JP2003017127A - 電池システム - Google Patents

電池システム

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JP2003017127A JP2001203358A JP2001203358A JP2003017127A JP 2003017127 A JP2003017127 A JP 2003017127A JP 2001203358 A JP2001203358 A JP 2001203358A JP 2001203358 A JP2001203358 A JP 2001203358A JP 2003017127 A JP2003017127 A JP 2003017127A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池システムの熱制御が容易であり、特に、
始動時における昇温を容易になしうる電池システムを提
供する。 【解決手段】 正極、負極および固体イオン伝導層から
なる完全固体電極が、１または２以上積層されてなる電
極群と、前記電極群を加熱または冷却する熱媒介部とを
有する電池システムであって、前記電極群と前記熱媒介
部とが隣接して設けられてなることを特徴とする電池シ
ステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムポリマー二
次電池などの電池システムに関し、特に温度制御性に優
れる電池システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】地球環境汚染および地球温暖化の問題に
対応するものとして電気自動車やハイブリッド自動車へ
の関心が高まっており、これらの動力源として二次電池
の適用が期待されている。
【０００３】しかしながら、従来のリチウムイオン二次
電池やニッケル水素電池は、高出力型とした場合、常温
（２５℃）では８００Ｗ／ｋｇ以上の出力を有するが、
低温における内部抵抗が著しく高いため、低温（−２０
℃以下）においては十分な出力を確保できない場合があ
る。このため、冬季や寒冷地で使用される場合には、電
池システムの温度が上昇するまでは充分な出力が得られ
ない。すなわち、電池システム稼動初期における出力が
低いという問題があった。
【０００４】この問題は、二次電池搭載量を増加させる
ことによって解決可能であるが、二次電池搭載量を増加
させた場合、車体重量が大きくなり、また、自動車製造
コストの高騰化を招来してしまう。従って、最小限の電
池搭載量で充分な出力を得るためには、電池システムを
暖める何らかの手段を講じる必要がある。
【０００５】始動時に低温にある電池を外部手段で強制
的に暖めることは理論的には可能である。しかしなが
ら、従来の水溶液系電池（ニッケル水素電池、リチウム
イオン二次電池等）または高温溶融型電池においては、
電解液の液絡によるショートを防止するために、単位セ
ル毎に完全密閉を実現しなければならない。このため、
電池が厚くならざるを得ず、また、完全密閉に用いられ
るケースの熱抵抗が無視できないため、速やかな温度調
整が困難であった。さらに、単セル毎にケースを設けた
場合、セル毎に温度のばらつきが生じ、電池性能の安定
性確保が困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑み、本
発明は、電池システムの熱制御が容易であり、特に、始
動時における昇温を容易になしうる電池システムを提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と負極と
の間に介在してイオン伝導を媒介するイオン伝導層が固
体である、完全固体電池を用いることによって、上記課
題を解決できる点に着目し完成されたものである。すな
わち、電解液の漏洩の恐れがない完全固体電池を用いた
場合、液絡によるショート防止のための完全密閉手段を
設ける必要がなく、電池システムを加熱または冷却する
手段（本願においては「熱媒介部」と記載）を電極群に
隣接して設置できる。その結果、電池の薄型化が達成さ
れ、また、効果的な熱制御が可能となる。上記課題を解
決する本発明の具体的構成は、以下の通りである。
【０００８】請求項１に記載の発明は、正極、負極およ
び固体イオン伝導層からなる完全固体電極が、１または
２以上積層されてなる電極群と、前記電極群を加熱また
は冷却する熱媒介部とを有する電池システムであって、
前記電極群と前記熱媒介部とが隣接して設けられてなる
ことを特徴とする電池システムである。
【０００９】請求項２に記載の発明は、前記熱媒介部
は、熱媒または冷媒が流れる流体路であることを特徴と
する請求項１に記載の電池システムである。
【００１０】請求項３に記載の発明は、前記流体路は、
金属または良電子伝導性材料からなることを特徴とする
請求項２に記載の電池システムである。
【００１１】請求項４に記載の発明は、前記流体路は、
絶縁材料からなることを特徴とする請求項２に記載の電
池システムである。
【００１２】請求項５に記載の発明は、前記熱媒介部
は、固体の良熱伝導体からなることを特徴とする請求項
１に記載の電池システムである。
【００１３】請求項６に記載の発明は、前記良熱伝導体
は、表面に絶縁層が形成されてなる金属材、炭化珪素材
または窒化珪素材からなることを特徴とする請求項５に
記載の電池システムである。
【００１４】請求項７に記載の発明は、前記固体イオン
伝導層は、高分子イオン伝導材または無機イオン伝導材
からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに１
項に記載の電池システムである。
【００１５】請求項８に記載の発明は、前記固体イオン
伝導層における正電荷輸送媒体が、リチウムイオンであ
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに１項に記
載の電池システムである。
【００１６】請求項９に記載の発明は、前記正極は、コ
バルト酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはマンガン
酸リチウムからなることを特徴とする請求項１〜８のい
ずれかに１項に記載の電池システムである。
【００１７】請求項１０に記載の発明は、前記負極は、
グラファイト炭素材料、ハードカーボン炭素材料または
チタン酸リチウムからなることを特徴とする請求項１〜
９のいずれか１項に記載の電池システムである。
【００１８】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、請求項毎に次のような効果を奏する。
【００１９】請求項１に記載の発明にあっては、電極群
が固体材料から構成されるため、電極群をケース内に完
全密閉する必要がない。このため、電池システムの薄型
化が可能になる。その上、ケースを介することなく、隣
接して設けられた熱媒介部によって電極群を直接冷却で
きるため、電池システムの温度を、短時間で最適な温度
に調整できる。その結果、短時間での電池温度の調整が
可能となり、冬季や寒冷地などで電池システムを用いた
場合であっても、速やかに大出力を確保することができ
る。
【００２０】請求項２に記載の発明にあっては、熱媒介
部を流体路とすることによって、流体と電極群との間の
熱伝導効率を高めることができる。
【００２１】請求項３に記載の発明にあっては、流体路
を金属または良電子伝導性材料から構成することによっ
て、効果的な伝熱が可能となる。また、材料の選択によ
って熱管理を行うことも可能である。
【００２２】請求項４に記載の発明にあっては、流体路
を絶縁材料から構成することによって、好適に電池シス
テムの並列化を実現できる。
【００２３】請求項５に記載の発明にあっては、熱媒介
部を固体の良熱伝導体から構成することによって、流体
を電池システム内部に供給することが困難な場合であっ
ても、電極群から突出した固体の良熱伝導体を冷却する
ことによって、電池システムを効果的に加熱または冷却
することが可能となる。
【００２４】請求項６に記載の発明にあっては、良熱伝
導体を、表面に絶縁層が形成されてなる金属材、炭化珪
素材、窒化珪素材から構成することによって、伝熱効率
をより高め、本発明の効果をより大きく得ることができ
る。
【００２５】請求項７に記載の発明にあっては、固体イ
オン伝導層を高分子イオン伝導材または無機イオン伝導
材から構成することによって、優れたイオン伝導性を得
ることができ、電池出力の向上が達成できる。
【００２６】請求項８に記載の発明にあっては、固体イ
オン伝導層における正電荷輸送媒体がリチウムイオンで
ある電池とすることによって、電位、容量密度、エネル
ギー密度などの電池特性に優れた電池システムを構築す
ることができる。
【００２７】請求項９に記載の発明にあっては、正極
を、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはマ
ンガン酸リチウムとすることによって、出力および耐久
性に優れる電池が得られる。
【００２８】請求項１０に記載の発明にあっては、負極
を、グラファイト炭素材料、ハードカーボン炭素材料ま
たはチタン酸リチウムとすることによって、電池残量を
容易に判別でき、適切な充放電が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明に係る電池システムについ
て、図面を参照しながら以下説明する。まず、図１に本
発明に係る電池システム（１）の一実施形態（積層型電
池システム）の概念図を示す。図１（ａ）は斜視図であ
り、図１（ｂ）は断面図である。図中、２は電極群を示
し、３は熱媒介部を示す。電池システム（１）は、電極
群（２）が熱媒介部（３）を介して積層されてなる構造
を有しており、熱媒介部（３）の作用により、電極群
（２）は効果的に加熱され、場合によっては冷却され
る。本発明においては、上述のように電極群を完全固体
電極から構成することによって、効果的な温度調整およ
び電池の薄型化が可能となる。この機構について、図２
を参照しながら、以下説明する。
【００３０】図２は、本発明に係る電池システム（１）
の一実施形態（積層型電池システム）の拡大断面図であ
り、１または２以上の完全固体電極が積層されてなる電
極群（２）が、熱媒介部（３）を介して積層されてなる
電池システムである。図中、４は流体路壁を、５は負極
を、６は固体イオン伝導層を、７は正極を、８は電子伝
導性層をそれぞれ示す。本発明においては、電極を構成
する負極（５）、固体イオン伝導層（６）および正極
（７）は、いずれも固体状態である。絶縁化、耐湿シー
ルドのために、電極群（２）の側面に絶縁層（１２）を
設けてもよい。電極群（２）は、厚すぎると熱伝導性が
不充分となり、速やかな温度調整ができなくなる恐れが
ある。この観点からは、電極群（２）の厚さは１５ｍｍ
以下であることが好ましい。また、同様の理由により、
完全固体電極１組の厚さは６００μｍ以下であることが
好ましい。
【００３１】負極（５）は、電池の種類に応じて選択す
ればよく、特に限定されるものではない。例えばリチウ
ムポリマー二次電池を構成する場合には、負極として、
グラファイト炭素材料、ハードカーボン炭素材料、チタ
ン酸リチウム、ソフトカーボン、リチウム金属などが挙
げられる。この中では、グラファイト炭素材料、ハード
カーボン炭素材料またはチタン酸リチウムが好ましい。
これらの材料を用いた場合、電圧カーブが放電率により
変化し、電池残量を容易に判別できるため、適切な充放
電が可能となるからである。
【００３２】固体イオン伝導層（６）は、イオン伝導性
を有するが電子伝導性は有さない物質からなる層をい
い、高分子イオン伝導材、無機イオン伝導材などを適用
できる。本願において「高分子イオン伝導材」とはイオ
ン伝導性を有する高分子を意味し、エチレン−プロピレ
ンコポリマー、ポリエチレンオキサイドなどが挙げられ
る。また、「無機イオン伝導材」とはイオン伝導性を有
する無機物を意味し、イオウ系ガラス、チタン酸化物な
どのペロブスカイトなどが挙げられる。固体イオン伝導
層内部には、イオン伝導性を発現させるために、通常電
解質化合物が分散される。電解質化合物の具体例として
は、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5Ｓ
Ｏ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ2ＳＯ3）2、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ
3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＮＨ2、ＬｉＦ、
ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣＮ、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＮＯ3、Ｃ6Ｈ5ＣＯＯＬｉ、ＮａＣｌ、ＮａＢ
ｒ、ＮａＦ、ＮａＩ、ＮａＣｌＯ4、ＮａＣＮ、などが
挙げられる。各種電池特性と考慮すると、固体イオン伝
導層における正電荷輸送媒体がリチウムイオンであるこ
とが好ましい。電解質化合物は固体イオン伝導層（６）
中に均一に分散されることが好ましく、分散する方法と
しては固体イオン伝導層（６）中に固形状のまま直接混
合しても溶剤に溶解させた後に混合してもよい。電解質
化合物の混合濃度が小さくなると固体イオン伝導層
（６）中のイオン濃度が低下し、イオン伝導度が低下す
る恐れがある。また大きすぎるとイオン性化合物の分散
が不均一になってしまい、固体イオン伝導層（６）の力
学的強度が低下する恐れがある。このため電解質化合物
の混合濃度は固体イオン伝導層（６）の質量に対して
０．１〜８０質量％が好ましく、２０〜６０質量％であ
ることがより好ましい。
【００３３】固体イオン伝導層（６）として高分子イオ
ン伝導材を用いる場合には、溶媒を実質的に含まない真
性ポリマー電解質でも、可塑剤が一定量加えられたゲル
ポリマー電解質でもよい。このとき用いられる可塑剤と
しては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、γ−ブチルラクトン、メチ
ルホルメート、メチルアセテート、テトラヒドロフラ
ン、１，２−ジメトキシエタンなどが挙げられる。可塑
剤は、所望するイオン伝導度に応じて添加すればよく、
高分子イオン伝導材に対して通常４０〜９０質量程度が
添加される。
【００３４】正極（７）は、二次電池の種類に応じて選
択すればよく、特に限定されるものではない。例えばリ
チウムポリマー二次電池を構成する場合には、マンガン
酸リチウム（ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4）、コバルト
酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、クロム酸リチウム（Ｌｉ2
Ｃｒ2Ｏ7、Ｌｉ2ＣｒＯ4）、ニッケル酸リチウム（Ｌｉ
ＮｉＯ2）などが挙げられる。この中では、出力、耐久
性といった利点を考慮すると、コバルト酸リチウム、ニ
ッケル酸リチウムまたはマンガン酸リチウムが好まし
い。
【００３５】電子伝導性層（８）とは、負極（５）と正
極（７）との間に介在し、電子の授受作用を果たすが、
イオン伝導性は有さない層を指すものである。電子伝導
層（８）は、イオン伝導を隔絶し、電子伝導性を有する
材料であれば特に限定されるものではなく、ステンレ
ス、ニッケル、チタンなどの金属が具体例として挙げら
れる。
【００３６】電極群（２）の構成は上記例示した構成の
他に、各種公知技術による改良・置換を加えたものであ
ってもよい。また、電極群の製造方法も公知技術を用い
ることができ、例えば各層を積層してプレスし、所望の
形状に切断して用いることができる。
【００３７】上記構成を有する電極群（２）に隣接し
て、電極群（２）の加熱作用を果たす熱媒介部（３）が
設けられる。場合によっては、熱媒介部（３）は冷却作
用を果たすものであってもよく、両者の機能を兼ね備え
たものであってもよい。本発明において「隣接」とは、
電極群（２）とケース等の熱伝導を妨げる部位を介さず
に接してなることを意味し、例えば、電極群（２）の上
部および／または下部に直接積層させるケースを指す。
本発明の一実施形態においては、熱媒介部（３）は、図
２に示すように熱媒または冷媒が流れる流体路である。
流体路の形状としては、特に限定されるものではなく、
例えば、表面積、機械的強度、賦形の容易性等を考慮し
て波板形状や、ハニカム構造にすることができる。流体
は、電池システムを加熱するための熱媒または冷却する
ための冷媒を、電池の使用状況に応じて流通させればよ
く、本目的を達成するものであれば気体、液体いずれで
もよい。具体的には、水や外気などが挙げられる。熱媒
介部は、電池システムの薄型化を考慮すると薄いほど好
ましい。一方、薄すぎると成形に要する手間が大きくな
る。これらを考慮すると、１〜１０ｍｍ程度の厚みとす
ることが好ましい。
【００３８】熱媒介部（３）（即ち流体路壁（４））
は、効率的な熱伝導を実現し、電極群（２）の速やかな
温度調整を図る観点からは、金属または良電子伝導性材
料から構成することが好ましい。また、これらの材料を
適切に選択することで、熱管理を好適に行なうことも可
能である。金属の例としては、鉄、ステンレス、銅、ア
ルミ、ニッケルなどが挙げられ、良電子伝導性材料の例
としては、ポリアセン、ポリアセチレン、ポリｐ−フェ
ニレン、ポリピロール、ポリアニリンなどが挙げられ
る。
【００３９】熱媒介部（３）（即ち流体路壁（４））
は、絶縁材料から構成してもよい。絶縁材料から構成し
た場合、並列化を行う場合に隣接する電極の電圧が等電
位とならない効果をもたらす。本発明の固体高分子電極
は、印刷により直、並列が自由に設計でき、このように
電極を積層してバイポーラ化すると同時に、絶縁化して
並列化し、容量を大きくすることも可能となる。好適に
用いることのできる絶縁材料としては、ガラス、アルミ
ナ系セラミックス、ステアタイト系セラミックス、シリ
コーンゴム、エポキシ、テフロン（登録商標）、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、耐熱性樹脂であるポリイミド
などが挙げられる。
【００４０】本発明に係る電池システム（１）は、電極
群（２）が上記説明したように固体材料から構成される
ため、電極群（２）をケース内に完全密閉する必要がな
い。このため、電池システムの薄型化が可能になる。そ
の上、ケースを介することなく、隣接して設けられた熱
媒介部（３）によって電極群（２）を直接冷却できるた
め、電池システムの温度を、短時間で最適な温度に調整
することができる。また、電極群（２）を、複数の完全
固体電池を電子伝導性層（８）を介して積層させてバイ
ポーラ電極とした場合、絶縁部分を設ける必要がないた
め、さらなる電池システムの薄型化を図れる。この場
合、熱媒介部（３）から、電極群（２）中心部までの距
離は、電極群（２）が単一の完全固体電池からなる場合
と比較して大きくなるが、本発明にかかる電池システム
においては、この場合であっても速やかな温度調整が可
能である。
【００４１】このように、本発明に係る電池システムを
用いた場合、電池性能に最適な温度の流体を流すことに
よって短時間での電池温度の調整が可能であるため、冬
季や寒冷地などで電池を用いた場合であっても、速やか
に大出力を確保することができる。
【００４２】続いて、本発明に係る電池システムの他の
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、他の実施形態において用いられる材料構成は、特
に記載がない限りは上記説明と同様であるため割愛す
る。
【００４３】図３は、積層型電池システムの他の実施形
態であり、空隙部を間に設けて配置された電極群（２）
が、熱媒介部（３）を介して積層されてなる電池システ
ム（１）である。このように、電極群（２）の間に空隙
を設けることにより、熱的なストレスを緩和できると共
に、電極群（２）の間に設けられた空隙にガスまたは液
体を流通させることで、いっそう迅速な温度調整を図る
ことができる。
【００４４】図４（ａ）は、円形パイプ形状を有してな
る流体路壁（４）の周囲に、電極群（２）が積層されて
なる電池システム（１）である。電極群（２）は、コー
ティング、ディッピング、スプレー等の方法により、形
成することができる。図４（ｂ）に示すように、電子伝
導性層（８）を介して電極群（２）を複数積層してもよ
い。図４（ａ）および（ｂ）に示したパイプ状電池シス
テムは、複数のパイプ状電池を図５に示すように物質内
部に配置してもよい。即ち、図５は、複数の電極群
（２）が物質内部に埋設されてなる電池システム（１）
である。電極群（２）が埋設される物質としては、ポリ
プロピレン、ポリエチレン、ウレタン、ポリイミドなど
が挙げられる。パイプ形状を有してなる流体路壁（４）
を、電子伝導性を有する材料から構成した場合にあって
は、流体路壁（４）自身を電極端子として作用させるこ
とができる。燃料電池、熱機関、燃焼器等からのガスを
パイプ形状を有してなる流体路壁（４）に通ずること
で、初期にパイプを導体とすれば、このパイプ自身が電
極端子の役割を果たす。
【００４５】パイプ形状は、円形の他、楕円形、三角
形、四角形、多角形等、電池システムの設置環境に応じ
て適宜選択される。図６（ａ）には、三角形状を有して
なる流体路壁（４）を用いた電池システムの断面図を示
す。図６（ｂ）および（ｃ）に、三角形状を有してなる
流体路壁（４）を用いた電池システムの組み合せ形態を
例示する。形状を三角形状とした場合であっても、図２
および図３に示した電池システム同様、使用状況に応じ
て図６（ｂ）のように隙間無く三角形状を組み合わせた
り、図６（ｃ）に示すように空隙部を間に設けて設置し
たりすることができる。
【００４６】図７には、熱媒介部（３）が固体の良熱伝
導体（９）からなる電池システム（１）の一実施形態を
示す。例えば車両に設置するケースを想定した場合、電
池システム周辺に設置される機器との組み合せ方法や、
電池システムを加熱する熱源の供給方法等によっては、
図２に示すような電池システム構成とすることが困難と
なるケースがある。このような、流体を電池システム内
部に供給することが困難であるケースにあっても、図７
に示すような電極群（２）が固体の良熱伝導体（９）を
介して積層されてなる電池システム構成とすることによ
って、電池システムを効果的に加熱することが可能とな
る。固体の良熱伝導体（９）は、一部がフィン（１０）
として流体路（１１）に突出してなり、流体路（１１）
を流れるガスまたは液体によって、フィン（１０）が加
熱される。良熱伝導体（９）は高い熱伝導性を有するた
め、流体からフィン（１０）に供給される熱は速やかに
電極群（２）に伝達され、電池システムの効果的な温度
調整が可能となる。流体路（１１）と電極群（２）との
距離が短いほど、電池システムの温度制御は優れたもの
となるが、熱伝導性に優れた良熱伝導体（９）を用いる
ことによってある程度距離が長い場合でも充分な温度制
御が可能である。上記構成を有する電池システムは、一
般に複雑な装置構成を有する車両に適用した場合には、
特に有用なものといえる。フィンの形状は、棒状、角
状、板状など各種形状を採りうるものであり、波板状や
ハニカム状など表面積が大きな形状とし熱伝導効率を高
めることもできる。
【００４７】良熱伝導体（９）は、公知の良熱伝導体を
用いることができ、設置環境、動作状況、製造コストな
どを考慮して選択すればよい。具体的には、絶縁層が表
面に形成されてなるアルミニウム、鉄、銅、スチールな
どの金属材、炭化珪素材、窒化珪素材を用いることが好
ましい。これらの材料は良熱伝導体として広く使用され
ており、本発明の目的を達成する上で好適な材料であ
る。表面に形成される絶縁層としては、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリウレタンなどが挙
げられ、これらは塗装によって、厚さ０．０２〜２ｍｍ
程度形成すればよい。
【００４８】
【実施例】以下、本発明にかかる実施例および比較例に
ついて記載する。
【００４９】＜実施例１＞正極（マンガン酸リチウム：
厚さ２０μｍ）、正負極の電子伝導性を隔絶する固体イ
オン伝導層（エチレン−プロピレンコポリマー：厚さ１
０μｍ）、負極（チタン酸リチウム：厚さ２０μｍ）か
らなる完全固体電極を、正負極のイオン伝導性を隔絶す
る電子伝導層（チタン：厚さ１０μｍ）を介して２０層
重ね、厚さ１．２ｍｍの電極群とした。この電極群を、
流体路を介して積層することにより、図１に示すタイプ
の電池システムを作製した。
【００５０】この電池システムを、−２０℃の環境下に
設置し、電池システムの初期温度を−２０℃にした後、
温度６０℃のガスを流体路に導入した。図８（ａ）およ
び（ｂ）に、ガス導入に伴う、電池温度および電池の出
力特性の経時変化を示す。なお電池温度は、電池内部の
温度をもって電池温度とした。図８（ａ）に示すよう
に、温度６０℃のガスを導入することによってガスが熱
媒体として効果的に作用し、電池システム温度を短時間
で上昇させることができた。また、図８（ｂ）に示すよ
うに、電池システム温度の上昇に伴い、出力の向上も短
時間で上昇した。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電池システムの一実施形態の概
念図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図
である。
【図２】 本発明に係る電池システムの一実施形態の拡
大断面図である。
【図３】 本発明に係る電池システムの他の実施形態の
拡大断面図である。
【図４】 円形パイプ形状を有してなる流体路壁の周囲
に、電極群が積層されてなる、本発明に係る電池システ
ムである。
【図５】 複数の電極群が物質内部に埋設されてなる電
池システムの断面図である。
【図６】 三角形状を有してなる流体路壁を用いた電池
システムの断面図およびこれを用いた実施形態の断面図
である。
【図７】 熱媒介部が固体の良熱伝導体からなる電池シ
ステムの一実施形態の断面図である。
【図８】 ガス導入に伴う、電池温度および電池の出力
特性の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 電池システム ２ 電極群 ３ 熱媒介部 ４ 流体路壁 ５ 負極 ６ 固体イオン伝導層 ７ 正極 ８ 電子伝導性層 ９ 良熱伝導体 １０ フィン １１ 流体路 １２ 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H029 AJ01 AK03 AL01 AL06 AL07 AM03 AM05 AM07 AM12 AM16 BJ02 BJ04 BJ06 BJ12 BJ14 BJ16 BJ22 EJ01 EJ03 EJ06 EJ08 EJ12 EJ13 HJ12 5H031 AA00 AA08 AA09 CC00 CC05 EE01 EE03 EE04 KK01 KK02 KK03 KK06 KK08 5H050 AA06 BA16 BA17 BA18 CA08 CA09 CB03 CB07 CB08 CB12 DA17 FA02 FA07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極、負極および固体イオン伝導層から
    なる完全固体電極が、１または２以上積層されてなる電
    極群と、前記電極群を加熱または冷却する熱媒介部とを
    有する電池システムであって、 前記電極群と前記熱媒介部とが隣接して設けられてなる
    ことを特徴とする電池システム。
  2. 【請求項２】 前記熱媒介部は、熱媒または冷媒が流れ
    る流体路であることを特徴とする請求項１に記載の電池
    システム。
  3. 【請求項３】 前記流体路は、金属または良電子伝導性
    材料からなることを特徴とする請求項２に記載の電池シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 前記流体路は、絶縁材料からなることを
    特徴とする請求項２に記載の電池システム。
  5. 【請求項５】 前記熱媒介部は、固体の良熱伝導体から
    なることを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
  6. 【請求項６】 前記良熱伝導体は、表面に絶縁層が形成
    されてなる金属材、炭化珪素材または窒化珪素材からな
    ることを特徴とする請求項５に記載の電池システム。
  7. 【請求項７】 前記固体イオン伝導層は、高分子イオン
    伝導材または無機イオン伝導材からなることを特徴とす
    る請求項１〜６のいずれかに１項に記載の電池システ
    ム。
  8. 【請求項８】 前記固体イオン伝導層における正電荷輸
    送媒体が、リチウムイオンであることを特徴とする請求
    項１〜７のいずれかに１項に記載の電池システム。
  9. 【請求項９】 前記正極は、コバルト酸リチウム、ニッ
    ケル酸リチウムまたはマンガン酸リチウムからなること
    を特徴とする請求項１〜８のいずれかに１項に記載の電
    池システム。
  10. 【請求項１０】 前記負極は、グラファイト炭素材料、
    ハードカーボン炭素材料またはチタン酸リチウムからな
    ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載
    の電池システム。
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