蓄电元件、蓄电装置和汽车的制作方法

本发明涉及具备在表面具有绝缘层的隔离件的蓄电元件、以及使用该蓄电元件的蓄电装置和汽车。

背景技术：

以往，已知一种具备电极体的蓄电元件，该电极体中，隔离件介于具有正极合剂层和正极合剂层非形成部的正极与具有负极合剂层和负极合剂层非形成部的负极之间，且使该正极合剂层非形成部与负极合剂层非形成部向相反方向突出。

隔离件中使用的材料(例如，聚丙烯、聚乙烯等)因热而导致某种程度地收缩。因此，为了不会因隔离件的热收缩而导致在正极与负极之间产生短路，以隔离件比正极合剂层和负极合剂层的端部更长地突出的方式配置。

专利文献1中公开了一种二次电池，其着眼于若因过充电等而产生的热聚集在二次电池内部，则正极非涂布部侧与负极非涂部侧相比温度往往会变高，通过将正极非涂布部侧的隔离件的突出量设为负极非涂布部侧的隔离件的突出量的2倍以上，即使升温也可适当地防止短路(第0010、0027段等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－043752号公报

技术实现要素：

本发明的发明人等提出了在制作蓄电元件的过程中，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也能够抑制蓄电元件的容量下降的新技术。

本发明的发明人等发现，在隔离件的一个表面具有绝缘层的隔离件在与长边方向(md方向)垂直的短边方向(td方向)以具有绝缘层的面为凸面地进行弯曲。本发明的发明人等基于该发现反复进行了深入研究，从而完成了本发明。

本发明的课题在于提供一种即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下也可抑制该金属粉移动(流动)至正极的蓄电元件、以及使用该蓄电元件的蓄电装置和汽车。

一种蓄电元件，具备：

负极，在负极集电箔的两面分别具有负极合剂层和合剂层非形成部，

正极，在正极集电箔的两面分别具有正极合剂层，以及

隔离件，具有与上述正极对置的绝缘层且介于上述负极与上述正极之间；

上述负极、上述隔离件和上述正极在第一方向层叠，

在上述负极的各面，上述负极合剂层和上述合剂层非形成部在与上述第一方向垂直的第二方向邻接地配置，

上述隔离件在上述第二方向的该隔离件的一端从上述正极合剂层向上述第二方向突出，

上述隔离件在从上述正极合剂层向上述第二方向突出的部分具有以与上述负极对置的面为凹面的第一弯曲部，

在上述第一方向邻接的隔离件的上述第一弯曲部彼此抵接。

根据上述本发明的第一方式，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，通过抑制该金属粉移动(流动)至正极，也可以抑制因该金属粉所引起的蓄电元件的微小短路所致的微量的容量下降。

根据本发明，可以抑制蓄电元件的容量下降。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的蓄电元件的立体图。

图2是表示第1实施方式所涉及的蓄电元件的分解立体图。

图3是表示第1实施方式所涉及的蓄电元件中的蓄电构件的分解立体图。

图4是表示使隔离件介于其间而将正极和负极设置某一定间隔地配置的方式的图。

图5是第1实施方式所涉及的蓄电元件的蓄电构件在x－y平面的截面图。

图6是第1实施方式所涉及的蓄电元件的蓄电构件在x－y平面的负极合剂层非形成部的周边的截面图。

图7是说明第1实施方式所涉及的蓄电元件的图。

图8是第2实施方式所涉及的蓄电元件的蓄电构件在x－y平面的截面图。

图9是第2实施方式所涉及的蓄电元件的蓄电构件在x－y平面的正极合剂层非形成部的周边的截面图。

图10是说明第2实施方式所涉及的蓄电元件的图。

图11是对具备多个实施方式所涉及的蓄电元件的蓄电装置进行说明的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。本方式在作为非水电解质电池的锂离子电池中应用本发明作为蓄电元件。

＜第1实施方式＞

参照图1～图7对第1实施方式所涉及的蓄电元件1进行说明。

图1所示的蓄电元件1是非水电解质电池，更具体而言，是锂离子电池。蓄电元件1例如搭载于电动汽车、混合动力汽车等汽车，对以电能工作的动力源供给电力。

如图2所示，蓄电元件1具有将蓄电构件3与未图示的非水电解质一起收容于外装体2内的构成。电解质可以是电解液，此外，也可以是固体电解质。

外装体2具有外壳主体21和盖体22。外壳主体21整体大致形成长方体状，在上端面侧形成有开口部。外壳主体21例如可设为铝或铝合金等金属制。外壳主体21具备底壁和从底壁的侧缘立起的4个侧壁。

开口部形成x方向的宽度尺寸比与x方向垂直的方向即y方向的宽度尺寸长的矩形。在外壳主体21的内部收容有蓄电构件3，且填充有非水电解质。蓄电构件3在外壳主体21的内部以外壳主体21的长边方向与蓄电构件3的长边方向一致的方式收容。如下所述，蓄电元件3是通过使隔离件6介于正极4与负极5之间并将正极4和负极5和隔离件6以卷绕轴u旋转成大致椭圆形状而形成的。负极5中，负极合剂层非形成部51比隔离件6的第1端部(在与层叠负极5、隔离件6和正极4的方向垂直的方向的隔离件6的一端)更靠近x1方向侧地突出。正极4中，正极合剂层非形成部41比隔离件6的第2端部(在上述方向的隔离件6的另一端)更靠近x2方向侧地突出。

盖体22中设置有正极端子7、负极端子8、正极集电体9和负极集电体10。盖体22整体形成大致长方形状，形成与开口部大致相同的形状。盖体22以堵塞外壳主体21的开口部的方式与外壳主体21接合。应予说明，盖体22例如可设为铝或铝合金等的金属制。

在盖体22的外面，即，上面配置有正极端子7和负极端子8。具体而言，正极端子7配置于盖体22的x方向(长边方向)中的x2方向侧，负极端子7配置于盖体22的x方向(长边方向)中的x1方向侧。

在正极端子7将从盖体5的下面延伸至下方的2个正极集电体9电连接。

正极集电体9是沿着后述的正极4中的正极合剂层非形成部41(露出正极集电箔的部分)的细长的形状。2个正极集电体9以彼此的板面对置的朝向配置。正极集电体9由导电性材料形成，例如可使用铝合金板等制作。

如图2所示，正极合剂层非形成部41与正极集电体9一起由夹具11夹持而进行电连接。夹具11优选使用具有与所连接的正极集电体9和正极合剂层非形成部41的材质大体上同等的电阻值的材料。夹具11例如可使用铝合金等制作。

在负极端子8将从盖体5的下面延伸至下方的2个负极集电体10电连接。

负极集电体10是沿着后述的负极5中的负极合剂层非形成部51(露出负极集电箔的部分)的细长的形状。2个负极集电体10以彼此的板面对置的朝向配置。负极集电体10由导电性材料形成，例如可使用铜合金板等制作。

如图2所示，负极合剂层非形成部51与负极集电体10一起由夹具12夹持而进行电连接。夹具12优选使用具有与所连接的负极集电体10和负极合剂层非形成部51的材质大体上同等的电阻值的材料。夹具12例如可使用铜合金等制作。

如图3～图5所示，正极4包含由铝合金箔等构成的正极集电箔和在正极集电箔的表面含有正极活物质的正极合剂层42。此外，正极活物质没有特别限定，可使用各种正极活物质。

正极4在正极集电箔的两面分别具备正极合剂层42和正极合剂层非形成部41。此外，正极合剂层非形成部41的一部分从隔离件6的第2端部向x2方向(与层叠负极5、隔离件6和正极4的方向平行的方向)突出，在正极4的各面，正极合剂层42和正极合剂层非形成部41在x2方向邻接。在正极4中在正极合剂层42与正极集电箔重叠的部分的y方向的宽度为正极4的平均厚度，将正极4的平均厚度的一半设为p(参照图7)。

如图3～图5所示，负极5包含由铜合金箔等构成的负极集电箔和在负极集电箔的表面含有负极活物质的负极合剂层52。此外，负极活物质没有特别限定，可使用各种负极活物质。

负极5在负极集电箔的两面分别具备负极合剂层52和负极合剂层非形成部51。此外，负极合剂层非形成部51的一部分从隔离件6的第1端部向x1方向(与层叠负极5、隔离件6和正极4的方向平行的方向)突出，在负极5的各面，负极合剂层52和负极合剂层非形成部51在x1方向邻接。负极5的负极合剂层52的y方向的宽度为负极合剂层52的平均厚度，将负极合剂层52的平均厚度设为n(参照图7)。

此外，在x方向，负极合剂层52的宽度大于正极合剂层42的宽度。此外，负极合剂层52的x方向的两端部是以比正极合剂层42的x方向的两端部更向外侧延伸的方式构成。

隔离件6配置于正极4与负极5之间。此外，在x方向，隔离件6的宽度大于正极合剂层42的宽度和负极合剂层52的宽度。此外，隔离件6的x方向的两端部是以比正极合剂层42和负极合剂层52的x方向的各自的两端部更向外侧延伸的方式构成。即，隔离件6在x方向的隔离件6的两端从正极合剂层42和负极合剂层52向x方向突出。

隔离件6的x1方向(负极合剂层非形成部51突出的方向)侧的端部是隔离件6的第1端部。隔离件6的第1端部在x1方向以比正极合剂层42和负极合剂层52的x1方向的各自的端部更向外侧突出的方式配置，将隔离件6的正极合剂层42的从x1方向的端部至隔离件6的第1端部(一端)的突出量设为w1。

隔离件6的x2方向(正极合剂层非形成部41突出的方向)侧的端部是隔离件6的第2端部。隔离件6的第2端部在x2方向以比正极合剂层42和负极合剂层52的x2方向的各自的端部更向外侧突出的方式配置，将从隔离件6的正极合剂层42的x2方向的端部至隔离件6的第2端部的突出量设为w2。

如图4所示，隔离件6在具备绝缘性的微多孔性膜、无纺布等基材61中在与正极4对置的表面形成有绝缘层62。此外，图4表示使隔离件6介于其间而将正极4和负极5设置某一定间隔地配置的方式。应予说明，隔离件6的绝缘层62在图3和图5～图10中省略地表示。

作为隔离件6的基材61，只要具备绝缘性就没有特别限制，可使用微多孔性膜、无纺布等，作为构成基材61的材料，例如，可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂。这些材料可以单独使用1种，此外，也可以组合使用2种以上。

在与正极4对置的基材61的表面上形成的绝缘层62可以通过将含有无机粒子、粘合剂和溶剂的绝缘层形成用浆料涂布并干燥而形成。

绝缘层62的形成中使用的粘合剂实现使无机粒子彼此、以及无机粒子与基材61粘结的作用，可使用聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)等溶剂系粘合剂；苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)等水系粘合剂等。这些粘合剂可以单独使用1种，此外，也可以组合使用2种以上。

对于绝缘层62中的粘合剂的含量，只要是能够使无机粒子彼此、以及无机粒子与基材61粘结的范围就没有特别限制，但优选相对于无机粒子和粘合剂的合计量，粘合剂的合计量为50质量％以下，优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下。此外，优选相对于无机粒子和粘合剂的合计量，粘合剂的合计量为0.1质量％以上，优选为1质量％以上，更优选为2质量％以上。

绝缘层62中使用的无机粒子没有特别限制，例如，可使用二氧化硅、氧化铝、勃姆石、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化钇、氧化锌等氧化物系陶瓷；氮化硅、氮化钛、氮化硼等氮化物系陶瓷；碳化硅、碳酸钙、硫酸铝、氢氧化铝、高岭土、高岭石、硅酸钙等陶瓷；玻璃纤维等。这些无机粒子可以单独使用1种，此外，也可以组合使用2种以上。

无机粒子的平均粒径只要可以由粘合剂分散而在规定部位粘结就没有特别限制，但优选的是，为20μm以下，优选为10μm以下，更优选为5μm以下。此外，优选的是，无机粒子的平均粒径为0.01μm以上，优选为0.1μm以上，更优选为0.5μm以上。应予说明，“平均粒径”是指体积基准的粒度分布中的累积分布为50％的粒径(d50)。

对于绝缘层62中的无机粒子的含量，没有特别限制，只要适当设定即可，但优选相对于无机粒子和粘合剂的合计量，无机粒子的含量为99.9质量％以下，优选为99质量％以下，更优选为98质量％以下，进一步更优选为95质量％以下。此外，优选相对于无机粒子和粘合剂的合计量，无机粒子的含量为50质量％以上，优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上。

如隔离件6所示，通过在基材61的表面形成绝缘层62，从而蓄电元件的使用方式偏离通常预见的使用方式的范围，从而即使在例如蓄电元件异常发热而基材61所含的树脂材料热收缩的情况下，绝缘层62也会残留而能够抑制正极与负极进行电接触。

此外，本发明的发明人等发现，如图4所示，隔离件6在x方向使形成有绝缘层62的一侧(y2方向侧)为凸地稍微弯曲，可视为圆弧(圆的一部)。其理由尚不清楚，但认为是因为，隔离件6的基材61在x方向的两端部形成有绝缘层62，由此在基材61的x1方向侧的端部对x1方向侧施加应力，在基材61的x2方向侧的端部对x2方向侧施加应力。

将通过隔离件6在x方向使形成有绝缘层62的一侧(y2方向侧)为凸地稍微弯曲而形成的圆弧所形成的圆的半径设为r。

即，半径r的值大时，在x－y平面的隔离件6的弯曲变小，半径r的值小时，x－y平面的隔离件6的弯曲变大。

此外，认为半径r的值能够根据隔离件6的基材61的物性(拉伸强度、多孔度等)、绝缘层62所含的粘合剂的性状或含量、或者绝缘层62所含的无机粒子的形状、粒径、含量等而适当变化。即，认为半径r的值根据隔离件6的种类而变化，是隔离件6的固有的值。

此外，本发明中，隔离件6的固有的半径(r)基于以下所记载的方法而算出。即，图7所记载的半径r表示基于以下所记载的方法而算出的值。

首先，将隔离件6切成使长边方向(md方向)为100mm、使与md方向垂直的短边方向(td方向)为6mm的长方形状，将其作为隔离件片。将在隔离件6的长边方向以100mm切出的边作为隔离件片的长边，将在隔离件6的短边方向以6mm切出的边作为隔离件片的短边。

接着，将隔离件片设为形成有绝缘层62的面为上，配置于光学显微镜的测定台。若在不施加负荷的状态(例如，不按压隔离件片的状态)下配置隔离件片，则隔离件片在使形成有绝缘层62的一侧为凸状地稍微弯曲的状态(形成圆弧的状态)下配置。即，在不施加负荷的状态(不按压隔离件片的状态)下，对隔离件片的在长边的中心部分的短边进行测定，从而可求出圆弧的弦的长度(d)。

然后，若在施加负荷的状态(例如，在隔离件片上载持载玻片而按压隔离件6的状态)下配置隔离件片，则使形成有绝缘层62的面为凸状地弯曲的短边被按压而配置。即，在施加负荷的状态(按压隔离件片的状态)下，通过对隔离件片的在长边的中心部分的短边进行测定，可求出圆弧的长度(l)。应予说明，使用光学显微镜求出的圆弧的长度(l)为与切出隔离件片时的短边的长度(6mm)大体上同等的值。

光学显微镜的倍率优选为可观察隔离件片的短边的整体的程度的倍率，例如，优选倍率为30倍。

如上所述，使用利用隔离件片求出的圆弧的弦的长度(d)和圆弧的长度(l)，算出由隔离件6形成的圆弧的半径。具体而言，使用以下的式(a)和式(b)而算出。应予说明，式(a)和式(b)使用圆弧的弦(d)、圆弧的长度(l)、圆弧的中心角(θ)、圆弧的半径(r)。

d＝2r·sin(θ/2)···(a)

l＝r·θ···(b)

由式(a)求出圆弧的中心角(θ)。然后，将由圆弧的长度(l)和式(a)求出的圆弧的中心角(θ)代入式(b)，对圆弧的半径(r)进行展开，由此可算出由隔离件6形成的圆弧形状的半径。由本发明中的隔离件6形成的圆弧形状的半径表示根据上述方法而算出的圆弧的半径(r)的值。

另外，在蓄电元件1的制作后，可以由将蓄电元件1解体而得到的隔离件6求出由本发明中的隔离件6形成的圆弧形状的半径。首先，将蓄电元件1解体，取出隔离件6。将取出的隔离件6用有机溶剂(例如，碳酸二甲酯(dmc))进行清洗，冲洗附着于隔离件6的电解质，进行干燥。干燥条件以将干燥温度设为隔离件不进行热收缩的温度范围内为限度而没有特别限制，将以有机溶剂清洗的隔离件6在真空下以25℃保持12小时，从而可以使隔离件6干燥。接着，将清洗后的隔离件6切出使长边方向(md方向)为100mm、使与md方向垂直的短边方向(td方向)为6mm的长方形状，将其作为隔离件片，以后通过与前述同样的方法算出由隔离件6形成的圆弧形状的半径。此外，从清洗后的隔离件6切出隔离件片时，需要选择在隔离件6上不含褶皱、伤痕的部分并由此处切出隔离件片。

第1实施方式中，以从正极合剂层42的x1方向侧的端部至隔离件6的第1端部的突出量w1为r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕以上的方式进行调节。应予说明，上述突出量w1是沿着隔离件6的长度。

第1实施方式中，如图6所示，通过将从隔离件6的正极合剂层42的x1方向的端部至隔离件6的第1端部的突出量w1设为r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕以上，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也可以抑制金属粉移动(流动)至正极4。

即，如图6所示，第1实施方式中，在x1方向(负极合剂层非形成部51所突出的方向)，使隔离件6的第1端部从正极合剂层42的端部起以突出量w1以上突出。然后，夹着正极4而对置的各个隔离件6的x1方向侧的端部(隔离件6的第1端部的附近)形成对应于隔离件6固有的半径(r)的圆弧形状。由此，由隔离件6的x1方向侧的端部形成的各个圆弧形状的凸状部分接触，x1方向侧的正极4的端部被隔离件6覆盖。即，隔离件6在从正极合剂层42向x1方向突出的部分具有以与负极5对置的面为凹面的第一弯曲部，在y方向(负极5、隔离件6和正极4的层叠方向)邻接的隔离件6的上述第一弯曲部彼此抵接。如此，从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径被堵塞，从而即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也可以抑制该金属粉移动(流动)至正极4的x1方向侧的端部。并且，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也可以通过抑制金属粉移动(流动)至正极4的x1方向侧的端部来抑制蓄电元件1的容量发生微量下降。

进而，隔离件6的x1方向的一端(第1端部)与负极合剂层非形成部51的表面抵接。由此，可以堵塞从负极5的端部至正极4的路径。

以下，对隔离件6的突出量w1的规定进行说明。

如图7所示，隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分在x－y平面中形成圆弧形状。将此时的圆的中心设为o1。

隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分形成圆弧形状，各个圆弧的凸状部分接触。将该接触的点设为e’。将介由隔离件6(绝缘层61和基材62)与上述点e’对置且位于基材61的负极侧的表面的点设为e。

将介由隔离件6与在隔离件6的绝缘层62与正极合剂层42接触的部分中的最靠近x1方向侧的点对置且位于基材61的负极侧的表面的点设为c。将通过点c且与x方向平行地向x1方向延长的直线与隔离件6的基材61的负极侧的表面交叉的点设为d。将x1方向侧的隔离件6的基材61的端部与负极合剂层非形成部51接触的点设为b。将向x2方向侧延长圆弧bc而与负极集电箔交叉的点设为a。

由圆弧cd、直线o1c(圆o1的半径)和直线o1d(圆o1的半径)形成扇形o1cd。由圆弧ab、直线o1a(圆o1的半径)和直线o1b(圆o1的半径)形成扇形o1ab。

若扇形o1ab的矢高ha等于正极4的平均厚度的一半p和负极合剂层52的平均厚度n的合计值(p+n)，则夹着正极4而对置的各个隔离件6从正极合剂层42的端部起在x1方向侧，各个圆弧形状的凸状部分接触而堵塞从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径。即，第1实施方式中，以扇形o1ab的矢高ha成为正极4的平均厚度的一半p和负极合剂层52的平均厚度n的合计值(p+n)的方式设定隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部起的突出量w1，从而使各个圆弧在点e’接触。此外，若使扇形o1ab的矢高ha大于p+n的值，则各个圆弧所接触的部分的面积变大，可以更可靠地堵塞从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径。

即，为了得到本申请发明的效果，夹着正极4而对置的各个隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分所形成的圆弧形状需要如第1实施方式那样设定至少仅在1点接触的隔离件6的突出量w1。另外，这里，对在z方向的某个x－y平面进行了阐述，但上述接触的部分在其它z方向也形成同样的状态。

扇形o1ab的矢高ha等于正极4的平均厚度的一半p和负极合剂层52的平均厚度n的合计值(ha＝p+n)时，隔离件6的突出量w1等于扇形o1cd的圆弧cd的一半(即圆弧ce)和扇形o1ab的圆弧ab的一半(即圆弧be)的合计值。

一般而言，已知扇形的圆弧的长度(l)由中心角(θ)与半径(r)的乘积表示(l＝r·θ)。这里，如图7所示，若将扇形o1cd的中心角设为θc，将扇形o1ab的中心角设为θa，则扇形o1cd的圆弧cd的一半(即圆弧ce)表示为(1/2)·(r·θc)，同样地，扇形o1ab的圆弧ab的一半(即圆弧be)表示为(1/2)·(r·θa)。

隔离件6的突出量w1等于扇形o1cd的圆弧cd的一半(即圆弧ce)和扇形o1ab的圆弧ab的一半(即圆弧be)的合计值，因此w1＝(1/2)·(r·θc)+(1/2)·(r·θa)。

此外，一般而言，已知扇形的矢高(h)使用中心角(θ)和半径(r)表示(h＝r·(1－cos(θ/2)))。进而，若对中心角(θ)展开该式，则θ＝2cos^－1(1－(h/r))。

这里，扇形o1cd的矢高hc等于正极4的平均厚度的一半p(hc＝p)。即，扇形o1cd的中心角θc为θc＝2cos^－1〔1－(p/r)〕。

这里，扇形o1ab的矢高ha等于正极4的平均厚度的一半p和负极合剂层52的平均厚度n的合计值(ha＝p+n)。即，扇形o1ab的中心角θa为θa＝2cos^－1〔1－((p+n)/r)〕。

隔离件6的突出量w1由w1＝(1/2)·(r·θc)+(1/2)·(r·θa)表示，因此若在θc和θa中分别代入上述式，则导出w1＝r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕。

即，如第1实施方式所示，通过使隔离件6的突出量w1满足“w1≥r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕”，在夹着正极4而对置的各个隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分分别形成圆弧形状时，圆弧形状的凸状部分接触而堵塞从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入金属粉，且该金属粉存在于x1方向侧的负极合剂层非形成部51的附近的情况下，也可以抑制该金属粉移动(流动)至x1方向侧的正极4的端部。

即，第1实施方式中，通过对每个隔离件6的半径r规定隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部起的突出量w1，可提供如下方式：夹着正极4而对置的各个隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分形成圆弧形状，这些圆弧形状的凸状部分接触而覆盖x1方向侧的正极4的端部，堵塞从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径。

此外，隔离件6的半径r极其小时，能够产生如下方式：隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分所形成的圆弧形状的x1方向侧的端部未与负极合剂层非形成部51接触而与负极合剂层52接触。但是，在这种方式的情况下，隔离件6的x1方向侧的从正极合剂层42的端部起的突出量w1没有多余，因此在制造蓄电构件3时需要严格的条件(例如，在卷绕正极、负极和隔离件而制造蓄电构件时，对卷绕部件的速度、可容许的卷绕偏移值等进行限制)，从生产效率的观点出发不优选。

＜第2实施方式＞

本发明的第二个方式是一种蓄电元件，本发明的第一方式所涉及的蓄电元件中，

上述隔离件在上述第二方向的第2端部(另一端)从上述正极合剂层突出，

上述隔离件的从上述正极合剂层至上述隔离件的第2端部的突出量w2满足下述式(2)。

w2≥r·sin－¹(a/2r)+r·cos－¹〔cos[sin－¹(a/2r)]－(n/r)〕···式(2)

a：隔离件的第2端部所突出的方向(第二方向)的、正极合剂层与负极合剂层的端缘间的距离

n：负极的平均厚度的1/2的值

r：隔离件的td方向(y方向)的圆弧的半径

根据上述本发明的第二方式，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也可以通过抑制该金属粉移动(流动)至正极来抑制因该金属粉所引起的蓄电元件的微小短路所致的微量的容量下降。

参照图1～图10对第2实施方式所涉及的蓄电元件100进行说明。

第2实施方式中，对规定有隔离件6中的从正极合剂层42的x2方向的端部至隔离件6的第2端部的突出量w2的蓄电元件100进行说明。此外，第2实施方式中，对于与第1实施方式同样的构成，使用相同的符号，省略说明。

负极5中，负极合剂层形成部52与负极集电箔重叠的部分的y方向的宽度为负极5的平均厚度，将负极5的平均厚度的一半设为n(参照图10)。将正极合剂层非形成部41所突出的方向(x2方向)的、从正极合剂层42的端部至负极合剂层52的端部的距离设为a(参照图10)。

如图9所示，在正极合剂层非形成部41所突出的方向(x2方向)的负极5的端部的附近，负极集电箔的端部位于与负极合剂层52的端部在x方向大致同等的位置。

在由于通常无法预见的原因而混入金属粉且该金属粉存在于x2方向的负极5的端部的附近时，有可能该金属粉移动(流动)至正极4(尤其是正极合剂层非形成部41和在x2方向的正极合剂层42的端部的附近)。并且，由于该金属粉移动(流动)至正极4(尤其是正极合剂层非形成部41和在x2方向的正极合剂层42的端部的附近)，有可能由于该金属而产生蓄电元件100的微量的容量下降。

第2实施方式中，通过将从隔离件6的正极合剂层42的x2方向的端部至隔离件6的第2端部的突出量w2的值设为r·sin－¹(a/2r)+r·cos－¹〔cos[sin－¹(a/2r)]－(n/r)〕以上，如图9所示，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入金属粉且该金属粉存在于x2方向的负极5的端部的附近的情况下，也可以抑制该金属粉移动(流动)至正极4。此外，若使隔离件6中的从正极合剂层42的x2方向的端部至隔离件6的第2端部的突出量w2的值大于r·sin－¹(a/2r)+r·cos－¹〔cos[sin－¹(a/2r)]－(n/r)〕，则各个圆弧所接触的部分的面积变大，可更可靠地堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4的路径。应予说明，上述突出量w2是沿着隔离件6的长度。

即，如图9所示，第2实施方式中，在x2方向(正极合剂层非形成部41所突出的方向)，使隔离件6的第2端部从正极合剂层42的端部以突出量w2以上突出。然后，夹着正极4而对置的各个隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分形成对应于隔离件6固有的半径(r)的圆弧形状。由此，由隔离件6的x2方向侧的端部形成的各个圆弧的x2方向侧的端部接触，堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4的路径。由此，即使由于通常无法预见的原因而在x2方向侧的负极5的端部的附近存在金属粉，也可以防止该金属粉移动(流动)至正极4，抑制由于该金属粉而导致蓄电元件100的容量下降。

以下，对隔离件6的突出量w2的规定进行说明。

如图10所示，隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分在x－y平面上形成圆弧形状。即，隔离件6在x2方向的第2端部从正极合剂层42突出，在从正极合剂层42向x2方向突出的部分，具有以与负极5对置的面为凹面的第二弯曲部。将此时的圆的中心设为o2。此外，隔离件6与第1实施方式中使用的相同，因此圆o1的半径与圆o2的半径相等。

如图10所示，通过使隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分形成圆弧形状，夹着负极5而对置的各个隔离件6的第2端部的端部接触。将该接触的点设为g。

将介由隔离件6与隔离件6的绝缘层62与正极合剂层42接触的部分中的最靠近x2方向侧的点对置且位于基材61的负极侧的表面的点设为h。在从x2方向侧的正极合剂层42的端部突出的隔离件6中，将由与负极合剂层52对置的基材61的表面形成的圆弧hg向x1方向侧延长，将通过点g而与平行于x方向的直线交叉的点设为f。将通过点h且与x方向平行的直线在x2方向侧与由隔离件6的基材61的表面形成的圆弧交叉的点设为i。此外，在点i，x2方向的负极合剂层52的端部与隔离件6的基材61接触。将通过点o2且与y方向平行的直线与由隔离件6的基材61的表面形成的圆弧交叉的点设为j。

由圆弧hi、直线o2h(圆o2的半径)和直线o2i(圆o2的半径)形成扇形o2hi。由圆弧fg、直线o2f(圆o2的半径)和直线o2g(圆o2的半径)形成扇形o2fg。

若从扇形o2fg的矢高hf的值减去扇形o2hi的矢高hh的值而得的值等于作为负极5的平均厚度的一半的n，则夹着负极5而对置的隔离件6从正极合剂层42的端部在x2方向侧，各个圆弧形状的x2方向侧的端部接触而堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4的路径。即，第2实施方式中，通过以从扇形o2fg的矢高hf的值减去扇形o2hi的矢高hh的值而得的值成为负极5的平均厚度的一半n的方式设定隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部起的突出量w2，从而使各个圆弧在点g接触。此外，若使从扇形o2fg的矢高hf的值减去扇形o2hi的矢高hh的值而得的值大于负极5的平均厚度的一半n的值，则各个圆弧所接触的部分的面积变大，可以更可靠地堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4的路径。另外，这里，对在z方向的某个x－y平面进行了阐述，但上述接触的部分在其它z方向也形成同样的状态。

在从扇形o2fg的矢高hf的值减去扇形o2hi的矢高hh的值而得的值等于负极5的平均厚度的一半n的值(hf－hh＝n)时，隔离件6的突出量w2等于扇形o2hi的圆弧hi的一半(即圆弧hj)和扇形o2fg的圆弧fg的一半(即圆弧gj)的合计值。

一般而言，已知扇形的圆弧的长度(l)由中心角(θ)与半径(r)的乘积表示(l＝r·θ)。这里，如图10所示，如将扇形o2hi的中心角设为θh，将扇形o2fg的中心角设为θf，则扇形o2hi的圆弧hi的一半(即圆弧hj)表示为(1/2)·(r·θh)，同样地，扇形o2fg的圆弧fg的一半(即圆弧fj)表示为(1/2)·(r·θf)。

隔离件6的突出量w2等于扇形o2hi的圆弧hi的一半(即圆弧hj)和扇形o2fg的圆弧fg的一半(即圆弧gj)的合计值，因此w2＝(1/2)·(r·θh)+(1/2)·(r·θf)。

此外，一般而言，已知扇形的弦(d)使用中心角(θ)和半径(r)表示(d＝2r·sin(θ/2))。进而，若对中心角(θ)展开该式，则θ＝2sin^－1(d/2r)。

这里，扇形o2ih的弦hi等于从x2方向的正极合剂层42的端部至负极合剂层52的端部的距离a(弦hi＝a)。即，扇形o2ih的中心角θh为θh＝2sin^－1(a/2r)。

此外，扇形o2fg的矢高hf是负极5的平均厚度的一半n和扇形o2hi的矢高hh的合计值(hf＝n+hh)。这里，扇形的中心角(θ)由θ＝2cos^－1(1－(h/r))表示，因此扇形o2fg的中心角θf为θf＝2cos^－1(1－(hf/r))。进而，若在该式中代入hf＝n+hh且求出θf，则θf＝2cos^－1〔1－(1/r)·(n+hh)〕。

这里，扇形的矢高(h)由h＝r·(1－cos(θ/2))表示，因此扇形o2hi的矢高hh为hh＝r·(1－cos(θh/2))。进而，θh为θh＝2sin^－1(a/2r)，因此矢高hh为hh＝r·(1－cos〔sin^－1(a/2r)〕)。

即，若在θf＝2cos^－1〔1－(1/r)·(n+hh)〕中代入hh＝r·(1－cos〔sin^－1(a/2r)〕)，求出扇形o2fg的中心角θf，则以下所示。

θf＝2cos^－1〔1－(1/r)·(n+hh)〕

＝2cos^－1〔1－(n/r)－(1/r)hh〕

＝2cos^－1〔1－(n/r)－(1/r)[r·(1－cos[sin^－1(a/2r)])]〕

＝2cos^－1〔1－(n/r)－(1－cos[sin^－1(a/2r)])〕

＝2cos^－1〔－(n/r)+cos[sin^－1(a/2r)]〕

＝2cos^－1〔cos[sin^－1(a/2r)]－(n/r)〕

由它们以下述方式导出隔离件6的突出量w2。

w2＝(1/2)·(r·θh)+(1/2)·(r·θf)

＝r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔1－(1/r)·(n+hh)〕

＝r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔1－(1/r)·(n+r·[1－cos(θh/2)])〕

＝r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔1－(n/r)－[1－cos(θh/2)]〕

＝r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔cos(θh/2)－(n/r)〕

＝r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔cos[sin^－1(a/2r)]－(n/r)〕

即，如第2实施方式所示，通过使隔离件6的突出量w2满足“w2≥r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔cos[sin^－1(a/2r)]－(n/r)〕”，在夹着负极5而对置的各个隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分分别形成圆弧形状时，圆弧形状的x2方向侧的端部接触而堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4(尤其是正极合剂层非形成部41和在x2方向的正极合剂层42的端部的附近)的路径，即使在由于通常无法预见的原因而在x2方向侧的负极5的端部的附近存在金属粉的情况下，也可以抑制该金属粉移动(流动)至正极4。

即，第2实施方式中，通过对每个隔离件6固有的半径(r)规定隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部起的突出量w2，可提供如下方式：夹着负极5而对置的各个隔离件6的x2方向侧的从正极合剂层42的端部突出的部分形成圆弧形状，这些圆弧形状的x2方向侧的端部接触而覆盖x2方向侧的负极5的端部，堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4(尤其是正极合剂层非形成部41和在x2方向的正极合剂层42的端部的附近)的路径。

＜第3实施方式＞

本发明的第三方式是一种蓄电元件，

在本发明的第一或第二方式所涉及的蓄电元件中，

上述隔离件的从上述正极合剂层的端部至上述隔离件的上述第1端部的上述突出量w1大于从上述隔离件的上述正极合剂层的端部至上述隔离件的上述第2端部的上述突出量w2。

根据上述本发明的第三方式，可实现由削减隔离件的多余的突出量所产生的蓄电元件的低成本化和由增大正极合剂层和负极合剂层的尺寸所产生的蓄电元件的高能量密度化。

通过将隔离件6在x1方向侧的从正极合剂层42的端部至隔离件6的第1端部的突出量w1设为r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕以上，可以堵塞从负极合剂层非形成部51至x1方向侧的正极4的端部的路径。通过将隔离件6在x2方向侧的从正极合剂层42的端部至隔离件6的第2端部的突出量w2设为r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔cos[sin^－1(a/2r)]－(n/r)〕以上，可以堵塞从x2方向侧的负极5的端部至正极4(尤其是正极合剂层非形成部41和在x2方向的正极合剂层42的端部的附近)的路径。

在从x2方向的正极合剂层42的端部至负极合剂层52的端部的距离为a，从x1方向的正极合剂层42的端部至负极合剂层52的端部的距离为a时(x1方向和x2方向的双方的从正极合剂层42的端部至负极合剂层52的端部的距离相同时)，隔离件6的突出量w1成为与隔离件6的突出量w2相比大的值。

即，通过将隔离件6的突出量w1设为r·cos^－1〔1－(p/r)〕+r·cos^－1〔1－((p+n)/r)〕以上，将隔离件6的突出量w2设为r·sin^－1(a/2r)+r·cos^－1〔cos[sin^－1(a/2r)]－(n/r)〕以上，使突出量w1大于突出量w2，从而可实现由削减隔离件的多余的突出量所产生的蓄电元件的低成本化和由增大正极合剂层和负极合剂层的尺寸所产生的蓄电元件的高能量密度化。

＜其它实施方式＞

本说明书中公开的技术不限定于通过上述记述和附图而说明的实施方式，例如也包括如下的各种方式。

上述实施方式中，举出蓄电元件1和100为锂离子电池的例子。但是，并不限于此，蓄电元件1和100可以是镍氢电池等其它二次电池，也可以是一次电池。此外，也可以是电容器等。

上述实施方式中，蓄电元件1的蓄电构件3制成通过介由隔离件6卷绕正极4和负极5而形成为扁平形状的卷绕型蓄电构件3，但不限于此，例如，蓄电构件3也可以是介由隔离件6层叠正极4和负极5而形成的层叠型蓄电构件。此外，上述实施方式中，蓄电元件1具备1个蓄电构件3，但不限于此，蓄电元件1也可以具备多个蓄电构件3。

此外，本发明也可以以具备多个上述的蓄电元件的蓄电装置的形式实现。将蓄电装置的一个实施方式示于图11。图11中，蓄电装置1111具备多个蓄电单元。各个蓄电单元111具备多个蓄电元件1或100。蓄电装置1111可以作为电动汽车(ev)、混合动力汽车(hev)、插电式混合动力汽车(phev)等汽车用电源搭载。即，本发明也可以以具备上述蓄电装置的汽车的形式实现。

另外，本说明书所记载的实施方式使用由隔离件形成的圆弧的半径r以堵塞正极－负极间的路径的方式规定隔离件的突出量w1或者w2。并且，在本说明书和附图所记载的实施方式中，正极－负极间的路径显示出完全堵塞的形态。在实际的蓄电元件中，由于在制造蓄电构件的过程中正极、负极和隔离件的位置会产生稍微偏移等，因而正极－负极间的路径未必成为完全堵塞的形态，但基于本发明中的隔离件的突出量的算出方法，存在通过规定隔离件的突出量而堵塞正极－负极间的路径的趋势，即使在由于通常无法预见的原因而在蓄电元件中混入了金属粉的情况下，也可以减少金属粉移动(流动)至正极的可能性。

产业上的可利用性

根据本发明，可得到抑制了容量下降的蓄电元件，因此该蓄电元件可有效地用于电动汽车用电源、电子设备用电源、电力储存用电源等。符号说明

1、100蓄电元件

111蓄电单元

1111蓄电装置

2外装体

21外壳主体

22盖体

3蓄电构件

4正极

41正极合剂层非形成部

42正极合剂层

5负极

51负极合剂层非形成部

52负极合剂层

6隔离件

61基材

62绝缘层

7正极端子

8负极端子

9正极集电体

10负极集电体

11(正极用)夹具

12(负极用)夹具