(57)【要約】      （修正有）【課題】電極ズレの発生を防止し、リチウムイオンを均一にドープさせることが可能な電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイスを提供する。【解決手段】電気化学デバイス（蓄電素子１０１）の製造方法は、金属リチウムを含む第１のリチウム極１４０と、金属リチウムを含む第２のリチウム極１４５と、正極活物質を含む正極１２０と、負極活物質を含む負極１３０を準備し、第１のリチウム極上に、１つ以上の正極と１つ以上の負極を電極間セパレータ１６０を介して交互に積層した第１の電極積層体を積層し、第１の電極積層体上に第２のリチウム極を積層して電極リチウム極積層体を形成し、電極リチウム極積層体の周囲に電極間セパレータを一周以上巻回させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属リチウムを含む第１のリチウム極と、金属リチウムを含む第２のリチウム極と、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極を準備し、
前記第１のリチウム極上に、１つ以上の前記正極と１つ以上の前記負極を電極間に電極間セパレータを介して交互に積層した第１の電極積層体を積層し、前記第１の電極積層体上に前記第２のリチウム極を積層して電極リチウム極積層体を形成し、
前記電極リチウム極積層体の周囲に前記電極間セパレータを一周以上巻回させる
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
前記電極間セパレータは、連続する一つのセパレータであり、前記第１のリチウム極、前記第２のリチウム極、前記正極及び前記負極を挟んで折り重ねられている
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１又２に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
前記電極リチウム極積層体を形成する工程では、前記第１のリチウム極と前記第１の電極積層体を前記電極間セパレータを介して積層し、前記第１の電極積層体と前記第２のリチウム極を前記電極間セパレータを介して積層する
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項１又２に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
前記電極リチウム極積層体を形成する工程では、前記第１のリチウム極と前記第１の電極積層体を複数層の前記電極間セパレータを介して積層し、前記第１の電極積層体と前記第２のリチウム極を複数層の前記電極間セパレータを介して積層する
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項１又２に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
前記第１のリチウム極は、金属箔の一方の面に金属リチウムを積層し、その上にリチウム極セパレータを積層して形成され、
前記第２のリチウム極は、金属箔の一方の面に金属リチウムを積層し、その上にリチウム極セパレータを積層して形成され、
前記電極リチウム極積層体を形成する工程では、前記第１のリチウム極及び前記第２のリチウム極を、前記リチウム極セパレータが前記第１の電極積層体側となるように配置する
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の電気化学デバイスの製造方法であって、
前記第１のリチウム極、前記第２のリチウム極、前記正極及び前記負極を準備する工程では、金属リチウムを含む第３のリチウム極と、金属リチウムを含む第４のリチウム極をさらに準備し、
前記電極リチウム極積層体を形成する工程では、前記第１のリチウム極上に、前記第１の電極積層体を積層し、前記第１の電極積層体上に前記第２のリチウム極を積層し、前記第２のリチウム極上に、前記第３のリチウム極を積層し、前記第３のリチウム極上に１つ以上の前記正極と１つ以上の前記負極を前記電極間セパレータを介して交互に積層した第２の電極積層体を積層し、前記第２の電極積層体上に前記第４のリチウム極を積層して前記電極リチウム極積層体を形成する
電気化学デバイスの製造方法。
【請求項７】
第１のリチウム極と、
前記第１のリチウム極に積層され、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極を電極間セパレータを介して交互に積層した第１の電極積層体と、
前記第１の電極積層体に積層された第２のリチウム極と、
前記第１のリチウム極、前記第１の電極積層体及び前記第２のリチウム極が積層された電極リチウム極積層体の周囲に一周以上巻回された前記電極間セパレータと
を具備する電気化学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオンを電荷キャリアとして利用する電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンキャパシタ等のリチウムイオンを電荷キャリアとして利用する電気化学デバイスでは、負極へのリチウムイオンのプレドープが行われる。正極と負極をセパレータを介して交互に積層した積層型リチウムイオンキャパシタでは、正極と負極の積層体である電極積層体の外側にリチウム金属を含むリチウム極が配置されて構成されている。
【０００３】
正極と負極は貫通孔が設けられた集電板に電極活物質が積層されて形成され、リチウム金属からこの貫通孔を介して負極にリチウムイオンが供給され、負極にドープされる。セルの高容量化のために正極及び負極の積層数を増やすと、ドープに長時間を要するため、セルを複数の電極積層体で構成し、電極積層体間にリチウム極を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような積層型リチウムイオンキャパシタは、正極と負極をセパレータを介して交互に積層して電極積層体を形成する電極積層工程、この電極積層体の外周においてセパレータをテープで留めるテープ貼り工程、複数の電極積層体の間にリチウム極を配置するリチウム極配置工程を経て製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／１１２０６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような製造方法は製造工程が複雑であり、工程間のハンドリング時に電極積層体内の電極ズレが懸念される。また、電極積層体の外側にテープが貼られるため、リチウム金属の一部領域はテープと対向する。テープによってリチウムイオンの移動が抑制されるため、リチウムイオンの均一なドープが妨げられる。
【０００７】
テープをイオン透過性の材料とすることも可能であるが、粘着材をイオン透過性とすることは困難であるため、テープの選択は容易ではない。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電極ズレの発生を防止し、リチウムイオンを均一にドープさせることが可能な電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイスを提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスの製造方法は、金属リチウムを含む第１のリチウム極と、金属リチウムを含む第２のリチウム極と、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極を準備し、上記第１のリチウム極上に、１つ以上の上記正極と１つ以上の上記負極を電極間セパレータを介して交互に積層した第１の電極積層体を積層し、上記第１の電極積層体上に上記第２のリチウム極を積層して電極リチウム極積層体を形成し、上記電極リチウム極積層体の周囲に上記電極間セパレータを一周以上巻回させる。
【００１０】
上記製造方法では、第１リチウム極、第１の電極積層体及び第２リチウム極を積層すると共に巻回するため、第１リチウム極及び第２リチウム極の積層のために第１の電極積層体をハンドリングする必要がなく、ハンドリングによる電極ズレが生じない。また、電極間セパレータを固定するためのテープが第１の電極積層体と各リチウム極の間に配置されないため、リチウムイオンの移動がテープによって妨げられず、プレドープを均一に行うことが可能である。
【００１１】
上記電極間セパレータは、連続する一つのセパレータであり、上記第１のリチウム極、上記第２のリチウム極、上記正極及び上記負極を挟んで折り重ねられていてもよい。
【００１２】
上記電極リチウム極積層体を形成する工程では、上記第１のリチウム極と上記第１の電極積層体を電極間セパレータを介して積層し、上記第１の電極積層体と上記第２のリチウム極を電極間セパレータを介して積層してもよい。
【００１３】
上記電極リチウム極積層体を形成する工程では、上記第１のリチウム極と上記第１の電極積層体を複数層の上記電極間セパレータを介して積層し、上記第１の電極積層体と上記第２のリチウム極を複数層の上記電極間セパレータを介して積層してもよい。
【００１４】
上記第１のリチウム極は、金属箔の一方の面に金属リチウムを積層し、その上にリチウム極セパレータを積層して形成され、
上記第２のリチウム極は、金属箔の一方の面に金属リチウムを積層し、その上にリチウム極セパレータを積層して形成され、
上記電極リチウム極積層体を形成する工程では、上記第１のリチウム極及び上記第２のリチウム極を、上記リチウム極セパレータが上記第１の電極積層体側となるように配置してもよい。
【００１５】
上記第１のリチウム極、上記第２のリチウム極、上記正極及び上記負極を準備する工程では、金属リチウムを含む第３のリチウム極と、金属リチウムを含む第４のリチウム極をさらに準備し、
上記電極リチウム極積層体を形成する工程では、上記第１のリチウム極上に、上記第１の電極積層体を積層し、上記第１の電極積層体上に上記第２のリチウム極を積層し、上記第２のリチウム極上に、上記第３のリチウム極を積層し、上記第３のリチウム極上に１つ以上の上記正極と１つ以上の上記負極を上記電極間セパレータを介して交互に積層した第２の電極積層体を積層し、上記第２の電極積層体上に上記第４のリチウム極を積層して上記電極リチウム極積層体を形成してもよい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、第１のリチウム極と、第１の電極積層体と、第２のリチウム極と、電極間セパレータとを具備する。
上記第１の電極積層体は、上記第１のリチウム極に積層され、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極を電極間セパレータを介して交互に積層されている。
上記第２のリチウム極は、上記第１の電極積層体に積層されている。
上記電極間セパレータは、上記第１のリチウム極、上記第１の電極積層体及び上記第２のリチウム極が積層された電極リチウム極積層体の周囲に一周以上巻回されている。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、電極ズレの発生を防止し、リチウムイオンを均一にドープさせることが可能な電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイスを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図である。
【図２】同電気化学デバイスの断面図である。
【図３】同電気化学デバイスが備える蓄電素子の断面図である。
【図４】同電気化学デバイスが備える蓄電素子の製造装置を示す模式図である。
【図５】同電気化学デバイスが備える蓄電素子の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスが備える蓄電素子の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスが備える蓄電素子の断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電気化学デバイスが備える蓄電素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態に係る電気化学デバイスについて説明する。
【００２０】
[電気化学デバイスの構造]
図１は本実施形態に係る電気化学デバイス１００の斜視図であり、図２は電気化学デバイス１００の断面図である。図２は図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【００２１】
電気化学デバイス１００はリチウムイオンのプレドープが必要な電気化学デバイスであり、リチウムイオンキャパシタとすることができる。また電気化学デバイス１００はリチウムイオン電池等のリチウムイオンのプレドープが必要な他の電気化学デバイスであってもよい。以下の説明では電気化学デバイス１００はリチウムイオンキャパシタであるものとする。
【００２２】
図１及び図２に示すように、電気化学デバイス１００は、蓄電素子１０１、外装体１０２、正極端子１０３及び負極端子１０４を備える。
【００２３】
蓄電素子１０１は、電解液と共に外装体１０２内に封入され、充電及び放電を行う。図３は、蓄電素子１０１の断面図である。同図に示すように、蓄電素子１０１は、電極積層体１１０、第１リチウム極１４０、第２リチウム極１４５及び電極間セパレータ１６０を備える。これらは、第１リチウム極１４０、電極積層体１１０、第２リチウム極１４５の順で積層されている。
【００２４】
電極積層体１１０は、正極１２０及び負極１３０が、電極間セパレータ１６０を介して交互に積層されたものである。
【００２５】
正極１２０は、正極集電体１２１及び正極活物質層１２２を備える。正極集電体１２１は多数の貫通孔が形成された多孔金属箔であり、例えばアルミニウム箔である。正極集電体１２１の厚みは例えば０．０３ｍｍである。正極集電体１２１は図示しない配線を介して正極端子１０３に電気的に接続されている。
【００２６】
正極活物質層１２２は、正極集電体１２１の表裏両面に形成されている。正極活物質層１２２は正極活物質とバインダ樹脂が混合されたものとすることができ、さらに導電助剤を含んでもよい。正極活物質は、電解液中のリチウムイオン及びアニオンが吸着可能な材料、例えば活性炭やポリアセン炭化物等である。
【００２７】
バインダ樹脂は、正極活物質を接合する合成樹脂であり、例えばスチレンブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、芳香族ポリアミド、カルボキシメチルセルロース、フッ素系ゴム、ポリビニリデンフルオライド、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びエチレンプロピレン系ゴム等を用いてもよい。
【００２８】
導電助剤は、導電性材料からなる粒子であり、正極活物質の間での導電性を向上させる。導電助剤は、例えば、黒鉛やカーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、導電助剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子等であってもよい。
【００２９】
負極１３０は、負極集電体１３１及び負極活物質層１３２を備える。負極集電体１３１は、多数の貫通孔が形成された多孔金属箔であり、例えば銅箔である。負極集電体１３１の厚みは例えば０．０１５ｍｍである。負極集電体１３１は図示しない配線等によって負極端子１０４に電気的に接続されている。
【００３０】
負極活物質層１３２は、負極集電体１３１の表裏両面に形成されている。負極活物質層１３２は負極活物質とバインダ樹脂が混合されたものとすることができ、さらに導電助剤を含んでもよい。負極活物質は、電解液中のリチウムイオンを吸蔵可能な材料、例えば難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、グラファイトやソフトカーボン等の炭素系材料や、Ｓｉ、ＳｉＯなどの合金系材料、または、それらの複合材料を用いることができる。
【００３１】
バインダ樹脂は、負極活物質を接合する合成樹脂であり、例えばスチレンブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、芳香族ポリアミド、カルボキシメチルセルロース、フッ素系ゴム、ポリビニリデンフルオライド、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びエチレンプロピレン系ゴム等を用いてもよい。
【００３２】
導電助剤は、導電性材料からなる粒子であり、負極活物質の間での導電性を向上させる。導電助剤は、例えば、黒鉛やカーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、導電助剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子等であってもよい。
【００３３】
正極１２０と負極１３０の積層数は特に限定されず、それぞれ１つ以上とすることができる。なお、電極積層体１１０の第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５側（最上層及び最下層）は負極１３０となる配置が好適である。
【００３４】
第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５はそれぞれ、リチウム極集電体１４１、金属リチウム１４２及びリチウム極セパレータ１４３を備える。リチウム極集電体１４１は金属箔であり、例えば銅箔である。リチウム極集電体１４１は、負極集電体１３１と直接又は負極端子１０４を介して電気的に接続されている。
【００３５】
金属リチウム１４２は圧着等によってリチウム極集電体１４１に貼付されている。金属リチウム１４２はリチウム極集電体１４１の全面に渡って均等な厚さを有するものが好適である。
【００３６】
リチウム極セパレータ１４３は、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５に配置されるセパレータであり、金属リチウム１４２のリチウム極集電体１４１とは反対側に貼付され、電解液中に含まれるイオンを透過する。リチウム極セパレータ１４３は、織布、不織布又は合成樹脂微多孔膜等とすることができ、例えばオレフィン系樹脂を主材料としたものとすることができる。
【００３７】
第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５は、図３に示すように、リチウム極セパレータ１４３が電極積層体１１０側となるように配置されている。
【００３８】
電極間セパレータ１６０は、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５の間に配置されるセパレータであり、これらの間を隔て、かつ電極積層体１１０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５の積層体（以下、電極リチウム極積層体）の周囲に巻回されている。
【００３９】
電極間セパレータ１６０は、電解液中に含まれるイオンを透過し、織布、不織布又は合成樹脂微多孔膜等とすることができ、例えばオレフィン系樹脂を主材料としたものとすることができる。
【００４０】
電極間セパレータ１６０は、図３に示すように、連続した一枚のセパレータであり、第１リチウム極１４０、正極１２０、負極１３０及び第２リチウム極１４５の間を隔てながら折り重ねられ、電極リチウム極積層体の周囲に巻回されているものとすることができる。巻回数は特に限定されず、一周以上であればよい。
【００４１】
外装体１０２は、蓄電素子１０１及び電解液を収容する収容空間を形成する。外装体１０２はアルミニウム箔等の金属箔と樹脂を積層したラミネートフィルムであり、蓄電素子１０１の周囲で融着され、封止されている。また、外装体１０２はラミネートフィルムに限られず、収容空間を封止可能な缶状部材等であってもよい。
【００４２】
蓄電素子１０１と共に収容空間に収容される電解液は特に限定されないが、例えばＬｉＰＦ６等を溶質とする溶液を用いることができる。
【００４３】
正極端子１０３は、正極１２０に電気的に接続された正極１２０の外部端子である。正極端子１０３は、図１に示すように外装体１０２の間から外部へ引き出されている。正極端子１０３は導電性材料からなる箔や線材であってもよい。
【００４４】
負極端子１０４は、負極１３０に電気的に接続された負極１３０の外部端子である。負極端子１０４は図１に示すように外装体１０２の間から外部へ引き出されている。負極端子１０４は導電性材料からなる箔や線材であってもよい。
【００４５】
電気化学デバイス１００は以上のような構成を有する。図３に示すように、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５は電極積層体１１０と共に電極間セパレータ１６０によって包まれており、第１リチウム極１４０と電極積層体１１０の間及び第２リチウム極１４５と電極積層体１１０の間には電極間セパレータ１６０の端が存在しない。
【００４６】
このため、電極間セパレータ１６０の端を固定するためのテープが第１リチウム極１４０と電極積層体１１０の間及び第２リチウム極１４５と電極積層体１１０の間には存在せず、テープによるリチウムイオンの移動の妨げが生じない。したがって、リチウムイオンのドーピングが不均一となることが防止されている。
【００４７】
[電気化学デバイスの製造方法]
電気化学デバイス１００の製造方法について説明する。蓄電素子１０１は、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５をそれぞれ作製し、それらを電極間セパレータ１６０と共に積層することによって製造することができる。
【００４８】
まず、電極間セパレータ１６０上に第１リチウム極１４０を積層し、電極間セパレータ１６０を第１リチウム極１４０上にさらに積層する。その上に負極１３０と正極１２０を電極間セパレータ１６０を介して交互に積層し、必要数まで積層する。さらに電極間セパレータ１６０を介して第２リチウム極１４５を積層し、電極リチウム極積層体を作製する。
【００４９】
続いて電極間セパレータ１６０を電極リチウム極積層体の周囲に一周以上巻回させる。このようにして蓄電素子１０１を作製する。作製した蓄電素子１０１を外装体１０２に収容し、正極１２０を正極端子１０３に、負極１３０を負極端子１０４に電気的に接続させる。また、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５を負極１３０に電気的に接続させる。
【００５０】
蓄電素子１０１を電解液に浸漬させると、金属リチウム１４２が溶解し、リチウムイオンが電解液中に放出される。リチウムイオンは電解液中を移動し、各負極１３０の負極活物質層１３２中にドープ(プレドープ）される。
【００５１】
この製造方法によれば、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５は、積層されると同時に電極間セパレータ１６０によって巻回され、互いの位置が固定される。一般的な製造方法では正極と負極を積層して電極積層体を形成し、電極積層体をハンドリングして別途リチウム極を積層するが、ハンドリングにより電極積層体内において電極ズレが生じ得る。
【００５２】
これに対して本実施形態に係る電気化学デバイス１００の製造方法では正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５の積層と共に電極間セパレータ１６０による巻回がなされるため、ハンドリングを行う必要がない。これにより、電極積層体内における電極ズレを防止することが可能である。
【００５３】
［電気化学デバイスの製造装置］
電気化学デバイス１００は、次に示す製造装置によって製造することも可能である。図４は、電気化学デバイス１００の製造装置２００を示す模式図である。同図に示すように製造装置２００は、正極マガジン２１１、負極マガジン２１３、第１リチウム極マガジン２１５、第２リチウム極マガジン２１６、正極位置決め機構２１７、負極位置決め機構２１８、積層ステージ２１９及びセパレータ供給部２２０を備える。
【００５４】
正極マガジン２１１には正極１２０が収容され、負極マガジン２１３には負極１３０が収容されている。第１リチウム極マガジン２１５には、第１リチウム極１４０が収容され、第２リチウム極マガジン２１６には第２リチウム極１４５が収容されている。セパレータ供給部２２０には、リール状の電極間セパレータ１６０がセットされている。
【００５５】
正極１２０は正極マガジン２１１から正極位置決め機構２１７に供給され、正極位置決め機構２１７によって位置決めがなされ、積層ステージ２１９に供給される。
【００５６】
負極１３０は負極マガジン２１３から負極位置決め機構２１８に供給され、負極位置決め機構２１８によって位置決めがなされ、積層ステージ２１９に供給される。
【００５７】
第１リチウム極１４０は第１リチウム極マガジン２１５から、第２リチウム極１４５は第２リチウム極マガジン２１６からそれぞれから負極位置決め機構２１８に供給され、負極位置決め機構２１８によって位置決めがなされ、積層ステージ２１９に供給される。
【００５８】
第１リチウム極１４０と第２リチウム極１４５のサイズを負極１３０のサイズと同一とすることにより、負極位置決め機構２１８によって負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５の位置決めを行うことが可能である。
【００５９】
製造装置２００によって、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５がそれぞれ上記の順序で積層ステージ２１９に供給され、電極間セパレータ１６０を介して積層され、電極間セパレータ１６０によって巻回されて蓄電素子１０１が作製される。
【００６０】
[蓄電素子の構造２]
本実施形態に係る電気化学デバイスは、複数の電極積層体を備えるものであってもよい。図５は、複数の電極積層体を備える電気化学デバイスの蓄電素子３０１を示す模式図である。蓄電素子３０１は、蓄電素子１０１と同様に外装体１０２に収容され、正極端子１０３及び負極端子１０４が接続されるものとすることができる。蓄電素子３０１の構成において、蓄電素子１０１と同一の構成については同一の符号を付す。
【００６１】
図５に示すように、蓄電素子３０１は、第１電極積層体３１０、第２電極積層体３２０、第１リチウム極３３０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０及び電極間セパレータ３７０を備える。これらは、第１リチウム極３３０、第１電極積層体３１０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０、第２電極積層体３２０、第４リチウム極３６０の順で積層されている。
【００６２】
第１電極積層体３１０及び第２電極積層体３２０は、それぞれ正極１２０及び負極１３０が、電極間セパレータ３７０を介して交互に積層されたものである。正極１２０及び負極１３０の積層数は図５に示すものに限られず、それぞれ一つ以上とすることができる。
【００６３】
第１リチウム極３３０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０はそれぞれリチウム極集電体１４１、金属リチウム１４２及びリチウム極セパレータ１４３を備える。
【００６４】
第１リチウム極３３０及び第２リチウム極３４０は、リチウム極セパレータ１４３が第１電極積層体３１０側となるように配置されている。第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０は、リチウム極セパレータ１４３が第２電極積層体３２０側となるように配置されている。
【００６５】
電極間セパレータ３７０は、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極３３０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０の間に配置されるセパレータであり、これらの間を隔て、かつ第１電極積層体３１０、第２電極積層体３２０、第１リチウム極３３０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０の積層体（電極リチウム極積層体）の周囲に巻回されている。
【００６６】
電極間セパレータ３７０は、電解液中に含まれるイオンを透過し、織布、不織布又は合成樹脂微多孔膜等とすることができ、例えばオレフィン系樹脂を主材料としたものとすることができる。電極間セパレータ３７０は、図５に示すように、連続した一枚のセパレータであり、正極１２０と負極１３０の間を隔てながら、折り重ねられ、電極リチウム極積層体の周囲に巻回されているものとすることができる。
【００６７】
蓄電素子３０１は上記のような構成を有する。なお、蓄電素子３０１は３つ以上の電極積層体を有するものであってもよい。
【００６８】
蓄電素子３０１は次のようにして作製することが可能である。即ち、電極間セパレータ３７０上に第１リチウム極３３０を積層し、電極間セパレータ３７０を第１リチウム極３３０上にさらに積層する。その上に負極１３０及び正極１２０を電極間セパレータ３７０を介して交互に必要数まで積層する。さらに電極間セパレータ３７０を介して第２リチウム極３４０を積層し、その上に第３リチウム極３４０を積層する。
【００６９】
続いて、電極間セパレータ３７０を第３リチウム極３４０上積層し、その上に負極１３０及び正極１２０を電極間セパレータ３７０を介して交互に必要数まで積層する。さらに電極間セパレータ３７０を介して第４リチウム極３６０を積層し、電極リチウム極積層体を作製する。
【００７０】
続いて電極間セパレータ３７０を電極リチウム極積層体の周囲に一周以上巻回させる。このようにして蓄電素子３０１を作製する。作製した蓄電素子３０１を外装体１０２に収容し、正極１２０を正極端子１０３に、負極１３０を負極端子１０４に電気的に接続させる。また、第１リチウム極３３０、第２リチウム極３４０、第３リチウム極３５０及び第４リチウム極３６０を負極１３０に電気的に接続させる。
【００７１】
蓄電素子３０１においても、電極間セパレータ３７０を留めるテープが各リチウム極と対向せず、リチウムイオンのドープを均一に行うことができる。また、各電極積層体及び各リチウム極の積層と共に電極間セパレータ３７０によって電極リチウム極積層体が固定されるため、電極ズレの発生を防止することが可能である。
【００７２】
［変形例］
本発明の変形例に係る電気化学デバイスについて説明する。図６乃至図８は変形例に係る電気化学デバイス１００を示す模式図である。
【００７３】
図６に示すように、第１リチウム極１４０と電極積層体１１０の間、第２リチウム極１４５と電極積層体１１０の間には電極間セパレータ１６０を配置しないものとしてもよい。第１リチウム極１４０と第２リチウム極１４５にはリチウム極セパレータ１４３が設けられているためである。
【００７４】
また、図７に示すように、第１リチウム極１４０と電極積層体１１０の間、第２リチウム極１４５と電極積層体１１０の間において複数層の電極間セパレータ１６０を積層してもよい。これにより、電解液の保液性が確保され、リチウムイオンのドープが促進される。
【００７５】
さらに図８に示すように、電極間セパレータ１６０は連続した一枚のセパレータでなくてもよい。同図に示すように、電極間セパレータ１６０は、正極１２０、負極１３０、第１リチウム極１４０及び第２リチウム極１４５の間にそれぞれ配置される複数の電極間セパレータ１６０ａと、電極リチウム極積層体の周りに巻回される電極間セパレータ１６０ｂを含むものであってもよい。
【００７６】
これらの各変形例に係る構造は、図５に示すように複数の電極積層体を備える電気化学デバイスについて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００…電気化学デバイス
１０１…蓄電素子
１０２…外装体
１０３…正極端子
１０４…負極端子
１１０…電極積層体
１２０…正極
１３０…負極
１４０…第１リチウム極
１４５…第２リチウム極
１６０…電極間セパレータ
【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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