JP2001525594A - 複合電池及びその作製方法 - Google Patents

複合電池及びその作製方法

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JP2001525594A JP2000523717A JP2000523717A JP2001525594A JP 2001525594 A JP2001525594 A JP 2001525594A JP 2000523717 A JP2000523717 A JP 2000523717A JP 2000523717 A JP2000523717 A JP 2000523717A JP 2001525594 A JP2001525594 A JP 2001525594A
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Abstract

(57)【要約】 複合電池及び複合電池を形成するための方法である。複合電池は、一次電気化学セルと、完全に或いは部分的に放電された充電式電気化学セルとを備える。充電式電気化学セルは、一次電気化学セルに電気的に並列に接続される。一次電気化学セルの開回路電圧は、充電式セルが完全に充電されている場合に充電式セルの開回路電圧より低い。また充電式電気化学セルを一次電気化学セルに電気的に接続した後の充電式電気化学セルの自己放電率は所定の自己放電率より小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は電池の分野に関し、より詳細には複合電池の分野に関する。
【０００２】 発明の背景 Ｌｉ／ＳＯＣｌ2（リチウム／塩化チオニル）或いはＬｉ／ＳＯ2Ｃｌ2（リチ ウム／塩化スルフリル）のようなリチウム／オキシハロゲン化物（oxyhalide） 電気化学セルシステムは、高エネルギー密度及び比較的長い動作寿命を有する一
次電気化学セル電池である。これらのシステムを実用的に利用するための１つの
可能性は、例えば自動計器読取りシステムのような長時間の電池寿命を必要とす
る応用例の電源として利用することである。典型的には、そのようなシステムの
電気的な電流消費は、数マイクロアンペアで持続する低暗電流と、数十〜数百ミ
リアンペアで数ミリ秒の範囲の持続時間を有する間欠的な短い電流パルスとを含
む。
【０００３】 問題となるのは、開回路状態で、或いは低暗電流状態下で保管する間に、リチ
ウム／オキシハロゲン化物セルシステムのリチウム陽極が膜で覆われ、その膜に
より電池の動作電圧が実質的に減少することである。その結果、高い電流パルス
の間、セル電圧が低レベルに降下する。この低電圧の問題は、被膜を改質して導
電率を上げるために、セル溶液に、ポリ塩化ビニルのような有機化合物或いはＳ
Ｏ3のような無機化合物を加えることにより、一部解決することができる。しか しながらそのような添加剤は、完全な電池寿命時間に対する被膜の問題を完全に
は解決せず、数ヶ月後に、セルは同様の被膜を形成し、セル電圧を低下させる。
【０００４】 可能性のある別の解決法は、セル電極の表面積を増やすことである。例えば底
面積のボビン型の設計の代わりに、高い電極表面積を有する「ジェリーロール（
jelly roll）」型の設計を用いることができる。問題となるのは、ジェリーロー
ル型の設計を有するセルは、１〜２年間で同様の被膜を生じ、低電圧問題を引き
起こすため、このアプローチはこの問題を部分的にしか解決しないことである。
【０００５】 ジェリーロール型設計のオキシハロゲン化物電池の別の問題点は、短絡、加圧
或いは鋲の侵入のようなある一定の条件下で、セルが破裂する場合があることで
ある。
【０００６】 ここで図１を参照すると、図１に示される回路を形成するために、リチウム／
ハロゲン化物セルのような一次電気化学セルと並列にコンデンサを接続できるこ
とが当分野においてよく知られている。図１は、コンデンサ６と並列に接続され
た一次電気化学セル４を備える従来の電気回路を示す模式的な電気回路図である
。この装置は、電流が回路２から流れ出る際に生じる電圧降下をいくぶん低減す
ることができる。典型的には、コンデンサ６間の電圧が一次電気化学セル４間の
電圧に等しくなるまで、コンデンサ６は一次電気化学セル４により充電される。
その際一次電気化学セル４は、コンデンサの漏れを補償するために必要な小電流
を供給する必要がある。回路２が、端子８及び９に接続される負荷（図示せず）
間に大きな電流パルスを加える必要がある場合、その電流の一部が最初にコンデ
ンサ６により供給され、電気化学セル４から流れ出る電流の量を低下させ、結果
的に少なくとも最初に電気化学セル４間の電圧の減少を低減するであろう。
【０００７】 問題となるのは、このアプローチは、長期間許容可能な電圧レベルを維持する
ために、回路２が非常に大きな容量値を有するコンデンサ６を必要とするので、
応用範囲が限られることである。典型的には、そのような大容量のコンデンサは
、多くの種々の応用例に用いるにはあまりにも大きく、価格も非常に高い。さら
にコンデンサ６が大きくなると、コンデンサ６からの充電漏れの速度も速くなり
、その結果、電気化学セル４の放電速度も望ましくないほど速くなる。
【０００８】 コンデンサ６として「スーパーコンデンサ」、例えばＮＥＣ（日本）から市販
される型式ＦＥＯＨ４７４Ｚスーパーコンデンサを用いてもこの問題の解決には
ならず、それは、そのようなコンデンサは非常に高いインピーダンス値を有して
おり、そのようなスーパーコンデンサにより供給することができる瞬時電流の大
きさが制限されるためである。さらに、このスーパーコンデンサは比較的高い漏
れ電流を有しており、電気化学セルの放電速度を望ましくないほど速くする。
【０００９】 発明の概要 従って、本発明の目的は、長い寿命期間を有し、間欠的な高い電流パルスを供
給できる複合電池を提供することである。
【００１０】 本発明の好適な実施形態に従えば、これは、一次電気化学セルと一次電気化学
セルに電気的に並列に接続される一部或いは完全に放電された充電式電気化学セ
ルとを備える電気的な複合電池を提供することである。一次電気化学セルの開回
路電圧は、充電式電気化学セルが完全に充電される場合の充電式セルの開回路電
圧より著しく小さい。充電式電気化学セルを一次電気化学セルに電気的に接続し
た後の充電式電気化学セルの自己放電率は、所定の自己放電率より小さい。
【００１１】 さらに本発明の好適な実施形態に従えば、一次電気化学セルを充電式電気化学
セルに電気的に接続した後、複合電池の開回路電圧が一次電気化学セルの開回路
電圧と概ね同じ電圧で安定化するまで、一次電気化学セルが充電式電気化学セル
を充電する。
【００１２】 また本発明の好適な実施形態に従えば、電気的な複合電池を形成するための方
法も提供される。その方法は、一次電気化学セルを配設する過程と、完全に或い
は部分的に放電された充電式電気化学セルを配設する過程と、電気的な複合電池
を形成するために、一次電気化学セルを完全に或いは部分的に放電された充電式
電気化学セルと電気的に並列に接続する過程とを有する。一次電気化学セルの開
回路電圧は、充電式電気化学セルが完全に充電された場合の充電式電気化学セル
の開回路電圧より著しく小さい。電気的に接続する過程を行った後の充電式電気
化学セルの自己放電率は、所定の自己放電率より小さい。
【００１３】 さらに本発明の好適な実施形態に従えば、その方法は、電気的に接続する過程
の後に、複合電池の開回路電圧が一次電気化学セルの開回路電圧と概ね同じ電圧
で安定化するまで、一次電気化学セルが充電式電気化学セルを充電できるように
する過程も含む。
【００１４】 さらに本発明の好適な実施形態に従えば、充電式電気化学セルは一次電気化学
セル内に配置されるか、或いは一次電気化学セルが充電式電気化学セル内に配置
される。
【００１５】 さらに本発明の好適な実施形態に従えば、一次電気化学セルは、プリント回路
基板に含まれる電気コネクタにより充電式電気化学セルと電気的に並列に接続さ
れる。
【００１６】 さらに本発明の別の好適な実施形態に従えば、一次電気化学セルはリチウム／
オキシハロゲン化物電気化学セルである。
【００１７】 さらに本発明の別の好適な実施形態に従えば、リチウム／オキシハロゲン化物
電気化学セルは、リチウム／塩化チオニル電気化学セル、リチウム／塩化スルフ
リル電気化学セル或いは塩化チオニル及び塩化スルフリルの混合物を含むグルー
プの任意の１つのセルである。
【００１８】 さらに本発明の好適な実施形態に従えば、充電式電気化学セルは、リチウムイ
オン充電式セル或いは充電式リチウムポリマセルである。
【００１９】 最後に、本発明の好適な実施形態に従えば、充電式電気化学セルを一次電気化
学セルに電気的に接続した後の充電式電気化学セルの自己放電率は、２５℃の温
度で、年当たり複合電池の初期充電の３０％未満である。
【００２０】 本発明の詳細な説明 ここで本発明は、同様の構成要素を類似の参照番号で示す添付の図面を参照し
つつ例を用いて記載される。
【００２１】 充電式リチウム系電気化学セルは当分野においてよく知られている。そのよう
なシステムは典型的には炭素或いはグラファイト製の陽極と、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ ｉＮｉＯ2及びスピネルＬｉＭｎ2Ｏ4のような陰極材料とを含む。ＬｉＣｏＯ2陰
極による充電式セルは現在、種々の可搬型の電子機器用の電源として用いられて
いる。
【００２２】 リチウムイオン充電式セルのようなある充電式セルは、完全に充電される場合
に比較的高い自己放電率を有する。それゆえ自己放電による完全に充電された充
電式セルの予想される容量損失は比較的高い。
【００２３】 しかしながら同じ充電式セルでも部分的に、或いはほとんど完全に放電された
状態では、比較的低い自己放電率を有する。例えば、その最大充電量の１０％ま
で放電されたリチウムイオン及びリチウムポリマ充電式セルでは典型的には、自
己放電率は＋２０℃で年当たり充電量のわずかに１〜３％である。それゆえその
ような充電式セルが部分的に或いは完全に放電されている場合には、そのセルを
図１のコンデンサ６の代わりに用いて、一次電気化学セル４の電流給送能力を改
善することができる。コンデンサの代わりに、完全に或いは部分的に放電された
充電式セルを用いることは、充電式セルが非常に高いエネルギー密度を蓄積し、
大部分の市販のコンデンサと比べて単位重量当たりより大きな電荷を給送するこ
とができるために、有利である。さらに上記の大部分のスーパーコンデンサとは
対照的に、そのような充電式セルは、比較的低インピーダンス及び低自己放電率
を有し、特に秒単位のパルス持続時間を有する間欠的な高電流パルスを供給する
ように適合する。
【００２４】 ここで図２及び図３を参照すると、図２は、本発明の好適な実施形態にによる
、充電式電気化学セルと並列に接続された電気化学セルを備える複合電池を示す
模式的な電気回路図である。図３は図２の複合電池の模式的な等角図である。
【００２５】 本発明による複合電池１２は、完全に或いは部分的に放電された充電式電気化
学セル１４と電気的に並列に接続される一次電気化学セル４を備える。例えば、
一次電気化学セル４として用いることができるのはＬｉ／ＳＯＣｌ2セルである 。充電式電気化学セル１４として用いることができるのは、完全に或いは部分的
に放電されたリチウムイオン充電式セルである。
【００２６】 ここで表１を参照すると、２種類の一次リチウム／オキシハロゲン化物セルと
２種類の充電式リチウムセルの典型的な開回路電圧値が記載される。表１の開回
路電圧値は近似値であり、変更される場合もあることを注意されたい。
【００２７】 またさらに表１の充電式リチウムセルの開回路電圧値は完全に充電されたセル
を表していることにも注意されたい。
【表１】
【００２８】 表１の開回路電圧値から、図２のＬｉ／ＳＯＣｌ2一次セル４の開回路電圧は 約３．７Ｖであることがわかる。完全に放電されたリチウムイオン充電式セル１
４は、図２に示されるようにＬｉ／ＳＯＣｌ2一次セルに並列に接続される場合 、一次Ｌｉ／ＳＯＣｌ2セルはリチウムイオン充電式セル１４を３．７Ｖまで充 電するであろう。完全に充電されたリチウムイオン充電式セル１４は約４．１Ｖ
の電圧を有するため、Ｌｉ／ＳＯＣｌ2一次セル４は、リチウムイオン充電式セ ル１４を完全充電の９０〜９５％だけ充電するであろう。
【００２９】 リチウムイオン充電式セル１４の部分充電は２つの主な利点を有する。第１の
利点は、リチウムイオン充電式セル１４の自己放電率が、完全に充電された状態
の自己放電率より著しく小さいことである。第２の利点は、完全充電の９０〜９
５％のように部分的に放電された状態では、リチウムイオン充電式セルは、完全
に充電された状態より著しく有害性が低いことである。上記の部分充電された状
態では、リチウムイオン充電式セルは、短絡、鋲の侵入及び加圧のような誤用状
態で生じる破裂の危険性が著しく低くなる傾向がある。
【００３０】 Ｌｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４は、リチウムイオン充電式セル１４が部分的に或 いは完全に放電された状態にある場合のみ、図２のリチウムイオン充電式セル１
４の並列に接続されるべきである。リチウムイオン充電式セル１４が完全に充電
されている際に、リチウムイオン充電式セル１４がＬｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４ に並列に接続される場合には、リチウムイオン充電式セル１４の約４．１Ｖの高
い電圧が、Ｌｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４を介して強制的に電流を流し、その結果 、Ｌｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４の破裂或いは一次セル４内でのＳＯＣＬ2の分解を
招くようになる。
【００３１】 従って、本発明の複合電池を形成するために、Ｌｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４と 並列にリチウムイオン充電式セル１４を接続する場合、開回路が接続されている
Ｌｉ／ＳＯＣＬ2一次セル４の開回路電圧以下になるように、リチウムイオン充 電式セル１４が少なくとも部分的に放電されるのを確実するために注意が払われ
なければならない。
【００３２】 実施例１ ＡＡ型Ｌｉ／ＳＯＣＬ2セル、型式ＴＬ５９０３サイズ１４５００が、ＴＡＤ ＩＲＡＮ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ社（イスラエル、本発明の譲受人）から市販され
ており、ＴＡＤＩＲＡＮ ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ社から市販されている完全に放電
された型式ＴＬ−８１０３のＡＡ型（サイズ１４５００）のリチウムイオンＬｉ X ＣｏＯ2セルに並列に接続された。セルが接続されると直ぐに、一次Ｌｉ／ＳＯ
ＣＬ2セルがリチウムイオンセルを充電し始める。充電プロセスは、複合電池が 、約２週間後に、約３．７０ＶのＬｉ／ＳＯＣＬ2セルの開回路電圧に達した時 点で終了される。
【００３３】 実施例２ 実施例１に記載された型の製造後６ヶ月のＴＡＤＩＲＡＮ製ＡＡサイズＬｉ／
ＳＯＣＬ2セル完全に放電されたＡＡサイズリチウムイオンセルが、複合電池を 形成するために並列に接続された。その結果作製された複合電池の電圧は、セル
を接続後約５分間で３．５Ｖから開始し、セル接続後約１ヶ月で３．７Ｖまで増
加した。５００ｍＡのパルス電流が複合電池に加えられた場合、そのパルス下で
の最小電圧は３．６７Ｖであった。
【００３４】 実施例３ １つのＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ５９０３ＡＡサイズ（１４５００）Ｌｉ／Ｓ
ＯＣＬ2セルが、一次電池単独の性能と実施例２に開示された複合電池の性能と を比較するために実施例２に開示されたのと同じ型のパルスを加えられた。セル
は、パルス適用中に１．７Ｖ未満の電圧を有した。
【００３５】 実施例４ ＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ５９０３ＡＡサイズ（１４５００）Ｌｉ／ＳＯＣＬ 2 セルが、実施例２と同様に、複合電池を形成するために、実施例２に開示され た型の完全に放電されたリチウムイオンセルに接続された。セルを電気的に接続
後２週間で、１秒のパルス持続時間と１００秒のパルス間分離時間とを有する５
００ｍＡの１７，０００個の一連の電流パルスが複合電池に加えられた。複合電
池は、その電圧が３．０Ｖまで降下する前に、２．３５Ａ／ｈｏｕｒを給送され
た。
【００３６】 本発明の複合電池は、任意の選択した一次セルタイプ及び充電式セルタイプか
らなるあらゆる一対のセルから構成されるわけではないことに注意されたい。む
しろ、一次セルの開回路電圧は、充電式セルが最大限に充電された状態にある場
合、充電式電池の選択された型により達成可能な開回路電圧より低くなければな
らない。さらに必要な条件は、選択した型の充電式電池の自己放電率が、充電式
セルからの過剰な自己放電及びその結果生じる一次セルからの不要な電流の流出
を防ぐために、一次セルの開回路電圧に等しい電圧まで、選択した一次セルによ
り充電される 図３は、一次セル４と充電式セル１４とが電気的に並列に接続された分離セル
である単純な複合電池を示しているが、本発明による他の異なる実施形態の複合
電池も実施可能である。例えば、充電式セルは一次セル内に配置される場合もあ
る。
【００３７】 ここで図４を参照すると、本発明の別の好適な実施形態による、複合電池を構
成する際に有用な従来の一次リチウム／オキシハロゲン化物電気化学セルの模式
的な断面図が示される。
【００３８】 図４の典型的に一次電気化学セル２０はＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ−５９３０
Ｄサイズ（３３５００）Ｌｉ／ＳＯＣＬ2電気化学セルである。一次電気化学セ ル２０は、ニッケルめっき冷間圧延鋼から形成される缶体３６を備える。セルカ
バー２３も、ニッケルめっき冷間圧延鋼から形成され、密封された溶接継目２４
を形成するように缶体３６に溶接される。またセルカバー２３は金属シール２６
に取着され、ガラスによりセルカバー２３から電気的に絶縁された正端子２２を
備える。またセルカバー２３はその内部に、塩化チオニル電解液を充填するため
の充填用孔２７も有する。充填用孔２７は、セルを塩化チオニル電解液で充填し
た後、金属ボール２９をセルカバー２３に溶接することにより気密に封止される
。
【００３９】 また一次電気化学セル２０は、集電器２８も備える。集電器２８はその内部に
溶媒空間３７を備える。集電器２８は、ニッケルストリップ２５により正端子２
２に電気的に接続される。また一次電気化学セル２０は、分離器３２及び炭素陰
極３０も備える。炭素陰極３０は、集電器２８と分離器３２との間に接触して配
置される。さらに一次電気化学セル２０は、缶体３６と分離器３２との間に配置
されるリチウム陽極３４を備える。分離器３２及び炭素陰極３０は、ガラス繊維
底面分離器３５により缶体３６の底面部から分離される。
【００４０】 ここで図５を参照すると、本発明の好適な実施例による、複合電池を構成する
際に有用な従来の充電式リチウムイオン電気化学セルの模式的な断面図が示され
る。
【００４１】 図５の典型的な充電式リチウムイオン電気化学セル４０は、ＴＡＤＩＲＡＮ製
型式ＴＬ−８１０３ ＡＡサイズ（１４５００）ＬｉXＣｏＯ2である。充電式セ
ル４０は、ニッケルめっき冷間圧延鋼から形成される缶体４３を備える。また充
電式セル４０は、気密に封止された溶接継目４６を形成するために、缶体４３に
溶接される、ニッケルめっき冷間圧延鋼から形成されるセルカバー５１も備える
。またセルカバー５１は、セルカバー５１に取着され、ガラス−金属シール５２
によりセルカバー５１から電気的に絶縁される正端子４４を備える。さらに充電
式セル４０は、銅箔（図示せず）上に位置する炭素陽極と、ポリプロピレン分離
器（図示せず）と、アルミニウム箔（図示せず）上に位置するリチウム／コバル
ト酸化物陰極とから、「ジェリーロール」状に巻かれて形成されるコアアセンブ
リ４９を備える。負端子４２は、缶体４３に溶接され、導電性のニッケルストリ
ップ４７が正端子４４に溶接される。コアアセンブリ４９内の空間４５は、エチ
レンカーボネート系溶液内のＬｉＰＦ6の溶液で充填される。缶体４３は、ポリ 塩化ビニル（ＰＶＣ）スリーブ４８に収められる。
【００４２】 ここで図６を参照すると、本発明の好適な実施例による、ＰＶＣスリーブ４８
の代わりにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いることにより変更さ
れた、図５の充電式リチウムイオン電気化学セル４０と図４の一次リチウム／オ
キシハロゲン化物電気化学セル２０から構成される、複合電池５０を示す模式的
な断面図である。
【００４３】 図６の複合電池５０は、ＰＶＣスリーブ４８をＰＴＦＥスリーブ５５で置き換
えた後、セルカバー２３に缶体３６を溶接する前に、図４の一次電気化学セル２
０内に、完全に放電され、気密封止された図５の充電式リチウムイオンセル４０
を挿入することにより形成される。負端子４２は、缶体３６に溶接されたニッケ
ルタブ５３により缶体３６を通してリチウム陽極３４に電気的に接続される。正
端子４４は、一次セル２０の正端子２２に導電性ニッケルストリップ４７を溶接
することにより一次セル２０の集電器２８に電気的に接続される。
【００４４】 負の缶体４３は、一次セル２０のＳＯＣｌ2溶液に適合したＰＴＦＥスリーブ ５５により一次セル２０の正の集電器２８から電気的に絶縁される、 その後セルカバー２３が缶体３６上に適切に配置され、気密の溶接継目２４を
形成するために缶体３６に溶接される。開口部を介して塩化チオニル溶液を複合
電池５０に注入した後、複合電池５０は、セルカバー２３に金属ボール２９を抵
抗溶接し、充填用孔２７を閉じ、複合電池５０を気密封止することにより封止さ
れる。
【００４５】 実施例５ 複合電池が上に開示され、図６に示されるように作製された。この複合電池の
開回路電圧は、電解液を充填後、数分で約３．５Ｖから、電解液を充填後約７日
間で３．７Ｖまで増加した。５００ｍＡの１秒間の電流パルスが複合電池に加え
られた。電池の電圧は３．７０Ｖから開始し、パルス終了時に３．６８Ｖまで減
少した。
【００４６】 実施例６ １つのＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ−５９３０ Ｄサイズ（３３５００）一次Ｌ
ｉ／ＳＯＣｌ2電気化学セルは、電解液を充填して５分後に測定して３．６３Ｖ の開回路電圧を有していた。電解液を充填して４時間後に測定した場合、セルの
開回路電圧は、３．７Ｖまで増加した。セルは２週間３．７Ｖのままであった。
１秒間の持続時間を有する５００ｍＡ電流パルスを一次セルに加えた場合、測定
されたセル電圧は２．０Ｖから開始して、パルス終了時に２．５Ｖまで増加した
。
【００４７】 こうして実施例５の複合電池は、実施例６の１つの一次Ｌｉ／ＳＯＣｌ2セル と比べて、優れた電流給送性能を示す。
【００４８】 必要な一次セルのサイズが最も大きな市販の一次セルより大きい場合、必要と
される複合電池（図示せず）は、電気的に並列に接続された複数の一次セルと、
複数の一次セルと電気的に並列に接続された１つ或いは複数の充電式セルとを備
えることができる。
【００４９】 実施例７ 複合電池が、それぞれ２．４０Ａ／ｈｏｕｒ（ＡＨ）の公称充電仕様を有する
２つのＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ−５９０３ ＡＡサイズ（１４５００）Ｌｉ／
ＳＯＣｌ2一次セルと、１つの完全に放電されたＴＡＤＩＲＡＮ製型式ＴＬ−８ １０３ ＡＡサイズ（１４５００）ＬｉXＣｏＯ2充電式電気化学セルとを電気的
に並列に接続することにより形成された。並列にこれらのセルを接続して２週間
後に、パルス間間隔が５０秒長であったことを除いて、上記図４に開示されたの
と同じ形式の電流パルスを複合電極に加えた。電圧が３．０Ｖに降下する前に、
複合電池は４．７ＡＨ（４．８ＡＨから）を給送した。
【００５０】 実施例３及び６の１つの電気化学セルは本発明の一部ではなく、本発明の好適
な実施例のセルが有する特性と比較するためにのみ与えられることに注意された
い。
【００５１】 さらに、ここで開示された複合電池の好適な実施例は、一次セルと充電式セル
が使用前に並列に接続された事前組立式の複合電池を記載しているが、個別の一
次セルと個別の充電式セルとを用いて、複合電池により駆動されるべき回路に含
まれる事前に結線された導電性の素子により一次セルと充電式セルとを並列に接
続することにより、複合電池を構成することもできることも注意されたい。
【００５２】 またさらに、ここで開示された本発明の複合電池の好適な実施例は、一次Ｌｉ
／ＳＯＣｌ2セルとリチウムイオン充電式セルとを備えているが、本発明の複合 電池は、以下に記載される電気化学セルの対を、ここで詳細に開示されたように
電気的に並列に接続することにより形成することもできる。その対は、一次Ｌｉ
／ＳＯＣｌ2電気化学セルとリチウムポリマ充電式セルとの対、一次Ｌｉ／ＳＯ Ｃｌ2Ｃｌ2電気化学セルとリチウムイオン充電式セルとの対、及び一次Ｌｉ／Ｓ
ＯＣｌ2Ｃｌ2電気化学セルとリチウムポリマ充電式セルとの対である。
【００５３】 ここで図７を参照すると、本発明の別の好適な実施例による、複合電池を形成
するためにプリント回路基板上の電気コネクタを介して電気的に並列に接続され
る一次電気化学セルと充電式電気化学セルとを含むプリント回路基板の模式的な
等角図が示される。
【００５４】 プリント回路基板６０は、一次電気化学セル６４と充電式電気化学セル７４と
を備える。一次電気化学セル６４及び充電式電気化学セル７４は、プリント回路
基板６０に含まれる適切な電気コネクタ６８及び６９により電気的に並列に接続
される。またプリント回路基板６０は、一次電気化学セル６４と充電式電気化学
セル７４との組み合わせにより駆動される電気回路（詳細には示されない）をと
もに形成する電気的な構成要素６６も備える。一次電気化学セル６４と充電式電
気化学セル７４をの間の電流の流れが、プリント回路基板６０の電気的構成要素
６６の任意の構成要素により遮断されないように注意が払われるべきである。
【００５５】 本発明の複合電池は、一次リチウム／オキシハロゲン化物セル及び充電式リチ
ウムイオンセル或いはリチウムポリマセルとともに用いるために構成されている
が、本発明の複合電池の他の実施形態も、一次セルに電気的に並列に接続され、
かつ一次セルにより充電される場合に、充電式セルが許容可能な低い自己放電率
を有するものと仮定すれば、本発明の精神及び範囲内にある他の種々のタイプの
一次電池及び充電式セルを用いて構成することができることに注意されたい。
【００５６】 さらに、本発明の好適な実施形態は、充電式セルが一次セルの内側或いは外側
に配置された複合電池を開示するが、複合電池の一次セル及び充電式セルの多く
の他の実施可能な機械的な配列も、本発明の範囲内にあることに注意されたい。
例えば、一次セルは充電式セル内に配置されるか（図示せず）、或いは一次セル
及び充電式セルの両方をハウジング内に配置する（図示せず）こともできる。
【００５７】 またさらに本発明の好適な実施形態は、充電式セルのサイズが一次セルのサイ
ズ以下である複合電池を開示しているが、他のセルサイズの実施可能な組み合わ
せも本発明の範囲内にあることに注意されたい。複合電池の一次セル及び充電式
セルのサイズの選択は、特に、必要な電流、電圧、容量や、応用分野及び製造上
の検討により必要とされる振幅及び周波数のような各特定の応用例の要求により
確定される。しかしながら一般に、一次セルは充電式セルよりあまり小さくする
ことはできず、充電式セルは最大限の電荷を蓄積することができる。
【００５８】 またさらに、ここで開示され、図２、図３及び図７で例示された複合電池の好
適な実施形態は、１つの一次電気化学セルと１つの充電式電気化学セルとを備え
ているが、多くの他の好適な実施例は、本発明の範囲内で、電気的に並列に接続
された２つ以上の一次電気化学セル並びにまた２つ以上の充電式電気化学セルを
備えることもできることに注意されたい。
【００５９】 本発明は限られた数の実施形態に関して記載されてきたが、本発明の多くの変
形例、変更例及び他の応用例も実施できることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コンデンサと並列に接続された電気化学セルを含む従来の電気回路を示す模式
的な電気回路図である。
【図２】 本発明の好適な実施形態にによる、充電式電気化学セルと並列に接続された電
気化学セルを備える複合電池を示す模式的な電気回路図である。
【図３】 図２の複合電池の模式的な等角図である。
【図４】 本発明の別の好適な実施形態にによる、複合電池を構成する際に有用な一次リ
チウム／オキシハロゲン化物電気化学セルの模式的な断面図である。
【図５】 本発明の好適な実施形態にによる、複合電池を構成する際に有用な充電式リチ
ウムイオン電気化学セルの模式的な断面図である。
【図６】 本発明の好適な実施形態にによる、図５の変更した充電式リチウムイオン電気
化学セルと、図４の一次リチウム／オキシハロゲン化物電気化学セルとから構成
される複合電池を示す模式的な断面図である。
【図７】 本発明の別の好適な実施形態による、複合電池を形成するためにプリント基板
上の電気コネクタを介して並列に接続される一次電気化学セルと充電式電気化学
セルとを含むプリント回路基板の模式的な等角図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複合電池であって、 一次電気化学セルと、 前記一次電気化学セルに電気的に並列に接続される完全に或いは部分的に放電
    された充電式電気化学セルとを備え、 前記一次電気化学セルの開回路電圧は、前記充電式セルが完全に充電されてい
    る場合に前記充電式セルの開回路電圧より著しく低く、また前記充電式電気化学
    セルを前記一次電気化学セルに電気的に接続した後の前記充電式電気化学セルの
    自己放電率が所定の自己放電率より小さいことを特徴とする複合電池。
  2. 【請求項２】 前記充電式電気化学セルを前記一次電気化学セルに電気的
    に接続した後に、前記複合電池の前記開回路電圧が、前記一次電気化学セルの前
    記開回路電圧と概ね同じ電圧で安定化するまで、前記一次電気化学セルが前記充
    電式電気化学セルを充電することを特徴とする請求項１に記載の複合電池。
  3. 【請求項３】 前記充電式電気化学セルが前記一次電気化学セル内に配置
    されるか、或いは 前記一次電気化学セルが前記充電式電気化学セル内に配置されることを特徴と
    する請求項１に記載の複合電池。
  4. 【請求項４】 前記一次電気化学セルが、プリント回路基板内に含まれる
    電気コネクタにより前記充電式電気化学セルに電気的に並列に接続されることを
    特徴とする請求項１に記載の複合電池。
  5. 【請求項５】 前記一次電気化学セルがリチウム／オキシハロゲン化物電
    気化学セルであることを特徴とする請求項１に記載の複合電池。
  6. 【請求項６】 前記リチウム／オキシハロゲン化物電気化学セルが、リチ
    ウム／塩化チオニル電気化学セル、リチウム／塩化スルフリル電気化学セルを含
    むグループの任意のものであるか、或いは塩化スルフリル及び塩化チオニルの混
    合物を含むことを特徴とする請求項５に記載の複合電池。
  7. 【請求項７】 前記充電式電気化学セルが、リチウムイオン電気化学セル
    或いは充電式リチウムポリマセルであることを特徴とする請求項１に記載の複合
    電池。
  8. 【請求項８】 複合電池を形成するための方法であって、 一次電気化学セルを配設する過程と、 完全に或いは部分的に放電された充電式電気化学セルを配設する過程と、 前記複合電池を形成するために、前記一次電気化学セルを、前記完全に或いは
    部分的に放電された充電式電気化学セルを電気的に並列に接続する過程とを有し
    、 前記一次電気化学セルの開回路電圧は、前記充電式セルが完全に充電されてい
    る場合に前記充電式セルの開回路電圧より著しく低く、また前記電気的接続過程
    を実施した後の前記充電式電気化学セルの自己放電率が所定の自己放電率より小
    さいことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 前記電気的接続過程を実施した後に、前記複合電池の前記
    開回路電圧が、前記一次電気化学セルの前記開回路電圧と概ね同じ電圧で安定化
    するまで、前記一次電気化学セルが前記充電式電気化学セルを充電する過程さら
    に有することを特徴とする請求項８に記載の複合電池。
  10. 【請求項１０】 前記充電式電気化学セルが前記一次電気化学セル内に配
    置されるか、或いは 前記一次電気化学セルが前記充電式電気化学セル内に配置されることを特徴と
    する請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記一次電気化学セルが、プリント回路基板内に含まれ
    る電気コネクタにより前記充電式電気化学セルに電気的に並列に接続されること
    を特徴とする請求項８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記一次電気化学セルがリチウム／オキシハロゲン化物
    電気化学セルであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記リチウム／オキシハロゲン化物電気化学セルが、リ
    チウム／塩化チオニル電気化学セル、リチウム／塩化スルフリル電気化学セル或
    いは塩化スルフリル及び塩化チオニルの混合物を含むグループの任意のものであ
    ることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記充電式電気化学セルが、リチウムイオン電気化学セ
    ル或いは充電式リチウムポリマセルであることを特徴とする請求項８に記載の方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記充電式電気化学セルを前記一次電気化学セルに電気
    的に接続した後に、前記充電式電気化学セルの前記自己放電率が、２５℃の温度
    で、一年当たりの前記複合電池の初期充電の３０％未満であることを特徴とする
    請求項１に記載の複合電池。
  16. 【請求項１６】 前記充電式電気化学セルを前記一次電気化学セルに電気
    的に接続した後に、前記充電式電気化学セルの前記自己放電率が、２５℃の温度
    で、一年当たりの前記複合電池の初期充電の３０％未満であることを特徴とする
    請求項８に記載の方法。
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