）に配置されている。   In the electrode body 400 according to the above-described embodiment, the second positive electrode active material layer 413 is disposed only on the inner surface of the positive electrode base material layer 411. However, as shown in FIG. In the electrode body 403 according to No. 3, the second positive electrode active material layer 415 is disposed on the outer and inner surfaces (Z-axis positive side and negative side surfaces) of the positive electrode base material layer 411.

以上のように、本発明の実施の形態の変形例３に係る蓄電素子によれば、正極基材層４１１に正極活物質層を塗工する際に、片面のみへの塗工か両面への塗工かを選択する必要がないため、電極体４０３をより容易に製造することができる。また、過充電時において、正極基材層４１１の内側の面の第二正極活物質層４１５から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例３によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。   As described above, according to the electricity storage device according to the third modification of the embodiment of the present invention, when the positive electrode active material layer is applied to the positive electrode base material layer 411, the application to only one surface or the both surfaces is performed. Since it is not necessary to select whether to apply, the electrode body 403 can be manufactured more easily. In addition, since lithium ions are transferred from the second positive electrode active material layer 415 to the negative electrode active material layer 422 on the inner surface of the positive electrode base material layer 411 at the time of overcharging, the above-described implementation is also performed according to the third modification. The same effect as that of the embodiment can be obtained.

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。 (Modification 4)
Next, Modification 4 of the above embodiment will be described.

図１２及び図１３は、本発明の実施の形態の変形例４に係る電極体４０４の構成を示す断面図である。具体的には、図１２は、電極体４０４の断面図であり、図１３は、図１２に示された電極体４０４のＣの部分を拡大して示す図である。   12 and 13 are cross-sectional views showing a configuration of an electrode body 404 according to Modification 4 of the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 12 is a cross-sectional view of the electrode body 404, and FIG. 13 is an enlarged view of a portion C of the electrode body 404 shown in FIG.

また、図１４は、本発明の実施の形態の変形例４に係る電極体４０４の最内周部の構成を示す図である。具体的には、同図は、電極体４０４の巻き始めの部分を示す図である。なお、同図では、説明の便宜のため、セパレータは省略して図示している。   Moreover, FIG. 14 is a figure which shows the structure of the innermost peripheral part of the electrode body 404 which concerns on the modification 4 of embodiment of this invention. Specifically, this figure is a diagram showing a winding start portion of the electrode body 404. In the figure, the separator is omitted for convenience of explanation.

上記実施の形態に係る電極体４００では、第二正極活物質層４１３は、電極体４００の巻き終わり部分である最外周部に配置されていることとしたが、同図に示すように、本変形例４に係る電極体４０４では、第二正極活物質層４４３は、電極体４０４の巻き始め部分である最内周部（図１２〜図１４の領域Ｑ２）に配置されている。   In the electrode body 400 according to the above-described embodiment, the second positive electrode active material layer 413 is disposed on the outermost peripheral portion that is the winding end portion of the electrode body 400. As shown in FIG. In the electrode body 404 according to the modified example 4, the second positive electrode active material layer 443 is disposed in the innermost peripheral portion (the region Q2 in FIGS. 12 to 14) that is the winding start portion of the electrode body 404.

つまり、電極体４０４は、上記実施の形態に係る電極体４００が備える正極４１０に代えて、正極４４０を備えている。そして、電極体４０４は、正極４４０と負極４２０と２つのセパレータ４３１、４３２とが巻回されて形成されている。ここで、正極端部４４０ａは、電極体４０４の最内周においての正極４４０の端部である。   That is, the electrode body 404 includes a positive electrode 440 instead of the positive electrode 410 included in the electrode body 400 according to the above embodiment. The electrode body 404 is formed by winding a positive electrode 440, a negative electrode 420, and two separators 431 and 432. Here, the positive electrode end 440 a is the end of the positive electrode 440 in the innermost periphery of the electrode body 404.

また、正極４４０は、正極基材層４４１と、第一正極活物質層４４２と、第二正極活物質層４４３とを有している。この正極基材層４４１、第一正極活物質層４４２及び第二正極活物質層４４３の材質や組成については、上記実施の形態に係る電極体４００が備える正極基材層４１１、第一正極活物質層４１２及び第二正極活物質層４１３と同様であるため、詳細な説明は省略する。   In addition, the positive electrode 440 includes a positive electrode base material layer 441, a first positive electrode active material layer 442, and a second positive electrode active material layer 443. About the material and composition of this positive electrode base material layer 441, the 1st positive electrode active material layer 442, and the 2nd positive electrode active material layer 443, the positive electrode base material layer 411 with which the electrode body 400 which concerns on the said embodiment is equipped, 1st positive electrode active material layer Since it is the same as that of the material layer 412 and the 2nd positive electrode active material layer 413, detailed description is abbreviate | omitted.

第一正極活物質層４４２は、正極基材層４４１の外側及び内側の両面（図５のＺ軸プラス側及びマイナス側の面）に配置され、また、電極体４０４の最内周から最外周のうち、巻き始め部分である最内周部（図１２〜図１４の領域Ｑ２）を除く部分（図１２〜図１４の領域Ｐ２）に配置されている。   The first positive electrode active material layer 442 is disposed on both the outer and inner surfaces of the positive electrode base material layer 441 (the Z-axis plus side and minus side surfaces in FIG. 5), and from the innermost circumference to the outermost circumference of the electrode body 404. Among these, it is arranged in a portion (region P2 in FIGS. 12 to 14) excluding the innermost peripheral portion (region Q2 in FIGS. 12 to 14) which is a winding start portion.

第二正極活物質層４４３は、正極基材層４４１の内側の面（図１３のＺ軸マイナス側の面）に配置され、また、電極体４０４の巻き始め部分である最内周部（図１２〜図１４の領域Ｑ２）に配置されている。ここで、正極４４０の外側の面（図１３のＺ軸プラス側の面）に負極４２０が配置されて電極体４０４が巻き始められる場合には、第二正極活物質層４４３は、正極基材層４４１の外側の面（図１３のＺ軸プラス側の面）に配置される。   The second positive electrode active material layer 443 is disposed on the inner surface of the positive electrode base material layer 441 (the surface on the negative side of the Z axis in FIG. 13), and is the innermost peripheral portion (see FIG. 12 to 14 in the region Q2). Here, when the negative electrode 420 is disposed on the outer surface of the positive electrode 440 (the surface on the positive side of the Z axis in FIG. 13) and the electrode body 404 starts to be wound, the second positive electrode active material layer 443 has a positive electrode base material. It is disposed on the outer surface of the layer 441 (the surface on the Z axis plus side in FIG. 13).

なお、第二正極活物質層４４３は電極体４０４の巻き始め部分に配置されていればよく、第二正極活物質層４４３が配置される領域の大きさ（上記の領域Ｑ２）は、図１２〜図１４に示される範囲には限定されない。例えば、第二正極活物質層４４３は、電極体４０４の最内周の端部のみに配置されていてもよいし、最内周の１周分全部に配置されていてもよいし、最内周のみならず、巻き始めの複数周に亘って配置されていてもよい。また、第二正極活物質層４４３のＸ軸方向の長さも図１２〜図１４に示される範囲には限定されず、正極基材層４４１のＸ軸方向の長さの半分など一部のみに配置されることにしてもかまわない。また、第二正極活物質層４４３の形状についても、図１４に示すような矩形状には限定されず、三角形状や円形状などどのような形状であってもかまわない。   Note that the second positive electrode active material layer 443 only needs to be disposed at the winding start portion of the electrode body 404, and the size of the region where the second positive electrode active material layer 443 is disposed (the region Q2 described above) is shown in FIG. It is not limited to the range shown in FIG. For example, the second positive electrode active material layer 443 may be disposed only at the innermost end portion of the electrode body 404, or may be disposed in the entire innermost circumference, or may be disposed at the innermost portion. It may be arranged not only around the circumference but also around a plurality of circumferences at the beginning of winding. In addition, the length of the second positive electrode active material layer 443 in the X-axis direction is not limited to the range shown in FIGS. 12 to 14, and only a part of the length of the positive electrode base material layer 441 in the X-axis direction. It may be arranged. Further, the shape of the second positive electrode active material layer 443 is not limited to the rectangular shape as shown in FIG. 14, and may be any shape such as a triangular shape or a circular shape.

また、正極４４０は、第一正極活物質層４４２と第二正極活物質層４４３との間に、正極活物質層が形成されていない領域である正極活物質層非形成領域４４４を有している。また、第二正極活物質層４４３は、負極４２０に形成された負極活物質層４２２が配置されていない領域である負極活物質層非配置領域４２４に対向する位置に配置されている。この正極活物質層非形成領域４４４及び負極活物質層非配置領域４２４については、上記実施の形態に係る電極体４００における正極活物質層非形成領域４１４及び負極活物質層非配置領域４２３と同様であるため、詳細な説明は省略する。   In addition, the positive electrode 440 includes a positive electrode active material layer non-formation region 444 that is a region where the positive electrode active material layer is not formed between the first positive electrode active material layer 442 and the second positive electrode active material layer 443. Yes. The second positive electrode active material layer 443 is disposed at a position facing the negative electrode active material layer non-arranged region 424, which is a region where the negative electrode active material layer 422 formed on the negative electrode 420 is not disposed. The positive electrode active material layer non-formation region 444 and the negative electrode active material layer non-arrangement region 424 are the same as the positive electrode active material layer non-formation region 414 and the negative electrode active material layer non-arrangement region 423 in the electrode body 400 according to the above embodiment. Therefore, detailed description is omitted.

以上のように、本発明の実施の形態の変形例４に係る蓄電素子によれば、第二正極活物質層４４３は、電極体４０４の最内周部に配置されるため、正極４４０に第二正極活物質層４４３を容易に塗布することができ、電極体４０４を容易に製造することができる。また、過充電時において、第二正極活物質層４４３から負極活物質層４２２へのリチウムイオンの移動が行われるため、本変形例４によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。   As described above, according to the electricity storage device according to the fourth modification of the embodiment of the present invention, the second positive electrode active material layer 443 is disposed on the innermost peripheral portion of the electrode body 404, so The two positive electrode active material layers 443 can be easily applied, and the electrode body 404 can be easily manufactured. In addition, since lithium ions are transferred from the second positive electrode active material layer 443 to the negative electrode active material layer 422 during overcharge, the same effect as in the above embodiment can be obtained also in the fourth modification. it can.

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Although the power storage device according to the embodiment of the present invention and the modification thereof has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the modification. In other words, it should be considered that the embodiment and its modification disclosed this time are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。例えば、上記の変形例４に、変形例１〜３に係る変形を施してもよい。つまり、第二正極活物質層が電極体の最内周部に配置されている場合でも、一部が負極活物質層と対向していたり、第一正極活物質層とは間隔を空けずに接して塗工されていたり、正極基材層の外側及び内側の面に配置されていたりしてもよい。また、上記実施の形態または変形例４に、変形例１〜３のうちの２つ以上の変形を施してもよい。   Moreover, the form constructed | assembled combining the said embodiment and the said modification arbitrarily is also contained in the scope of the present invention. For example, the modification 4 may be modified according to the modifications 1 to 3. That is, even when the second positive electrode active material layer is disposed on the innermost peripheral portion of the electrode body, a part of the second positive electrode active material layer is opposed to the negative electrode active material layer or is not spaced from the first positive electrode active material layer. They may be applied in contact with each other or may be disposed on the outer and inner surfaces of the positive electrode base material layer. Further, two or more of the first to third modifications may be applied to the embodiment or the fourth modification.

また、上記実施の形態及びその変形例では、第二正極活物質層は、電極体の巻き始め部分または巻き終わり部分に配置されていることとしたが、第二正極活物質層は、当該巻き始め部分と巻き終わり部分との間の中間部分に配置されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment and its modification, although the 2nd positive electrode active material layer was arrange | positioned at the winding start part or winding end part of the electrode body, the 2nd positive electrode active material layer is the said winding. You may arrange | position in the intermediate part between a start part and a winding end part.

また、上記実施の形態及びその変形例では、電極体の形状は巻回型であることとしたが、電極体の形状は巻回型に限られず、平板状極板を積層した形状（積層型）であってもよい。この場合、平板状の正極の一部（例えば端部）または全部に第二正極活物質層が形成され、当該第二正極活物質層は、負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されていることにすればよい。   Further, in the above embodiment and its modification, the shape of the electrode body is a winding type, but the shape of the electrode body is not limited to the winding type, and is a shape in which flat plate plates are stacked (laminated type). ). In this case, a second positive electrode active material layer is formed on a part (for example, an end portion) or the whole of the flat positive electrode, and the second positive electrode active material layer faces a region where the negative electrode active material layer is not disposed. What is necessary is just to arrange | position to the position.

なお、本発明は、このような蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える電極体としても実現することができる。   Note that the present invention can be realized not only as such a power storage element but also as an electrode body included in the power storage element.

本発明は、充電時に電圧が急激に増加する場合でも、過充電が生じるのを抑制することができるリチウムイオン二次電池などの蓄電素子に適用できる。   The present invention can be applied to a storage element such as a lithium ion secondary battery that can suppress overcharge even when the voltage rapidly increases during charging.

１０ 蓄電素子
１００ 容器
１１０ 蓋体
１１１ 本体
１２０ 正極集電体
１３０ 負極集電体
２００ 正極端子
３００ 負極端子
４００、４０１、４０２、４０３、４０４ 電極体
４１０、４４０ 正極
４１０ａ、４４０ａ 正極端部
４１１、４４１ 正極基材層
４１２、４４２ 第一正極活物質層
４１３、４１５、４４３ 第二正極活物質層
４１４、４４４ 正極活物質層非形成領域
４２０ 負極
４２１ 負極基材層
４２２ 負極活物質層
４２３、４２４ 負極活物質層非配置領域
４３１、４３２ セパレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power storage element 100 Container 110 Cover body 111 Main body 120 Positive electrode current collector 130 Negative electrode current collector 200 Positive electrode terminal 300 Negative electrode terminal 400, 401, 402, 403, 404 Electrode body 410, 440 Positive electrode 410a, 440a Positive electrode end 411, 441 Positive electrode base material layer 412, 442 First positive electrode active material layer 413, 415, 443 Second positive electrode active material layer 414, 444 Positive electrode active material layer non-formation region 420 Negative electrode 421 Negative electrode base material layer 422 Negative electrode active material layer 423, 424 Negative electrode Active material layer non-arrangement region 431, 432 Separator

Claims (7)

正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体を備える蓄電素子であって、
前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、
前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている
蓄電素子。 An electrical storage element comprising an electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer, which is a layer, is formed,
The second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed. 前記電極体は、前記正極と前記負極と前記セパレータとが巻回されて形成され、
前記第二正極活物質層は、前記電極体の巻き始め部分である最内周部、または前記電極体の巻き終わり部分である最外周部に配置される
請求項１に記載の蓄電素子。 The electrode body is formed by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator,
The power storage device according to claim 1, wherein the second positive electrode active material layer is disposed on an innermost peripheral portion that is a winding start portion of the electrode body or an outermost peripheral portion that is a winding end portion of the electrode body. 前記正極は、前記第一正極活物質層と前記第二正極活物質層との間に、正極活物質層が形成されていない領域を有している
請求項１または２に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 1, wherein the positive electrode has a region where no positive electrode active material layer is formed between the first positive electrode active material layer and the second positive electrode active material layer. 前記第二正極活物質層は、前記正極の内周面のみに形成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 1, wherein the second positive electrode active material layer is formed only on an inner peripheral surface of the positive electrode. 前記第一種類の活物質は、前記正極及び前記負極間の電圧とＳＯＣとの関係を示す電圧特性において、電圧が平坦または緩やかに増加する第一安定部と、前記第一安定部から電圧が急激に増加する急峻部とを形成し、
前記第二種類の活物質は、当該電圧特性において、前記急峻部に接続され、電圧が平坦または前記急峻部よりも緩やかに増加する第二安定部を形成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子。 The first type active material has a voltage characteristic indicating a relationship between a voltage between the positive electrode and the negative electrode and SOC, a first stable portion where the voltage is flat or gradually increased, and a voltage from the first stable portion. A steep portion that increases rapidly,
The said 2nd type active material is connected to the said steep part in the said voltage characteristic, and forms the 2nd stable part in which a voltage is flat or increases more slowly than the said steep part. The electricity storage device according to item. 前記第一種類の活物質は、オリビン構造を有する化合物であり、
前記第二種類の活物質は、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含む複合酸化物である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電素子。 The first type of active material is a compound having an olivine structure,
The power storage element according to any one of claims 1 to 5, wherein the second type of active material is a composite oxide containing at least one of manganese, cobalt, and nickel. 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されるセパレータとを有する電極体であって、
前記正極には、第一種類の活物質を含む活物質層である第一正極活物質層と、前記第一種類の活物質よりも作動電位が貴な第二種類の活物質を含む活物質層である第二正極活物質層とが形成されており、
前記第二正極活物質層は、前記負極に形成された負極活物質層が配置されていない領域に対向する位置に配置されている
電極体。 An electrode body having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode includes a first positive electrode active material layer, which is an active material layer containing a first type of active material, and an active material containing a second type of active material having a higher operating potential than the first type of active material. A second positive electrode active material layer, which is a layer, is formed,
The second positive electrode active material layer is disposed at a position facing a region where the negative electrode active material layer formed on the negative electrode is not disposed.
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CN110380110A (en) * 2018-04-12 2019-10-25 三星Sdi株式会社 Electrode assembly and rechargeable battery including the electrode assembly
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