JPWO2011080988A1 - 蓄電デバイス - Google Patents

蓄電デバイス Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011080988A1
JPWO2011080988A1 JP2011547444A JP2011547444A JPWO2011080988A1 JP WO2011080988 A1 JPWO2011080988 A1 JP WO2011080988A1 JP 2011547444 A JP2011547444 A JP 2011547444A JP 2011547444 A JP2011547444 A JP 2011547444A JP WO2011080988 A1 JPWO2011080988 A1 JP WO2011080988A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
electrode
end wall
wall portion
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011547444A
Other languages
English (en)
Inventor
健二 南坂
健二 南坂
信雄 安東
信雄 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JM Energy Corp
Original Assignee
JM Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JM Energy Corp filed Critical JM Energy Corp
Publication of JPWO2011080988A1 publication Critical patent/JPWO2011080988A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

一端に一対の電極端子が設けられた外装容器内に電極捲回ユニットが配置された蓄電デバイスにおいて、内部抵抗が低く、生産性の高い蓄電デバイスを提供する。蓄電デバイスは、周壁部の両端に一端壁部および他端壁部が一体に形成された金属製の外装容器と、集電体に電極層が形成された一方の電極シートおよび他方の電極シートがセパレータを介して積重されて捲回されてなり、外装容器内にその軸方向に沿って配置された電極捲回ユニットと、一端壁部に絶縁されて設けられた一方の電極端子と、一端壁部に一端壁部に電気的に接続されて設けられた他方の電極端子とを具え、一方の電極シートの集電体における一端壁部に接近して位置する一側縁部に、一方の電極端子が電気的に接続され、他方の電極シートの集電体における他端壁部に接近して位置する他側縁部に、他端壁部が電気的に接続されることによって、外装容器を介して他方の電極端子が電気的に接続されている。

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスに関し、更に詳しくは、正極電極シートおよび負極電極シートが積重されて捲回されてなる電極捲回ユニットが管状の外装容器内に配置されてなる蓄電デバイスに関するものである。
近年、例えば自動車、搬送用大型自動車、風力発電装置、瞬停装置などの種々の分野において、高エネルギー密度および高出力特性を有する蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどが注目されている。
かかる蓄電デバイスとしては、それぞれ集電体を有する一対の電極シートがセパレータを介して積重されて捲回されてなる電極捲回ユニットを有する、いわゆる捲回型のものが知られており（特許文献１参照）、この捲回型の蓄電デバイスとしては、管状の外装容器の一端に、一対の電極端子が配置されてなるものが知られている（特許文献２参照）。
図８は、管状の外装容器の一端に正極電極端子および負極電極端子が配置された、従来の捲回型の蓄電デバイスの一例における構成を示す説明用断面図である。この蓄電デバイスにおいては、周壁部８１に底部８２が一体に形成されてなる有底円管状の外装容器８０内に、円筒状の電極捲回ユニット７１が外装容器８０の軸方向に沿って配置されている。電極捲回ユニット７１は、帯状の負極集電体７２に電極層が形成されてなる負極電極シートおよび帯状の正極集電体７３に電極層が形成されてなる正極電極シートがセパレータを介して積重された状態で捲回されて構成され、この例では、電極捲回ユニット７１の一端（図８において上端）において負極集電体７２が突出して内側に折り曲げられており、電極捲回ユニット７１の他端（図８において下端）において正極集電体７３が突出して内側に折り曲げられている。外装容器８０の一端（図８において上端）における開口には、絶縁性樹脂よりなる円板状の封口板８３がガスケット８４によって外装容器８０内が密閉されるよう配置されている。この封口板８３には、それぞれ螺旋形状の内周面を有するナット型の基部９１，９６および螺旋状の外周面を有する中空柱状のボルト型の固定部９２，９７よりなる正極電極端子９０および負極電極端子９５が当該封口板８３を貫通して外面から突出するよう互いに離間して設けられている。電極捲回ユニット７１の一端には、金属よりなる円板状の負極集電板８７が、負極集電体７２に溶接されて電気的に接続されるよう配置され、この負極集電板８７は、絶縁部材８８によって外装容器８０と絶縁されている。また、電極捲回ユニット７１の他端には、金属よりなる円板状の正極集電板８５が、正極集電体７３に溶接されて電気的に接続されるよう配置され、この正極集電板８５は、絶縁部材８６によって外装容器８０と絶縁されている。そして、正極集電板８５は、電極捲回ユニット７１の外周面および外装容器８０の周壁部８１内周面の間に形成されたスペースに電極捲回ユニット７１の他端側から一端側に向かって伸びるよう配置された正極リード線９３を介して、正極電極端子９０に電気的に接続され、負極集電板８７は、負極リード線９８を介して負極電極端子９５に電気的に接続されている。
特開２００７−６７１０５号公報 特再ＷＯ０５／０５２９６７号公報
しかしながら、上記の蓄電デバイスにおいては、以下のような問題がある。
電極捲回ユニット７１の他端に設けられた正極集電板８５を、外装容器８０の一端の封口板８３に設けられた正極電極端子９０に電気的に接続するためには、正極リード線９３として全長が相当に長いものを用いることが必要であるため、正極集電体７３と正極電極端子９０との間の電気抵抗値は、負極集電体７２と負極電極端子９５との間の電気抵抗値に比較して極めて高くなる。
また、正極集電体７３と正極電極端子９０との間の電気抵抗値を低下させるために、線径や線幅が大きいすなわち断面積が大きい正極リード線９３を用いること、或いは複数の正極リード線９３を用いることなどが考えられるが、小型でエネルギー密度の高い蓄電デバイスを得るためには、外装容器８０内における電極捲回ユニット７１の配置スペース以外のスペースを小さくすることが必要であるため、断面積の大きい正極リード線９３や複数の正極リード線９３によって、正極集電体７３と正極電極端子９０とを電気的に接続することは、実際上困難である。
また、電極捲回ユニット７１の一端において、正極集電体７３と正極電極端子９０との電気的接続および負極集電体７２と負極電極端子９５との電気的接続の両方を行う構成も考えられるが、このような構成では正極−負極間の短絡が生じるおそれがあり、高容量の蓄電デバイスにおいては、安全性に問題があるため不適である。
以上のように、従来の高容量の蓄電デバイスにおいては、全長が長くて断面積が小さいリード線を用いることが必要であるため、内部抵抗が高く、種々の問題、例えば使用中に高い温度に発熱する、或いは充放電中のエネルギーロスが大きい、という問題がある。
また、全長が長くて断面積が小さいリード線は取扱い性が低く、このようなリード線を外装容器内における小さいスペースに配線することが必要であるため、生産性が低くなる、という問題がある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、一端に一対の電極端子が設けられた外装容器内に電極捲回ユニットが配置されてなる蓄電デバイスにおいて、内部抵抗が低く、生産性の高い蓄電デバイスを提供することにある。
本発明の蓄電デバイスは、管状の周壁部の両端に一端壁部および他端壁部が一体に形成されてなる金属製の外装容器と、
それぞれ集電体に電極層が形成されてなる一方の電極シートおよび他方の電極シートがセパレータを介して積重された状態で捲回されてなり、前記外装容器内にその軸方向に沿って配置された筒状の電極捲回ユニットと、
前記一端壁部に当該一端壁部と絶縁された状態で設けられた一方の電極端子と、
前記一端壁部に当該一端壁部に電気的に接続された状態で設けられた他方の電極端子とを具えてなり、
前記一方の電極シートの集電体における前記一端壁部に接近して位置する一側縁部に、前記一方の電極端子が電気的に接続され、
前記他方の電極シートの集電体における前記他端壁部に接近して位置する他側縁部に、前記他端壁部が電気的に接続されることによって、当該他方の電極シートの集電体における他側縁部に前記外装容器を介して前記他方の電極端子が電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の蓄電デバイスにおいては、前記他端壁部の内面に溶接された集電板を介して、前記他方の電極シートの集電体における他側縁部に、前記他端壁部が電気的に接続されていることが好ましい。
また、前記電極捲回ユニットにおける前記一端壁部に接近して位置する一端に設けられた集電板および当該集電板に電気的に接続されたリード線を介して、前記一方の電極シートの集電体における一側縁部に、前記一方の電極端子が電気的に接続されていることが好ましい。
また、前記一方の電極端子および前記他方の電極端子は、前記一端壁部の外面から突出するよう設けられていることが好ましい。
このような蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタとして好適である。
本発明によれば、外装容器として管状の周壁部の両端に一端壁部および他端壁部が一体に形成されてなる金属製のものを用い、当該外装容器の他端壁部に接近して位置する他方の電極シートの集電体の他側縁部に、リード線の代わりに外装容器を介して、他方の電極端子が電気的に接続されており、この外装容器の断面積は、リード線の断面積に比較して相当に大きくて電気抵抗値が相当に低いため、内部抵抗の低い蓄電デバイスが得られる。
また、他方の電極シートの集電体の他側縁部と他方の電極端子とを電気的に接続するために、全長が長くて断面積が小さいリード線を配線することが不要であるため、蓄電デバイスの製造において高い生産性が得られる。
本発明に係る捲回型リチウムイオンキャパシタの一例における構成を示す説明用断面図である。 電極捲回ユニットの構成を示す説明用断面図である。 電極捲回ユニットを構成する電極積重体の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。 電極捲回ユニットの外観を示す説明図である。 負極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。 正極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。 集電体にリチウムイオン供給源が圧着された状態を示す説明図である。 管状の外装容器の一端に正極電極端子および負極電極端子が配置された、従来の捲回型の蓄電デバイスの一例における構成を示す説明用断面図である。
以下、本発明の蓄電デバイスを、捲回型リチウムイオンキャパシタ（以下、「捲回型ＬＩＣ」ともいう。）として実施した場合について説明する。
図１は、本発明に係る捲回型ＬＩＣの一例における構成を示す説明用断面図である。
この捲回型ＬＩＣにおいては、金属製の外装容器２０内に、円筒状の電極捲回ユニット１０が設けられている。
図２は、電極捲回ユニットの構成を示す説明用断面図、図３は、電極捲回ユニットを構成する電極積重体の説明図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。
電極捲回ユニット１０は、帯状の第１のセパレータ１３の一面に、正極電極シート（他方の電極シート）１１、帯状の第２のセパレータ１４および負極電極シート（一方の電極シート）１２が、この順で積重されてなる電極積重体１０Ａが、その一端から円筒状に捲回されて構成されている。ここで、正極電極シート１１および負極電極シート１２は、後述するそれぞれの電極層が第２のセパレータ１４を介して互いに対向するよう配置されている。図示の例では、電極積重体１０Ａは負極電極シート１２が内側となるよう捲回されている。また、第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４は、正極電極シート１１および負極電極シート１２よりも長尺なものであり、電極積重体１０Ａにおいては、正極電極シート１１は、第１のセパレータ１３の一端部分１３ａおよび他端部分１３ｂを除く中央部分に積重され、負極電極シート１２は、第２のセパレータ１４の一端部分１４ａおよび他端部分１４ｂを除く中央部分に積重されている。
本発明において、「正極」とは、放電の際に電流が流出し、充電の際に電流が流入する側の極を意味し、「負極」とは、放電の際に電流が流入し、充電の際に電流が流出する側の極を意味する。
第１のセパレータ１３の一端部分１３ａと第２のセパレータ１４の一端部分１４ａとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１５が、正極電極シート１１および負極電極シート１２の各々とは直接接触しないよう、電極捲回ユニット１０において略１周捲回された状態で配置されている。また、第１のセパレータ１３の他端部分１３ｂと第２のセパレータ１４の他端部分１４ｂとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１６が、正極電極シート１１および負極電極シート１２の各々とは直接接触しないよう、電極捲回ユニット１０において略１周捲回された状態で配置されている。
図４に示すように、電極捲回ユニット１０の外周面、すなわち第１のセパレータ１３の他端部分１３ｂの外面には、電極捲回ユニット１０を固定する、一面に粘着剤層を有する２つのテープ１７が設けられている。このようなテープ１７を設けることにより、電極捲回ユニット１０を外装容器２０内に収容する作業が容易となり、捲回型ＬＩＣの組立て作業性の向上を図ることができる。
負極電極シート１２は、図５に示すように、帯状の負極集電体１２ａの少なくとも一面に、負極活物質を含有してなる電極層１２ｂが形成されてなるものである。図示の例では、電極層１２ｂは、負極集電体１２ａにおける一端壁部２２に接近して位置する一側縁部１２ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅの表面が露出した状態とされている。
一方、正極電極シート１１は、図６に示すように、帯状の正極集電体１１ａの少なくとも一面に、正極活物質を含有してなる電極層１１ｂが形成されてなるものである。図示の例では、電極層１１ｂは、正極集電体１１ａにおける他端壁部２３に接近して位置する他側縁部１１ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅの表面が露出した状態とされている。
そして、電極積重体１０Ａにおいては、正極電極シート１１は、第１のセパレータ１３上に、正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅが当該第１のセパレータ１３の他側縁から突出するよう積重され、負極電極シート１２は、第２のセパレータ１４上に、負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅが当該第２のセパレータ１４の一側縁から突出するよう積重されている。また、電極捲回ユニット１０においては、第１のセパレータ１３の他側縁から突出する正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅが、当該電極捲回ユニット１０の他端（図１において下端）において突出して内側に折り曲げられており、一方、第２のセパレータ１４の一側縁から突出する負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅが、当該電極捲回ユニット１０の一端（図１において上端）から突出して内側に折り曲げられている。
正極集電体１１ａおよび負極集電体１２ａ（以下、両者を併せて「電極集電体」ともいう。）は、表裏面を貫通する孔を有する多孔材よりなるものであり、かかる多孔材の形態としては、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属網、発泡体、あるいはエッチングにより貫通孔が形成された多孔質箔等が挙げられる。
電極集電体の孔の形状は、円形、矩形、その他適宜の形状に設定することができる。また、電極集電体の厚みは、強度および軽量化の観点から、２０〜５０μｍであることが好ましい。
電極集電体の気孔率は、通常、１０〜７９％、好ましくは２０〜６０％である。ここで、気孔率は、［１−（電極集電体の質量／電極集電体の真比重）／（電極集電体の見かけ体積）］×１００によって算出されるものである。
電極集電体の材質としては、一般に有機電解質電池などの用途で使用されている種々のものを用いることができる。負極集電体１２ａの材質の具体例としては、ステンレス、銅、ニッケル等が挙げられ、正極集電体１１ａの材質の具体例としては、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。
このような多孔材を電極集電体として用いることにより、リチウムイオン供給源１５，１６から放出されるリチウムイオンが電極集電体の孔を通って自由に各電極間を移動するので、負極電極シート１２および／または正極電極シート１１における電極層１１ｂ，１２ｂにリチウムイオンをドーピングすることができる。
また、本発明においては、電極集電体における少なくとも一部の孔を、脱落しにくい導電性材料を用いて閉塞し、この状態で、電極集電体の一面に、電極層１１ｂ，１２ｂが形成されることが好ましく、これにより、電極の生産性を向上させることができると共に、電極集電体から電極層１１ｂ，１２ｂが脱落することによって生じる蓄電デバイスの信頼性の低下を防止または抑制することができる。
また、電極の厚み（電極集電体および電極層の合計の厚み）を小さくすることにより、一層高い出力密度を得ることができる。
また、電極集電体における孔の形態および数等は、後述する電解液中のリチウムイオンが集電体に遮断されることなく電極の表裏間を移動できるように、また、導電性材料によって閉塞し易いように適宜設定することができる。
負極電極シート１２における電極層１２ｂは、リチウムイオンを可逆的に担持可能な負極活物質を含有してなるものである。
電極層１２ｂを構成する負極活物質としては、例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭素原子の原子数比（以下「Ｈ／Ｃ」と記す。）が０．０５〜０．５０であるポリアセン系骨格構造を有するポリアセン系有機半導体（以下、「ＰＡＳ」という。）等を好適に用いることができる。
本発明において、負極活物質は、細孔直径が３ｎｍ以上で細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以上のものが好ましく、その細孔直径の上限は限定されないが、通常は３〜５０ｎｍの範囲である。また、細孔容積の範囲についても特に限定されないが、通常０．１０〜０．５ｍＬ／ｇであり、好ましくは０．１５〜０．５ｍＬ／ｇである。
本発明に係る捲回型ＬＩＣにおいて、負極電極シート１２における電極層１２ｂは、上記の炭素材料やＰＡＳ等の負極活物質を含有してなる材料を用いて負極集電体１２ａ上に形成されるが、その方法は特定されず公知の方法を利用することができる。具体的には、負極活物質粉末、バインダーおよび必要に応じて導電性粉末が水系媒体または有機溶媒中に分散されてなるスラリーを調製し、このスラリーを負極集電体１２ａの表面に塗布して乾燥することによって、或いは上記スラリーを予めシート状に成形し、得られる成形体を負極集電体１２ａの表面に貼り付けることによって、電極層１２ｂを形成することができる。
ここで、スラリーの調製に用いられるバインダーとしては、例えばＳＢＲ等のゴム系バインダーや、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中では、バインダーとしてフッ素系樹脂が好ましく、特にフッ素原子／炭素原子の原子数比（以下、「Ｆ／Ｃ」という。）が０．７５以上で１．５未満であるフッ素系樹脂を用いることが好ましく、Ｆ／Ｃが０．７５以上で１．３未満のフッ素系樹脂が更に好ましい。
バインダーの使用量は、負極活物質の種類や電極形状等により異なるが、負極活物質に対して１〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％である。
また、必要に応じて使用される導電性材料としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、グラファイト、金属粉末等が挙げられる。この導電性材料の使用量は、負極活物質の電気伝導度、電極形状等により異なるが、負極活物質に対して２〜４０質量％の割合で用いることが好ましい。
負極集電体１２ａに上記スラリーを塗工することによって、電極層１２ｂを形成する場合には、負極集電体１２ａの塗工面に導電性材料の下地層を形成することが好ましい。負極集電体１２ａの表面にスラリーを直接塗工する場合には、負極集電体１２ａが多孔材であるため、スラリーが負極集電体１２ａの孔から洩れ出したり、あるいは負極集電体１２ａの表面が平滑でないため、均一な厚みを有する電極層１２ｂを形成することが困難となることがある。そして、負極集電体１２ａの表面に下地層を形成することにより、孔が下地層によって塞がれると共に、平滑な塗工面が形成されるので、スラリーを塗工しやすくなると共に、均一な厚みを有する電極層１２ｂを形成することができる。
負極電極シート１２における電極層１２ｂの厚みは、得られる捲回型ＬＩＣに十分なエネルギー密度が確保されるよう正極電極シート１１における電極層１１ｂの厚みとのバランスで設計されるが、得られる捲回型ＬＩＣの出力密度、エネルギー密度および工業的生産性等の観点から、負極集電体１２ａの一面に形成される場合では、通常、１５〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍである。
正極電極シート１１における電極層１１ｂは、リチウムイオンおよび／または例えばテトラフルオロボレートのようなアニオンを可逆的に担持できる正極活物質を含有してなるものである。
電極層１１ｂを構成する正極活物質としては、例えば活性炭、導電性高分子、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であってＨ／Ｃが０．０５〜０．５０であるポリアセン系骨格構造を有するＰＡＳ等を用いることができる。
正極電極シート１１における電極層１１ｂは、負極電極シート１２における電極層１２ｂと同様の方法によって形成することができる。
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４としては、電解液、正極活物質或いは負極活物質に対して耐久性があり、電解液が含浸可能な連通気孔を有する電気伝導性の小さい多孔体等を用いることができる。
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の材質としては、セルロース（紙）、セルロース／レーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他公知のものを用いることができる。これらの中では、セルロース（紙）が耐久性および経済性の点で好ましい。
第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の厚みは特に限定されないが、通常、２０〜５０μｍ程度が好ましい。
図７に示すように、リチウムイオン供給源１５，１６は、金属製の集電体（以下、「リチウム極集電体」という。）１５ａ，１６ａに圧着または積重されていることが好ましい。このような構成においては、リチウム極集電体１５ａ，１６ａにはリチウム極端子（図示省略）を設けることにより、或いは、リチウム極集電体１５ａ，１６ａにおける一端壁部２２に接近して位置する一側縁部が第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４の各々の一側縁から突出するよう設けられることにより、負極電極端子３５に電気的に接続することかできる。
このリチウム極集電体１５ａ，１６ａとしては、リチウムイオン供給源１５，１６を構成するリチウム金属が圧着しやすく、必要に応じてリチウムイオンが通過するよう、電極集電体と同様な多孔構造のものを用いることが好ましい。また、リチウム極集電体１５ａ，１６ａの材質は、ステンレス等のリチウムイオン供給源１５，１６と反応しないものを用いることが好ましい。
また、リチウム極集電体１５ａ，１６ａとして、ステンレスメッシュ等の導電性多孔体を用いる場合には、リチウムイオン供給源１５，１６を構成するリチウム金属の少なくとも一部、特に８０質量％以上が、リチウム極集電体１５ａ，１６ａの孔に埋め込まれていることが好ましく、これにより、リチウムイオンが負極電極シート１２に担持された後も、リチウム金属の消失によって正極電極シート１１および負極電極シート１２の間に生じる隙間が少なくなり、得られる捲回型ＬＩＣの信頼性をより確実に維持することができる。
また、リチウム極集電体１５ａ，１６ａの厚みは、１０〜２００μｍ程度であることが好ましい。
また、リチウム極集電体１５ａ，１６ａに圧着されるリチウム金属の厚みは、負極電極シート１２に予め担持するリチウムイオンの量を考慮して適宜定められるが、通常、１〜３００μｍであり、５０〜３００μｍ程度が好ましい。
リチウムイオン供給源１５，１６を構成するリチウム金属の量は、正極電極シート１１と負極電極シート１２とを短絡させた後における正極電極シート１１の電位が２．０Ｖ以下となるように、リチウムイオンがドーピングされる量に設定することが好ましく、更に、例えば負極電極シート１２に対して、リチウムイオンが電極捲回ユニット１０の外周面および内周面の両側から可能な限り均衡して迅速にドーピングされるように、リチウムイオン供給源１５を構成するリチウム金属の量およびリチウムイオン供給源１６を構成するリチウム金属の量を配分することが好ましい。
テープ１７の基材の材質としては、電解液に対して耐久性を有し、得られる捲回型ＬＩＣに悪影響を与えないものであれば特に限定されないが、例えばポリイミドやポリプロピレンなどが挙げられる。
また、テープ１７は、厚みが５０〜１００μｍ程度、幅が５〜１０ｍｍ程度のものが、電極捲回ユニット１０を安定して固定することができ、かつ、作業性も向上するので好ましい。
また、テープ１７は、電極捲回ユニット１０の１周以上を捲くよう設けられていても、電極捲回ユニット１０の１周未満を捲くよう設けられていてもよい。
外装容器２０は、円管状の周壁部２１の両端にそれぞれ円板状の一端壁部２２および他端壁部２３が一体に形成されて構成されている。ここで、「一体」とは、溶接等による継ぎ目を介して一体化されている場合を含む。図示の例では、一端壁部２２は、周壁部２１の一端の周縁に溶接されることによって一体に形成され、他端壁部２３は、一体成形によって周壁部２１の他端に連続して一体に形成されている。
そして、電極捲回ユニット１０は、外装容器２０内に、当該電極捲回ユニット１０の一端、すなわち負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅが一端壁部２２に接近して位置するよう、当該外装容器２０の軸方向に沿って配置されている。
外装容器２０における一端壁部２２には、それぞれ螺旋形状の内周面を有する金属製のナット型の基部３１，３６および螺旋状の外周面を有する中空柱状の金属製のボルト型の固定部３２，３７よりなる正極電極端子３０および負極電極端子３５が、当該一端壁部２２の外面から突出するよう互いに離間して設けられている。具体的には、正極電極端子３０は、その基端部が外装容器２０における一端壁部２２の外面に溶接によって固定されて電気的に接続された状態で設けられている。一方、負極電極端子３５は、外装容器２０における一端壁部２２を厚み方向に貫通して伸びるよう設けられており、負極電極端子３５における一端壁部２２を貫通する部分において、当該負極端子電極３５と一端壁部２２との間に絶縁性材料よりなるガスケット３８が設けられており、これにより、負極電極端子３５は一端壁部２２と電気的に絶縁された状態とされている。
外装容器２０を構成する金属としては、特に限定されず、例えば鉄、アルミニウム等の金属材料を用いることができるが、得られる捲回型ＬＩＣの軽量化の観点からは、アルミニウムが好ましい。
外装容器２０の寸法は、内部に配置される電極捲回ユニット１０の寸法により設定されるが、例えば全長が１２０〜１５０ｍｍ、内径が３０〜６０ｍｍである。また、外装容器２０の肉厚は、例えば０．３〜１．２ｍｍ、好ましくは０．４〜０．８ｍｍである。
正極電極端子３０としては、アルミニウムよりなるものを好適に用いることができ、一方、負極端子電極３５としては、銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを好適に用いることができる。
また、正極電極端子３０および負極電極端子３５の外径は、例えば５〜１２ｍｍである。
また、正極電極端子３０および負極電極端子３５における一端壁部２２からの突出高さは、例えば５〜３０ｍｍである。
電極捲回ユニット１０の一端には、金属よりなる円板状の負極集電板２６が、負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接若しくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で、かつ、絶縁性樹脂よりなる絶縁部材２７によって外装容器２０と絶縁された状態で設けられており、この負極集電板２６には、負極リード線２８が電気的に接続され、更にこの負極リード線２８が負極電極端子３５に電気的に接続されることによって、負極集電体１２ａの一側縁部１２ｅに、負極集電板２６および負極リード線２８を介して、負極電極端子３５が電気的に接続されている。
また、電極捲回ユニット１０の他端には、金属よりなる円板状の正極集電板２５が、正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接若しくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で配置され、更に、この正極集電板２５は外装容器２０の他端壁部２３の内面に、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接若しくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続されており、これにより、正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅに、正極集電板２５および外装容器２０（他端壁部２３、周壁部２１および一端壁部２２）を介して、正極電極端子３０が電気的に接続されている。
正極集電板２５としては、アルミニウムよりなるものを用いることができ、負極集電板２６としては、銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを用いることができる。
また、正極集電板２５および負極集電板２６の厚みは、例えば０．４〜１．０ｍｍである。
外装容器２０内には、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液よりなる電解液が充填されている。
電解質を構成するリチウム塩としては、リチウムイオンを移送可能で、高電圧下においても電気分解を起こさず、リチウムイオンが安定に存在し得るものであればよく、その具体例としては、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、Ｌｉ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 Ｎなどが挙げられる。
非プロトン性有機溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホランなどが挙げられる。これらの非プロトン性有機溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
電解液は、上記の電解質および溶媒を充分に脱水された状態で混合することによって調製されるが、電解液中の電解質の濃度は、電解液による内部抵抗を小さくするために、少なくとも０．１モル／Ｌ以上であることが好ましく、０．５〜１．５モル／Ｌであることが更に好ましい。
上記の捲回型ＬＩＣは、例えば円管状の周壁部２１の他端に他端壁部２３が一体成形された外装容器材を用意し、この外装容器材内に、電極捲回ユニット１０を配置すると共に、所要の電気接続作業を行った後、外装容器材の一端に、正極電極端子３０および負極電極端子３５が設けられた円板状の一端壁部材を溶接して一体化することにより、外装容器２０を形成し、更に、外装容器２０内に電解液を充填することによって得られる。
そして、このようにして作製された捲回型ＬＩＣにおいては、外装容器２０内にリチウムイオンを供給し得る電解液が充填されているため、適宜の期間放置されると、負極電極シート１２および／または正極電極シート１１とリチウムイオン供給源１５，１６との電気化学的接触によって、リチウムイオン供給源１５，１６から放出されたリチウムイオンが負極電極シート１２および／または正極電極シート１１にドーピングされる。
また、予め第１のセパレータ１３および第２のセパレータ１４にリチウムイオン供給源１５，１６を配置した状態で電極積重体１０Ａが捲回されることによって、電極捲回ユニット１０の作製とリチウムイオン供給源１５，１６の配置とを同一の工程で行うことができるため、一層高い生産性が得られる。
上記の構成によれば、外装容器２０として管状の周壁部２１の両端に一端壁部２２および他端壁部２３が一体に形成されてなる金属製のものを用い、当該外装容器２０の他端壁部２３に接近して位置する、正極電極シート１１の正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅに、リード線の代わりに外装容器２０を介して、正極電極端子３０が電気的に接続されており、この外装容器２０の断面積は、リード線の断面積に比較して相当に大きくて電気抵抗値が相当に低く、内部抵抗の低い捲回型ＬＩＣが得られる。このような捲回型ＬＩＣは、使用中に高い温度に発熱することがなく、充放電中のエネルギーロスが小さいものである。
また、正極電極シート１１の正極集電体１１ａの他側縁部１１ｅと正極電極端子３０とを電気的に接続するために、全長が長くて断面積が小さいリード線を配線することが不要であるため、捲回型ＬＩＣの製造において高い生産性が得られる。
以上、本発明の蓄電デバイスの実施の形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば負極電極端子と正極電極端子とが逆の構成、具体的には、負極電極シートの負極集電体における他側縁部に、他端壁部が電気的に接続されることによって、外装容器を介して負極電極端子が電気的に接続されていてもよい。
また、正極集電体と他端壁部との電気的接続構造、および負極集電体と負極電極端子との電気的接続構造は、図１に示す構造に限定されず、適宜のものを採用することができる。
また、上記の実施の形態の外装容器は、他端壁部が一体成形によって形成された周壁部に、一端壁部が溶接によって周壁部に一体に形成されてなるものであるが、（ａ）一端壁部が一体成形によって形成された周壁部に、他端壁部が溶接によって周壁部に一体に形成されてなるもの、（ｂ）一端壁部および他端壁部の両方が溶接によって周壁部に一体に形成されてなるもの、或いは、（ｃ）周壁部に一端壁部および他端壁部の両方が一体成形によって形成されてなるものであってもよい。上記（ｃ）の構成の場合には、外装容器内に電極捲回ユニットを収容するためには、周壁部として、２つ以上の部材が溶接によって一体化されてなるものを用いればよい。
また、本発明において、「一体成形」とは、プレス加工などによる一体化形成のことを意図しており、「一体に形成」とは、溶接（熱線、抵抗、超音波等を含む）による継ぎ目を介して一体化されている場合を含む意味であるが、一体に形成する手段としては、周壁部とこれに一体に形成される一端壁部および他端壁部とが電気的に接続されていれば、溶接に限定されるものではなく、導電性接着剤等を用いて一体に形成されていてもよい。
また、電極捲回ユニットは、円筒状のものに限定されず、例えば外周の輪郭形状が矩形の筒状のものであってもよく、このような電極捲回ユニットを有する蓄電デバイスにおいては、外装容器として、外周の輪郭形状が矩形の周壁部を有するものを用いることができる。
また、本発明は、捲回型ＬＩＣに限定されず、捲回型のリチウムイオン二次電池にも好適に適用することができ、また、その他の捲回型の蓄電デバイスに適用することもできる。
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〈実施例１〉
図２〜図７の構成に従い、以下のようにして電極捲回ユニットを作製した。
（１）負極電極シートの製造：
厚みが０．５ｍｍのフェノール樹脂成形板をシリコニット電気炉中に入れ、窒素雰囲気下で５０℃／時間の速度で５００℃まで昇温し、更に１０℃／時間の速度で６６０℃まで昇温して熱処理することにより、ＰＡＳ板を製造した。得られたＰＡＳ板をディスクミルで粉砕することにより、ＰＡＳ粉体を調製した。このＰＡＳ粉体のＨ／Ｃ比は０．２１であった。
次いで、調製したＰＡＳ粉体１００質量部と、ポリフッ化ビニリデン粉末１０質量部とを、Ｎ−メチルピロリドン８０質量部に添加して溶解・分散することにより、負極用スラリーを調製した。この負極用スラリーを、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）よりなる負極集電体材の両面に、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥し、得られた塗膜に対してプレス加工を施すことにより、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１１．７ｃｍの電極層を形成した。そして、負極集電体材をカットすることにより、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１２．７ｃｍの負極集電体の両面に、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１１．７ｃｍの電極層が形成されてなり、負極集電体に電極層が形成されていない幅が１０ｍｍの一側縁部を有する負極電極シートを製造した。
得られた負極電極シートの厚み（負極集電体とその両面に形成された電極層との合計の厚み）は、７７μｍであった。
また、この負極電極シートを作用極、リチウム金属を対極、参照極とし、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6 が溶解されてなる電解液を用いてキャパシタを構成した。
（２）正極電極シートの製造：
比表面積が１９５０ｍ2 ／ｇの活性炭粉末１００質量部と、アセチレンブラック１０質量部と、アクリル系バインダー７質量部と、カルボキシメチルセルロース４質量部とを、水に添加して分散することにより、正極用スラリーを調製した。
一方、厚さが３５μｍで気孔率が５０％のアルミニウム製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）よりなる正極集電体材の両面に、非水系のカーボン系導電塗料（日本アチソン株式会社製：ＥＢ−８１５）を、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥することにより、長さが２６０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの下地層を形成した。正極集電体とその両面に形成された下地層との合計の厚みは、５２μｍであり、正極集電体材の孔は、下地層によって閉塞されていた。
次いで、調製した正極用スラリーを、正極集電体材に形成された下地層の両面に、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥し、得られた塗膜に対してプレス加工を施すことにより、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの電極層を形成した。そして、正極集電体材をカットすることにより、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１２．２ｃｍの負極集電体の両面に、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの電極層が形成されてなり、正極集電体に電極層が形成されていない幅が１０ｍｍの他側縁部を有する正極電極シートを製造した。
得られた正極電極シートの厚み（正極集電体とその両面に形成された下地層および電極層との合計の厚み）は、２１２μｍであった。
また、この正極電極シートを作用極、リチウム金属を対極、参照極とし、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6 が溶解されてなる電解液を用いてキャパシタを構成した。
（３）電極捲回ユニットの作製：
それぞれ長さが４３０．０ｃｍ、幅が１２．７ｃｍ、厚みが３５μｍのセルロース／レーヨン混合不織布よりなる第１のセパレータおよび第２のセパレータを用意し、第１のセパレータの一端部分の表面に、長さが３．５ｃｍ、幅が１０．０ｃｍで、厚みが１７０μｍのリチウム金属箔よりなるリチウムイオン供給源を配置し、これを圧着することによって固定し、このリチウムイオン供給源上に、長さが３．５ｃｍ、幅が１２．７ｃｍで、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタルよりなるリチウム極集電体を配置し、これを圧着することによって固定した。一方、第１のセパレータの他端部分の表面に、長さが１１０ｃｍ、幅が１０．０ｃｍで、厚みが１７０μｍのリチウム金属箔よりなるリチウムイオン供給源を配置し、これを圧着することによって固定し、これらのリチウムイオン供給源上に、長さが１１０ｃｍ、幅が１２．７ｃｍで、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタルよりなるリチウム極集電体を配置し、これを圧着することによって固定した。
そして、第１のセパレータの表面における２つのリチウムイオン供給源の間の位置に、正極電極シートを、正極集電体の他端縁部が第１のセパレータの他端縁から突出するよう配置した。次いで、この正極電極シート上に、第２のセパレータを、正極集電体の他端縁部が当該第２のセパレータの他端縁から突出するよう積重し、この第２のセパレータ上に、負極電極シートを、負極集電体の一側縁部が当該第２のセパレータの一側縁から突出するよう積重することにより、電極積重体を構成した。ここで、正極電極シートおよび負極電極シートは、それぞれの電極層が第２のセパレータを介して互いに対向するよう配置した。この電極積重体を、直径８ｍｍのステンレス製の芯棒に対し、負極電極シートが内側となるよう当該電極積重体の一端から捲回することにより、内径８ｍｍ、外径３８ｍｍの円筒状の電極捲回ユニットを作製し、この電極捲回ユニットの外周面に、一面に粘着剤層を有する、縦横の寸法が５．０ｃｍ×１．０ｃｍで、厚みが３５μｍのポリプロピレンよりなる２つのテープを設けることによって、当該電極捲回ユニットを固定した。
得られた電極捲回ユニットにおける負極集電体の一側縁部を内側に折り曲げ、当該負極集電体の一側縁部に、直径が３．５ｃｍ、厚みが０．４ｍｍの円板状であって、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極集電板を、抵抗溶接により溶接して電気的に接続し、更に、この負極集電板に、長さが２０ｍｍ、幅が１５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極リード線をレーザ溶接により溶接して電気的に接続すると共に、負極集電板に外装容器と絶縁するためのポリプロピレンよりなる絶縁部材を配置した。また、正極集電体の他側縁部を内側に折り曲げ、当該正極集電体の他側縁部に、直径が３．５ｃｍ、厚みが０．４ｍｍの円板状のアルミニウムよりなる正極集電板を、抵抗溶接により溶接して電気的に接続した。
（４）捲回ＬＩＣの製造：
円管状の周壁部の他端に他端壁部が一体成形されてなる、外径が４０ｍｍ、内径が３９．２ｍｍ（肉厚が０．４ｍｍ）、全長が１４０ｍｍのアルミニウム製の外装容器材を用意し、この外装容器材内に、正極集電板および負極集電板が設けられた電極捲回ユニットを、当該正極集電板が他端壁部の内面に接するよう当該外装容器材の軸方向に沿って配置すると共に、正極集電板を他端壁部の内面に超音波溶接により溶接して電気的に接続した。
一方、直径が４０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍの円板状のアルミニウムよりなり、電解液注入口および電極端子配置用の貫通孔が形成された一端壁部材を用意し、この一端壁部材の貫通孔に、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍのナット型の基部を有する、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極電極端子を挿入して一面から突出するよう配置すると共に、当該負極電極端子を、ポリフェニレンサルファイドよりなるガスゲットにより、当該一端壁部材と絶縁された状態で固定した。また、一端壁部材の一面に、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍのナット型の基部を有する、アルミニウムよりなる正極電極端子を当該一端壁部材の一面から突出するよう配置し、正極電極端子の基端部を抵抗溶接により溶接して一端壁部材に固定することにより、電気的に接続した。ここで、正極電極端子と負極電極端子との間の離間距離は１５ｍｍである。
次いで、負極集電体に溶接された負極リード線を、負極電極端子の基端にレーザ溶接により溶接して電気的に接続し、一端壁部材を外装容器材の一端にその開口を塞ぐよう配置して溶接によって一体化することにより、円管状の周壁部の両端に一端壁部および他端壁部が一体に形成されてなる外装容器を形成した。
そして、一端壁部に形成された電解液注入口から、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6 が溶解されてなる電解液を注入し、その後、注入口を蓋材によって塞ぐことにより、図１に示す構成の捲回型ＬＩＣを製造した。
以上において、外装容器における一端壁部と他端壁部との間の電気抵抗値を、ＨＩＯＫＩ社製の抵抗測定装置で測定したところ、０．１９３ｍΩであることが確認された。
〈比較例１〉
図８に示す構成に従い、以下のようにして比較用の捲回型ＬＩＣを製造した。
実施例１と同様にして、負極電極シートおよび正極電極シートを製造した後、電極捲回ユニットを製造し、この電極捲回ユニットを２つのテープによって固定した。
そして、負極集電体の一側縁部を内側に折り曲げ、当該負極集電体の一側縁部に、直径が３．５ｃｍ、厚みが０．４ｍｍの円板状であって、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極集電板を、抵抗溶接により溶接して電気的に接続し、更に、この負極集電板に、長さが２０ｍｍ、幅が１５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの負極リード線をレーザ溶接により溶接して電気的に接続した。また、正極集電体の他側縁部を内側に折り曲げ、当該正極集電体の他側縁部に、直径が３．５ｃｍ、厚みが０．４ｍｍの円板状のアルミニウムよりなる正極集電板を、超音波溶接により溶接して電気的に接続し、更に、この正極集電板に、長さが１４０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、厚みが０．６ｍｍの正極リード線をレーザ溶接により溶接して電気的に接続した。
次いで、電極捲回ユニットの両端に設けられた負極集電板および正極集電板に、それぞれ外装容器と絶縁するためのポリプロピレンよりなる絶縁部材を配置し、当該電極捲回ユニットを実施例１と同様の構成の外装容器材内に、正極集電板を固定する絶縁部材が外装容器材の底部（他端壁部）の内面に接するよう配置した。
また、直径が４０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍの円板状のアルミニウムよりなり、電解液注入口および電極端子配置用の２つの貫通孔が形成された封口板を用意し、この封口板の貫通孔の各々に、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍのナット型の基部を有するアルミニウムよりなる正極電極端子、および外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍのナット型の基部を有する、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる負極電極端子を挿入して一面から突出するよう配置して固定した。ここで、正極電極端子と負極電極端子との間の離間距離は１５ｍｍである。
更に、負極集電体に溶接された負極リード線を、負極電極端子の基端にレーザ溶接により溶接して電気的に接続すると共に、正極集電体に溶接された正極リード線を、正極電極端子の基端にレーザ溶接により溶接して電気的に接続し、封口板を、外装容器材の一端にその開口を塞ぐよう配置し、ガスケットにより固定した。
そして、封口板に形成された電解液注入口から、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6 が溶解されてなる電解液を注入し、その後、注入口を蓋材によって塞ぐことにより、図８に示す構成の捲回型ＬＩＣを製造した。
以上において、正極リード線における一端と他端との間の電気抵抗値を、ＨＩＯＫＩ社製の抵抗測定装置で測定したところ、０．６１５ｍΩであることが確認された。
以上の結果から明らかなように、実施例１に係る捲回型ＬＩＣは、正極電極シートにおける正極集電体と正極電極端子とが、断面積の大きくて電気抵抗の小さい外装容器を介して電気的に接続されているため、内部抵抗が低いものであることが理解される。
また、実施例１に係る捲回型ＬＩＣによれば、その製造工程において、正極リード線の配線作業が不要であるため、高い生産性が得られる。
１０ 電極捲回ユニット
１０Ａ 電極積重体
１１ 正極電極シート
１１ａ 正極集電体
１１ｂ 電極層
１１ｅ 他側縁部
１２ 負極電極シート
１２ａ 負極集電体
１２ｂ 電極層
１２ｅ 一側縁部
１３ 第１のセパレータ
１３ａ 一端部分
１３ｂ 他端部分
１４ 第２のセパレータ
１４ａ 一端部分
１４ｂ 他端部分
１５，１６ リチウムイオン供給源
１５ａ，１６ａ リチウム極集電体
１７ テープ
２０ 外装容器
２１ 周壁部
２２ 一端壁部
２３ 他端壁部
２５ 正極集電板
２６ 負極集電板
２７ 絶縁部材
２８ 負極リード線
３０ 正極電極端子
３１ 基部
３２ 固定部
３５ 負極電極端子
３６ 基部
３７ 固定部
３８ ガスケット
７１ 電極捲回ユニット
７２ 負極集電体
７３ 正極集電体
８０ 外装容器
８１ 周壁部
８２ 底部
８３ 封口板
８４ ガスケット
８５ 正極集電板
８６ 絶縁部材
８７ 負極集電板
８８ 絶縁部材
９０ 正極電極端子
９１ 基部
９２ 固定部
９３ 正極リード線
９５ 負極電極端子
９６ 基部
９７ 固定部
９８ 負極リード線

Claims (5)


  1. 管状の周壁部の両端に一端壁部および他端壁部が一体に形成されてなる金属製の外装容器と、
    それぞれ集電体に電極層が形成されてなる一方の電極シートおよび他方の電極シートがセパレータを介して積重された状態で捲回されてなり、前記外装容器内にその軸方向に沿って配置された筒状の電極捲回ユニットと、
    前記一端壁部に当該一端壁部と絶縁された状態で設けられた一方の電極端子と、
    前記一端壁部に当該一端壁部に電気的に接続された状態で設けられた他方の電極端子とを具えてなり、
    前記一方の電極シートの集電体における前記一端壁部に接近して位置する一側縁部に、前記一方の電極端子が電気的に接続され、
    前記他方の電極シートの集電体における前記他端壁部に接近して位置する他側縁部に、前記他端壁部が電気的に接続されることによって、当該他方の電極シートの集電体における他側縁部に前記外装容器を介して前記他方の電極端子が電気的に接続されていることを特徴とする蓄電デバイス。
  2. 前記他端壁部の内面に溶接された集電板を介して、前記他方の電極シートの集電体における他側縁部に、前記他端壁部が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイス。
  3. 前記電極捲回ユニットにおける前記一端壁部に接近して位置する一端に設けられた集電板および当該集電板に電気的に接続されたリード線を介して、前記一方の電極シートの集電体における一側縁部に、前記一方の電極端子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス。
  4. 前記一方の電極端子および前記他方の電極端子は、前記一端壁部の外面から突出するよう設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電デバイス。
  5. リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の蓄電デバイス。
JP2011547444A 2009-12-28 2010-12-03 蓄電デバイス Pending JPWO2011080988A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009297154 2009-12-28
JP2009297154 2009-12-28
PCT/JP2010/071640 WO2011080988A1 (ja) 2009-12-28 2010-12-03 蓄電デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2011080988A1 true JPWO2011080988A1 (ja) 2013-05-09

Family

ID=44226407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011547444A Pending JPWO2011080988A1 (ja) 2009-12-28 2010-12-03 蓄電デバイス

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2011080988A1 (ja)
TW (1) TW201140631A (ja)
WO (1) WO2011080988A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039497A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 新神戸電機株式会社 蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法
JP6007659B2 (ja) * 2012-08-07 2016-10-12 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
US9053863B2 (en) 2013-03-06 2015-06-09 Cooper Technologies Company Electrochemical energy storage device with coincident electrical terminal and electrolyte fill hole
WO2017126689A1 (ja) 2016-01-22 2017-07-27 旭化成株式会社 非水系リチウム蓄電素子
KR102297246B1 (ko) 2017-11-30 2021-09-03 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 양극 및 그를 포함하는 리튬 이차전지

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000269099A (ja) * 1999-03-12 2000-09-29 Elna Co Ltd 電気二重層コンデンサ
JP2005294344A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ
JP2005340610A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ及びその製造方法
JP2005353520A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気化学素子
JP2007073810A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Honda Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタ
JP2009188003A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Panasonic Corp キャパシタの製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0414925Y2 (ja) * 1986-12-25 1992-04-03

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000269099A (ja) * 1999-03-12 2000-09-29 Elna Co Ltd 電気二重層コンデンサ
JP2005294344A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ
JP2005340610A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ及びその製造方法
JP2005353520A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気化学素子
JP2007073810A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Honda Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタ
JP2009188003A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Panasonic Corp キャパシタの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011080988A1 (ja) 2011-07-07
TW201140631A (en) 2011-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4732072B2 (ja) 捲回型リチウムイオンキャパシタ
JP5730321B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ
KR101573106B1 (ko) 권회형 축전지
JP4813168B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ
JP5317688B2 (ja) 捲回型蓄電源およびその製造方法
JP5421454B2 (ja) 蓄電デバイス
JP4616005B2 (ja) 蓄電装置
JP5680868B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ
JP2004266091A (ja) フィルム型蓄電装置
US9030804B2 (en) Accumulator device
JP2015005553A (ja) 蓄電デバイス
WO2011080988A1 (ja) 蓄電デバイス
JP2009059732A (ja) リチウムイオンキャパシタ
JP5576654B2 (ja) 蓄電デバイス
JP5271860B2 (ja) 蓄電源
JP2011192784A (ja) リチウムイオンキャパシタ
WO2017010129A1 (ja) 電気化学デバイス
JP5430329B2 (ja) 蓄電源
JP2007067097A (ja) 捲回型リチウムイオンキャパシタ
JP5868158B2 (ja) 蓄電デバイス
JP2015165535A (ja) 蓄電デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140408