JP2011171013A - 新規電池およびその利用 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に分解することが可能な電池、電池からの電解液の排出および供給を簡便に行うための電解液排出システム、および上記電池を備える電気機器を提供する。
【解決手段】本発明にかかる電池は、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、上記正極、上記負極および電解液を貯留可能な筐体と、を備える電池であって、上記筐体は、電解液を貯留可能な領域に、電池の内部と電池の外部とを連絡する連絡部を少なくとも２箇所有し、上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は新規電池およびその利用に関する。特に、電解液の排出を容易に行うことが可能であり、容易に分解することが可能な電池およびその利用に関する。

近年、ノートパソコン、携帯電話、自動車および航空機などの電源として用いられる電池の高性能化が求められ、その高容量化、長寿命化、小型軽量化に関する研究開発が進められている。そして、これらの要求を満足する電池として、例えばリチウムイオン二次電池などの高エネルギー密度の二次電池が注目されている。

これらの高エネルギー密度の二次電池は、環境保護などの観点から、使用済み後に分解して有価物を回収し再利用することが好ましい。例えば、特許文献１には、使用済みのリチウム電池に対し、電池の容器などに予め開孔して加熱することにより電池内の揮発物を回収し、次に酸溶出やろ過などにより他の有価物を回収する使用済みリチウム電池の処理方法が開示されている。

特開２００５−２６０８８号公報（２００５年１月２７日公開）

リチウムイオン二次電池等の高エネルギー密度の二次電池は、高容量、長寿命、小型軽量等の特性を活かして、各種電気機器への利用が拡大している。それに伴い使用済の上記電池を廃棄する機会や、電池内の有価物を回収する機会も今後ますます増大することが予想される。

しかしながら、リチウムイオン二次電池等の高エネルギー密度の二次電池は、充電状態では内部に高いエネルギーが蓄積されているため、直接分解することができない。そのため、事前に電池を放電させた後に該電池を加熱して電解液を気化させ、気化させた電解液を回収した上で分解することが必要であり（例えば、特許文献１の〔００１３〕段落）、手間やコストが大きいという問題があった。そのため、今後の需要増を考慮すると、使用済の上記電池を廃棄する場合や、内部の有価物を回収する場合に、電池をより簡便に分解することができる技術の必要性は非常に高いといえる。

本発明は、上記の課題に鑑みて本発明者らが鋭意検討してなされたものであり、その目的は、電解液の排出を容易に行うことができ、容易に分解することが可能な電池、電池からの電解液の排出および供給を簡便に行うための電解液排出システム、および上記電池を備える電気機器を提供することにある。

本発明者は、高エネルギーが蓄積された電池を簡便に分解可能な方法を鋭意検討した結果、電解液を筐体から速やかに排出可能な構成とすることにより、簡便に上記電池を分解できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明にかかる電池は、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、上記正極、上記負極および電解液を貯留可能な筐体と、を備える電池であって、上
記筐体は、電解液を貯留可能な領域に、電池の内部と電池の外部とを連絡する連絡部を少なくとも２箇所有し、上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能であることを特徴としている。

上記構成によれば、上記連絡部の少なくとも１箇所を上記筐体からの電解液の排出に用い、上記連絡部の少なくとも１箇所を上記筐体への気体の供給に用いることができる。そのため、上記連絡部を介して、上記筐体内において電解液と気体との置換を行うことによって、電池からの電解液の排出を容易かつ速やかに行うことができる。それゆえ、電解液を抜き取った後、容易かつ速やかに電池を分解することができ、分解作業の効率を大幅に向上させることができる。さらに、筐体内に電解液を供給するとともに、筐体内に存在する空気等の気体を筐体外へ排出することも可能である。そのため、必要に応じて電解液を再利用することができる。

本発明にかかる電池は、上記連絡部が、上記筐体の側面から突出してなることが好ましい。

上記構成によれば、上記連絡部が、上記筐体の側面から突出した形状となっているため、構造上、気体の送排気を行うラインまたは電解液の供給および排出を行うラインを接続することが容易である。電池への電解液または気体の供給および排出は、ラインを用いずに例えばシリンジ等を用いて行うことも可能であるが、ラインを用いて行う場合は、上記連絡部をラインに接続することにより、より容易に、かつ確実に電解液の排出を行うことができる。それゆえ、分解作業の効率をより一層向上させることができる。また、筐体内に電解液を供給するとともに、筐体内に存在する空気等の気体を筐体外へ排出する作業も、より容易に行うことが可能である。

本発明にかかる電池は、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。リチウムイオン二次電池は、電圧が高く、軽量、長寿命であり、メモリー効果を有さないという特徴があることから携帯電子機器に最も汎用されている電池であるが、リチウム、コバルト、ニッケルなどの有価金属元素を多く含むため、例えば使用済み電池のリサイクルが重要であり、分解作業の効率化が求められている。

上記構成によれば、リチウムイオン二次電池の電解液を容易に抜き出すことができる。その結果、リチウムイオン二次電池の分解効率を飛躍的に向上させることができる。

本発明にかかる電解液供給排出システムは、本発明にかかる電池と、上記電池の筐体への気体の供給および上記電池の筐体からの気体の排出を行う送排気部と、上記電池の筐体への電解液の供給および上記電池の筐体からの電解液の排出を行う電解液出入部と、を備え、上記電池が有する連絡部は、上記送排気部および上記電解液出入部と接続可能であることを特徴としている。

上記電解液供給排出システムの構成によれば、電池に電解液が入っている場合、上記送排気部から気体を上記筐体へ供給するとともに、上記筐体から上記電解液出入部へ電解液を排出することによって上記筐体から全ての電解液を容易かつ速やかに抜き出すことができる。それゆえ、本発明にかかる電池の分解作業をより効率的に行うことができる。また、電池に電解液が入っていない場合は、上記電解液出入部から電解液を上記筐体へ供給するとともに、上記送排気部へ上記筐体内の気体を排出することによって、電池を使用可能な状態にすることもできる。

また、本発明にかかる電気機器は、本発明にかかる上記電池を備えることを特徴としている。

本発明にかかる電池は、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、上記正極、上記負極および電解液を貯留可能な筐体と、を備える電池であって、上記筐体は、電解液を貯留可能な領域に、電池の内部と電池の外部とを連絡する連絡部を少なくとも２箇所有し、上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が通過可能であるという構成である。それゆえ、電池内部の電解液を液体のまま電池外部に取り出すことが可能であり、容易かつ速やかに分解することができ、分解作業の効率を大幅に向上させることが可能な電池を提供することができるという効果を奏する。

本発明にかかる電解液供給排出システムの、構成の一例を示す概略図である。 筐体の側面から突出してなる連絡部を設けた電池の縦断面図である。 一般的なリチウムイオン二次電池の縦断面図である。

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変形を加えた態様で実施できるものである。なお、本明細書において「○〜●」という表現は、○以上●以下であることを意味するものとする。

（１．電池）
一実施形態において、本発明にかかる電池は、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、上記正極、上記負極および電解液を貯留可能な筐体と、を備える電池であって、上記筐体は、電解液を貯留可能な領域に、電池の内部と電池の外部とを連絡する連絡部を少なくとも２箇所有し、上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能である。

本明細書において、「電池」とは、一次電池または二次電池のことを意味する。上記「電池」の種類は、上記筐体と、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、を備える構成を有していれば特に限定されるものではない。例えば、リチウム一次電池、ニッケル水素電池、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、空気二次電池等を用いることができる。

中でも、高エネルギーが蓄積されたリチウムイオン二次電池を本発明にかかる電池の構造にすることにより、電解液を簡便に電池外へ除去でき、分解作業効率向上の効果が最も高まるため、電池としてはリチウムイオン二次電池であることがより好ましいといえる。

「電解液を貯留可能な筐体」とは、電池の側面部および底面部を構成するいわゆる電池缶をいい、上記正極、負極、セパレータ、電解液等が収納され、通常正極側に電池蓋が装着される。上記筐体を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、電池の種類に応じて適切な材料を選択すればよい。例えば、リチウムイオン二次電池ではニッケルでメッキされた鉄、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、アルミニウム等が用いられる。筐体の形状は、コイン型であっても、円筒型であっても、角型であっても、ラミネート型であってもよい。

正極活物質、負極活物質も電池の種類に応じて従来公知の適切な材料を選択すればよい。正極活物質としては、例えば、リチウムイオン二次電池ではリチウムを含む酸化物（例えばコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウムマンガンスピネルなど）、リチ
ウム一次電池、リチウム二次電池では二酸化マンガン、フッ化黒鉛、塩化チオニル等、ニッケル水素電池では水酸化ニッケル、を用いることができる。負極活物質としては、例えば、リチウムイオン二次電池では黒鉛、カルコゲン化合物等、リチウム一次電池、リチウム二次電池ではリチウム金属、ニッケル水素電池では水素吸蔵合金（例えばランタンなどの希土類金属とニッケルなどの遷移金属からなる合金）を挙げることができる。

正極と負極との短絡を防止する方法としては、例えば正極もしくは負極の表面、または正極および負極の表面にアルミナやチタニアなどの絶縁層を設けること、および／または正極と負極との間にセパレータを挿入することを挙げることができるが、確実に短絡防止を行う観点からセパレータを用いることがより好ましい。

セパレータを用いる場合は、従来公知のものを用いることができる。例えば、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ナイロンなどの不織布、織布などが例示できる。該セパレータの厚みは、電池としての体積エネルギー密度が上がり、内部抵抗が小さくなるという点で、機械的強度が保たれる限り薄い方が好ましく、１０〜２００μｍ程度が好ましい。セパレータは、電池内において正極と負極との対抗面間に挟まれて配置される。円筒形電池の場合、正極と負極とはインサイドアウト構造を取っていてもよく、スパイラル構造を取っていてもよい。

上記筐体の「電解液を貯留可能な領域」とは、上記筐体の底面部および側面部のうち、上記筐体に電解液を貯留した場合に、内面が電解液と接することができる底面部および内面が電解液と接することができる側面部からなる領域をいう。図３は、一般的なリチウムイオン二次電池の縦断面図である。図３に示されるリチウムイオン二次電池において、電解液は負極側の絶縁板（下部絶縁板）から正極側の絶縁板（上部絶縁板）までの領域に貯留されうるため、筐体の側面部のうち、負極側の絶縁板から正極側の絶縁板までの領域が「電解液を貯留可能な領域」となる。ただし、上記領域はこのように二枚の絶縁板で挟まれた領域に限られるものではない。例えば、筐体をタブ溶接してできる筐体内密閉領域等を上記「電解液を貯蔵可能な領域」として用いることができる。

上記「連絡部」は、電解液を貯留可能な領域に設けられ、電池の内部と電池の外部とを連絡するためのものである。上記「連絡」とは、電池の内部環境が電池の外部環境とつながることを意味する。上記「連絡部」としては、例えば、上記電解液を貯留可能な領域の筐体側面部に設けられた、開閉可能な孔が該当する。

上記筐体は上記領域に、上記連絡部を少なくとも２箇所有しており、かつ、当該連絡部は開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能である。連絡部を設ける位置は、上記「電解液を貯留可能な領域」に属する位置であれば特に限定されるものではない。例えば、上記筐体の側面部に２箇所設けてもよいし、１箇所を底面部、もう１箇所を側面部に設けるといった態様であってもよい。

上記連絡部は、少なくとも２箇所設けることが必要である。これは、筐体外から空気等の気体を筐体内へ供給し、筐体から電解液を速やかに排出するためである。上記筐体の側面に２箇所設ける場合は、電解液の排出を行う連絡部が、上記気体を送排気する連絡部よりも下部にあることが好ましい。電解液の排出を円滑に行うことができるからである。

また、上記連絡部を少なくとも２箇所設けることにより、筐体内に電解液を供給するとともに、筐体内に存在する空気等の気体を筐体外へ排出することも可能である。

二次電池においては、電池内の内圧が高くなりすぎた場合の安全性を高めるため、内圧を外部に逃がすことを目的として安全弁機構が設けられていることが多い。例えば図３に
示されるリチウムイオン二次電池では、金属板と金属板支持体とで安全弁機構が構成されている。上記連絡部は当該安全弁機構とは異なるものである。本発明にかかる電池では、気体を筐体内へ供給し、電解液を筐体外へ排出することが可能であることを要するところ、安全弁機構は、内圧を逃すために筐体内から筐体外への一方向にのみ気体を通過させるものであるため、安全弁機構を上記連絡部の代わりに用いて気体を筐体内へ供給し、電解液を筐体外へ排出することはできないからである。

ただし、上記連絡部は２箇所に限られるものではなく、３箇所以上であってもよい。例えば、電解液の供給および排出をより円滑に行うために、気体の供給および排出を行う連絡部と、電解液の供給および排出を行う連絡部とをそれぞれ２箇所ずつ設けるような態様であっても構わない。上記連絡部の孔径は特に限定されるものではなく、電池の容積と、所望の電解液の供給速度または排出速度に応じて適宜設計すればよい。また、孔の形状も特に限定されるものではない。

上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能であることが必要である。

「電解液および／または気体が可逆的に通過可能である」とは、上記連絡部が開いている場合に、電解液および／または気体を、上記連絡部を介して電池の筐体内部と外部との間で相互に出し入れ可能であることをいう。

本発明にかかる電池が有する上記連絡部は、少なくとも２箇所存在するが、全ての連絡部が電解液および気体を通過させることができるものでもよいし、電解液のみを通過させることができる連絡部と気体のみを通過させることができる連絡部との組合せであってもよい。

上記連絡部が開閉可能に構成されていることが必要なのは、電解液および／または気体の供給および排出を行っているときは、電池内部と外部とを連絡するため開く必要があるが、電解液を排出させる前または電解液の供給終了後は電解液が漏れ出すことを防ぐため閉じる必要があるためである。上記連絡部を開閉可能に構成する方法としては、例えば、上記連絡部を開閉可能な部材で構成する方法を挙げることができる。

上記連絡部を開閉可能な部材で構成する方法としては、例えば、上記筐体の「電解液を貯留可能な領域」の外壁に、従来公知の方法によって筐体内部と外部とを貫通する孔を穿ち、当該孔を上記開閉可能な部材で被覆し、当該部材を上記筐体の外壁に固定する方法を挙げることができる。上記固定は、例えば上記部材に加熱したシールバーを押圧すること等によって行うことができる。上記開閉可能な部材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」と称する）、ＰＴＦＥ／シリコン、ＰＴＦＥ／ゴム等を用いることができる。

上記連絡部を開閉可能な部材で構成し、電池の筐体への電解液の供給および電池の筐体からの電解液の排出を行う手段（以下、「電解液の供給および排出を行う手段」と記載する）、並びに電池の筐体への気体の供給および電池の筐体からの気体の排出を行う手段（以下、「気体の供給および排出を行う手段」と記載する）として例えばシリンジを用いた場合、シリンジを該部材に挿入することにより、該部材を開くことができ、シリンジを該部材から外すことによって該部材を閉じることができる。これにより、該部材が開いているときは電解液および／または気体が該部材を通過することができ、該部材が閉じているときは電池内部の密封性を確保することができる。

その結果、上記連絡部を介して電解液の排出を速やかに行うことができ、電池の分解作
業を効率的に行うことができる。また、電解液を排出させる前には上記連絡部が密閉されるため、電解液の漏れ出しを防ぐことができる。

さらに、上記連絡部を介して電解液の供給を行うことができると共に、電解液の供給終了後は上記連絡部が密閉されるため、電解液の漏れ出しを防ぐことができる。

また、本発明にかかる電池の他の実施形態として、上記連絡部が、上記筐体の側面から突出してなる電池を挙げることができる。この場合、上記連絡部に容易にラインを接続することができるため、より効率的に筐体からの電解液の排出を行うことができる。そのため、一層電池の分解作業を効率化することができる。また、筐体への電解液の供給を効率的に行うこともできる。

本実施形態にかかる電池において、上記連絡部は、例えば以下のように作製することができる。上記筐体の電解液を貯留可能な領域の外壁の一部分を、従来公知の方法を用いて中空の凸型に加工することによって、外壁から遠い側の端部に外部に向けて開放された開口端部を有し、中空である連絡部を作製する。次に、該開口端部をＰＴＦＥなどの開閉可能な部材によって被覆し、該部材を該開口端部に固定する。これによって、上記筐体の側面から突出してなる連絡部を作製することができる。

上記連絡部は筐体側面を基部として、開口端部に向けて突出しているが、上記基部から開口端部までの長さは特に限定されるものではなく、電池の所望の大きさに応じて適宜決定すればよい。

また、上記連絡部は、必ずしも上記外壁自体を中空の凸型に加工したものでなくてもよい。例えば、上記外壁に従来公知の方法によって筐体内部と外部とを貫通する孔を穿ち、当該孔に、金属等からなる管状部材を挿入し、上記外壁と上記管状部材とを溶接等の公知の方法によって固定すること等によっても上記連絡部を設けることができる。

図２は、上記筐体の側面から突出してなる連絡部を設けた電池の縦断面図である。図２において、後述する図１と同じ部材には、同じ部材番号を付している。連絡部７の開口端部１８、連絡部８の開口端部１９をＰＴＦＥ等の開閉可能な部材で被覆することにより、上記連絡部を開閉可能とすることができる。該部材の上記開口端部への固定は、例えば、連絡部７，８の開口端部１８，１９を覆うように、該部材２０を重ねた後、部材２０の、連絡部７，８の開口端部１８，１９の周囲に位置する部分に、加熱したシールバーを押圧することにより行うことができる。

このように上記開閉可能な部材で被覆した連絡部を作製し、電解液の供給および排出を行う手段、並びに気体の供給および排出を行う手段として例えばシリンジを用いた場合、該部材に対してシリンジの抜き差しを行っても、シリンジを抜いた場合の密閉性を確保することができる。それゆえ、上記連絡部を介して電解液の供給と排出とを可逆的に行いうると共に、電解液を排出させる前または電解液の供給終了後は上記連絡部が密閉されるため、電解液の漏れ出しを防ぐことができる。

本実施形態にかかる上記電池において、上記連絡部を開閉可能に構成する方法としては、これに限られるものではない。例えば、従来公知の接続ジョイント等のような、流路の開閉が可能な部材（流路開閉部）を、上記連絡部の開口端部に接続する方法あるいは上記連絡部の筐体側面の基部から開口端部までの間に設ける方法を挙げることができる。これによって、電解液の供給または排出を行わない場合は、上記流路開閉部を閉栓することにより、上記連絡部を密閉することができる。

上記連絡部に流路開閉部を設けた電池では、電解液の供給および排出を行う手段、並びに気体の供給および排出を行う手段を上記連絡部に接続し、上記流路開閉部を開栓して、電解液の流路および気体の流路と上記連絡部とを貫通させることにより、電池の筐体からの電解液の排出または電池の筐体への電解液の供給を行うことができる。電解液の供給または排出を行わない場合は、上記流路開閉部を閉栓し、電解液の流路および気体の流路と上記連絡部との連絡を遮断することにより、上記連絡部を密閉することができる。

（２．電解液供給排出システム）
本発明にかかる電池への電解液の供給および電池からの電解液の排出を行うための電解液供給排出システム（以下、単に「システム」という）は、本発明にかかる電池と、上記電池の筐体への気体の供給および上記電池の筐体からの気体の排出を行う送排気部と、上記電池の筐体への電解液の供給および上記電池の筐体からの電解液の排出を行う電解液出入部と、を備え、上記電池が有する連絡部は、上記送排気部および上記電解液出入部と接続可能である。図１は、上記システムの構成の一例を示す概略図である。以下、図１を参照しながら上記システムについて説明する。

図１において、上記システム１は、電池２、送排気部３、電解液出入部４とを備えている。電池２は、筐体１７と、気体を送気および排気（以下「送排気」ともいう）する連絡部７および電解液の供給および排出を行う連絡部８を有している。連絡部７および連絡部８の筐体１７の外壁から遠い側の端部は、筐体の外部へ開放された開口端部１８，１９となっている。連絡部７および連絡部８には、接続ジョイント（流路開閉部）５，６が固定されている。連絡部７および連絡部８は筐体内部と外部とを連絡するため中空となっている。

送排気部３は、シリンダーに貯留される気体の容積を調整するピストン（容積調整部）９、気体を貯留するシリンダー（気体貯留部）１０、バルブ（流路開閉部）１１、気体を送排気するためのライン（以下「送排気ライン」という）１５を備えている。電解液出入部４は、シリンダーに貯留される電解液の容積を調整するピストン（容積調整部）１２、電解液を貯留するシリンダー（電解液貯留部）１３、バルブ（流路開閉部）１４、電解液の供給および排出を行うためのライン（以下「電解液出入ライン」という）１６を備えている。なお、本明細書において「流路開閉部」とは、電解液および／または気体の流路を開放および閉鎖しうる手段を指す。

電池２としては、上述のように一次電池であっても二次電池であってもよく、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。接続ジョイント（流路開閉部）５，６は、連絡部７と送排気ライン１５、連絡部８と電解液出入ライン１６とを接続し、連絡部７と送排気ライン１５との貫通および遮断、並びに、連絡部８と電解液出入ライン１６との貫通および遮断を行う。上記貫通および遮断は、接続ジョイント（流路開閉部）５，６を開栓または閉栓することによって行うことができる。接続ジョイント（流路開閉部）５，６は、電解液および／または気体の流路を開放および閉鎖することができるので、接続ジョイント（流路開閉部）５，６が送排気ライン１５および電解液出入ライン１６と接続されていない場合は、接続ジョイント（流路開閉部）５，６を閉栓することによって連絡部７および８を密閉することができる。

図１において送排気部３は、気体を筐体１７内へ供給することによって筐体１７から電解液を排出させ、筐体１７へ電解液を供給する場合は、気体を筐体１７内から排出し、貯留する。気体をシリンダー（気体貯留部）１０に貯留状態にしておく場合は、バルブ（流路開閉部）１１を閉鎖する。

図１において電解液出入部４は、電解液の筐体１７内への供給と、筐体１７からの電解
液の排出および貯留とを行う。電解液をシリンダー（電解液貯留部）１３に貯留状態にしておく場合は、バルブ（流路開閉部）１４を閉鎖する。

電解液を筐体１７内へ供給する場合は、接続ジョイント（流路開閉部）５，６およびバルブ（流路開閉部）１１，１４を開栓し、ピストン（容積調整部）１２を押し下げることによってシリンダー（電解液貯留部）１３に貯留された電解液を電解液出入ライン１６、連絡部８を介して筐体１７内へ供給する。このとき、筐体１７内に存在していた気体は連絡部７および送排気ライン１５を通ってシリンダー（気体貯留部）１０に貯留される。

電解液を電池２の筐体内から排出する場合は、接続ジョイント（流路開閉部）５，６およびバルブ（流路開閉部）１１，１４を開栓し、ピストン（容積調整部）９を押し下げることによってシリンダー（気体貯留部）１０に貯留された気体を送排気ライン１５、連絡部７を介して筐体１７内へ供給する。このとき、筐体１７内に存在していた電解液が押し出され、電解液は連絡部８、電解液出入ライン１６を通ってシリンダー（電解液貯留部）１３に貯留される。このように、上記システム１を用いることによって、電池２に対する電解液の供給および電池２からの電解液の排出を可逆的に行うことができる。そのため、電解液を電池から抜き出した後に、容易に電池を分解することができる。また、電解液を電池に再度供給することも可能である。

電池２は、連絡部７、８がそれぞれ接続ジョイント（流路開閉部）５，６を備えているため、送排気ライン１５および電解液出入ライン１６から着脱可能である。送排気ライン１５および電解液出入ライン１６を外した場合、連絡部７、連絡部８は接続ジョイント（流路開閉部）５，６によって密閉可能である。

接続ジョイント（流路開閉部）５，６は、上述のように連絡部７，８に固定されていてもよいが、送排気ライン１５、電解液出入ライン１６に固定されていても構わない。この場合は、接続ジョイント（流路開閉部）５，６を連絡部７，８から外した場合に連絡部７，８を密閉できるように、連絡部７、８を密閉可能な構成とする。例えば、連絡部７、８の開口端部１８，１９に開閉可能なバルブ（流路開閉部）を設けることや、連絡部７，８の筐体１７側の基部から開口端部１８，１９までの間に開閉可能なバルブ（流路開閉部）を設けること等の方法によって、連絡部７、８を密閉可能にすることができる。

図１では、連絡部７と送排気ライン１５、連絡部８と電解液出入ライン１６とを接続し、電解液の供給および排出を行う場合について説明したが、電解液の供給および排出の態様は必ずしもこれに限られるものではない。

例えば、既に説明したように、連絡部７，８をポリテトラフルオロエチレン等の開閉可能な部材によって構成し、送排気部および電解液出入部として２本のシリンジを用い、シリンジの針を該部材に挿入することによって、連絡部７，８と送排気部および電解液出入部とを接続し、筐体内部とシリンジ内部とを連絡する。これによって、電解液の供給および排出、気体の供給および排出を行うことができる。この場合、シリンジの針が送排気ライン１５または電解液出入ライン１６に相当し、シリンジのシリンダーがシリンダー（気体貯留部）１０またはシリンダー（電解液貯留部）１３に相当し、シリンジのピストンがピストン（容積調整部）９またはピストン（容積調整部）１２に相当することになる。

また、図１における電解液出入部４を構成する部材として、ピストン（容積調整部）１３の代わりに例えば従来公知の送液ポンプを容積調整部として使用し、該送液ポンプを例えば電解液出入ライン１６の途中に設置すること等によっても、電池への電解液の供給および電池からの電解液の排出を行うことができる。このように、図１に示す構成に限らず、本発明にかかるシステムの構成を備えていれば、電池への電解液の供給および電池から
の電解液の排出を可逆的に行うことができる。

送排気部３と電解液出入部４の動作は、手動で制御してもよいが、より迅速に電解液の供給および排出を行うことを可能にするため、自動制御可能であることが好ましい。自動制御の方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば電池内に予め熱電対などの温度センサーを挿入しておき、該温度センサーによって電池内の温度異常を察知し、該異常に関する情報をコンピュータに伝達し、コンピュータからの指示を送排気部および電解液出入部に伝達可能とすることなどにより、送排気部と電解液出入部の動作を自動制御することができる。また、送排気部と電解液出入部の動作を、エアバッグ等で採用されているガス発生剤を用いて迅速に行うこともできる。

上記「気体」は、電解液の供給および排出を円滑に行うために使用されるものであり、特に限定されるものではない。例えば、空気、不活性ガス等を用いることができる。電解液の引火性を勘案すると、アルゴンや窒素等の不活性ガスを用いることが好ましい。上記「気体」は水分を含んでいると電解液と反応する可能性があるため、水分を含まないことが好ましい。

連絡部７、８、送排気ライン１５、電解液出入ライン１６の材質は、電解液に溶出したり、電解液と反応したりしないものであれば特に限定されるものではない。例えば、従来公知のステンレス、アルミニウム等を用いることができる。

ピストン（容積調整部）９，１２、シリンダー（気体貯留部）１０、シリンダー（電解液貯留部）１３、バルブ（流路開閉部）１１、１４は従来公知のものを用いることができ、接続ジョイント（流路開閉部）５、６も従来公知の三方活栓や従来公知の開閉可能なバルブ等を用いることができる。

電池２は送排気部３および電解液出入部４に対して着脱可能であるため、例えば、筐体１７から電解液を抜き取った後、電池２を送排気部３および電解液出入部４から取り外し、そのまま分解作業に供することができる。また、筐体１７に電解液を供給後、電池２を送排気部３および電解液出入部４から取り外し、電気機器へ装着することもできる。

上記システムが電気機器に組み込まれている場合は、筐体１７に電解液を供給後、接続ジョイント（流路開閉部）５，６を閉栓することによって連絡部７と送排気ライン１５との連絡、連絡部８と電解液出入ライン１６との連絡を遮断すれば、電池２を送排気部３および電解液出入部４から取り外すことなく使用することができる。

また、筐体１７から電解液を抜き取った後で接続ジョイント（流路開閉部）５，６を閉栓することにより、電解液を貯留しておくことができ、電解液がまだ使用可能な場合は、次に供給するときまで電解液を保管しておくことができる。

（３．電気機器）
本発明にかかる電気機器は、本発明にかかる電池を備えるものである。上記電気機器としては、電池によって駆動可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば、電気自動車（ＥＶ：electric vehicle）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：hybrid electric vehicle）などの自動車、ノートパソコン、携帯電話等の通信機器、携帯ゲーム機、
電子辞書などを挙げることができる。

大量の電池を用いる電気自動車やハイブリッド電気自動車においては、使用後に分解することが必要な電池が大量に発生するため、本発明にかかる分解が容易な電池を備えることによる利点が大きいといえる。

電気機器内における上記電池の設置場所は特に限定されるものではない。電気機器の外部から電気機器内の電池に対して電解液の供給および排出を行うという観点からは、上記電池が有する連絡部に対し、（２．）で説明した送排気部および電解液出入部が電気機器の外部から接続できるように設置することが好ましい。

また、（２．）で説明した上記送排気部および上記電解液出入部を設置可能なスペースがあれば（２．）で説明した上記システムを電気機内に装着してもよい。

電池が有する連絡部のうち、電解液の排出を行う連絡部は、電解液の排出を円滑に行うという観点から、上記気体を送排気する連絡部よりも下部にあることが好ましい。しかしながら、据え置き型の電気機器であれば問題はないが、例えば携帯電話等のように、使用時に一定の方向に向けて使用するとは限らない電気機器では、電解液の排出を行う連絡部の位置が気体を送排気する連絡部の位置に対して相対的に下にならない場合もある。そこで、使用中に電解液を抜き取る必要が生じた場合に迅速に電解液を抜き取ることができるように注意を喚起するため、電解液の抜き取り時に電気機器をどの方向に向けるべきかを電気機器に表示しておくことが好ましい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、電解液の排出を容易に行うことが可能であり、容易に分解することが可能な電池およびその利用に関するものである。そのため、上記電池は、電池の分解作業の効率化を促進することができ、電池の販売促進に寄与できることはもちろんのこと、各種電気機器、中でも電気自動車、ハイブリッド電気自動車等のように大量の電池を使用する機器や、ノートパソコン、携帯電話などのように持ち運び可能な電気機器の分野に好適に利用することができる。

１・・・・・ 電解液供給排出システム
２・・・・・ 電池
３・・・・・ 送排気部
４・・・・・ 電解液出入部
５、６・・・ 接続ジョイント（流路開閉部）
７，８・・・ 連絡部
１５・・・・・ 気体を送排気するためのライン（送排気ライン）
１６・・・・・ 電解液の供給および排出を行うためのライン（電解液出入ライン）
９，１２・・・ ピストン（容積調整部）
１０・・・・・ シリンダー（気体貯留部）
１１，１４・・ バルブ（流路開閉部）
１３・・・・・ シリンダー（電解液貯留部）
１７・・・・・ 筐体
１８，１９・・ 開口端部
２０・・・・・ 開閉可能な部材

Claims (5)

1. 正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、上記正極、上記負極および電解液を貯留可能な筐体と、を備える電池であって、
   上記筐体は、電解液を貯留可能な領域に、電池の内部と電池の外部とを連絡する連絡部を少なくとも２箇所有し、
   上記連絡部は、開閉可能に構成されており、電解液および／または気体が可逆的に通過可能であることを特徴とする電池。
2. 上記連絡部が、上記筐体の側面から突出してなることを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 上記電池はリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池と、
   上記電池の筐体への気体の供給および上記電池の筐体からの気体の排出を行う送排気部と、
   上記電池の筐体への電解液の供給および上記電池の筐体からの電解液の排出を行う電解液出入部と、を備え、
   上記電池が有する連絡部は、上記送排気部および上記電解液出入部と接続可能であることを特徴とする、電解液供給排出システム。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電池を備えることを特徴とする電気機器。

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