(57)【要約】【課題】スパイラル状に巻回された筒状の電極体を有底筒状の金属製負極缶に非水電解液とともに収容した構成を有するリチウムイオン蓄電素子にあって、その生産性を高めるとともに、製品の信頼性を高める。【解決手段】負極２３１へリチウムイオンを予備吸蔵させるためのリチウム金属４１を、厚み方向に抜ける開口部５１を有する電気絶縁性スペーサ部材５０とともに、有底筒状の金属製負極缶１０の内底部に配置し、そのリチウム金属４１を負極２３１と短絡させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニオンの吸蔵・放出及び吸着・脱着が可能な正極と集電体とからなるシート状の正極部と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極と集電体とからなるシート状の負極部を、間にセパレータを介在させた状態でスパイラル状に巻回してなる筒状の電極体と、リチウム塩を溶解させた非水電解液と、上記電極体を上記非水電解液とともに同軸状に収容する有底筒状の金属製負極缶と、この負極缶の開口を気密封止する封口部とを備えたリチウムイオン蓄電素子であって、上記負極にリチウムイオンを予備吸蔵させるためのリチウム金属と、厚み方向に抜ける開口部を有する電気絶縁性スペーサ部材を有し、上記リチウム金属を上記スペーサ部材とともに上記負極缶の内底部に配置し、そのリチウム金属を負極と短絡させたことを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【請求項２】
請求項１において、上記リチウム金属は、上記スペーサ部材の開口部およびそのスペーサ部材と負極缶内底面の間に配置されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【請求項３】
請求項１において、上記リチウム金属は、上記スペーサ部材の開口部およびそのスペーサ部材と上記電極体の間に配置されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、上記スペーサ部材および上記リチウム金属は上記電極体の中心孔に対応する位置に透孔を形成し、この透孔の内側にて、上記負極および上記リチウム金属に電気接続する導電リードが負極缶内底面に溶接接続されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン蓄電素子に関し、とくに、アニオンの吸蔵・放出及び吸着・脱着が可能な正極と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極と、リチウム塩を含む非水電解液を用いて、充放電の可逆動作を行わせるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は高性能化により、小型の機器でも取り扱うデータ量が飛躍的に増大しているが、これにともない、そのデータを停電から保護するため、小型の無停電電源装置の必要性が増している。
【０００３】
無停電電源装置は、従来から鉛蓄電池を用いるものが提供されているが、鉛蓄電池はエネルギー密度が低く、大容積のものしか実用化されていない。このため、鉛蓄電池を用いた無停電電源装置は大型の外付け用しか商品化されていない。
【０００４】
機器への内蔵が可能な無停電電源装置は、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の登場によって商品化されるようになった。
【０００５】
リチウムイオン二次電池は、コバルトなどの遷移金属とリチウムの複合酸化物（たとえば、コバルト酸リチウム）を用いた正極と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極と、リチウム塩を含む非水電解液とを用いて構成され、電解液を介して行われる正極と負極間でのリチウムイオンのやりとりによって充放電の可逆動作が行われる。
【０００６】
しかし、上記リチウムイオン二次電池は充放電を繰り返すうちに特性が劣化して行く性質があって、充放電可能なサイクル数に制限があった。つまり、充放電サイクル特性が良くないという問題があった。これは、鉛蓄電池等を含む二次電池に共通する問題でもあるが、このことにより、この種の二次電池を利用した無停電電源システムでは、その二次電池の点検や交換等のメンテナンスを定期的に行う必要があった。
【０００７】
また近年は、環境負荷の小さなクリーンエネルギーとして、風力発電や太陽電池などが注目されているが、これらから供給される電力は、風や日照などの自然条件に左右されて不安定なため、そのままでは電力としての利用価値が低い。
【０００８】
この不安定な電力をいったん蓄え、いつでも必要に応じて放出させることができれば、同じエネルギー量でも利用価値の高い電力とすることができる。このためには、電力を随時放出可能に蓄えることができる蓄電手段が必要となる。
【０００９】
この蓄電手段には、メンテナンス負担が大きい上記リチウムイオン二次電池ではなく、充放電サイクル特性が良好で定期的メンテナンスが不要な電気二重層キャパシタが適している。しかし、電気二重層キャパシタはキャパシタとしては非常に大きな容量を持つことができるが、充放電可能な電気容量は上記リチウムイオン二次電池に比べて、かなり見劣りする。
【００１０】
そこで、電気二重層キャパシタとリチウムイオン二次電池を折衷させたような構成を有するリチウムイオン蓄電素子が提案されている。この蓄電素子は、アニオンの吸蔵・放出が可能な正極と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極と、リチウム塩を含む非水電解液を用いて構成される（特許文献１，２参照）。
【００１１】
上記リチウムイオン二次電池では正極にリチウムを含む複合酸化物を用いていたが、リチウムイオン蓄電素子では正極に黒鉛や活性炭などの炭素材料を用いる。そして、その正極でのアニオンの吸蔵・放出と、負極でのリチウムイオンの吸蔵・放出とによって充放電の可逆動作が行われる。
【００１２】
このリチウムイオン蓄電素子は、上記リチウムイオン二次電池と上記電気二重層キャパシタがそれぞれに有する利点を兼ね備えたような性質を有する。すなわち、充放電サイクル特性は上記リチウムイオン二次電池よりも各段にすぐれ、充放電容量（充放電可能な電気容量）は上記電気二重層キャパシタよりも各段に大きい、といった利点がある。
【００１３】
このリチウムイオン蓄電素子は、高性能の二次電池としても好適に利用できるが、上記無停電電源システムに利用すれば、小型化および高性能化とともに、メンテナンスフリーの無停電電源システムを実現させることができる。
【００１４】
上記リチウムイオン蓄電素子では、充放電の可逆プロセスを高効率に行わせるために、負極にあらかじめリチウムイオンを吸蔵させることが行われる。いわゆる予備吸蔵（プレドープ）を行う。
【００１５】
この予備吸蔵は、正極と負極とセパレータからなる電極体が電解液とともに収容された素子容器内にリチウム金属を設置し、これを負極と短絡させることによって行わせることができる。負極と短絡されたリチウム金属は非水電解液中にリチウムイオンとなって溶出し、負極に移動して吸蔵される。
【００１６】
この予備吸蔵を行わせるための構成手段として、従来は、負極集電体の一部にリチウム金属箔を付着させること、あるいはリチウム金属を負極缶の内底面に配置することなどが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１９７６２
【特許文献２】特開２００２−３０５０３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明者等は、スパイラル状に巻回された筒状の電極体を有底筒状の金属製負極缶に非水電解液とともに収容した構成のリチウムイオン蓄電素子において、上述した予備吸蔵を行わせることを検討した。
【００１８】
このタイプのリチウムイオン蓄電素子では、上記予備吸蔵を行わせる手段として、（１）負極集電体の一部にリチウム金属箔を付着させる構成と、（２）リチウム金属を負極缶の内底面に配置する構成が考えられる。
【００１９】
（１）の場合、リチウム金属から非水電解液に溶出したリチウムイオンが、スパイラル状に巻回されたセパレータに沿って移動しながら拡散することになるため、リチウム金属に近いところと遠いところとで吸蔵状態にバラツキが生じてしまう。つまり、負極への吸蔵が均一に行われないという問題が生じる。
【００２０】
また、リチウム金属は集電体の表面に箔状に薄く展開されて付着させられるが、このような形態のリチウム金属は反応性が非常に強く、空気中のわずかな水分に触れるだけでも激しく反応してしまう。
【００２１】
集電体はリチウム金属が付着された後、スパイラル状に巻回された電極体の作製工程や導体リードの接続工程など、長い工程の時間およびラインを経てから負極缶に装填されるが、それらの工程を経る間にリチウム金属が反応・劣化してしまう恐れが大きい。これを回避するためには、一連の工程全体を厳重な雰囲気管理下で行う必要が生じる。このため、生産性が大きく阻害されてしまうという問題が生じる。
【００２２】
（２）の場合、リチウム金属を負極缶の内底面に配置するのは、すでに作製した電極体を負極缶に装填する直前の工程でよく、その配置工程後はそれほど時間を置くことなく、その場で非水電解液を注液して負極缶を気密封口することができる。したがって、リチウム金属の扱いは、上記（１）の場合よりも大幅に簡略化することができ、生産性の向上が可能になる。
【００２３】
しかし、負極缶の内底面に配置したリチウム金属が非水電解液に溶出した後、その負極缶の内底面に空隙が生じる。このため、電極体が負極缶内で軸方向に動くのを許容してしまうような緩みが生じ、蓄電素子が落下等の衝撃を受けると、その空隙に電極体が落ち込み、さらにその電極体の端部が押し潰されて正極集電体が金属製の負極缶に接触する恐れが生じる。負極缶に正極集電体が接触すれば、内部短絡が生じて電池が使用不能になるとともに、ガス発生が生じて電池の破損や破裂の恐れが生じる。
【００２４】
上述のように、上記（１）（２）の手段には、反応性の高いリチウム金属を扱うことにともなう生産性の低下と、電極体の収容状態の不安定化による信頼性の低下という問題があった。
【００２５】
本発明は、以上のような問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スパイラル状に巻回された筒状の電極体を有底筒状の金属製負極缶に非水電解液とともに収容した構成を有するリチウムイオン蓄電素子にあって、その生産性を高めるとともに、製品の信頼性を高めることにある。
【００２６】
本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明が提供する解決手段は以下のとおりである。
【００２８】
（１）アニオンの吸蔵・放出が可能な正極と集電体とからなるシート状の正極部と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極と集電体とからなるシート状の負極部を、間にセパレータを介在させた状態でスパイラル状に巻回してなる筒状の電極体と、リチウム塩を溶解させた非水電解液と、上記電極体を上記非水電解液とともに同軸状に収容する有底筒状の金属製負極缶と、この負極缶の開口を気密封止する封口部とを備えたリチウムイオン蓄電素子であって、上記負極にリチウムイオンを予備吸蔵させるためのリチウム金属と、厚み方向に抜ける開口部を有する電気絶縁性スペーサ部材を有し、上記リチウム金属を上記スペーサ部材とともに上記負極缶の内底部に配置し、そのリチウム金属を負極と短絡させたことを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。  
（２）上記手段（１）において、上記リチウム金属は、上記スペーサ部材の開口部およびそのスペーサ部材と負極缶内底面の間に配置されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。  
（３）上記手段（１）において、上記リチウム金属は、上記スペーサ部材の開口部およびそのスペーサ部材と上記電極体の間に配置されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【００２９】
（４）上記手段（１）〜（３）のいずれかにおいて、上記スペーサ部材および上記リチウム金属は上記電極体の中心孔に対応する位置に透孔を形成し、この透孔の内側にて、上記負極および上記リチウム金属に電気接続する導電リードが負極缶内底面に溶接接続されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【００３０】
また、本発明は、請求項に記載した以外の手段として、たとえば次のような手段も提供する。  
（５）上記手段（１）〜（４）のいずれかにおいて、正極と負極の集電体がそれぞれ金属箔であることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。  
（６）上記手段（１）〜（５）のいずれかにおいて、正極および負極がそれぞれ炭素材料を用いて構成されているとともに、正極は黒鉛質材料、負極は難黒鉛化炭素質材料を用いたことを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【発明の効果】
【００３１】
スパイラル状に巻回された筒状の電極体を有底筒状の金属製負極缶に非水電解液とともに収容した構成を有するリチウムイオン蓄電素子において、その生産性を高めるとともに、製品の信頼性を高めることができる。
【００３２】
上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の技術が適用されたリチウムイオン蓄電素子の一実施形態を示す断面図である。同図に示すリチウムイオン蓄電素子は、リチウムイオン二次電池としても利用可能な蓄電素子であって、まず、スパイラル状に巻回された円筒状の電極体２０を有底円筒状の金属製負極缶１０に非水電解液（図示省略）とともに収容した構成を有する。
【００３４】
同図において、負極缶１０は電池缶に相当するものであって、ニッケルメッキ鋼板などの深絞りプレス等によって作製される。電極体２０は、正極部２１と負極部２３がそれぞれシート状に形成されるとともに、両電極部２１と２３が間にセパレータ２２を挟んでスパイラル状に巻回されることにより作製される。
【００３５】
正極部２１は、アニオンの吸蔵・放出が可能な炭素材料を用いた正極２１１が、金属箔（Ａｌ）の集電体２１２の両面に塗布等により層状に付着されて、全体がシート状に形成されている。
【００３６】
負極部２３は、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極２３１が金属箔（Ｃｕ）の集電体２３２の両面に塗布等により層状に付着されて、全体がシート状に形成されている。
【００３７】
集電体２１２，２３２は非水電解液に対して不活性の良導体であれば、その形態はとくに限定されず、たとえば金属ネットなども使用可能であるが、電極体２０の巻回密度や集電性能などを考慮した場合、金属箔の使用がとくに好ましい。また、材質については、正極集電体２１２がアルミニウム（Ａｌ）で、負極集電体２３２が銅（Ｃｕ）の組合せが好適である。
【００３８】
正極２１１は充電時に電解液中のアニオンを吸蔵し、放電時にそれを放出する。負極２３１は充電時に電解液中のリチウムイオン（カチオン）を吸蔵し、放電時にそれを放出する。このアニオンとリチウムイオンの可逆的な吸蔵・放出により、充放電の可逆動作が行われるようになっている。
【００３９】
正極２１１および負極２３１の材料としては炭素材料が適し、とくに、正極２１１は黒鉛質材料、負極２３１は難黒鉛化炭素質材料がそれぞれ好適である。
【００４０】
上記電極体２０は負極缶１０内に非水電解液とともに同軸状に収容されている。負極缶１０は封口部３０にて気密封止されている。その封口部３０は、正極端子板３１、隔壁導電板３３、固定導電板３４、および電気絶縁性の樹脂製封口ガスケット３８などを用いて構成されている。
【００４１】
正極端子板３１は皿状またはハット状の金属部品であって、その内側には先鋭突起部３２が一体に形成されている。隔壁導電板３３は円盤状の金属部品であって、正極端子板３１と固定導電板３４の間に介在して両者３１，３４間を電気接続するとともに、両者３１，３４間を気密隔離する。
【００４２】
固定導電板３４は皿状の金属部品であって、上記電極体２０の正極集電体２１２に導電リード３５を介して電気接続するとともに、その周縁部が正極端子板３１と固定導電板３４の周縁部を包み込んだ状態で内方に折り返されている。これにより、正極端子板３１、隔壁導電板３３、固定導電板３４は互いに導電状態で集合・一体化されている。
【００４３】
封口ガスケット３８は、固定導電板３４の周縁部と負極缶１０の開口部との間に介在するとともに、その負極缶１０に形成したビード部１２とかしめ加工部１１の間に被圧縮状態で挟持されることにより、負極缶１０内を気密封止している。
【００４４】
上述した封口部３０には、正極端子板３１と隔壁導電板３３とによって安全弁が形成されている。すなわち、隔壁導電板３３は負極缶１０内の圧力（内圧）を受けるようになっているが、その内圧が負極缶１０内でのガス発生によって異常上昇すると、隔壁導電板３３が正極端子板３１側へ押圧・変形させられる。この変形がある程度以上になると、隔壁導電板３３の中央部が上記先鋭突起部３２に突き当たって破裂することにより内圧が解放され、負極缶１０の破裂が防止される。
【００４５】
負極缶１０の内底面には、上記負極２３１にリチウムイオンを予備吸蔵させるためのリチウム金属４１が、電気絶縁性のスペーサ部材５０とともに配置されている。
【００４６】
スペーサ部材５０は、図２にその平面図を示すように、厚み方向に所定の間隙を保持するための部材であって、厚み方向に抜ける開口部５１が分散形成されている。このスペーサ部材５０の形状は、たとえば同図の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、種々の態様が可能である。
【００４７】
図２において、（ａ）に示すスペーサ部材５０は、中央に透孔５２を形成する環状ボス部５３を有し、このボス部５３から所定の厚みを有する枝板部５４が放射状に張り出している。そして、各枝板部５４の間に扇状の開口部５１が形成されている。  
（ｂ）に示すスペーサ部材５０は、（ａ）の各枝板部５４の先端部間を環状部５５で連結した形状を有し、板枝部５４と環状部５５とで囲まれた扇状部分が開口部５１となっている。  
（ｃ）に示すスペーサ部材５０は、中央に透孔５２を形成する環状ボス部５３と、多数の小透孔５６を分布形成した円盤部５７とを有し、各透孔５６がそれぞれ開口部５１を形成している。
【００４８】
図１に示した実施形態では、予備吸蔵用のリチウム金属４１が、上記スペーサ部材５０の開口部５１およびそのスペーサ部材５０と負極缶１０内底面の間に配置されている。負極缶１０は導電リード４２によって負極集電体２３２と電気接続されている。
【００４９】
導電リード４２は帯状またはリボン状の金属薄板からなり、負極缶１０との電気接続が低抵抗で確実に行われるようにするために、その負極缶１０の内底面中央部に抵抗溶接されている。
【００５０】
リチウム金属４１は、その導電リード４２が溶接された負極缶１０の内底面にスペーサ部材５０とともに配置されることにより、負極２３１と短絡状態になっている。
【００５１】
負極缶１０に同軸状に収容された電極体２０には、軸方向に抜ける中心孔２５が形成されている。上記スペーサ部材５０の透孔５２は、その中心孔２５に位置対応するように設けられている。リチウム金属４１はそのスペーサ部材５０の透孔５２の内側を除いた部分に配置されている。この透孔５２の内側の負極缶１０内底面にて上記導電リード４２が溶接されている。
【００５２】
このような構成により、導電リード４２の溶接は、リチウム金属４１をスペーサ部材５０とともに負極缶１０の内底面に設置し、さらに電極体２０を負極缶１０内に収容した後で、電極体２０の中心孔２５に棒状の溶接電極を挿入することにより、円滑に行うことができる。この後、非水電解液の注入と負極缶１０の封口が行われる。
【００５３】
負極２３１と短絡状態で設置されたリチウム金属４１は、非水電解液に電解溶出してリチウムイオンとなる。このリチウムイオンは負極２３１へ移動して吸蔵される。
【００５４】
リチウムイオンの供給源であるリチウム金属４１は、負極缶１０の内底面に配置されていて、電極体２０の巻回端面に対向している。このため、そのリチウム金属４１から溶出したリチウムイオンは、その巻回端面からセパレータ２２を経由して負極２３１の各部へ移動し、吸蔵される。つまり、リチウムイオンは、距離の長い電極体２０の巻回方向に沿ってではなく、距離の短い幅方向に沿って移動し、吸蔵される。これにより、負極２３１へのリチウムイオンの吸蔵を均一かつ円滑に行わせることができる。
【００５５】
この実施形態では、リチウム金属４１がセパレータ部材５０の開口部５１およびそのスペーサ部材５０と負極缶１０内底面の間に配置されている。つまり、リチウム金属４１の一部は、電極体２０に対してスペーサ部材５０の下側に隠れた状態にある。しかし、その部分のリチウム金属４１から溶出したリチウムイオンも、スペーサ部材５０の開口部５１を通り抜けて電極体２０へ円滑に移動することができる。
【００５６】
リチウム金属４１が非水電解液に溶出した跡には空隙が残るが、この空隙にスペーサ部材５０が介在することにより、電極体２０の巻回端面と負極缶１０の内底面の間には一定の絶縁間隙が確保される。仮に、落下等の衝撃で電極体２０の端部が押し潰されるようなことがあっても、正極集電体２１２が負極缶１０に接触することは回避される。これにより、内部短絡による動作不良やガス発生を防止することができる。
【００５７】
以上のように、上述したリチウムイオン蓄電素子では、リチウム金属が反応・劣化しやすい状態に置かれる工程期間および工程ラインを短くして生産性を向上させることが可能である。また、負極２３１へのリチウムイオンの予備吸蔵を円滑かつ均一に行わせることができる。さらに、内部短絡の発生原因を排除して信頼性を高めることができる。
【００５８】
図３は、本発明に係るリチウムイオン蓄電素子の別の実施形態を示す断面図である。上述した実施形態との相違点に着目して説明すると、同図に示すリチウムイオン蓄電素子は、予備吸蔵用のリチウム金属４１が、スペーサ部材５０の開口部５１およびそのスペーサ部材５０と電極体２０の間に配置されている。
【００５９】
この構成では、リチウム金属１０と電極体２０の間にスペーサ部材５０が介在せず、リチウム金属１０の上面がすべて電極体２０の端面に対向することにより、リチウムイオンの予備吸蔵をさらに円滑かつ迅速に行わせることができる。
【００６０】
＜＜実施例＞＞
（１）電池作製
正極の作製：正極材料である黒鉛粉末（ＴＩＭＣＡＬ製  ＳＦＧ４４）と結着剤であるカルボキシメチルセルロースを９６：４の重量比で混合し、イオン交換水を加えてペースト状の合剤を調製した。この合剤を、集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布した。これに乾燥および圧延操作を行った後、幅５４ｍｍに切断して帯状のシート電極を作製した。
【００６１】
このシート電極に形成された合剤の一部をシートの長手方向に対して垂直に掻き取ることによりアルミニウム箔の一部を露出させ、この露出部にアルミニウム製導電リード板を超音波溶接によって取り付けた。
【００６２】
負極の作製：負極材料である難黒鉛化炭素材料（呉羽化学製  ＰＩＣ）と結着剤であるポリフッ化ビニリデン樹脂を８０：２０の重量比で混合し、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを加えてペースト状の合剤を調製した。この合剤を、集電体となる厚さ１４μｍの銅箔の両面に塗布した。これに乾燥および圧延操作を行った後、幅５６ｍｍに切断して帯状のシート電極を作製した。
【００６３】
このシート電極に形成された合剤の一部をシートの長手方向に対して垂直に掻き取ることにより銅箔の一部を露出させ、この露出部にニッケル製導電リード板を抵抗溶接によって取り付けた。
【００６４】
電極体の作製：作製した負極と正極のシート電極を、間にポリエチレン製セパレータを介在させてスパイラル状に巻回し、円筒状の電極体を作製した。
【００６５】
リチウム金属の配置：次に、有底円筒状の金属製負極缶の内底部に、０．０４ｇのドーナッツ型に打ち抜かれたリチウム金属箔をポリプロピレン製スペーサ部材とともに配置した。
【００６６】
この後、電極体を負極缶に挿入するが、この挿入の際に、負極の集電体に接続されている導電リード板をリチウム金属箔と負極缶内底面の間に差し入れる。そして、電極体の中心孔から棒状の溶接電極を挿入し、負極缶内底面の中央部に上記リード板を抵抗溶接した。
【００６７】
（実施例）
上述したリチウムイオン蓄電素子を、リチウム金属箔とスペーサ部材の位置関係およびスペーサ部材の形状別に、次の４通りの実施例（１〜４）で作製した。  
実施例１：リチウム金属箔とスペーサ部材を図１に示したように配置し、スペーサ部材は図２の（ａ）に示した形状のものを使用。  
実施例２：リチウム金属箔とスペーサ部材を図１に示したように配置し、スペーサ部材は図２の（ｂ）に示した形状のものを使用。  
実施例３：リチウム金属箔とスペーサ部材を図３に示したように配置し、スペーサ部材は図２の（ａ）に示した形状のものを使用。  
実施例４：リチウム金属箔とスペーサ部材を図３に示したように配置し、スペーサ部材は図２の（ｂ）に示した形状のものを使用。
【００６８】
（比較例）
また、上述したリチウムイオン蓄電素子を次の２種類の比較例１，２で作製した。  
比較例１：リチウム金属箔の上にスペーサ部材を配置するとともに、スペーサ部材には開口部を有しないもの使用。  
比較例２：リチウム金属箔を配置しないで蓄電素子を作製。
【００６９】
（２）評価。
【００７０】
まず、実施例１〜４および比較例１について、７日間放置した後のリチウム金属の溶出状態を調べたところ、実施例１〜４のものはリチウム金属の溶け残りが認められなかったが、比較例１のものはリチウム金属が溶け残っていた。
【００７１】
次に、実施例１〜４および比較例１，２について、室温にて容量確認を行った後に、６０℃の恒温槽内で浮動充電試験を行った。試験は、恒温槽に入れてから５時間放置した後、所定電圧にて浮動充電を開始した。浮動充電を５００時間行った後、恒温槽から取り出し、室温にて放電容量の測定を行うとともに外観の検査を行った。この結果を表１に示す。
【００７２】
2008041489.tif 000003
【００７３】
表１の結果のとおり、予備吸蔵用のリチウム金属を配置して作製した実施例１〜４と比較例１の蓄電素子は、浮動充電後も放電容量に大きな劣化はなかった。しかし、詳細に比較すると、実施例１〜４のものと比較例１との間には有意の差が認められた。これは、リチウムイオンの予備吸蔵量が関係していると考えられる。
【００７４】
外観については、実施例１〜４と比較例１では変形が認められなかった。しかし、比較例１ではリチウム金属の溶け残りがあった。溶け残ったリチウム金属は、何らかの原因で水分が侵入した場合に、激しく反応してガス発生の原因となるので、素子の安全性や信頼性の低下原因となる。
【００７５】
比較例２では、素子の外観に変形が認められた。これは内部でガス発生が生じたことを意味する。また、比較例２では、初期放電容量そのものが低く、浮動充電後の放電容量はさらに大幅に低くなっているが、これらは、リチウムイオンの予備吸蔵を行わなかったことが関係していると考えられる。
【００７６】
以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、本発明は、円筒型以外の角型など、種々の筒形形状の蓄電素子に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
スパイラル状に巻回された筒状の電極体を有底筒状の金属製負極缶に非水電解液とともに収容した構成を有するリチウムイオン蓄電素子において、その生産性を高めるとともに、製品の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明によるリチウムイオン蓄電素子の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明で使用されるスペーサ部材の構成例を平面図である。
【図３】本発明によるリチウムイオン蓄電素子の別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  負極缶
１１  かしめ加工部                １２  ビード部
２０  電極体                      ２１  正極部
２１１  正極                      ２１２  正極集電体
２２  セパレータ                  ２３  負極部
２３１  負極                      ２３２  負極集電体
２５  中心孔                      ３０  封口部
３１  正極端子板                  ３２  先鋭突起部
３３  隔壁導電板                  ３４  固定導電板
３５  導電リード（正極）          ３８  封口ガスケット
４１  リチウム金属                ４２  導電リード（負極）
５０  スペーサ部材                ５１  開口部
５２  透孔                        ５３  環状ボス部
５４  枝板部                      ５５  環状部
５６  小透孔                      ５７  円盤部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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