(57)【要約】  本発明の目的は、電解質の注入工程において、電解質を正極合剤層に効率的に浸透させることにより、蓄電素子の製造時間を短縮させることである。負極集電箔上に負極合剤層及び前記負極集電箔の一辺に沿う負極合剤層非形成部を有する負極と、正極集電箔上に正極合剤層及び前記正極集電箔の一辺に沿う正極合剤層非形成部を有する正極とが、前記正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを介して積層され、前記負極合剤層非形成部と前記正極合剤層非形成部とは、互いに反対向きに配され、前記負極合剤層非形成部の一部は、負極集電体と接続され、前記正極合剤層非形成部の一部は、正極集電体と接続される蓄電素子であって、前記負極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ１は、前記負極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ１よりも突出し、前記正極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ２は、前記正極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ２よりも突出し、前記正極合剤層の端部Ｐ２から前記セパレータの端部Ｓ２までの距離Ｗ２は、前記正極合剤層の端部Ｐ１から前記セパレータの端部Ｓ１までの距離Ｗ１より小さいことによって、該蓄電素子の製造時間を短縮させることができる。
2017061123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極集電箔上に負極合剤層及び前記負極集電箔の一辺に沿う負極合剤層非形成部を有する負極と、正極集電箔上に正極合剤層及び前記正極集電箔の一辺に沿う正極合剤層非形成部を有する正極とが、前記正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを介して積層され、
前記負極合剤層非形成部と前記正極合剤層非形成部とは、互いに反対向きに配され、
前記負極合剤層非形成部の一部は、負極集電体と接続され、
前記正極合剤層非形成部の一部は、正極集電体と接続される蓄電素子であって、
前記負極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ１は、前記負極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ１よりも突出し、
前記正極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ２は、前記正極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ２よりも突出し、
前記正極合剤層の端部Ｐ２から前記セパレータの端部Ｓ２までの距離Ｗ２は、前記正極合剤層の端部Ｐ１から前記セパレータの端部Ｓ１までの距離Ｗ１より小さい、蓄電素子。
【請求項２】
前記正極の厚さは、Ｄであり、
前記正極合剤層の厚さは、ｄであり、
前記距離Ｗ２は、０．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下である、請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記正極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ２に漸減部を有し、前記漸減部の漸減開始点Ｑから正極合剤層の厚さが半減する地点Ａまでの距離Ｚが５０μｍ以上である、請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記絶縁層の多孔度が４０％以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の蓄電素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電素子を備えた蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層を表面に有するセパレータを備えた蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極合剤層と正極合剤層非形成部とを有する正極と、負極合剤層と負極合剤層非形成部とを有する負極との間にセパレータが介在し、正極合剤層非形成部と負極合剤層非形成部とを反対向きに突出させた蓄電要素を備える蓄電素子が知られている。【０００３】
セパレータに用いられている材料（例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等）は、熱により、ある程度収縮する。そのため、セパレータの熱収縮により、正極と負極の間に短絡が発生しないように、正極合剤層及び負極合剤層の端部よりも、セパレータが長く突出するように配置されている。【０００４】
特許文献１には、過充電等により発生した熱が二次電池内部に溜まると、正極非塗工部側は、負極非塗工部側と比較して温度が高くなりがちになることに着目して、正極非塗工部側におけるセパレータの突出量を、負極非塗工部側におけるセパレータの突出量の２倍以上とすることにより、昇温したとしても適切に短絡が防止される二次電池が開示されている（段落００１０、００２７等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０４３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを備える蓄電素子を製造するにあたり、電解質を注入する工程において、電解質を正極合剤層に効率的に浸透させることにより、蓄電素子の製造時間の短縮が見込めることを見出した。【０００７】
本発明の課題とするところは、電解質の注入工程において、電解質を正極合剤層に効率的に浸透させることにより、蓄電素子の製造時間を短縮させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決を目的とした本発明の第一の一態様は、
負極集電箔上に負極合剤層及び前記負極集電箔の一辺に沿う負極合剤層非形成部を有する負極と、正極集電箔上に正極合剤層及び前記正極集電箔の一辺に沿う正極合剤層非形成部を有する正極とが、前記正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを介して積層され、
前記負極合剤層非形成部と前記正極合剤層非形成部とは、互いに反対向きに配され、
前記負極合剤層非形成部の一部は、負極集電体と接続され、
前記正極合剤層非形成部の一部は、正極集電体と接続される蓄電素子であって、
前記負極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ１は、前記負極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ１よりも突出し、
前記正極集電体側の前記セパレータの端部Ｓ２は、前記正極集電体側の前記正極合剤層の端部Ｐ２よりも突出し、
前記正極合剤層の端部Ｐ２から前記セパレータの端部Ｓ２までの距離Ｗ２は、前記正極合剤層の端部Ｐ１から前記セパレータの端部Ｓ１までの距離Ｗ１より小さい、蓄電素子である。【０００９】
上記の本発明の第一の一態様によれば、電解質の注入工程において、電解質を正極合剤層に効率的に浸透させることにより、蓄電素子の製造時間を短縮させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを備える蓄電素子の製造時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る蓄電素子を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る蓄電素子を示す分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る蓄電素子における蓄電要素を示す分解斜視図である。
【図４】セパレータを介在させて、正極と負極とをある一定の間隔を設けて配置する態様を示す図面である。
【図５】第１実施形態に係る蓄電素子の蓄電要素のＸ−Ｙ平面における断面図である。
【図６】電解質を注入する工程における、第１実施形態に係る蓄電素子の蓄電要素のＸ−Ｙ平面における断面図である。
【図７】電解質が２枚の平行平板間を流れる平面ポワズイユ流であることを示す概略図である。
【図８】第３実施形態に係る蓄電素子の正極合剤層非形成部側の正極合剤層端部付近の態様を示す図面である。
【図９】実施形態に係る蓄電素子を複数備える蓄電装置を説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本形態は、蓄電素子として、非水電解質電池であるリチウムイオン電池に本発明を適用したものである。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る蓄電素子１について、図１〜図７を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す蓄電素子１は、非水電解質電池であり、具体的には非水電解質二次電池であり、より具体的にはリチウムイオン電池である。蓄電素子１は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリット自動車（ＨＥＶ）に搭載され、電気エネルギーで作動する動力源に電力を供給する。
【００１５】
図２に示すように、蓄電素子１は、蓄電要素３が、外装体２内に図示しない非水電解質と共に収容された構成を有する。本発明における電解質には、液体状の電解質を用いる。
【００１６】
外装体２は、ケース本体２１と蓋体２２とを有する。ケース本体２１は、全体として略直方体状をなし、上端面側に開口部が形成されている。ケース本体２１は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属製とすることができる。ケース本体２１は底壁と、底壁の側縁から立ち上がる４つの側壁とを備える。
【００１７】
開口部は、Ｘ方向の幅寸法が、Ｘ方向に直交する方向であるＹ方向の幅寸法よりも長い矩形状をなす。ケース本体２１の内部には、蓄電要素３が収容されるとともに、非水電解質が注入されている。蓄電要素３は、ケース本体２１の内部において、ケース本体２１の長手方向と、蓄電要素３の長手方向とが一致する姿勢で収容されている。蓄電素子３は、後述するように、正極４と負極５との間にセパレータ６を介在させて、正極４と負極５とセパレータ６とを巻回軸Ｕ回りに略長円形状に巻回させることにより形成されている。負極５においては、負極集電体側のセパレータ６の端部Ｓ１よりもＸ１方向側に負極合剤層非形成部５１が突出している。正極４においては、正極集電体側のセパレータ６の端部Ｓ２よりもＸ２方向側に正極合剤層非形成部４１が突出している。
【００１８】
蓋体２２には、正極端子７、負極端子８、正極集電体９、負極集電体１０、及び、注入口１３が設けられている。蓋体２２は、全体として略長方形状をなし、開口部と略同一の形状をなす。蓋体２２は、ケース本体２１の開口部を塞ぐようにケース本体２１に接合されている。なお、蓋体２２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属製とすることができる。蓋体２２の外縁とケース本体２１の開口部とは、嵌合するように設計され、その嵌合した部分を溶接することで外装体２を形成できる。
【００１９】
蓋体２２の外面、すなわち、上面には正極端子７と負極端子８とが配置されている。具体的には、正極端子７は、蓋体２２のＸ方向（長手方向）におけるＸ２方向側に配置され、負極端子８は、蓋体２２のＸ方向（長手方向）におけるＸ１方向側に配置されている。
【００２０】
蓋体２２は、蓋体２２の外面、及び、蓋体２２の内面を貫通する注入口１３を備える。具体的には、蓋体２２のＸ方向における略中央付近であり、かつ蓋体２２のＹ方向における略中央付近である部分に、注入口１３が形成されている。電解質を注入する工程においては、注入口１３を介して、電解質が外装体２の内部に注入される。電解質が注入された後は、注入口１３は、液栓により塞がれる。
【００２１】
正極端子７には、蓋体５の下面から下方に延びる２つの正極集電体９が電気的に接続されている。
【００２２】
正極集電体９は、後述する正極４における正極合剤層非形成部４１（正極集電箔が露出する部分）に沿う細長い形状である。２つの正極集電体９は、互いの板面が対向する向きで配されている。正極集電体９は、導電性材料により形成され、例えばアルミニウム合金板等を用いて作製することができる。
【００２３】
正極合剤層非形成部４１は、図２に示すように、正極集電体９とともにクリップ１１によって挟持され、電気的に接続されている。クリップ１１は、接続される正極集電体９及び正極合剤層非形成部４１の材質とほぼ同等の抵抗値を有する材料を用いることが好ましい。クリップ１１は、例えば、アルミニウム合金等を用いて作製することができる。
【００２４】
負極端子８には、蓋体５の下面から下方に延びる２つの負極集電体１０が電気的に接続されている。
【００２５】
負極集電体１０は、後述する負極５における負極合剤層非形成部５１（負極集電箔が露出する部分）に沿う細長い形状である。２つの負極集電体１０は、互いの板面が対向する向きで配されている。負極集電体１０は、導電性材料により形成され、例えば銅合金板等を用いて作製することができる。
【００２６】
負極合剤層非形成部５１は、図２に示すように、負極集電体１０とともにクリップ１２によって挟持され、電気的に接続されている。クリップ１２は、接続される負極集電体１０及び負極合剤層非形成部５１の材質とほぼ同等の抵抗値を有する材料を用いることが好ましい。クリップ１２は、例えば、銅合金等を用いて作製することができる。
【００２７】
正極４は、図３〜図６に示すように、アルミニウム合金箔からなる正極集電箔と、正極集電箔の表面に正極活物質を含有する正極合剤層４２とを含む。また、正極活物質は、特に限定されるものではなく、種々の正極活物質を用いることができる。
【００２８】
正極４は、正極合剤層４２と、正極集電箔のＸ２方向側に正極合剤層非形成部４１とを備えている。正極合剤層４２におけるＸ１方向（負極合剤層非形成部５１が突出する方向）側の端部は、正極合剤層の端部Ｐ１である。正極合剤層４２におけるＸ２方向（正極合剤層非形成部４１が突出する方向）側の端部は、正極合剤層の端部Ｐ２である。正極合剤層非形成部４１の一部は、セパレータ６の端部Ｓ２からＸ２方向側に突出している。
【００２９】
正極４のＹ方向の幅は、正極４の厚さであり、正極４の厚さはＤである（図６参照）。正極合剤層４２のＹ方向の幅は、正極合剤層４２の厚さであり、正極合剤層４２の厚さはｄである（図６参照）。
【００３０】
負極５は、図３〜図６に示すように、銅合金箔からなる負極集電箔と、負極集電箔の表面に負極活物質を含有する負極合剤層５２とを含む。また、負極活物質は、特に限定されるものではなく、種々の負極活物質を用いることができる。
【００３１】
負極５は、負極合剤層５２と、負極集電箔のＸ１方向側に負極合剤層非形成部５１とを備えている。また、負極合剤層非形成部５１の一部は、セパレータ６の端部Ｓ１からＸ１方向側に突出している。
【００３２】
Ｘ方向において、負極合剤層５２の幅は、正極合剤層４２の幅よりも大きい。負極合剤層５２のＸ方向の両端部は、正極合剤層４２のＸ方向の両端部よりも外側に延びるように構成されている。
【００３３】
セパレータ６は、正極４と負極５との間に配置されている。Ｘ方向において、セパレータ６の幅は、正極合剤層４２の幅及び負極合剤層５２の幅よりも大きい。セパレータ６のＸ方向の両端部は、正極合剤層４２及び負極合剤層５２のＸ方向のそれぞれの両端部よりも外側に延びるように構成されている。
【００３４】
セパレータ６におけるＸ１方向（負極合剤層非形成部５１が突出する方向）側の端部は、セパレータ６の端部Ｓ１である。セパレータ６の端部Ｓ１は、Ｘ１方向において、正極合剤層４２及び負極合剤層５２のＸ１方向のそれぞれの端部よりも外側に突出するように配置されている。
【００３５】
セパレータ６におけるＸ２方向（正極合剤層非形成部４１が突出する方向）側の端部は、セパレータ６の端部Ｓ２である。セパレータ６の端部Ｓ２は、Ｘ２方向において、正極合剤層４２及び負極合剤層５２のＸ２方向のそれぞれの端部よりも外側に突出するように配置されている。
【００３６】
正極合剤層４２の端部Ｐ１からセパレータ６の端部Ｓ１までの距離はＷ１である。正極合剤層４２の端部Ｐ２からセパレータ６の端部Ｓ２までの距離はＷ２である。
【００３７】
セパレータ６は、図４に示すように、絶縁性を備える微多孔性膜や不織布などの基材６１において、正極４に対向する表面に絶縁層６２が形成されている。また、図４は、セパレータ６を介在させて、正極４と、負極５とをある一定の間隔を設けて配置した態様を示している。なお、セパレータ６の絶縁層６２は、図３においては省略して示している。
【００３８】
セパレータ６の基材６１としては、絶縁性を備えることを限度として特に制限されず、微多孔性膜や不織布等を用いることができ、基材６１を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。これらの材料は、１種単独で使用してもよく、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３９】
正極４に対向する基材６１の表面に形成される絶縁層６２は、無機粒子、バインダー及び溶媒を含む絶縁層形成用スラリーを塗布して乾燥することにより形成することができる。
【００４０】
絶縁層６２の形成に使用されるバインダーは、無機粒子同士、及び、無機粒子と基材６１とを結着させる役割を果たすことを限度に特に制限されない。バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の溶剤系バインダー；スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の水系バインダー等を用いることができる。これらのバインダーは、１種単独で使用してもよく、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。溶剤系バインダーは、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等の有機溶媒に溶解又は分散させて使用するバインダーを示す。水系バインダーとは、水を主体とする溶媒に溶解又は分散させて使用するバインダーを示す。
【００４１】
絶縁層６２に使用される無機粒子は、特に制限されず、例えば、シリカ、アルミナ、ベーマイト、チタニア、ジルコニア、マグネシア、イットリア、酸化亜鉛等の酸化物系セラミックス；窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物系セラミックス；シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、カオリンクレー、カオリナイト、ケイ酸カルシウム等のセラミックス；ガラス繊維等を用いることができる。これらの無機粒子は、１種単独で使用してもよく、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４２】
無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、バインダーによって分散されて所定部位に結着できることを限度として特に制限されない。無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらにより好ましくは５μｍ以下であることが望ましい。また、無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上、さらにより好ましくは０．５μｍ以上であることが望ましい。
また、絶縁層６２には、平均粒子径（Ｄ５０）が異なる複数の無機粒子が含まれていても良い。この場合、最も大きな無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍ以上２０μｍ以下であり、最も小さい無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が０．０１μｍ以上１μｍ未満であることが好ましい。これにより、正極合剤層４２と絶縁層６２との間に適度な隙間が生じることで、電解質を正極合剤層に浸透させやすくなり、蓄電素子の製造時間を更に短縮することができるため好ましい。
なお、無機粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、レーザー回折式粒度分布測定装置（装置名：ＳＡＬＤ-２２００（島津製作所製）、測定制御ソフトはＷｉｎｇ  ＳＡＬＤ−２２００）を用いて測定することができる。
【００４３】
絶縁層６２における多孔度は、特に制限されず適宜設定することができる。絶縁層６２の多孔度を４０％以上に設定すると、電解質は絶縁層６２に吸収され保持されやすくなると考えられる。絶縁層６２の多孔度を４０％以上に設定することにより、後述するように、電解質が効率的に正極合剤層４２に供給されない恐れが高まるため、本願発明を適用することの有用性が向上すると考えられる。すなわち、絶縁層６２における多孔度は、好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上、さらにより好ましくは６０％以上であることが望ましい。
【００４４】
絶縁層６２における無機粒子の含有量は、特に制限されず適宜設定することができる。無機粒子の含有量は、無機粒子とバインダーとの合計量に対して、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９質量％以下、さらにより好ましくは９８質量％以下、なおさらにより好ましくは９５質量％以下であることが望ましい。また、無機粒子の含有量は、無機粒子とバインダーとの合計量に対して、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらにより好ましくは９０質量％以上であることが望ましい。
【００４５】
基材６１の表面に絶縁層６２が形成されるセパレータ６を備える蓄電素子は、基材のみからなるセパレータを備える蓄電素子と比較して、蓄電素子の使用形態が通常予見される使用形態の範囲から外れ、例えば蓄電素子が異常発熱する場合であっても、セパレータ６が熱収縮しづらく、正極と負極とが電気的に接触することを抑制することができる。
【００４６】
電解質は、液体状であることを限度として特に制限されず、支持塩や溶媒を含むことができる。電解質の粘度は、特に制限されず適宜設定することができる。２５℃環境下における電解質の粘度を１０ｍＰａ・ｓｅｃ以下にすることにより、電解質は効率的に正極合剤層に浸透されると考えられる。すなわち、２５℃環境下における電解質の粘度は、好ましくは１０ｍＰａ・ｓｅｃ以下、より好ましくは５ｍＰａ・ｓｅｃ以下、さらにより好ましくは３．５ｍＰａ・ｓｅｃ以下であることが望ましい。
【００４７】
支持塩は、一般に非水電解質電池に用いられている支持塩を採用することができる。支持塩としては、例えば、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３等を挙げることができ、これらの化合物から選択される１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
溶媒は、一般に非水電解質電池に用いられている溶媒を採用することができる。溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を挙げることができ、これらの化合物から選択される１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４９】
電解質を注入する工程では、注入口１３を介して、電解質を外装体２の内部に注入する。注入された電解質は、例えば、外装体２を構成するケース本体２１の底壁に蓄積されていき、蓄電要素３のＸ方向における両端部（正極合剤層非形成部４１が重なる部分、及び、負極合剤層非形成部５１が重なる部分）に導かれること、或いは、蓄電要素３の外側の表面をつたって蓄電要素３のＸ方向における両端部に導かれることが考えられる。
【００５０】
蓄電要素３のＸ方向における両端部に導かれた電解質は、合剤層（正極合剤層及び負極合剤層）のＸ方向における両端部から、それぞれの合剤層のＸ方向における中央付近に向かって浸透していく。具体的には、蓄電要素３におけるＸ１方向の端部（負極合剤層非形成部５１が重なる部分）に導かれた電解質は、それぞれの合剤層のＸ１方向の端部からＸ２方向に向かって浸透していく。同様に、蓄電要素３におけるＸ２方向の端部（正極合剤層非形成部４１が重なる部分）に導かれた電解質は、それぞれの合剤層のＸ２方向の端部からＸ１方向に向かって浸透していく。
【００５１】
本発明者は、電解質がそれぞれの合剤層に浸透する過程において、電解質が正極合剤層４２に浸透する過程は、電解質が負極合剤層５２に浸透する過程と比較すると、多くの時間を要することを発見した。すなわち、蓄電素子１の製造時間を短縮するためには、電解質を正極合剤層４２に効率的に浸透させることが有効であると考えられる。
【００５２】
電解質が正極合剤層４２に浸透する過程が、電解質が負極合剤層５２に浸透する過程と比較して多くの時間を要する要因は、セパレータ６の絶縁層６２が、セパレータ６の基材６１と比較して、電解質を多く吸収して保持し、保液性が高いためである考えられる。セパレータ６の絶縁層６２は、セパレータ６の基材６１と比較して、絶縁層６２に含有される無機粒子の電解質との親和性が良好であることにより、電解質の保液性が高くなると考えられる。
【００５３】
図４及び図５に示すように、正極４は、Ｙ方向において、セパレータ６の絶縁層６２によって挟まれている形態であり、負極５は、Ｙ方向において、セパレータ６の基材６１によって挟まれている形態である。
【００５４】
ここで、蓄電要素３におけるＸ１方向の端部（負極合剤層非形成部５１が重なる部分）から、電解質が、それぞれの合剤層に浸透する過程を考える。
【００５５】
Ｘ１方向から電解質が正極合剤層４２に浸透する過程においては、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向する空間が、電解質を、正極合剤層４２の端部Ｐ１まで導く経路となる。電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ１に到達した後、順次、電解質が正極合剤層４２に浸透していく。
【００５６】
蓄電要素３におけるＸ１方向の端部から正極合剤層４２の端部Ｐ１まで到達する過程において、電解質は、その電解質の一部が比較的に保液性の高い絶縁層６２に吸収され保持されてしまうと考えられる。すなわち、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向する空間を流通する電解質は、その全てが正極合剤層４２の端部Ｐ１に導かれないため、電解質は正極合剤層４２の端部Ｐ１に効率的に供給されないと考えられる。
【００５７】
Ｘ１方向から電解質が負極合剤層５２に浸透する過程においては、セパレータ６の基材６１と負極集電箔（負極合剤層非形成部５１）とが対向する空間が、電解質を、負極合剤層５２のＸ１方向の端部まで導く経路となる。電解質が負極合剤層５２のＸ１方向の端部に到達した後、順次、電解質が負極合剤層５２に浸透していく。
【００５８】
蓄電要素３におけるＸ１方向の端部から負極合剤層５２のＸ１方向の端部まで到達する過程において、電解質が基材６１及び負極集電箔に吸収され保持されることは、ほぼ起こらないと考えられる。すなわち、セパレータ６の基材６１と負極集電箔とが対向する空間を流通する電解質は、基材６１及び負極集電箔にほとんど吸収されず、概ね全てが負極合剤層５２のＸ１方向の端部に導かれるため、電解質は負極合剤層５２のＸ１方向の端部に効率的に供給されると考えられる。
【００５９】
したがって、電解質が、蓄電要素３におけるＸ１方向の端部から、それぞれの合剤層に浸透する過程を考える場合、Ｙ方向において絶縁層６２によって挟まれている正極合剤層４２は、Ｙ方向において基材６１によって挟まれている負極合剤層５２と比較して、電解質の一部が絶縁層６２に吸収され保持されやすいと考えられる。これにより、電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ１に効率的に供給されないため、正極合剤層４２に電解質が浸透する工程は、Ｙ方向において基材６１によって挟まれている負極合剤層５２に電解質が浸透する工程と比較して、多くの時間を要すると考えられる。これは、上述したように、絶縁層６２は、基材６１及び負極集電箔と比較して、電解質を多く吸収して保持し、保液性が高いためであると考えられる。
【００６０】
なお、負極集電箔（負極合剤層非形成部５１）は、セパレータ６の基材６１と同様に、電解質の吸収量が少なく、電解質をほとんど吸収しないと考えられる。
【００６１】
ここで、蓄電要素３におけるＸ２方向の端部（正極合剤層非形成部４１が重なる部分）から、電解質が、それぞれの合剤層に浸透する過程を考える。
【００６２】
Ｘ２方向から電解質が正極合剤層４２に浸透する過程においては、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向する空間が、電解質を、正極合剤層４２の端部Ｐ２まで導く経路となる。電解質が正極合剤層４２のＸ２方向の端部に到達した後、順次、電解質が正極合剤層４２に浸透していく。
【００６３】
蓄電要素３におけるＸ２方向の端部から正極合剤層４２の端部Ｐ２まで到達する過程において、電解質は、その電解質の一部が比較的に保液性の高い絶縁層６２に吸収され保持されてしまうと考えられる。すなわち、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向する空間を流通する電解質は、その全てが正極合剤層４２の端部Ｐ２に導かれないため、電解質は正極合剤層４２の端部Ｐ２に効率的に供給されないと考えられる。
【００６４】
Ｘ２方向から電解質が負極合剤層５２に浸透する過程においては、セパレータ６の基材６１同士が対向する空間が、電解質を、負極合剤層５２のＸ２方向の端部まで導く経路となる。電解質が負極合剤層５２のＸ２方向の端部に到達した後、順次、電解質が負極合剤層５２に浸透していく。
【００６５】
蓄電要素３におけるＸ２方向の端部から負極合剤層５２のＸ２方向の端部まで到達する過程において、電解質が基材６１に吸収され保持されることはほぼ起こらないと考えられる。すなわち、セパレータ６の基材６１同士が対向する空間を流通する電解質は、基材６１にほとんど吸収されず、概ね全てが負極合剤層５２のＸ２方向の端部に導かれるため、電解質は負極合剤層５２のＸ２方向の端部に効率的に供給されると考えられる。
【００６６】
したがって、電解質が、蓄電要素３におけるＸ２方向の端部から、それぞれの合剤層に浸透する過程を考える場合、Ｙ方向において絶縁層６２によって挟まれている正極合剤層４２は、Ｙ方向において基材６１によって挟まれている負極合剤層５２と比較して、電解質の一部が絶縁層６２に吸収され保持されやすいと考えられる。これにより、電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ２に効率的に供給されないため、正極合剤層４２に電解質が浸透する工程は、Ｙ方向において基材６１によって挟まれている負極合剤層５２に電解質が浸透する工程と比較して、多くの時間を要すると考えられる。これは、上述したように、絶縁層６２は、基材６１と比較して、電解質を多く吸収して保持し、保液性が高いためであると考えられる。
【００６７】
なお、正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）は、セパレータ６の基材６１と同様に、電解質の吸収量が少なく、電解質をほとんど吸収しないと考えられる。
【００６８】
以上から、正極４に対向する表面に絶縁層６２を有するセパレータ６を備える蓄電素子１を製造する場合、電解質を注入する工程において、電解質が正極合剤層４２に浸透する過程は、電解質が負極合剤層５２に浸透する過程と比較して、より多くの時間がかかってしまうと考えられる。
【００６９】
また、蓄電素子１の高エネルギー密度化を目的として、正極合剤層４２の密度を高くするために、正極合剤層４２の多孔度を小さくする手段が採用され得る。正極合剤層４２の多孔度を小さくする場合、電解質は正極合剤層４２に浸透しづらくなり、電解質が正極合剤層４２に浸透する過程は、さらにより多くの時間を要することが考えられる。すなわち、正極合剤層４２の多孔度がより小さい蓄電素子であれば、該蓄電素子の製造時間を短縮させる本願発明の有用性は向上すると考えられる。
【００７０】
正極合剤層４２の多孔度は、好ましくは４０％以下、より好ましくは３５％以下、さらにより好ましくは３０％以下であることが望ましい。
【００７１】
また、例えば、電解質を注入する工程を減圧環境下でおこなう場合、電解質を注入する工程中、すなわち、注入口１３が液栓により塞がれていない状態の蓄電素子が減圧環境下に保持されている内に、電解質が正極合剤層の全体に浸透しなければ、完成した蓄電素子の正極合剤層には、電解質が浸透していない部分が存在することになる。正極合剤層における電解質が浸透していない部分は、充放電反応に寄与できないため、蓄電素子の容量が低下し得る。すなわち、本願発明を適用することにより、電解質が正極合剤層に浸透しきらない恐れを低減させ、蓄電素子の容量が低下することを抑制できると考えられる。
【００７２】
本発明者は、正極合剤層４２の端部Ｐ１からセパレータ６の端部Ｓ１までの距離Ｗ１と、正極合剤層４２の端部Ｐ２からセパレータ６の端部Ｓ２までの距離Ｗ２とを規定することにより、電解質を正極合剤層４２に効率的に浸透させることができることを見出し、本願発明を完成するに至った。
【００７３】
外装体２の内部に注入された電解質は、蓄電要素３のＸ方向のそれぞれの端部から、正極合剤層４２のＸ方向におけるそれぞれの端部（Ｐ１及びＰ２）に到達する。具体的には、正極合剤層４２の端部Ｐ１へは、絶縁層６２同士が対向する空間を経路として、電解質が流通する。同様に、正極合剤層４２の端部Ｐ２へは、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向する空間を経路として、電解質が流通する。
【００７４】
すなわち、後述するように、電解質を注入した後に、電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ１に到達するまでの時間と、電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ２に到達するまでの時間とが乖離しなければ、電解質が正極合剤層４２に浸透する時間を短縮できると考えられる。
【００７５】
電解質を注入した後に、その電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ１に到達するまでの時間をＴ１とする。同様に、電解質を注入した後に、その電解質が正極合剤層４２の端部Ｐ２に到達するまでの時間をＴ２とする。
【００７６】
Ｔ１とＴ２との間に乖離がなければ、電解質は、端部Ｐ１及び端部Ｐ２のそれぞれから、ほぼ同時に正極合剤層４２に浸透し始めることができる。したがって、Ｔ１とＴ２との間に乖離がない場合、端部Ｐ１からＸ２方向に浸透する電解質、及び、端部Ｐ２からＸ１方向に浸透する電解質は、それぞれ、正極合剤層４２のＸ方向における略中央付近まで浸透すれば、電解質は正極合剤層４２の全体に浸透したことになる。
【００７７】
なお、正極合剤層４２に電解質が浸透する速度は一定であり、その速度の大きさは、電解質が端部Ｐ１からＸ２方向に浸透する場合でも、電解質が端部Ｐ２からＸ１方向に浸透する場合でも同じであると考えられる。
【００７８】
これに対して、Ｔ１とＴ２との間に乖離があると、端部Ｐ１からＸ２方向における電解質の浸透、及び、端部Ｐ２からＸ１方向における電解質の浸透のいずれか一方が、先に始まることになる。したがって、Ｔ１とＴ２との間に乖離がある場合、端部Ｐ１からＸ２方向に浸透する電解質、及び、端部Ｐ２からＸ１方向に浸透する電解質は、それぞれの端部（端部Ｐ１或いは端部Ｐ２）から、Ｘ方向における正極合剤層４２の略中央付近ではなく、Ｘ方向における正極合剤層４２のＸ１方向側又はＸ２方向側に偏った部分まで浸透しなければ、電解質は正極合剤層４２の全体に浸透したことにならない。すなわち、Ｔ１とＴ２との間に乖離がある場合、電解質は、Ｘ方向における少なくとも一方の正極合剤層４２の端部（端部Ｐ１又は端部Ｐ２）から、Ｘ方向における正極合剤層４２の略中央付近よりも遠いところ（Ｘ方向における正極合剤層４２のＸ１方向側又はＸ２方向側に偏った部分）まで浸透しなければならない。
【００７９】
また、正極合剤層４２に電解質が浸透する速度は、セパレータの端部Ｓ１又は端部Ｓ２から正極合剤層４２の端部Ｐ１又は端部Ｐ２に電解質が流通する速度と比較して、遅いと考えられる。これは、正極合剤層４２の内部では、電解質は正極合剤層４２に存在する無数の孔に順々に浸み込んでいくのに対して、セパレータの端部Ｓ１又は端部Ｓ２から正極合剤層４２の端部Ｐ１又はＰ２までは、電解質は絶縁層６２同士が対向する空間又は絶縁層６２と正極集電箔とが対向する空間を経路として流通するためであると考えられる。
【００８０】
以上から、Ｔ１とＴ２との間に乖離がない場合は、Ｔ１とＴ２との間に乖離がある場合と比較して、電解質が正極合剤層４２に浸透する時間が短縮されると考えられる。
【００８１】
本発明者は、正極合剤層４２の端部Ｐ１からセパレータ６の端部Ｓ１までの距離Ｗ１、及び、正極合剤層４２の端部Ｐ２からセパレータ６の端部Ｓ２までの距離Ｗ２を規定することにより、Ｔ１とＴ２との間の乖離を減少させ、電解質が正極合剤層４２に浸透する時間を短縮させることを試みた。
【００８２】
図５及び図６に示すように、正極合剤層４２の端部Ｐ１まで電解質を導く経路であるセパレータ６の絶縁層６２同士が対向する空間は、正極合剤層４２の端部Ｐ２まで電解質を導く経路であるセパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向する空間と比較して、大きな広がりを有している。すなわち、距離Ｗ１と距離Ｗ２とが等しければ、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向する空間を流通する電解質は、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向する空間を流通する電解質と比較して、より効率的に正極合剤層４２の端部（端部Ｐ１）に導かれると考えられる。つまりは、距離Ｗ２を距離Ｗ１よりも小さく規定することにより、Ｔ１とＴ２との間の乖離を減少させることができると考えられる。距離Ｗ１と距離Ｗ２の規定は、後述するように、平面ポワズイユ流の考えを用いることでも推定することができる。前述のように、絶縁層６２は比較的に電解質の保液性が高いために、電解質は定常的に絶縁層６２に浸透すると考えられ、このような条件下では平面ポワズイユ流の考えが成り立つと考えられる。
【００８３】
２枚の平行平板間を流れる平面ポワズイユ流の概略図を図７に示す。ここで、２枚の平行平板間とは、本発明においては、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路、或いは、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向して形成される経路を示す。図７において、２枚の平板は、それぞれ平行であり、２枚の平板同士の間の中心面に沿ってｘ’軸をとり、２枚の平板に対して垂直にｙ’軸をとる。
【００８４】
図７は、２枚の平行平板間を流通する電解質についての概略図であり、その電解質は、２次元定常流であり、ｘ’方向の１方向だけに速度成分を有していると仮定する。
【００８５】
一般的に、流体が、２次元定常流であり、１方向だけの速度成分を有する場合、流体内部における圧力勾配（ｄｐ／ｄｘ’）と速度の２階微分（ｄ２ｕ／ｄｙ’２）の関係は下記の式（１）で表される。
ｄｐ／ｄｘ’  ＝  μ（ｄ２ｕ／ｄｙ’２）    ・・・  式（１）
ここで、ｐは流体内の各点における圧力を表し、ｕは流体内の各点における速度（流速）を表し、μは流体の粘性係数を表す。
【００８６】
流体が、２次元定常流であり、ｘ’方向の１方向だけに速度成分を有する場合、ｘ’方向の圧力勾配（ｄｐ／ｄｘ’）は一定であり、ｘ’方向の流速成分ｕはｕ（ｙ’）と表すことができる。流体のｘ’方向の圧力勾配（ｄｐ／ｄｘ’）は一定であるため、式（２）が成り立つ。
ｄｐ／ｄｘ’  ＝  −ａ    ・・・  式（２）
ここで、ａは定数を表す。
【００８７】
式（１）及び式（２）から、式（３）が導かれる。
ｄ２ｕ／ｄｙ’２  ＝  −（ａ／μ）    ・・・  式（３）
【００８８】
式（３）を、ｙ’について２回積分することにより、式（４）が導かれる。
ｕ（ｙ’）  ＝  −（ａｙ’２／２μ）＋ｃ１ｙ’＋ｃ２    ・・・  式（４）
ここで、ｃ１及びｃ２は積分定数を表す。
【００８９】
流体が平板に接する面（ｙ’＝±ｄ’）において、流速は０になる（ｕ（±ｄ’）＝０）。
【００９０】
前述の条件（ｙ＝±ｄ’においてｕ（±ｄ’）＝０）を、式（４）に代入して得られる２つの式を、ｃ１とｃ２に関する連立方程式とみなして解くと、式（５）及び式（６）が求められる。
ｃ１  ＝  ０    ・・・  式（５）
ｃ２  ＝  ａｄ’２／２μ    ・・・  式（６）
【００９１】
式（５）及び式（６）を、式（４）に代入することにより、流速ｕ（ｙ’）は、式（７）で表すことができる。
ｕ（ｙ’）  ＝  （ａｄ’２／２μ）〔１−（ｙ／ｄ’）２〕    ・・・  式（７）
【００９２】
ｘ’軸に垂直な任意の断面を単位時間に通過する体積を流量（体積流量）Ｑとする。ここで、２平板の幅（奥行き方向（ｘ’軸及びｙ’軸に垂直な方向）の長さ）をωとすると、流量Ｑは、下記の式（８）で表されるように、流速ｕ（ｙ’）について、−ｄ’からｄ’まで積分して幅ωをかけることにより求めることができる。
【００９３】
【数１】
2017061123.tif 000003
【００９４】
流速ｕ（ｙ’）を、２平板間ｙ’＝［−ｄ’，ｄ’］にわたって平均した平均流速ｕａｖｅは、下記の式（９）に示すように、体積流量Ｑを２ｄωで割ることにより、求めることができる。
【００９５】
【数２】
2017061123.tif 000004
【００９６】
［セパレータ６の絶縁層６２同士が対向する経路を流通する電解質］
図６に示すように、セパレータ６の絶縁層６２同士は、略平行であり、セパレータ６の絶縁層６２同士の間の中心面に沿ってｘ１軸をとり、セパレータ６の絶縁層６２に垂直にｙ１軸をとる。セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質は、ｘ１方向とｙ１方向との２つの成分に依存する２次元定常流であり、ｘ１方向の１方向だけに速度成分を有していると考えられる。
【００９７】
セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質が、セパレータ６の絶縁層６２に接する面（ｙ１＝±Ｄ／２）において、電解質の流速は、０となる（ｕ（±Ｄ／２）＝０）。すなわち、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質の平均流速ｕａｖｅ（ｙ１）は、流速ｕ（ｙ１）を、２平板間ｙ１＝［−Ｄ／２，Ｄ／２］にわたって平均したものであるから、式（９）におけるｄ’に、ｄ’＝Ｄを代入することにより、求めることができる。
【００９８】
したがって、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質の平均流速ｕａｖｅ（ｙ１）は、下記の式（１０）により表される。式（１０）において、ａは定数を表し、μは電解質の粘性係数を表す。
【００９９】
【数３】
2017061123.tif 000005
【０１００】
すなわち、端部Ｐ１からの正極合剤層４２に対する電解質の浸透は、平均流速ｕａｖｅ（ｙ１）の電解質が、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路に供給されることにより進行することになる。平均流速ｕａｖｅ（ｙ１）の電解質は、正極集電箔を介してＹ１及びＹ２方向に位置しているそれぞれの正極合剤層４２に対して、端部Ｐ１から供給されると考えられる。
【０１０１】
［セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向する経路を流通する電解質］
図６に示すように、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とは、略平行であり、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔との間の中心面に沿ってｘ２軸をとり、セパレータ６の絶縁層６２及び正極集電箔に垂直にｙ２軸をとる。セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路を流通する電解質は、ｘ２方向とｙ２方向との２つの成分に依存する２次元定常流であり、ｘ２方向の１方向だけに速度成分を有していると考えられる。
【０１０２】
セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路を流通する電解質が、セパレータ６の絶縁層６２、又は、正極集電箔に接する面（ｙ１＝±ｄ／２）において、電解質の流速は、０となる（ｕ（±ｄ／２）＝０）。すなわち、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路を流通する電解質の平均流速ｕａｖｅ（ｙ２）は、流速ｕ（ｙ２）を、２平板間ｙ２＝［−ｄ／２，ｄ／２］にわたって平均したものであるから、式（９）におけるｄ’に、ｄ’＝ｄを代入することにより、求めることができる。
【０１０３】
したがって、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質の平均流速ｕａｖｅ（ｙ２）は、下記の式（１１）により表される。式（１１）において、ａは定数を表し、μは電解質の粘性係数を表す。
【０１０４】
【数４】
2017061123.tif 000006
【０１０５】
すなわち、端部Ｐ２からの正極合剤層４２に対する電解質の浸透は、平均流速ｕａｖｅ（ｙ２）の電解質が、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路に供給されることにより進行することになる。
【０１０６】
式（１０）と式（１１）とを比較すると、正極４の厚さＤを２乗した値は、正極合剤層４２の厚さｄを２乗した値より大きいことから、ｕａｖｅ（Ｐ１）はｕａｖｅ（Ｐ２）と比較して、大きいことがわかる。
【０１０７】
距離Ｗ１及び距離Ｗ２がそれぞれ等しい場合、セパレータ６の絶縁層６２同士が対向して形成される経路の長さと、セパレータ６の絶縁層６２と正極集電箔（正極合剤層非形成部４１）とが対向して形成される経路の長さは、等しくなる。
【０１０８】
すなわち、距離Ｗ１及び距離Ｗ２がそれぞれ等しい場合では、電解質を注入する工程において、平均流速の大小関係に依存して、絶縁層６２同士が対向して形成される経路を流通する電解質は、絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路を流通する電解質と比較して、より早く正極合剤層４２の端部（端部Ｐ１）に到達することになり、Ｔ１とＴ２との間に乖離が生じることになる。したがって、Ｔ１とＴ２との間の乖離を減少させるために、絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路を、絶縁層６２同士が対向して形成される経路と比較して、短く設定することが有効であることがわかる。
【０１０９】
絶縁層６２と正極集電箔とが対向して形成される経路の長さはＷ１であり、絶縁層６２同士が対向して形成される経路の長さはＷ２であることから、Ｗ１＞Ｗ２とすることにより、電解質の正極４への浸透は効率的におこなわれる。すなわち、Ｗ１＞Ｗ２とすることにより、電解質を正極４に効率的に浸透させることができ、蓄電素子１の製造時間を短縮させることができる。
【０１１０】
＜第２実施形態＞
本発明の第二の一態様は、本発明の第一の態様に係る蓄電素子において、
前記正極の厚さは、Ｄであり、
前記正極合剤層の厚さは、ｄであり、
前記距離Ｗ２は、０．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下である。
【０１１１】
上記の本発明の第二の一態様によれば、電解質の注入工程において、電解質を正極合剤層により効率的に浸透させることができ、蓄電素子の製造時間をより短縮させることができる。
【０１１２】
第２実施形態に係る蓄電素子１００について、図１〜図７を参照して説明する。
【０１１３】
第２実施形態では、正極合剤層４２の端部Ｐ１からセパレータ６の端部Ｓ１までの距離Ｗ１、及び、正極合剤層４２の端部Ｐ２からセパレータ６の端部Ｓ２までの距離Ｗ２を、より好ましい範囲で規定した蓄電素子１００について説明する。また、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１１４】
上述のように、端部Ｐ１に供給される電解質の平均流速、及び、端部Ｐ２に供給される電解質の平均流速は、それぞれ式（１０）及び式（１１）で表される。すなわち、それぞれの経路を流通する電解質の平均流速の大きさに合わせて、距離Ｗ１及び距離Ｗ２を調整することにより、Ｔ１とＴ２との間の乖離を減少させ、電解質を正極４により効率的に浸透させることができる。
【０１１５】
式（１０）及び式（１１）から、端部Ｐ２に供給される電解質の平均流速ｕａｖｅ（Ｐ２）は、端部Ｐ１に供給される電解質の平均流速ｕａｖｅ（Ｐ１）のｄ２／Ｄ２倍であることがわかる。ここで、図４〜図６からわかるように、本願発明の第１実施形態および第２実施形態においては、正極４の厚さＤは、正極合剤層４２の厚さｄを２倍した値より大きいことから、ｄ２／Ｄ２の値は、１／４未満となることがわかる。
【０１１６】
すなわち、距離Ｗ１及び距離Ｗ２がそれぞれ等しい場合は、端部Ｐ２に供給される電解質の平均流速ｕａｖｅ（Ｐ２）が、端部Ｐ１に供給される電解質の平均流速ｕａｖｅ（Ｐ１）のｄ２／Ｄ２倍であり、１／４未満であることから、それぞれの端部（端部Ｐ１および端部Ｐ２）から浸透する電解質は、正極合剤層４２のＸ２方向側に偏った部分まで浸透しなければ、電解質が正極合剤層４２の全体に浸透したことにならない。
【０１１７】
これらから、距離Ｗ２を、０．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下と規定することにより、Ｔ１とＴ２との間に大きな乖離が生じることを抑制することができると考えられる。これにより、正極合剤層４２の端部Ｐ１からＸ２方向に向けた浸透、及び、正極合剤層４２の端部Ｐ２からＸ１方向に向けた浸透は、それぞれが、大きな時間の乖離を伴うことなく開始し、電解質が正極４により効率的に浸透し、蓄電素子１００の製造時間は短縮される。
【０１１８】
また、距離Ｗ２を（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１に規定すれば、正極合剤層４２の端部Ｐ１からＸ２方向に向けた浸透、及び、正極合剤層４２の端部Ｐ２からＸ１方向に向けた浸透は、ほぼ同時に開始されることにより、蓄電素子１００の製造時間は最も短縮されると考えられる。すなわち、距離Ｗ２は、０．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下であることが望ましいが、より好ましくは０．７（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上１．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下、より一層好ましくは０．８（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以上１．２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１以下であることが望ましい。
【０１１９】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る蓄電素子１００について、図８に示す。第３実施形態において、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については、同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１２０】
本発明の第三の一態様は、第１実施形態又は第２実施形態において、正極合剤層４２の端部Ｐ２に、正極合剤層４２の厚さがＸ２方向に向かって減少する漸減部を有する。ここで、漸減部とは、正極合剤層４２のある地点からＸ２方向において、厚みが減少基調で推移する部分であり、前記地点を漸減開始点Ｑとする。
この漸減部が存在することにより、漸減部に沿った電解質の流れが生まれることで、絶縁層６２と正極合剤層４２の間の空間への電解質の浸透が促進される。これにより、電解質を正極合剤層により効率的に浸透させることができ、蓄電素子の製造時間をより短縮させることができる。
【０１２１】
また、漸減部の厚さの変化は、緩やかであることが好ましい。具体的には、漸減開始点Ｑの正極合剤層４２の厚さを基準として、Ｘ２方向において、漸減開始点Ｑと正極合剤層の厚さが半減する（ｄ／２となる）地点Ａとの間の距離Ｚが５０μｍ以上あることが好ましい。より好ましくは１００μｍ以上であり、特に好ましくは２００μｍ以上である。
距離Ｚを５０μｍ以上とすることで、漸減部における正極合剤層４２と絶縁層６２の間の空間が、正極合剤層やの細孔よりも十分に大きく、且つ、漸減開始点Ｑに向かって適度に空間の体積が減少することで、優先的に空間に電解液を誘導することができると考えられる。よって、電解質を正極合剤層により効率的に浸透させることができ、蓄電素子の製造時間をより短縮させることができるので好ましい。
なお、距離Ｘの上限は、第１実施形態のＷ１＞Ｗ２、又は、第２実施形態の０．５（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１≦Ｗ２≦２（ｄ２／Ｄ２）Ｗ１を満たす範囲であれば任意である。
【０１２２】
第３実施形態では、正極合剤層４２のＸ２方向に、正極合剤層４２よりも電気抵抗が高い被覆層を備えていても良い。前記被覆層を備えることで、蓄電素子の安全性を高めることができるので好ましい。
なお、第３実施形態では、前記被覆層は正極合剤層４２の一部に含まれるものとして取り扱う。
【０１２３】
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
【０１２４】
上記実施形態では、蓄電素子１及び１００がリチウムイオン電池である例を挙げた。しかしこれに限らず、蓄電素子１及び１００は、ニッケル水素電池等の他の二次電池でもよく、一次電池であってもよい。また、キャパシタ等でもよい。
【０１２５】
上記実施形態では、蓄電素子１の蓄電要素３は、正極４と負極５とをセパレータ６を介して積層して巻回することにより扁平形状に形成した巻回型蓄電要素３としたが、これに限らず、例えば、積層して巻回することにより円形状に形成した円筒型蓄電要素であってもよい。正極４と負極５とをセパレータ６を介して積層して形成した積層型蓄電要素であってもよい。また、上記実施形態では、蓄電素子１は蓄電要素３を１個備えているが、これに限らず、蓄電素子１は蓄電要素３を複数個備えていてもよい。
【０１２６】
また、本発明は、上記の蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図８に示す。図８において、蓄電装置１１１１は、複数の蓄電ユニット１１１を備えている。それぞれの蓄電ユニット１１１は、複数の蓄電素子１又は１００を備えている。蓄電装置１１１１は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源として搭載することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、正極に対向する表面に絶縁層を有するセパレータを備える蓄電素子の製造時間を短縮することができるため、自動車用電源、電子機器用電源、電力貯蔵用電源等に有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１００ ： 蓄電素子
１３ ： 注入口
１１１ ： 蓄電ユニット
１１１１ ： 蓄電装置
２ ： 外装体
２１ ： ケース本体
２２ ： 蓋体
３ ： 蓄電要素
４ ： 正極
４１ ： 正極合剤層非形成部
４２ ： 正極合剤層
５ ： 負極
５１ ： 負極合剤層非形成部
５２ ： 負極合剤層
６ ： セパレータ
６１ ： 基材
６２ ： 絶縁層
７ ： 正極端子
８ ： 負極端子
９ ： 正極集電体
１０ ： 負極集電体
１１ ： （正極用）クリップ
１２ ： （負極用）クリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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