JP2013145774A - 蓄電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】リチウム供給源において、部材の有効利用が図れ、低コストの蓄電デバイスの提供。
【解決手段】金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源15において、リチウム集電体12の少なくとも1つに、切れ込み14を有する。
【選択図】図4
【解決手段】金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源15において、リチウム集電体12の少なくとも1つに、切れ込み14を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスに関するものである。
充放電可能な電池機能を有する蓄電デバイスには、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池などがある。また、電気二重層キャパシタの正極電極とリチウムイオン二次電池の負極電極とで構成されたリチウムイオンキャパシタ等のハイブリッドタイプのキャパシタも知られている。
このような蓄電デバイスは、エネルギー源、エネルギー回生用途への適用において、更なる高エネルギー密度化、低抵抗化が求められている。また、これらの蓄電デバイスでは、負極電極にリチウムイオンをドープさせる技術が用いられており、リチウム供給源に対する検討も行われている。このような例として、特許文献1、2のような技術が開示されている。
特許文献1には、貫通孔を有さないニッケル箔のリチウム集電体にリチウム箔を貼り付けたリチウム供給源と、対向して配置された負極電極とを電気化学的接触によりリチウムイオンを負極電極にドープする蓄電デバイスが記載されている。
しかし、特許文献1に記載のドープ技術では、リチウムイオン源に近接して対向している負極電極と、近接していない負極電極での、リチウムイオンの移動距離が違うため、積層された負極電極間のドープの状態が不均一になり、抵抗(DC−R)が大きくなるという問題があった。また、ドープに必要な時間も増加し、生産性が低下するという問題があった。
特許文献1の問題を解決する技術として、特許文献2では、ドープの状態の均一化と、ドープに必要な時間を短縮し、生産性を向上させるために、表裏面を貫通する孔を備えた正極集電体及び負極電極集電体を使用し、同じく貫通する孔を備えたステンレス製のリチウム集電体にリチウム箔を貼り付けたリチウム供給源を使用する蓄電デバイスが記載されている。
しかし、特許文献2では、多数の貫通孔を有する金属材料のリチウム集電体を用いてリチウム供給源を構成するため、リチウム箔にはリチウム集電体に接する部分と、接しない部分が生ずる。負極電極とリチウム供給源を短絡させてリチウムイオンをドープする場合、リチウム集電体と接する部分は電流が流れ易くイオン化が進み易いが、リチウム集電体と接しない部分はイオン化されにくく、リチウム箔の残渣が発生する場合がある。これにより、リチウム箔が不均一に消費されてしまい、高価なリチウムを有効に利用することが困難であるという課題があった。
また、リチウム集電体に貫通孔を形成するためには、煩雑な加工を必要とするため、製造コストが上昇するという課題もあった。
したがって、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、リチウムの有効利用が図れ、低コストで製造ができる蓄電デバイスの提供を目的とする。
本発明は、リチウム供給源におけるリチウム集電体の少なくとも1つに、切れ込みを有する蓄電デバイスである。
すなわち、金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源とを備え、前記セパレータを介して前記正極電極と前記負極電極とを交互に積層した蓄電素子と、前記蓄電素子における前記負極電極の少なくとも1つに対向して配置される前記リチウム供給源と、前記電解液とを外装材にて密閉した蓄電デバイスであって、前記リチウム集電体の少なくとも1つに、切れ込みを有することを特徴とする。
前記切れ込みは、前記リチウム集電体に、少なくとも1つ設けられることを特徴とする。
前記切れ込みは、1mm以上100mm以下の間隔で連続して設けられることが好ましい。
本発明は、蓄電デバイスにおいて、リチウム供給源におけるリチウム集電体の少なくとも1つに、切れ込みを有する。これにより、リチウムの有効利用が図れ、低コストで製造ができる蓄電デバイスの提供が可能となる。
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明の蓄電デバイスは、セパレータを介して積層された正極電極と、負極電極とを有する蓄電素子を備えている。
さらに、この蓄電素子を収納し、リチウムイオンを供給するリチウムイオン供給源と、正極電極および負極電極にそれぞれ電気的に接続される正極外部端子および負極外部端子を備え、電解液の注入等により、イオン供給源から負極電極にリチウムイオンがドープされ、外装材にて密閉して蓄電デバイスが得られる。
なお、本実施の形態では、蓄電デバイスとしてリチウムイオンキャパシタを例に説明するが、リチウムイオン二次電池にも適用可能である。
図1は、本発明の蓄電デバイスを構成するセルを説明する図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は平面図、図1(c)は底面図、図1(d)および図1(e)は側面図である。
図1(a)〜(e)に示すように、蓄電デバイスを構成するセル4は、内部に収納された蓄電素子16(破線部)と、蓄電素子16の負極電極に対向して配置されるリチウムイオン供給源(図示せず)と、注入された電解液(図示せず)と、外装材3によって構成されている。図1(a)に示すように、正極外部端子1と負極外部端子2は、外装材3の間からそれぞれ外部に導出している。図1に示すセル4は、前述の電解液の注入により、すでにリチウムイオン供給源から負極電極にリチウムイオンがドープされた状態である。なお、リチウムイオン供給源における負極電極と電気的に接続する外部端子は、すでに外した状態である。通常、このセル4を1つまたは2つ以上備えて蓄電デバイスが構成される。
次に、本発明の蓄電デバイスにおける蓄電素子およびリチウム供給源を説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。
図2に示すように、蓄電素子16は、外側からセパレータ11、負極電極層8と負極集電体6からなる負極電極10、セパレータ11、正極電極層7と正極集電体5からなる正極電極9の順で積層したものである。なお、セパレータ11は、外装材(図示せず)における内側の接着層と、蓄電素子16の外側の負極電極10との間にも配置される。すなわち、外装材の内部における蓄電素子16の構成は、セパレータ11/負極電極10/セパレータ11/正極電極9/セパレータ11/・・/セパレータ11/正極電極9/セパレータ11/負極電極10/セパレータ11、となっている。
リチウムイオンを供給するリチウム供給源15は、蓄電素子16における負極電極10の少なくとも1つに対向して配置される。図2では、リチウム供給源15は、蓄電素子16における2つの外側の負極電極10に対向して配置されている。なお、リチウム箔13は、リチウム集電体12の両面に貼られている。リチウムイオンを含有する非水系溶液等からなる電解液が注入されると、リチウム供給源15から負極電極層8に、リチウムイオンがドープされる。
つづいて、本発明の蓄電素子の構成する素子である負極電極、正極電極、セパレータを説明する。図3は、本発明の蓄電デバイスにおける蓄電素子を説明する図であり、図3(a)は負極電極を説明する正面図、図3(b)は正極電極を説明する正面図、図3(c)はセパレータを説明する正面図である。
図3(a)に示すように、負極電極10は、負極電極層8と負極集電体6からなる。負極電極層8は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、脱離可能な活物質を多量に含んでいる。負極集電体6は、一般的には銅や銅合金などの金属箔からなる。負極電極層8は、負極集電体6の片面もしくは両面に塗布等により形成される。なお、負極集電体6は、説明のため、一部分を露出させて描いているが、通常は露出していない。また、負極電極層8にはハッチングを施している。
負極電極10を作製する他の方法を説明する。まず、予め、活物質となる炭素原料、導電剤、バインダ等を混練した部材を準備する。その混練した部材を圧延し、負極電極層8となるシートを成形する。このシートを負極集電体6に導電性カーボンペースト等を用いて接着する。その後、導電性カーボンペーストを加熱し、乾燥させて負極電極10を得ることができる。
負極集電体タブ26は、一般に負極電極層8を形成する負極集電体6の一部を延出させたものであるが、何らかの薄い金属体を負極集電体6に溶接や圧着などの方法により固定したものでもよい。
図3(b)に示すように、正極電極9は、正極電極層7と正極集電体5からなり、このうち正極電極層7は、アニオンまたはカチオンを可逆的に担持可能な活物質を多量に含む層である。正極集電体5は、一般的にはアルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス箔などの金属箔からなる。正極電極層7は、正極集電体5の片面もしくは両面に塗布等により形成される。なお、正極集電体5は、説明のため、一部分を露出させて描いているが、通常は露出していない。また、正極電極層7にはハッチングを施している。
正極電極9を作製する他の方法も負極電極10と同様であり、予め、活物質となる炭素原料、導電剤、バインダ等を混練した部材を準備する。その混練した部材を圧延し、正極電極層7となるシートを成形する。このシートを正極集電体5に導電性カーボンペースト等を用いて接着する。その後、導電性カーボンペーストを加熱し、乾燥させて正極電極9を得ることができる。
正極集電体タブ25は、一般に正極電極層7を塗布する正極集電体5の一部を延出させたものであるが、何らかの薄い金属体を正極集電体5に溶接や圧着などの方法により固定したものでもよい。
図3(c)に示すように、セパレータ11は絶縁性の薄板であり、一般に正極電極9、負極電極10よりもやや大きく構成され、電解液が浸透しやすく保持しやすい素材であることが必要である。
なお、前述の図1に示す正極外部端子1と負極外部端子2は、それぞれ図3に示す正極集電体タブ25と負極集電体タブ26とに接合される。接合方法としては、超音波溶接や抵抗溶接やレーザ溶接などが用いられる。
次に、リチウム供給源の構成例を説明する。図4は、本発明のリチウム供給源の構成例1を説明する図であり、図4(a)はリチウム箔を説明する正面図、図4(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。
図4に示すように、リチウム供給源15は、リチウム箔13とリチウム集電体12からなり、このうちリチウム箔13は、金属リチウムやリチウム−アルミニウム合金等のように少なくともリチウム元素を含み、リチウムイオンの供給源となる物質からなる。
リチウム集電体12は、リチウムと反応しない金属を用いることが好ましく、負極集電体と同じ金属箔を用いても良い。材質としては、銅、ニッケルまたはステンレス等が挙げられる。リチウム集電体12のサイズは、特に限定されるものではないが、負極集電体のサイズと同様のサイズもしくは一回り小さいサイズ(辺長が1〜5mm小さい)が好ましい。さらにリチウム集電体12には、ドープを行う場合に外部と電気的に接続するための、リチウム集電体タブ27を1箇所設けている。
リチウム箔13の厚みは、リチウムイオンをドープする量によって変更できる。また、取り扱いに支障をきたさない厚みを選定することも必要である。
ここで、本発明では、リチウム集電体12に、貫通孔を有する金属箔や貫通孔を有さないプレーンの金属箔を用いるのではなく、切れ込み14が形成された金属箔を用いる。
切れ込み14とは、リチウム集電体12の表裏面を貫通する線状の切れ目のことである。切れ目による開口部の大きさとしては、リチウム箔13との接触面積の減少があっても、問題なくイオン化を行うことができるレベルのもの、また、仮にリチウムの残渣が発生しても、無視できるリチウムの残渣しか発生しないものをいう。
リチウム集電体12に、切れ込み14が形成された金属箔を用いることで、貫通孔を有する金属箔と比較して、リチウム箔13との接触面積が大幅に拡大され、イオン化が均一に行われる。この作用により、リチウム箔が不均一に消費してしまうことを抑制し、高価なリチウムを有効に使用することが可能になる。
また、リチウム集電体12を、貫通する孔を有する、すなわち多孔体とする煩雑な加工の必要がないため、コストの上昇を低減するという効果も有する。
さらに、イオン化されないリチウムの残渣が、不純物としてセル内に残留することを低減でき、電気特性や信頼性の低下の抑制にもつながる。
さらに、貫通孔を有しないプレーンの金属箔を用いる場合と比較して、リチウムイオンを短時間に負極にドープさせることが可能となり、生産性も向上させることができる。
したがって、本発明は、部材の有効利用が図れ、低コストの蓄電デバイスの提供が可能になる。
切れ込み14は、1mm以上100mm以下の間隔で連続して形成することが好ましい。切れ込み14の間隔とは、切れ目と切れ目の間の距離を示す。切れ込み14の間隔を1mm未満にすると、均一にイオン化が行えない状態まで、リチウム箔13との接触面積を減少させる可能性があり、また、製造工程が煩雑になり、コストが上昇する。100mm以下であれば、ドープ速度の低下も少なく、かつリチウム箔を均一に消費できる。
切れ込み14の線種は、連続線、破線等であってもよく、リチウム箔13が、均一に消費される状態であれば問わない。また、切れ込み14は、平行線、複数の切れ込み14が交差するものであってものよい。
次に、リチウム供給源の他の構成例を説明する。
図5は、本発明のリチウム供給源の構成例2を説明する図であり、図5(a)はリチウム箔を説明する正面図、図5(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例1と異なる部分について説明する。
図5に示すように、構成例2では、リチウム供給源15のリチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面に、破線状の切れ込み24を形成している。リチウム集電体タブ27は、構成例1と同様である。
図6は、本発明のリチウム供給源の構成例3を説明する図であり、図6(a)はリチウム箔を説明する正面図、図6(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例1と異なる部分について説明する。
図6に示すように、構成例3では、リチウム供給源15のリチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面に、短辺に平行に切れ込み34を形成している。リチウム集電体タブ27は、構成例1と同様である。
図7は、本発明のリチウム供給源の構成例4を説明する図であり、図7(a)はリチウム箔を説明する正面図、図7(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例1と異なる部分について説明する。
図7に示すように、構成例4では、リチウム供給源15のリチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面に、リチウム集電体タブ27の無い一方の短辺に達する切れ込み44を形成している。リチウム集電体タブ27は、構成例1と同様である。
図8は、本発明のリチウム供給源の構成例5を説明する図であり、図8(a)はリチウム箔を説明する正面図、図8(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例1と異なる部分について説明する。
図8に示すように、構成例5では、リチウム供給源15のリチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面に、直交する切れ込み54を形成している。リチウム集電体タブ27は、構成例1と同様である。
図9は、本発明のリチウム供給源の構成例6を説明する図であり、図9(a)はリチウム箔を説明する正面図、図9(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例1と異なる部分について説明する。
図9に示すように、構成例6では、リチウム供給源15のリチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面に、対角線方向で交わるように切れ込み64を形成している。リチウム集電体タブ27は、構成例1と同様である。
なお、切れ込みは、刃物で形成することが好ましい。金型等を用いた打ち抜き加工による加工方法を用いると、切れ込みの開口面積が大きくなり、接触面積の減少につながり、リチウム箔を不均一に消費してしまう可能性がある。切れ込みの形成手段の例として、トムソン刃やカッターなどを用いることが可能である。
上記で説明したように、リチウム供給源15は、所定の切れ込みを形成したリチウム集電体12の上に裁断したリチウム箔13をロールプレス等で張り合わせ作製される。なお、リチウム箔13は、リチウム集電体12のリチウム集電体タブ27を除いた面、すなわち主面の少なくとも一方の面に備えられる。
リチウム供給源は、蓄電素子の少なくとも1箇所、例えば外側、あるいは中央部に配置され、その蓄電素子の側面または中を介し、負極電極にリチウムイオンをドープすることで、高容量化が可能となる。
次に、本発明の蓄電デバイスの他の実施の形態を説明する。なお、リチウム供給源における切れ込みの構成は、前述したいずれの構成例を用いてもかまわない。
図12は、本発明の第2の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2と異なる構成について説明する。
図12に示すように、第2の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面を向けて設置する。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付ける。
図13は、本発明の第3の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図13に示すように、第3の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させて設置する。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付ける。
図14は、本発明の第4の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図14に示すように、第4の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の1つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させて設置する。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付ける。
図15は、本発明の第5の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図15に示すように、第5の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させ、かつ 蓄電素子16の積層体の中央部に配置する。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の両面に貼り付ける。
図16は、本発明の第6の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図16に示すように、第6の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15を3個用いる。まず、リチウム集電体12の片面のみにリチウム箔13を貼り付けたものを、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面で配置する。また、リチウム集電体12の両面にリチウム箔13を貼り付けたものを蓄電素子16の積層体の中央部に配置する。
図17は、本発明の第7の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図17に示すように、第7の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させ、かつ蓄電素子16の積層体の中央部に配置する。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の両面に貼り付ける。
図18は、本発明の第8の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図2の配置と異なる構成について説明する。
図18に示すように、第8の実施の形態の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
リチウム供給源15は、第6の実施の形態と同様に3個用いる。まず、リチウム集電体12の片面のみに貼り付けたものを、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面で配置する。蓄電素子16の積層体の中央部に、配置するリチウム供給源15は、第6の実施の形態と違って、リチウム箔13の両面にリチウム集電体12を貼り付けたものを用いる。
上記のように配置し、負極電極層へリチウムイオンをドープした後は、リチウム供給源を取り出すことが望ましいが、必要なドープ量にあわせたリチウム箔を用い、有効に消費させることができれば、リチウムイオンをドープする時にリチウム集電体タブに接続していた外部端子のみを切断し、リチウム供給源をセル内部へ残しておいてもよい。
負極電極は、蓄電素子の積層体の少なくとも1箇所、例えば外側、あるいは中央部に配置される。積層体に対向、もしくは非対向面すなわち背面に配置されたリチウム供給源から電気化学的手法によりリチウムイオンがドープされる。なお、リチウムイオンをドープする他の方法としては、負極とリチウム供給源を物理的に短絡させる方法が挙げられる。
つまり負極電極と、対向または背面に配置されたリチウム供給源から放射状にリチウムイオンが拡散し、正極電極、負極電極を構成する正極集電体や負極集電体に貫通孔を有する場合は貫通孔を通って積層体の垂直方向にリチウムがドープされる。また正極集電体や負極集電体に孔の開いていない場合は積層体の側面を介して負極電極層にリチウムがドープされる。
次に、蓄電デバイスで使用する他の構成部材について詳細に説明する。
負極電極層の主成分である負極活物質は、リチウムイオンのドープ、脱ドープが可能な、炭素材料を主成分としている。例えば、グラファイト、不定形炭素などの炭素系材料を用いることができる。
負極電極層に用いられる導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックのようなカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維が好ましく、負極電極層の全体の5〜30重量%程度添加するのが好ましい。
また、負極電極層に用いられるバインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー等の含フッ素系樹脂、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系バインダ、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂などが用いられ、特にポリフッ化ビニリデンが耐熱性、耐薬品性、シート強度の観点から好ましい。負極電極層の全体の3質量%〜20質量%程度のバインダを含んで作製させるのが好ましい。
正極電極層の主成分である正極活物質は、アニオン、カチオンを可逆的に担持できる炭素材料を用いる。例として、木材、鋸屑、椰子殻、パルプ廃液などの植物系物質、石炭、石油重質油、またはそれらを熱分解して得られる石炭系および石油系ピッチ、石油コークス、カーボンエアロゲル、タールピッチなどの化石燃料系物質、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどの合成高分子系物質など各種のものが用いられる。
これらの炭素原料を炭化した後に、ガス賦活法もしくは薬品賦活法によって賦活し、比表面積が700m2/g〜3000m2/gである炭素系活物質としたものを用いる。この活物質の比表面積は、高容量化の点から、とくに1000m2/g〜2000m2/gの場合が好ましい。
また、正極電極層に用いられるバインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー等の含フッ素系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系バインダ、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂などが用いられ、特にポリテトラフルオロエチレンが耐熱性、耐薬品性、作製されるシート状の分極性電極層の強度の観点から好ましい。正極電極層の全体の3質量%〜20質量%程度のバインダを含んで作製させるのが好ましい。
また、正極電極層に用いられる導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維などから選択される物質を、正極電極層の全体の5質量%〜30質量%程度添加することが好ましい。
負極集電体には、前述したように銅や銅合金の箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が用いられる。また、これらの材質からなる貫通する孔を有するパンチングメタルやエキスパンドメタル等も用いられる。
正極集電体には、前述したようにアルミニウム箔またはステンレス箔等が用いられる。また、これらの材質からなる貫通する孔を有するパンチングメタルやエキスパンドメタル等も用いられる。
電解液には、リチウムイオンを含有する非水系の溶液を使用する。リチウムイオンを含有する非水系の溶液から構成される電解液の溶媒は、例えば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、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチルラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン等が挙げられる。さらに、これらの溶媒を2種類以上混合した混合溶媒も用いることができる。この中で、少なくともプロピレンカーボネートとエチレンカーボネートいずれかを有することが特性上、好ましい。
セパレータの構成材料は、とくに限定されるものではないが、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの不織布、もしくはビスコースレイヨンや天然セルロースの抄紙などが好適に使用される。セパレータは作製する電気化学デバイスの種別に応じてその構成材料を選定することが好ましい。
外装材は、アルミニウムなどの金属箔とポリオレフィン系フィルムを貼り合わせたラミネートフィルムを使用できる。外装材の内側には熱可塑性樹脂が形成され、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性プロピレン、エチレンーメタクリル酸共重合体等が使用できる。
以下に本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
(実施例1)
実施例1では、図2および図4に示すリチウムイオンキャパシタを作製した。
実施例1では、図2および図4に示すリチウムイオンキャパシタを作製した。
まず、正極電極を以下のように作製した。正極活物質である比表面積が1500m2/gのフェノール系活性炭の粉末92質量部と、導電剤として黒鉛8質量部を混合した粉末に対し、バインダとしてスチレン−ブタジエンゴム3質量部、カルボキシルメチルセルロース3質量部、溶媒として水200質量部を加え、混練してスラリーを得た。
次いで、エッチング処理により両表面が粗面化された厚さ20μmのアルミニウム箔を正極集電体とし、その両面に上記スラリーを均一に塗布した。その後乾燥させて圧延プレスし、正極電極層を得た。また、正極集電体の端面の一部には、正極集電体タブを形成していた。その正極集電体タブの両面には正極電極層が形成されておらず、アルミニウム箔を露出させた状態とした。
ドライエアーの環境下で、作製した正極電極の正極電極層の面にレーザにて、開孔径0.05mmの貫通孔を形成した。なお、開口率は、正極電極の面積に対し5%になるようにした。貫通孔の配列は角度60度の千鳥型とし、正極電極層の両面を貫通する孔を形成した。このときの貫通孔の円心間距離は約0.21mmであった。
負極電極は以下のように作製した。負極活物質である難黒鉛化材料粉末88質量部と、導電剤としてアセチレンブラック6質量部を混合した粉末に対し、バインダとしてスチレン−ブタジエンゴム5質量部、カルボキシルメチルセルロース4質量部、溶媒として水200質量部を加え、混練してスラリーを得た。
つづいて、厚さ10μmの銅箔を負極集電体とし、その両面に上記スラリーを均一に塗布した。その後乾燥させて圧延プレスし、負極電極層を得た。また、負極電極層の端面の一部には、負極集電体タブを形成していた。その正極集電体タブの両面には負極電極層が形成されておらず、銅箔が露出させた状態とした。
正極電極と同様に、ドライエアーの環境下で、作製した負極電極の負極電極層の面にレーザにて、開孔径0.05mmの貫通孔を形成した。開口率は、負極電極の面積に対し5%になるように形成した。貫通孔の配列は角度60度の千鳥型とし、負極電極層の両面を貫通する孔を形成した。貫通孔の円心間距離は、正極電極と同様に約0.21mmとした。
セパレータとして、厚さ35μmの天然セルロース材の薄板を使用した。
次いで、セパレータ、負極電極、セパレータ、正極電極、セパレータの順番で積層し、蓄電素子を得た。この蓄電素子の外面にはそれぞれ必ずセパレータが1枚ずつ配置されるようにした。本実施例では、1試料あたりの積層した正極電極は40枚、負極電極は41枚、セパレータは82枚である。
正極集電体と負極集電体における集電体タブを除いた寸法は、正極電極層が短辺88mm、長辺128mm、負極電極層が短辺90mm、長辺130mm、セパレータが短辺92mm、長辺132mmであった。また、正極集電体と負極集電体における集電体タブは、それぞれの電極の同一短辺から延出し、寸法は、それぞれ13.5mm、長辺18mmであった。
正極外部端子は、長さ30mm、幅15mm、厚さ0.2mmのアルミニウム材を使用し、負極外部端子は、長さ30mm、幅15mm、厚さ0.2mmの銅材にニッケルメッキしたものを使用した。外装材から導出している領域は、長さ15mm、幅15mmであった。外装材と熱接着する面には、酸変性ポリオレフィン樹脂からなるシーラントが施されているものを使用した。
つづいて、リチウム供給源について説明する。図4に示すように、銅箔からなるリチウム集電体12において、リチウム箔13を貼り付ける主面(短辺90mm×長辺130mm)における短辺の中央部から、両端に20mm間隔で、長辺方向に長さ120mmの切れ込み14を3本設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。なお、リチウム箔13の面積は、リチウム集電体12の主面の寸法と同等とした。
また、図2に示すように、蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成されている。作製したリチウム供給源15は、蓄電素子16における2つの外側の負極電極10に、リチウム集電体12の両面に貼られたリチウム箔13の一方の面を対向する方向に配置した。そして、延出している正極集電体タブおよび負極集電体タブとリチウム集電体タブを各々束ね、一括して外部端子の端部にそれぞれ超音波溶接により固定した。
つづいて、用意しておいた袋状の外装材の内部に、上記の蓄電素子とリチウム供給源を収納し、電解液を注入した。電解液は、六フッ化リン酸リチウムをプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートを1対1の割合で混合させた混合溶媒に溶解させ、1.0mol/lの濃度に調製したものを使用した。電解液を注入した後に、外装材の残る1辺を、真空雰囲気中にて熱圧着により封止した。
電解液を注入したことによって、リチウム供給源から負極電極層にリチウムイオンをドープさせた。ドープ量は、負極活物質重量に対し400mAh/gとした。リチウムイオンのドープが完了した後、セルの一辺を開封し、余分な電解液を搾り出し、開封した辺を真空雰囲気中にて、再度熱圧着し封止した。以上の方法により、積層型のリチウムイオンキャパシタを得た。この方法により作製したリチウムイオンキャパシタは50個とした。
なお、本発明の実施例では、リチウム供給源の外部端子を負極外部端子と一緒に束ねて溶接したが、リチウム供給源の外部端子を負極外部端子と一緒に束ねて溶接せずに独立させて外部に取り出し、外装材にて密閉後に外部からリチウム供給源の外部端子と負極外部端子を短絡させてドープさせる方法でも同じ効果が得られる。また、セル内の蓄電素子の構造が積層構造でなく捲回構造および扁平構造であっても同様の効果が得られる。
(実施例2)
実施例2では、図2の蓄電デバイスを作製した。なお、リチウム供給源は、図4と同様の切れ込みの形状を有し、数量を減らしたものを作製した。すなわち、リチウム集電体おいて、リチウム箔を貼り付ける主面における短辺の中央部に、長辺方向に長さ120mmの切れ込みを1本設けたものを作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例2では、図2の蓄電デバイスを作製した。なお、リチウム供給源は、図4と同様の切れ込みの形状を有し、数量を減らしたものを作製した。すなわち、リチウム集電体おいて、リチウム箔を貼り付ける主面における短辺の中央部に、長辺方向に長さ120mmの切れ込みを1本設けたものを作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例3)
実施例3では、図2および図5に示す蓄電デバイスを作製した。図5に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に20mm間隔で、長辺方向に1本の長さが120mmの切れ込み14を3本設けた。なお、切れ込み24は、連続したものではなく、切れ込み14の長さが2mm、切れ込みがない長さが1mmからなる破線状態で形成させた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例3では、図2および図5に示す蓄電デバイスを作製した。図5に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に20mm間隔で、長辺方向に1本の長さが120mmの切れ込み14を3本設けた。なお、切れ込み24は、連続したものではなく、切れ込み14の長さが2mm、切れ込みがない長さが1mmからなる破線状態で形成させた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例4)
実施例4では、図2および図6に示す蓄電デバイスを作製した。図6で示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における長辺の中央部から、両端に5mm間隔で2本、さらに10mm間隔で4本、計6本切れ込み34を設けた。切れ込み34は、1本の長さが短辺方向に80mmとした。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例4では、図2および図6に示す蓄電デバイスを作製した。図6で示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における長辺の中央部から、両端に5mm間隔で2本、さらに10mm間隔で4本、計6本切れ込み34を設けた。切れ込み34は、1本の長さが短辺方向に80mmとした。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例5)
実施例5では、図2および図7に示す蓄電デバイスを作製した。図7に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に20mm間隔で、リチウム集電体タブ27の無い一方の短辺の端まで達するように長さ125mmの切れ込み44を3本設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例5では、図2および図7に示す蓄電デバイスを作製した。図7に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に20mm間隔で、リチウム集電体タブ27の無い一方の短辺の端まで達するように長さ125mmの切れ込み44を3本設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例6)
実施例6では、図2および図8に示す蓄電デバイスを作製した。図8に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における中央部を通り、長さ120mmの切れ込み54を1本と、長さ80mmの切れ込み54を1本とを直交させて設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例6では、図2および図8に示す蓄電デバイスを作製した。図8に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における中央部を通り、長さ120mmの切れ込み54を1本と、長さ80mmの切れ込み54を1本とを直交させて設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例7)
実施例7では、図2および図9に示す蓄電デバイスを作製した。図9に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における中央部分で、長さ130mmの2本の切れ込み64が対角線方向で交わるように設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
実施例7では、図2および図9に示す蓄電デバイスを作製した。図9に示すように、リチウム集電体12おいて、リチウム箔13を貼り付ける主面における中央部分で、長さ130mmの2本の切れ込み64が対角線方向で交わるように設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ27を設けた。そのリチウム集電体12の両主面にリチウム箔13を貼り合わせてリチウム供給源15を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例1と同様とした。
(実施例8)
実施例8では、図4および図12に示す蓄電デバイスを作製した。図12に示すように、実施例8の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例8では、図4および図12に示す蓄電デバイスを作製した。図12に示すように、実施例8の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面を向けた設置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付けた。また、リチウム箔13の厚みは、実施例1のリチウム箔13の厚みの2倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例9)
実施例9では、図4および図13に示す蓄電デバイスを作製した。図13に示すように、実施例9の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例9では、図4および図13に示す蓄電デバイスを作製した。図13に示すように、実施例9の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させて設置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付けた。また、実施例8と同様にリチウム箔13の厚みを実施例1のリチウム箔13の厚みの2倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例10)
実施例10では、図4および図14に示す蓄電デバイスを作製した。図14に示すように、実施例10の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例10では、図4および図14に示す蓄電デバイスを作製した。図14に示すように、実施例10の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
リチウム供給源15は、蓄電素子16の外面の1つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させ、かつ外面の一方の負極電極10にのみ配置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の片面にのみ貼り付けた。また、リチウム箔13の厚みは、実施例1のリチウム箔13の厚みの4倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例11)
実施例11では、図4および図15に示す蓄電デバイスを作製した。図15に示すように、実施例11の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例11では、図4および図15に示す蓄電デバイスを作製した。図15に示すように、実施例11の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
リチウム供給源15は、負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させ、かつ蓄電素子16の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の両面に貼り付けた。また、リチウム箔13の厚みは、実施例1のリチウム箔13の厚みの2倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例12)
実施例12では、図4および図16に示す蓄電デバイスを作製した。図16に示すように、実施例12の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例12では、図4および図16に示す蓄電デバイスを作製した。図16に示すように、実施例12の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例12では、リチウム供給源15を3個用いた。まず、リチウム集電体12の片面のみにリチウム箔13を貼り付けたものを、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面で配置した。また、リチウム集電体12の両面にリチウム箔13を貼り付けたものを蓄電素子16の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13の厚みは、実施例1のリチウム箔13の厚みの1/2とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例13)
実施例13では、図4および図17に示す蓄電デバイスを作製した。図17に示すように、実施例13の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例13では、図4および図17に示す蓄電デバイスを作製した。図17に示すように、実施例13の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
リチウム供給源15は、負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させ、かつ蓄電素子16の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、リチウム集電体12の両面に貼り付けた。また、リチウム供給源15におけるリチウム箔13は、実施例1のリチウム箔13の厚みの4倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(実施例14)
実施例14では、図4および図18に示す蓄電デバイスを作製した。図18に示すように、実施例14の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例14では、図4および図18に示す蓄電デバイスを作製した。図18に示すように、実施例14の蓄電素子16は、正極電極9と負極電極10とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
実施例14では、実施例12と同様にリチウム供給源15を3個用いた。まず、リチウム集電体12の片面のみに貼り付けたものを、蓄電素子16の外面の2つの負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面で配置した。また、リチウム箔13の両面にリチウム集電体12を貼り付けたものを、蓄電素子16の積層体の中央部に、負極電極10に対して、リチウム箔13の面を対向させずに背面で配置した。なお、リチウム供給源15におけるリチウム箔13の厚みは、実施例1のリチウム箔13の厚みの1/2とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例1と同様とした。
(比較例1)
つづいて、比較例におけるリチウム供給源の構成を図面を用いて説明をする。図10は、比較例1のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図10(a)はリチウム箔を説明する正面図、図10(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例1は、図10に示すように、網目状の貫通孔を有する銅からなるエキスパンドメタルをリチウム集電体12に使用し、リチウム集電体22の主面の両側にリチウム箔13を貼り付けてリチウム供給源15を作製した。貫通孔の寸法は、開孔長辺を1.3mm、開孔短辺を0.65mmとし、開口率55%とした。
つづいて、比較例におけるリチウム供給源の構成を図面を用いて説明をする。図10は、比較例1のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図10(a)はリチウム箔を説明する正面図、図10(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例1は、図10に示すように、網目状の貫通孔を有する銅からなるエキスパンドメタルをリチウム集電体12に使用し、リチウム集電体22の主面の両側にリチウム箔13を貼り付けてリチウム供給源15を作製した。貫通孔の寸法は、開孔長辺を1.3mm、開孔短辺を0.65mmとし、開口率55%とした。
蓄電素子に対するリチウム供給源の配置は、実施例1と同様とした。その他の用いた部材、製造条件も、実施例1と同様とした。
(比較例2)
図11は、比較例2のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図11(a)はリチウム箔を説明する正面図、図11(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例2は、図11に示すように、貫通孔を有さない金属箔をリチウム集電体32に使用し、リチウム集電体12の主面の両側にリチウム箔13を貼り付けてリチウム供給源15を作製した。
図11は、比較例2のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図11(a)はリチウム箔を説明する正面図、図11(b)はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例2は、図11に示すように、貫通孔を有さない金属箔をリチウム集電体32に使用し、リチウム集電体12の主面の両側にリチウム箔13を貼り付けてリチウム供給源15を作製した。
蓄電素子に対するリチウム供給源の配置は、実施例1と同様とした。その他の用いた部材、製造条件も、実施例1と同様とした。
蓄電デバイスの評価項目は、リチウム箔の消費状態の観察、直流抵抗(DC−R)測定、静電容量測定、および自己放電特性のおよび高温環境下での信頼性試験を実施した。
リチウム箔の消費状態の観察は、上述した電気特性や信頼性試験の測定を完了した、実施例、比較例のセルを分解し、拡大鏡で観察した。
DC−R測定評価は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で1時間充電した後、電流値20Cで放電した際のDC−Rを測定した。表1には、各水準50個の平均値を記載した。
静電容量測定は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で1時間充電した後、電流値20Cで使用下限電圧まで放電した際の電流容量を測定した。表1には、各水準50個の平均値を記載した。
自己放電測定評価は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で1時間充電した後、端子間を開回路にした状態で、高温槽にて70℃で72時間放置した後の端子間電圧を測定した。自己放電の選別規格は、比較例1から抜き取った10個について測定した電圧平均値−3σの値以上とした。選別規格より小さいものは不良とし、評価数に対する不良数から不良率を算出した。
信頼性試験は、70℃の環境下、100Cの負荷をかけて200万回充放電サイクル試験を実施した。そして、初期のDC−Rに対する変化率を算出した。
上記の方法により、実施例1〜14、比較例1〜2における各々の試料の条件ごとに、DC−R測定評価、容量測定評価、自己放電測定評価、信頼性試験の評価をそれぞれ行った。平均DC−R、平均静電容量、自己放電(SD)不良率、総合不良率、信頼性評価結果(高温負荷サイクル)を表1に示す。
本発明における実施例のリチウム箔は、比較例のリチウム箔と比較して、均一にイオン化され、有効に消費されていた。また、セル内におけるリチウムの残渣物については、特に問題となるのものは確認されなかった。
表1に示すように、本発明における実施例は、比較例と比較して、DC−R測定、容量測定、自己放電測定、信頼性の評価において、いずれも良好な結果が得られた。
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
1 正極外部端子
2 負極外部端子
3 外装材
4 セル
5 正極集電体
6 負極集電体
7 正極電極層
8 負極電極層
9 正極電極
10 負極電極
11 セパレータ
12、22、32 リチウム集電体
13 リチウム箔
14、24、34、44、54、64 切れ込み
15 リチウム供給源
16 蓄電素子
25 正極集電体タブ
26 負極集電体タブ
27 リチウム集電体タブ
2 負極外部端子
3 外装材
4 セル
5 正極集電体
6 負極集電体
7 正極電極層
8 負極電極層
9 正極電極
10 負極電極
11 セパレータ
12、22、32 リチウム集電体
13 リチウム箔
14、24、34、44、54、64 切れ込み
15 リチウム供給源
16 蓄電素子
25 正極集電体タブ
26 負極集電体タブ
27 リチウム集電体タブ
Claims (3)
- 金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源とを備え、
前記セパレータを介して前記正極電極と前記負極電極とを交互に積層した蓄電素子と、前記蓄電素子における前記負極電極の少なくとも1つに対向して配置される前記リチウム供給源と、前記電解液とを外装材にて密閉した蓄電デバイスであって、
前記リチウム集電体の少なくとも1つに、切れ込みを有することを特徴とする蓄電デバイス。 - 前記切れ込みは、前記リチウム集電体に、少なくとも1つ設けられることを特徴とする請求項1に記載の蓄電デバイス。
- 前記切れ込みは、1mm以上100mm以下の間隔で連続して設けられること特徴とする請求項1または2に記載煮の蓄電デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012004709A JP2013145774A (ja) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 蓄電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012004709A JP2013145774A (ja) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 蓄電デバイス |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2013145774A true JP2013145774A (ja) | 2013-07-25 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107507875A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-22 | 江苏科来材料科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池片电极环绕交错结构及制备方法 |
JP2019096388A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 蓄電デバイス |
-
2012
- 2012-01-13 JP JP2012004709A patent/JP2013145774A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107507875A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-22 | 江苏科来材料科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池片电极环绕交错结构及制备方法 |
CN107507875B (zh) * | 2017-08-14 | 2024-01-26 | 江苏科来材料科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池片电极环绕交错结构及制备方法 |
JP2019096388A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 蓄電デバイス |
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