JP2015026507A - Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same - Google Patents

Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2015026507A
JP2015026507A JP2013155357A JP2013155357A JP2015026507A JP 2015026507 A JP2015026507 A JP 2015026507A JP 2013155357 A JP2013155357 A JP 2013155357A JP 2013155357 A JP2013155357 A JP 2013155357A JP 2015026507 A JP2015026507 A JP 2015026507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage device
power storage
charging
power
conductive polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013155357A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
阿部 正男
Masao Abe
正男 阿部
大谷 彰
Akira Otani
彰 大谷
植谷 慶裕
Yoshihiro Uetani
慶裕 植谷
弘義 武
Hiroyoshi Take
弘義 武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2013155357A priority Critical patent/JP2015026507A/en
Publication of JP2015026507A publication Critical patent/JP2015026507A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device, and a portable phone and a battery type electric car having the same, capable of achieving charging of high capacity that has not been obtained by a non-contact charging system in a short time.SOLUTION: The power storage device 1 includes a receiving antenna 4 that receives electric power supplied from the outside and a power storage device 2 connected with the receiving antenna 4. The power storage device 2 has an electrode including conductive polymer. By electromagnetically coupling a transmission antenna 5 in a transmission apparatus 6 and the receiving antenna 4 at charging, the power storage device 2 is charged in a non-contact manner.

Description

本発明は、蓄電装置およびそれを用いた携帯電話並びにバッテリー式電気自動車であって、非接触充電方式において従来にはない大容量の充電が短時間で可能になる蓄電装置およびそれを用いた携帯電話並びにバッテリー式電気自動車に関するものである。   The present invention relates to a power storage device, a mobile phone using the power storage device, and a battery-powered electric vehicle, and a power storage device capable of charging a large capacity in a short time in a non-contact charging system and a mobile phone using the same The present invention relates to a telephone and a battery type electric vehicle.

従来より、携帯電話等の電源として使用される二次電池等の蓄電デバイスを充電する充電装置と、当該蓄電デバイスとの間に存在する電気的接点等に起因する問題(例えば、電子的接点が汚損した場合には接触不良となって充電ができなくなるという問題)がある。これを解決するため、充電装置と接点なしで充電可能な非接触充電方式に基づく携帯電子機器用電源システムが提案されている(特許文献1参照)。これは、金属接点をなくし、誘導コイルにより電力を伝達、充電する非接触型の電源システムであり、既に広く商品化されている。   Conventionally, problems caused by a charging device for charging a power storage device such as a secondary battery used as a power source of a mobile phone and the like and an electrical contact existing between the power storage device (for example, an electronic contact In the case of contamination, there is a problem that charging becomes impossible and charging cannot be performed. In order to solve this, a power supply system for portable electronic devices based on a non-contact charging method that can be charged without a contact with a charging device has been proposed (see Patent Document 1). This is a non-contact type power supply system that eliminates metal contacts and transmits and charges power by an induction coil, and has already been widely commercialized.

また、最近においては、携帯電話本体と充電装置のセットの使い勝手をより向上することが重視されるようになり、置くだけで充電できるイージーオペレーションタイプのものが強く望まれるようになってきている(特許文献2参照)。   Recently, it has become more important to improve the usability of the mobile phone body and the charging device set, and an easy operation type that can be charged by simply placing it has been strongly desired ( Patent Document 2).

上記特許文献1の携帯電子機器用電源システムでは、蓄電デバイスとしてニッケルカドミウム電池を使用しているが、近年では蓄電デバイスとしてニッケルカドミウム電池に比較して小型軽量かつ蓄電容量が大きいリチウムイオン二次電池が主に使用されている。   In the power supply system for portable electronic devices disclosed in Patent Document 1, a nickel cadmium battery is used as an electricity storage device. In recent years, a lithium ion secondary battery that is smaller and lighter and has a larger electricity storage capacity than a nickel cadmium battery as an electricity storage device. Is mainly used.

特開2003−244855号公報JP 2003-244855 A 特開2006−311712号公報JP 2006-311712 A 特表2013−528043号公報Special table 2013-528043 gazette

しかしながら、上記リチウムイオン二次電池は、電気化学反応によって電気エネルギーを得る蓄電デバイスであって、上記電気化学反応の速度が小さいために、出力密度が低いという重要な問題があり、さらに、電池の内部抵抗が高いので、急速な充放電は困難である。また、上記正極活物質の比重が大きいので、単位重量当りの容量密度には尚、改善の余地があり、そのうえ、充放電に伴う電気化学反応によって電極や電解液が劣化するので、一般に寿命、即ち、サイクル特性もよくない。   However, the lithium ion secondary battery is an electricity storage device that obtains electric energy by an electrochemical reaction, and has a significant problem that the output density is low because the speed of the electrochemical reaction is low. Rapid charge / discharge is difficult due to high internal resistance. In addition, since the specific gravity of the positive electrode active material is large, there is still room for improvement in the capacity density per unit weight, and in addition, since the electrode and the electrolytic solution deteriorate due to the electrochemical reaction associated with charge and discharge, generally the life, That is, the cycle characteristics are not good.

一方、最近になって、大気汚染や、さらには、地球の温暖化の問題についても、真剣にこれを解決する方策が研究されており、その一つとして、ハイブリッド車や電気自動車が既に実用化の段階に入っており、蓄電デバイスを無線充電システム(以下「非接触充電方式」ということがある)にて充電することが提案されている(特許文献3参照)。リチウムイオン二次電池は、これらの主な蓄電デバイスとして実用化されている。   On the other hand, recently, measures to seriously solve the problem of air pollution and global warming have been studied, and as one of them, hybrid vehicles and electric vehicles have already been put into practical use. In this stage, it is proposed to charge the power storage device with a wireless charging system (hereinafter also referred to as “non-contact charging method”) (see Patent Document 3). Lithium ion secondary batteries have been put into practical use as these main power storage devices.

しかし、ハイブリッド車や電気自動車のための蓄電デバイスは、特に、回生ブレーキによる急速充電や加速時に高い出力密度が求められるところ、リチウムイオン二次電池は、蓄電容量は高いが、上述したように、出力密度は低いという問題がある。   However, power storage devices for hybrid vehicles and electric vehicles are particularly demanded for high power density during rapid charging and acceleration by regenerative braking.Lithium ion secondary batteries have a high power storage capacity. There is a problem that the power density is low.

そこで、電気二重層キャパシタが注目されている。電気二重層キャパシタは、通常、粉末活性炭や繊維状活性炭等の比表面積の大きい導電性多孔性炭素材料を用いて形成された分極性電極を用い、電解液中の支持電解質イオンの物理吸着特性を利用して、電気を貯蔵するデバイスである。そのため、電気二重層キャパシタは、出力密度が高く、急速充電も可能であり、しかも、その寿命は著しく長い。   Therefore, electric double layer capacitors have attracted attention. An electric double layer capacitor usually uses a polarizable electrode formed of a conductive porous carbon material having a large specific surface area such as powdered activated carbon or fibrous activated carbon, and exhibits physical adsorption characteristics of supporting electrolyte ions in the electrolyte. It is a device that uses and stores electricity. For this reason, the electric double layer capacitor has a high output density, can be rapidly charged, and has a remarkably long life.

しかし一方において、電気二重層キャパシタは、蓄電容量が非常に小さい。例えば、電気二重層キャパシタは、リチウムイオン二次電池に比較して、体積エネルギー密度が約1/50〜1/20であるといわれている。このため、ハイブリッド車や電気自動車のための蓄電デバイスとしての実用化には問題がある。   However, on the other hand, the electric double layer capacitor has a very small storage capacity. For example, an electric double layer capacitor is said to have a volume energy density of about 1/50 to 1/20 compared to a lithium ion secondary battery. For this reason, there is a problem in practical use as a power storage device for a hybrid vehicle or an electric vehicle.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、非接触充電方式において従来にはない大容量の充電が短時間で可能となる蓄電装置およびそれを用いた携帯電話並びにバッテリー式電気自動車を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a power storage device capable of charging in a short time a large capacity in a non-contact charging method, a mobile phone using the same, and a battery-powered electric vehicle The purpose is to provide.

上記の目的を達成するため、本発明は、外部から供給される電力を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナに接続された蓄電デバイスとを備え、上記蓄電デバイスが、導電性ポリマーを含む電極を有する蓄電装置を第一の要旨とする。   In order to achieve the above object, the present invention includes a receiving antenna that receives electric power supplied from the outside, and an electric storage device connected to the receiving antenna, and the electric storage device includes an electrode containing a conductive polymer. A power storage device having the first feature is described.

そして、本発明は、上記第一の要旨である蓄電装置を用いてなる携帯電話機であることを第二の要旨とし、同様に、上記第一の要旨である蓄電装置を用いてなるバッテリー式電気自動車であることを第三の要旨とする。   And this invention makes it 2nd summary to be a mobile telephone using the electrical storage apparatus which is said 1st summary, and similarly battery-type electricity which uses electrical storage device which is said 1st summary The third point is that it is an automobile.

すなわち、本発明者らは、従来にない電池性能に優れた蓄電装置を得るため、鋭意研究を行った。その結果、導電性ポリマーを含む電極を有する蓄電デバイスを、蓄電装置の蓄電デバイスとして用いると、上記導電性ポリマーを含む電極を有する蓄電デバイスの高容量、高出力、高いサイクル特性が、非接触充電時においても安定した電力供給を可能にする。そのため、従来の非接触充電では考えられない程の大容量の充電が短時間で可能となることを見出し、本発明に到達した。   That is, the present inventors have conducted intensive research in order to obtain a power storage device that has an unprecedented battery performance. As a result, when an electricity storage device having an electrode containing a conductive polymer is used as an electricity storage device of an electricity storage device, the high capacity, high output, and high cycle characteristics of the electricity storage device having an electrode containing the conductive polymer are contactless charging. Enables stable power supply even at times. For this reason, the inventors have found that large-capacity charging that is unthinkable with conventional non-contact charging is possible in a short time, and reached the present invention.

本発明の蓄電装置は、外部から供給される電力を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナに接続された蓄電デバイスとを備え、上記蓄電デバイスが、導電性ポリマーを含む電極を有するものであるため、上記蓄電デバイスの電池容量が大きく、充電速度も速いことから、非接触充電方式において従来にはない大容量の充電が短時間で可能になる。   The power storage device of the present invention includes a reception antenna that receives power supplied from the outside and a power storage device connected to the reception antenna, and the power storage device includes an electrode containing a conductive polymer. In addition, since the battery capacity of the electricity storage device is large and the charging speed is fast, large-capacity charging that is not possible in the past in the non-contact charging method is possible in a short time.

さらに、上記導電性ポリマーを含む電極が、さらにアニオン性材料を含むものであると、この蓄電装置を用いた電気機器はより一層サイクル特性および充電速度を有するようになる。   Furthermore, when the electrode including the conductive polymer further includes an anionic material, an electric device using the power storage device has further cycle characteristics and a charging speed.

さらに、上記の蓄電装置を用いてなる携帯電話機またはバッテリー式電気自動車であると、非接触充電方式で、大容量の充電が短時間で可能な携帯電話機またはバッテリー式電気自動車が得られるようになる。これは、電気容量の簡易急速充電が要求される携帯電話機やバッテリー式電気自動車等の蓄電装置において長年望まれていた効果である。   Furthermore, in the case of a mobile phone or a battery-type electric vehicle using the above power storage device, a mobile phone or a battery-type electric vehicle capable of charging a large capacity in a short time by a non-contact charging method can be obtained. . This is an effect that has been desired for many years in power storage devices such as mobile phones and battery-powered electric vehicles that require simple quick charging of electric capacity.

本発明の蓄電装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the electrical storage apparatus of this invention. 本発明における蓄電デバイスの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrical storage device in this invention. 本発明における蓄電デバイスの充放電サイクル特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the charging / discharging cycle characteristic of the electrical storage device in this invention. 本発明における蓄電デバイスの放電レート特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the discharge rate characteristic of the electrical storage device in this invention. 導電性ポリマー型電池とリチウムイオン二次電池の充電効率を示すグラフ図である。It is a graph which shows the charging efficiency of a conductive polymer type battery and a lithium ion secondary battery. 実施例(導電性ポリマー型電池使用)と比較例(リチウムイオン二次電池使用)における蓄電デバイスのSOC(State Of Charge)に対する充電または放電特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the charge or discharge characteristic with respect to SOC (State Of Charge) of the electrical storage device in an Example (use of a conductive polymer type battery) and a comparative example (use of a lithium ion secondary battery). 実施例(導電性ポリマー型電池使用)と比較例(リチウムイオン二次電池使用)における蓄電デバイスのSOC(State Of Charge)に対する放電または充電抵抗値を示すグラフ図である。It is a graph which shows the discharge or charge resistance value with respect to SOC (State Of Charge) of the electrical storage device in an Example (use a conductive polymer type battery) and a comparative example (use a lithium ion secondary battery).

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の実施態様の一例を説明するものであり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following description is an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following description.

本発明の蓄電装置は、外部から供給される電力を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナに接続された蓄電デバイスとを備え、上記蓄電デバイスが、導電性ポリマーを含む電極を有することを特徴とする。例えば、図1に示すように、本発明による蓄電装置1は、蓄電デバイス2と受信アンテナ4とを内蔵し、送電装置6中の送信アンテナ5と、上記受信アンテナ4とが充電時に電磁的結合することによって、蓄電装置1と送電装置6とが電気回路的接続がない、いわゆる非接触充電方式で、蓄電デバイス2を充電するようになっている。   A power storage device according to the present invention includes a receiving antenna that receives power supplied from the outside and a power storage device connected to the receiving antenna, and the power storage device includes an electrode including a conductive polymer. To do. For example, as shown in FIG. 1, a power storage device 1 according to the present invention includes a power storage device 2 and a reception antenna 4, and the transmission antenna 5 in the power transmission device 6 and the reception antenna 4 are electromagnetically coupled during charging. Thus, the power storage device 2 and the power transmission device 6 are configured to charge the power storage device 2 by a so-called non-contact charging method in which there is no electrical circuit connection.

そして、上記蓄電装置1に内蔵される蓄電デバイス2は、少なくとも正極の主な活物質が導電性ポリマーからなり、高容量、高出力、高いサイクル特性を備えるものである。上記蓄電デバイス2の詳細について、つぎに説明する。   The power storage device 2 incorporated in the power storage device 1 has at least a main active material of the positive electrode made of a conductive polymer, and has high capacity, high output, and high cycle characteristics. Details of the electricity storage device 2 will be described next.

<蓄電デバイス2について>
上記蓄電デバイス2の構成をより詳しく説明すると、例えば、図2に示すように、電解質層13と、これを挟んで対向して設けられる正極12と負極14とを備え、その少なくとも一方の電極が、導電性ポリマーを主な活物質として用いた構成になっている。
<About the electricity storage device 2>
The configuration of the electricity storage device 2 will be described in more detail. For example, as shown in FIG. 2, the storage device 2 includes an electrolyte layer 13, and a positive electrode 12 and a negative electrode 14 that are provided to face each other. The conductive polymer is used as the main active material.

上記のように、上記導電性ポリマーを含む電極は、蓄電デバイス2の正極12および負極14のいずれにも用いることができるが、とりわけ、正極12として使用することが好ましい。以下、導電性ポリマーを含む電極を正極12として使用する場合について説明する。   As described above, the electrode containing the conductive polymer can be used for both the positive electrode 12 and the negative electrode 14 of the electricity storage device 2, but is particularly preferably used as the positive electrode 12. Hereinafter, the case where the electrode containing a conductive polymer is used as the positive electrode 12 will be described.

蓄電デバイス2の正極12は、上述のように、導電性ポリマーを含む正極形成用材料から構成される。上記正極12は、このような正極形成材料から構成される正極活物質層を集電体上に有する複合体からなることが通常であり、正極シートとして用いることが好ましい。以下、正極形成材料等について順を追って説明する。   As described above, the positive electrode 12 of the electricity storage device 2 is composed of a positive electrode forming material containing a conductive polymer. The positive electrode 12 is usually composed of a composite having a positive electrode active material layer composed of such a positive electrode forming material on a current collector, and is preferably used as a positive electrode sheet. Hereinafter, the positive electrode forming material and the like will be described in order.

〔導電性ポリマー〕
本発明において、導電性ポリマーとは、ポリマー主鎖の酸化反応または還元反応によって生成し、または消失する電荷の変化を補償するために、イオン種がポリマーに挿入し、またはポリマーから脱離することによって、ポリマー自身の導電性が変化する一群のポリマーをいう。このようなポリマーにおいて、イオン種がポリマーに挿入されて、導電性が高い状態をドープ状態といい、イオン種がポリマーから脱離して、導電性が低い状態を脱ドープ状態という。導電性を有するポリマーが酸化反応または還元反応によって導電性を失い、絶縁性(即ち、脱ドープ状態)となっても、そのようなポリマーは、酸化還元反応によって再度、可逆的に導電性を有することができるので、このように、脱ドープ状態にある絶縁性のポリマーも、本発明においては、導電性ポリマーの範疇に入れることとする。
[Conductive polymer]
In the present invention, a conductive polymer means that an ionic species is inserted into or desorbed from a polymer in order to compensate for a change in charge generated or lost by an oxidation reaction or reduction reaction of the polymer main chain. Refers to a group of polymers in which the conductivity of the polymer itself changes. In such a polymer, a state in which an ionic species is inserted into the polymer and has high conductivity is referred to as a doped state, and a state in which the ionic species is detached from the polymer and the conductivity is low is referred to as a dedope state. Even if a polymer having conductivity loses conductivity due to an oxidation reaction or a reduction reaction and becomes insulating (that is, in a dedope state), such a polymer is reversibly conductive again by the oxidation-reduction reaction. Thus, the insulating polymer in the dedope state is also included in the category of the conductive polymer in the present invention.

したがって、本発明において好ましい導電性ポリマーの一つは、無機酸アニオン、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、ポリマースルホン酸アニオンおよびポリビニル硫酸アニオンから選ばれる少なくとも1種のプロトン酸アニオンをドーパントとして有するポリマーである。また、本発明において、好ましい別の導電性ポリマーは、上記導電性ポリマーを脱ドープした脱ドープ状態のポリマーである。   Accordingly, one of the preferred conductive polymers in the present invention is a dopant containing at least one proton acid anion selected from inorganic acid anions, aliphatic sulfonate anions, aromatic sulfonate anions, polymer sulfonate anions and polyvinyl sulfate anions. As a polymer. In the present invention, another preferable conductive polymer is a polymer in a dedope state obtained by dedoping the conductive polymer.

上記導電性ポリマーを構成するポリマーとしては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリアズレン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリアセン等や、これらの種々の誘導体が用いられる。これらのなかでも、本発明において、好ましいポリマーの一つは、得られる導電性ポリマーが単位重量当りの容量が大きいことから、ポリアニリンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも1種である。   Examples of the polymer constituting the conductive polymer include polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polyfuran, polyselenophene, polyisothianaphthene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyazulene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), Polyacene and the like and various derivatives thereof are used. Among these, in the present invention, one of the preferable polymers is at least one selected from polyaniline and derivatives thereof because the obtained conductive polymer has a large capacity per unit weight.

上記ポリアニリンとは、アニリンを電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいい、ポリアニリンの誘導体とは、アニリンの誘導体を電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいう。ここに、アニリンの誘導体としては、アニリンの4位以外の位置にアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基等の置換基を少なくとも1つ有するものを例示することができる。好ましい具体例として、例えば、o−メチルアニリン、o−エチルアニリン、o−フェニルアニリン、o−メトキシアニリン、o−エトキシアニリン等のo−置換アニリン、m−メチルアニリン、m−エチルアニリン、m−メトキシアニリン、m−エトキシアニリン、m−フェニルアニリン等のm−置換アニリンを挙げることができる。   The polyaniline means a polymer obtained by electrolytic polymerization or chemical oxidative polymerization of aniline, and the polyaniline derivative means a polymer obtained by electrolytic polymerization or chemical oxidative polymerization of an aniline derivative. Here, as the derivative of aniline, at least a substituent such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, and an alkoxyalkyl group is present at a position other than the 4-position of aniline. What has one can be illustrated. Preferable specific examples include, for example, o-substituted anilines such as o-methylaniline, o-ethylaniline, o-phenylaniline, o-methoxyaniline, o-ethoxyaniline, m-methylaniline, m-ethylaniline, m- Mention may be made of m-substituted anilines such as methoxyaniline, m-ethoxyaniline and m-phenylaniline.

但し、本発明によれば、4位に置換基を有するものでも、p−フェニルアミノアニリンは、酸化重合によってポリアニリンを与えるので、例外的に、アニリン誘導体として好適に用いることができる。   However, according to the present invention, even if it has a substituent at the 4-position, p-phenylaminoaniline gives polyaniline by oxidative polymerization, so that it can be suitably used exceptionally as an aniline derivative.

また、前記ポリピロールとは、ピロールを化学酸化重合や電解酸化重合させて得られるポリマーをいい、ポリピロールの誘導体とは、ピロールの誘導体を化学酸化重合や電解酸化重合させて得られるポリマーをいう。ここに、ピロールの誘導体としては、ピロールの2位および5位以外の位置にアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基等の置換基を少なくとも1つ有するものを例示することができる。好ましい具体例として、例えば、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−エテニルピロール、3−メトキシピロール、3−エトキシピロール、3−フェニルピロール、3−フェノキシピロール、3−p−トルイルピロール、3−ベンジルピロール、3−メトキシメチルピロール、3−p−フルオロフェニルピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジエチルピロール、3,4−ジエテニルピロール、3,4−ジメトキシピロール、3,4−ジエトキシピロール、3,4−ジフェニルピロール、3,4−ジフェノキシピロール、3,4−ジ(p−トルイル)ピロール、3,4−ジベンジルピロール、3,4−ジメトキシメチルピロール、3,4−ジ(p−フルオロフェニル)ピロール等を挙げることができる。   The polypyrrole refers to a polymer obtained by chemical oxidative polymerization or electrolytic oxidative polymerization of pyrrole, and the polypyrrole derivative refers to a polymer obtained by chemical oxidative polymerization or electrolytic oxidative polymerization of a pyrrole derivative. Here, as a derivative of pyrrole, substitution of alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, aryl group, aryloxy group, alkylaryl group, arylalkyl group, alkoxyalkyl group, etc. at positions other than 2-position and 5-position of pyrrole Those having at least one group can be exemplified. Preferred specific examples include, for example, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-ethenylpyrrole, 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-phenylpyrrole, 3-phenoxypyrrole, 3-p-tolylpyrrole, 3-benzylpyrrole, 3-methoxymethylpyrrole, 3-p-fluorophenylpyrrole, 3,4-dimethylpyrrole, 3,4-diethylpyrrole, 3,4-diethenylpyrrole, 3,4-dimethoxypyrrole, 3, 4-diethoxypyrrole, 3,4-diphenylpyrrole, 3,4-diphenoxypyrrole, 3,4-di (p-toluyl) pyrrole, 3,4-dibenzylpyrrole, 3,4-dimethoxymethylpyrrole, 3 , 4-di (p-fluorophenyl) pyrrole and the like.

以下、本発明において、特に断らない限り「アニリンまたはその誘導体」を単に「アニリン」といい、また、「ポリアニリンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも1種」を単に「ポリアニリン」という。また、本発明において、特に断らない限り「ピロールまたはその誘導体」を単に「ピロール」といい、また、「ポリピロールおよびその誘導体から選ばれる少なくとも1種」を単に「ポリピロール」という。したがって、導電性ポリマーを構成するポリマーがアニリン誘導体またはピロール誘導体から得られる場合であっても、それぞれ「導電性ポリアニリン」または「導電性ポリピロール」ということがある。   In the present invention, unless otherwise specified, “aniline or a derivative thereof” is simply referred to as “aniline”, and “at least one selected from polyaniline and its derivatives” is simply referred to as “polyaniline”. In the present invention, unless otherwise specified, “pyrrole or a derivative thereof” is simply referred to as “pyrrole”, and “at least one selected from polypyrrole and its derivatives” is simply referred to as “polypyrrole”. Therefore, even when the polymer constituting the conductive polymer is obtained from an aniline derivative or a pyrrole derivative, it may be referred to as “conductive polyaniline” or “conductive polypyrrole”, respectively.

そして、上記導電性ポリマーをドープ状態で得るには、上記導電性ポリマーを形成しうるモノマーの化学酸化重合または電解酸化重合時に、ドーパントを共存させることが好適である。   And in order to obtain the said conductive polymer in a dope state, it is suitable to make a dopant coexist at the time of the chemical oxidation polymerization or electrolytic oxidation polymerization of the monomer which can form the said conductive polymer.

また、本発明で用いられる蓄電デバイス2は、その少なくとも一方の電極、例えば正極12が、上記導電性ポリマーとアニオン性材料とを有するものであることが好ましい。   In the electricity storage device 2 used in the present invention, it is preferable that at least one of the electrodes, for example, the positive electrode 12 has the conductive polymer and the anionic material.

〔アニオン性材料〕
上記アニオン性材料の具体例としては、ポリマーアニオンや分子量の比較的大きなアニオン化合物、電解液に溶解性の低いアニオン化合物等があげれら、なかでも、ポリマーアニオンは、電極形成材料のバインダーとしても機能するため、より好ましく用いられる。
[Anionic material]
Specific examples of the anionic material include a polymer anion, an anion compound having a relatively large molecular weight, an anion compound having a low solubility in an electrolyte solution, and the polymer anion also functions as a binder for an electrode forming material. Therefore, it is more preferably used.

このようなポリマーアニオンとしては、分子中にカルボキシル基を有する活物質化合物、特に、ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。ポリカルボン酸の具体例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニル安息香酸、ポリアリル安息香酸、ポリメタリル安息香酸、ポリマレイン酸、ポリフマル酸、ポリグルタミン酸およびポリアスパラギン酸、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、およびこれらポリマーの繰り返し単位の少なくとも二種を含む共重合体から選ばれる少なくとも一種である。なお、上記共重合体は、グラフト共重合体を含むものとする。   As such a polymer anion, an active material compound having a carboxyl group in the molecule, particularly, at least one selected from polycarboxylic acids and metal salts thereof is preferably used. Specific examples of the polycarboxylic acid include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinylbenzoic acid, polyallylbenzoic acid, polymethallylbenzoic acid, polymaleic acid, polyfumaric acid, polyglutamic acid and polyaspartic acid, alginic acid, carboxymethylcellulose, and polymers thereof. These are at least one selected from a copolymer containing at least two types of repeating units. In addition, the said copolymer shall contain a graft copolymer.

また、上記ポリカルボン酸の金属塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種であり、アルカリ金属塩として好ましくは、リチウム塩やナトリウム塩であり、上記アルカリ土類金属塩として好ましくは、マグネシウム塩やカルシウム塩である。   The metal salt of the polycarboxylic acid is at least one selected from an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt, and the alkali metal salt is preferably a lithium salt or a sodium salt, and the alkaline earth metal salt Preferably, it is a magnesium salt or a calcium salt.

蓄電デバイス2において、上記導電性ポリマーとともに上記ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種を正極12に用いた場合、この上記ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種が、バインダーとしての機能を有するとともに、一方において、正極12の導電性ポリマーのドーパントとしても機能してロッキングチェア型の機構を有し、蓄電デバイス2の特性の向上にも関与しているものとみられる。   In the electricity storage device 2, when at least one selected from the polycarboxylic acid and a metal salt thereof is used for the positive electrode 12 together with the conductive polymer, at least one selected from the polycarboxylic acid and the metal salt is a binder. On the other hand, it also functions as a dopant for the conductive polymer of the positive electrode 12, has a rocking chair type mechanism, and is considered to be involved in improving the characteristics of the electricity storage device 2.

このようなポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種は、導電性ポリマー100重量部に対して、通常、1〜100重量部、好ましくは、2〜50重量部、最も好ましくは、5〜30重量部の範囲で用いられる。導電性ポリマーに対する上記ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種の量が余りに少ないときは、重量出力密度に優れる蓄電デバイス2を得にくい傾向にあり、他方、導電性ポリマーに対する上記ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも1種の量が余りに多いときは、正極活物質以外の部材重量が増大することによる正極12の重量の増大によって、電池全体の重量を考慮したとき、高重量エネルギー密度の非蓄電デバイスを得にくい傾向がある。   At least one selected from such polycarboxylic acids and metal salts thereof is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 50 parts by weight, most preferably 5 parts per 100 parts by weight of the conductive polymer. Used in the range of ˜30 parts by weight. When the amount of at least one selected from the polycarboxylic acid and the metal salt thereof with respect to the conductive polymer is too small, it tends to be difficult to obtain the electricity storage device 2 having excellent weight output density, while the polycarboxylic acid with respect to the conductive polymer is difficult to obtain. When the amount of at least one selected from an acid and a metal salt thereof is too large, when the weight of the entire battery is taken into account due to an increase in the weight of the positive electrode 12 due to an increase in the weight of a member other than the positive electrode active material, the weight is high. There is a tendency that it is difficult to obtain a non-electric storage device of energy density.

正極形成材料としては、上記導電性ポリマーおよび上記アニオン性材料とともに、必要に応じて、上記アニオン性材料以外のバインダー、導電助剤等を適宜配合することができる。   As the positive electrode forming material, together with the conductive polymer and the anionic material, a binder other than the anionic material, a conductive auxiliary agent, and the like can be appropriately blended as necessary.

上記導電助剤としては、蓄電デバイス2の放電時に印加する電位によって性状の変化しない導電性材料であればよく、例えば、導電性炭素材料、金属材料等があげられ、なかでもアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックや、炭素繊維、カーボンナノチューブ等の繊維状炭素材料が好ましく用いられる。特に好ましくは導電性カーボンブラックである。   The conductive auxiliary agent may be any conductive material whose properties do not change depending on the potential applied during the discharge of the electricity storage device 2, and examples thereof include conductive carbon materials and metal materials. Among them, acetylene black, ketjen Conductive carbon black such as black, and fibrous carbon materials such as carbon fiber and carbon nanotube are preferably used. Particularly preferred is conductive carbon black.

上記導電助剤は、上記導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部であることが好ましく、さらに好ましくは4〜20重量部であり、特に好ましくは8〜18重量部である。導電助剤の配合量がこの範囲内であれば、活物質としての形状や特性に異常なく調製でき、効果的にレート特性を向上させることが可能となる。   It is preferable that the said conductive support agent is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of said conductive polymers, More preferably, it is 4-20 weight part, Especially preferably, it is 8-18 weight part. When the blending amount of the conductive aid is within this range, the shape and characteristics as the active material can be prepared without abnormality, and the rate characteristics can be effectively improved.

上記アニオン性材料以外のバインダーとしては、例えば、フッ化ビニリデン等があげられる。   Examples of the binder other than the anionic material include vinylidene fluoride.

上記正極12は、導電性ポリマーを含む固体の正極活物質と、必要に応じて適宜配合される導電助剤等とからなる層を集電体上に有する複合体シートからなり、通常、上記正極活物質と導電助剤を含む層は固体の多孔質性である。   The positive electrode 12 is composed of a composite sheet having a current collector layer including a solid positive electrode active material containing a conductive polymer and a conductive auxiliary agent appropriately blended as necessary. The layer containing the active material and the conductive assistant is solid and porous.

上記正極12は、例えば、つぎのようにして得ることができる。すなわち、まず、前記ポリカルボン酸等のアニオン性材料を水に溶解させ、または分散させ、これに導電性ポリマー粉末と、必要に応じて、導電性カーボンブラックのような導電助剤を加え、これを充分に分散させて、溶液粘度(30℃、Thermo Scientific社製、粘度弾性測定装置 HAAKE Rheostress600粘度計にて測定)が0.05〜50Pa・s程度である高粘性のペーストを調製する。そして、これを集電体上に塗布した後、水を蒸発させることによって、集電体上に、上記導電性ポリマー粉末と前記アニオン性材料と(必要に応じて用いられる導電助剤等と)からなる均一な正極活物質の層を有する複合体シートとして得ることができる。   The positive electrode 12 can be obtained, for example, as follows. That is, first, an anionic material such as polycarboxylic acid is dissolved or dispersed in water, and a conductive polymer powder and, if necessary, a conductive assistant such as conductive carbon black are added thereto. Is sufficiently dispersed to prepare a highly viscous paste having a solution viscosity (30 ° C., manufactured by Thermo Scientific, viscoelasticity measuring apparatus HAAKE Rheoless 600 viscometer) of about 0.05 to 50 Pa · s. And after apply | coating this on a collector, by evaporating water, the said conductive polymer powder and the said anionic material (with the conductive support agent etc. used as needed) on a collector It can be obtained as a composite sheet having a uniform positive electrode active material layer.

上記正極12は、好ましくは多孔質シートに形成される。正極シートの厚みは、1〜1000μmであることが好ましく、10〜700μmであることがさらに好ましい。   The positive electrode 12 is preferably formed in a porous sheet. The thickness of the positive electrode sheet is preferably 1 to 1000 μm, and more preferably 10 to 700 μm.

上記正極12の厚みは、先端形状が直径5mmの平板である標準型ダイヤルゲージ(尾崎製作所社製)を用いて測定し、正極12の面に対して10点の測定値の平均を求めることにより得られる。   The thickness of the positive electrode 12 is measured by using a standard dial gauge (Ozaki Mfg. Co., Ltd.) whose tip shape is a flat plate with a diameter of 5 mm, and obtaining the average of 10 measured values with respect to the surface of the positive electrode 12. can get.

また、上記正極12の空孔率は、20〜80%であることが好ましく、より好ましくは40〜60%の範囲である。なお、上記空孔率は、下記の式(1)により求められる値であり、下記の「電極の見かけ体積」とは、「電極の電面面積×電極厚みから集電体厚みを除いた厚み」を意味する。一方、下記の「電極の真体積」とは、「集電体を除いた電極形成材料の体積」をいう。具体的には、電極形成材料の構成重量割合と各構成材料の真密度の値を用いて、電極形成材料全体の平均密度を算出しておき、電極形成材料の重量総和をこの平均密度で除することにより求められる。   Further, the porosity of the positive electrode 12 is preferably 20 to 80%, more preferably 40 to 60%. In addition, the said porosity is a value calculated | required by following formula (1), and the following "apparent volume of an electrode" is "the thickness which remove | excluded the collector thickness from the electrode surface area x electrode thickness." "Means. On the other hand, the “true volume of the electrode” below refers to “the volume of the electrode forming material excluding the current collector”. Specifically, the average density of the entire electrode forming material is calculated using the constituent weight ratio of the electrode forming material and the true density of each constituent material, and the total weight of the electrode forming material is divided by this average density. Is required.

〔数1〕
電極の空孔率(%)={(電極の見かけ体積−電極の真体積)/電極の見かけ体積}×100 …(1)
[Equation 1]
Electrode porosity (%) = {(Apparent volume of electrode−True volume of electrode) / Apparent volume of electrode} × 100 (1)

また、上記正極に形成される微細孔の孔径の平均値は、0.1〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜5μmの範囲である。なお、上記孔径は、例えば、島津製作所製マイクロメリテックス細孔分測定装置オートポア9520形を用いて測定される。   Moreover, it is preferable that the average value of the hole diameter of the micropore formed in the said positive electrode is 0.1-10 micrometers, More preferably, it is the range of 0.5-5 micrometers. In addition, the said hole diameter is measured using Shimadzu Corp. micromeritex pore content measuring device autopore 9520 type, for example.

〔蓄電デバイス2について〕
ここで上述のように、図2は、蓄電デバイス2の一例を示すものであり、電解質層13と、これを挟んで対向して設けられた正極12と負極14とを有している。なお、11は正極用集電体、15は負極用集電体である。また、図2は、蓄電デバイス2の構造を模式的に示したものであり、各層の厚み等は実際とは異なっている。
[About electricity storage device 2]
Here, as described above, FIG. 2 shows an example of the electricity storage device 2, which includes the electrolyte layer 13, and the positive electrode 12 and the negative electrode 14 provided to face each other with the electrolyte layer 13 interposed therebetween. In addition, 11 is a collector for positive electrodes, and 15 is a collector for negative electrodes. FIG. 2 schematically shows the structure of the electricity storage device 2, and the thickness of each layer is different from the actual one.

また、電解質層13は、電解質により構成されるが、例えば、セパレータに電解液を含浸させてなるシートや、固体電解質からなるシートが好ましく用いられる。固体電解質からなるシートは、それ自体がセパレータを兼ねている。ここで、溶媒に電解質が溶解したものを「電解液」ということがある。   Moreover, although the electrolyte layer 13 is comprised with electrolyte, the sheet | seat which makes a separator impregnate an electrolyte solution and the sheet | seat which consists of solid electrolytes are used preferably, for example. The sheet made of the solid electrolyte itself also serves as a separator. Here, a solution in which an electrolyte is dissolved in a solvent may be referred to as an “electrolytic solution”.

上記電解質としては、例えば、卑金属イオンとこれに対する適宜のカウンターイオン、例えば、スルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ素イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドイオン、ハロゲンイオン等を組み合わせてなるものが好ましく用いられる。   Examples of the electrolyte include base metal ions and appropriate counter ions, for example, sulfonate ions, perchlorate ions, tetrafluoroborate ions, hexafluorophosphate ions, hexafluoroarsenic ions, bis (trifluoromethanesulfonyl). A combination of imide ion, bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide ion, halogen ion and the like is preferably used.

上記卑金属とは、イオン化傾向が水素よりも大きく、空気中で(加熱すると)容易に酸化される金属をいい、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛、鉛等がこれに属する。   The base metal is a metal having an ionization tendency larger than that of hydrogen and easily oxidized in the air (when heated), and includes alkali metals, alkaline earth metals, aluminum, zinc, lead, and the like.

したがって、このような電解質の具体例としては、LiCF3SO3、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiCl、NaCF3SO3、NaClO4、NaBF4、NaPF6、NaAsF6、Ca(CF3SO32、Ca(ClO42、Ca(BF42、Ca(PF62、Ca(AsF62等を挙げることができる。 Therefore, specific examples of such an electrolyte include LiCF 3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiCl. , NaCF 3 SO 3 , NaClO 4 , NaBF 4 , NaPF 6 , NaAsF 6 , Ca (CF 3 SO 3 ) 2 , Ca (ClO 4 ) 2 , Ca (BF 4 ) 2 , Ca (PF 6 ) 2 , Ca ( AsF 6 ) 2 and the like.

上記電解液を構成する溶媒としては、例えば、カーボネート類、ニトリル類、アミド類、エーテル類等の少なくとも1種の非水溶媒、すなわち、有機溶媒が用いられる。このような有機溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン等をあげることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   As the solvent constituting the electrolytic solution, for example, at least one nonaqueous solvent such as carbonates, nitriles, amides, ethers, that is, an organic solvent is used. Specific examples of such an organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, acetonitrile, propionitrile, N, N'-dimethylacetamide, N-methyl-2- Examples include pyrrolidone, dimethoxyethane, diethoxyethane, and γ-butyrolactone. These may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明においては、セパレータを各種の態様で用いることができる。上記セパレータとしては、これを挟んで対向して配設される正極12と負極14の間の電気的な短絡を防ぐことができ、さらに、電気化学的に安定であり、イオン透過性が大きく、ある程度の機械強度を有する絶縁性の多孔質シートであればよい。したがって、上記セパレータとしては、例えば、紙、不織布や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド等の樹脂からなる多孔性の多孔質シートが好ましく用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   In the present invention, the separator can be used in various modes. As the separator, it is possible to prevent an electrical short circuit between the positive electrode 12 and the negative electrode 14 that are arranged to face each other across the separator. Furthermore, the separator is electrochemically stable and has a large ion permeability. Any insulating porous sheet having a certain degree of mechanical strength may be used. Accordingly, as the separator, for example, a porous porous sheet made of a resin such as paper, nonwoven fabric, polypropylene, polyethylene, or polyimide is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

また、前記電解質層13として、上述したように、電解液を含浸させたセパレータを用いる場合、その電解液を構成する電解質としては、上記と同様のもの用いられる。   Further, as described above, when a separator impregnated with an electrolytic solution is used as the electrolyte layer 13, the same electrolyte as that described above is used as the electrolyte constituting the electrolytic solution.

前記負極14には、卑金属および卑金属イオンを挿入・脱離し得る材料の少なくとも一方を含むことが好ましい。上記卑金属としては、金属リチウムや金属ナトリウム等のアルカリ金属類、金属マグネシウム、金属カルシウム等のアルカリ土類金属をあげることができ、また、上記卑金属イオンとしては、上記卑金属のイオンをあげることができる。本発明において好ましい蓄電デバイスはリチウム二次電池であり、好ましい卑金属としてリチウムをあげることができる。また、さらに好ましい卑金属イオンとしてリチウムイオンをあげることができる。上記卑金属イオンを挿入・脱離し得る材料としては、好ましくは、炭素材料が用いられるが、ケイ素やスズ等も用いることができる。なお、本発明において、「用いる」とは、その形成材料のみを使用する場合以外に、その形成材料と他の形成材料とを組み合わせて使用する場合も含める趣旨であり、通常、他の形成材料の使用割合は、その形成材料の50重量%未満に設定される。   The negative electrode 14 preferably contains at least one of a base metal and a material capable of inserting and releasing base metal ions. Examples of the base metal include alkali metals such as metal lithium and metal sodium, and alkaline earth metals such as metal magnesium and metal calcium, and examples of the base metal ion include ions of the base metal. . A preferable electricity storage device in the present invention is a lithium secondary battery, and lithium can be mentioned as a preferable base metal. Moreover, lithium ions can be given as more preferable base metal ions. As the material capable of inserting / extracting the base metal ions, a carbon material is preferably used, but silicon, tin and the like can also be used. In the present invention, “use” means not only the case where only the forming material is used, but also the case where the forming material is used in combination with another forming material. Is used at less than 50% by weight of the forming material.

また、蓄電デバイス2は、上述の正極12、電解質層13、負極14等のほかに、集電体11,15を用いることができる。集電体11,15は、導電性がよく安定なものであれば特に限定されないが、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、銅等の金属箔やメッシュ等が好ましく用いられ、さらにステンレス製の材料が好ましく用いられる。さらに負極14が金属の場合には負極そのものが集電体を兼ねてもよい。   In addition to the positive electrode 12, the electrolyte layer 13, the negative electrode 14, and the like, the power storage device 2 can use the current collectors 11 and 15. The current collectors 11 and 15 are not particularly limited as long as they have good conductivity and stability, but metal foils and meshes such as nickel, aluminum, stainless steel, and copper are preferably used, and stainless steel materials are preferably used. It is done. Furthermore, when the negative electrode 14 is a metal, the negative electrode itself may also serve as a current collector.

蓄電デバイス2としては、ラミネートセル、多孔質シート型、シート型、角型、円筒型、ボタン型、等の種々の形状に形成される。   The electricity storage device 2 is formed in various shapes such as a laminate cell, a porous sheet type, a sheet type, a square type, a cylindrical type, and a button type.

なお、上記蓄電デバイス2の組立ては、グローブボックス中、超高純度アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   In addition, it is preferable to assemble the said electrical storage device 2 in inert gas atmosphere, such as an ultra-high purity argon gas, in a glove box.

このようにして得られる蓄電デバイス2は、電気二重層キャパシタのように、重量出力密度とサイクル特性に優れるだけでなく、従来の電気二重層キャパシタの重量エネルギー密度よりも非常に高い重量エネルギー密度を有している。したがって、非接触充電方式の蓄電装置において、電気二重層キャパシタと、それとは別の、リチウムイオン二次電池等とを組み合わせる必要がなく、蓄電デバイス単独で用いるだけで、優れた蓄電装置1を得ることができる。   The electrical storage device 2 obtained in this way is not only excellent in weight output density and cycle characteristics like an electric double layer capacitor, but also has a weight energy density much higher than that of a conventional electric double layer capacitor. Have. Therefore, in the non-contact charging type power storage device, it is not necessary to combine an electric double layer capacitor and a lithium ion secondary battery or the like separately from the capacitor, and an excellent power storage device 1 is obtained only by using the power storage device alone. be able to.

なお、上記蓄電デバイス2が、このように高容量を有する理由は、電解液量が少なくてすむカチオン移動型であるロッキングチェア型の蓄電デバイスと、出力特性が優れるアニオン移動型のリザーブ型の蓄電デバイスの、両方の優れた特性を兼ね備えていることによると考えられる。   Note that the reason why the electricity storage device 2 has such a high capacity is that the amount of electrolyte solution is a cation migration type that is a cation migration type, and a rocking chair type electricity storage device that has excellent output characteristics. This is thought to be due to the combination of both excellent characteristics of the device.

<蓄電装置について>
そして、上記蓄電デバイス2を備えた蓄電装置1は、つぎに説明する非接触充電システムにより蓄電される。充電時には、図1に示した送電装置6から電磁エネルギーとして供給された充電電力が、その送電装置6内にある送信アンテナ5から、電磁的結合による交流電力誘起により受信アンテナ4(例えばコイルで構成されている)へ伝送される。そして変換部3が、受信アンテナ4に伝送された電力を充電するのに適した電力に変換し、この変換された電力が、蓄電デバイス2へ伝送され、蓄電デバイス2に蓄電されることとなる。
<About power storage device>
And the electrical storage apparatus 1 provided with the said electrical storage device 2 is electrically stored by the non-contact charge system demonstrated below. At the time of charging, charging power supplied as electromagnetic energy from the power transmission device 6 shown in FIG. 1 is received from the transmission antenna 5 in the power transmission device 6 by AC power induction by electromagnetic coupling (for example, constituted by a coil). Is transmitted). The converter 3 converts the power transmitted to the receiving antenna 4 into power suitable for charging, and the converted power is transmitted to the power storage device 2 and stored in the power storage device 2. .

すなわち、非接触充電システムでは、送信アンテナ5を有する送電装置6の近くに蓄電装置1を置くことで、蓄電装置1内の受信アンテナ4と、送電装置6内の送信アンテナ5とが揃い、その結果、近接場結合を生じさせ、効率的なエネルギー伝送が可能となる。近接場内であれば、送信アンテナ5と受信アンテナ4との間で結合モードが起こりうるからである。   That is, in the non-contact charging system, by placing the power storage device 1 near the power transmission device 6 having the transmission antenna 5, the reception antenna 4 in the power storage device 1 and the transmission antenna 5 in the power transmission device 6 are aligned, As a result, near-field coupling is generated and efficient energy transmission is possible. This is because a coupling mode can occur between the transmitting antenna 5 and the receiving antenna 4 within the near field.

上記送信アンテナ5は電力を送信する機能を有し、一方、受信アンテナ4は送信アンテナ5から送信された電力を必要に応じて変換部3を介し、蓄電デバイスへ伝送する機能を有する。   The transmitting antenna 5 has a function of transmitting power, while the receiving antenna 4 has a function of transmitting the power transmitted from the transmitting antenna 5 to the power storage device via the conversion unit 3 as necessary.

そして、上記送信アンテナ5および受信アンテナ4は、「ループ」アンテナとして構成してもよく、より具体的には、複数回巻のループアンテナとして構成してもよい。このループアンテナは、「磁気」アンテナと呼ぶこともある。ループアンテナは、空芯、またはフェライト芯のような物理的な芯を含むように構成してもよい。空芯ループアンテナは、他の要素をコア領域内に置いてもよい。物理的な芯のアンテナであると、より強力な電磁場が起こりうるためより好ましい。   The transmitting antenna 5 and the receiving antenna 4 may be configured as “loop” antennas, and more specifically, may be configured as a multi-turn loop antenna. This loop antenna is sometimes referred to as a “magnetic” antenna. The loop antenna may be configured to include a physical core such as an air core or a ferrite core. The air core loop antenna may place other elements in the core region. A physical core antenna is more preferable because a stronger electromagnetic field can occur.

上記変換部3は、受信アンテナ4より伝送された電力を種々変換し、蓄電デバイス2へ出力する。例えば、蓄電デバイス2を充電するのに適した電力出力に変換したり、蓄電に適した電圧に制御変換したりする。なかでも、上記変換部3としては、交流電力を整流して直流電力に変換する整流機能と、電圧を制御する電圧制御機能とを有することが好ましい。   The converter 3 performs various conversions on the power transmitted from the receiving antenna 4 and outputs it to the power storage device 2. For example, the power storage device 2 is converted into a power output suitable for charging, or the control conversion is performed to a voltage suitable for power storage. Especially, it is preferable that the said conversion part 3 has a rectification function which rectifies | straightens alternating current power and converts it into direct-current power, and a voltage control function which controls a voltage.

また、上記変換部3は、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、および送受信アンテナと効率的に結合するためのマッチング回路、インバータ、コンバータ、スイッチング回路等を含んでもよい。   The conversion unit 3 may include, for example, an oscillator, a power amplifier, a filter, a matching circuit for efficiently coupling with a transmission / reception antenna, an inverter, a converter, a switching circuit, and the like.

上記発振器は、所望の周波数を発生させるように構成されており、この周波数は、調整信号に応じて調整されてもよい。また、上記発振器の信号は、電力増幅器が、整合信号に応じた増幅量で増幅してもよい。上記フィルターおよびマッチング回路は、高調波や他の不要な周波数をフィルターをかけて除去するために、または、電力変換モジュールのインピーダンスを送受信アンテナに整合させるために含まれていてもよい。   The oscillator is configured to generate a desired frequency, and this frequency may be adjusted according to an adjustment signal. Further, the signal of the oscillator may be amplified by a power amplifier with an amplification amount corresponding to the matching signal. The filter and matching circuit may be included to filter out harmonics and other unwanted frequencies, or to match the impedance of the power conversion module to the transmit / receive antenna.

上記送電装置6は、その内部に送信アンテナ5と交流または直流の電源とを備える。この送信アンテナ5と受信アンテナ4とが充電時に電磁的結合することにより、接点なしで充電が可能となる。   The power transmission device 6 includes a transmission antenna 5 and an AC or DC power source therein. When the transmitting antenna 5 and the receiving antenna 4 are electromagnetically coupled during charging, charging can be performed without a contact.

上記のように蓄電装置1を用いたシステムとして、例えば、携帯電話、バッテリー式電気自動車等があげられる。以下順に説明する。   Examples of the system using the power storage device 1 as described above include a mobile phone and a battery-type electric vehicle. This will be described in order below.

<携帯電話>
蓄電装置1を用いてなる携帯電話の非接触充電システムについて次に説明する。この蓄電装置1を用いた携帯電話は、外部から供給される電力を受信する受信アンテナ4と、上記受信アンテナ4に接続された蓄電デバイス2とを備えることから、つぎに説明する送電装置6(いわゆる充電装置)の上に置く等、送信アンテナ5の近接場に置くだけで、従来にはない大容量の充電が短時間でできるようになる。
<Mobile phone>
Next, a non-contact charging system for mobile phones using the power storage device 1 will be described. Since the mobile phone using the power storage device 1 includes the receiving antenna 4 that receives power supplied from the outside and the power storage device 2 connected to the receiving antenna 4, the power transmitting device 6 ( Simply placing it in the near field of the transmitting antenna 5 such as placing it on a so-called charging device) makes it possible to charge a large amount of capacity in a short time.

本発明の蓄電装置1は、電磁エネルギーを媒体とする電力供給を受けることができるので、具体的な使用シーンとしては、例えば、次のようなものが想定される。   Since the power storage device 1 of the present invention can receive power supply using electromagnetic energy as a medium, a specific usage scene is assumed as follows, for example.

まず、本発明の蓄電装置1を備えた携帯電話機を携行して長期外出した場合にも特に充電装置を携行する必要がなくなる。つまり、外出先のあらゆる場所(例えば、喫茶店のテーブルや外出先のオフィスデスク、移動中の飛行機や電車等、公私に拘わらない所定の場所、位置)に前述した図示しない電磁エネルギーを供給する充電装置が備えられているので、接触端子のタイプ(型式)を全く気にすることなく電力供給を受けることが可能となる。   First, even when the mobile phone equipped with the power storage device 1 of the present invention is carried and the user goes out for a long time, it is not necessary to carry the charging device. In other words, a charging device that supplies the electromagnetic energy (not shown) described above to any place on the go (for example, a predetermined place or position not related to public or private, such as a table in a coffee shop, an office desk on the go, an airplane or train on the move) Therefore, it is possible to receive power supply without worrying about the contact terminal type (model).

<電気自動車>
上記蓄電装置1を用いてなるバッテリー式電気自動車(以下、「電気自動車」と略すことがある)の非接触充電システムについて次に説明する。
<Electric car>
Next, a non-contact charging system for a battery-type electric vehicle (hereinafter sometimes abbreviated as “electric vehicle”) using the power storage device 1 will be described.

上記電気自動車としては、移動能力の一部として、1つまたは複数の再充電可能な電気化学電池から得られた電力を含む車という意味で使われる。例えば、車の減速から得られたエネルギーと、従来のモーターとを使って車を充電する車載充電装置を含むハイブリッド型電気自動車であってもよいし、全ての移動能力を電力から取り出してもよい。   The electric vehicle is used in the sense of a vehicle that includes power derived from one or more rechargeable electrochemical cells as part of its mobility. For example, it may be a hybrid electric vehicle including an in-vehicle charging device that charges the vehicle using the energy obtained from the deceleration of the vehicle and a conventional motor, or all the movement capability may be extracted from the electric power. .

上記電気自動車のバッテリーは、車の他の部分に対して、無線式や非接触の蓄電装置1で構成できるので、バッテリーを非接触で充電できるだけでなく、バッテリーの取り替えが簡単にでき、信頼性、機械的摩耗、および安全性に関していくつかの利点がありうる。   Since the battery of the electric vehicle can be constituted by the wireless or non-contact power storage device 1 with respect to other parts of the vehicle, not only can the battery be charged in a non-contact manner, but also the battery can be replaced easily and reliability. There can be several advantages regarding mechanical wear, and safety.

電気自動車のための非接触充電システムでは、送信アンテナ5と交流または直流の電源とを備える非接触チャージングベース(図1での送電装置6に相当)の上に駐車することで、電気自動車の蓄電装置1内の受信アンテナ4と、チャージングベース内の送信アンテナ5とが揃い、その結果、近接場結合を生じさせ、効率的なエネルギー伝送が可能となる。近接場内にであれば、送信アンテナ5と受信アンテナ4との間で結合モードが起こりうるからである。   In a contactless charging system for an electric vehicle, the electric vehicle is parked on a contactless charging base (corresponding to the power transmission device 6 in FIG. 1) having a transmission antenna 5 and an AC or DC power source. The receiving antenna 4 in the power storage device 1 and the transmitting antenna 5 in the charging base are aligned. As a result, near-field coupling occurs, and efficient energy transmission becomes possible. This is because a coupling mode can occur between the transmitting antenna 5 and the receiving antenna 4 within the near field.

電気自動車非接触充電システムの中にある送信アンテナ5と受信アンテナ4を適切に整列させるには、電気自動車を駐車スペース内で適正に位置決めするとともに、電気自動車を駐車スペース内に位置決めした後に、アンテナ位置を微調節すること等により実現可能である。   In order to properly align the transmitting antenna 5 and the receiving antenna 4 in the electric vehicle non-contact charging system, the electric vehicle is properly positioned in the parking space, and the antenna is positioned after the electric vehicle is positioned in the parking space. This can be realized by finely adjusting the position.

つぎに、実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

まず、本発明の蓄電装置を作製するに際して、それに用いる蓄電デバイスを作製・準備した。   First, when manufacturing the power storage device of the present invention, a power storage device used for the power storage device was prepared and prepared.

〔実施例用〕
(テトラフルオロホウ酸アニオンをドーパントとする導電性ポリアニリン粉末の製造)
イオン交換水138gを入れた300mL容量のガラス製ビーカーに42重量%濃度のテトラフルオロホウ酸水溶液(和光純薬工業社製 試薬特級)84.0g(0.402モル)を加え、磁気スターラーにて撹拌しながら、これにアニリン10.0g(0.107モル)を加えた。テトラフルオロホウ酸水溶液にアニリンを加えた当初、アニリンは、テトラフルオロホウ酸水溶液に油状の液滴として分散していたが、その後、数分以内に水に溶解して、均一で透明なアニリン水溶液となった。このようにして得られたアニリン水溶液を、低温恒温槽を用いて−4℃以下に冷却した。
[For Examples]
(Production of conductive polyaniline powder using tetrafluoroborate anion as dopant)
To a glass beaker with a capacity of 138 g of ion-exchanged water, 84.0 g (0.402 mol) of a 42 wt. While stirring, 10.0 g (0.107 mol) of aniline was added thereto. Initially when aniline was added to tetrafluoroboric acid aqueous solution, aniline was dispersed as oily droplets in tetrafluoroboric acid aqueous solution, but then dissolved in water within a few minutes, and uniform and transparent aniline aqueous solution It became. The aniline aqueous solution thus obtained was cooled to −4 ° C. or lower using a low-temperature thermostatic bath.

つぎに、酸化剤として二酸化マンガン粉末(和光純薬工業社製 試薬1級)11.63g(0.134モル)を上記アニリン水溶液中に少量ずつ加えて、ビーカー内の混合物の温度が−1℃を超えないようにした。このようにして、アニリン水溶液に酸化剤を加えることによって、アニリン水溶液は直ちに黒緑色に変化した。その後、しばらく撹拌を続けると、黒緑色の固体が生成し始めた。   Next, 11.63 g (0.134 mol) of manganese dioxide powder (reagent grade 1 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an oxidizing agent is added little by little to the aniline aqueous solution, and the temperature of the mixture in the beaker is -1 ° C. Not to exceed. Thus, by adding an oxidizing agent to the aniline aqueous solution, the aniline aqueous solution immediately turned black-green. Thereafter, when stirring was continued for a while, a black-green solid started to be formed.

このようにして、80分間かけて酸化剤を加えた後、生成した反応生成物を含む反応混合物を冷却しながら、さらに100分間撹拌した。その後、ブフナーロートと吸引瓶を用いて、得られた固体をNo.2濾紙(アドバンテック社製)にて吸引濾過して、粉末を得た。この粉末を約2モル/dm3のテトラフルオロホウ酸水溶液中にて磁気スターラーを用いて撹拌、洗浄し、ついで、アセトンにて数回、撹拌、洗浄し、これを減圧濾過した。得られた粉末を室温で10時間真空乾燥して、テトラフルオロホウ酸アニオンをドーパントとする導電性ポリアニリン12.5gを、鮮やかな緑色粉末として得た。 Thus, after adding an oxidizing agent over 80 minutes, it stirred for 100 minutes, cooling the reaction mixture containing the produced | generated reaction product. Thereafter, using a Buchner funnel and a suction bottle, the obtained solid was No. Suction filtration was performed with two filter papers (manufactured by Advantech) to obtain a powder. This powder was stirred and washed in a tetrafluoroboric acid aqueous solution of about 2 mol / dm 3 using a magnetic stirrer, then stirred and washed several times with acetone, and this was filtered under reduced pressure. The obtained powder was vacuum-dried at room temperature for 10 hours to obtain 12.5 g of conductive polyaniline having a tetrafluoroborate anion as a dopant as a bright green powder.

(導電性ポリアニリン粉末の電導度)
上記導電性ポリアニリン粉末130mgを瑪瑙製乳鉢で粉砕した後、赤外スペクトル測定用KBr錠剤成形器を用い、300MPaの圧力下に10分間真空加圧成形して、厚み720μmの導電性ポリアニリンのディスクを得た。このディスクの電導度(ファン・デル・ポー法による4端子法電導度測定にて測定)は19.5S/cmであった。
(Conductivity of conductive polyaniline powder)
After pulverizing 130 mg of the conductive polyaniline powder in a smoked mortar, vacuum-pressing was performed for 10 minutes under a pressure of 300 MPa using a KBr tablet molding machine for infrared spectrum measurement, and a conductive polyaniline disk having a thickness of 720 μm was formed. Obtained. The electrical conductivity of this disk (measured by a 4-terminal method conductivity measurement by the Van der Pau method) was 19.5 S / cm.

(導電性ポリアニリン粉末を含む正極シートの製造)
ポリアクリル酸(和光純薬工業社製 重量平均分子量100万)0.1gをイオン交換水3.9gに加え、一夜、静置して、膨潤させた。この後、超音波式ホモジナイザーを用いて1分間処理して溶解させて、2.5重量%濃度の均一で粘稠なポリアクリル酸水溶液4gを得た。
(Production of positive electrode sheet containing conductive polyaniline powder)
0.1 g of polyacrylic acid (weight average molecular weight 1,000,000 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 3.9 g of ion-exchanged water, and allowed to stand overnight to swell. Then, it processed for 1 minute using the ultrasonic homogenizer, and it was made to melt | dissolve, and obtained the polyacrylic acid aqueous solution 4g of 2.5 weight% density | concentration uniformly.

上記導電性ポリアニリン粉末0.8gを導電性カーボンブラック(電気化学工業社製 デンカブラック)粉末0.1gと混合した後、これを前記2.5重量%濃度のポリアクリル酸水溶液4gに加え、スパチュラでよく練った後、超音波式ホモジナイザーにて1分間分散処理を施して、流動性を有するペーストを得た。このペーストをさらに真空吸引鐘とロータリーポンプを用いて脱泡した。   After mixing 0.8 g of the above conductive polyaniline powder with 0.1 g of conductive carbon black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), this was added to 4 g of the 2.5 wt% polyacrylic acid aqueous solution, and a spatula was added. After kneading well, dispersion treatment was performed for 1 minute with an ultrasonic homogenizer to obtain a paste having fluidity. This paste was further defoamed using a vacuum suction bell and a rotary pump.

卓上型自動塗工装置(テスター産業社製)を用い、マイクロメーター付きドクターブレード式アプリケータによって、塗布速度10mm/秒にて、上記脱泡ペーストを電気二重層キャパシタ用エッチングアルミニウム箔(宝泉社製 30CB)上に塗布した。ついで、室温で45分間放置した後、温度100℃のホットプレート上で乾燥した。この後、真空プレス機(北川精機社製 KVHC)を用いて、15cm角のステンレス板に挟んで、温度140℃、圧力1.49MPaで5分間プレスして、複合体シートを得た。   Etching aluminum foil for electric double layer capacitor (Hosen) using a tabletop automatic coating device (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) using a doctor blade type applicator with a micrometer at a coating speed of 10 mm / sec. 30 CB). Subsequently, after leaving at room temperature for 45 minutes, it dried on the hotplate with a temperature of 100 degreeC. Thereafter, using a vacuum press machine (KVHC manufactured by Kitagawa Seiki Co., Ltd.), it was sandwiched between 15 cm square stainless steel plates and pressed at a temperature of 140 ° C. and a pressure of 1.49 MPa for 5 minutes to obtain a composite sheet.

この複合体シートにおいて、ポリアクリル酸、導電性ポリアニリン粉末および導電性カーボンブラックからなる正極活物質の空隙率は55%であった。なお、空隙率は、前述の式(1)により算出した。このとき、用いた材料の真密度は、ポリアニリンが1.2、アセチレンブラック(デンカブラック)が2.0、ポリアクリル酸が1.18であり、これらの値を用いて材料全体の平均密度を求めた。   In this composite sheet, the porosity of the positive electrode active material composed of polyacrylic acid, conductive polyaniline powder, and conductive carbon black was 55%. In addition, the porosity was computed by the above-mentioned formula (1). At this time, the true density of the material used was 1.2 for polyaniline, 2.0 for acetylene black (Denka black), and 1.18 for polyacrylic acid. Using these values, the average density of the entire material was determined. Asked.

つぎに、上記複合体シートを直径15.95mmの打ち抜き刃が据え付けられた打ち抜き治具にて円盤状に打ち抜いて正極シートとし、負極として金属リチウム(本城金属社製 コイン型金属リチウム)を用い、セパレータとして不織布(宝泉社製、空隙率68%:TF40−50)を用い。これらを蓄電デバイス実験用のステンレス製HSセル(宝泉社製)に組み付けた。上記正極シートとセパレータは、HSセルへの組み付けの前に真空乾燥機にて100℃で5時間、真空乾燥した。電解液には1モル/dm3濃度のテトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)のエチレンカーボネート/ジメチルカーボネート溶液(キシダ化学社製)を用いた。なお、組立ては、露点が−100℃のグローブボックス中、超高純度アルゴンガス雰囲気下で行った。 Next, the composite sheet is punched into a disk shape with a punching jig having a punching blade with a diameter of 15.95 mm to form a positive electrode sheet, and metal lithium (coin-type metal lithium manufactured by Honjo Metal Co., Ltd.) is used as the negative electrode. A non-woven fabric (manufactured by Hosen Co., Ltd., porosity 68%: TF40-50) is used as a separator. These were assembled in a stainless steel HS cell (manufactured by Hosen Co., Ltd.) for an electricity storage device experiment. The positive electrode sheet and the separator were vacuum-dried at 100 ° C. for 5 hours in a vacuum dryer before being assembled to the HS cell. As the electrolytic solution, an ethylene carbonate / dimethyl carbonate solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) of lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) having a concentration of 1 mol / dm 3 was used. The assembly was performed in a glove box having a dew point of −100 ° C. in an ultrahigh purity argon gas atmosphere.

上記得られた蓄電デバイス(以下、「導電性ポリマー型電池」という場合がある)を用いて下記の基準に従い、各種試験を行った。   Various tests were conducted according to the following criteria using the obtained electricity storage device (hereinafter sometimes referred to as “conductive polymer battery”).

<サイクル特性>
上記得られた導電性ポリマー型電池を、8.3Cという高い放電レートで5000回まで放電した時の放電エネルギー密度を測定し、そのサイクル特性を調べた。測定は、電池充放電装置 (北斗電工社製 SD8) を用い、充電終止電圧を3.8Vとし、定電流充電により電圧が3.8Vに到達した後は、3.8Vの定電圧充電を電流値が定電流充電時の電流値に対して20%の値になるまで行い、この後、放電終止電圧3.0Vまで定電流放電を行った。
<Cycle characteristics>
The discharge energy density when the conductive polymer battery obtained above was discharged up to 5000 times at a high discharge rate of 8.3 C was measured, and the cycle characteristics were examined. The measurement was performed using a battery charging / discharging device (SD8 manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.). The end-of-charge voltage was set to 3.8 V. After the voltage reached 3.8 V by constant current charging, the constant voltage charging of 3.8 V was applied to the current. This was performed until the value reached 20% of the current value at the time of constant current charge, and then constant current discharge was performed up to a discharge end voltage of 3.0V.

その測定結果を図3に示す。図3からわかるように、この導電性ポリマー型電池は、サイクル数1000回目でも、初期の放電エネルギー密度の88%を維持している。そして、サイクル数5000回目でも100Wh/kgを維持しており、従来のリチウムイオン二次電池に比べて、格段に優れたサイクル特性を有している。   The measurement results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, this conductive polymer type battery maintains 88% of the initial discharge energy density even at the 1000th cycle. And even if the number of cycles is 5000, it is maintained at 100 Wh / kg and has remarkably superior cycle characteristics as compared with conventional lithium ion secondary batteries.

<放電エネルギー密度>
また、上記得られた導電性ポリマー型電池について、充放電レートを0.2Cから500Cまで変化させて、放電エネルギー密度を測定した。測定装置および測定条件は、上記サイクル特性と同様にした。
<Discharge energy density>
Moreover, about the obtained conductive polymer type | mold battery, the charging / discharging rate was changed from 0.2C to 500C, and the discharge energy density was measured. The measurement apparatus and measurement conditions were the same as the above cycle characteristics.

この測定結果を図4に示す。なお、得られた放電エネルギー密度は、電池重量当たりの値に換算しており、その単位は「Wh/kg」である。   The measurement results are shown in FIG. In addition, the obtained discharge energy density is converted into a value per battery weight, and the unit is “Wh / kg”.

図4からわかるように、この導電性ポリマー型電池は、電流値0.2Cから100Cへと500倍も変化させたにもかかわらず、放電エネルギー密度は399Wh/kgから164Wh/kgへと、約41%に低下しているにとどまり、元々の容量が大きいため、100Cでも150Wh/kg以上の高エネルギー密度を維持している。したがって、この導電性ポリマー型電池は、非常に高い放電特性を有していることがわかる。   As can be seen from FIG. 4, this conductive polymer type battery has a discharge energy density of about 399 Wh / kg to 164 Wh / kg, although the current value is changed 500 times from 0.2 C to 100 C. Since the capacity is only 41% and the original capacity is large, a high energy density of 150 Wh / kg or more is maintained even at 100C. Therefore, it can be seen that this conductive polymer battery has very high discharge characteristics.

<充電効率(%)>
また、上記と同様の測定装置と測定条件のもと、上記導電性ポリマー型電池の充電レートにおける充電効率(%)を算出し、その結果を図5に示した。図5より、この導電性ポリマー型電池は、レート特性に対して非常に高い充電効率(%)を示し、20Cの充電レートにおいても、満充電に対して80%以上の容量を示している。ちなみに、20Cの充電レートにおいて満充電できるということは、1/20時間、すなわち3分で充放電が終了するということであり、ごく短時間の、急速充放電が可能であることを示している。
<Charging efficiency (%)>
Further, under the same measurement apparatus and measurement conditions as those described above, the charging efficiency (%) at the charging rate of the conductive polymer battery was calculated, and the result is shown in FIG. From FIG. 5, this conductive polymer type battery shows very high charging efficiency (%) with respect to the rate characteristics, and shows a capacity of 80% or more with respect to full charge even at a charging rate of 20C. By the way, being able to fully charge at a charging rate of 20 C means that charging / discharging is completed in 1/20 hours, that is, 3 minutes, indicating that extremely short time rapid charging / discharging is possible. .

なお、比較のために、上記導電性ポリマー型電池に代えて、同様の有効面積を持つ正極の活物質としてコバルト酸リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を作製して、その充電効率を測定した。   For comparison, a lithium ion secondary battery using lithium cobaltate as a positive electrode active material having the same effective area was prepared instead of the conductive polymer battery, and the charging efficiency was measured. .

上記リチウムイオン二次電池の測定結果を図5に併せて示した。この図5からわかるように、リチウムイオン二次電池は、2Cを超える充電レートではその充電される容量が急激に低下するため、短時間の充電はできないことがわかる。   The measurement results of the lithium ion secondary battery are also shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, it is understood that the lithium ion secondary battery cannot be charged in a short time because its charged capacity is drastically decreased at a charging rate exceeding 2C.

〔実施例〕
つぎに、前記得られた正極シートを用い、ラミネート状シートタイプセルの導電性ポリマー型電池(電極有効面積10cm×10cm、設計電力量100mWh/1セル)を作製し、これを実施例用電池とした。そして、この実施例用電池を用いて、実施例である蓄電装置を作製するとともに、蓄電装置に対応する送電装置を作製した。なお、送電装置内の送信アンテナと蓄電装置内の受信アンテナとの距離は5mmとした。
〔Example〕
Next, using the obtained positive electrode sheet, a conductive polymer type battery (electrode effective area 10 cm × 10 cm, design electric energy 100 mWh / 1 cell) of a laminated sheet type cell was prepared. did. Then, using the battery for this example, a power storage device as an example was manufactured, and a power transmission device corresponding to the power storage device was manufactured. Note that the distance between the transmission antenna in the power transmission device and the reception antenna in the power storage device was 5 mm.

〔比較例〕
また、上記ラミネート状シートタイプセルである導電性ポリマー型電池に代えて、同様の有効面積を持つ汎用のリチウムイオン二次電池(正極:コバルト酸リチウム、負極:黒鉛、設計電力量200mWh/1セル)を用いた以外は、上記実施例と同様にして、比較例である蓄電装置を作製するとともに、蓄電装置に対応する送電装置を作製した。
[Comparative Example]
Further, instead of the conductive polymer type battery which is the laminated sheet type cell, a general-purpose lithium ion secondary battery having the same effective area (positive electrode: lithium cobaltate, negative electrode: graphite, design power 200 mWh / 1 cell) In the same manner as in the above example, a power storage device as a comparative example was manufactured and a power transmission device corresponding to the power storage device was manufactured.

このようにして得られた実施例および比較例について、下記の基準に従い、実際に測定を行った。   The examples and comparative examples thus obtained were actually measured according to the following criteria.

<電力量および充電効率>
上記実施例および比較例の蓄電装置において、内蔵する蓄電デバイスを一旦放電した後、送電装置上において非接触充電できる状態に置き、10Wの非接触充電を36秒間行い、0.2Cで放電した時の電力量(mWh)と充電効率(%)の結果を下記表1に示した。
<Energy and charging efficiency>
In the power storage devices of the above examples and comparative examples, when the built-in power storage device is discharged once, it is placed in a state where it can be contactlessly charged on the power transmission device, 10W contactless charging is performed for 36 seconds, and discharge is performed at 0.2C The results of the amount of power (mWh) and the charging efficiency (%) are shown in Table 1 below.

Figure 2015026507
Figure 2015026507

上記表1の結果より、36秒という短時間の非接触充電においても、実施例においては、比較例と比べ、飛躍的に高い充電効率が得られた。これは、実施例に用いた導電性ポリマー型電池の優れた充電性能によるものであると考えられる。   From the results of Table 1 above, even in non-contact charging in a short time of 36 seconds, the charging efficiency in the example was significantly higher than that in the comparative example. This is considered to be due to the excellent charging performance of the conductive polymer type battery used in the examples.

<放電または充電特性、放電または充電抵抗値>
上記実施例および比較例の蓄電装置において、その内蔵する蓄電デバイスのSOCに対する放電または充電特性を測定するとともに、SOCに対する放電または充電抵抗値を測定した。上記放電または充電特性の結果を、図6に示すとともに、上記放電または充電抵抗値の結果を、図7に示した。
<Discharge or charge characteristics, discharge or charge resistance value>
In the power storage devices of the above examples and comparative examples, the discharge or charge characteristics with respect to the SOC of the power storage device incorporated therein were measured, and the discharge or charge resistance value with respect to the SOC was measured. The result of the discharge or charge characteristic is shown in FIG. 6, and the result of the discharge or charge resistance value is shown in FIG.

図6および図7の図からも、実施例における蓄電デバイス(導電性ポリマー型電池)は、比較例における蓄電デバイス(リチウムイオン二次電池)に比べて、放電・充電抵抗値が低く、放電・充電特性に優れる結果となった。特に、図6より実施例における蓄電デバイスの充電特性はSOCが5%から70%の範囲で顕著に優れ、これが短時間の非接触充電を可能にしていると考えられる。   6 and 7, the electricity storage device (conductive polymer type battery) in the example has a lower discharge / charge resistance value than the electricity storage device (lithium ion secondary battery) in the comparative example. The charging characteristics were excellent. In particular, it can be considered from FIG. 6 that the charging characteristics of the electricity storage device in the example are remarkably excellent when the SOC is in the range of 5% to 70%, and this enables non-contact charging in a short time.

本発明の蓄電装置は、上述のようにサイクル特性、エネルギー密度、および充電効率に優れる蓄電デバイスを備えることから、非接触充電方式において従来にはない非常に大容量の充電が短時間で可能になることが分かる。   Since the power storage device of the present invention includes the power storage device having excellent cycle characteristics, energy density, and charging efficiency as described above, it is possible to charge a very large capacity in a short time in a non-contact charging method. I understand that

また、本発明の蓄電装置は上記のような効果が得られることから、これを用いた携帯電話および電気自動車においても、これまでのリチウムイオン二次電池を用いた場合と比べてサイクル特性、エネルギー密度、および充電効率の飛躍的向上が得られるものである。   In addition, since the power storage device of the present invention can achieve the above-described effects, the cycle characteristics and energy of a mobile phone and an electric vehicle using the power storage device are also higher than those of the conventional lithium ion secondary battery. A dramatic improvement in density and charging efficiency can be obtained.

本発明は、非接触急速充電が望まれる携帯電話および電気自動車の蓄電装置として広く用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as a power storage device for mobile phones and electric vehicles where non-contact quick charging is desired.

1 蓄電装置
2 蓄電デバイス
3 変換部
4 受信アンテナ
5 送信アンテナ
6 送電装置
11 正極用集電体
12 正極
13 電解質層
14 負極
15 負極用集電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage device 2 Power storage device 3 Converter 4 Reception antenna 5 Transmission antenna 6 Power transmission device 11 Current collector for positive electrode 12 Positive electrode 13 Electrolyte layer 14 Negative electrode 15 Current collector for negative electrode

Claims (4)

外部から供給される電力を受信する受信アンテナと、
上記受信アンテナに接続された蓄電デバイスとを備え、
上記蓄電デバイスが、導電性ポリマーを含む電極を有することを特徴とする蓄電装置。
A receiving antenna for receiving power supplied from the outside;
A power storage device connected to the receiving antenna,
A power storage device, wherein the power storage device includes an electrode including a conductive polymer.
上記導電性ポリマーを含む電極が、さらにアニオン性材料を含むものである請求項1記載の蓄電装置。   The power storage device according to claim 1, wherein the electrode including the conductive polymer further includes an anionic material. 上記請求項1または2に記載の蓄電装置を用いてなることを特徴とする携帯電話機。   A mobile phone comprising the power storage device according to claim 1 or 2. 上記請求項1または2に記載の蓄電装置を用いてなることを特徴とするバッテリー式電気自動車。   A battery-powered electric vehicle comprising the power storage device according to claim 1 or 2.
JP2013155357A 2013-07-26 2013-07-26 Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same Pending JP2015026507A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013155357A JP2015026507A (en) 2013-07-26 2013-07-26 Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013155357A JP2015026507A (en) 2013-07-26 2013-07-26 Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015026507A true JP2015026507A (en) 2015-02-05

Family

ID=52491020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013155357A Pending JP2015026507A (en) 2013-07-26 2013-07-26 Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015026507A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109891648A (en) * 2016-11-01 2019-06-14 杜拉塞尔美国经营公司 Battery positive terminal antenna ground plane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109891648A (en) * 2016-11-01 2019-06-14 杜拉塞尔美国经营公司 Battery positive terminal antenna ground plane
CN109891648B (en) * 2016-11-01 2022-09-13 杜拉塞尔美国经营公司 Antenna ground plane of battery positive terminal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6478956B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and positive electrode sheet therefor
JP6153124B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP2015029398A (en) Power supply device, mobile device arranged by use thereof, and battery-type electric vehicle
JP2015018635A (en) Electrode for power storage device and process of manufacturing the same, and power storage device using the same
JP2014099296A (en) Active material particle, positive electrode for power storage device, power storage device, and manufacturing method for active material particle
WO2014084155A1 (en) Electricity storage device, electrode used therein, and porous sheet
WO2014104005A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2014024941A1 (en) Positive electrode for electricity-storage device, manufacturing method therefor, positive-electrode active material for electricity-storage device, manufacturing method therefor, and electricity-storage device
WO2014024940A1 (en) Positive electrode for electricity-storage device and method for manufacturing electricity-storage device and slurry for electricity-storage-device positive electrode
JP2014072129A (en) Electrode for power storage device and power storage device using the same
JP2015026507A (en) Power storage device, and portable phone and battery type electric car using the same
JP2014013702A (en) Electrode for electricity storage device, electricity storage device including the same, and method for manufacturing the electrode
JP2013239305A (en) Electricity storage device, positive electrode used for the same, porous sheet, and method for improving doping ratio
WO2014103779A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode used therein
JP2013239306A (en) Dual-mode type electricity storage device
WO2014087859A1 (en) Electricity storage device
JP2014116278A (en) Electricity storage device, and electrode and porous sheet used for the same
JP2014116146A (en) Electricity storage device and electrode and porous sheet used for the same
JP2015012625A (en) Power unit for electrically-driven equipment as well as electric heating equipment
WO2014087858A1 (en) Electricity storage device
JP2014127274A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode sheet used for the same
JP2013239304A (en) Method for manufacturing electricity storage device and electricity storage device obtained by the method
WO2014065198A1 (en) Cation movement-type electricity storage device, electrode and porous sheet used in same, and dope rate improvement method
JP2014103144A (en) Electricity storage device
JP2015011764A (en) Uninterruptible power supply device