JP2013225410A - Secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the deposition of dendrite regardless of type of an electrode material in a secondary battery.SOLUTION: A secondary battery includes: a first electrode 1; and a second electrode 2 that is disposed facing the first electrode 1 and has a surface area larger than a facing surface of the first electrode 1. Further, an electrolytic solution 4 including at least metal ions is disposed between the first electrode 1 and the second electrode 2. Further, the secondary battery includes position change means 7,9 changing a position of a facing surface of the second electrode 2 relative to the first electrode 1.

Description

本発明は、少なくとも一対の電極を有する二次電池に関する。   The present invention relates to a secondary battery having at least a pair of electrodes.

従来、携帯電話機やコードレス電動工具類の駆動用電源として、様々な種類の二次電池が利用されており、アルカリ電解液を用いたアルカリ二次電池や、希硫酸の電解液を用いた鉛蓄電池などが広く知られている。近年では、大容量,高出力といった特徴を持つリチウムイオン二次電池が市場に投入され、市場規模を拡大しつつある。リチウムイオン二次電池は、ポータブル型の電機製品だけでなく、電気自動車,ハイブリッド自動車,非常用電源設備等の電源装置としても活用されている。   Conventionally, various types of secondary batteries have been used as power sources for driving cellular phones and cordless power tools. Alkaline secondary batteries using alkaline electrolyte and lead acid batteries using dilute sulfuric acid electrolyte Are widely known. In recent years, lithium-ion secondary batteries having features such as large capacity and high output have been introduced into the market, and the market scale is expanding. Lithium ion secondary batteries are used not only as portable electric products but also as power supply devices for electric vehicles, hybrid vehicles, emergency power supply facilities, and the like.

一般的なリチウムイオン二次電池では、正極にコバルト酸リチウム,ニッケル酸リチウム等のセラミックス材料が用いられ、負極に黒鉛,アモルファスカーボン等の炭素系材料が用いられる。負極の炭素系材料は層状の結晶構造を持ち、正極で電離したリチウムイオンを各層の間に保持するインターカレーション電極として機能する。このような負極を用いることにより、電極表面へのリチウム金属の析出を抑制している。   In a general lithium ion secondary battery, a ceramic material such as lithium cobaltate or lithium nickelate is used for the positive electrode, and a carbon-based material such as graphite or amorphous carbon is used for the negative electrode. The carbon-based material of the negative electrode has a layered crystal structure and functions as an intercalation electrode that holds lithium ions ionized at the positive electrode between the layers. By using such a negative electrode, deposition of lithium metal on the electrode surface is suppressed.

しかし、炭素系材料の負極を用いた場合であっても、電流密度やリチウムイオン濃度の偏りによって負極表面の一部にリチウム金属が析出し、その部位を起点としてデンドライトが成長する場合がある。これにより、電極間の短絡が発生するおそれが生じるほか、活物質の不足により電池容量が減少してしまう。   However, even when a negative electrode made of a carbon-based material is used, lithium metal may be deposited on a part of the negative electrode surface due to a bias in current density or lithium ion concentration, and dendrite may grow from that site. As a result, a short circuit between the electrodes may occur, and the battery capacity may be reduced due to a lack of active material.

このような課題に対し、電極表面における活物質の利用率(活物質の電池反応への寄与率)を均一化することでデンドライトの析出を抑制する技術が提案されている。例えば特許文献1には、正極又は負極の表面に集電体を溝状に露出させた二次電池が記載されている。この技術では、活物質層が形成される電極の集電体表面にマスキングテープを放射状に貼り付けておき、活物質層の形成後にマスキングテープを剥がして集電体を露出させている。このように、デンドライトが発生しやすい部位の活物質量を減少させることで活物質の利用率を均一化することができ、金属を析出しにくくすることができるとされている。   In order to solve such a problem, a technique for suppressing the precipitation of dendrite by making the utilization factor of the active material on the electrode surface (contribution rate of the active material to the battery reaction) uniform has been proposed. For example, Patent Document 1 describes a secondary battery in which a current collector is exposed in a groove shape on the surface of a positive electrode or a negative electrode. In this technique, a masking tape is radially attached to the surface of a current collector of an electrode on which an active material layer is formed, and the current collector is exposed by peeling the masking tape after the active material layer is formed. Thus, it is said that reducing the amount of active material at a site where dendrite is likely to occur can make the utilization rate of the active material uniform and make it difficult to deposit metal.

特開2003−151534号公報JP 2003-151534 A

しかしながら、活物質量の分布を変化させる従来の技術は、部位毎に異なる活物質利用率を平均化することしかできず、電極全体での活物質利用率を減少させることができない。そのため、例えば電極間に大電流を短時間で与える急速充電時には、活物質利用率が電極表面の全体で増大することになり、デンドライトの発生を抑制することができない。   However, the conventional technique for changing the distribution of the amount of active material can only average the active material utilization rate that is different for each part, and cannot reduce the active material utilization rate in the entire electrode. Therefore, for example, at the time of rapid charging in which a large current is applied between the electrodes in a short time, the active material utilization rate increases on the entire electrode surface, and the generation of dendrites cannot be suppressed.

また、従来のリチウムイオン二次電池では、負極活物質としておもに炭素系材料が使用されている。この炭素系材料の代わりに、一般的な一次電池の負極活物質である亜鉛やリチウムを使用することができれば、電極の容量密度を増大させることができ、電池の性能を向上させることが可能である。一方、これらの亜鉛やリチウムの表面には、炭素系材料の表面よりもデンドライトが発生しやすく、実用化が難しいという課題がある。   Further, in the conventional lithium ion secondary battery, a carbon-based material is mainly used as the negative electrode active material. If zinc or lithium, which is a negative electrode active material of a general primary battery, can be used instead of this carbon-based material, the capacity density of the electrode can be increased, and the performance of the battery can be improved. is there. On the other hand, dendrite is more likely to be generated on the surface of these zinc and lithium than on the surface of the carbon-based material, and there is a problem that practical application is difficult.

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、電極材料の種類を問わずデンドライトの発生を抑制することができるようにした二次電池を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。   One of the objects of the present invention has been developed in view of the above-described problems, and is to provide a secondary battery that can suppress the generation of dendrite regardless of the type of electrode material. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and can also provide a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned as

(1)ここで開示する二次電池は、第一電極と、前記第一電極に対向して配置され、前記第一電極の対向面よりも大きな表面積を持つ第二電極とを備える。また、前記第一電極及び前記第二電極の間に配置され、少なくとも金属イオンを含む電解液を備える。さらに、前記第一電極に対する前記第二電極の対向面の位置を変化させる位置変更手段を備える。
なお、前記二次電池が、前記第一電極,前記第二電極,前記電解液を内部に収容する容器を備えることが好ましい。また、前記位置変更手段は、前記第一電極及び前記第二電極のそれぞれの対向面の相対位置を変更するものであることが好ましく、前記第一電極及び前記第二電極のうちの少なくとも一方を、手動で又は自動的に駆動することが好ましい。ここで、前記第一電極側の対向面を第一対向面と呼び、前記第二電極側の対向面を第二対向面と呼べば、前記位置変更手段は、前記第一対向面又は前記第二対向面の位置を移動させるものであることが好ましい。
(1) The secondary battery disclosed herein includes a first electrode and a second electrode that is disposed to face the first electrode and has a larger surface area than the facing surface of the first electrode. Moreover, it is arrange | positioned between said 1st electrode and said 2nd electrode, and is equipped with the electrolyte solution containing a metal ion at least. Furthermore, the position change means which changes the position of the opposing surface of said 2nd electrode with respect to said 1st electrode is provided.
In addition, it is preferable that the said secondary battery is equipped with the container which accommodates said 1st electrode, said 2nd electrode, and said electrolyte solution inside. The position changing means preferably changes a relative position of each of the facing surfaces of the first electrode and the second electrode, and at least one of the first electrode and the second electrode is changed. Preferably, it is driven manually or automatically. Here, if the opposing surface on the first electrode side is referred to as a first opposing surface, and the opposing surface on the second electrode side is referred to as a second opposing surface, the position changing means includes the first opposing surface or the first opposing surface. It is preferable to move the position of the two opposing surfaces.

(2)また、前記金属イオンの還元によるデンドライトの発生を推定する推定手段を備えることが好ましい。この場合、前記位置変更手段が、前記推定手段の推定結果に基づいて前記第二電極の対向面の位置を変化させることが好ましい。
前記推定手段は、デンドライトの発生する可能性(例えば、まだ発生していないデンドライトが今後発生する可能性や、既に発生中のデンドライトが成長する可能性など)を推定することが好ましい。あるいは、デンドライトの発生量(例えば、将来に発生すると推定される推定発生量や、既に発生したデンドライトの実発生量など)を推定することが好ましい。
また、前記推定手段での推定の結果、デンドライトが発生したときに、第二電極の対向面の位置を適宜変化させることが好ましい。この場合、例えば、第一対向面又は第二対向面の位置を分節毎に移動させることが考えられる。あるいは、前記推定手段での推定の結果、デンドライトが発生する可能性があるときに、第二電極の対向面の位置を適宜変化させることが好ましい。この場合、第一対向面又は第二対向面の位置を連続的に、常時移動させることが考えられる。
(2) Moreover, it is preferable to provide an estimation means for estimating the generation of dendrites due to the reduction of the metal ions. In this case, it is preferable that the position changing unit changes the position of the facing surface of the second electrode based on the estimation result of the estimating unit.
It is preferable that the estimation means estimate the possibility of occurrence of dendrites (for example, the possibility of generation of dendrites that have not yet occurred or the possibility of growth of dendrites that have already occurred). Alternatively, it is preferable to estimate the generation amount of dendrite (for example, the estimated generation amount estimated to occur in the future, the actual generation amount of dendrite that has already been generated, etc.).
Moreover, it is preferable that the position of the opposing surface of the second electrode is appropriately changed when dendrites are generated as a result of estimation by the estimation means. In this case, for example, it is conceivable to move the position of the first facing surface or the second facing surface for each segment. Alternatively, when there is a possibility that dendrite may occur as a result of estimation by the estimation means, it is preferable to change the position of the facing surface of the second electrode as appropriate. In this case, it is conceivable to continuously move the position of the first facing surface or the second facing surface continuously.

(3)また、前記推定手段が、充放電状態に基づいて前記デンドライトの発生を推定することが好ましい。ここでいう充放電状態は、例えば充放電に係る電流値や電圧値,電解液の温度,充電容量などの状態が含まれる。
例えば、電流値が大きいほどデンドライトの発生可能性が高いと推定し、電流値が小さいほどデンドライトの発生可能性が低いと推定させることが好ましい。また、例えば、前記温度が高いほど前記移動速度を低下させ、前記温度が低いほど前記移動速度を上昇させることが好ましい。また、例えば、前記充電容量が大きいほど前記移動速度を低下させ、前記充電容量が小さいほど前記移動速度を上昇させることが好ましい。
(3) Moreover, it is preferable that the said estimation means estimates generation | occurrence | production of the said dendrite based on a charging / discharging state. The charge / discharge state here includes, for example, states such as a current value and a voltage value related to charge / discharge, a temperature of the electrolytic solution, and a charge capacity.
For example, it is preferable to estimate that the possibility of dendrite generation is high as the current value is large, and that the possibility of dendrite generation is low as the current value is small. For example, it is preferable that the moving speed is decreased as the temperature is higher, and the moving speed is increased as the temperature is lower. For example, it is preferable that the moving speed is decreased as the charging capacity is increased, and the moving speed is increased as the charging capacity is decreased.

(4)また、前記第二電極が、表面に複数の分節領域を有することが好ましい。この場合、前記各分節領域の一部が、前記第一電極に対向して配置されることが好ましい。さらに、前記位置変更手段が、前記推定手段により得られた前記デンドライトの発生状態(デンドライトが発生する可能性の大小や、発生したデンドライト量など)に基づいて前記分節領域毎に前記第一電極に対向する分節領域を選択することが好ましい。
例えば、前記デンドライトの発生状態に基づいて、前記第二電極が間欠的に駆動される。例えば、ある分節領域が前記第一電極との対向面であるときに、前記デンドライトの発生が検出された場合には、他の分節領域が前記第一電極と対向するように前記第二電極が駆動される。
(4) Moreover, it is preferable that said 2nd electrode has a some segment area | region on the surface. In this case, it is preferable that a part of each of the segment regions is disposed to face the first electrode. Further, the position changing means is arranged on the first electrode for each segment area based on the generation state of the dendrites obtained by the estimating means (the possibility of occurrence of dendrites, the amount of generated dendrites, etc.). It is preferable to select opposing segment regions.
For example, the second electrode is intermittently driven based on the generation state of the dendrite. For example, when the generation of the dendrite is detected when a certain segmental area is a surface facing the first electrode, the second electrode is arranged so that another segmental area faces the first electrode. Driven.

(5)また、前記位置変更手段が、前記金属イオンもしくは前記デンドライトを含む前記金属イオンの還元物を前記電解液中もしくは前記第一電極へ移動させた後に、前記第二電極の対向面の位置を変化させることが好ましい。
つまり、対向面を移動させたときに、金属イオンもしくはデンドライトを含む金属イオンの還元物が不使用面に残らないようにすることが好ましい。不使用面に残した作用金属は、電気化学反応に活用できなくなるため、対向面を動かす前に作用金属を電解液中に脱離,電離,分解させ、あるいは第一電極へと移動させることが好ましい。
(5) Further, after the position changing means moves the metal ion or the reduced product of the metal ion containing the dendrite in the electrolyte or to the first electrode, the position of the opposing surface of the second electrode Is preferably changed.
That is, it is preferable that when the facing surface is moved, a metal ion or a reduced product of metal ions including dendrite does not remain on the unused surface. Since the working metal left on the unused surface can no longer be used for electrochemical reactions, the working metal can be desorbed, ionized and decomposed in the electrolyte before moving the opposing surface, or moved to the first electrode. preferable.

(6)また、前記第二電極に発生したデンドライトを掻き落とす除去手段を備えることが好ましい。
(7)また、前記第二電極の表層を分解する分解手段と、前記分解手段による前記表層の分解後に前記表層を再生する再生手段と、を備えることが好ましい。
(8)また、前記第二電極が、無端環状に形成されていることが好ましい。
(9)あるいは、前記第二電極が、端部をリールに巻き取られた帯状に形成されていることが好ましい。
(6) Moreover, it is preferable to provide the removal means which scrapes off the dendrite which generate | occur | produced in said 2nd electrode.
(7) Moreover, it is preferable to provide a decomposing means for decomposing the surface layer of the second electrode, and a reproducing means for regenerating the surface layer after decomposing the surface layer by the decomposing means.
(8) Moreover, it is preferable that said 2nd electrode is formed in endless cyclic | annular form.
(9) Alternatively, it is preferable that the second electrode is formed in a belt-like shape whose end is wound around a reel.

開示の二次電池によれば、第一電極の対向面よりも第二電極の表面積を大きくし、第一電極に対する第二電極の対向面の位置を変化させることで、第二電極上で第一電極と対向する部位を変更することができる。これにより、第二電極の表面での電流密度を低下させることができ、第二電極における単位表面積当たりの活物質利用率を低下させることができる。   According to the disclosed secondary battery, the surface area of the second electrode is made larger than the facing surface of the first electrode, and the position of the facing surface of the second electrode with respect to the first electrode is changed. The part facing one electrode can be changed. Thereby, the current density on the surface of the second electrode can be reduced, and the active material utilization rate per unit surface area in the second electrode can be reduced.

したがって、電解液中で電離した金属イオンを第二電極の表面に析出しにくくすることができ、デンドライトの発生を防止することができる。また、仮に第二電極の表面に微小なデンドライトが生じてしまったとしても、その部位を第一電極と対向しない位置に移動させることができ、デンドライトの成長を抑制することができる。さらに、第二電極にデンドライトが生じにくくなることから、電極材料や活物質の選択の幅を広げることができ、二次電池の性能を高めることができる。   Therefore, metal ions ionized in the electrolytic solution can be made difficult to deposit on the surface of the second electrode, and the generation of dendrites can be prevented. Further, even if minute dendrite is generated on the surface of the second electrode, the portion can be moved to a position not facing the first electrode, and dendrite growth can be suppressed. Furthermore, since it becomes difficult to generate dendrite in the second electrode, the range of selection of the electrode material and the active material can be widened, and the performance of the secondary battery can be enhanced.

第一実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示す図であり、(a)が側面及びブロック構成図、(b)が(a)のA−A断面図である。It is a figure which shows typically the internal structure of the secondary battery which concerns on 1st embodiment, (a) is a side surface and block block diagram, (b) is AA sectional drawing of (a). 図1の二次電池の負極の内周面の構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the internal peripheral surface of the negative electrode of the secondary battery of FIG. 図1の二次電池の制御内容を説明するためのグラフであり、(a)は電流値A及び充電容量Cと回転速度Vとの関係を例示するグラフ、(b)は温度Tと補正係数Kとの関係を例示するグラフである。2 is a graph for explaining the control contents of the secondary battery of FIG. 1, (a) is a graph illustrating the relationship between the current value A and the charge capacity C and the rotation speed V, and (b) is a temperature T and a correction coefficient. It is a graph which illustrates the relationship with K. 図1の二次電池の制御手順を例示するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a control procedure of the secondary battery in FIG. 1. 変形例に係る二次電池の内部構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the internal structure of the secondary battery which concerns on a modification. 変形例に係る二次電池の内部構造を模式的に示す図であり、(a)は負極の形状を帯状に形成したもの、(b)は正極を負極の内側に配置したものである。It is a figure which shows typically the internal structure of the secondary battery which concerns on a modification, (a) is what formed the shape of the negative electrode in the strip | belt shape, (b) arrange | positions the positive electrode inside the negative electrode. 第二実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示す図であり、(a)が側面及びブロック構成図、(b)が(a)のB−B断面図である。It is a figure which shows typically the internal structure of the secondary battery which concerns on 2nd embodiment, (a) is a side surface and a block block diagram, (b) is BB sectional drawing of (a). 図7の二次電池の正極及び負極を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the positive electrode and negative electrode of the secondary battery of FIG. 図7の二次電池の制御内容を説明するためのグラフであり、(a)は定電流条件下での充電電圧の変化を示す充電カーブ、(b)は定電流条件下での放電電圧の変化を示す放電カーブである。It is a graph for demonstrating the control content of the secondary battery of FIG. 7, (a) is a charge curve which shows the change of the charge voltage on constant current conditions, (b) is the discharge voltage on constant current conditions. It is a discharge curve which shows a change. 図7の二次電池の制御手順を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the control procedure of the secondary battery of FIG. 第三実施形態に係る二次電池の内部構造を模式的に示す図であり、(a)が側面及びブロック構成図、(b)が(a)のC−C断面図である。It is a figure which shows typically the internal structure of the secondary battery which concerns on 3rd embodiment, (a) is a side surface and a block block diagram, (b) is CC sectional drawing of (a). 図11の二次電池の正極及び負極を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the positive electrode and negative electrode of the secondary battery of FIG.

図面を参照して二次電池について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。   The secondary battery will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.

[1.第一実施形態]
[1−1.装置構成]
第一実施形態の二次電池10は、図1(a),(b)に示すように、金属又は樹脂製の容器8内に正極1,負極2及び電解液4を収容したものである。これらの各要素の具体的な組成,材質は、二次電池10の種類に応じて様々であるが、ここでは非水系の電解液4を介して正極1及び負極2間でリチウムイオンを移動させることによって充放電を行うリチウムイオン二次電池の場合を取り上げて説明する。
[1. First embodiment]
[1-1. Device configuration]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the secondary battery 10 of the first embodiment is one in which a positive electrode 1, a negative electrode 2, and an electrolytic solution 4 are accommodated in a metal or resin container 8. The specific composition and material of each of these elements vary depending on the type of the secondary battery 10, but here, lithium ions are transferred between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 through the nonaqueous electrolyte solution 4. The case of a lithium ion secondary battery that performs charging / discharging will be described.

正極1(第一電極)は、正極集電体1aの表面に正極活物質層1bが形成された板状の電極である。正極集電体1aは、正極集電部1dを介して導線に接続される部位であり、例えば板状又は箔状の金属(銅やアルミニウム等)で形成される。
正極活物質層1bは、正極活物質であるリチウム複合酸化物(リチウムニッケル系複合酸化物,リチウムコバルト系複合酸化物,リチウムマンガン系複合酸化物など)を含む層状の部位である。正極活物質層1bには、必要に応じて導電材や結着剤(バインダ)が添加される。図1(b)に示すように、正極活物質層1bは、板状の正極集電体1aの両面のうち、負極2側に対向する一方の面に形成される。以下、正極活物質層1bの表面のうち負極2に対向する部位のことを、第一対向面1cと呼ぶ。
The positive electrode 1 (first electrode) is a plate-like electrode in which the positive electrode active material layer 1b is formed on the surface of the positive electrode current collector 1a. The positive electrode current collector 1a is a part connected to the conductive wire via the positive electrode current collector 1d, and is formed of, for example, a plate-like or foil-like metal (such as copper or aluminum).
The positive electrode active material layer 1b is a layered portion including a lithium composite oxide (such as a lithium nickel composite oxide, a lithium cobalt composite oxide, or a lithium manganese composite oxide) that is a positive electrode active material. A conductive material and a binder (binder) are added to the positive electrode active material layer 1b as necessary. As shown in FIG. 1B, the positive electrode active material layer 1b is formed on one surface of the plate-like positive electrode current collector 1a facing the negative electrode 2 side. Hereinafter, the portion of the surface of the positive electrode active material layer 1b that faces the negative electrode 2 is referred to as a first facing surface 1c.

負極2(第二電極)は、負極集電体2aの表面に負極活物質層2bが形成された無端環状の電極である。この負極2は、図1(b)に示すように側面視で円形となる環形状に形成され、環の中心を回転軸にして容器8に対して回転可能に設けられる。負極集電体2aは、負極集電部2dを介して導線に接続される部位であり、帯状の金属(銅やアルミニウム等)の両端を接合して形成される。負極集電体2aの板厚は、側面視での負極2の円形形状を維持できる程度の剛性が確保される厚みである。また、負極集電体2aの内周面には、図2に示すように、後述するドライブギヤ7bと協働してラックアンドピニオン式の動力伝達構造をなすラック2eが形成される。   The negative electrode 2 (second electrode) is an endless annular electrode in which the negative electrode active material layer 2b is formed on the surface of the negative electrode current collector 2a. As shown in FIG. 1B, the negative electrode 2 is formed in a ring shape that is circular in a side view, and is provided so as to be rotatable with respect to the container 8 with the center of the ring as a rotation axis. The negative electrode current collector 2a is a part connected to the conductive wire through the negative electrode current collector 2d, and is formed by joining both ends of a band-shaped metal (such as copper or aluminum). The plate thickness of the negative electrode current collector 2a is a thickness that ensures rigidity sufficient to maintain the circular shape of the negative electrode 2 in a side view. Further, as shown in FIG. 2, a rack 2e forming a rack and pinion type power transmission structure is formed on the inner peripheral surface of the negative electrode current collector 2a in cooperation with a drive gear 7b described later.

負極活物質層2bは、負極活物質である黒鉛,アモルファスカーボン等の炭素系材料を含む層状の部位であり、負極集電体2aの表面のうちの外周側において層状に形成される。負極活物質層2bにも、正極活物質層1bと同様に、必要に応じて導電材や結着剤(バインダ)が添加される。以下、負極活物質層2bの表面のうち正極1に対向する部位のことを、第二対向面2cと呼ぶ。   The negative electrode active material layer 2b is a layered portion containing a carbon-based material such as graphite or amorphous carbon, which is a negative electrode active material, and is formed in layers on the outer peripheral side of the surface of the negative electrode current collector 2a. Similarly to the positive electrode active material layer 1b, a conductive material and a binder (binder) are added to the negative electrode active material layer 2b as necessary. Hereinafter, the portion of the surface of the negative electrode active material layer 2b that faces the positive electrode 1 is referred to as a second facing surface 2c.

負極活物質層2bの表面積は、第一対向面1cの面積よりも大きく形成される。つまり、負極活物質層2bの全表面のうちの一部である第二対向面2cのみが、ある瞬間に電極として機能しており、他の部位は電極として使用されずに休んでいる状態(電極として機能していない状態)となる。   The surface area of the negative electrode active material layer 2b is formed larger than the area of the first facing surface 1c. That is, only the second facing surface 2c, which is a part of the entire surface of the negative electrode active material layer 2b, functions as an electrode at a certain moment, and other portions are rested without being used as electrodes ( State of not functioning as an electrode).

これらの正極1及び負極2は、図1(b)に示すように、電解液4中でセパレーター3を挟んで正極活物質層1bと負極活物質層2bとが対向するように配置される。電解液4は、例えば非プロトン性溶媒(非水溶媒)であり、あるいはこの溶媒中に無機リチウム塩や有機リチウム塩などのリチウム化合物(支持電解質)を溶解させたものである。   As shown in FIG. 1B, the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are disposed so that the positive electrode active material layer 1 b and the negative electrode active material layer 2 b face each other with the separator 3 interposed therebetween in the electrolytic solution 4. The electrolytic solution 4 is, for example, an aprotic solvent (nonaqueous solvent), or a solution obtained by dissolving a lithium compound (supporting electrolyte) such as an inorganic lithium salt or an organic lithium salt in this solvent.

また、図1(a)に示すように、容器8の外部における正極集電部1dと負極集電部2dとの間には、充放電回路が接続される。二次電池10は、充放電回路から与えられる充電電圧や充電電流に応じて充電され、充電後には二次電池10内の電力が充放電回路側へと供給される。   As shown in FIG. 1A, a charge / discharge circuit is connected between the positive electrode current collector 1d and the negative electrode current collector 2d outside the container 8. The secondary battery 10 is charged according to the charging voltage and charging current given from the charging / discharging circuit, and the electric power in the secondary battery 10 is supplied to the charging / discharging circuit side after charging.

セパレーター3は、正極1と負極2との接触による短絡を防止しつつ電解液4中のリチウムイオンの移動を許容する多孔質のフィルム状部材であり、例えばポリエチレン,ポリエステル,ポリプロピレンなどの樹脂製多孔質シートや不織布などである。正極1及び負極2間の距離が十分に確保される場合には、セパレーター3を省略してもよい。   The separator 3 is a porous film-like member that allows movement of lithium ions in the electrolytic solution 4 while preventing a short circuit due to contact between the positive electrode 1 and the negative electrode 2, and is made of a resin porous material such as polyethylene, polyester, or polypropylene. Quality sheet and non-woven fabric. When the distance between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is sufficiently secured, the separator 3 may be omitted.

負極2の外周近傍には、負極活物質層2bの表面に析出しうるデンドライトを掻き落とすためのスクレイパー5(除去手段)が設けられる。スクレイパー5は、金属や樹脂製のくさび状部材であり、その先端と負極活物質層2bとの間隔が所定距離(例えば、数[μm]以上)となるように容器8に対して固定される。この所定距離は、少なくとも第一対向面1cから第二対向面2cまでの距離よりも小さく設定され、本実施形態ではセパレーター3から第二対向面2cまでの距離よりも小さく設定される。   In the vicinity of the outer periphery of the negative electrode 2, a scraper 5 (removing means) is provided for scraping off dendrite that may be deposited on the surface of the negative electrode active material layer 2b. The scraper 5 is a wedge-shaped member made of metal or resin, and is fixed to the container 8 so that the distance between the tip and the negative electrode active material layer 2b is a predetermined distance (for example, several [μm] or more). . This predetermined distance is set to be at least smaller than the distance from the first facing surface 1c to the second facing surface 2c, and in this embodiment, is set to be smaller than the distance from the separator 3 to the second facing surface 2c.

負極活物質層2bの表面に成長したデンドライトの析出高さが所定距離以上になると、負極2の回転時にスクレイパー5の先端がデンドライトと接触し、デンドライトがスクレイピングされる。これにより、デンドライトの析出高さが、所定距離未満に維持される。   When the deposition height of the dendrite grown on the surface of the negative electrode active material layer 2b exceeds a predetermined distance, the tip of the scraper 5 comes into contact with the dendrite when the negative electrode 2 rotates, and the dendrite is scraped. Thereby, the deposition height of dendrite is maintained below a predetermined distance.

また、この二次電池10には、正極1に対する負極2の位置を変化させるための駆動装置7が内蔵される。この駆動装置7(位置変更手段)は、正極1及び負極2の対向距離をほぼ一定に保ったまま、対向面の少なくとも何れか一方を移動させることによって、電極として機能する部位を変更するものである。   Further, the secondary battery 10 incorporates a driving device 7 for changing the position of the negative electrode 2 with respect to the positive electrode 1. This drive device 7 (position changing means) changes the part functioning as an electrode by moving at least one of the opposing surfaces while keeping the opposing distance between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 substantially constant. is there.

本実施形態の駆動装置7は、負極2を移動させることによって第二対向面2cの位置を変更する。駆動装置7には、モーター7a,ドライブギヤ7b及びテンショナー7cが設けられ、負極活物質層2b上における第二対向面2cの位置が移動するように、負極2全体が駆動装置7によって連続的に回転駆動される。   The drive device 7 of the present embodiment changes the position of the second facing surface 2c by moving the negative electrode 2. The driving device 7 is provided with a motor 7a, a drive gear 7b, and a tensioner 7c. The entire negative electrode 2 is continuously driven by the driving device 7 so that the position of the second facing surface 2c on the negative electrode active material layer 2b moves. Driven by rotation.

ただし、負極2が連続的に回転駆動されるのは、少なくとも二次電池10の充電時とされる。放電時には、連続的に回転駆動してもよく、必要に応じて回転駆動してもよいし、あるいは第二対向面2cの位置を移動させるべく、必要な回転角分だけ負極2を回転させてもよい。この場合、負極活物質層2bの表面のうち、リチウムイオンが挿入された部位が正極1と対向するように、電力の放電速度や放電量に応じた速度又はタイミングで負極2を動かせばよい。   However, the negative electrode 2 is continuously driven to rotate at least when the secondary battery 10 is charged. At the time of discharging, it may be continuously rotated or rotated as necessary, or the negative electrode 2 is rotated by a necessary rotation angle in order to move the position of the second facing surface 2c. Also good. In this case, the negative electrode 2 may be moved at a speed or timing according to the discharge rate of electric power or the discharge amount so that the portion where the lithium ions are inserted faces the positive electrode 1 in the surface of the negative electrode active material layer 2b.

例えば、負極活物質層2bの表面におけるリチウムイオンの挿入量やリチウム濃度分布を図示しない記録装置に記録しておき、それらの記録をもとに、要求電流値に対して適切な電極面を正極1と対向させる。なお、負極2を正転方向,逆転方向の双方に回転可能とすることで、迅速に電極面を配置することが可能となる。   For example, the insertion amount of lithium ions and the lithium concentration distribution on the surface of the negative electrode active material layer 2b are recorded in a recording device (not shown), and based on those records, the electrode surface appropriate for the required current value is set as the positive electrode. 1 to face. In addition, it becomes possible to arrange | position an electrode surface rapidly by enabling the negative electrode 2 to rotate to both a normal rotation direction and a reverse rotation direction.

モーター7aは、図示しない動力源からの電力供給を受けてドライブギヤ7bを回転駆動する電動機である。モーター7aの回転速度は、後述する制御装置9(位置変更手段)によって制御される。ドライブギヤ7bは、図2に示すように、負極2の内周面に形成されたラック2eに歯合するピニオン(歯車)であり、モーター7aから伝達される動力を負極2側に伝達する。負極2の回転速度は、モーター7aの回転速度に比例した速度となる。   The motor 7a is an electric motor that rotationally drives the drive gear 7b in response to power supply from a power source (not shown). The rotational speed of the motor 7a is controlled by a control device 9 (position changing means) described later. As shown in FIG. 2, the drive gear 7b is a pinion (gear) that meshes with a rack 2e formed on the inner peripheral surface of the negative electrode 2, and transmits power transmitted from the motor 7a to the negative electrode 2 side. The rotation speed of the negative electrode 2 is proportional to the rotation speed of the motor 7a.

テンショナー7cは、負極2をその内周面側(負極集電体2a側)から支持しつつ、負極2の環形状を維持するための張力を与えるローラーである。図1(b)中に示される二つのテンショナー7cは、容器8に対して環状の負極2の内径を拡大又は縮小する方向に移動可能に設けられる。負極2は、ドライブギヤ7b及び二つのテンショナー7cによって負極集電体2aの内側を三点で支持された状態で、モーター7aによって回転駆動される。   The tensioner 7c is a roller that applies tension to maintain the annular shape of the negative electrode 2 while supporting the negative electrode 2 from the inner peripheral surface side (negative electrode current collector 2a side). The two tensioners 7c shown in FIG. 1B are provided so as to be movable in the direction of enlarging or reducing the inner diameter of the annular negative electrode 2 with respect to the container 8. The negative electrode 2 is rotationally driven by the motor 7a while the inner side of the negative electrode current collector 2a is supported at three points by the drive gear 7b and the two tensioners 7c.

容器8の外側で正極集電部1dと負極集電部2dとを接続する充放電回路上には、電流センサー11及び電圧センサー12が介装される。電流センサー11は、充放電に係る電流値Aを検出するものであり、電圧センサー12は電圧値Bを検出するものである。また、容器8内の任意の位置には、電解液4の温度Tを検出する温度センサー13が設けられる。これらのセンサー11〜13で検出された電流値A,電圧値B及び温度Tの情報は、制御装置9に伝達される。   A current sensor 11 and a voltage sensor 12 are interposed on the charge / discharge circuit that connects the positive electrode current collector 1d and the negative electrode current collector 2d outside the container 8. The current sensor 11 detects a current value A related to charging / discharging, and the voltage sensor 12 detects a voltage value B. Further, a temperature sensor 13 for detecting the temperature T of the electrolytic solution 4 is provided at an arbitrary position in the container 8. Information on the current value A, voltage value B, and temperature T detected by these sensors 11 to 13 is transmitted to the control device 9.

制御装置9(推定手段,位置変更手段)は、例えばマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。制御装置9の信号入力側には、電流センサー11,電圧センサー12及び温度センサー13が接続される。一方、信号の出力側にはモーター7aが接続され、負極2の回転速度が制御される。図1(a)に示すように、制御装置9の内部には、速度演算部9a,補正係数演算部9b及び制御部9cが設けられる。速度演算部9aは金属イオンの還元によるデンドライトの発生を推定する推定手段として機能し、制御部9cは、正極1及び負極2の対向面の位置を変化させる位置変更手段として機能する。   The control device 9 (estimating means, position changing means) is configured, for example, as an LSI device or an embedded electronic device in which a microprocessor, ROM, RAM, etc. are integrated. A current sensor 11, a voltage sensor 12, and a temperature sensor 13 are connected to the signal input side of the control device 9. On the other hand, a motor 7a is connected to the signal output side, and the rotational speed of the negative electrode 2 is controlled. As shown in FIG. 1A, a speed calculation unit 9a, a correction coefficient calculation unit 9b, and a control unit 9c are provided inside the control device 9. The speed calculation unit 9a functions as an estimation unit that estimates the generation of dendrites due to reduction of metal ions, and the control unit 9c functions as a position change unit that changes the positions of the opposing surfaces of the positive electrode 1 and the negative electrode 2.

速度演算部9aは、電流値A及び電圧値Bに基づいて、負極2の回転速度Vを演算するものである。ここでは、例えば電流値A及び電圧値Bから推定される負極2の充電容量Cが演算される。あるいは、負極2のサイズや組成,材質などから定められる最大充電容量を予め記憶しておき、二次電池10の使用時間や使用履歴に応じた容量低下分を最大充電容量から減算して、充電容量Cを求めてもよい。   The speed calculation unit 9a calculates the rotation speed V of the negative electrode 2 based on the current value A and the voltage value B. Here, for example, the charge capacity C of the negative electrode 2 estimated from the current value A and the voltage value B is calculated. Alternatively, the maximum charging capacity determined from the size, composition, material, and the like of the negative electrode 2 is stored in advance, and the capacity decrease corresponding to the usage time and usage history of the secondary battery 10 is subtracted from the maximum charging capacity to charge the battery. The capacity C may be obtained.

速度演算部9aは、電流値Aが大きいほど、又は充電容量Cが小さいほど、回転速度Vを大きく設定する。図3(a)に示すように、予め設定された電流値A,充電容量Cと回転速度Vとの対応マップや数式などに基づいて、回転速度Vを演算してもよい。ここで演算された回転速度Vの値は、制御部9cに伝達される。   The speed calculator 9a sets the rotation speed V to be larger as the current value A is larger or the charging capacity C is smaller. As shown in FIG. 3A, the rotational speed V may be calculated based on a preset map of current value A, charging capacity C and rotational speed V, a mathematical formula, or the like. The value of the rotational speed V calculated here is transmitted to the controller 9c.

なお、充電時の電流値Aが大きいほど、負極活物質層2bの表面におけるリチウムイオンの反応性(授受速度)が上昇し、これに応じてデンドライトの生じやすさ(デンドライトの発生の可能性)が高まる。これに対し、回転速度Vを大きく設定することで、負極活物質層2bの単位表面積あたりの電流量(電流密度)が低下するため、デンドライトの発生確率が低下する。   In addition, as the current value A during charging increases, the reactivity (transfer rate) of lithium ions on the surface of the negative electrode active material layer 2b increases, and the likelihood of dendrite generation (possibility of dendrite generation) accordingly. Will increase. On the other hand, since the amount of current (unit density) per unit surface area of the negative electrode active material layer 2b is reduced by setting the rotational speed V to be large, the probability of dendrite generation is reduced.

また、充電容量Cが小さいほど、単位時間あたりに負極2に挿入可能なリチウムイオンの最大値(すなわち、インターカレーション反応によって負極活物質層2b内に取り込むことができるリチウムイオンの数の最大値)が減少し、充電速度が低下する。これに対し、回転速度Vを大きく設定することで、単位時間のあいだに正極1の第一対向面1cと対向状態となる第二対向面2cの総面積が増大するため、単位時間あたりに負極2に挿入可能なリチウムイオンの最大値が増加し、充電速度が上昇する。   Further, the smaller the charge capacity C, the maximum value of lithium ions that can be inserted into the negative electrode 2 per unit time (that is, the maximum number of lithium ions that can be taken into the negative electrode active material layer 2b by the intercalation reaction). ) Decreases and the charging speed decreases. On the other hand, since the total area of the 2nd opposing surface 2c which opposes the 1st opposing surface 1c of the positive electrode 1 increases during unit time by setting the rotational speed V large, it is negative electrode per unit time. 2 increases the maximum value of lithium ions that can be inserted, and the charging speed increases.

補正係数演算部9bは、温度Tに基づいて、負極2の回転速度Vの補正係数Kを演算するものである。ここでは、温度Tが高いほど補正係数Kが小さく、温度Tが低いほど補正係数Kが大きく設定される。補正係数Kの値は、例えば図3(b)に示すように、予め設定された温度Tと補正係数Kとの対応マップや数式などに基づいて求めてもよい。なお、図3(b)の縦軸は対数目盛であり、常温(例えば、25[℃])のときの補正係数Kの値を基準として、温度Tが常温よりも低下するほど指数的に(急激に)補正係数Kが増加し、温度Tが常温よりも上昇するほど対数的に(穏やかに)補正係数Kが低下するような特性が与えられる。ここで演算された補正係数Kの値は、制御部9cに伝達される。   The correction coefficient calculator 9b calculates a correction coefficient K for the rotational speed V of the negative electrode 2 based on the temperature T. Here, the correction coefficient K is set smaller as the temperature T is higher, and the correction coefficient K is set larger as the temperature T is lower. The value of the correction coefficient K may be obtained on the basis of a correspondence map or a mathematical formula between the preset temperature T and the correction coefficient K as shown in FIG. 3B, for example. Note that the vertical axis of FIG. 3B is a logarithmic scale, and exponentially as the temperature T decreases from the normal temperature (based on the value of the correction coefficient K at the normal temperature (for example, 25 [° C.]) ( A characteristic that the correction coefficient K increases abruptly and the correction coefficient K decreases logarithmically (gently) as the temperature T rises above normal temperature is given. The value of the correction coefficient K calculated here is transmitted to the control unit 9c.

温度Tが低いほど、負極活物質層2bの表面近傍での反応性が低下し、充電速度が低下する。これに対し、回転速度Vを大きく設定することで、単位時間のあいだに正極1の第一対向面1cと対向状態となる第二対向面2cの総面積が増大するため、充電時にリチウムイオンが負極活物質層2b内に取り込まれる確率が高まり、充電速度が上昇する。   The lower the temperature T, the lower the reactivity in the vicinity of the surface of the negative electrode active material layer 2b and the lower the charging rate. On the other hand, by setting the rotation speed V large, the total area of the second facing surface 2c that faces the first facing surface 1c of the positive electrode 1 increases during a unit time, so that lithium ions are not charged during charging. The probability of being taken into the negative electrode active material layer 2b increases, and the charging speed increases.

制御部9cは、速度演算部9aで演算された回転速度Vと補正係数演算部9bで演算された補正係数Kとに基づき、二次電池10の充電時におけるモーター7aの回転速度VMを制御するものである。モーター回転速度VMは、例えば回転速度Vと補正係数Kとの積で与えられる。なお、予め設定された回転速度V及び補正係数Kとモーター回転速度VMとの対応マップや数式などに基づいて、モーター回転速度VMを演算してもよい。また、制御部9cは、モーター回転速度VMに応じた制御信号をモーター7aに伝達し、モーター7aの実際の回転速度がモーター回転速度VMに一致するような制御を実施する。   The control unit 9c controls the rotation speed VM of the motor 7a during charging of the secondary battery 10 based on the rotation speed V calculated by the speed calculation unit 9a and the correction coefficient K calculated by the correction coefficient calculation unit 9b. Is. The motor rotation speed VM is given by, for example, the product of the rotation speed V and the correction coefficient K. Note that the motor rotation speed VM may be calculated based on a correspondence map or a mathematical expression between the rotation speed V and the correction coefficient K set in advance and the motor rotation speed VM. The control unit 9c transmits a control signal corresponding to the motor rotation speed VM to the motor 7a, and performs control such that the actual rotation speed of the motor 7a matches the motor rotation speed VM.

[1−2.フローチャート]
制御装置9の内部では、図4に示すフローチャートが所定周期で繰り返し実施される。
ステップA10では、電流センサー11で検出された電流値Aに基づき、二次電池10の充電又は放電がなされているか否かが判定される。例えば、電流値Aが0であるときには、充電も放電も実施されていないものと判断され、このまま本フローを終了する。一方、電流値Aが0でないときにはステップA20に進む。
[1-2. flowchart]
Inside the control device 9, the flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined cycle.
In step A10, based on the current value A detected by the current sensor 11, it is determined whether or not the secondary battery 10 is charged or discharged. For example, when the current value A is 0, it is determined that neither charging nor discharging is performed, and this flow is finished as it is. On the other hand, when the current value A is not 0, the process proceeds to step A20.

ステップA20では、充電,放電のどちらが実施されているかが判定される。充放電状態は、電流値Aの符号(電流の方向)や電圧センサー12で検出される電圧値Bの符号などに基づいて判定可能である。ここで充電中であると判定されたときには、負極2を回転駆動すべくステップA30に進む。一方、放電中であると判定されたときにはステップA60に進む。   In step A20, it is determined whether charging or discharging is being performed. The charge / discharge state can be determined based on the sign of the current value A (current direction), the sign of the voltage value B detected by the voltage sensor 12, and the like. If it is determined that the battery is being charged, the process proceeds to Step A30 to drive the negative electrode 2 to rotate. On the other hand, when it is determined that discharging is in progress, the process proceeds to step A60.

ステップA30では、速度演算部9aにおいて負極2の充電容量Cが演算されるとともに、電流値A及び充電容量Cに基づいて、回転速度Vが演算される。また、続くステップA40では、補正係数演算部9bにおいて、電解液4の温度Tに基づいて、補正係数Kが演算される。その後、ステップA50では、回転速度Vと補正係数Kとの積がモーター回転速度VMとして演算され、これに基づいてモーター7aが制御される。モーター7aは、例えば二次電池10の充電が完了するまで回転駆動される。   In step A30, the charge capacity C of the negative electrode 2 is calculated in the speed calculation unit 9a, and the rotation speed V is calculated based on the current value A and the charge capacity C. In subsequent Step A40, the correction coefficient K is calculated based on the temperature T of the electrolytic solution 4 in the correction coefficient calculation unit 9b. Thereafter, in step A50, the product of the rotational speed V and the correction coefficient K is calculated as the motor rotational speed VM, and the motor 7a is controlled based on this. The motor 7a is rotationally driven until the charging of the secondary battery 10 is completed, for example.

一方、ステップA20からステップA60に進んだときには、負極活物質層2bの表面のうちリチウムイオンが挿入された部位が正極1と対向するように、電力の放電速度や放電量に応じて負極2が駆動される。なお、放電速度が一定の場合には、負極2を一定速度で回転駆動することが可能である。また、負極2の回転速度が高速であれば、放電速度が一定でない場合であっても滞りなく給電することが可能である。一方、負極2の回転速度が低速の場合には、放電速度に応じて回転速度を設定すればよい。   On the other hand, when the process proceeds from step A20 to step A60, the negative electrode 2 is formed in accordance with the discharge rate and amount of power so that the portion of the surface of the negative electrode active material layer 2b where the lithium ions are inserted faces the positive electrode 1. Driven. When the discharge speed is constant, the negative electrode 2 can be driven to rotate at a constant speed. Moreover, if the rotation speed of the negative electrode 2 is high, even if the discharge speed is not constant, it is possible to supply power without delay. On the other hand, when the rotation speed of the negative electrode 2 is low, the rotation speed may be set according to the discharge speed.

[1−3.作用,効果]
(1)上記の二次電池10では、負極活物質層2bの表面積が第一対向面1cの表面積よりも大きく設定された負極2の全体が回転駆動される。このとき、負極活物質層2b上における第二対向面2cの位置が移動し、第一対向面1cと対向する負極2上の部位が変更される。これにより、負極2の表面についての電流密度を低下させることができ、負極活物質層2bの単位表面積あたりの活物質利用率を低下させることができる。
[1-3. Action, effect]
(1) In the secondary battery 10 described above, the entire negative electrode 2 in which the surface area of the negative electrode active material layer 2b is set larger than the surface area of the first facing surface 1c is rotationally driven. At this time, the position of the 2nd opposing surface 2c on the negative electrode active material layer 2b moves, and the site | part on the negative electrode 2 facing the 1st opposing surface 1c is changed. Thereby, the current density about the surface of the negative electrode 2 can be reduced, and the active material utilization rate per unit surface area of the negative electrode active material layer 2b can be reduced.

したがって、電解液4中で電離したリチウムイオンを負極2の表面に析出しにくくすることができ、デンドライトの発生を抑制することができる。また、仮に負極2の表面にデンドライトの種結晶が生じてしまったとしても、その種結晶を第二対向面2cの外側に移動させることができ、デンドライトの成長を抑制することができる。なお、種結晶のサイズが微小であれば、放電時に絶縁部位を残さずその全量を電解液4中に電離させることが可能である。   Therefore, lithium ions ionized in the electrolytic solution 4 can be made difficult to deposit on the surface of the negative electrode 2, and the generation of dendrites can be suppressed. Even if a dendrite seed crystal is generated on the surface of the negative electrode 2, the seed crystal can be moved to the outside of the second facing surface 2c, and dendrite growth can be suppressed. In addition, if the size of the seed crystal is very small, it is possible to ionize the entire amount in the electrolytic solution 4 without leaving an insulating portion during discharge.

さらに、負極2にデンドライトが生じにくくなることから、電極材料や活物質の選択の幅を広げることができ、二次電池の性能を高めることができる。例えば、負極集電体2a及び負極活物質層2bとして金属リチウムを使用すれば、負極2の容量密度を高めることができる。   Furthermore, since it becomes difficult to produce dendrite in the negative electrode 2, the range of selection of an electrode material and an active material can be expanded, and the performance of a secondary battery can be improved. For example, if metallic lithium is used for the negative electrode current collector 2a and the negative electrode active material layer 2b, the capacity density of the negative electrode 2 can be increased.

(2)また、上記の二次電池10の負極2は無端環状に形成されているため、負極2の位置や移動方向を変化させることなく、環の中心を回転軸にして第二対向面2cを連続的に移動させることができる。
これにより、長時間にわたってリチウム結晶の析出を抑制することができる。さらに、充電中の負極2を停止させることなく連続的に回転駆動することにより、負極活物質層2bの全表面についての活物質利用率を低下させることができ、リチウム結晶の析出抑制効果を高めることができる。
(2) Further, since the negative electrode 2 of the secondary battery 10 is formed in an endless annular shape, the second opposing surface 2c is set with the center of the ring as the rotation axis without changing the position or moving direction of the negative electrode 2. Can be moved continuously.
Thereby, precipitation of a lithium crystal can be suppressed over a long time. Furthermore, by continuously rotating and driving the negative electrode 2 during charging without stopping, the active material utilization rate for the entire surface of the negative electrode active material layer 2b can be reduced, and the effect of suppressing the precipitation of lithium crystals is enhanced. be able to.

(3)また、上記の二次電池10の充電中には、負極2が連続的に移動する。これにより、電極設計や製造精度に起因する電流密度のばらつきを均すことができ、デンドライトの局所的な集中を阻止することができる。つまり、発生するデンドライトのサイズを小さくすることができるとともに、その微小なデンドライトを広範囲に分散させることができ、高さ方向の成長を抑制することができる。
なお、前述の通り、微小なデンドライトは放電時に電解液4中に電離するため、広く浅く生成されたデンドライトは実用上存在しないものとして扱うことができる。
(3) In addition, the negative electrode 2 continuously moves while the secondary battery 10 is being charged. Thereby, the variation in current density due to electrode design and manufacturing accuracy can be leveled, and local concentration of dendrites can be prevented. That is, the size of the generated dendrite can be reduced, the minute dendrite can be dispersed over a wide range, and the growth in the height direction can be suppressed.
As described above, since the minute dendrite is ionized in the electrolytic solution 4 at the time of discharge, the dendrite generated widely and shallowly can be treated as not practically present.

(4)特に、上記の二次電池10では、充電時の電流値Aが大きいほど回転速度Vが大きく設定されるため、負極活物質層2bの単位表面積あたりの電流量(電流密度)を低下させることができ、デンドライトの発生確率を低下させることができる。なお、負極活物質層2bの表面での電流密度は、単位時間のあいだに第一対向面1cと対向状態となる第二対向面2cの総面積と電流値Aとに応じたものとなる。したがって、電流値Aが変動したときに回転速度Vを調節することによって、電流密度を一定に保持するような制御を実施することも可能である。   (4) In particular, in the secondary battery 10 described above, since the rotation speed V is set larger as the current value A during charging is larger, the amount of current (current density) per unit surface area of the negative electrode active material layer 2b is reduced. And the occurrence probability of dendrites can be reduced. The current density on the surface of the negative electrode active material layer 2b depends on the total area and the current value A of the second facing surface 2c that is in a state of facing the first facing surface 1c during the unit time. Therefore, it is possible to carry out control to keep the current density constant by adjusting the rotation speed V when the current value A fluctuates.

(5)一般に、電解液4の温度Tが高いほど、充電時におけるリチウムイオンのインターカレーション反応が促進され、温度Tが低いほど反応性が低下する。このような温度特性を踏まえて、上記の二次電池10では、温度Tが低いほど回転速度Vが大きく設定されるため、リチウムイオンが負極活物質層2b内に取り込まれる確率や、負極活物質層2b内のリチウムが電離する確率を高めることができ、充電速度や放電性能を高めることができる。   (5) Generally, the higher the temperature T of the electrolytic solution 4 is, the more lithium ion intercalation reaction is promoted during charging, and the lower the temperature T is, the lower the reactivity is. In consideration of such temperature characteristics, in the secondary battery 10 described above, the lower the temperature T, the larger the rotation speed V is set. Therefore, the probability that lithium ions are taken into the negative electrode active material layer 2b, and the negative electrode active material The probability that the lithium in the layer 2b is ionized can be increased, and the charge rate and the discharge performance can be increased.

(6)また、上記の二次電池10では、充電容量Cが小さいほど回転速度Vが大きく設定される。これにより、単位時間あたりに負極2に挿入可能なリチウムイオンの最大量を増加させることができ、充電速度を高めることができる。例えば、経年変化によって負極2の充電容量Cが低下したとしても、その低下量が大きいほど満充電にかかる時間を短縮することができ、充電効率を維持することができる。
また、正極1側の電気化学的特性や活物質の種類とは関係なく、自由に負極2の単位表面積あたりの充電容量Cを設定することができ、二次電池10の設計の自由度を高めることができる。
(6) Further, in the secondary battery 10 described above, the rotation speed V is set larger as the charge capacity C is smaller. Thereby, the maximum amount of lithium ions that can be inserted into the negative electrode 2 per unit time can be increased, and the charging rate can be increased. For example, even if the charge capacity C of the negative electrode 2 decreases due to secular change, the larger the amount of decrease, the shorter the time required for full charge and the charge efficiency can be maintained.
In addition, the charge capacity C per unit surface area of the negative electrode 2 can be freely set regardless of the electrochemical characteristics of the positive electrode 1 and the type of active material, and the degree of freedom in designing the secondary battery 10 is increased. be able to.

(7)また、上記の二次電池10では、負極2の外周にスクレイパー5が設けられるため、仮に負極活物質層2bの表面にデンドライトが析出したとしても、負極2の回転とともにそのデンドライトを掻き落とすことができ、析出高さを所定距離未満に維持することができる。したがって、デンドライトによる正極1と負極2との短絡を確実に防止することができる。   (7) In the secondary battery 10, since the scraper 5 is provided on the outer periphery of the negative electrode 2, even if dendrite is deposited on the surface of the negative electrode active material layer 2 b, the dendrite is scraped with the rotation of the negative electrode 2. And the deposition height can be kept below a predetermined distance. Therefore, a short circuit between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 due to dendrite can be reliably prevented.

[1−4.負極形状の変形例1]
上述の実施形態の負極2の形状を変更した変形例としての二次電池20を図5に示す。ここでは、上述の第一実施形態と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。上述の負極2が環形状を維持できる程度の剛性を持つものであるのに対し、この変形例の負極21は、変形自在のフィルム状に形成され、ドライブギヤ7bの周面とテンショナー7cの周面とに巻回される。また、負極21が搬送される経路上には、負極21の表面に生じたデンドライトを除去するための除去槽22と、負極活物質層2bを再生するための洗浄槽23,再生槽24及び乾燥ユニット25とが介装される。
[1-4. Negative electrode shape modification 1]
FIG. 5 shows a secondary battery 20 as a modified example in which the shape of the negative electrode 2 of the above-described embodiment is changed. Here, elements similar to those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Whereas the negative electrode 2 described above is rigid enough to maintain the ring shape, the negative electrode 21 of this modification is formed in a deformable film shape, and the peripheral surface of the drive gear 7b and the periphery of the tensioner 7c. Wound around the surface. Further, on the path through which the negative electrode 21 is conveyed, a removal tank 22 for removing dendrites generated on the surface of the negative electrode 21, a cleaning tank 23 for regenerating the negative electrode active material layer 2b, a regeneration tank 24, and drying A unit 25 is interposed.

除去槽22の内部には、スクレイパー5,ギャップ制御装置26,集積トレイ27が設けられる。スクレイパー5は、その先端と負極活物質層2bとの間隔が所定距離になるように、ギャップ制御装置26を介して除去槽22のケースに支持される。上記の所定距離は、ギャップ制御装置26で任意に調節可能とされる。また、集積トレイ27は、スクレイパー5によって削ぎ落とされたデンドライトの受け皿である。集積トレイ27に集積されたデンドライト量が多いほど、電解液4中のリチウムイオンの濃度が低下したことになる。したがって、集積トレイ27上におけるデンドライトの堆積量に基づいて、電解液4の交換,補充時期を判断することが可能である。   Inside the removal tank 22, a scraper 5, a gap control device 26, and a stacking tray 27 are provided. The scraper 5 is supported by the case of the removal tank 22 via the gap control device 26 so that the distance between the tip of the scraper 5 and the negative electrode active material layer 2b is a predetermined distance. The predetermined distance can be arbitrarily adjusted by the gap control device 26. The stacking tray 27 is a dendrite tray that has been scraped off by the scraper 5. The greater the amount of dendrite accumulated on the accumulation tray 27, the lower the concentration of lithium ions in the electrolytic solution 4. Therefore, it is possible to determine the replacement and replenishment timing of the electrolytic solution 4 based on the amount of dendrite deposited on the accumulation tray 27.

洗浄槽23(分解手段)は、負極活物質層2bの表面に付着したリチウムやリチウム化合物,カーボン化合物,フッ素化合物などを化学的に分解,除去するものであり、あるいは負極活物質層2b自体を化学的に分解,除去するものである。洗浄槽23の内部には洗浄液23aが貯留され、洗浄液23a中に負極21が浸漬される。洗浄槽23の内部を通過した負極活物質層2bの表面からは、少なくとも充放電反応に不要な物質が分解,除去される。   The cleaning tank 23 (decomposing means) is for chemically decomposing and removing lithium, lithium compounds, carbon compounds, fluorine compounds, etc. adhering to the surface of the negative electrode active material layer 2b, or removing the negative electrode active material layer 2b itself. It is chemically decomposed and removed. A cleaning liquid 23a is stored inside the cleaning tank 23, and the negative electrode 21 is immersed in the cleaning liquid 23a. At least substances unnecessary for the charge / discharge reaction are decomposed and removed from the surface of the negative electrode active material layer 2 b that has passed through the inside of the cleaning tank 23.

再生槽24(再生手段)は、負極活物質層2bの表面に新たな負極活物質を積層して、表面のコンディションを整える化学的処理を実施するための槽である。再生槽24の内部には再生液24aが貯留され、負極21が再生液24a中に浸漬される。洗浄槽23で負極活物質層2b自体が除去された場合には、再生槽24で負極活物質層2bが再生される。また、乾燥ユニット25は、負極活物質層2bを乾燥させて負極集電体2aの表面に定着,固定する装置である。乾燥ユニット25の内部には、負極21を乾燥させる乾燥装置25aが設けられる。負極21は乾燥装置25aの近傍を通過する際に水分を取り除かれ、負極活物質層2bが乾燥し、負極集電体2aの表面に定着,固定される。   The regeneration tank 24 (regeneration means) is a tank for performing a chemical treatment for stacking a new negative electrode active material on the surface of the negative electrode active material layer 2b and adjusting the surface condition. A regeneration solution 24a is stored inside the regeneration tank 24, and the negative electrode 21 is immersed in the regeneration solution 24a. When the negative electrode active material layer 2 b itself is removed in the cleaning tank 23, the negative electrode active material layer 2 b is regenerated in the regeneration tank 24. The drying unit 25 is a device for drying and fixing and fixing the negative electrode active material layer 2b on the surface of the negative electrode current collector 2a. Inside the drying unit 25, a drying device 25a for drying the negative electrode 21 is provided. When the negative electrode 21 passes through the vicinity of the drying device 25a, moisture is removed, and the negative electrode active material layer 2b is dried and fixed and fixed to the surface of the negative electrode current collector 2a.

このように、負極21の搬送経路上で負極活物質層2bを再生する装置を備えることで、デンドライトを除去したうえで負極21の機能を回復させることができ、負極21の耐用年数を延長することができる。したがって、二次電池20の性能を向上させることができるとともに、長期間にわたって使用することができる。また、負極21の表層である負極活物質層2bを分解して再生すれば、負極21の性能を常に新品同様に維持することができ、充電容量Cの低下を防止することができる。   Thus, by providing the device for regenerating the negative electrode active material layer 2b on the transport path of the negative electrode 21, the function of the negative electrode 21 can be restored after removing the dendrite, and the useful life of the negative electrode 21 is extended. be able to. Therefore, the performance of the secondary battery 20 can be improved and the battery can be used for a long time. Further, if the negative electrode active material layer 2b, which is the surface layer of the negative electrode 21, is decomposed and regenerated, the performance of the negative electrode 21 can always be maintained as a new product, and a reduction in the charge capacity C can be prevented.

なお、この変形例としての二次電池20では、スクレイパー5がギャップ制御装置26を介して除去槽22のケースに支持されており、スクレイパー5の先端と負極活物質層2bとの間隔が調節可能である。例えば、負極活物質層2bの表面の経年劣化(あるいは、スクレイパー5の摩耗)によりスクレイパー5の先端と負極活物質層2bとの間隔が拡大した場合であっても、その間隔を縮めることができる。したがって、デンドライトの析出高さの制御精度を向上させることができる。   In the secondary battery 20 as this modification, the scraper 5 is supported by the case of the removal tank 22 via the gap control device 26, and the distance between the tip of the scraper 5 and the negative electrode active material layer 2b can be adjusted. It is. For example, even when the distance between the tip of the scraper 5 and the negative electrode active material layer 2b is expanded due to aging of the surface of the negative electrode active material layer 2b (or wear of the scraper 5), the distance can be reduced. . Therefore, the control accuracy of the dendrite precipitation height can be improved.

また、スクレイパー5を除去槽22の内部に設けることで、負極活物質層2bの表面から削ぎ落とされた金属リチウム結晶の飛散を防止することができ、電解液4の清浄性を保つことができる。さらに、集積トレイ27に集積されたデンドライト量から、電解液4の特性を定量的に把握することができ、二次電池10のメンテナンス性を向上させることができる。   Moreover, by providing the scraper 5 inside the removal tank 22, scattering of the metal lithium crystal scraped off from the surface of the negative electrode active material layer 2b can be prevented, and the cleanliness of the electrolytic solution 4 can be maintained. . Furthermore, the characteristics of the electrolyte solution 4 can be quantitatively grasped from the amount of dendrite accumulated in the accumulation tray 27, and the maintainability of the secondary battery 10 can be improved.

[1−5.負極形状の変形例2]
上述の変形例の負極21の形状を変更した第二の変形例としての二次電池20を図6(a)に示す。ここでは、上述の第一実施形態及び変形例と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。この負極21は、環状ではなく帯状に形成されたものであり、負極21の両端部はリールに巻き取られた状態とされる。負極21の一端部は第一リール28に接続され、負極21の他端部は第二リール29に接続される。これらのリール28,29はともにドライブギヤ7b,7fによって正転,逆転方向に回転可能に設けられる。
[1-5. Negative electrode shape modification 2]
FIG. 6A shows a secondary battery 20 as a second modified example in which the shape of the negative electrode 21 of the modified example is changed. Here, the same elements as those in the first embodiment and the modification described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The negative electrode 21 is formed in a belt shape instead of an annular shape, and both ends of the negative electrode 21 are wound around a reel. One end of the negative electrode 21 is connected to the first reel 28, and the other end of the negative electrode 21 is connected to the second reel 29. Both of these reels 28 and 29 are provided so as to be rotatable in the forward and reverse directions by drive gears 7b and 7f.

負極21の長さは、負極2の移動速度に比べて十分に長いものとする。例えば、第一リール28側のみに巻き取られている負極2が第二リール29側のみに巻き取られた状態となるまでに要する時間が数十〜数千時間となるように、負極21の標準的な移動速度と負極2の長さとが設定される。また、負極2の駆動中に、全ての負極2が第一リール28,第二リール29の何れか一方に巻き取られたときには、ドライブギヤ7b,7fの回転方向が逆転するように制御され、負極2が引き続き反対方向に駆動される。   The length of the negative electrode 21 is sufficiently longer than the moving speed of the negative electrode 2. For example, the negative electrode 2 of the negative electrode 21 is wound so that the time required for the negative electrode 2 wound only on the first reel 28 side to be wound only on the second reel 29 side is several tens to several thousand hours. A standard moving speed and the length of the negative electrode 2 are set. Further, when all the negative electrodes 2 are wound around either the first reel 28 or the second reel 29 during the driving of the negative electrode 2, the rotation direction of the drive gears 7b and 7f is controlled to be reversed. The negative electrode 2 continues to be driven in the opposite direction.

このような制御により、環状でない形状の負極21を用いた場合であっても、第一実施形態と同様の作用,効果を奏する二次電池20を得ることができる。また、負極2の搬送経路上に上記の除去槽22,洗浄槽23,再生槽24,乾燥ユニット25を介装すれば、上述の変形例と同様の作用,効果を奏する二次電池20を得ることができる。   By such control, even when the negative electrode 21 having a non-annular shape is used, the secondary battery 20 having the same functions and effects as the first embodiment can be obtained. In addition, if the removal tank 22, the cleaning tank 23, the regeneration tank 24, and the drying unit 25 are provided on the transport path of the negative electrode 2, the secondary battery 20 having the same operations and effects as the above-described modified example is obtained. be able to.

[1−6.その他の変形例]
上述の実施形態では、負極活物質層2bの表面に析出したデンドライトを掻き落とすスクレイパー5を備えた二次電池10を例示したが、これに加えて、負極活物質層2bに表面処理を施す表面処理装置15(図1中に破線で示す)を用いてもよい。
[1-6. Other variations]
In the above-described embodiment, the secondary battery 10 including the scraper 5 that scrapes off the dendrite deposited on the surface of the negative electrode active material layer 2b is exemplified. The processing device 15 (shown by a broken line in FIG. 1) may be used.

例えば、負極活物質層2bの表層に微量のリチウムを供給することによってSEI皮膜(Solid Electrolyte Interface;負極2と電解液4との界面に生じる保護皮膜)を補修する表面処理装置15を設けてもよい。このような表面処理装置15を設けることで、充放電に係るリチウムイオンの負極2への充填性を向上させることができ、二次電池10の性能を高めることができる。   For example, even if the surface treatment device 15 for repairing the SEI film (Solid Electrolyte Interface; a protective film generated at the interface between the negative electrode 2 and the electrolytic solution 4) is supplied by supplying a small amount of lithium to the surface layer of the negative electrode active material layer 2b. Good. By providing such a surface treatment device 15, it is possible to improve the filling property of lithium ions related to charging and discharging into the negative electrode 2, and the performance of the secondary battery 10 can be improved.

また、上述の実施形態では、制御装置9でモーター7aを駆動するものを例示したが、負極2を駆動する手段はこれに限定されない。例えば、車両に搭載される二次電池10の場合には、その車両の駆動力を利用して負極2を駆動してもよいし、あるいはバネ動力や人力でドライブギヤ7bを回転させるような装置構成としてもよい。バネ動力を利用する場合には、モーター7aの代わりにゼンマイなどを設ければよく、人力を利用する場合には、モーター7aの代わりにドライブギヤ7bと連動するレバーハンドルなどを設ければよい。   In the above-described embodiment, the controller 9 drives the motor 7a. However, the means for driving the negative electrode 2 is not limited to this. For example, in the case of the secondary battery 10 mounted on a vehicle, the negative electrode 2 may be driven using the driving force of the vehicle, or the drive gear 7b is rotated by spring power or human power. It is good also as a structure. When spring power is used, a spring or the like may be provided in place of the motor 7a. When human power is used, a lever handle or the like interlocked with the drive gear 7b may be provided instead of the motor 7a.

また、上述の実施形態では、負極2の外側に正極1を配置するとともに、負極2の内側にモーター7a,ドライブギヤ7b及びテンショナー7c等を配置したものを例示したが、正極1,負極2,駆動装置7の具体的な配設位置はこれに限定されない。例えば図6(b)に示すように、負極2の外側に駆動装置7を配置してもよいし、負極2の内側に正極1を配置してもよい。   In the above-described embodiment, the positive electrode 1 is disposed outside the negative electrode 2 and the motor 7a, the drive gear 7b, the tensioner 7c, and the like are disposed inside the negative electrode 2, but the positive electrode 1, the negative electrode 2, The specific arrangement position of the drive device 7 is not limited to this. For example, as illustrated in FIG. 6B, the driving device 7 may be disposed outside the negative electrode 2, or the positive electrode 1 may be disposed inside the negative electrode 2.

また、上述の実施形態では、充電中に負極2を回転駆動するものを例示したが、放電中にも負極2を回転駆動することができる。この場合、負極2の回転速度Vが大きいほど、負極活物質層2bから電離するリチウム量が周方向に均一となり、放電反応を安定化させることができる。なお、充電時においても、負極2の回転速度Vを大きくするほど、負極活物質層2b内に挿入されるリチウムの濃度分布が周方向に均一となり、充電反応を安定化させることができる。したがって、回転速度Vは、最大電流状態でもリチウムイオンのインターカレーション反応が平準化される程度に十分速い速度とすることが考えられる。   In the above-described embodiment, the negative electrode 2 is rotationally driven during charging. However, the negative electrode 2 can be rotationally driven during discharging. In this case, as the rotation speed V of the negative electrode 2 increases, the amount of lithium ionized from the negative electrode active material layer 2b becomes more uniform in the circumferential direction, and the discharge reaction can be stabilized. Even during charging, as the rotational speed V of the negative electrode 2 is increased, the concentration distribution of lithium inserted into the negative electrode active material layer 2b becomes uniform in the circumferential direction, and the charging reaction can be stabilized. Therefore, it is conceivable that the rotation speed V is set to a sufficiently high speed so that the lithium ion intercalation reaction is leveled even in the maximum current state.

また、上述の実施形態では、二次電池10がリチウムイオン二次電池である場合について説明したが、電池の種類はこれに限定されない。例えば、負極2に金属リチウムを用いたリチウム金属二次電池や、亜鉛系二次電池などに上述の実施形態と同様の構造,構成を適用することができる。少なくとも、デンドライトが電極に析出する可能性がある電池であれば、上述の実施形態と同様の構造,構成を適用することで、上述の実施形態と同様の作用,効果を奏するものとなる。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the secondary battery 10 was a lithium ion secondary battery, the kind of battery is not limited to this. For example, the same structure and configuration as in the above-described embodiment can be applied to a lithium metal secondary battery using metallic lithium for the negative electrode 2, a zinc-based secondary battery, or the like. If at least a battery in which dendrite is likely to be deposited on the electrode is applied, the same operation and effect as in the above embodiment can be obtained by applying the same structure and configuration as in the above embodiment.

また、上述の実施形態では、負極2の全体が回転駆動されるものを例示したが、少なくとも負極2の負極活物質層2bが移動するものであればよい。例えば、負極集電体2aに対して負極活物質層2bを摺動自在に設けた場合には、負極活物質層2bのみを移動させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the whole of the negative electrode 2 is illustrated as being rotationally driven. However, it is sufficient that at least the negative electrode active material layer 2b of the negative electrode 2 moves. For example, when the negative electrode active material layer 2b is slidably provided with respect to the negative electrode current collector 2a, only the negative electrode active material layer 2b may be moved.

また、上述の実施形態では、負極2の負極活物質層2bの表面積が第一対向面1cの面積よりも大きく形成されるとともに、負極2の第二対向面2cを移動させるものを例示したが、これに代えて、正極1の第一対向面1cを移動させる構成としてもよい。例えば、正極1と負極2との距離が一定となるように、正極1が負極2の外周を周回移動する構造とすることが考えられる。少なくとも、第一対向面1cと第二対向面2cとの相対位置が変化する構成であれば、上述の実施形態と同様の作用,効果を奏するものとなる。   In the above-described embodiment, the negative electrode active material layer 2b of the negative electrode 2 is formed so that the surface area of the negative electrode active material layer 2b is larger than the area of the first counter surface 1c, and the second counter surface 2c of the negative electrode 2 is moved. Instead of this, the first facing surface 1c of the positive electrode 1 may be moved. For example, it can be considered that the positive electrode 1 moves around the outer periphery of the negative electrode 2 so that the distance between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 is constant. As long as at least the relative position between the first facing surface 1c and the second facing surface 2c is changed, the same operations and effects as those of the above-described embodiment are achieved.

なお、面積が大きく形成されるのは、デンドライトが発生する側の極であることが好ましい。例えば、正極1にデンドライトが発生しやすい二次電池の場合には、正極1の正極活物質層1bの表面積を第二対向面2cの面積よりも大きく形成することが好ましい。   In addition, it is preferable that a large area is formed at the pole on the side where dendrites are generated. For example, in the case of a secondary battery in which dendrite is likely to be generated in the positive electrode 1, the surface area of the positive electrode active material layer 1b of the positive electrode 1 is preferably formed larger than the area of the second facing surface 2c.

[2.第二実施形態]
[2−1.装置構成]
第二実施形態の二次電池30を図7(a),(b),図8に示す。上述の第一実施形態と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。この二次電池30の負極31は、上述の変形例に係る負極21と同様に、変形自在のフィルム状(帯状)に形成される。負極31の両端部はリールに巻き取られた状態とされており、負極31の一端部は第一リール32に接続され、負極31の他端部は第二リール33に接続される。第一リール32はドライブギヤ7bに対して係合し、第二リール33は容器8に固定された軸7dに対して係合する。
[2. Second embodiment]
[2-1. Device configuration]
The secondary battery 30 of 2nd embodiment is shown to Fig.7 (a), (b), and FIG. The same elements as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The negative electrode 31 of the secondary battery 30 is formed in a deformable film shape (strip shape) similarly to the negative electrode 21 according to the above-described modification. Both ends of the negative electrode 31 are wound around a reel, one end of the negative electrode 31 is connected to the first reel 32, and the other end of the negative electrode 31 is connected to the second reel 33. The first reel 32 is engaged with the drive gear 7 b and the second reel 33 is engaged with the shaft 7 d fixed to the container 8.

なお、第一リール32,第二リール33のそれぞれをドライブギヤ7b,軸7dに対して着脱自在とすれば、負極31の交換が可能となる。この場合、図7(b)中に破線で示すように、負極31,第一リール32,第二リール33を単一のカートリッジ35に内蔵させることで、二次電池30への組み込みが容易となり、手軽に負極31を交換することが可能となる。   If each of the first reel 32 and the second reel 33 is detachable from the drive gear 7b and the shaft 7d, the negative electrode 31 can be replaced. In this case, as shown by a broken line in FIG. 7B, by incorporating the negative electrode 31, the first reel 32, and the second reel 33 in the single cartridge 35, the incorporation into the secondary battery 30 is facilitated. The negative electrode 31 can be easily replaced.

第一実施形態の二次電池10が負極2を連続的に動かすものであるのに対し、第二実施形態の二次電池30は、負極31の性能が低下したと判断されたときに負極31を動かし、電極として機能する部位を変更するものである。負極31を移動させる方向は、帯状の負極31の延在方向とする。すなわち、負極31が第一リール32側に巻き取られる正方向と、第二リール33側に巻き取られる逆方向との両方向に移動させてもよいし、何れか一方向のみに移動させてもよい。   The secondary battery 10 of the first embodiment moves the negative electrode 2 continuously, whereas the secondary battery 30 of the second embodiment has the negative electrode 31 when it is determined that the performance of the negative electrode 31 has deteriorated. The part which functions as an electrode is changed. The direction in which the negative electrode 31 is moved is the extending direction of the strip-shaped negative electrode 31. That is, the negative electrode 31 may be moved in both the forward direction in which the negative electrode 31 is wound on the first reel 32 side and the reverse direction in which the negative electrode 31 is wound on the second reel 33 side, or may be moved in only one direction. Good.

負極31には、負極集電体31aとその表面に形成された負極活物質層31bとが備えられる。負極集電体31aは、負極集電部2dを介して導線に接続される部位であり、例えば合成繊維や樹脂などで裏面を補強された帯状の金属箔で形成される。また、負極活物質層31bは、負極集電体31aの正極1と対向する側(表面)に形成される。   The negative electrode 31 includes a negative electrode current collector 31a and a negative electrode active material layer 31b formed on the surface thereof. The negative electrode current collector 31a is a part connected to the conductive wire via the negative electrode current collector 2d, and is formed of, for example, a strip-shaped metal foil whose back surface is reinforced with synthetic fiber or resin. The negative electrode active material layer 31b is formed on the side (surface) facing the positive electrode 1 of the negative electrode current collector 31a.

以下、第一実施形態と同様に、負極31と対向する正極側の対向面のことを第一対向面1cと呼び、正極1に対向する負極側の対向面のことを第二対向面31cと呼ぶ。負極活物質層31bの表面積は、第一対向面1cの表面積よりも大きく形成される。また、負極活物質層31b上の領域を第一対向面1cと同一の大きさ毎に区分けして、それぞれの領域のことをセクター(分節領域)と呼ぶ。   Hereinafter, as in the first embodiment, a positive-side facing surface that faces the negative electrode 31 is referred to as a first facing surface 1c, and a negative-side facing surface that faces the positive electrode 1 is referred to as a second facing surface 31c. Call. The surface area of the negative electrode active material layer 31b is formed larger than the surface area of the first facing surface 1c. The region on the negative electrode active material layer 31b is divided into the same size as the first facing surface 1c, and each region is called a sector (segmented region).

各セクターは、負極31の延在方向に隣接するセクターと隙間なく配置されるものとする。図8中にセクターの境界線を破線で示す。セクターは、負極31の位置が固定された状態で、正極1との間でリチウムイオンの授受が行われうる領域に相当する。   It is assumed that each sector is arranged without a gap from a sector adjacent in the extending direction of the negative electrode 31. In FIG. 8, the boundary lines of the sectors are indicated by broken lines. The sector corresponds to a region where lithium ions can be exchanged with the positive electrode 1 in a state where the position of the negative electrode 31 is fixed.

本実施形態の負極31は、第一対向面1cに対向する部位がセクター毎に切り換えられるように駆動される。負極31の駆動装置7としては、図7(a),(b)に示すように、モーター7a,ドライブギヤ7b,軸7d及び一対のプーリー7eが設けられ、モーター7aの動作が制御装置34で制御される。なお、プーリー7eは、二次電池30の容器8に対して回動自在に支持された定滑車であり、その外周に負極31が巻き掛けられる。一対のプーリー7eは、正極1と負極31との対向距離をほぼ一定に保つように機能する。   The negative electrode 31 of the present embodiment is driven so that the portion facing the first facing surface 1c is switched for each sector. As shown in FIGS. 7A and 7B, the drive device 7 for the negative electrode 31 is provided with a motor 7a, a drive gear 7b, a shaft 7d, and a pair of pulleys 7e. The operation of the motor 7a is controlled by a control device 34. Be controlled. The pulley 7e is a fixed pulley that is rotatably supported with respect to the container 8 of the secondary battery 30, and the negative electrode 31 is wound around the outer periphery thereof. The pair of pulleys 7e function so as to keep the distance between the positive electrode 1 and the negative electrode 31 substantially constant.

また、負極31の外周近傍には、負極活物質層2bの表面に析出しうるデンドライトを掻き落とすためのスクレイパー5(除去手段)が設けられる。図7(b)中には、正方向に移動する負極31の表面からデンドライトを除去するスクレイパー5と、逆方向に移動する負極31の表面からデンドライトを除去するスクレイパー5とが示されている。   Further, a scraper 5 (removing means) is provided in the vicinity of the outer periphery of the negative electrode 31 for scraping off dendrite that may be deposited on the surface of the negative electrode active material layer 2b. FIG. 7B shows a scraper 5 that removes dendrite from the surface of the negative electrode 31 that moves in the forward direction, and a scraper 5 that removes dendrite from the surface of the negative electrode 31 that moves in the reverse direction.

制御装置34(推定手段,位置変更手段)は、例えば第一実施形態の制御装置9と同様のLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。制御装置34の信号入力側には、電流センサー11,電圧センサー12及び温度センサー13が接続される。一方、信号の出力側にはモーター7aが接続され、負極31の回転速度が制御される。図7(a)に示すように、制御装置34の内部には、切り換え条件判定部34a及び切り換え制御部34bが設けられる。切り換え条件判定部34aは金属イオンの還元によるデンドライトの発生を推定する推定手段として機能し、切り換え制御部34bは、正極1及び負極31の対向面の位置を変化させる位置変更手段として機能する。   The control device 34 (estimating means, position changing means) is configured as an LSI device or an embedded electronic device similar to the control device 9 of the first embodiment, for example. A current sensor 11, a voltage sensor 12, and a temperature sensor 13 are connected to the signal input side of the control device 34. On the other hand, a motor 7a is connected to the signal output side, and the rotational speed of the negative electrode 31 is controlled. As shown in FIG. 7A, a switching condition determination unit 34 a and a switching control unit 34 b are provided inside the control device 34. The switching condition determination unit 34a functions as an estimation unit that estimates the generation of dendrites due to reduction of metal ions, and the switching control unit 34b functions as a position changing unit that changes the positions of the opposing surfaces of the positive electrode 1 and the negative electrode 31.

切り換え条件判定部34aは、センサー11〜13で検出された電流値A,電圧値B及び温度Tなどに基づき、負極31を移動させるタイミングを判定するものである。ここでは、例えば以下のような条件が成立するか否かが判定される。何れかの条件が成立したときには、デンドライトが析出した可能性がある(又は、デンドライトの発生量,析出量が規定量以上となった可能性がある)ものと判断される。切り換え条件判定部34aでの判定結果は、切り換え制御部34bに伝達される。   The switching condition determination unit 34a determines the timing for moving the negative electrode 31 based on the current value A, voltage value B, temperature T, and the like detected by the sensors 11-13. Here, for example, it is determined whether or not the following conditions are satisfied. When any one of the conditions is satisfied, it is determined that the dendrite may have been deposited (or the dendrite generation amount and the deposition amount may have exceeded a specified amount). The determination result in the switching condition determination unit 34a is transmitted to the switching control unit 34b.

A.前回、負極31を移動させたときから所定時間が経過した
B.充電容量Cが所定容量を下回った
C.内部抵抗値Rが所定値以上になった
D.所定電流以上の充電電流が入力された
E.所定温度以下の状態で充電が開始された
F.充放電カーブに異常が発見された
A. A predetermined time has elapsed since the last time the negative electrode 31 was moved. The charge capacity C has fallen below the specified capacity. The internal resistance value R has exceeded the specified value. A charging current greater than the specified current is input. F. Charging started at a temperature below the specified temperature. An abnormality was found in the charge / discharge curve

条件Aは、セクターの使用期間に基づくものである。条件Aの「所定時間」は、例えば数ヶ月,数年といった比較的長い時間にしてもよい。あるいは、電流値Aや電圧値B,温度Tなどに基づき、予め設定された制御マップや演算式から所定時間の長さを設定してもよい。例えば、電流値A,電圧値Bが高いほど、デンドライトが析出しやすくなるものと考えて、所定時間を短くしてもよい。同様に、温度Tが低温であるほど、デンドライトが析出しやすくなるものと考えて、所定時間を短くしてもよい。   Condition A is based on the sector usage period. The “predetermined time” of the condition A may be a relatively long time such as several months or years. Alternatively, based on the current value A, voltage value B, temperature T, etc., the length of the predetermined time may be set from a preset control map or arithmetic expression. For example, the higher the current value A and the voltage value B, the easier the dendrite precipitates, and the predetermined time may be shortened. Similarly, the predetermined time may be shortened on the assumption that the lower the temperature T, the easier the dendrite precipitates.

条件Bは、単位時間あたりに負極31に挿入可能なリチウムイオンの最大値に基づくものであり、条件Cは、二次電池30の内部抵抗値Rに基づくものである。充電容量Cは、例えば充電時に電流センサー11で検出された電流値Aと電圧センサー12で検出された電圧値Bとから推定される。同様に、内部抵抗値Rは充放電時の電流値A及び電圧値Bから推定される。また、条件Dは、充電時の電流値Aが所定電流以上であるときに成立するものであり、条件Eは温度センサー13で検出された温度Tが所定温度以下のときに成立するものである。   The condition B is based on the maximum value of lithium ions that can be inserted into the negative electrode 31 per unit time, and the condition C is based on the internal resistance value R of the secondary battery 30. The charge capacity C is estimated from, for example, the current value A detected by the current sensor 11 and the voltage value B detected by the voltage sensor 12 during charging. Similarly, the internal resistance value R is estimated from the current value A and voltage value B during charging / discharging. Condition D is satisfied when the current value A during charging is equal to or greater than a predetermined current, and Condition E is satisfied when the temperature T detected by the temperature sensor 13 is equal to or lower than the predetermined temperature. .

条件Fは、二次電池30の充放電特性に基づくものである。例えば、図9(a)に実線で示すように、二次電池30の定電流条件下での充電時の電圧変動カーブ〔電圧値Bと時間(又は充電容量C)との関係を示す曲線〕を予め記憶しておき、実際の電圧値Bを定電流条件下での値に換算したものが電圧変動カーブから大きく外れた挙動を示したときに、異常が発生したと判断する。なお、デンドライトの析出量が増加するに連れて充電容量Cが低下するため、図9(a)中に破線で示すように、充電時間が延長される。したがって、電圧変動カーブの上昇の遅れが大きくなったときに、異常が発生したと判断することができる。   Condition F is based on the charge / discharge characteristics of the secondary battery 30. For example, as shown by a solid line in FIG. 9A, a voltage fluctuation curve during charging of the secondary battery 30 under a constant current condition [curve showing the relationship between the voltage value B and time (or charge capacity C)] Is stored in advance, and it is determined that an abnormality has occurred when the actual voltage value B converted to a value under a constant current condition shows a behavior greatly deviating from the voltage fluctuation curve. Since the charge capacity C decreases as the amount of dendrite deposited increases, the charging time is extended as shown by the broken line in FIG. Therefore, it can be determined that an abnormality has occurred when the delay in the rise of the voltage fluctuation curve becomes large.

あるいは、図9(b)に実線で示すように、二次電池30の定電流条件下での放電時の電圧変動カーブを予め記憶しておき、実際の電圧値Bを定電流条件下での値に換算したものが電圧変動カーブから大きく外れた挙動を示したときに、異常が発生したと判断してもよい。この場合、図9(b)中の実線の電圧変動カーブを中心とした斜線領域を設定し、放電時の電圧変動カーブが斜線領域内で変動している間は正常であると判断し、カーブの形状が斜線領域を超えた場合に、異常が発生したと判断することが考えられる。あるいは、図9(b)中に一点鎖線で示すように、電圧変動カーブが急激な電圧降下を伴う場合に、異常が発生したと判断してもよい。   Alternatively, as shown by a solid line in FIG. 9B, a voltage fluctuation curve at the time of discharging the secondary battery 30 under a constant current condition is stored in advance, and an actual voltage value B is obtained under a constant current condition. It may be determined that an abnormality has occurred when the value converted into a value shows a behavior that deviates significantly from the voltage fluctuation curve. In this case, a hatched area centered on the solid voltage fluctuation curve in FIG. 9B is set, and it is determined that the voltage fluctuation curve during discharge fluctuates within the hatched area, and the curve is normal. It can be considered that an abnormality has occurred when the shape of the line exceeds the shaded area. Alternatively, as indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 9B, it may be determined that an abnormality has occurred when the voltage fluctuation curve is accompanied by a rapid voltage drop.

切り換え制御部34bは、切り換え条件判定部34aで上記の条件A〜Fの少なくとも何れか一つが成立したときにモーター7aを駆動して、使用するセクターを切り換えるものである。ただし、条件が成立した時点で使用しているセクターの負極活物質層31b内にリチウムが残存している場合には、そのリチウムがほぼ完全に脱離,電離するのを待ってからセクターを切り換えるものとする。つまり、実際にセクターが切り換えられるタイミングは、使用中のセクターからほぼ完全に放電させた後となる。   The switching control unit 34b switches the sector to be used by driving the motor 7a when at least one of the above conditions A to F is satisfied by the switching condition determining unit 34a. However, when lithium remains in the negative electrode active material layer 31b of the sector used when the condition is satisfied, the sector is switched after waiting for the lithium to be almost completely desorbed and ionized. Shall. That is, the timing at which the sector is actually switched is after the sector in use is almost completely discharged.

このことから、次に使用されるセクターの負極活物質層31b内にリチウムが挿入されていない場合には、二次電池30を継続的に使用することができない。したがって、二次電池30の充電開始時にセクターの切り換えを実施するか否かを判断し、その判断がなされた後に充電を開始する制御構成とすることが好ましい。   From this, the secondary battery 30 cannot be used continuously when lithium is not inserted in the negative electrode active material layer 31b of the sector to be used next. Therefore, it is preferable to determine whether or not to perform sector switching at the start of charging of the secondary battery 30 and to start charging after the determination is made.

例えば、電流センサー11で検出された電流値Aに基づいて充電の開始を判断し、充電が開始されたと判定されたときに、セクターの切り換えを判定する診断モードへと移行する。診断モードでは、使用中のセクターにデンドライトが発生した可能性があるか(あるいは析出量が規定量以上となった可能性があるか)を判定し、その可能性がある場合にはセクターを切り換える制御を実施してから充電を開始する。また、デンドライトが発生した可能性がない場合には、セクターを切り換えずに充電を開始する。   For example, the start of charging is determined based on the current value A detected by the current sensor 11, and when it is determined that charging has started, the mode shifts to a diagnostic mode in which sector switching is determined. In the diagnostic mode, it is judged whether there is a possibility that dendrite has occurred in the sector in use (or the deposition amount may have exceeded the specified amount), and if there is a possibility, the sector is switched. Charging starts after the control is performed. If there is no possibility that dendrite has occurred, charging is started without switching sectors.

一方、次に使用されるセクターの負極活物質層31b内にリチウムが挿入されている場合には、二次電池30の通常使用中(放電中)であっても、セクターの切り換えに係るわずかなタイムラグを除けば、二次電池30を継続的に使用する(放電させる)ことが可能である。例えば、前述のカードリッジ式の負極31を用いる場合には、予め負極活物質層31bの内部にリチウムを挿入しておけばよい。   On the other hand, when lithium is inserted into the negative electrode active material layer 31b of the sector to be used next, even when the secondary battery 30 is in normal use (during discharge), there is a slight amount related to sector switching. Except for the time lag, the secondary battery 30 can be continuously used (discharged). For example, when the above-described cardridge negative electrode 31 is used, lithium may be inserted into the negative electrode active material layer 31b in advance.

[2−2.フローチャート]
図10は、制御装置34の内部で実施される制御手順を例示するフローチャートであり、二次電池30の充電開始時の診断モードで実施される。
ステップB10では、切り換え条件判定部34aで条件Aが成立するか否かが判定される。前回、負極31を移動させたときから所定時間が経過している場合には、デンドライトが析出した可能性があるものと判断されてステップB70に進み、この条件が成立しない場合にはステップB20に進む。
[2-2. flowchart]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a control procedure performed inside the control device 34, and is performed in a diagnosis mode when charging of the secondary battery 30 is started.
In Step B10, it is determined whether or not the condition A is satisfied by the switching condition determination unit 34a. If the predetermined time has elapsed since the last time the negative electrode 31 was moved, it is determined that dendrite may have precipitated, and the process proceeds to step B70. If this condition is not satisfied, the process proceeds to step B20. move on.

ステップB20では、条件Bが成立するか否かが判定される。ここで負極31の充電容量Cが所定容量を下回っている場合には、デンドライトが析出した可能性があるものと判断されてステップB70に進み、この条件が成立しない場合にはステップB30に進む。
以下同様に、ステップB30,B40,B50,B60では、条件C,条件D,条件E,条件Fが成立するか否かが判定され、それぞれの条件成立時にはステップB70に進む。一方、条件A〜Fの何れも成立しない場合には、デンドライトが析出した可能性がないものと判断されて、診断モードが終了する。この場合、セクターが切り換えられることなく充電が開始される。
In Step B20, it is determined whether or not the condition B is satisfied. If the charge capacity C of the negative electrode 31 is below the predetermined capacity, it is determined that dendrite may have been deposited, and the process proceeds to step B70. If this condition is not satisfied, the process proceeds to step B30.
Similarly, in Steps B30, B40, B50, and B60, it is determined whether Condition C, Condition D, Condition E, and Condition F are satisfied. When each condition is satisfied, the process proceeds to Step B70. On the other hand, when none of the conditions A to F is satisfied, it is determined that there is no possibility that the dendrite has precipitated, and the diagnosis mode is terminated. In this case, charging is started without switching sectors.

一方、ステップB70では、切り換え制御部34bにおいて、その時点で使用しているセクターを完全に放電させる制御が実施される。そのセクター内の残存電力は、電流センサー11で検出される電流値Aや電圧センサー12で検出される電圧値Bから推定される。ここで残存電力が所定電力以下になると、制御がステップB80に進む。
ステップB80では、モーター7aを駆動する制御信号が切り換え制御部34bから出力され、使用するセクターが切り換えられる。これにより、未使用のセクターが負極31側の電極として機能するため、二次電池30が新品と同様の性能を発揮することになる。
On the other hand, in step B70, the switching control unit 34b performs control to completely discharge the sector used at that time. The remaining power in the sector is estimated from the current value A detected by the current sensor 11 and the voltage value B detected by the voltage sensor 12. If the remaining power becomes equal to or lower than the predetermined power, the control proceeds to step B80.
In step B80, a control signal for driving the motor 7a is output from the switching control unit 34b, and the sector to be used is switched. Thereby, since the unused sector functions as an electrode on the negative electrode 31 side, the secondary battery 30 exhibits the same performance as a new battery.

[2−3.作用,効果]
(1)上記の二次電池30では、負極活物質層31b上の領域が第一対向面1cと同一の大きさのセクターに区分けされ、第一対向面1cに対向する部位がセクター毎に切り換えられる。このように、負極31の第二対向面31cをセクター毎に移動させることにより、負極活物質層31bの単位表面積あたりの活物質利用率を低下させることができ、デンドライトの発生を抑制することができる。また、デンドライトが全く生じていない未使用のセクターを使用し続けることができ、二次電池30の性能を高めることができる。
[2-3. Action, effect]
(1) In the secondary battery 30, the region on the negative electrode active material layer 31b is divided into sectors having the same size as the first facing surface 1c, and the portion facing the first facing surface 1c is switched for each sector. It is done. Thus, by moving the second opposing surface 31c of the negative electrode 31 for each sector, the active material utilization rate per unit surface area of the negative electrode active material layer 31b can be reduced, and the generation of dendrite can be suppressed. it can. Further, it is possible to continue using unused sectors where no dendrite is generated, and the performance of the secondary battery 30 can be improved.

(2)また、上記のセクターの切り換えは、使用中のセクターにデンドライトが発生した可能性があると判定された場合に実施される。既に使用されたセクターは、その後使用されることはない。したがって、仮に移動前のセクター上にデンドライトが発生していたとしても、それ以上のデンドライトの成長を防止することができる。また、デンドライトが発生した可能性がない場合にはセクターを移動させる制御が実施されないため、モーター7aの駆動に係るエネルギーを節約することができる。   (2) The sector switching is performed when it is determined that there is a possibility that dendrite has occurred in the sector in use. Already used sectors will not be used afterwards. Therefore, even if dendrite is generated on the sector before movement, further dendrite growth can be prevented. Further, when there is no possibility of the occurrence of dendrite, the control for moving the sector is not performed, so that it is possible to save energy for driving the motor 7a.

(3)また、上記の二次電池30の負極31は、両端部が第一リール32,第二リール33に巻き取られた帯状に形成されている。これにより、第一対向面1cに対向する部位以外の部分を第一リール32,第二リール33に巻き取った状態でコンパクトに纏めることができる。つまり、第一リール32,第二リール33が占有する体積に比して負極31の負極活物質層31bの表面積を格段に増大させることができ、負極31や二次電池30の小型化が容易となる。また、負極31,第一リール32,第二リール33を単一のカートリッジ35に内蔵させれば、そのカートリッジ35を交換するだけで新たな負極31を使用することができ、二次電池30のメンテナンス性を向上させることができる。   (3) Further, the negative electrode 31 of the secondary battery 30 is formed in a strip shape in which both end portions are wound around the first reel 32 and the second reel 33. Thereby, parts other than the site | part which opposes the 1st opposing surface 1c can be put together compactly in the state wound up by the 1st reel 32 and the 2nd reel 33. FIG. That is, the surface area of the negative electrode active material layer 31b of the negative electrode 31 can be remarkably increased as compared with the volume occupied by the first reel 32 and the second reel 33, and the negative electrode 31 and the secondary battery 30 can be easily downsized. It becomes. Further, if the negative electrode 31, the first reel 32, and the second reel 33 are built in a single cartridge 35, a new negative electrode 31 can be used simply by replacing the cartridge 35. Maintainability can be improved.

(4)また、上記の二次電池30では、条件A〜条件Fの少なくとも何れか一つが成立したときに、セクターを移動させる制御が実施されるため、デンドライトの成長を確実に防止することができる。また、負極31の使用時間だけでなく、充電容量Cや内部抵抗値R,電流値A,温度T,電圧値Bの変動カーブといった多様な観点からデンドライトの発生の可能性を検証することで、判定精度を向上させることができる。   (4) Further, in the secondary battery 30 described above, when at least one of the conditions A to F is satisfied, the control for moving the sector is performed, so that dendrite growth can be reliably prevented. it can. In addition, by verifying the possibility of dendrite generation from various viewpoints such as the charging capacity C, the internal resistance value R, the current value A, the temperature T, and the voltage value B variation curve as well as the usage time of the negative electrode 31, The determination accuracy can be improved.

(5)さらに、上記の二次電池30では、条件A〜条件Fの何れかが成立した時点で使用しているセクターの負極活物質層31b内にリチウムが残存している場合には、そのリチウムがほぼ完全に電離するのを待ってからセクターが切り換えられる。このような遅延処理を介入させることで、電解液4中のリチウムイオン濃度を維持することができ、二次電池30の性能を確保することができる。   (5) Furthermore, in the secondary battery 30 described above, when lithium remains in the negative electrode active material layer 31b of the sector used when any of the conditions A to F is satisfied, The sector is switched after waiting for the lithium to be almost completely ionized. By interposing such a delay process, the lithium ion concentration in the electrolytic solution 4 can be maintained, and the performance of the secondary battery 30 can be ensured.

[2−4.変形例]
上述の第二実施形態では、両端部がリール32,33に巻き取られた帯状の負極31を用いたものを例示したが、負極31の形状はこれに限定されない。例えば、第一実施形態と同様に無端環状のものを用いることができる。この場合、図5に示すように、電極の搬送経路上に除去槽22,洗浄槽23,再生槽24,乾燥ユニット25などを設けることで、使用済みのセクターを再生することができ、セクターの切り換えを恒久的に繰り返すことができる。また、負極31の交換が不要となり、二次電池30のランニングコストを削減することができる。
[2-4. Modified example]
In the second embodiment described above, the belt-shaped negative electrode 31 having both ends wound around the reels 32 and 33 is exemplified, but the shape of the negative electrode 31 is not limited to this. For example, as in the first embodiment, an endless ring can be used. In this case, as shown in FIG. 5, by providing a removal tank 22, a cleaning tank 23, a regeneration tank 24, a drying unit 25, etc. on the electrode transport path, it is possible to regenerate used sectors. Switching can be repeated permanently. Further, the replacement of the negative electrode 31 is not necessary, and the running cost of the secondary battery 30 can be reduced.

また、上述の第二実施形態では、制御装置34でモーター7aの動作を制御することによって負極活物質層31b上での第二対向面31cの位置を移動させるものを例示したが、第一実施形態の変形例と同様に、負極31を駆動する手段として車両の駆動力やバネ動力,人力を利用してもよい。   In the second embodiment described above, the controller 34 controls the operation of the motor 7a to move the position of the second facing surface 31c on the negative electrode active material layer 31b. Similarly to the modification of the embodiment, the driving force, spring power, and human power of the vehicle may be used as means for driving the negative electrode 31.

[3.第三実施形態]
[3−1.装置構成]
第一実施形態では、充電時に負極2が回転駆動されるものを説明し、第二実施形態では、デンドライトが発生した可能性がある場合に第二対向面31cが移動するものを説明した。一方、第三実施形態の二次電池40は、これらの両方の要素を取り入れたものである。第三実施形態の二次電池40を図11に示す。上述の第一実施形態,第二実施形態と同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。
[3. Third embodiment]
[3-1. Device configuration]
In the first embodiment, the case where the negative electrode 2 is rotationally driven at the time of charging is described, and in the second embodiment, the case where the second facing surface 31c moves when there is a possibility that dendrite has occurred has been described. On the other hand, the secondary battery 40 of the third embodiment incorporates both of these elements. A secondary battery 40 of the third embodiment is shown in FIG. Elements similar to those in the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

二次電池40の負極41は、負極集電体41aの表面に負極活物質層41bが形成された無端環状の電極である。負極41は、第一実施形態の負極2と同様に、側面視で円形となる環形状に形成され、環の中心を回転軸にして容器8に対して回転可能に設けられる。一方、負極41は、第一実施形態の負極2よりも幅が広く形成されており、かつ、負極41に対向する正極1の幅よりも幅広とされている。   The negative electrode 41 of the secondary battery 40 is an endless annular electrode in which a negative electrode active material layer 41b is formed on the surface of a negative electrode current collector 41a. Similarly to the negative electrode 2 of the first embodiment, the negative electrode 41 is formed in a ring shape that is circular in a side view, and is provided so as to be rotatable with respect to the container 8 with the center of the ring as a rotation axis. On the other hand, the negative electrode 41 is formed wider than the negative electrode 2 of the first embodiment, and is wider than the width of the positive electrode 1 facing the negative electrode 41.

また、負極活物質層41bの表面には、複数本のトラックが帯状に区分けされる。これらのトラックは、負極41の延在方向に沿って配置される。図12中にトラックの境界線を破線で示す。トラックは、正極1の位置が固定された状態で負極41が回転駆動されたときに、正極1との間でリチウムイオンの授受が行われうる領域に相当する。第二実施形態のセクターが負極31の延在方向に隣接するものであるのに対し、第三実施形態のトラックは、負極41の延在方向に対する垂直方向に隣接するように配置される。   In addition, a plurality of tracks are divided into strips on the surface of the negative electrode active material layer 41b. These tracks are arranged along the extending direction of the negative electrode 41. In FIG. 12, the boundary line of the track is indicated by a broken line. The track corresponds to a region where lithium ions can be exchanged with the positive electrode 1 when the negative electrode 41 is rotationally driven with the position of the positive electrode 1 fixed. While the sector of the second embodiment is adjacent to the extending direction of the negative electrode 31, the track of the third embodiment is arranged to be adjacent to the direction perpendicular to the extending direction of the negative electrode 41.

また、この二次電池40には、負極41を回転駆動するための駆動装置7と、正極1を移動させるための第二駆動装置42とが設けられる。以下、第一実施形態と同様に、負極41と対向する正極側の対向面のことを第一対向面1cと呼び、正極1に対向する負極側の対向面のことを第二対向面41cと呼ぶ。   In addition, the secondary battery 40 is provided with a driving device 7 for rotationally driving the negative electrode 41 and a second driving device 42 for moving the positive electrode 1. Hereinafter, as in the first embodiment, a positive-side facing surface that faces the negative electrode 41 is referred to as a first facing surface 1c, and a negative-side facing surface that faces the positive electrode 1 is referred to as a second facing surface 41c. Call.

駆動装置7は、負極活物質層41b上における第二対向面41cの位置が、負極41の延在方向に沿って移動するように負極41を駆動する。つまり、駆動装置7が負極41を移動させる方向は、図12中のX方向である。一方、第二駆動装置42は、正極活物質層1b上における第一対向面1cの位置がトラックの隣接方向に移動するように正極1を駆動する。つまり、第二駆動装置42が正極1を移動させる方向は、図12中のY方向である。これらの駆動装置7及び第二駆動装置42の動作は、制御装置43によって制御される。   The driving device 7 drives the negative electrode 41 so that the position of the second facing surface 41 c on the negative electrode active material layer 41 b moves along the extending direction of the negative electrode 41. That is, the direction in which the driving device 7 moves the negative electrode 41 is the X direction in FIG. On the other hand, the second drive device 42 drives the positive electrode 1 so that the position of the first facing surface 1c on the positive electrode active material layer 1b moves in the adjacent direction of the track. That is, the direction in which the second drive device 42 moves the positive electrode 1 is the Y direction in FIG. The operations of the driving device 7 and the second driving device 42 are controlled by the control device 43.

制御装置43は、例えば第一実施形態の制御装置9と同様のLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。制御装置43の信号入力側には、電流センサー11,電圧センサー12及び温度センサー13が接続される。一方、信号の出力側にはモーター7a及び第二駆動装置42が接続され、負極41の回転速度Vと正極1の移動のタイミングとが制御される。図11に示すように、制御装置43の内部には、速度演算部43a,補正係数演算部43b,制御部43c,切り換え条件判定部43d及び切り換え制御部43eが設けられる。   For example, the control device 43 is configured as an LSI device or an embedded electronic device similar to the control device 9 of the first embodiment. A current sensor 11, a voltage sensor 12, and a temperature sensor 13 are connected to the signal input side of the control device 43. On the other hand, the motor 7a and the second drive device 42 are connected to the signal output side, and the rotational speed V of the negative electrode 41 and the timing of movement of the positive electrode 1 are controlled. As shown in FIG. 11, a speed calculation unit 43a, a correction coefficient calculation unit 43b, a control unit 43c, a switching condition determination unit 43d, and a switching control unit 43e are provided inside the control device 43.

速度演算部43a,補正係数演算部43bはそれぞれ、第一実施形態の速度演算部9a,補正係数演算部9bに対応するものであり、負極41の回転速度V,補正係数Kを演算する。また、制御部43cは、第一実施形態の制御部9cに対応するものであり、演算された回転速度V及び補正係数Kに基づいて、二次電池40の充電時におけるモーター7aの回転速度VMを制御する。   The speed calculation unit 43a and the correction coefficient calculation unit 43b correspond to the speed calculation unit 9a and the correction coefficient calculation unit 9b of the first embodiment, respectively, and calculate the rotation speed V and the correction coefficient K of the negative electrode 41. The control unit 43c corresponds to the control unit 9c of the first embodiment, and the rotation speed VM of the motor 7a when charging the secondary battery 40 is based on the calculated rotation speed V and the correction coefficient K. To control.

切り換え条件判定部43dは、第二実施形態の切り換え条件判定部34aに対応し、センサー11〜13で検出された電流値A,電圧値B及び温度Tなどに基づき、正極1を移動させるタイミングを判定するものである。ここでは、例えば上記の条件A〜Fが成立するか否かが判定される。なお、第二実施形態では、使用中のセクターにデンドライトが析出した可能性があるか否かが判定されるのに対して、第三実施形態では、使用中のトラックにデンドライトが析出した可能性があるか否かが判定される。   The switching condition determination unit 43d corresponds to the switching condition determination unit 34a of the second embodiment, and has a timing for moving the positive electrode 1 based on the current value A, voltage value B, temperature T, and the like detected by the sensors 11-13. Judgment. Here, for example, it is determined whether or not the above conditions A to F are satisfied. In the second embodiment, it is determined whether or not there is a possibility that the dendrite is deposited in the sector in use, whereas in the third embodiment, the possibility that the dendrite is deposited on the track in use. It is determined whether or not there is.

切り換え制御部43eは、第二実施形態の切り換え制御部34bに対応し、切り換え条件判定部43dで上記の条件A〜Fの少なくとも何れか一つが成立したときに第二駆動装置42を駆動して、使用するトラックを変更するものである。トラックの切り換えタイミングは、使用しているトラックの負極活物質層41b内に残存するリチウムがほぼ完全に電離した後とされる。   The switching control unit 43e corresponds to the switching control unit 34b of the second embodiment, and drives the second driving device 42 when at least one of the above conditions A to F is satisfied by the switching condition determination unit 43d. , To change the track to be used. The track switching timing is set after the lithium remaining in the negative electrode active material layer 41b of the used track is almost completely ionized.

[3−2.作用,効果]
上記の二次電池40では、充電時に負極41全体が回転駆動され、何れかのトラック内で第二対向面41cの位置がX方向に向かって連続的に移動する。これにより、第一実施形態の二次電池10と同様に、負極41の表面についての電流密度を低下させることができ、負極活物質層41bの単位表面積あたりの活物質利用率を低下させることができる。このように、第三実施形態の二次電池40は、第一実施形態の二次電池10と同様の効果を奏するものとなる。
[3-2. Action, effect]
In the above secondary battery 40, the entire negative electrode 41 is rotationally driven during charging, and the position of the second facing surface 41c continuously moves in the X direction in any track. Thereby, like the secondary battery 10 of 1st embodiment, the current density about the surface of the negative electrode 41 can be reduced, and the active material utilization rate per unit surface area of the negative electrode active material layer 41b can be reduced. it can. As described above, the secondary battery 40 of the third embodiment has the same effect as the secondary battery 10 of the first embodiment.

一方、使用中のトラック内にデンドライトが発生した可能性があると判定された場合には、正極1がY方向に向かってスライド移動し、第一対向面1cに相対するトラック(すなわち、第二対向面41cの存在するトラック)が切り換えられる。これにより、負極活物質層41bの単位表面積あたりの活物質利用率を低下させることができ、デンドライトの発生を抑制することができるとともに、未使用のトラックを使用し続けることができる。このように、第三実施形態の二次電池40は、第二実施形態の二次電池30と同様の効果をも奏するものとなる。   On the other hand, when it is determined that there is a possibility that dendrite has occurred in the track in use, the positive electrode 1 slides in the Y direction and faces the first opposing surface 1c (that is, the second track). The track on which the opposing surface 41c exists is switched. Thereby, the active material utilization rate per unit surface area of the negative electrode active material layer 41b can be reduced, generation of dendrites can be suppressed, and unused tracks can be used continuously. Thus, the secondary battery 40 of the third embodiment also has the same effect as the secondary battery 30 of the second embodiment.

1 正極(第一電極)
2,21,31,41 負極(第二電極)
5 スクレイパー(除去手段)
7 駆動装置(位置変更手段)
9,34,43 制御装置(推定手段,位置変更手段)
10,20,30,40 二次電池
22 除去槽(除去手段)
23 洗浄槽(除去手段)
24 再生槽(再生手段)
1 Positive electrode (first electrode)
2, 21, 31, 41 Negative electrode (second electrode)
5 Scraper (removal means)
7 Drive unit (position changing means)
9, 34, 43 Control device (estimating means, position changing means)
10, 20, 30, 40 Secondary battery 22 Removal tank (removal means)
23 Cleaning tank (removal means)
24 Regeneration tank (regeneration means)

Claims (9)

第一電極と、
前記第一電極に対向して配置され、前記第一電極の対向面よりも大きな表面積を持つ第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極の間に配置され、少なくとも金属イオンを含む電解液と、
前記第一電極に対する前記第二電極の対向面の位置を変化させる位置変更手段と、を備えた
ことを特徴とする、二次電池。
A first electrode;
A second electrode disposed opposite the first electrode and having a larger surface area than the facing surface of the first electrode;
An electrolyte solution disposed between the first electrode and the second electrode and including at least a metal ion;
A secondary battery, comprising: a position changing unit that changes a position of an opposing surface of the second electrode with respect to the first electrode.
前記金属イオンの還元によるデンドライトの発生を推定する推定手段を備え、
前記位置変更手段が、前記推定手段の推定結果に基づいて前記第二電極の対向面の位置を変化させる
ことを特徴とする、請求項1記載の二次電池。
Comprising estimation means for estimating the generation of dendrites due to reduction of the metal ions,
The secondary battery according to claim 1, wherein the position changing unit changes the position of the facing surface of the second electrode based on the estimation result of the estimating unit.
前記推定手段が、充放電状態に基づいて前記デンドライトの発生を推定する
ことを特徴とする、請求項2記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 2, wherein the estimation unit estimates generation of the dendrite based on a charge / discharge state.
前記第二電極が、表面に複数の分節領域を有し、
前記各分節領域の一部が、前記第一電極に対向して配置され、
前記位置変更手段が、前記推定手段により得られた前記デンドライトの発生状態に基づいて前記分節領域毎に前記第一電極に対向する分節領域を選択する
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の二次電池。
The second electrode has a plurality of segmented regions on its surface;
A portion of each of the segment regions is disposed to face the first electrode;
The said position change means selects the segment area | region which opposes said 1st electrode for every said segment area | region based on the generation state of the said dendrite obtained by the said estimation means, The Claim 2 or 3 characterized by the above-mentioned. Secondary battery.
前記位置変更手段が、前記金属イオンもしくは前記デンドライトを含む前記金属イオンの還元物を前記電解液中もしくは前記第一電極へ移動させた後に、前記第二電極の対向面の位置を変化させる
ことを特徴とする、請求項4記載の二次電池。
The position changing means changes the position of the facing surface of the second electrode after moving the metal ion or the reduced product of the metal ion containing the dendrite in the electrolyte or to the first electrode. The secondary battery according to claim 4, wherein the secondary battery is characterized.
前記第二電極に発生したデンドライトを掻き落とす除去手段を備えた
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 1, further comprising a removing unit that scrapes off dendrite generated on the second electrode.
前記第二電極の表層を化学的に分解する分解手段と、
前記分解手段による前記表層の分解後に前記表層を再生する再生手段と、を備えた
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の二次電池。
Decomposition means for chemically decomposing the surface layer of the second electrode;
The secondary battery according to claim 1, further comprising a reproducing unit that regenerates the surface layer after the decomposition of the surface layer by the decomposition unit.
前記第二電極が、無端環状に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 1, wherein the second electrode is formed in an endless annular shape.
前記第二電極が、端部をリールに巻き取られた帯状に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の二次電池。
The secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the second electrode is formed in a band shape having an end wound on a reel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017073370A (en) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社ピューズ Storage battery maintenance device and storage battery maintenance method
CN108336437A (en) * 2017-12-21 2018-07-27 维沃移动通信有限公司 A kind of battery check device, method and mobile terminal
CN113097584A (en) * 2021-03-19 2021-07-09 深圳清研装备科技有限公司 Continuous safe discharge method and device for waste lithium battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017073370A (en) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社ピューズ Storage battery maintenance device and storage battery maintenance method
CN108336437A (en) * 2017-12-21 2018-07-27 维沃移动通信有限公司 A kind of battery check device, method and mobile terminal
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