特許 6876365 蓄電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6876365

(24)【登録日】2021年4月28日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】蓄電素子

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/70 20060101AFI20210517BHJP

   H01G 11/26 20130101ALI20210517BHJP

   H01G 11/70 20130101ALI20210517BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20210517BHJP

   H01M 4/04 20060101ALI20210517BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20210517BHJP

   H01M 4/64 20060101ALI20210517BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20210517BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   H01M4/70 A

   H01G11/26

   H01G11/70

   H01M2/26 A

   H01M4/04 A

   H01M4/13

   H01M4/64 A

   H01M10/04 W

   H01M10/0587

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-100325(P2015-100325)

(22)【出願日】2015年5月15日

(65)【公開番号】特開2016-219148(P2016-219148A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2018年1月26日

【審判番号】不服2020-3172(P2020-3172/J1)

【審判請求日】2020年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100153224

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 正樹

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 丈

【合議体】

【審判長】 亀ヶ谷 明久

【審判官】 土屋 知久

【審判官】 増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−１９２７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４７３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−５９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２４１２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１７５３５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−３５４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 高密度リチウム二次電池，株式会社テクノシステム，１９９８年，初版，ｐｐ．３１９−３２０

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01M4/64

H01M4/02

H01M10/04

H01M10/0587

H01G11/26

H01G11/70

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と負極とを有する電極体、及び、電解液を備える蓄電素子であって、
前記電極体は、前記正極及び前記負極の少なくとも一方が屈曲された屈曲部と、前記正極及び前記負極が平坦形状に形成された平坦部と、を有し、
前記正極及び前記負極の前記少なくとも一方は、
第一面、及び、当該第一面の反対側の面である第二面を有する基材層と、
前記基材層上に形成された活物質層とを有し、
前記第二面は、前記屈曲部において、前記第一面よりも内側に配置され、
前記第二面は、前記屈曲部において、前記第一面よりも、中心線平均粗さ（Ｒａ）によって規定される表面粗さが大きく、
前記活物質層は、前記基材層の前記第一面及び前記第二面に形成され、
前記基材層と前記第二面側の前記活物質層とで形成される空隙の大きさは、前記基材層と前記第一面側の前記活物質層とで形成される空隙の大きさ以上である
蓄電素子。

【請求項2】

前記蓄電素子は、さらに、前記電極体に接続される集電体を備え、
前記電極体は、前記第一面で前記集電体に当接する
請求項１に記載の蓄電素子。

【請求項3】

前記正極及び前記負極のいずれか一方が有する基材層は、前記第一面及び前記第二面を有する基材層であり、
当該一方が有する活物質層の空孔率は、他方が有する活物質層の空孔率よりも小さい
請求項１または２に記載の蓄電素子。

【請求項4】

前記第二面は、その全体において前記第一面よりも、中心線平均粗さ（Ｒａ）によって規定される表面粗さが大きく、
前記電極体は、前記第二面が前記第一面よりも内周側に位置するように、前記正極と前記負極とが巻回されることにより形成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、正極と負極とを有する電極体を備える蓄電素子に関する。

【背景技術】

【0002】

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、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を動力源に用いた電気自動車の開発が進められている。

【0003】

従来、電極が巻回されることで形成された、いわゆる巻回型の電極体を有する蓄電素子が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３７４２１４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この巻回型の電極体のように、電極が屈曲された部分がある場合、当該部分において内側の電極が圧縮されることにより、電極体内部への電解液の浸透性が低下する場合がある。このことは、蓄電素子の性能低下をもたらす要因となる虞がある。

【0006】

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、性能低下を低減できる蓄電素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、正極と負極とを有する電極体を備える蓄電素子であって、前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、第一面、及び、当該第一面の反対側の面である第二面を有する基材層と、前記基材層上に形成された活物質層とを有し、前記第二面は、前記正極及び前記負極の前記少なくとも一方が屈曲された屈曲部において、前記第一面よりも内側に配置され、前記第二面は、前記屈曲部において、前記第一面よりも表面粗さが大きい。

【0008】

ここで、正極と負極とが屈曲された部分の内側では、屈曲によって活物質層が圧縮されるため、活物質層中の空隙が小さくなる場合がある。この場合、このような空隙を通って電極体内部へ浸透する蓄電素子の電解液の浸透性が低下する虞がある。そこで、当該部分において、比較的表面粗さの大きな第二面が内側になるように基材層を配置することにより、基材層と活物質層との間の空隙を確保することができる。これにより、当該部分の内側において、電解液が基材層と活物質層との間の空隙を通って電極体内部に浸透できるので、蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0009】

また、前記活物質層は、前記基材層の前記第一面及び前記第二面に形成され、前記基材層と前記第二面側の前記活物質層とで形成される空隙の大きさは、前記基材層と前記第一面側の前記活物質層とで形成される空隙の大きさ以上であることにしてもよい。

【0010】

これにより、正極と負極とが屈曲された部分の内側において、電解液の浸透性を一層向上させることができる。ここで、充放電により体積が変化するような電極体では、電解液が、電極体の膨張時に外へ押し出され、電極体の収縮時に外から内部へ浸透して戻る。よって、特にこのような電極体では、当該屈曲された部分の内側において電解液の浸透性が低い場合に、蓄電素子の性能低下が顕著となる。よって、基材層と第二面側の活物質層とで形成される空隙の大きさを、基材層と第一面側の活物質層とで形成される空隙の大きさ以上にすることにより、充放電により体積が変化するような電極体において、蓄電素子の性能低下を一段と抑制することができる。

【0011】

また、前記正極及び前記負極のいずれか一方が有する基材層は、前記第一面及び前記第二面を有する基材層であり、当該一方が有する活物質層の空孔率は、他方が有する活物質層の空孔率よりも小さいことにしてもよい。

【0012】

ここで、電解液は、活物質層中の空孔率が小さいほど、浸透性が低下する。よって、正極と負極とが屈曲された部分であって、特に空孔率が小さい活物質層が位置する部分において、上述した電解液の浸透性の低下が生じやすい。そこで、空孔率の小さい活物質層が内側に配置された基材層において、比較的表面粗さの大きな第二面を内側に配置することにより、電解液の浸透性の低下が生じやすい箇所における当該低下を低減することができる。つまり、蓄電素子の劣化が生じやすい箇所における当該劣化を抑制することができる。

【0013】

また、前記第二面は、その全体において前記第一面よりも表面粗さが大きく、前記電極体は、前記第二面が前記第一面よりも内周側に位置するように、前記正極と前記負極とが巻回されることにより形成されていることにしてもよい。

【0014】

これにより、基材層として、正極及び負極の巻回前（屈曲前）の長尺帯状の状態において、一方の面である第一面が一様に表面粗さが比較的低く構成され、他方の面である第二面が一様に表面粗さが第一面よりも高く構成されたものを用いることができる。このような基材層を用いることにより、屈曲される部分を特定した後に粗さを調整する必要が無くなるため、蓄電素子のコスト削減を図ることができる。

【0015】

また、前記蓄電素子は、さらに、前記電極体に接続される集電体を備え、前記電極体は、前記第一面で前記集電体に当接することにしてもよい。

【0016】

このように、比較的表面粗さの小さい面で、電極体と集電体とが接続されることにより、電極体と集電体との電気的な接続及び機械的な接続を容易に確保することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、正極と負極とを有する電極体を備える蓄電素子であって、性能低下を低減できる蓄電素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】本発明の実施の形態に係る電極体の巻回状態を一部展開して示す斜視図である。

【図4】図３のＡ−Ａ’線における断面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る負極の巻回前の状態を示す断面図、及び、その一部拡大図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る電極体の屈曲部における負極の状態を示す断面図である。

【図7】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図である。

【図8】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拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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、製造工程、製造工程の順序などは、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。また、各図において、寸法等は厳密には一致しない。

【0020】

（実施の形態）
まず、蓄電素子１０の構成について、説明する。

【0021】

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。また、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。具体的には、図２は、蓄電素子１０から容器１００の本体１１１を分離した状態での構成を示す斜視図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の構成を示す斜視図である。なお、図３は、図２に示した電極体４００の巻回状態を一部展開した図である。

【0022】

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。例えば、蓄電素子１０は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）に適用される。なお、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。

【0023】

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。

【0024】

なお、上記の構成要素の他、正極集電体１２０及び負極集電体１３０の側方に配置されるスペーサ、容器１００内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するための安全弁、または、電極体４００等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。また、蓄電素子１０の容器１００の内部には電解液（非水電解質）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。なお、容器１００に封入される電解液としては、蓄電素子１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

【0025】

容器１００は、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。なお、蓋体１１０及び本体１１１の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。

【0026】

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。

【0027】

そして、図３に示すように、電極体４００は、正極と負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。

【0028】

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。

【0029】

正極集電体１２０は、電極体４００の正極と容器１００の本体１１１の壁面との間に配置され、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などで形成されている。

【0030】

負極集電体１３０は、電極体４００の負極と容器１００の本体１１１の壁面との間に配置され、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、銅または銅合金などで形成されている。

【0031】

具体的には、正極集電体１２０及び負極集電体１３０は、本体１１１の壁面から蓋体１１０に亘って当該壁面及び蓋体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。

【0032】

次に、電極体４００の構成について、詳細に説明する。

【0033】

図４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、同図は、図３に示された電極体４００の巻回状態が展開された部分をＡ−Ａ’断面で切断した場合の断面を示す図である。

【0034】

なお、図４では、巻回されることにより繰り返し積層された、複数組の正極４１０、負極４２０及びセパレータ４３０のうち１組のみを図示し、他の組についての図示は省略している。

【0035】

図３及び図４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４３０とが積層されて形成されている。具体的には、電極体４００は、セパレータ４３０、負極４２０、セパレータ４３０及び正極４１０の順に配置されるようにして、巻回されて形成されている。

【0036】

正極４１０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正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。具体的には、図４に示すように、正極４１０は、正極基材層４１１と、正極活物質層４１２及び４１３とを有する。

【0037】

正極基材層４１１は、重合圧延によって形成された金属箔であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の導電性の集電箔である。

【0038】

正極活物質層４１２及び４１３は、正極基材層４１１上に形成された活物質層である。

【0039】

具体的には、正極活物質層４１２は、正極基材層４１１の内周側（図４のＹ軸方向プラス側）に配置される活物質層であり、正極活物質層４１３は、正極基材層４１１の外周側（図４のＹ軸方向マイナス側）に配置される活物質層である。

【0040】

ここで、正極活物質層４１２及び４１３は、正極活物質とバインダとを含有する。正極活物質層４１２及び４１３に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、Ｌｉ_ｘＭＯ_ｙ（Ｍは少なくとも一種の遷移金属を表す）で表される複合酸化物（Ｌｉ_ｘＣｏＯ_２、Ｌｉ_ｘＮｉＯ_２、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＭｎＯ_３、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＣｏ_{（１−ｙ）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_ｚＣｏ_{（１−ｙ−ｚ）}Ｏ_２、Ｌｉ_ｘＮｉ_ｙＭｎ_{（２−ｙ）}Ｏ_４など）、あるいは、Ｌｉ_ｗＭｅ_ｘ（ＸＯ_ｙ）_ｚ（Ｍｅは少なくとも一種の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ）で表されるポリアニオン化合物（ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆなど）から選択することができる。また、これらの化合物中の元素またはポリアニオンは一部他の元素またはアニオン種で置換されていてもよく、表面にＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３などの金属酸化物や炭素を被覆されていてもよい。さらに、ジスルフィド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラスチレン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造炭素質材料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0041】

また、正極４１０は、正極集電体１２０と接続される部分であるＸ軸方向マイナス側の端部（正極活物質層４１２及び４１３が形成されていない正極基材層４１１の端部）が、セパレータ４３０から突出して配置され、当該突出している部分で正極集電体１２０と電気的及び機械的に接続されている。つまり、電極体４００は、最外周に位置する正極基材層４１１の外周側の面で正極集電体１２０に当接される。

【0042】

負極４２０は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。具体的には、図４に示すように、負極４２０は、負極基材層４２１と、負極活物質層４２２及び４２３とを有する。

【0043】

負極基材層４２１は、電解析出によって形成された金属箔であり、例えば、銅または銅合金などからなる長尺帯状の導電性の集電箔である。

【0044】

負極活物質層４２２及び４２３は、負極基材層４２１上に形成された活物質層である。具体的には、負極活物質層４２２は、負極基材層４２１の内周側（図４のＹ軸方向プラス側）に配置される活物質層であり、負極活物質層４２３は、負極基材層４２１の外周側（図４のＹ軸方向マイナス側）に配置される活物質層である。

【0045】

ここで、負極活物質層４２２及び４２３は、負極活物質とバインダとを含有する。負極活物質層４２２及び４２３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。例えば、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（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２など）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

【0046】

セパレータ４３０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電解液が含浸されている。ここで、セパレータ４３０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。

【0047】

また、負極４２０は、負極集電体１３０と接続される部分であるＸ軸方向プラス側の端部（負極活物質層４２２及び４２３が形成されていない負極基材層４２１の端部）が、セパレータ４３０から突出して配置され、当該突出している部分で負極集電体１３０と電気的及び機械的に接続されている。つまり、電極体４００は、最外周に位置する負極基材層４２１の外周側の面で負極集電体１３０に当接される。

【0048】

セパレータ４３０は、正極４１０と負極４２０との間に配置される長尺帯状のセパレータであり、具体的には、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電解液が含浸されている。ここで、セパレータ４３０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。

【0049】

このセパレータ４３０は、図３に示すように、巻回方向の端部が、正極４１０及び負極４２０の当該巻回方向の端部から突出して配置されている。

【0050】

このように、電極体４００は、正極４１０と負極４２０とが巻回されることにより形成されている。

【0051】

ここで、近年、蓄電素子１０に対して、さらなる高エネルギー密度化が要求されている。そのため、上述した正極４１０の正極基材層４１１及び負極４２０の負極基材層４２１の薄肉化が求められている。

【0052】

そこで、本実施の形態では、正極基材層４１１として、重合圧延によって形成された金属箔を用いることで、当該正極基材層４１１の薄肉化を実現している。また、負極基材層４２１として、電解析出によって形成された金属箔を用いることで、当該負極基材層４２１の薄肉化を実現している。

【0053】

重合圧延とは、複数枚（例えば、２枚）の金属箔を重ねた状態で圧延ロール間を通すことにより、１枚の金属箔を当該圧延ロール間に通した場合よりも厚みの小さい（薄肉）金属箔を製造する方法である。

【0054】

このとき、製造された金属箔は、圧延ロール間を通る際に圧延ロールに当接した面が比較的平坦に形成されるのに対し、当該面の反対側の面であって他の金属箔に当接した面が比較的凹凸形状に形成される。よって、正極４１０の正極基材層４１１は、平滑面と、当該平滑面よりも表面粗さの大きな粗面とを有する。このため、一方の面と他方の面とで、表面粗さの異なる金属箔を容易に得ることができる。

【0055】

重合圧延によって金属箔を製造することによって、後述する電解析出で形成する場合よりも、結晶サイズが大きく且つ屈曲性に優れる金属箔を得ることができる。また、１枚の金属箔を圧延する場合よりも、少ない圧延回数で薄い金属箔を得ることができる。少ない圧延回数とすることができることによって、通常の圧延方法によって製造された同じ厚みの金属箔と比較して、破れにくい金属箔を得ることができる。これは、金属箔をプレスロールに通す回数が減ることによって、金属の加工硬化が抑制されるためと考えられる。

【0056】

また、電解析出とは、回転する電解ロールに金属を電着させることにより、１枚の金属箔を当該圧延ロール間に通した場合よりも厚みの小さい（薄肉の）金属箔を製造する方法である。

【0057】

このとき、製造された金属箔は、電解ロールに当接した面が比較的平坦に形成されるのに対し、当該面の反対側の面であって電解ロールに当接しない面が比較的凹凸形状に形成される。よって、負極４２０の負極基材層４２１は、正極基材層４１１と同様に、平滑面と、当該平滑面よりも表面粗さの大きな粗面とを有する。このため、一方の面と他方の面とで、表面粗さの異なる金属箔を容易に得ることができる。

【0058】

電解析出によって金属箔を製造することによって、重合圧延で形成する場合よりも、少ない工数及び精度の高い厚み精度の金属箔を得ることができる。これは、電解析出時に印加する電気量を調整することによって電解ロールに電着させる金属量を変化させることができるためである。

【0059】

なお、本実施の形態において、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の各々が有する平滑面は、特許請求の範囲に記載の「第一面」に相当し、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の各々が有する粗面は特許請求の範囲に記載の「第二面」に相当する。また、本実施の形態では、粗面は、その全体において平滑面よりも表面粗さが大きいとして説明しているが、少なくとも後述する屈曲部において、平滑面よりも表面粗さが大きければよい。例えば、屈曲部以外の部分において、粗面の表面粗さが、平滑面の表面粗さと同等であってもかまわないし、平滑面の表面粗さより小さくてもかまわない。

【0060】

また、表面粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）によって規定され、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠してレーザ顕微鏡にて測定することができる。具体的には、正極４１０及び負極４２０のそれぞれについて、超音波洗浄することによって、活物質を除去する。その後、正極基材層４１１及び負極基材層４２１のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠したレーザ顕微鏡により、正極４１０及び負極４２０のそれぞれの第一面及び第二面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定することができる。

【0061】

本実施の形態において、正極基材層４１１が有する平滑面の中心平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜０．１μｍであることが好ましく、正極基材層４１１が有する粗面の中心平均粗さ（Ｒａ）は、０．１〜２μｍが好ましい。また、本実施の形態において、負極基材層４２１が有する平滑面の中心平均粗さ（Ｒａ）は、０．０１〜０．２μｍであることが好ましく、負極基材層４２１が有する粗面の中心平均粗さ（Ｒａ）は、０．２〜２μｍであることが好ましい。

【0062】

本実施の形態において、電極体４００は、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の粗面が内周側になるように、正極４１０と負極４２０とが巻回されることにより形成されている。言い換えると、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の粗面は、正極４１０と負極４２０とが巻回されることで屈曲された部分において、内側に配置されている。この構成により、本実施の形態に係る蓄電素子１０は、電池性能の性能低下を低減することができる。

【0063】

この理由について、以下、負極４２０の詳細な構成について説明しながら、併せて述べえる。

【0064】

なお、本実施の形態では、負極４２０と正極４１０とは、材質及びサイズが異なるものの、基材層（集電箔）の粗面が内周側になるように巻回されるという点では同じである。そのため、以下では、主として、負極４２０に関する事項について説明し、正極４１０に関する事項についてはその説明を適宜省略する。また、負極活物質層４２２は、上述したように負極活物質とバインダとを含有するが、以降の図では、負極活物質以外のバインダ等の図示については省略する。

【0065】

図５は、本発明の実施の形態に係る負極４２０の巻回前の状態を示す断面図、及び、その一部拡大図である。具体的には、同図の（ａ）は、巻回前の状態における負極４２０を厚さ方向（Ｙ軸方向）に切断した場合の断面を示す図であり、同図の（ｂ）は、同図の（ａ）の負極基材層４２１と負極活物質層４２３との境界付近を拡大して示す図であり、同図の（ｃ）は、同図の（ａ）の負極基材層４２１と負極活物質層４２２との境界付近を拡大して示す図である。

【0066】

また、図６は、本発明の実施の形態に係る電極体４００の屈曲部４００ａにおける負極４２０の状態を示す断面図である。具体的には、同図の（ａ）は、電極体４００を当該電極体４００の巻回軸に垂直な面（ＹＺ平面）で切断した場合の模式図であり、同図の（ｂ）は、同図の（ａ）の一部拡大図である。なお、電極体４００の屈曲部４００ａとは、電極体４００のうち正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分を指す。

【0067】

図５に示すように、負極基材層４２１は、粗面４２１ａ及び平滑面４２１ｂを有し、負極活物質層４２２及び４２３が当該粗面４２１ａ上及び当該平滑面４２１ｂ上に、例えば塗布されることにより配置される。

【0068】

ここで、負極活物質層４２２及び４２３の各々と負極基材層４２１との間には、空隙４２２ａ及び４２３ａが形成される。空隙４２２ａは、具体的には、負極基材層４２１の粗面４２１ａと負極活物質層４２２との間に形成され、より具体的には、当該粗面４２１ａと負極活物質層４２２に含有される負極活物質５０１及びバインダ等とによって形成される。また、空隙４２３ａは、具体的には、負極基材層４２１の平滑面４２１ｂと負極活物質層４２３との間に形成され、より具体的には、当該平滑面４２１ｂと負極活物質層４２３に含有される負極活物質５０１及びバインダ等とによって形成される。

【0069】

これら空隙４２２ａ及び４２３ａの大きさを比較すると、空隙４２２ａは空隙４２３ａより大きくなっている。これは、空隙４２２ａが粗面４２１ａをなす複数の局所的な凸部と負極活物質層４２２とで形成されるのに対し、空隙４２２ｂは実質的に平坦な面と負極活物質層４２３とで形成されることによる。

【0070】

ここで、空隙４２２ａ及び４２２ｂの大きさは、つぎの通りに測定することができる。具体的には、負極４２０又は正極４１０をクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工し、厚み方向に切断した断面をＳＥＭ観察する。ＳＥＭ観察像において観察される基材層と粗面との間の空隙のうち、ランダムに選択した少なくとも１００個の空隙の面積をそれぞれ測定する。測定した空隙の面積の平均値を算出することによって、空隙４２２ａの大きさを測定することができる。また、ＳＥＭ観察像において観察される基材層と平滑面との間の空隙のうち、ランダムに選択した少なくとも１００個の空隙の面積をそれぞれ測定する。測定した空隙の面積の平均値を算出することによって、空隙４２２ｂの大きさを測定することができる。

【0071】

このように構成された負極４２０は、負極基材層４２１の粗面４２１ａが内周側になるように巻回されることにより、図６の（ｂ）に示すように、電極体４００の屈曲部４００ａにおいて、負極基材層４２１の粗面４２１ａが内側に配置される。

【0072】

このとき、屈曲部４００ａの内側では、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間の空隙が、負極４２０が屈曲されることにより屈曲前よりも小さくなる。よって、負極基材層４２１の両面が共に平滑面４２１ｂで構成されている場合には、次のような問題が生じる虞がある。

【0073】

蓄電素子１０の電解液は、正極４１０及び負極４２０内の空隙を通って拡散することにより、電極体４００の内部へ浸透する。よって、空隙が小さくなる屈曲部４００ａの内側では、電解液が浸透しにくくなるという問題がある。

【0074】

また、特に、負極活物質層４２２が、蓄電素子１０の充放電により体積が変化するような負極活物質５０１等を含むと、充放電サイクルに応じて当該空隙が一層小さくなる場合がある。また、この場合、電解液は、当該蓄電素子１０の充放電サイクルに応じて、次のような移動を繰り返す。具体的には、当該電解液は、負極活物質５０１が膨張する場合に電極体４００の内部から外部に押し出され、負極活物質５０１が収縮する場合に、当該外部から内部に浸透して戻る。

【0075】

よって、負極基材層４２１の両面が共に平滑面４２１ｂで構成されている場合には、空隙が小さくなる屈曲部４００ａの内側において、蓄電素子１０の充放電の進行に対して、正極４１０及び負極４２０における反応が追いつかない場合がある。つまり、電極体４００の反応が不均一になる場合があり、この場合、例えば容量低下または抵抗上昇等の局所的な劣化が生じる虞が大きくなる。

【0076】

この傾向は、特に、蓄電素子１０の大型化に伴い顕著になる。すなわち、高エネルギー密度化の要求により正極４１０及び負極４２０内の空隙が小さくなるように構成されたり、電極体４００の外部に配置された電解液である余剰電解液の浸透経路が長かったりするような、例えば、中大型の車載用リチウムイオン二次電池等で顕著となる。

【0077】

この理由は、電極体４００外部に押し出された電解液が電極体４００中央に戻るまでの浸透距離が長くなることで、不均一反応が起こりやすくなるためである。不均一反応がおこった場合、電気化学反応に寄与しない又は寄与しにくい活物質が存在することとなる。そのような活物質が存在により、蓄電素子１０の容量低下または抵抗上昇等、蓄電素子１０の性能低下が生じる虞がある。

【0078】

このように、負極基材層４２１の両面が共に平滑面４２１ｂで構成されている場合には、屈曲部４００ａにおいて、負極基材層４２１と内側の負極活物質層４２２とで形成される空隙が、負極基材層４２１と外側の負極活物質層４２３とで形成される空隙よりも小さくなる。そのため、電極体４００の反応が不均一になるといった、電池性能の局所的な劣化が生じるという問題がある。

【0079】

これに対して、本実施の形態では、負極基材層４２１が平滑面４２１ｂと粗面４２１ａとを有し、屈曲部４００ａにおいて、粗面４２１ａが内側に配置されている。つまり、電極体４００は、粗面４２１ａが内周側になるように形成されている。

【0080】

これにより、本実施の形態では、図５に示す屈曲前の状態において、内周側の空隙４２２ａを外周側の空隙４２３ａよりも大きくできる。よって、図６に示す屈曲後の状態でも、内周側の空隙４２２ｂを外周側の空隙４２３ｂと、例えば同等以上に維持することができる。つまり、屈曲部４００ａにおいて、負極基材層４２１と粗面４２１ａ側の負極活物質層４２２とで形成される空隙４２２ｂは、負極基材層４２１と平滑面４２１ｂ側の負極活物質層４２３とで形成される空隙４２３ｂ以上の大きさである。

【0081】

なお、上記説明では、屈曲部４００ａにおいて、空隙４２２ｂは空隙４２３ｂ以上の大きさであるとしたが、これに限らず、空隙４２２ｂが空隙４２３ｂより小さくてもよい。

【0082】

つまり、空隙４２２ｂと空隙４２３ｂとの大小関係は、屈曲前の状態における空隙４２２ａと空隙４２３ａとの大きさの差、及び、屈曲部４００ａにおける曲率等の種々の要因によって規定される。そのため、屈曲前に、空隙４２２ａが空隙４２３ａよりも大きい場合であっても、屈曲後に、空隙４２２ｂが空隙４２３ｂより小さくなる場合がある。

【0083】

この場合、本実施の形態より多少劣るものの、本実施の形態と同様に、屈曲部４００ａの内側において、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間の空隙を通って電解液が電極体内部に浸透できるので、蓄電素子１０の性能低下を低減することができる。

【0084】

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、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の少なくとも一方（本実施の形態では両方）が平滑面と粗面とを有し、粗面は、正極４１０と負極４２０の当該少なくとも一方が屈曲された部分（屈曲部４００ａ）において、内側に配置されている。

【0085】

ここで、屈曲部４００ａの内側では、屈曲によって活物質層が圧縮されるため、活物質層中の空隙が小さくなる場合がある。この場合、このような空隙を通って電極体４００内部へ浸透する蓄電素子１０の電解液の浸透性が低下する虞がある。そこで、当該屈曲部４００ａにおいて、比較的表面粗さの大きな粗面が内側になるように正極基材層４１１及び負極基材層４２１を配置することにより、正極基材層４１１と正極活物質層４１２との間の空隙、及び、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間の空隙を確保することができる。これにより、当該屈曲部４００ａの内側において、正極基材層４１１と正極活物質層４１２との間の空隙、及び、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間の空隙を通って、電解液が電極体４００内部に浸透できるので、蓄電素子１０の性能低下を低減することができる。

【0086】

また、屈曲部４００ａでは、屈曲によって内側の活物質層（正極活物質層４１２及び負極活物質層４２２）ほど圧縮されるために、内側の活物質層と外側の活物質層（正極活物質層４１３及び負極活物質層４２３）とで空隙の大きさが異なる場合がある。この場合、内側の活物質層と外側の活物質層とで電解液の浸透性が異なるために、電極体４００の反応が不均一となって局所的な劣化が生じる虞がある。そこで、屈曲部４００ａにおいて、比較的表面粗さの大きな粗面が内側になるように正極基材層４１１及び負極基材層４２１を配置することにより、内側の活物質層と外側の活物質層との電解液の浸透性を均一化することができるので、蓄電素子１０の局所的な劣化を抑制することができる。

【0087】

また、屈曲部４００ａにおいて、負極基材層４２１と粗面４２１ａ側の負極活物質層４２２とで形成される空隙４２２ｂは、負極基材層４２１と平滑面４２１ｂ側の負極活物質層４２３とで形成される空隙４２３ｂ以上の大きさである。

【0088】

これにより、屈曲部４００ａの内側において、電解液の浸透性を一層向上させることができる。ここで、充放電により体積が変化するような電極体４００では、膨張時において電解液が電極体４００の外へ押し出され、収縮時において電解液が電極体４００の外から内部へ浸透して戻る。よって、特にこのような電極体４００では、当該屈曲部４００ａの内側において電解液の浸透性が低い場合に、蓄電素子１０の性能低下が顕著となる。よって、正極基材層４１１及び負極基材層４２１と粗面側の活物質層（正極活物質層４１２及び負極活物質層４２２）とで形成される空隙の大きさを、正極基材層４１１及び負極基材層４２１と平滑面側の活物質層（正極活物質層４１３及び負極活物質層４２３）とで形成される空隙の大きさ以上にすることにより、充放電により体積が変化するような電極体４００において、蓄電素子１０の性能低下を一段と抑制することができる。

【0089】

また、電極体４００は、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の粗面が内周側になるように、正極４１０と負極４２０とが巻回されることにより形成されている。

【0090】

これにより、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の各々として、正極４１０及び負極４２０の巻回前（屈曲前）の長尺帯状の状態において、一方の面が一様に平滑面で形成され、他方の面が一様に粗面で形成された箔を用いることができる。このような正極基材層４１１又は負極基材層４２１を用いることにより、屈曲される部分を特定した後に粗さを調整する必要が無くなるため、蓄電素子のコスト削減を図ることができる。

【0091】

また、正極４１０及び負極４２０の電極体４００の外方に露出する面を、常に、比較的表面粗さの小さい平滑面４２１ｂとすることができる。よって、正極集電体１２０及び負極集電体１３０を電極体４００の外方から当該電極体４００に接続することで、これら正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電極体４００とが平滑面で接続される。したがって、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電極体４００との電気的な接続及び機械的な接続を容易に確保することができる。

【0092】

また、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の少なくとも一方（本実施の形態では、負極基材層４２１）は、電解析出によって形成された金属箔である。

【0093】

これにより、重合圧延で形成する場合よりも、少ない工数及び精度の高い厚み精度で、平滑面４２１ｂと粗面４２１ａとを有する金属箔を製造することができる。

【0094】

また、本実施の形態では、正極基材層４１１及び負極基材層４２１の少なくとも一方（本実施の形態では、正極基材層４１１）は、重合圧延によって形成された金属箔である。

【0095】

これにより、電解析出で形成する場合よりも、結晶サイズが大きく且つ屈曲性に優れるとともに、平滑面４２１ｂと粗面４２１ａとを有する金属箔を製造することができる。ここで、当該要件とは、正極基材層４１１の場合、例えば、蓄電素子１０において溶解せずに安定的に存在し、かつ、高い電気伝導性を有することである。また、負極基材層４２１の場合、例えば、リチウム金属と合金を形成せず、かつ、高い電気伝導性を有することである。

【0096】

（変形例１）
次に、本実施の形態の変形例１について説明する。図７は、本発明の実施の形態の変形例１に係る電極体４００Ａの構成を示す図である。具体的には、同図の（ａ）は、本変形例に係る電極体４００Ａを示す斜視図であり、同図の（ｂ）は、本変形例に係る電極体４００Ａの屈曲部４００ｂにおける負極の状態を示す断面図である。なお、同図の（ｂ）は、屈曲部４００ｂを電極体４００Ａの巻回軸に垂直な面（ＹＺ平面）で切断した場合の断面が示されている。

【0097】

同図に示す本変形例に係る電極体４００Ａは、上記実施の形態に係る電極体４００と比較して、以下の点で異なる。すなわち、上記実施の形態では、電極体４００は、正極４１０と負極４２０とが巻回されることにより形成されていた。これに対し、本変形例では、電極体４００Ａは、正極４１０と負極４２０とが山折りと谷折りとの繰り返しにより蛇腹状に積層されることにより形成されている。

【0098】

このような電極体４００Ａにおいても、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分である屈曲部４００ｂにおいて、基材層の粗面が内側になるように形成されている。具体的には、図７の（ｂ）に示すように、負極４２０では、屈曲部４００ｂにおいて、負極基材層４２１の粗面４２１ａが内側に配置されている。

【0099】

これにより、図７の（ｂ）に示すように、屈曲部４００ｂの内側の空隙４２２ｃを、当該屈曲部４００ｂの外側の空隙４２３ｃと、例えば同等以上に維持することができる。なお、正極４１０においても同様である。

【0100】

以上のように、本変形例に係る電極体４００Ａを備える蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、屈曲部４００ｂの内側において、正極基材層４１１と正極活物質層４１２との間の空隙、及び、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間の空隙を通って、電解液が電極体４００Ａ内部に浸透できるので、蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0101】

（変形例２）
次に、本実施の形態の変形例２について説明する。上記実施の形態及びその変形例１では、正極４１０及び負極４２０の各々が平滑面と粗面とを有するとした。これに対し、本変形例では、空孔率の小さい活物質層（正極活物質層４１２及び４１３、または、負極活物質層４２２及び４２３）を有する正極４１０または負極４２０における基材層（正極基材層４１１または負極基材層４２１）が、平滑面と粗面とを有する。

【0102】

図８は、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拡大断面図である。具体的には、同図の（ａ）は、本変形例に係る電極体における、正極４１０の正極基材層４１１と内周側（Ｙ軸方向プラス側）の正極活物質層４１２との境界付近、及び、負極４２０の負極基材層４２１と内周側（Ｙ軸方向プラス側）の負極活物質層４２２との境界付近を拡大して示す図である。また、同図の（ｂ）及び（ｃ）は、同図の（ａ）の一部拡大図である。

【0103】

本変形例において、負極４２０が有する負極活物質層４２２の空孔率は、正極４１０が有する正極活物質層４１２の空孔率よりも小さい。ここで、「活物質層の空孔率」とは、活物質層中に位置する空隙の体積を、空隙を含めた活物質層の体積で除したものである。具体的に、活物質層の空孔率は、水銀圧入法によって測定する。負極活物質層４２２及び正極活物質層４１２における空孔率を測定する場合、負極電位が１．０Ｖ以上になるように電池を放電した後、当該電池を乾燥雰囲気下で解体する。ついで、負極４２０及び正極４１０をジメチルカーボネートで洗浄した後、２時間以上真空乾燥する。その後、水銀圧入法による測定を実施して負極活物質層４２２及び正極活物質層４１２の空孔率を求めることができる。

【0104】

このような空孔率の差は、例えば、正極活物質層４１２に含有される正極活物質５０２等の粒径と、負極活物質層４２２に含有される負極活物質５０１等の粒径との差、又は正極活物質層４１２を製造する際に加えるプレス圧と、負極活物質層４２２を製造する際に加えるプレス圧との差、によって生じる。具体的には、正極活物質５０２の粒径をｄ２、負極活物質５０１の粒径をｄ１とすると、ｄ２＞ｄ１とすることによって、負極活物質層４２２の空孔率を小さくしやすい。また、正極活物質層４１２を製造する際に加えるプレス圧をＰ１、負極活物質層４２２を製造する際に加えるプレス圧をＰ２とすると、Ｐ１＞Ｐ２とすることによって、負極活物質層４２２の空孔率を小さくしやすい。

【0105】

ここで、正極基材層４１１の正極活物質層４１２側の面（内周側の面：Ｙ軸方向プラス側の面）の表面粗さと、負極基材層４２１の負極活物質層４２２側の面（内周側の面：Ｙ軸方向プラス側の面）の表面粗さとが同等である場合、次のような問題が生じる。

【0106】

すなわち、負極活物質層４２２が有する空隙４２２ｓが、正極活物質層４１２が有する空隙４１２ｓよりも小さいことにより、当該場合、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間に形成される空隙は、正極基材層４１１と正極活物質層４１２との間に形成される空隙よりも小さくなる。

【0107】

したがって、当該場合、負極基材層４２１と負極活物質層４２２との間において、実施の形態で説明したような電池性能の局所的な劣化が生じやすい。

【0108】

そこで、本変形例では、正極４１０及び負極４２０のうち、空孔率が小さい活物質層である負極活物質層４２２を有する負極４２０の負極基材層４２１が、平滑面４２１ｂ（図５及び図６参照）と粗面４２１ａとを有する。また、上記実施の形態及び変形例１と同様に、当該粗面４２１ａは、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において、内側に配置されている。

【0109】

以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、正極４１０及び負極４２０のいずれか一方（本変形例では負極４２０）が有する基材層（本変形例では負極基材層４２１）が、平滑面４２１ｂ（図５及び図６参照）と粗面４２１ａとを有する。ここで、当該一方が有する活物質層（本変形例では負極活物質層４２２）の空孔率は、他方が有する活物質層（本変形例では正極活物質層４１２）の空孔率よりも小さい。

【0110】

ここで、電解液は、活物質層中の空孔率が小さいほど、浸透性が低下する。よって、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分（図６の屈曲部４００ａ参照）であって、特に空孔率が小さい活物質層が位置する部分において、上述した電解液の浸透性の低下が生じやすい。そこで、空孔率の小さい活物質層（本変形例では負極活物質層４２２）が内側に配置された基材層（本変形例では負極基材層４２１）において、比較的表面粗さの大きな粗面４２１ａを内側に配置することにより、電解液の浸透性の低下が生じやすい箇所における当該低下を低減することができる。つまり、蓄電素子の劣化が生じやすい箇所における当該劣化を抑制することができる。

【0111】

なお、本変形例では、負極活物質層４２２の空孔率が正極活物質層４１２の空孔率よりも小さく、負極基材層４２１が平滑面４２１ｂ（図５及び図６参照）と粗面４２１ａとを有するとした。しかし、正極活物質層４１２の空孔率が負極活物質層４２２の空孔率よりも小さく、正極基材層４１１が平滑面と粗面とを有してもよい。これによっても、本変形例と同様に、蓄電素子の劣化が生じやすい箇所における当該劣化を抑制することができる。

【0112】

（その他の変形例）
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、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。

【0113】

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。

【0114】

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、平滑面は実質的に平坦な面であるとした。しかし、平滑面は、粗面よりも表面粗さが小さければよく、例えば、粗面に形成された凹凸よりも小さい凹凸を有していてもよい。

【0115】

また、上記変形例２では、正極４１０及び負極４２０のうち、空孔率が小さい活物質層である負極活物質層４２２を有する負極４２０の負極基材層４２１が、平滑面４２１ｂ（図５〜図７参照）と粗面４２１ａとを有するとした。しかし、正極４１０及び負極４２０のうち、空孔率が大きい活物質層である正極活物質層４１２を有する正極４１０の正極基材層４１１が、平滑面と粗面とを有してもかまわない。

【0116】

これによっても、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において粗面が内側に配置されていることにより、蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0117】

また、上記実施の形態では、電極体４００は、粗面４２１ａが内周側になるように、正極４１０と負極４２０とが巻回されることにより形成されているとした。しかし、少なくとも屈曲部４００ａにおいて粗面４２１ａが内側に配置されていればよく、当該屈曲部４００ａ以外の正極４１０と負極４２０とが平坦形状に形成されている部分において、粗面４２１ａが外側に配置されていてもかまわない。また、当該平坦形状に形成されている部分において、内側及び外側のいずれにも平滑面４２１ｂが配置されていてもかまわない。

【0118】

これによっても、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において粗面が内側に配置されていることにより、上記実施の形態及びその変形例と同様に、蓄電素子の性能低下を低減することができる。このような構成は、例えば、内側及び外側のいずれにも一様に平滑面４２１ｂが配置された基材層を準備した後、当該基材層のうち屈曲部４００ａとなる予定箇所の内側を粗面化処理することによって実現できる。粗面化処理の具体例として、研磨、サンドブラスト、溝又は切り欠き等の形成による表面の凹凸加工、等が挙げられる。

【0119】

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電極体４００とは平滑面で接続されるとした。しかし、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電極体４００とは粗面で接続されてもかまわない。

【0120】

この場合、正極集電体１２０及び負極集電体１３０と電極体４００との電気的な接続及び機械的な接続の確保が多少困難になる可能性があるものの、上記実施の形態及びその変形例と同様に、蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0121】

また、上記実施の形態及びその変形例では、負極基材層４２１は、電解析出によって形成された金属箔であるとし、正極基材層４１１は、重合圧延によって形成された金属箔であるとした。しかし、正極基材層４１１が電解析出によって形成され、負極基材層４２１が重合圧延によって形成されていてもかまわない。

【0122】

これによっても、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において粗面が内側に配置されていることにより、上記実施の形態及びその変形例と同様に、蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0123】

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極基材層４１１はアルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる金属箔とし、負極基材層４２１は銅または銅合金などからなる金属箔とした。しかし、正極基材層４１１及び負極基材層４２１は、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、Ａｌ−Ｃｄ合金など、適宜公知の金属材料を用いた金属箔であってもかまわない。また、正極基材層４１１及び負極基材層４２１は、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなど、金属材料以外の適宜公知の材料を用いた箔であってもかまわない。

【0124】

これによっても、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において粗面が内側に配置されていることにより、上記実施の形態及びその変形例と同様に蓄電素子の性能低下を低減することができる。

【0125】

また、上記実施の形態及びその変形例では、正極４１０及び負極４２０の各々は、基材層の両面に活物質層が配置されているとした。しかし、正極４１０と負極４２０とが屈曲された部分において内側に配置されるような基材層の片面のみに、活物質層が配置されていてもかまわない。

【0126】

また、上記実施の形態及びその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。また、上記実施の形態及びその変形例の部分的な構成を、適宜組み合わせてなる構成であってもよい。例えば、変形例１に変形例２の構成を組み合わせてなる構成であってもかまわない。

【産業上の利用可能性】

【0127】

本発明は、性能低下を低減できる蓄電素子を提供できるので、高品質及び高出力化が求められる自動車等に搭載される中大型の蓄電素子等に適用できる。

【符号の説明】

【0128】

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、４００Ａ 電極体
４００ａ、４００ｂ 屈曲部
４１０ 正極
４１１ 正極基材層
４１２、４１３ 正極活物質層
４２０ 負極
４２１ 負極基材層
４２１ａ 粗面
４２１ｂ 平滑面
４２２、４２３ 負極活物質層
４１２ｓ、４２２ｓ、４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ、４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ 空隙
４３０ セパレータ
５０１ 負極活物質
５０２ 正極活物質

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】