(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、負極へのリチウムイオンの予備吸蔵を均一かつ円滑に行わせるとともに、生産性を高める。【解決手段】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を、電極体２０の巻回端面に重なるように形成された金属製のリチウム保持板５０の片面に層状に貼着し、この保持板５０を、リチウム金属面が上記巻回端面に平行対面するとともに上記負極２３１に電気接続した状態で、上記電極体２０の端部に配置する。【選択図】図１
2008042003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニオンの吸蔵・放出及び吸着・脱着が可能な正極が集電体上に形成されたシート状の正極部と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極が集電体上に形成された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を、上記電極体の巻回端面に重なるように形成された金属製のリチウム保持板の片面に層状に貼着し、この保持板を、リチウム金属面が上記巻回端面に平行対面するとともに上記負極に電気接続した状態で、上記電極体の端部に配置し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、上記電極体が上記負極缶内で上記リチウム保持板により位置規制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または２において、上記リチウム保持板は、上記負極缶の内底面に配置される底板をなすとともに、その内底面側に溶接用突起部が形成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３において、上記リチウム保持板は上記電極体の中心孔に対応する位置に、その中心孔に嵌入する筒部を有し、この筒部の内側に位置する負極缶内底部にて、上記負極を負極缶に電気接続するための導電リードが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。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、上記リチウム保持板は、上記電極体を負極缶の封口部側から位置規制する電極押え部材をなす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。これにともない、そのデータを停電から保護するために、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小型の無停電電源装置は、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源として、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上記のような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装置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、負極にあらかじめリチウムイオンを吸蔵させることにより、充放電の可逆プロセスをクーロン効率の高い領域で行わせることができるようになる。つまり、負極にリチウムイオンを予備吸蔵させることによって充放電の容量および効率を高めることができる。
【００１５】
また、上記予備吸蔵を行っていないリチウムイオン蓄電素子では、高温（たとえば６０℃）で浮動充電を行ったときに、負極および正極電位が上昇して電解液の分解反応が引き起こされる。電解液が分解してガス発生が起きると、素子内圧が異常上昇して液漏れや変形等が生じる。
【００１６】
しかし、上記予備吸蔵を行うことにより、負極電位をリチウム電位付近に固定して正極電位の上昇を抑えることができる。これにより、上記分解反応を抑制して電池の安全性を確保することができる。
【００１７】
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、これを負極と電気接続（短絡）させることによって行わせることができる。負極に電気接続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。
【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】
【００１８】
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。
【００１９】
このタイプのリチウムイオン蓄電素子では、予備吸蔵用リチウム金属の配置方法として、負極集電体または負極にリチウム金属箔を貼着する、負極缶の内底面にリチウム金属箔を貼着する、などが提案されている。
【００２０】
上記タイプのリチウムイオン蓄電素子の構造および生産工程は、従来のリチウムイオン二次電池のそれと共通するところが多い。したがって、従来のリチウムイオン二次電池と同様の生産ラインおよび工程プロセスにより、高い生産性が期待される。
【００２１】
しかしながら、リチウム金属は反応性がきわめて高い金属なので、その取り扱いには特別の注意を要する。とくに、箔状に薄く圧延された状態のリチウム金属は、空気中のわずかな水分に触れるだけで激しく反応してしまう。
【００２２】
このようなリチウム金属を、負極集電体または負極に貼着すること、あるいは負極缶の内底面に貼着することは、リチウム金属が自然的に反応して劣化しないよう、特別に対策された工程および設備が新たに必要となる。このため、生産工程が煩雑になって生産性が低下してしまう、という問題が生じる。
【００２３】
たとえば、負極集電体にリチウム金属箔を貼着すると、それ以後の工程はすべて、そのリチウム金属箔が反応しないような特別な対策が必要となって、生産性が著しく阻害されてしまう。負極缶の内底面にリチウム金属を貼着する場合も、反応性の高いリチウム金属を作業性の悪い筒底に貼着しなければならないため、工程が煩雑になって生産性が阻害されてしまう。
【００２４】
また、リチウム金属を用いて負極への予備吸蔵を行う場合は、その吸蔵が均一かつ円滑に行われるようにする必要がある。しかし、スパイラル状に巻回された筒状の電極体の負極集電体または負極にリチウム金属箔を貼着した場合は、リチウム金属から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。さらに、電極体内部に巻き込まれたリチウム金属は溶出が遅く、完全に溶出するまでの時間が長くかかる、という問題もあった。
【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おいて、生産性にすぐれるとともに、負極へのリチウムイオンの予備吸蔵を均一かつ円滑に行わせることが可能なリチウムイオン蓄電素子を提供することにある。
【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・放出及び吸着・脱着が可能な正極が集電体上に形成されたシート状の正極部と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な負極が集電体上に形成された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を、上記電極体の巻回端面に重なるように形成された金属製のリチウム保持板の片面に層状に貼着し、この保持板を、リチウム金属面が上記巻回端面に平行対面するともに上記負極に電気接続した状態で、上記電極体の端部に配置したことを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【００２９】
（２）上記手段（１）において、上記電極体が上記負極缶内で上記リチウム保持板により位置規制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）または（２）において、上記リチウム保持板は、上記負極缶の内底面に配置される底板をなすとともに、その内底面側に溶接用突起部が形成されていることを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。  
（４）上記手段（３）において、上記リチウム保持板は上記電極体の中心孔に対応する位置に、その中心孔に嵌入する筒部を有し、この筒部の内側に位置する負極缶内底部にて、上記負極を負極缶に電気接続するための導電リードが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。  
（５）上記手段（１）〜（５）のいずれかにおいて、上記リチウム保持板は、上記電極体を負極缶の封口部側から位置規制する電極押え部材をなすことを特徴とするリチウムイオン蓄電素子。
【発明の効果】
【００３０】
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、生産性にすぐれるとともに、負極へのリチウムイオンの予備吸蔵を均一かつ円滑に行わせることが可能なリチウムイオン蓄電素子を提供することができる。
【００３１】
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】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
正極部２１は、アニオンの吸蔵・放出及び吸着・脱着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。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。
【００３５】
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の巻回密度や集電効率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にアルミニウム（Ａｌ）を使用し、負極集電体２３２に銅（Ｃｕ）を使用するとよい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、外側面が正極端子面をなし、周縁部が隔壁導電板３４に着座して導電接触している。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。この隔壁導電板３３は、負極缶１０の内圧が異常上昇したときに破裂してその内圧を逃がす安全弁として動作する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
封口部３０と電極体２０の間には、環状の電極押え部材６０が配設されている。この押え部材６０は、負極缶１０内に配置された後、ビード部１２の加工によって上方移動を係止規制される。これにより、押え部材６０は、電極体を負極缶１０の封口部３０側から位置規制する位置決め機能をなす。
【００４３】
上述した構成に加えて、上記負極缶１０の内底面に金属製のリチウム保持板５０が設置されている。このリチウム保持板５０は、上記電極体２０、上記負極缶１０および上記封口部３０等から独立して作製された単独部品（ディスクリート）であって、上記電極体２０の巻回端面に重なるように形成されている。このリチウム保持板５０の片面（図では上面）に、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が層状に貼着されている。
【００４４】
このリチウム保持板５０は、リチウム金属４１側面が上記巻回端面に平行対面するともに上記負極２３１に電気接続した状態で、上記電極体２０の端部に配置されている。
【００４５】
図２は、上記リチウム保持板５０の斜視図（ａ）および断面図（ｂ）を示す。同図に示すリチウム保持板５０は、負極缶１０の内底面に配置される底板を兼ねている。この底板の上面には、図１に示すように、リチウム金属４１が貼着される。その下面には溶接用突起部（プロジェクション）５１がパンチング加工により一体に形成されている。
【００４６】
このリチウム保持板５０は、その突起部５１にて負極缶１０の内底面に溶接・固定されている。負極缶１０の内底面には、電極体２０の負極集電体２３２に接続する導電リード４２の端部が溶接接続されている。この上から上記リチウム保持板５０が設置されて溶接されている。これにより、リチウム保持板５０がリチウム金属４１とともに負極２３１に電気接続されている。
【００４７】
さらに、上記リチウム保持板５０は、上記電極体２０の中心孔２５に対応する位置に、その中心孔２５に嵌入する筒部５２を有する。この筒部５２は、上記電極体２０の中心を位置決めするとともに、その内側孔５３が、上記導電リード４２を負極缶１０の内底面に溶接接続するための作業空間を提供する。
【００４８】
すなわち、筒部５２の内側孔５３が電極体２０の中心孔２５と一直線に連絡することにより、電極体２０の上方から棒状の溶接電極を差し込んで導電リード４２を負極缶１０の内底面に溶接するという作業工程を円滑に行わせることができる。
【００４９】
しかし、ここでさらに注目すべきことは、予備吸蔵用のリチウム金属４１が上記リチウム保持板５０に貼着された状態で用意されることにより、生産工程でリチウム金属を扱う頻度が少なくなり、これに伴ない、生産性の向上が可能になることである。
【００５０】
リチウム金属箔を負極集電体や負極缶の内底面に貼着する従来提案の構成では、リチウム金属を安全に扱うために工程が煩雑化して生産性が阻害されるが、リチウム金属を上記リチウム保持板５０に貼着・保持させて使用することにより、リチウム金属４１を扱うことにともなう工程の煩雑さを大幅に軽減できるようになる。
【００５１】
有底筒状の負極缶１０の場合、その筒底にリチウム金属箔を貼着する作業が非常に煩雑となるが、上記保持部品５０の場合は、その作業を煩雑にするような形状的必要性はまったくなく、リチウム金属４１の貼着は平坦な板面に対して簡単かつ効率良く行うことができる。
【００５２】
上記リチウム保持板５０に貼着されたリチウム金属４１は、電極体２０の巻回端面に平行対面した状態で配置されるが、これにより、そのリチウム金属４１から溶出したリチウムイオンは、その巻回端面から負極２３１の各部へ移動し、吸蔵される。この場合、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。
【００５３】
以上のように、上述したリチウムイオン蓄電素子では、生産性にすぐれるとともに、負極へのリチウムイオンの予備吸蔵を均一かつ円滑に行わせることができる。
【００５４】
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、上記リチウム保持板５０が、上記電極体２０を負極缶１０の封口部３０側から位置規制する環状の電極押え部材６０を利用して構成されている。
【００５５】
この押え部材６０は金属製の板状リング部品であって、電極体２０の巻回端面に重なるような形状を有し、その片面にリチウム金属４１が層状に貼着されている。
【００５６】
この押え部材６０が配置された部分は、前記ビード部１２の加工（ビーディング）にともなう負極缶１０の内径絞り込みにより、押え部材６０の外周が負極缶１０に圧接した状態で安定に電気接続されている。これより、リチウム金属４１は、押え部材６０すなわち保持板５０と負極缶１０と集電リード４２を介して負極２３１に電気接続されている。
【００５７】
この実施形態では、電極体２０の収容状態を安定化させるために使用されている押え部材６０を利用するため、新たに部品を用意する必要がない。さらに、この押え部材６０は形状が単純で、これにリチウム金属４１を貼着する作業は、負極缶１０の筒底に貼着することに比べると、非常に簡単に行うことができる。
【００５８】
これにより、生産性を向上させることができるとともに、部品コストも低減させることができる。そして、リチウム金属４１が電極体２０の巻回端面に平行対面した状態で配置されることにより、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。
【００５９】
＜＜実施例＞＞
図１に示した構成のリチウムイオン蓄電素子を作製した実施例を比較例とともに以下に示す。
【００６０】
（１）蓄電素子の作製
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：図２に示した形状の金属製リチウム保持板５０の上面に、０．０４ｇのドーナッツ型に打ち抜いたリチウム金属箔を貼着した。リチウム金属が貼着された保持板を有底円筒状の金属製負極缶の内底面に抵抗溶接した。保持板の溶接は下側面の溶接用突起部にて行われている。これにより、保持板は負極缶内底面との間に若干の隙間を形成した状態で溶接・固定されている。
【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保持板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て上記リード板を抵抗溶接した。
【００６７】
以上のようにして実施例のリチウムイオン蓄電素子を作製した。
【００６８】
比較例としては、上記リチウム保持板を使用せずに、ドーナッツ型に打ち抜いたリチウム金属箔を負極缶内底面に直接貼着した。その上に絶縁板を配置した。この後、電極体を負極缶に挿入するとともに、負極導電リード板を絶縁板と負極缶内底面の間に差し入れ、負極缶内底面の中央部にて上記リード板を抵抗溶接した。
【００６９】
（２）評価
まず、実施例および比較例について、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、比較例のものはリチウム金属が溶け残っていた。
【００７０】
次に、実施例および比較例について、室温での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。
【００７１】
2008042003.tif 000003
【００７２】
表１の結果のとおり、リチウム保持板を使用して作製した実施例の蓄電素子は、浮動充電後も放電容量に大きな劣化はなかった。外観の変形も確認されなかった。
【００７３】
一方、リチウム保持板を使用せずに作製した実施例の蓄電素子は、外観の変形は確認されなかったが、初期放電容量および浮動充電後の放電容量が共に実施例のものよりも大きく劣っていた。
【００７４】
また、比較例ではリチウム金属の溶け残りがあったが、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】
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】
【００７６】
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、生産性にすぐれるとともに、負極へのリチウムイオンの予備吸蔵を均一かつ円滑に行わせることが可能なリチウムイオン蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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リチウム保持板の構成例を斜視図および断面図である。
【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要部断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
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                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  リチウム保持板
５１  溶接用突起部              ５２  筒部
５３  内側孔
【図１】
2008042003.tif 000004
【図２】
2008042003.tif 000005
【図３】
2008042003.tif 000006