JP2012216413A - 二次電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】安全弁4が設けられた二次電池11と、ガス吸収装置としてのカートリッジ12とを備えた二次電池システムである。ガス吸収装置は、ガス導入部としてのカートリッジ弁12bと、ガス排出部としてのカートリッジ弁12cを備える。安全弁4とガス導入部12bとは接続され、ガス導入部からガス排出部に到る流通経路の手前に電解液を吸収するための第1の吸収材を備え、前記第1の吸収材よりも前記ガス排出部側にガスを吸収するための第2の吸収材を備える。この二次電池システムは、まず、第1の吸収材13により主に電解液を吸収し、その後第2の吸収材14によりガスを吸収するため、ガス吸収効率が高い。
【選択図】図1
Description
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の二次電池システムの構成を示している。矢印は、非水電解質二次電池11の内部から噴出する電解液及びガスの流通方向を示す。図1に示すように、二次電池システム21は、二次電池11と、ガス吸収装置としてのカートリッジ12とを備える。
分子化合物を形成する材料としては、化合物と電解液との接触反応により、電解液をホスト化合物で包接してなる包接化合物が挙げられる。分子化合物を形成する材料のうち、電解液を包接した包接化合物を形成するホスト化合物としては、有機化合物、無機化合物及び有機・無機複合化合物よりなるものが知られており、また、有機化合物においては単分子系、多分子系、高分子系ホスト等が知られている。
分子化合物は、ガスとの接触効率や容器等に充填した場合の充填効率等を考慮すると、平均粒子径10〜5000[μm]、特に200〜300[μm]であるものが好ましく、その比表面積30[m2/g]以上、特に200[m2/g]以上であるものが好ましい。
図3はガス吸収率測定用の二次電池システムを示している。このシステムにより、以下の15種類のカートリッジを用いて、非水電解質二次電池の安全弁から噴出した一酸化炭素(CO)及び二酸化炭素(CO2)の吸収率をそれぞれ調べた。まず、実験で用いた二次電池システムの基本構成について説明する。
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#202を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#202は、Si:Al:Ag:O=8.1:1:1:18.3のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(2)実施例2(#203)
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#203を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#203は、Si:Al:Cu:O=40:1:1:80のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(3)実施例3(#204)
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#204を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#204は、Si:Al:Ca:O=4.6:2:1:13.2のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(4)実施例4(#207)
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#207を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#207は、Si:Al:Ca:O=2:2:1:8のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(5)実施例5(#208)
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#208を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#208は、Si:Al:Na:O=2.3:1:1:6.6のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(6)実施例6(#215)
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#215を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#215は、Si:Al:Li:O=1.3:1:1:4.1のモル比で構成される無機多孔質材料である。
(7)実施例7(#207)
第1の吸収材13として活性炭を10[ml]、第2の吸収材14として分子化合物#207を10[ml]用いた。ただし、分子化合物#207は、Si:Al:Ca:O=2:2:1:8のモル比で構成される無機多孔質材料である。
第1の吸収材13及び第2の吸収材14は、いずれも吸収材無しとした。
(9)比較例2
第1の吸収材13として活性炭を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(10)比較例3
第1の吸収材13として上記分子化合物#202を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(11)比較例4
第1の吸収材13として上記分子化合物#203を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(12)比較例5
第1の吸収材13として上記分子化合物#204を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(13)比較例6
第1の吸収材13として上記分子化合物#207を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(14)比較例7
第1の吸収材13として上記分子化合物#208を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
(15)比較例8
第1の吸収材13として上記分子化合物#215を20[ml]用いた。第2の吸収材14は吸収材無しとした。
比較例1(ブランク)に対する吸収率=(X−Y)/X×100 (式1)
ただし、Xは比較例1(ブランク)の対象ガスの測定量を、Yは対象とするカートリッジを用いた場合の対象ガスの測定量である。このことから、表中の−(マイナス)は、対象ガスの量が増大したことを示すものと考えられる。
(1)活性炭のみの場合、比較例1(ブランク)に比べて一酸化炭素の量が増加し、二酸化炭素の量が10%程度減少した。
(2)分子化合物#207、分子化合物#208、分子化合物#215をそれぞれ単独で用いても比較例1(ブランク)に比べて一酸化炭素の量が増加した。
(3)分子化合物#208及び分子化合物#215は、いずれも比較例1(ブランク)に比べて二酸化炭素の量が大きく増加した。
(4)第1の吸収材として活性炭を用い、かつ、第2の吸収材として分子化合物#207、#208、#215をそれぞれ用いた場合には、比較例1(ブランク)に比べて一酸化炭素の量が約20%以上減少し二酸化炭素の量が50%以上減少した。
次に、分子化合物#207による一酸化炭素及び二酸化炭素の吸収率に着目すると、いずれも実施例4>実施例7>比較例6という関係が成立する。すなわち、分子化合物の量が同じでも、下層の活性炭量を増すことで電解液成分を除去するほど、分子化合物#207のガス吸収性能が向上すること、分子化合物がなければ一酸化炭素も二酸化炭素も吸収されないばかりか却って一酸化炭素及び二酸化炭素を放出することが分かる。
第1の実施形態で示した二次電池システムは、二次電池を複数並べて用いる形態(以下、このような形態を「モジュール」という。)において、二次電池の各安全弁とカートリッジとを集積配管により接続する構成にも適用できる。
図5(a)及び図5(b)は、カートリッジの他の構成例を示している。図中の矢印は、電解液やガスの流通方向を示している。
11 二次電池
12、22、42 カートリッジ
12a、22a、42a カートリッジ容器
12b、42b 第1のカートリッジ弁
12c、42c 第2のカートリッジ弁
12d、22d、42d 流通経路
13 第1の吸収材
14 第2の吸収材
15、18 仕切体
15a、18a 貫通部
16 酸化触媒
17 熱吸収材
19 脱臭フィルター
20、25 ろ紙
21、31 二次電池システム
21a ガス吸収率測定用の二次電池システム
22b 流入口
22c 流出口
23 モジュール
24 集積配管
32 ガス吸収装置
Claims (7)
- 安全弁が設けられた1個又は複数個の電池と、ガス吸収装置とを備え、前記ガス吸収装置は、ガス導入部と、前記ガス導入部とは異なる部位に設けられたガス排出部とを備え、前記安全弁と前記ガス導入部とは接続され、前記ガス導入部から前記ガス排出部に到る流通経路の手前に電解液を吸収するための第1の吸収材を備え、前記第1の吸収材よりも前記ガス排出部側にガスを吸収するための第2の吸収材を備えた二次電池システム。
- 複数個の電池を備え、各電池の安全弁が1つの集積配管に接続された請求項1記載の二次電池システム。
- 前記流通経路上であって前記第1の吸収材と前記第2の吸収材との間に酸化触媒がさらに設けられた請求項1又は請求項2記載の二次電池システム。
- 前記第1の吸収材と前記第2の吸収材とを、前記流通経路に対して交差するように区画する仕切体を備え、その仕切体が少なくとも1箇所の貫通部分を有するように構成された請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の二次電池システム。
- 前記流通経路上であって前記第1の吸収材の手前及び/又は前記第1の吸収材と前記第2の吸収材との間に熱吸収材が設けられた請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の二次電池システム。
- 前記第1の吸収材及び前記第2の吸収材の少なくとも一方は、分子化合物を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の二次電池システム。
- 前記ガス吸収装置は、取付部材が設けられた密閉容器と、前記密閉容器内部に前記流通経路と、前記第1の吸収材と、前記第2の吸収材とを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の二次電池システム。
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