小到5 μπι以下，其中负极活性物质优选为硅。
[0077] 作为含硅合金，可以列举出例如硅与选自铁、钴、锑、铋、铅、镍、铜、锌、锗、铟、锡以 及钛的至少一种元素的合金等。作为硅化合物，只要是除含硅合金以外的包含硅的化合物 即可，并没有特别的限制，优选硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物等。作为硅氧化物，可以列 举出例如式SiOx (0〈χ〈2)所表示的氧化硅。该氧化硅也可以包含氮、硫等元素。作为硅氮化 物，可以列举出例如式Si3Ny(3〈y彡4)所表示的氮化娃。其中，优选Si3N 4。作为硅氧氮化 物，可以使用包含硅、氧和氮作为主成分，包含除上述3种元素之外的元素（例如碳、氢等） 作为杂质的化合物。例如，可以优选使用SiOaNb的组成式中，a/b = 0. 2~5. 0左右的化合 物。作为含锡合金，可以列举出例如锡与选自铁、钴、锑、铋、铅、镍、铜、银、锌、铊、镉、镓、锗、 铟以及硅的至少一种元素的合金等。作为锡化合物，只要是除含锡合金以外的包含锡的化 合物即可，并没有特别的限制，优选锡氧化物。作为锡氧化物，可以列举出例如式SnOxU同 上）所表示的氧化锡。该氧化锡还可以包含氮、硫等元素。
[0078] 这些非碳材料也可以进一步包含非金属元素。作为非金属元素，并没有特别的限 制，可以列举出例如氢、钠、钾、铷等碱金属，镁、钙等碱土类金属，碳、硼、氮、磷等。
[0079] 这些非碳材料中，优选娃化合物，更优选娃氧化物，特别优选式SiOx(X定义同上） 所表示的氧化硅。非碳材料可以单独使用1种，也可以根据需要组合使用2种以上。
[0080] 这些非碳材料具有能量非常大的特征。相对于现有的用作负极活性物质的碳材料 (以下简称为"现有的碳材料"）的单位体积的能量密度500~600mAh/cc来说，非碳材料 具有例如硅2400mAh/cc、锡氧化物1400mAh/cc这样3~5倍的能量密度。因此，与使用现 有的碳材料的情形不同，可以适当调整正极10以及负极12的厚度平衡。例如，可以设置厚 度为数μ m左右的薄膜状的负极12。通过使用非碳材料将负极12制成薄膜状，能够在实现 蓄电装置1的高输出化的同时，实现小型化和高容量化。另外，活性炭等的双电层电容器的 正极活性物质的体积能量密度为30mAh/cc左右，即使与其相比，非碳材料也具有其50~80 倍左右的极大的能量密度。另外，非碳材料与现有的碳材料同样负极电位低，因此能够得到 具有3V左右的高电压的蓄电装置1。
[0081] 为了在负极集电体13表面直接形成薄膜状的负极12,可以采用真空蒸镀法、溅射 法、气相沉积法、CVD法、镀敷法等常用的成膜方法。这时，通过适当选择成膜条件，可以调 整负极厚度。在形成包含非碳材料和无机化合物的负极时，可以根据无机化合物的特性适 当选择成膜方法。例如，如果无机化合物是能够蒸镀的化合物，则可以通过非碳材料与无机 化合物的共蒸镀形成负极。另外，在本实施方式中，如图2所示，在负极集电体13的整个表 面上形成负极12,但并不限于此，也可以在负极集电体13表面形成图案状的负极12。作为 形成了图案状的负极，可以列举出例如图3所示的负极12a。图3是形成于负极集电体13 表面的另一种形式的负极12a的构成的纵截面示意图。负极12a在负极集电体13的表面 形成条纹状。但并不限于此，也可以形成例如格子状、圆形的条纹状等图案状。作为在负极 集电体13上形成图案状的负极12的方法，可以列举出例如使用掩模进行负极12的成膜的 方法、对在表面具有凹凸的负极集电体13进行斜方蒸镀的方法、在负极集电体13的整个表 面形成负极12然后通过蚀刻等部分除去负极12的方法等。
[0082] 负极12优选形成比表面积为5以上、更优选为10以上的薄膜状。当比表面积小 于5时，蓄电装置1的高输出时的容量降低就会变得显著，可能无法获得稳定的高输出。另 外，比表面积并没有上限，根据现状可以形成比表面积10左右。
[0083] 在通过真空蒸镀法、溅射法等常规的成膜方法制作负极时，可以通过适当选择成 膜条件来调整负极12的比表面积。
[0084] 在本申请说明书中，比表面积表示所设定的测定范围的表面积与测定范围的表观 面积的比（测定范围的表面积/测定范围的表观面积）。测定范围的表面积是使用激光显 微镜（商品名：超深度形状测定显微镜VK - 855, ? 一工 >只公司制造）进行测定。在物 质的表面积的测定方法中，包括仅测定物质的轮廓面积的方法，测定物质的外轮廓面积与 物质的表面凹凸、龟裂的面积的方法，测定物质的轮廓面积与物质的表面凹凸、龟裂的面积 的同时，还测定延伸到内部的细孔的面积的方法等。并且，求得根据测定方法的不同而含义 不同的比表面积。使用激光的表面积测定方法不会破坏测定对象，能够简便地测定所测定 范围的表面积（物质的外轮廓面积与物质表面的凹凸、龟裂的面积的和）。另外，使用激光 的表面积测定方法具有能够大致正确地测定比表面积值为3~10左右的物质的表面积的 优点。因此，在本发明中，适合用于负极12、负极集电体13等的表面积的测定。另一方面， 测定范围的表观面积是指假定所测定范围为平面时的面积。因此，表观面积是通过设定测 定范围而自动计算出来的。另外，在本发明的测定方法中，当从铅直方向上方观察测定范围 时，未观察到影的部分的凹凸和龟裂并未包含在测定中。其中，"未观察到"是指不能通过激 光显微镜识别。
[0085] 测定范围设定如下。首先从测定对象物质的表面选择1个突起，将其作为第1突 起。第1突起周边部的各个边的宽度记为W。W的值实际上每个边都有变化。接着，在第1 突起的中心部，以与第1突起具有相似的形状、且周边部各个边的宽度为W/2以下的部分作 为测定范围。
[0086] 另外，通过将负极集电体13的形成负极12的面的表面粗糙度（算术平均表面粗 糙度）Ra的值（Roughness值）调整到特定的范围内，能够形成具有规定厚度以及比表面积 的负极12。只要调整负极集电体13的表面粗糙度Ra，即使不严格控制成膜条件，也能够容 易地形成具有规定比表面积的负极12。这时，负极集电体13的表面粗糙度Ra的值优选为 与负极12的厚度相同或更大的值。换言之，刚刚形成之后的完全不含锂的负极12的厚度 优选小于等于负极集电体13的表面粗糙度Ra的值。这样，负极集电体13表面的凹凸能够 基本正确地再现于负极12的表面，并能够得到具有规定的比表面积的负极12。如果负极 12的厚度超过负极集电体13的表面粗糙度Ra的值，则负极12相对于负极集电体13表面 的凹凸的追随性也会丧失。结果是，负极集电体13表面的凹凸会由于负极12而变得平坦 化，可能无法得到具有规定的比表面积的负极12。负极集电体13的表面粗糙度Ra优选为 10 μL?以下、更优选为5 μL?以下、进一步优选为1~2 μπι。负极集电体13的表面粗糙度Ra 可以通过例如常规的粗糙化处理方法等进行适当的调整。在本申请说明书中，负极集电体 13的表面粗糙度Ra是通过日本工业标准JIS B0601 - 1994所规定的方法测定的值。
[0087] 另外，通过将负极集电体13的形成负极12的面的比表面积调节到优选5以上、更 优选10以上，也能够比较容易地形成具有规定厚度以及比表面积的负极12。这时，为了使 负极12的厚度为负极集电体13的表面粗糙度Ra的值以下，可以例如适当选择成膜时间等 成膜条件。
[0088] 当蓄电装置的充放电时，负极的SOC(荷电状态（state of charge))优选为 20%~95%。这样能够得到具有高容量和高输出、且反复充放电寿命特性优异的蓄电装置。
[0089] 另外，负极的SOC不是表示蓄电装置、而且是表示负极单体的充电状态的指标，它 是以负极单体满充电时的容量（可逆容量）为1〇〇%、充电量相对于满充电量的比例以百分 比表示的值。因此，完全放电的状态的SOC为0%、满充电状态的SOC为100%。
[0090] 负极的SOC是按照如下方法求得的。在以锂为基准0~I. 5V的电位范围内，将 对负极容量以〇. 2CA(5小时率）充电了的情形的负极的充电量定义为SOC为100% (满充 电），以该充电量为基准，可以求得SOC的值。
[0091] 负极集电体13,如图4和图5所示，具有沿着厚度方向贯通膜状负极集电体13的 多个贯通孔20,该贯通孔20构成电解质保持部。在负极集电体13的内部，存在多个主要沿 负极13的厚度方向延伸的连续气泡21。连续气泡21的一端到达负极集电体13的厚度方 向的一个表面，连续气泡21的另一端到达负极集电体13的厚度方向的另一个表面。连续 气泡21多个气泡连续相连、且各个气泡具有内部空间，因此，在连续气泡21的内部，各个气 泡内部空间连通形成一个贯通孔20。
[0092] 通过具有贯通孔，可以使电解液含浸或者保持在该贯通孔20中。即，在与负极12 接触设置的负极集电体13内部，能够保持阴离子、阳离子的电解质（电解液）。负极12即 使不能在其内部充分保持电解质，通过在负极集电体13的内部保持充分量的电解质，也能 在保蓄电装置1的内部确保充分量的电解质。在图5中，在具有多个贯通孔20的负极集电 体13的厚度方向的一个面上，形成负极12。当负极12成膜在负极集电体13上之后，为了通 过贯通孔20使电解质溶液含浸或保持在负极集电体13内部，优选使负极12的厚度小于贯 通孔20的孔径。换言之，优选贯通孔20的孔径大于负极12的厚度。具体来说，贯通孔20 的孔径优选为负极12的厚度的2倍以上、更优选为5倍以上、更优选为5倍~100倍。另 外，贯通孔20的孔径可以通过例如气体吸附测定或水银测孔计来测定。另外，由于贯通孔 20的孔径通常来说大多具有的分布，因此可以以体积基准中值细孔径为代表值作为贯通孔 20的孔径。
[0093] 电解质保持部的容积相对于负极集电体13的占有体积（贯通孔20的内部容积的 总和）的比例（以下仅记为"电解液保持部的容积比例"）优选为30%以上。
[0094] 电解质保持部的容积比例更优选为50%以上、进一步优选为50~95%。当电解 质保持部的容积比例低于30%时，负极12附近的电解质盐量变得不充分，蓄电装置1的充 放电容量有时降低。另外，在电解质保持部的容积比例的测定中，可以通过例如气体吸附测 定或者水银测孔计来测定。作为气体吸附测定的实例，可以列举出例如使用比表面积?细 孔分布测定器（商品名：ASAP2010,（株）岛津制作所制造）的测定。该测定装置是利用气 体的吸附解吸来测定细孔容积的装置，能够测定细孔直径数赢左右的细孔。另外， 作为另一个实例，可以列举出使用水银测孔计（商品名：才一卜示7 III 9410,（株）岛津 制作所制造）的测定。该测定装置利用水银向细孔的挤入测定细孔容积，并能够测定细孔 直径数nm~500 μ m左右的细孔。这些测定装置可以根据对象物的细孔直径选择使用。
[0095] 作为具有贯通孔20的负极集电体13,可以使用例如发泡体、筛孔体等多孔体。另 外，作为构成负极集电体13的材料，虽然可以使用用于锂离子电池的负极集电体的材料， 但是如果考虑到多孔质化的加工性等，则优选使用铜、镍等金属素材。另外，在发泡体中，形 成于发泡体内部的连续气泡为电解质保持部，连续气泡的容积的总和为电解质保持部的容 积，发泡体的孔隙率是电解质保持部的容积相对于负极集电体13的占有体积的比例。
[0096] 其中，图6为另一种形式的负极集电体30的构成的纵截面示意图。图7为薄膜负 极33与图6所示的负极集电体30组成的负极层叠体的构成的纵截面示意图。负极集电体 30的特征在于包含集电膜31、突起32。集电膜31是由锂离子电池的负极集电体中使用的 材料构成的。突起32是按照在集电膜31的厚度方向的两个面，从集电膜31表面朝向集电 膜31的外方向延伸的方式形成的多个突起。集电膜31不具有沿厚度方向贯通的贯通孔。
[0097] 在负极集电体30中，至少在突起32的顶端部形成负极33。如果通过介由负极33 使该负极集电体30和隔膜14接触，则由于突起32的存在，形成负极集电体30与隔膜14 不直接接触的空间。通过使电解质含浸或保持在该空间中，能够在负极33附近保持负极反 应所必须的电解质盐量。即，该空间形成电解质保持部。
[0098] 电解质保持部的容积，可以通过突起相对于集电体面积的非占有面积乘以突起高 度计算出来。其中，突起相对于集电体面积的非占有面积是指，在集电体膜的面积中，集电 体表面未形成突起的部分的总面积的比例。突起高度、以及突起相对于集电体面积的非占 有面积可以通过使用激光显微镜或电子显微镜的集电体膜的表面观察、以及截面观察来测 定。具体来说，可以使用例如激光显微镜（商品名：VK - 855, ? 一工'7只公司制造）等。
[0099] 突起32优选是按照通过介由设置在其表面的负极33,与隔膜14不是点接触而是 面接触的方式形成的。因此，突起32优选其顶端（距离集电膜31最远的部分）形成面， 更优选其顶端形成与集电膜31表面平行的面。通过使突起32的顶端形成面，使得该顶端 面确实支撑隔膜14,因此，在蓄电装置1的整个耐用期间，电解质保持部的容积几乎保持相 同。另外，突起32的顶端贯通隔膜14而使得正负极短路，蓄电装置1的产品合格率不会降 低。突起32如果顶端是面的话，则对此之外的形状并没有特别的限制，可以形成各种形状。 但是，如果考虑稳定地支持隔膜14,负极集电体30的厚度方向的截面性质优选形成梯形或 准梯形。准梯形是指厚度方向的截面为大致近似梯形的形状，与距离集电膜31远的一个边 (以下称为"上边"）相比，与集电膜31表面接触的边（以下称为"下边"）更长而且上边相 对于下边略不平行的形状。这时，上边的延长线与下边的延长线所形成的角的角度为数度 左右。另外，厚度方向的截面的上边的至少一部分也可以包含曲线。即使是准梯形，只要是 能够通过面支持隔膜14的话，也能够得到上述效果。
[0100] 其中，另一种形式的负极集电体35的构成的纵截面示意图如图8所示。负极集电 体35中，如图8所示，突起36的厚度方向截面形状为三角形、突起36的顶端形成尖点。如 果突起顶端形成点，其顶端的至少一部分进入隔膜14内，视情况可能会贯通隔膜14。另外， 突起36的顶端贯通隔膜14会使得正负极短路，可能会降低蓄电装置1的产品的合格率。
[0101] 负极集电体30的占有体积是集电膜30的厚度方向的表面的面积与负极集电体30 的厚度t相乘得到的值。其中，负极集电体30的厚度t是指从形成于集电膜31的一个面 的突起32的最顶部到形成于另一个面的突起32的最顶部的长度。为了使得电解质保持部 的相对于负极集电极30的占有体积的比例达到30%以上，可以适当调整例如突起32的高 度、形成于突起32的顶端的面的面积的总和、突起32之间的间隔、突起32的数量等。突起 32的高度是指从集电膜31表面到突起32的最顶部的长度。
[0102] 负极集电体30可以通过例如对集电膜31实施机械加工，在集电膜31的厚度方向 的表面形成多个突起32来制造。机械加工包括例如压制加工、辊加工等。另外，也可以通 过对集电膜31实施研磨、蚀刻、构图化等的表面加工、镀敷处理（电镀、无电镀敷、电沉积镀 敷等）、微粒的吹附处理等，得到负极集电体30。其中，集电膜31可以使用例如铜箱、镍箱 等。
[0103] 另外，当在负极集电体30表面形成负极33时，优选注意负极33的厚度与突起32 的高度之间的关系。如图7所示，优选负极33是追随负极集电体30表面的形状形成，在负 极33表面上能够再现突起32的形状。这样，在负极33形成之后，能够在负极33表面确保 作为用于保持电解质的空间的电解质保持部。因此，相对于负极集电体30表面存在的突起 32的高度，负极33的厚度必须十分薄。具体来说，突起32的高度优选为负极33的厚度的 2倍以上、更优选为负极33的厚度的5倍以上、更优选为5~10倍。
[0104] 当突起32的高度小于负极33的厚度的2倍时，由突起32所确保的电解质保持部 的空间减小。图9为负极层叠体40的构成的纵截面示意图。负极集电体40包括负极41 和负极集电体42。负极集电体42包括集电膜43和突起44。在负极集电体40中，突起44 的高度小于负极41的成膜厚度的2倍。负极41不仅可以形成于突起44顶端的面，而且还 可以形成于突起44的侧面，因此特别是与相邻的突起44之间的空间变窄。其结果是，由于 突起44的存在，使得应该形成的电解质保持部的空间变得极小，负极集电体42能够保持的 电解液量减小。
[0105] 另外，在负极集电体30中，在厚度方向的两面形成突起32,但并不限于此，也可以 仅在负极集电体30的与隔膜14接触的面上形成多个突起32。这时，可以仅在形成了突起 32的面上设置薄膜负极33。
[0106] 另外，当在负极集电体13表面形成负极12以后，优选对负极12预先充规定的电 量。即，优选预先在负极12吸藏规定量的锂。在本说明书中，在负极12预先充电是指，在 完成蓄电装置1的制作（安装）之前，预先对负极12充电，在负极活性物质中预先吸藏锂。 这是由于蓄电装置1刚刚制造之后的负极12具有不可逆容量等。不可逆容量是指在负极 12的充电电量中，相当于除用于负极活性物质的充放电反应的锂的吸藏?放出反应以外的 副反应所消耗的容量。即，不可逆容量是指尽管充电了但不能可逆地放电的容量，并且仅在 最初的充放电中能够被观察到，这一点，是众所周知的。
[0107] 当对负极12预先充电规定的电量时，可以采用公知的方法，例如可以列举出机械 充电法、电化学充电法、化学充电法等。如果采用机械充电法，则可以通过例如使电位比负 极活性物质低的材料（金属锂等）与负极活性物质机械接触进行充电。更具体来说，例如 可以通过