JP2015029398A - Power supply device, mobile device arranged by use thereof, and battery-type electric vehicle - Google Patents

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成紀 森田
大谷 彰
Akira Otani
彰 大谷
植谷 慶裕
Yoshihiro Uetani
慶裕 植谷
英樹 葉山
Hideki Hayama
英樹 葉山
亜希子 味元
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亜希子 味元
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Naoki Saka
直樹 坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a superior power supply device which is high in safety and longer in battery life and which can be charged at high speed.SOLUTION: A power supply device comprises: a conductive polymer type battery 1; a high-capacity density type lithium ion secondary battery 2; SOC detectors 3 and 4 for detecting the battery residual of each of the batteries 1 and 2; a controller 5; and a power output part for outputting power to a load 8. The charging from an external power source is performed on the conductive polymer type battery 1 preferentially. The power output to the power output part is performed from the high-capacity density type lithium ion secondary battery 2 preferentially. The high-capacity density type lithium ion secondary battery 2 is charged by the conductive polymer type battery 1.

Description

本発明は、電源装置およびそれを用いたモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車に関するものであり、詳しくは、モバイルデバイスやバッテリー式電気自動車等に電力供給するための電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device, a mobile device using the power supply device, and a battery-powered electric vehicle. More specifically, the present invention relates to a power supply device for supplying power to a mobile device, a battery-powered electric vehicle, or the like.

近年、ノートパソコンや、スマートフォン等の携帯電話、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯型オーディオ機器等の携帯型電気・電子機器(以下、「モバイルデバイス」と総称する)の普及が著しい。このようなモバイルデバイスを駆動するための電源としては、リチウムイオン電池等の二次電池(化学二次電池ともいう)が利用されており、予め家庭やオフィス等に設置された商用電源を利用して、繰り返し充電しながら使用することができるようになっている。   In recent years, portable electric / electronic devices (hereinafter referred to as “mobile devices”) such as laptop computers, mobile phones such as smartphones, personal digital assistants (PDAs), digital cameras, digital video cameras, and portable audio devices. (Generic name) is very popular. As a power source for driving such a mobile device, a secondary battery (also referred to as a chemical secondary battery) such as a lithium ion battery is used, and a commercial power source previously installed in a home or office is used. And can be used while being repeatedly charged.

そして、このような二次電池では、つぎつぎと大容量タイプのものが出現しており、大容量のものであればあるほど、1回の充電で使用できる時間が長くなり、携帯ツールとして持ち歩いて使用しやすいものとなる。しかし、その半面、大容量のものほど充電に時間がかかり、例えば容量(満充電)の80%に達する充電を行うのに30分から数時間を要する場合があり、モバイルデバイスといいながら、その充電中は電源のある場所から移動することができず、利便性が悪くなるという問題を有する。   And in such a secondary battery, the one of a large capacity type has appeared one after another, and the larger the capacity, the longer the time that can be used with one charge, and carry it as a portable tool. Easy to use. However, the larger the capacity, the longer it takes to charge. For example, it may take 30 minutes to several hours to charge up to 80% of the capacity (full charge). There is a problem that the inside cannot be moved from a place where the power source is provided and the convenience is deteriorated.

そこで、上記モバイルデバイス等の電源装置において、充電時間をより短縮化するために、2つの異なるタイプの電池、すなわち、電気容量は小さいが短時間で充放電して大きな出力(大きな電流)を供給することのできる高出力密度型の電池と、大きな出力を供給することはできないが、電気容量密度の高い(電力容量が大きい)、充放電に比較的時間を要する電池とを組み合わせ、充放電速度の速い高出力密度型電池を優先的に充電することが検討されている。なお、以下、前者を「高出力密度型電池」といい、後者を「高容量密度型電池」という。なお、出力密度は、電池の単位重量当たりの出力〔W/kg〕で表され、容量密度は、電池の単位重量当たりの容量〔Ah/kg〕で表される。また、上記の表現において、「大きな出力」、「大きな容量」とは、2種類の異なる電池(高出力密度型電池と高容量密度型電池)を比較した際の相対的なものである。   Therefore, in order to further shorten the charging time in the power supply device such as the mobile device described above, two different types of batteries, that is, a small electric capacity but a short time charge / discharge to supply a large output (large current). Combined with a high power density type battery that can be used and a battery that cannot supply a large output but has a high electric capacity density (high power capacity) and that requires a relatively long charge / discharge time. It has been studied to preferentially charge a high power density type battery having a high speed. Hereinafter, the former is referred to as “high power density type battery” and the latter is referred to as “high capacity density type battery”. The output density is represented by the output per unit weight of the battery [W / kg], and the capacity density is represented by the capacity per unit weight of the battery [Ah / kg]. In the above expression, “large output” and “large capacity” are relative values when two different types of batteries (a high output density type battery and a high capacity density type battery) are compared.

このような、高出力密度型電池と高容量密度型電池を組み合わせた例として、例えば、高出力密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池と、高容量密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池とを組み合わせたバッテリーモジュールがあげられる(特許文献1を参照)。このものは、上記高出力密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池を充電用電池として用いることにより、高速充電可能な予備電源として用いることができるようにしたものである。   As an example of combining such a high power density type battery and a high capacity density type battery, for example, a high power density type battery type lithium ion secondary battery and a high capacity density type battery type lithium ion secondary battery (See Patent Document 1). This battery can be used as a standby power source capable of high-speed charging by using the above-described high-power density battery type lithium ion secondary battery as a charging battery.

また、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタ等のコンデンサ型蓄電池を用い、高容量密度型電池としてリチウムイオン二次電池を用いた電源装置もある(特許文献2を参照)。このものは、上記コンデンサ型蓄電池による充放電動作を優先的に行うことによって、電源装置全体としての充電時間を短縮することができるようにしたものである。   There is also a power supply device using a capacitor type storage battery such as an electric double layer capacitor as a high power density type battery and a lithium ion secondary battery as a high capacity density type battery (see Patent Document 2). In this device, the charging time as the whole power supply device can be shortened by preferentially performing the charging / discharging operation by the capacitor type storage battery.

国際公開第2010/095292号International Publication No. 2010/095292 特開2002−95174号公報JP 2002-95174 A

しかしながら、上記リチウムイオン二次電池は、極端な過充電や過放電によって電極が不安定な状態になり発熱することがあり、その暴走を防ぐために複数の安全装置を具備している。そして、その発熱は、リチウムイオン二次電池を、高出力が要求される高出力密度型電池として用いる場合に、とりわけ大きいものとなるため、これを、外部からの衝撃を受けやすいモバイルデバイス等に搭載して用いることは好ましいものとはいえない。   However, the lithium ion secondary battery may be heated due to an extreme overcharge or overdischarge, resulting in heat generation. The lithium ion secondary battery includes a plurality of safety devices to prevent the runaway. The heat generation becomes particularly large when a lithium ion secondary battery is used as a high output density type battery that requires high output, so that this can be applied to mobile devices that are susceptible to external impacts. It is not preferable to install and use it.

一方、最近になって、大気汚染や、地球の温暖化の問題においても、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等のバッテリー式電気自動車が既に実用化の段階に入っている。リチウムイオン二次電池はこれらの主なバッテリーとして実用化されている。   On the other hand, recently, measures for seriously solving the problems of air pollution and global warming have been studied, and one of them is battery-powered electric vehicles such as hybrid cars and electric cars. Already put into practical use. Lithium ion secondary batteries have been put into practical use as these main batteries.

しかし、バッテリー式電気自動車のためのバッテリーは、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、電気量は大きいが、上述したように出力密度が低いという問題がある。   However, a battery for a battery-powered electric vehicle is required to have a high output density especially during rapid charging or acceleration by regenerative braking. A lithium ion secondary battery has a large amount of electricity, but the output density is high as described above. There is a problem that it is low.

そこで、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタが注目されている。しかし、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタを用いたものは、リチウムイオン二次電池よりも安全性は高いものの、その電気容量が、前記リチウムイオン二次電池より一桁小さいため、リチウムイオン二次電池に匹敵する電気容量のものを得ようとすれば、電池が嵩高いものとなり、コンパクトなモバイルデバイスや大きな電気容量を必要とするバッテリー式電気自動車に搭載するには、その大きさや電気容量に限界がある。   Therefore, electric double layer capacitors have attracted attention as high power density type batteries. However, a high power density type battery using an electric double layer capacitor is safer than a lithium ion secondary battery, but its electric capacity is an order of magnitude smaller than that of the lithium ion secondary battery. If you try to obtain an electric capacity comparable to that of a secondary battery, the battery will become bulky, and its size and electric capacity will make it suitable for mounting on compact mobile devices and battery-powered electric vehicles that require large electric capacity. Capacity is limited.

また、一般に、二次電池は、充放電を繰り返すと劣化する。電池の劣化を示す指標として、SOH(State Of Health)がある。SOHは、初期の満充電容量(Ah:アンペアアワー)に対する劣化時の満充電容量(Ah)の割合で表される。SOHが低くなれば交換した方がよい(その目安は、一般に75%とされる)とされているが、2種類の電池を組み合わせた場合、一方の電池で頻繁に充放電を繰り返すと、その電池のSOHが早く低下する。このため、他方の電池はまだまだ使用可能であっても、電源装置全体として廃棄処分せざるを得ないという事態が生じて不経済であるという問題もある。   In general, a secondary battery deteriorates when charging and discharging are repeated. As an index indicating the deterioration of the battery, there is SOH (State Of Health). SOH is represented by the ratio of the full charge capacity (Ah) at the time of deterioration to the initial full charge capacity (Ah: ampere hour). It is said that if the SOH is low, it is better to replace it (generally 75%). However, when two types of batteries are combined, if one battery is charged and discharged frequently, The SOH of the battery decreases quickly. For this reason, even if the other battery can still be used, there is a problem that it is uneconomical due to a situation in which the entire power supply device must be disposed of.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高速充電が可能で、しかも安全性が高く、電池寿命も長い、優れた電源装置およびそれを用いたモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an excellent power supply device that can be charged at high speed, has high safety, and has a long battery life, a mobile device using the power supply device, and a battery-powered electric vehicle. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明は、充放電速度の速い第1電池と、充放電速度の遅い第2電池と、上記第1電池の電池残量を検出する第1の電池残量検出回路と、上記第2電池の残量を検出する第2の電池残量検出回路と、上記第1電池の出力部と第2電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備え、上記第1電池として導電性ポリマー型電池が用いられ、上記第2電池として高容量密度型電池が用いられており、外部電源からの充電が、上記第1電池に対して優先的に行われ、上記電力出力部への電力出力が、上記第2電池から優先的に行われるようになっているとともに、上記第1の電池残量検出回路および第2の電池残量検出回路の出力に応じて、上記第1電池から上記第2電池への放電により第2電池が充電されるようになっている電源装置を第1の要旨とする。また、上記電源装置を用いてなるモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車を第2の要旨とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a first battery with a fast charge / discharge rate, a second battery with a slow charge / discharge rate, and a first battery level detection circuit for detecting the battery level of the first battery. And a second battery remaining amount detection circuit that detects the remaining amount of the second battery, and an output unit that outputs the power to the load by connecting the output unit of the first battery and the output unit of the second battery together. A conductive polymer type battery is used as the first battery, and a high capacity density type battery is used as the second battery, and charging from an external power supply has priority over the first battery. Power output to the power output unit is performed preferentially from the second battery, and the first battery remaining amount detection circuit and the second battery remaining amount detection circuit. Depending on the output of the second battery by discharging from the first battery to the second battery. There is a first aspect a power supply adapted to be charged. The second gist is a mobile device and a battery-powered electric vehicle using the power supply device.

すなわち、本発明者らは、安全で優れた電源装置を開発するために鋭意研究を行った結果、充放電速度の速い導電性ポリマー型電池と、充放電速度の遅い、高容量密度型電池とを組み合わせ、上記導電性ポリマー型電池を、優先的に外部電源からの充電用として用い、携帯時や移動時に、この導電性ポリマー型電池から上記高容量密度型電池への充電を行うようにすると、安全性が高く、高速充電が可能になるだけでなく、上記導電性ポリマー型電池の高容量、高出力、高いサイクル特性により、電源装置としての寿命が長くなることを見出し、本発明に到達した。   That is, the present inventors conducted extensive research to develop a safe and excellent power supply device. As a result, a conductive polymer type battery having a high charge / discharge rate, a high capacity density type battery having a low charge / discharge rate, and In combination, the conductive polymer type battery is preferentially used for charging from an external power source, and the high capacity density type battery is charged from the conductive polymer type battery when carrying or moving. In addition to high safety and high-speed charging, it has been found that the above-mentioned conductive polymer battery has a high capacity, high output, and high cycle characteristics, so that the life of the power supply device can be extended, and the present invention has been achieved. did.

本発明によれば、電源装置における充電のための高出力密度型電池として、従来このような用途に全く用いられていなかった導電性ポリマー型電池を用いているため、極めて短時間の充電をするだけで、充分な充電量を得ることができ、これを充電装置から外して安心して使用することができる。しかも上記導電性ポリマー型電池の高容量、高出力、高いサイクル特性によって、導電性ポリマー型電池と、これに組み合わせるもう一方の高容量密度型電池との電池寿命が長くなり、電源装置全体としての寿命が延びて経済的である。さらに、高出力密度型電池の安全性が高い。   According to the present invention, as a high power density type battery for charging in a power supply device, a conductive polymer type battery that has not been used for such applications in the past is used. With this, a sufficient amount of charge can be obtained, and this can be removed from the charging device and used safely. Moreover, due to the high capacity, high output, and high cycle characteristics of the above conductive polymer type battery, the battery life of the conductive polymer type battery and the other high capacity density type battery combined therewith becomes longer, and the power supply device as a whole Long life and economical. Furthermore, the safety of high power density batteries is high.

なお、本発明において、「充放電速度の遅い」、「充放電速度の速い」の区別は、2つの種類の異なる電池を対比した場合の相対的な区別である。   In the present invention, the distinction between “slow charge / discharge rate” and “fast charge / discharge rate” is a relative distinction when two types of different batteries are compared.

そして、本発明において、特に、上記導電性ポリマー型電池の少なくとも一方の電極が、導電性ポリマーと、電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものであると、導電性ポリマー型電池がロッキングチェア型の機構を有するものとなり、より優れたサイクル特性を発揮して好ましいものとなる。   In the present invention, in particular, when at least one electrode of the conductive polymer battery has a conductive polymer and an anionic material fixed in the electrode, the conductive polymer battery is rocked. It has a chair-type mechanism, which is preferable because it exhibits better cycle characteristics.

ここで、上記「電極内に固定されたアニオン性材料」とは、このアニオン性材料が、他の電極形成材料とともに複合体として形成されて、その複合体内に固定された状態にあるものをいい、アニオン性材料が固定されて動かないことによって、対するカチオンが移動する性質を有するようになり、ひいては、これを用いた導電性ポリマー型電池がロッキングチェア型の機構を有するようになることを意味する。   Here, the “anionic material fixed in the electrode” refers to a material in which the anionic material is formed as a composite together with other electrode forming materials and is fixed in the composite. , It means that the anionic material is fixed and does not move, so that the cation moves, and the conductive polymer type battery using this has a rocking chair type mechanism. To do.

また、本発明において、上記アニオン性材料が、ポリマーアニオンであると、このポリマーアニオンが電極形成材料のバインダーとしても機能するため好ましく、なかでも、ポリマーアニオンがポリカルボン酸であると、導電性ポリマー型電池の性能がさらに向上して、より好ましいものとなる。   In the present invention, it is preferable that the anionic material is a polymer anion because the polymer anion also functions as a binder for the electrode forming material. In particular, when the polymer anion is a polycarboxylic acid, a conductive polymer is preferable. The performance of the type battery is further improved and becomes more preferable.

そして、本発明において、上記導電性ポリマーがポリアニリンであると、ポリアニリンの電気化学的容量が大きく、導電性ポリマー型電池の性能がより一層向上するため、とりわけ好ましいものとなる。   In the present invention, when the conductive polymer is polyaniline, the electrochemical capacity of the polyaniline is large, and the performance of the conductive polymer battery is further improved, which is particularly preferable.

本発明の電源装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the power supply device of this invention. (a)は本発明の実施例に用いられる導電性ポリマー型電池の放電レート特性を示すグラフ図、(b)は上記導電性ポリマー型電池の充電レート特性を示すグラフ図である。(A) is a graph which shows the discharge rate characteristic of the conductive polymer type battery used for the Example of this invention, (b) is a graph which shows the charge rate characteristic of the said conductive polymer type battery. 上記導電性ポリマー型電池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 cycling characteristics of the said conductive polymer type battery. 比較のために示される、リチウムイオン二次電池の充電レート特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the charge rate characteristic of the lithium ion secondary battery shown for a comparison. 本発明の実施例と比較例における電池寿命のシミュレーションデータを示すグラフ図である。It is a graph which shows the simulation data of the battery life in the Example and comparative example of this invention. 上記シミュレーションデータに用いた比較例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the comparative example used for the said simulation data. 本発明の電源装置を用いたモバイルデバイスの利便性を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the convenience of the mobile device using the power supply device of this invention. 比較のために示される、リチウムイオン二次電池を単独で電源装置として用いたモバイルデバイスの説明図である。It is explanatory drawing of the mobile device which used the lithium ion secondary battery independently as a power supply device shown for a comparison. 本発明の電源装置を非接触充電システムにて充電する際の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure at the time of charging the power supply device of this invention with a non-contact charge system.

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.

まず、本発明の電源装置は、各種のモバイルデバイスやバッテリー式電気自動車等を駆動させるための電源として用いられる装置である。上記モバイルデバイスとしては、ノートパソコンや、スマートフォン等の携帯電話、携帯情報端末(PDA)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯型オーディオ機器等があげられる。また、上記バッテリー式電気自動車(以下、「電気自動車」ということがある)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バッテリー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。これらのモバイルデバイスや電気自動車は、携帯や移動のために充分な量の充電を、できるだけ短時間で行うことが望ましく、本発明の電源装置を用いることが最適である。   First, the power supply apparatus of the present invention is an apparatus used as a power supply for driving various mobile devices, battery-powered electric vehicles, and the like. Examples of the mobile device include a notebook computer, a mobile phone such as a smartphone, a personal digital assistant (PDA), a digital camera, a digital video camera, and a portable audio device. In addition, the battery-powered electric vehicle (hereinafter sometimes referred to as “electric vehicle”) means a vehicle that includes electric power obtained from one or more rechargeable batteries as part of mobility. used. 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. . In these mobile devices and electric vehicles, it is desirable to charge a sufficient amount for carrying or moving in as short a time as possible, and it is optimal to use the power supply device of the present invention.

このようなモバイルデバイスや電気自動車等を駆動させるための、本発明の電源装置は、例えば図1の電源装置9に示すような構成を備えている。電源装置9では、その内部に備えた変換部6が、外部電源10から得た電力を充電に適した電力に変換し、この変換された電力が充放電速度の遅い第2電池より、充放電速度の速い第1電池に対して優先的に伝送され、そこで充電される。上記充放電速度の速い第1電池として、導電性ポリマー型電池1が設けられている。また、モバイルデバイスを携帯して使用する際や電気自動車で移動する際に、電力を出力するための、充放電速度の遅い第2電池として、高容量密度型リチウムイオン二次電池2が設けられている。   The power supply device of the present invention for driving such mobile devices, electric vehicles, and the like has a configuration as shown in, for example, the power supply device 9 of FIG. In the power supply device 9, the conversion unit 6 provided therein converts the power obtained from the external power supply 10 into power suitable for charging, and the converted power is charged / discharged from the second battery having a slow charge / discharge speed. It is preferentially transmitted to the first battery having a high speed and charged there. As the first battery having a high charge / discharge rate, a conductive polymer battery 1 is provided. In addition, a high capacity density type lithium ion secondary battery 2 is provided as a second battery having a slow charge / discharge rate for outputting electric power when the mobile device is carried and used by an electric vehicle. ing.

そして、上記導電性ポリマー型電池1と高容量密度型リチウムイオン二次電池2は、それぞれSOC(State Of Charge)検出器3,4を介してコントローラ5に接続され、さらに変換部7を介して並列に接続されている。また、上記導電性ポリマー型電池1および高容量密度型リチウムイオン二次電池2は、それぞれに接続されている変換部7(本発明の「電力出力部」に相当)を介して負荷(モバイルデバイスや電気自動車等)8に接続されており、負荷8に電力を供給するようになっている。   The conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 are connected to the controller 5 via SOC (State Of Charge) detectors 3 and 4, respectively, and further via the converter 7. Connected in parallel. In addition, the conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 are connected to a load (mobile device) via a conversion unit 7 (corresponding to the “power output unit” of the present invention) connected thereto. Or an electric vehicle or the like) 8 to supply power to the load 8.

上記変換部6は、外部電源10より得た電力を種々変換し、上記第1電池および第2電池の少なくとも一方へ出力する。例えば、電池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6としては、交流電圧を整流して直流電圧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 6 converts the power obtained from the external power source 10 in various ways and outputs it to at least one of the first battery and the second battery. For example, the power is converted into a power output suitable for charging the battery, or the control is converted into a voltage suitable for power storage. Especially, it is preferable that the said conversion part 6 has a rectification function which rectifies | straightens an alternating voltage and converts it into a direct voltage, and a voltage control function which controls a voltage.

また、上記変換部6は、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、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、保護回路等を含んでもよい。   The conversion unit 6 may include, for example, an oscillator, a power amplifier, a filter, a matching circuit, an inverter, a converter, a switching circuit, a protection 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.

そして、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池2の充電量が低下して、上記コントローラ5に予め設定された充電量の値よりも低くなると、上記コントローラ5および変換部7により、上記導電性ポリマー型電池1を用いて上記高容量密度型リチウムイオン二次電池2の充電が行われるようになっている。また、その充電を繰り返すことによって、上記導電性ポリマー型電池1の充電量が低下した場合には、その都度、外部電源10を使って上記導電性ポリマー型電池1を充電するようになっている。   When the charge amount of the high-capacity density type lithium ion secondary battery 2 decreases and becomes lower than the charge amount preset in the controller 5, the controller 5 and the conversion unit 7 cause the conductivity to be reduced. The polymer type battery 1 is used to charge the high capacity density type lithium ion secondary battery 2. Further, when the charge amount of the conductive polymer type battery 1 is reduced by repeating the charging, the conductive polymer type battery 1 is charged using the external power source 10 each time. .

上記変換部7においては、負荷に適した電力・電圧に制御変換したり、導電性ポリマー型電池1から高容量密度型リチウムイオン二次電池2の充電を行えるように、スイッチング回路を有していてもよい。すなわち、変換部7においても、上記変換部6と同様に、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、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、保護回路等を含んでもよい。   The converter 7 has a switching circuit so that it can be controlled and converted to power / voltage suitable for the load, or the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 can be charged from the conductive polymer type battery 1. May be. That is, the conversion unit 7 may include, for example, an oscillator, a power amplifier, a filter, a matching circuit, an inverter, a converter, a switching circuit, a protection circuit, and the like, similar to the conversion unit 6.

この電源装置9において、外部電源10からの充電用電池として用いる導電性ポリマー型電池1は、高容量密度型リチウムイオン二次電池2に比べて充放電速度が極めて速く、しかもサイクル特性が良好で、単独でのSOH(State Of Health:〔劣化時の満充電容量/初期の満充電容量〕、電池劣化の指標、一般に75%が廃棄の目安とされる)の低下が小さいという特徴を有する。したがって、電源装置9は、外部電源10からの充電を、ごく短時間で一気に行うことができ、携帯時もしくは移動時の安心感に優れたものとなる。そして、充放電を繰り返すとSOHが低下しやすい高容量密度型リチウムイオン二次電池2は、放電(負荷8への出力)が主であり、SOCがかなり低下したときに導電性ポリマー型電池1からの充電を受けるため、充電の回数が少なく、電源装置9全体としてのSOHの低下が抑えられる。したがって、電源装置9の寿命が長くなり、経済的である。   In this power supply device 9, the conductive polymer type battery 1 used as a battery for charging from the external power source 10 has an extremely fast charge / discharge rate as compared with the high capacity density type lithium ion secondary battery 2, and has good cycle characteristics. The characteristic is that the decrease in SOH (State Of Health: [full charge capacity at the time of deterioration / full charge capacity at the initial stage] alone, an indicator of battery deterioration, generally 75% is regarded as a standard for disposal) is small. Therefore, the power supply device 9 can perform charging from the external power supply 10 at a stretch in a very short time, and is excellent in a sense of security when being carried or moved. The high capacity density type lithium ion secondary battery 2 in which SOH is likely to be lowered when charging and discharging are repeated is mainly discharged (output to the load 8), and the conductive polymer type battery 1 when the SOC is considerably lowered. Therefore, the number of times of charging is small, and the decrease in SOH as the whole power supply device 9 is suppressed. Therefore, the life of the power supply device 9 is extended, which is economical.

しかも、上記導電性ポリマー型電池1は、熱や過充電、過放電によって導電性が低下する特性から、それ自身が安定、安全であるとともに、電源装置9以外の周囲から仮に熱を受けても暴走しにくい。したがって、高速充電のために安全なものとなり、これを搭載した機器、例えば、モバイルデバイスや電気自動車は、より安心して使用することができる。   In addition, the conductive polymer type battery 1 itself is stable and safe due to the property that the conductivity decreases due to heat, overcharge and overdischarge, and even if it receives heat from the surroundings other than the power supply device 9. Hard to runaway. Therefore, it becomes safe for high-speed charging, and devices equipped with this, such as mobile devices and electric vehicles, can be used more safely.

なお、上記電源装置において、導電性ポリマー型電池1は、必ずしも高容量密度型リチウムイオン二次電池2への充電のみを行うものである必要はなく、場合によっては、その放電によって、負荷8への出力を補う機能を果たすよう設定することもできる。   In the above power supply device, the conductive polymer type battery 1 does not necessarily need to charge only the high capacity density type lithium ion secondary battery 2, and in some cases, the discharge causes the load to the load 8. It can also be set to fulfill the function of supplementing the output.

また、上記電源装置9において、導電性ポリマー型電池1と高容量密度型リチウムイオン二次電池2とが組み合わせられており、上述のように、導電性ポリマー型電池1が主として外部電源10から充電されて、携帯時や移動時には、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池2への充電を行う機能を果たすものであれば、それ以外の設定は、図1の構成に限るものではない。そして、上記導電性ポリマー型電池1からの充電を受ける高容量密度型電池も、リチウムイオン二次電池に限らず、異なるタイプの電池を用いるようにしても差し支えない。   Further, in the power supply device 9, the conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 are combined, and the conductive polymer type battery 1 is mainly charged from the external power source 10 as described above. As long as the function of charging the high-capacity lithium ion secondary battery 2 is achieved when carrying or moving, other settings are not limited to the configuration shown in FIG. The high capacity density type battery that receives the charge from the conductive polymer type battery 1 is not limited to the lithium ion secondary battery, and different types of batteries may be used.

また、上記電源装置9では、導電性ポリマー型電池1と高容量密度型リチウムイオン二次電池2とを組み合わせた回路等を、一つの装置として組み立てているが、例えば充電に供する導電性ポリマー型電池1とそのための回路等を、単独のユニットとして組み立て、これを、モバイルデバイスや電気自動車等の電源装置9部分に着脱自在に取り付けることができるようにしてもよい。この構成によれば、外部電源10から導電性ポリマー型電池1に充電を行う際、モバイルデバイスや電気自動車等の機器全体を外部電源10に接続する必要がなく、導電性ポリマー型電池1のユニットのみを外部電源10に接続することができ、より簡便に充電作業を行うことができる。   Further, in the power supply device 9, a circuit or the like combining the conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 is assembled as one device. For example, the conductive polymer type for charging is used. The battery 1 and a circuit therefor may be assembled as a single unit, which may be removably attached to a power supply device 9 such as a mobile device or an electric vehicle. According to this configuration, when charging the conductive polymer battery 1 from the external power source 10, it is not necessary to connect the entire device such as a mobile device or an electric vehicle to the external power source 10, and the unit of the conductive polymer battery 1 Only the external power source 10 can be connected, and the charging operation can be performed more easily.

上記電源装置9に用いられる導電性ポリマー型電池1とは、導電性ポリマーを含む電極を有する二次電池をいい、その電極の活物質の主成分が導電性ポリマーからなるものをいう。ここで主成分とは、全体の過半を占める成分のことをいい、全体が主成分のみからなる場合も含む意味である。そして、この導電性ポリマー型電池1は、高容量、高出力、高いサイクル特性を備えるものである。   The conductive polymer type battery 1 used for the power supply device 9 refers to a secondary battery having an electrode containing a conductive polymer, and the main component of the active material of the electrode is made of a conductive polymer. Here, the main component means a component that occupies the majority of the whole, and includes the case where the whole consists of only the main component. The conductive polymer battery 1 has high capacity, high output, and high cycle characteristics.

上記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され、またはポリマーから離脱することによって、ポリマー自身の導電性が変化する特性を備えたポリマーをいい、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常態を「ドープ状態」といい、イオン種がポリマーから離脱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(すなわち脱ドープ状態)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ことから、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含むものとする。   The conductive polymer means that the ionic species are inserted into or removed from the polymer in order to compensate for a change in charge generated or lost by the oxidation reaction or reduction reaction of the polymer main chain. In such a polymer, the ionic species is inserted into the polymer and the state of high conductivity is called the “dope state”, and the ionic species leave the polymer and become conductive. A state with low properties is called a “dedoped 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 dedoped state), such a polymer becomes conductive again reversibly by the oxidation-reduction reaction. Therefore, 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一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導電性ポリマーの他の一つは、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。   Therefore, in the present invention, one of the preferred conductive polymers is a dopant of 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 addition, another preferred conductive polymer in the present invention is a polymer in a dedope state obtained by dedoping the conductive polymer.

このような導電性ポリマーを構成するポリマーとしては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、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をあげることができる。そして、これらのなかでも、特に、単位重量当たりの電気容量が大きいポリアニリンまたはポリピロール、そしてそれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種のポリマーが好適である。   Examples of the polymer constituting such a conductive polymer include polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyselenophene, polyisothianaphthene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyazulene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene). ), Polyacene and the like, and various derivatives thereof. Of these, at least one polymer selected from polyaniline or polypyrrole having a large electric capacity per unit weight and derivatives thereof is particularly preferable.

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。また、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一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−置換アニリンをあげることができる。   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. In addition, as the derivative of aniline, at least one substituent such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, an alkoxyalkyl group or the like is present at a position other than the 4-position of aniline. Can be exemplified. 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- Examples thereof include m-substituted anilines such as methoxyaniline, m-ethoxyaniline and m-phenylaniline.

ただし、4位に置換基を有するアニリン誘導体であっても、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ため、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, even if it is an aniline derivative having a substituent at the 4-position, p-phenylaminoaniline gives polyaniline by oxidative polymerization, and therefore can be preferably used as an aniline derivative exceptionally.

また、上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ることによっ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一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) ピロール等をあげることができる。   The polypyrrole refers to a polymer obtained by subjecting pyrrole to chemical oxidative polymerization or electrolytic oxidative polymerization, 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 Examples having at least one group can be given. 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.

なお、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一種」を単に「ポリアニリン」という。また、同様に、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一種」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”. Similarly, 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導電性ポリマー型電池1は、その少なくとも一方の電極、例えば正極が、上記導電性ポリマーと電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the electroconductive polymer type battery 1 used by this invention has at least one electrode, for example, a positive electrode, which has the said electroconductive polymer and the anionic material fixed in the electrode.

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。   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一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, in particular, 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の具体例としては、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一種があげられ、アルカリ金属塩としては、リチウム塩やナトリウム塩が好ましく、アルカリ土類金属塩としては、マグネシウム塩やカルシウム塩が好ましい。   Specific examples of the metal salt of the polycarboxylic acid include at least one selected from an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt. The alkali metal salt is preferably a lithium salt or a sodium salt. As the metal salt, a magnesium salt or a calcium salt is preferable.

本発明に用いられる導電性ポリマー型電池1の構成をより詳しく説明すると、例えば、電解質層と、これを挟んで対向して設けられる正極と負極とを備え、その少なくとも一方、すなわち、この例では正極に、上記導電性ポリマーとそのドーパントを含む固体を活物質とを有する正極シートを用いた構成になっている。   The configuration of the conductive polymer battery 1 used in the present invention will be described in more detail. For example, the conductive polymer battery 1 includes an electrolyte layer, and a positive electrode and a negative electrode provided opposite to each other, and in this example, in this example, A positive electrode sheet having an active material and a solid containing the conductive polymer and its dopant is used for the positive electrode.

なお、上記正極と負極には、それぞれ集電体が設けられており、この集電体に、導電性ポリマー等の活物質を一体的に固定するようになっている。このような集電体としては、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が好適に用いられる。   Each of the positive electrode and the negative electrode is provided with a current collector, and an active material such as a conductive polymer is integrally fixed to the current collector. As such a current collector, a metal foil or mesh such as nickel, aluminum, stainless steel or copper is preferably used.

上記正極に用いられる正極シートは、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 sheet used for the positive electrode 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, from the said conductive polymer powder and the said anionic material (with the conductive support agent used as needed) on a collector It can be obtained as a composite sheet having a uniform positive electrode active material layer.

上記導電助剤は、導電性に優れるとともに、電池の活物質間の電気抵抗を低減するために有効であり、さらに、電池の充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ることが望ましい。通常、上述したような導電性カーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等や、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等の繊維状炭素材料が用いられる。   The conductive auxiliary agent is excellent in conductivity, is effective for reducing the electrical resistance between the active materials of the battery, and is a conductive material whose properties do not change depending on the potential applied during charging and discharging of the battery. Is desirable. Usually, conductive carbon black as described above, for example, acetylene black, ketjen black, and the like, and fibrous carbon materials such as carbon fiber, carbon nanotube, and carbon nanofiber are used.

なお、上記アニオン性材料は、何ら理論によって制約されるものではないが、正極の製造において、バインダーとしての機能を有するとともに、正極の導電性ポリマーのドーパントとしても機能して、導電性ポリマー型電池1としての特性の向上にも関与しているものと考えられる。   The anionic material is not limited by theory, but has a function as a binder in the production of the positive electrode, and also functions as a dopant for the conductive polymer of the positive electrode. It is considered that it is also involved in the improvement of characteristics as 1.

上記アニオン性材料は、例えば、導電性ポリマー100重量部に対して1〜100重量部用いることガ好ましく、より好ましくは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アニオン性材料の量が少なすぎると、重量出力密度に優れた導電性ポリマー型電池1を得ることができなくなるおそれがあり、他方、導電性ポリマーに対する上記アニオン性材料の量が多すぎると、正極活物質以外の成分重量が増大することによる正極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導電性ポリマー型電池1を得ることができなくなるおそれがある。   The anionic material is preferably used in an amount of 1 to 100 parts by weight, more preferably 2 to 50 parts by weight, and most preferably 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the conductive polymer. If the amount of the anionic material relative to the conductive polymer is too small, the conductive polymer type battery 1 having an excellent weight output density may not be obtained. On the other hand, the amount of the anionic material relative to the conductive polymer is not sufficient. If the amount is too large, the weight of the positive electrode due to the increase in the weight of the components other than the positive electrode active material may result in failure to obtain a conductive polymer type battery 1 having a high weight energy density when the weight of the entire battery is taken into consideration. There is.

また、上記正極シートの正極活物質層は、多孔質層として形成されるが、その空隙率は35〜80%の範囲であることが望ましい。   Moreover, although the positive electrode active material layer of the said positive electrode sheet is formed as a porous layer, it is desirable that the porosity is 35 to 80% of range.

なお、上記「空隙率」は、下記の〔式1〕により算出することができる。
〔式1〕
正極シートの正極活物質層の空隙率P(%)=((ST−V)/ST)×100
The “void ratio” can be calculated by the following [Formula 1].
[Formula 1]
Porosity P (%) of positive electrode active material layer of positive electrode sheet = ((ST−V) / ST) × 100

ここで、Sは正極シートの面積(cm2 )、Tは集電体の厚みを除いた正極シートの厚み(cm)、Vは集電体を除いた正極シートの体積(cm3 )である。集電体を除いた正極シートの体積は、正極シートを構成する材料の重量割合とそれぞれの材料の真密度の値を用いて、正極シートを構成する材料全体の平均密度を算出しておき、正極シートを構成する材料の重量の総和をこの平均密度で除することによって求められる。 Here, S is the area (cm 2 ) of the positive electrode sheet, T is the thickness (cm) of the positive electrode sheet excluding the thickness of the current collector, and V is the volume (cm 3 ) of the positive electrode sheet excluding the current collector. . The volume of the positive electrode sheet excluding the current collector is calculated using the weight ratio of the material constituting the positive electrode sheet and the true density value of each material to calculate the average density of the entire material constituting the positive electrode sheet, This is obtained by dividing the total weight of the materials constituting the positive electrode sheet by this average density.

そして、上記導電性ポリマー型電池1に用いられる電解質層は、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。   The electrolyte layer used in the conductive polymer type battery 1 is preferably a sheet formed by impregnating a separator with an electrolytic solution or a sheet formed of a solid electrolyte, for example. The sheet made of the solid electrolyte itself also serves as a separator.

このようにセパレータに含浸させるとともに、電極にも含浸させるための電解液を構成する電解質としては、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 that constitutes the electrolytic solution for impregnating the separator and the electrode as described above include, for example, base metal ions and appropriate counter ions, for example, sulfonate ions, perchlorate ions, tetrafluoro ions. A combination of borate ion, hexafluorophosphate ion, hexafluoroarsenic ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide ion, halogen ion, etc. is preferably used.

なお、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、リチウム、ナトリウムやカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムやカルシウムのようなアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛、鉛等がこれに属する。   The “base metal” refers to a metal that has a higher ionization tendency than hydrogen and is easily oxidized in the air (when heated), such as an alkali metal such as lithium, sodium and potassium, and magnesium and calcium. These include 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、LiCF3 SO3 、LiClO4 、LiBF4 、LiPF6 、LiAsF6 、LiN(SO2 CF3 2 、LiN(SO2 2 5 2 LiCl、NaCF3 SO3 、NaClO4 、NaBF4 、NaPF6 、NaAsF6 、Ca(CF3 SO3 ) 2 、Ca(ClO4 2 、Ca(BF4 2 、Ca(PF6 2 、Ca(AsF6 2 等をあげることができる。 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 ) You can raise 2nd .

そして、電解液を構成する溶媒としては、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一種の非水溶媒、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。   And as a solvent which comprises electrolyte solution, at least 1 type of nonaqueous solvents, such as carbonates, nitriles, amides, ethers, ie, 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.

また、上記導電性ポリマー型電池1において、セパレータを用いる場合、セパレータは、これを挟んで対向して配設される正極と負極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、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フィルムが好ましく用いられる。   Further, when a separator is used in the conductive polymer type battery 1, the separator can prevent an electrical short circuit between the positive electrode and the negative electrode disposed opposite to each other with the separator interposed therebetween. Insulating porous sheets that are stable, have high ion permeability, and have some mechanical strength may be used. Therefore, for example, a porous film made of a resin such as paper, nonwoven fabric, polypropylene, polyethylene, or polyimide is preferably used.

さらに、上記導電性ポリマー型電池1において、負極には、卑金属や、また、酸化還元時に卑金属イオンを挿入、脱離し得る材料が好ましく用いられる。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。また、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。   Further, in the conductive polymer type battery 1, a material that can insert and desorb base metal ions and base metal ions during oxidation and reduction is preferably used for the negative electrode. 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. . In addition, as a material that can insert and desorb 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、導電性ポリマー型電池1は、上述の正極、電解質層、負極等のほかに、集電体を用いることができる。集電体は、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 above-described positive electrode, electrolyte layer, negative electrode, and the like, the conductive polymer battery 1 can use a current collector. The current collector is not particularly limited as long as it has good conductivity and stability, but a metal foil or mesh such as nickel, aluminum, stainless steel or copper is preferably used, and a stainless steel material is preferably used. Furthermore, when the negative electrode is a metal, the negative electrode itself may also serve as a current collector.

そして、上記導電性ポリマー型電池1の組立ては、これらの材料を用いて、例えば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。   And it is preferable to assemble the said conductive polymer type battery 1 using these materials, for example 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、本発明に用いられる導電性ポリマー型電池1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、モバイルデバイスや電気自動車等の電源装置において、外部電源10からの高速充電用の電池として導電性ポリマー型電池1を用いると、安全で電池寿命の長い、優れた電源装置を得ることができる。   The conductive polymer battery 1 used in the present invention thus obtained is not only excellent in weight output density and cycle characteristics as in an electric double layer capacitor, but also in the weight energy density of a conventional electric double layer capacitor. Has a much higher gravimetric energy density. Therefore, when the conductive polymer battery 1 is used as a battery for fast charging from the external power supply 10 in a power supply device such as a mobile device or an electric vehicle, an excellent power supply device that is safe and has a long battery life can be obtained. .

なお、上記導電性ポリマー型電池1が、このように高容量、高出力であり、高速充電が可能である理由は、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電池と、出力特性が優れるアニオン移動型のリザーブ型電池の、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。   The reason why the conductive polymer type battery 1 has such a high capacity and high output and can be charged at high speed is that a rocking chair type battery that is a cation transfer type battery that requires a small amount of electrolyte and an output. This is considered to be due to the fact that the anion migration type reserve battery having excellent characteristics has both excellent characteristics.

<非接触充電システム>
つぎに本発明の電源装置では、非接触充電を可能とするため、さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備えるものであってもよい。言い換えると、本願発明の電源装置は、上述のように、充放電速度の速い第1電池と、充放電速度の遅い第2電池と、上記第1電池の電池残量を検出する第1の電池残量検出回路と、上記第2電池の残量を検出する第2の電池残量検出回路と、上記第1電池の出力部と第2電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備えているものであるが、これらに加えて、さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備えるものであってもよい。
<Non-contact charging system>
Next, in order to enable non-contact charging, the power supply device of the present invention may further include a receiving antenna that receives power supplied from an external power supply. In other words, as described above, the power supply device of the present invention includes the first battery having a high charge / discharge rate, the second battery having a low charge / discharge rate, and the first battery for detecting the remaining battery level of the first battery. The remaining amount detection circuit, the second remaining battery level detection circuit for detecting the remaining amount of the second battery, and the output unit of the first battery and the output unit of the second battery are connected together to generate power to the load However, in addition to these, a power receiving unit that receives power supplied from an external power source may be provided.

上記受信アンテナを加えた電源装置は、例えば、図9に示した非接触充電システムにより充電される。充電時には、外部電源10から供給される電力が、送電装置13(充電装置)内にある送信アンテナ11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12(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6が、受信アンテナ12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、導電性ポリマー型電池1および高容量密度型リチウムイオン二次電池2の少なくとも一方へ伝送され、蓄電されることとなる。   The power supply device to which the receiving antenna is added is charged by, for example, a non-contact charging system shown in FIG. At the time of charging, power supplied from the external power source 10 is transmitted from the transmitting antenna 11 in the power transmitting device 13 (charging device) to the receiving antenna 12 (for example, configured by a coil) by induction of AC power by electromagnetic coupling. Is done. Then, the converter 6 converts the power transmitted to the receiving antenna 12 into power suitable for charging, and the converted power is converted into the conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2. Is transmitted to and stored in at least one of them.

すなわち、非接触充電システムでは、送信アンテナ11を有する送電装置13の近くに電源装置9’を置くことで、電源装置9’内の受信アンテナ12と、送電装置13内の送信アンテナ11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11と受信アンテナ12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 supply device 9 ′ near the power transmission device 13 having the transmission antenna 11, the reception antenna 12 in the power supply device 9 ′ and the transmission antenna 11 in the power transmission device 13 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 11 and the receiving antenna 12 within the near field.

上記送信アンテナ11は、電力を送信する機能を有するものであり、一方、受信アンテナ12は、送信アンテナ11から送信された電力を必要に応じて変換部6を介し、蓄電デバイスへ伝送する機能を有するものである。   The transmission antenna 11 has a function of transmitting power, while the reception antenna 12 has a function of transmitting the power transmitted from the transmission antenna 11 to the power storage device via the converter 6 as necessary. It is what you have.

そして、上記送信アンテナ11および受信アンテナ12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 transmission antenna 11 and the reception antenna 12 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6は、受信アンテナ12より伝送された電力を種々変換し、導電性ポリマー型電池1および高容量密度型リチウムイオン二次電池2の少なくとも一方へ出力する。例えば、導電性ポリマー型電池1や高容量密度型リチウムイオン二次電池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6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 6 converts the power transmitted from the receiving antenna 12 in various ways and outputs it to at least one of the conductive polymer type battery 1 and the high capacity density type lithium ion secondary battery 2. For example, the electric power output suitable for charging the conductive polymer type battery 1 or the high capacity density type lithium ion secondary battery 2 is converted, or the control output is converted to a voltage suitable for power storage. Especially, it is preferable that the said conversion part 6 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6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。   Further, the converter 6 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.

上記送電装置13は、その内部に送信アンテナ11を備え、交流または直流の電源に接続される。この送信アンテナ11と受信アンテナ12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 13 includes a transmission antenna 11 therein and is connected to an AC or DC power source. When the transmitting antenna 11 and the receiving antenna 12 are electromagnetically coupled during charging, charging can be performed without a contact.

上記のように電源装置9’を用いたシステムとして、例えば、携帯電話等のモバイルデバイス、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 supply device 9 'as described above include a mobile device such as a mobile phone, a battery-powered electric vehicle, and the like. This will be described in order below.

<携帯電話>
電源装置9’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。この電源装置9’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12と、上記受信アンテナ12に接続された導電性ポリマー型電池1および高容量密度型リチウムイオン二次電池2の少なくとも一方を備えることから、つぎに説明する送電装置13(いわゆる充電器)の上に置く等、送信アンテナ11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 a mobile phone using the power supply device 9 ′ will be described. A mobile phone using the power supply device 9 ′ includes a receiving antenna 12 that receives power supplied from the outside, a conductive polymer type battery 1 connected to the receiving antenna 12, and a high capacity density type lithium ion secondary battery. Since it is provided with at least one of 2, simply placing it in the near field of the transmitting antenna 11, such as placing it on a power transmission device 13 (so-called charger), which will be described next, can charge a large capacity in a short time. become able to.

本発明の電源装置9’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 supply device 9 ′ of the present invention can receive power supply using electromagnetic energy as a medium, for example, the following is assumed as a specific usage scene.

まず、本発明の電源装置9’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)に前述した電磁エネルギーを供給する充電装置(図示しない)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 a mobile phone equipped with the power supply device 9 ′ of the present invention is carried and the user goes out for a long time, it is not necessary to carry a charging device. In other words, a charging device that supplies the aforementioned electromagnetic energy to any place on the go (for example, a predetermined place or position that is not related to public or private, such as a coffee shop table, an office desk on the go, an airplane or a train on the move) No) is provided, so that it is possible to receive power supply without worrying about the contact terminal type.

<電気自動車>
上記電源装置9’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>
A non-contact charging system for a battery-powered electric vehicle (hereinafter sometimes abbreviated as “electric vehicle”) using the power supply device 9 ′ will be described below.

上記電気自動車のバッテリーは、車の他の部分に対して、無線式や非接触の電源装置9’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る。   The battery of the electric vehicle can be configured with a wireless or non-contact power supply device 9 'with respect to other parts of the vehicle, so that not only can the battery be charged in a non-contact manner, but the battery can be replaced easily and reliably. There are several advantages with regard to safety, 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11を備え、交流または直流の電源と接続されている非接触チャージングベース(図9での「送電装置13」に相当)の上に駐車することで、電気自動車の電源装置9’内の受信アンテナ12と、チャージングベース内の送信アンテナ11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11と受信アンテナ12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 vehicle is parked on a contactless charging base (corresponding to “power transmission device 13” in FIG. 9) that includes a transmission antenna 11 and is connected to an AC or DC power source. As a result, the receiving antenna 12 in the power supply device 9 ′ of the electric vehicle and the transmitting antenna 11 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 11 and the receiving antenna 12 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11と受信アンテナ12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 transmission antenna 11 and the reception antenna 12 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.

〔実施例1〕
(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。
[Example 1]
(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. The powder was obtained by suction filtration with 2 filter papers. 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-pressure molding 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%. The porosity was calculated 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。これらを非水電解液二次電池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 into a stainless steel HS cell (manufactured by Hosen Co., Ltd.) for non-aqueous electrolyte secondary battery experiments. 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.

このようにして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100Cまで変化させて、放電エネルギー密度を測定した。また、充電レートにおける充電効率(%)を算出した。測定は、電池充放電装置 (北斗電工社製 SD8) を用い、定電流−定電圧充電/定電流放電モードにて行った。すなわち、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2.0Vまで定電流放電を行った。   With respect to the conductive polymer type battery thus obtained, the charge / discharge rate was changed from 0.2 C to 100 C, and the discharge energy density was measured. Further, the charging efficiency (%) at the charging rate was calculated. The measurement was performed in a constant current-constant voltage charge / constant current discharge mode using a battery charging / discharging device (SD8 manufactured by Hokuto Denko). That is, when the charge end voltage is 3.8 V and the voltage reaches 3.8 V by constant current charging, the constant voltage charging of 3.8 V is 20% of the current value during constant current charging. After that, constant current discharge was performed up to a final discharge voltage of 2.0V.

これらの結果を図2(a)、(b)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〔以下の図も同じ〕。   These results are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The obtained discharge energy density is converted into a value per battery weight, and the unit is “Wh / kg” (the same applies to the following figures).

図2(a)、(b)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、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、非常に高い出力特性を有していることがわかる。   As can be seen from FIGS. 2 (a) and 2 (b), this conductive polymer type battery has a discharge energy density of 399 Wh / kg, although the current value was changed 500 times from 0.2 C to 100 C. To 164 Wh / kg, it is only reduced to about 41%, and since the original capacity is large, a high energy density of 150 Wh / kg or more is maintained. Therefore, it can be seen that this conductive polymer battery has very high output characteristics.

また、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、高速充放電が可能であるということを示している。   Further, this conductive polymer type battery exhibits a very high charging efficiency (%) with respect to the rate characteristics, and also exhibits a capacity of 80% or more with respect to the 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 high-speed charging / discharging is possible. Yes.

さらに、上記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回まで放電したとき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。   Furthermore, the discharge energy density when the conductive polymer type battery 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.

その結果を図3に示す。この図からわかるように、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 result is shown in FIG. As can be seen from this figure, 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.

なお、比較のために、上記導電性ポリマー型電池に代えて、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、上記と同様にして、その充電効率を測定した。その結果を図4に示す。この図からわかるように、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。   For comparison, a lithium ion secondary battery using lithium cobaltate as a positive electrode active material was produced instead of the conductive polymer battery, and the charge efficiency was measured in the same manner as described above. The result is shown in FIG. As can be seen from this figure, the lithium ion secondary battery can be charged for a short time because its charged capacity is drastically reduced at a charge rate exceeding 2C.

つぎに、上記のように作製された導電性ポリマー型電池(ラミネート上シートタイプ:電極有効面積6cm×6cmを5層、250mAh/1セル)を配置して、外部電源からの充電用として用いる導電性ポリマー型電池とした。そして、この導電性ポリマー型電池と、高容量密度型リチウムイオン二次電池(250mAh/1セル)とを組み合わせて、図1に示すような構成のモバイルデバイス用電源装置を作成した。そしてこのものを、携帯電話に搭載してその駆動電源として用いたところ、3分間でSOC50%の高速充電が可能であり、安心してこれを携帯することができた。   Next, the conductive polymer type battery (sheet type on the laminate: 5 layers of electrode effective area 6 cm × 6 cm, 250 mAh / 1 cell) prepared as described above is arranged and used for charging from an external power source. Made a conductive polymer battery. Then, by combining this conductive polymer type battery and a high capacity density type lithium ion secondary battery (250 mAh / 1 cell), a power device for a mobile device having a configuration as shown in FIG. 1 was produced. When this product was mounted on a mobile phone and used as a drive power source, it was possible to charge SOC 50% at high speed in 3 minutes, and it was possible to carry it with peace of mind.

なお、上記導電性ポリマー型電池と高容量密度型リチウムイオン二次電池とを、体積比率2:1(容量比率50:50)で組み合わせた電源装置を想定し、上記導電性ポリマー型電池を用いて上記高容量密度型リチウムイオン二次電池を充電しながらモバイルデバイスへの電力供給を行い続けたときのSOHの変化を、それぞれの電池単独のSOH変化に基づいてシミュレーションしてデータ化した。その結果を図5において、線分Aとして示す。参考までに、用いた導電性ポリマー型電池のSOH変化を線分a1、高容量密度型リチウムイオン二次電池のSOH変化を線分a2として示す。   In addition, assuming the power supply device which combined the said conductive polymer type battery and the high capacity | capacitance density type lithium ion secondary battery by the volume ratio 2: 1 (capacity ratio 50:50), the said conductive polymer type battery is used. The change in SOH when power was continuously supplied to the mobile device while charging the high capacity density type lithium ion secondary battery was simulated and converted into data based on the SOH change of each battery alone. The result is shown as a line segment A in FIG. For reference, the SOH change of the conductive polymer type battery used is shown as a line segment a1, and the SOH change of the high capacity density type lithium ion secondary battery is shown as a line segment a2.

〔比較例1〕
また、比較例1として、図1に示す構成の電源装置において、外部電源からの充電用として、上記導電性ポリマー型電池に代えて電気二重層キャパシタを用いたものを想定した。その構成を図6に示す。そして、上記実施例と同様、上記電気二重層キャパシタと高容量密度型リチウムイオン二次電池とを、体積比率2:1(容量比率5:95)で組み合わせ、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池を用いて上記電気二重層キャパシタを充電しながら電力供給を行い続けたときのSOHの変化を、それぞれの電池単独のSOH変化に基づいてシミュレーションしてデータ化した。その結果を図5において、線分Bとして示す。参考までに、用いた電気二重層キャパシタのSOH変化を線分b1、高容量密度型リチウムイオン二次電池のSOH変化を線分b2として示す。
[Comparative Example 1]
Further, as Comparative Example 1, it was assumed that the power supply apparatus having the configuration shown in FIG. 1 uses an electric double layer capacitor instead of the conductive polymer type battery for charging from an external power source. The configuration is shown in FIG. As in the above embodiment, the electric double layer capacitor and the high capacity density type lithium ion secondary battery are combined at a volume ratio of 2: 1 (capacity ratio of 5:95), and the high capacity density type lithium ion secondary battery is combined. The change in SOH when power was continuously supplied while charging the electric double layer capacitor using a battery was simulated and converted into data based on the change in SOH of each battery alone. The result is shown as a line segment B in FIG. For reference, the SOH change of the used electric double layer capacitor is shown as a line segment b1, and the SOH change of the high capacity density type lithium ion secondary battery is shown as a line segment b2.

このシミュレーションは、以下の考え方に基づいている。すなわち、導電性ポリマー型電池は、サイクル特性がよいため単独でのSOHの低下は小さい。一方、高容量密度型リチウムイオン二次電池は、利用の際には放電のみが主となり、SOCがかなり低下したときにのみ、導電性ポリマー型電池からの充電が必要となり、結果として充電の回数が抑えられるため、高容量密度型リチウムイオン二次電池のSOHの低下が抑制される。その結果、組み合わせた電池全体のSOHの低下が抑制される。したがって、組み合わせ電池全体の寿命(SOHが75%以下となるまでの経過時間:TA)は、非常に長くなる。   This simulation is based on the following concept. That is, since the conductive polymer battery has good cycle characteristics, the decrease in SOH alone is small. On the other hand, the high capacity density type lithium ion secondary battery is mainly discharged only when it is used, and only when the SOC is considerably lowered, charging from the conductive polymer type battery is required. Therefore, the decrease in SOH of the high capacity density type lithium ion secondary battery is suppressed. As a result, a decrease in SOH of the entire combined battery is suppressed. Therefore, the lifetime of the combined battery as a whole (elapsed time until SOH becomes 75% or less: TA) becomes very long.

一方、比較例1において、電気二重層キャパシタは、サイクル特性がよいため、単独でのSOHの低下は小さい。しかし、この電気二重層キャパシタを、高容量密度型リチウムイオン二次電池の充電用として用いると、電気二重層キャパシタの電気容量が、導電性ポリマー型電池に比べて小さいため、高容量密度型リチウムイオン二次電池への充電回数は、導電性ポリマー型電池を用いた場合に比べて頻繁になる。このため、高容量密度型リチウムイオン二次電池のSOHの低下が避けられず、結果として、組み合わせた電池全体のSOHの低下をさほど抑制することができない。したがって、組み合わせ電池全体の寿命(SOHが75%以下となるまでの経過時間:TB)は、上記TAに比べて大幅に短くなる。   On the other hand, in Comparative Example 1, since the electric double layer capacitor has good cycle characteristics, the decrease in SOH alone is small. However, when this electric double layer capacitor is used for charging a high capacity density type lithium ion secondary battery, the electric capacity of the electric double layer capacitor is smaller than that of the conductive polymer type battery. The number of times the ion secondary battery is charged is more frequent than when a conductive polymer battery is used. For this reason, a decrease in SOH of the high capacity density type lithium ion secondary battery is inevitable, and as a result, a decrease in SOH of the combined battery as a whole cannot be suppressed to a great extent. Therefore, the lifetime of the combined battery as a whole (elapsed time until SOH becomes 75% or less: TB) is significantly shorter than that of the TA.

以上のことから、上記実施例1の、導電性ポリマー型電池と高容量密度型リチウムイオン二次電池とを組み合わせた電源装置は、電気二重層キャパシタと高容量密度型リチウムイオン二次電池とを用いた比較例1の電源装置に比べて、電池寿命が長く、実用上優れていることがわかる。   From the above, the power supply device combining the conductive polymer type battery and the high capacity density type lithium ion secondary battery in Example 1 described above includes the electric double layer capacitor and the high capacity density type lithium ion secondary battery. It can be seen that the battery life is long and practically superior to the power supply device of Comparative Example 1 used.

また、前記実施例1の電源装置を搭載したモバイルデバイスは、外部電源からの充電を、上記導電性ポリマー型電池により高速で行うことができる(3分間で50%の充電が可能)ため、例えば図7に示すように、まず充電用の導電性ポリマー型電池に、3分間で50%の充電を行った状態で、このモバイルデバイスを1時間携帯し、その間、充電された導電性ポリマー型電池から駆動用の高容量密度型リチウムイオン二次電池に充電し、必要に応じて高容量密度型リチウムイオン二次電池からモバイルデバイスに電力供給を行う。そして、1時間後、外部電源により、再び3分間の充電を導電性ポリマー型電池に行えば、その間、電力消費がなければ全体として満充電することができる。また、多少、電力消費があったとしても、3分というごく短い時間で50%の充電が可能であるため、外出先等であっても、充電するタイミングがあれば、即座に充分な充電量を確保することができる。したがって、「いつ電池が切れるか」という危機意識をもつことなく、安心してモバイルデバイスを携帯することができる。   In addition, since the mobile device equipped with the power supply device of Example 1 can be charged from an external power source at a high speed by the conductive polymer type battery (50% charge is possible in 3 minutes), for example, As shown in FIG. 7, the mobile device is first carried for 1 hour in a state where 50% of the charge is charged in a conductive polymer type battery for 3 minutes, and the charged conductive polymer type battery is charged during that time. The high-capacity density type lithium ion secondary battery for driving is charged, and power is supplied to the mobile device from the high capacity density type lithium ion secondary battery as necessary. After 1 hour, if the conductive polymer battery is charged again for 3 minutes by an external power source, the battery can be fully charged as a whole if there is no power consumption during that time. In addition, even if there is some power consumption, 50% can be charged in a very short time of 3 minutes. Can be secured. Therefore, it is possible to carry the mobile device with peace of mind without being aware of the danger of “when the battery will run out”.

一方、従来の、例えば満充電まで1時間を要する高容量密度型リチウムイオン二次電池を単独で用いた電源装置を搭載したモバイルデバイスは、外出先等で短時間で充電することができないため、満充電の状態にしてから携帯しようとすれば、図8に示すように、充電に1時間かかり、その間は携帯することができない。したがって、モバイルデバイスを自由に持ち歩ける時間が制限されることになり、上記実施例1の電源装置を用いたものに比べて大幅に利便性が劣ることがわかる。   On the other hand, conventional mobile devices equipped with a power supply device using a single high-capacity lithium ion secondary battery that requires one hour to fully charge, for example, cannot be charged in a short time on the go, If it is intended to be carried after being fully charged, as shown in FIG. 8, it takes 1 hour to charge and cannot be carried during that time. Therefore, it can be seen that the time during which the mobile device can be freely carried is limited, and the convenience is significantly inferior to that using the power supply device of the first embodiment.

また、電気自動車においても上記実施例と同様の効果が得られ、非接触充電システムを用いた場合でも、上記実施例と同様の傾向がみられた。   Moreover, the same effect as the said Example was acquired also in the electric vehicle, and the same tendency as the said Example was seen even when the non-contact charge system was used.

本発明は、高速充電が可能な電源装置として広く用いることができる。   The present invention can be widely used as a power supply device capable of high-speed charging.

1 導電性ポリマー型電池
2 高容量密度型リチウムイオン二次電池
3,4 SOC検出器
5 コントローラ
8 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive polymer type battery 2 High capacity density type lithium ion secondary battery 3, 4 SOC detector 5 Controller 8 Load

Claims (8)

充放電速度の速い第1電池と、充放電速度の遅い第2電池と、上記第1電池の電池残量を検出する第1の電池残量検出回路と、上記第2電池の残量を検出する第2の電池残量検出回路と、上記第1電池の出力部と第2電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備え、
上記第1電池として導電性ポリマー型電池が用いられ、上記第2電池として高容量密度型電池が用いられており、
外部電源からの充電が、上記第1電池に対して優先的に行われ、上記電力出力部への電力出力が、上記第2電池から優先的に行われるようになっているとともに、上記第1の電池残量検出回路および第2の電池残量検出回路の出力に応じて、上記第1電池から上記第2電池への放電により第2電池が充電されるようになっていることを特徴とする電源装置。
A first battery with a fast charge / discharge rate, a second battery with a slow charge / discharge rate, a first battery remaining amount detection circuit for detecting the remaining amount of the first battery, and a remaining amount of the second battery. A second battery remaining amount detection circuit, and a power output unit that is connected to the output unit of the first battery and the output unit of the second battery and outputs power to the load,
A conductive polymer type battery is used as the first battery, and a high capacity density type battery is used as the second battery.
Charging from an external power source is preferentially performed on the first battery, and power output to the power output unit is preferentially performed from the second battery. The second battery is charged by discharging from the first battery to the second battery according to the outputs of the remaining battery level detection circuit and the second battery level detection circuit. Power supply.
上記導電性ポリマー型電池の少なくとも一方の電極が、導電性ポリマーと、電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものである請求項1記載の電源装置。   The power supply device according to claim 1, wherein at least one electrode of the conductive polymer type battery includes a conductive polymer and an anionic material fixed in the electrode. 上記アニオン性材料が、ポリマーアニオンである請求項2記載の電源装置。   The power supply device according to claim 2, wherein the anionic material is a polymer anion. 上記ポリマーアニオンが、ポリカルボン酸である請求項3記載の電源装置。   The power supply device according to claim 3, wherein the polymer anion is a polycarboxylic acid. 上記導電性ポリマーがポリアニリンである請求項1〜4のいずれか一項に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 1, wherein the conductive polymer is polyaniline. さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備える電源装置であって、
上記第1電池および第2電池の少なくとも一方が、上記受信アンテナに接続され、受信アンテナが受信した電力を蓄えるものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の電源装置。
Furthermore, a power supply device comprising a receiving antenna for receiving power supplied from an external power source,
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the first battery and the second battery is connected to the reception antenna and stores power received by the reception antenna.
上記請求項1〜6のいずれか一項に記載の電源装置を用いてなることを特徴とするモバイルデバイス。   A mobile device comprising the power supply device according to any one of claims 1 to 6. 上記請求項1〜6のいずれか一項に記載の電源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 supply device according to any one of claims 1 to 6.
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