JP2016096023A - Power storage device and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device having satisfactory cycle characteristics.SOLUTION: A power storage device includes a positive electrode, a negative electrode, and electrolyte. The electrolyte contains a cation and an anion. The cation contains 1-ethyl-2, and 3-dimethyl imidazolium cation shown in a constitutional formula (100).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の一態様は、蓄電装置及び電子機器に関する。 One embodiment of the present invention relates to a power storage device and an electronic device.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法を一例として挙げることができる。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. One embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. One aspect of the present invention relates to a process, machine, manufacturer, or composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, an imaging device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. The method can be mentioned as an example.

なお、本明細書中において、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すものである。例えば、リチウムイオン二次電池などの蓄電池(二次電池ともいう)、リチウムイオンキャパシタ、及び電気二重層キャパシタなどを含む。 Note that in this specification, a power storage device refers to all elements and devices having a power storage function. For example, a storage battery (also referred to as a secondary battery) such as a lithium ion secondary battery, a lithium ion capacitor, and an electric double layer capacitor are included.

近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話、スマートフォン、もしくはノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ、医療機器、又は、ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)、もしくはプラグインハイブリッド車(PHEV)等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。 In recent years, various power storage devices such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, and air batteries have been actively developed. In particular, lithium-ion secondary batteries with high output and high energy density are portable information terminals such as mobile phones, smartphones or notebook computers, portable music players, digital cameras, medical devices, hybrid vehicles (HEV), electric With the development of the semiconductor industry, such as next-generation clean energy vehicles such as automobiles (EV) or plug-in hybrid vehicles (PHEV), the demand has rapidly expanded, and the modern information society as a source of rechargeable energy It has become indispensable to.

このように、様々な分野又は用途でリチウムイオン二次電池は用いられている。そのなかで、リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エネルギー密度、優れたサイクル特性、及び様々な動作環境での安全性などがある。 Thus, lithium ion secondary batteries are used in various fields or applications. Among them, characteristics required for the lithium ion secondary battery include high energy density, excellent cycle characteristics, and safety in various operating environments.

汎用されているリチウムイオン二次電池の多くは、非水溶媒と、リチウムイオンを有するリチウム塩と、を含む非水電解質(電解液ともいう)を有している。そして、当該非水電解質によく用いられている有機溶媒としては、誘電率が高くイオン導電性に優れたエチレンカーボネートなどの有機溶媒などがある。 Many of the lithium ion secondary batteries that are widely used have a nonaqueous electrolyte (also referred to as an electrolyte) that includes a nonaqueous solvent and a lithium salt having lithium ions. And as an organic solvent often used for the said non-aqueous electrolyte, there exist organic solvents, such as ethylene carbonate with a high dielectric constant and excellent ionic conductivity.

しかし、上記有機溶媒は揮発性及び低引火点を有しており、この有機溶媒をリチウムイオン二次電池に用いた場合、内部短絡や過充電などに起因したリチウムイオン二次電池の内部温度の上昇によるリチウムイオン二次電池の破裂や発火などが生じる可能性がある。 However, the organic solvent has volatility and a low flash point, and when this organic solvent is used in a lithium ion secondary battery, the internal temperature of the lithium ion secondary battery due to internal short circuit or overcharge is reduced. There is a possibility that the lithium ion secondary battery will burst or ignite due to the rise.

上記を考慮し、難燃性及び難揮発性であるイオン液体(常温溶融塩ともいう)をリチウムイオン二次電池の非水電解質の溶媒として用いることが検討されている。例えば、エチルメチルイミダゾリウム(EMI)カチオンを含むイオン液体、N−メチル−N−プロピルピロリジニウム(P13)カチオンを含むイオン液体、又はN−メチル−N−プロピルピペリジニウム(PP13)カチオンを含むイオン液体などがある(特許文献1参照)。 In view of the above, it has been studied to use an ionic liquid (also referred to as a room temperature molten salt) that is flame retardant and hardly volatile as a solvent for a non-aqueous electrolyte of a lithium ion secondary battery. For example, an ionic liquid containing an ethylmethylimidazolium (EMI) cation, an ionic liquid containing an N-methyl-N-propylpyrrolidinium (P13) cation, or an N-methyl-N-propylpiperidinium (PP13) cation. There are ionic liquids and the like (see Patent Document 1).

また、イオン液体のアニオン成分及びカチオン成分を改良することで、低粘度及び低融点かつ高い導電性を有するイオン液体を用いるリチウムイオン二次電池が開示されている(特許文献2参照)。 Further, a lithium ion secondary battery using an ionic liquid having a low viscosity, a low melting point, and a high conductivity by improving an anionic component and a cationic component of the ionic liquid is disclosed (see Patent Document 2).

特開2003−331918号公報JP 2003-331918 A 国際公開第2005/63773号International Publication No. 2005/63773

リチウムイオン二次電池の開発は、充放電特性、サイクル特性、信頼性、安全性、又はコストといった様々な面で改善の余地が残されている。 Development of a lithium ion secondary battery leaves room for improvement in various aspects such as charge / discharge characteristics, cycle characteristics, reliability, safety, or cost.

本発明の一態様は、サイクル特性が良好な蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、安全性の高い蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、不可逆容量が低減された蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、寿命の長い蓄電装置を提供することを目的の一とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device with favorable cycle characteristics. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly safe power storage device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device with reduced irreversible capacity. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable power storage device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device with a long lifetime.

または、本発明の一態様は、容量の大きい蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、使用できる温度範囲が広い蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置を提供することを目的の一とする。 Another object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device with high capacity. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a power storage device with a wide usable temperature range. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a high-performance power storage device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel power storage device.

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。 Note that the description of these problems does not disturb the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not have to solve all of these problems. Issues other than these will be apparent from the description of the specification, drawings, claims, etc., and other issues can be extracted from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.

本発明の一態様は、正極、負極、及び電解液を有し、電解液は、第1のカチオン及びアニオンを有し、第1のカチオンは、構造式(100)で表される、蓄電装置である。 One embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, and the electrolytic solution includes a first cation and an anion, and the first cation is represented by Structural Formula (100). It is.

上記構成において、電解液は、アルカリ金属塩を有することが好ましい。特に、アルカリ金属塩としては、リチウム塩が好適である。 In the above configuration, the electrolytic solution preferably has an alkali metal salt. In particular, a lithium salt is suitable as the alkali metal salt.

上記各構成において、アニオンは、1価のアミドアニオン、1価のメチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン、フルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、又はパーフルオロアルキルリン酸アニオンのいずれか一を含むことが好ましい。特に、アニオンは、ビス(フルオロスルホニル)アミドアニオン、又は、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドアニオンを含むことが好ましい。 In each of the above structures, the anion is a monovalent amide anion, a monovalent methide anion, a fluorosulfonate anion, a fluoroalkylsulfonate anion, a tetrafluoroborate anion, a perfluoroalkylborate anion, a hexafluorophosphate anion, or It preferably contains any one of perfluoroalkyl phosphate anions. In particular, the anion preferably includes a bis (fluorosulfonyl) amide anion or a bis (trifluoromethanesulfonyl) amide anion.

上記各構成において、負極は、炭素を含むことが好ましい。 In each of the above configurations, the negative electrode preferably contains carbon.

なお、蓄電装置の充電又は放電により、電解液が分解され、その分解物が負極表面に被膜を形成する場合がある。被膜は、電解液の分解を抑制することができるが、被膜の形成のために、不可逆容量が生じ、放電容量の一部が損失される。そこで、本発明の一態様において、負極には、蓄電装置の充電又は放電を行う前に、予め人工的に膜を形成することが好ましい。予め負極の表面に人工的な膜を有することで、電解液の分解等を抑制し、蓄電装置の容量の低下を抑制することができる。 Note that the electrolytic solution may be decomposed by charging or discharging of the power storage device, and the decomposition product may form a film on the surface of the negative electrode. The coating can suppress the decomposition of the electrolytic solution, but due to the formation of the coating, an irreversible capacity is generated and a part of the discharge capacity is lost. Therefore, in one embodiment of the present invention, it is preferable to artificially form a film on the negative electrode in advance before charging or discharging the power storage device. By providing an artificial film on the surface of the negative electrode in advance, decomposition of the electrolytic solution and the like can be suppressed, and a reduction in the capacity of the power storage device can be suppressed.

上記各構成において、例えば、負極は、カルボキシメチルセルロース及びスチレン−ブタジエンゴムを含むことが好ましい。カルボキシメチルセルロース及びスチレン−ブタジエンゴムは、結着剤として機能することができる。負極にカルボキシメチルセルロース及びスチレン−ブタジエンゴムを用いることで、負極の表面に人工的な膜を形成することができる。 In each of the above configurations, for example, the negative electrode preferably includes carboxymethyl cellulose and styrene-butadiene rubber. Carboxymethyl cellulose and styrene-butadiene rubber can function as a binder. By using carboxymethyl cellulose and styrene-butadiene rubber for the negative electrode, an artificial film can be formed on the surface of the negative electrode.

上記各構成において、正極は、グラフェンを含むことが好ましい。グラフェンは、導電助剤として機能することができる。電極にグラフェンを用いることで、電極の密度を向上させることや、電極の導電率を向上させることが可能である。 In each of the above structures, the positive electrode preferably includes graphene. Graphene can function as a conductive additive. By using graphene for the electrode, the density of the electrode can be improved and the conductivity of the electrode can be improved.

上記各構成において、電解液は、第2のカチオンを有することが好ましい。第2のカチオンとしては、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、又は四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンや、イミダゾリウムカチオン又はピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンを用いることができる。特に、第2のカチオンは、イミダゾリウムカチオンであることが好ましい。 In each of the above configurations, the electrolytic solution preferably has a second cation. As the second cation, an aliphatic onium cation such as a quaternary ammonium cation, a tertiary sulfonium cation, or a quaternary phosphonium cation, or an aromatic cation such as an imidazolium cation or a pyridinium cation can be used. In particular, the second cation is preferably an imidazolium cation.

本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置と、表示装置、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、又はマイクと、を有する、電子機器である。 One embodiment of the present invention is an electronic device including the power storage device having any of the above structures and a display device, operation buttons, an external connection port, a speaker, or a microphone.

本発明の一態様により、サイクル特性が良好な蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、安全性の高い蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、蓄電装置の不可逆容量を低減することができる。または、本発明の一態様により、信頼性の高い蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、寿命の長い蓄電装置を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a power storage device with favorable cycle characteristics can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a highly safe power storage device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, the irreversible capacity of a power storage device can be reduced. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a highly reliable power storage device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a power storage device with a long lifetime can be provided.

または、本発明の一態様により、容量の大きい蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、使用できる温度範囲が広い蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な蓄電装置を提供することができる。 Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a power storage device with a large capacity can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a power storage device with a wide usable temperature range can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a high-performance power storage device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a novel power storage device can be provided.

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。 Note that the description of these effects does not disturb the existence of other effects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have all of these effects. It should be noted that the effects other than these are naturally obvious from the description of the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract the other effects from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.

蓄電装置の一例及び電極の一例を示す図。FIG. 6 illustrates an example of a power storage device and an example of an electrode. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 蓄電装置の動作の一例を示す図。FIG. 10 illustrates an example of operation of a power storage device. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 蓄電装置の作製方法の一例を示す図。10A and 10B illustrate an example of a method for manufacturing a power storage device. 蓄電装置の作製方法の一例を示す図。10A and 10B illustrate an example of a method for manufacturing a power storage device. 蓄電装置の作製方法の一例を示す図。10A and 10B illustrate an example of a method for manufacturing a power storage device. 活物質層の一例を示す図。The figure which shows an example of an active material layer. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 蓄電装置の一例を示す図。FIG. 9 illustrates an example of a power storage device. 円筒型蓄電池の一例を示す図。The figure which shows an example of a cylindrical storage battery. コイン型蓄電池の一例を示す図。The figure which shows an example of a coin-type storage battery. 蓄電システムの一例を示す図。The figure which shows an example of an electrical storage system. 蓄電システムの一例を示す図。The figure which shows an example of an electrical storage system. 蓄電システムの一例を示す図。The figure which shows an example of an electrical storage system. 蓄電装置の一例を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a power storage device. 本発明の一態様を説明する概念図。1 is a conceptual diagram illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明する概念図。1 is a conceptual diagram illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明するブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating one embodiment of the present invention. 本発明の一態様を説明するフローチャート。6 is a flowchart illustrating one embodiment of the present invention. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 実施例の蓄電装置のサイクル特性を示す図。The figure which shows the cycle characteristic of the electrical storage apparatus of an Example. 実施例の蓄電装置のレート特性を示す図。The figure which shows the rate characteristic of the electrical storage apparatus of an Example.

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。 Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. In addition, in the case where the same function is indicated, the hatch pattern is the same, and there is a case where no reference numeral is given.

また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。 In addition, the position, size, range, and the like of each component illustrated in the drawings and the like may not represent the actual position, size, range, or the like for easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, or the like disclosed in the drawings and the like.

なお、本明細書等において、第1、第2などとして付される序数詞は、便宜上用いるものであって工程の順番や積層の順番などを示すものではない。そのため、例えば、「第1の」を「第2の」又は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。 Note that in this specification and the like, ordinal numbers given as first, second, and the like are used for convenience and do not indicate the order of steps or the order of lamination. Therefore, for example, the description can be made by appropriately replacing “first” with “second” or “third”. In addition, the ordinal numbers described in this specification and the like may not match the ordinal numbers used to specify one embodiment of the present invention.

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。 Note that the terms “film” and “layer” can be interchanged with each other depending on circumstances or circumstances. For example, the term “conductive layer” may be changed to the term “conductive film”. Alternatively, for example, the term “insulating film” may be changed to the term “insulating layer” in some cases.

なお、本明細書等において、蓄電装置用の正極及び負極の双方を併せて電極とよぶことがあるが、この場合、電極は正極及び負極のうち少なくともいずれか一方を示すものとする。 Note that in this specification and the like, both the positive electrode and the negative electrode for a power storage device are sometimes referred to as an electrode. In this case, the electrode indicates at least one of a positive electrode and a negative electrode.

ここで、充電レート及び放電レートについて説明する。例えば、容量X[Ah]の蓄電池を定電流充電する際に、充電レート1Cとは、ちょうど1時間で充電終了となる電流値I[A]のことであり、例えば、充電レート0.2Cとは、I/5[A](すなわち、ちょうど5時間で充電終了となる電流値)のことである。同様に、放電レート1Cとは、ちょうど1時間で放電終了となる電流値I[A]のことであり、例えば、放電レート0.2Cとは、I/5[A](すなわち、ちょうど5時間で放電終了となる電流値)のことである。 Here, the charge rate and the discharge rate will be described. For example, when charging a storage battery with a capacity X [Ah] at a constant current, the charging rate 1C is a current value I [A] at which charging is completed in exactly one hour. For example, a charging rate 0.2C Is I / 5 [A] (that is, the current value at which charging is completed in just 5 hours). Similarly, the discharge rate 1C is a current value I [A] that completes the discharge in just one hour. For example, the discharge rate 0.2C is I / 5 [A] (that is, exactly five hours). The current value at which discharge ends.

ここで、活物質とは、キャリアであるイオンの挿入・脱離に関わる物質のみを指すが、本明細書等では、本来「活物質」である材料に加えて、導電助剤やバインダーなどを含めたものも、活物質層と呼ぶ。 Here, the active material refers only to a material related to insertion / extraction of ions as carriers, but in this specification and the like, in addition to the material that is originally an “active material”, a conductive auxiliary agent, a binder, etc. What is included is also called an active material layer.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置について図1〜図9を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a power storage device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態では、リチウムイオン二次電池を例に説明するが、本発明の一態様の蓄電装置はこれに限られない。本発明の一態様は、電池、一次電池、二次電池、リチウム空気電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどに適用してもよい。 In this embodiment, a lithium ion secondary battery is described as an example; however, the power storage device of one embodiment of the present invention is not limited thereto. One aspect of the present invention is a battery, a primary battery, a secondary battery, a lithium air battery, a lead storage battery, a lithium ion polymer secondary battery, a nickel / hydrogen storage battery, a nickel / cadmium storage battery, a nickel / iron storage battery, a nickel / zinc storage battery, The present invention may be applied to silver oxide / zinc storage batteries, solid batteries, air batteries, capacitors, lithium ion capacitors, and the like.

図1(A)に、本発明の一態様の蓄電装置である、電池セル500を示す。図1(A)では、電池セル500の一例として、薄型の蓄電池の形態を示すが、本発明の一態様の蓄電装置はこれに限られない。本発明の一態様の蓄電装置は、様々な形状、形態を適用することができ、その一例は実施の形態2で詳述する。 FIG. 1A illustrates a battery cell 500 which is a power storage device of one embodiment of the present invention. In FIG. 1A, a thin storage battery is shown as an example of the battery cell 500; however, the power storage device of one embodiment of the present invention is not limited thereto. Various shapes and forms can be applied to the power storage device of one embodiment of the present invention, and an example thereof will be described in detail in Embodiment 2.

図1(A)に示すように、電池セル500は、正極503、負極506、セパレータ507、及び外装体509を有する。電池セル500は、正極リード電極510及び負極リード電極511を有してもよい。 As illustrated in FIG. 1A, the battery cell 500 includes a positive electrode 503, a negative electrode 506, a separator 507, and an exterior body 509. The battery cell 500 may include a positive electrode lead electrode 510 and a negative electrode lead electrode 511.

図2(A)、(B)に、図1(A)における一点鎖線A1−A2間の断面図の一例をそれぞれ示す。図2(A)、(B)には、正極503と負極506を1組用いて作製した電池セル500の断面構造をそれぞれ示す。 2A and 2B show examples of cross-sectional views taken along one-dot chain line A1-A2 in FIG. 2A and 2B show cross-sectional structures of a battery cell 500 manufactured using one set of a positive electrode 503 and a negative electrode 506, respectively.

図2(A)、(B)に示すように、電池セル500は、正極503、負極506、セパレータ507、電解液508、及び外装体509を有する。セパレータ507は、正極503と負極506の間に挟まれている。外装体509内は、電解液508で満たされている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the battery cell 500 includes a positive electrode 503, a negative electrode 506, a separator 507, an electrolytic solution 508, and an exterior body 509. The separator 507 is sandwiched between the positive electrode 503 and the negative electrode 506. The exterior body 509 is filled with the electrolytic solution 508.

正極503は、正極活物質層502と、正極集電体501とを含む。負極506は、負極活物質層505と、負極集電体504とを含む。活物質層は、集電体の片面又は両面に形成すればよい。セパレータ507は、正極集電体501と負極集電体504の間に位置する。 The positive electrode 503 includes a positive electrode active material layer 502 and a positive electrode current collector 501. The negative electrode 506 includes a negative electrode active material layer 505 and a negative electrode current collector 504. The active material layer may be formed on one side or both sides of the current collector. The separator 507 is located between the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504.

電池セルは、正極及び負極をそれぞれ1つ以上有していればよい。例えば、電池セルは、複数の正極及び複数の負極からなる積層構造とすることもできる。 The battery cell should just have one or more each of a positive electrode and a negative electrode. For example, the battery cell may have a stacked structure including a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes.

図3(A)に、図1(A)における一点鎖線A1−A2間の断面図の別の例を示す。また、図3(B)に図1(A)における一点鎖線B1−B2間の断面図を示す。 FIG. 3A illustrates another example of a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along dashed-dotted line B1-B2 in FIG.

図3(A)、(B)には、正極503と負極506を複数組用いて作製した電池セル500の断面構造を示す。電池セル500が有する電極層数に限定はない。電極層数が多い場合には、より多くの容量を有する蓄電装置とすることができる。また、電極層数が少ない場合には、薄型化でき、可撓性に優れた蓄電装置とすることができる。 FIGS. 3A and 3B show a cross-sectional structure of a battery cell 500 manufactured using a plurality of sets of positive electrodes 503 and negative electrodes 506. The number of electrode layers that the battery cell 500 has is not limited. When the number of electrode layers is large, a power storage device having a larger capacity can be obtained. Further, when the number of electrode layers is small, the power storage device can be thinned and has excellent flexibility.

図3(A)、(B)では、正極集電体501の片面に正極活物質層502を有する正極503を2つと、正極集電体501の両面に正極活物質層502を有する正極503を2つと、負極集電体504の両面に負極活物質層505を有する負極506を3つ用いる例を示す。つまり、電池セル500は、6層の正極活物質層502と、6層の負極活物質層505を有する。 3A and 3B, two positive electrodes 503 having a positive electrode active material layer 502 on one side of the positive electrode current collector 501 and positive electrodes 503 having a positive electrode active material layer 502 on both sides of the positive electrode current collector 501 are shown. An example in which two negative electrodes 506 having a negative electrode active material layer 505 on both surfaces of a negative electrode current collector 504 are used is shown. That is, the battery cell 500 includes six positive electrode active material layers 502 and six negative electrode active material layers 505.

ここで、図4(A)、(B)を用いて、電池セル500の動作について説明する。ここでは、一例として、電池セル500がリチウムイオン二次電池である場合について述べる。具体的には、正極活物質にLiFePOを用い、負極活物質に黒鉛を用いたリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。 Here, the operation of the battery cell 500 will be described with reference to FIGS. Here, the case where the battery cell 500 is a lithium ion secondary battery is described as an example. Specifically, a lithium ion secondary battery using LiFePO 4 as the positive electrode active material and graphite as the negative electrode active material will be described as an example.

図4(A)に、充電する場合における、電池セル500と、充電器1122との接続構成を示す。充電時に正極で起こる反応を反応式(1)に示す。 FIG. 4A illustrates a connection configuration between the battery cell 500 and the charger 1122 in the case of charging. The reaction that occurs at the positive electrode during charging is shown in Reaction Formula (1).

また、充電時に負極で起こる反応を反応式(2)に示す(図4(A)中のLi参照)。 In addition, the reaction that occurs at the negative electrode during charging is shown in Reaction Formula (2) (see Li + in FIG. 4A).

次に、放電について説明する。図4(B)に、放電する場合における、電池セル500と、充電器1123との接続構成を示す。放電時に、正極で起こる反応を反応式(3)に示す。 Next, discharge will be described. FIG. 4B shows a connection configuration between the battery cell 500 and the charger 1123 in the case of discharging. The reaction occurring at the positive electrode during discharge is shown in reaction formula (3).

また、放電時に、負極で起こる反応を反応式(4)に示す。 In addition, the reaction that occurs at the negative electrode during discharge is shown in reaction formula (4).

負極において、充電時には、数式(2)で表される反応以外の反応が生じる場合がある。同様に、負極において、放電時には、数式(4)で表される反応以外の反応が生じる場合がある。 In the negative electrode, a reaction other than the reaction represented by Formula (2) may occur during charging. Similarly, in the negative electrode, a reaction other than the reaction represented by Formula (4) may occur during discharge.

例えば、電解液が電極の表面で分解する可能性がある。電解液は、電池反応の電位において、電極表面で分解することがある。特に負極においては電池反応の電位が低く、電解液の還元分解が生じやすい。このような分解反応は不可逆な反応であることが多い。そのため、電池セルの容量の損失に繋がる場合がある。 For example, the electrolytic solution may be decomposed on the surface of the electrode. The electrolytic solution may decompose on the electrode surface at the potential of the battery reaction. Particularly in the negative electrode, the battery reaction potential is low and reductive decomposition of the electrolytic solution is likely to occur. Such a decomposition reaction is often an irreversible reaction. Therefore, it may lead to a loss of capacity of the battery cell.

また、例えば電解液の溶媒としてイオン液体を用いた場合、該イオン液体のカチオン等が活物質の層間に挿入する場合もある。この反応も、不可逆な反応である場合が多い。 For example, when an ionic liquid is used as the solvent of the electrolytic solution, cations of the ionic liquid may be inserted between the layers of the active material. This reaction is also often an irreversible reaction.

また、負極集電体と、電解液又は電解液の分解物と、の不可逆な反応により、負極集電体が溶出し、負極活物質層の表面に負極集電体の成分が析出することがある。よって、電池セルの容量を低下する要因となる。 Further, the irreversible reaction between the negative electrode current collector and the electrolytic solution or a decomposition product of the electrolytic solution may cause the negative electrode current collector to elute and deposit the components of the negative electrode current collector on the surface of the negative electrode active material layer. is there. Therefore, it becomes a factor which reduces the capacity | capacitance of a battery cell.

例えば、充電時に、上述のような不可逆な反応が起こると、充電時の容量と比較して放電時の容量が小さくなってしまう。 For example, when the irreversible reaction described above occurs during charging, the capacity during discharging becomes smaller than the capacity during charging.

また、放電時に、上述のような不可逆な反応が起こると、放電時の容量と比較して、次の充放電サイクルにおける充電時の容量が低下する場合がある。つまり不可逆な反応が生じ続けると、充放電サイクルに伴い、徐々に容量が低下する場合がある。 Moreover, when the above irreversible reaction occurs at the time of discharge, compared with the capacity at the time of discharge, the capacity at the time of charge in the next charge / discharge cycle may be reduced. That is, if an irreversible reaction continues to occur, the capacity may gradually decrease with the charge / discharge cycle.

ここで、電解液は、電解質及び溶媒を有する。本発明の一態様の蓄電装置では、電解液の溶媒に、1種類以上のイオン液体を用いる。イオン液体は、1種類以上のカチオンと、1種類以上のアニオンと、を有する。イオン液体は、難燃性を示すため、蓄電装置の安全性を高めることができる。 Here, the electrolytic solution has an electrolyte and a solvent. In the power storage device of one embodiment of the present invention, one or more ionic liquids are used as a solvent for the electrolytic solution. The ionic liquid has one or more types of cations and one or more types of anions. Since the ionic liquid exhibits flame retardancy, the safety of the power storage device can be improved.

以下では、電解液の溶媒としてイオン液体を用いた場合に生じる不可逆な反応について、詳しく説明する。 Below, the irreversible reaction which arises when using an ionic liquid as a solvent of electrolyte solution is demonstrated in detail.

イオン液体が有するカチオンやアニオンは電荷をもつため、例えば電極表面などで電気二重層を形成することができ、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置に用いることができる。 Since the cation and anion of the ionic liquid have a charge, for example, an electric double layer can be formed on the electrode surface and the like, and can be used for a power storage device such as an electric double layer capacitor.

一方、イオン液体が有するカチオンやアニオンは、電極表面で分解する場合がある。カチオン及びアニオンは、それぞれ電荷をもつため、有機溶媒等の分子と比較して、電極表面(例えば、活物質層や集電体の表面)近傍に存在しやすいと考えられる。そのため、電極表面では、カチオンやアニオンの分解反応が起こりやすい場合がある。カチオンやアニオンの分解反応により電荷が消費されると、キャリアイオン(例えば、リチウムイオン)の電池反応を阻害し、充放電容量を低下させてしまう可能性がある。また、活物質層や集電体の表面で電解液が分解した結果、不可逆容量が増大し、充放電サイクルに伴う容量の低下を招く場合がある。 On the other hand, cations and anions included in the ionic liquid may be decomposed on the electrode surface. Since the cation and the anion each have an electric charge, it is considered that the cation and the anion are likely to exist near the electrode surface (for example, the surface of the active material layer or the current collector) as compared with a molecule such as an organic solvent. For this reason, a decomposition reaction of cations or anions may easily occur on the electrode surface. When charges are consumed by the decomposition reaction of cations or anions, the battery reaction of carrier ions (for example, lithium ions) may be inhibited, and the charge / discharge capacity may be reduced. Further, as a result of the electrolytic solution being decomposed on the surface of the active material layer or the current collector, the irreversible capacity may increase, and the capacity may decrease due to the charge / discharge cycle.

また、例えば黒鉛などに代表される層間化合物の層間に、イオン液体が有するカチオンやアニオンが挿入される場合がある。また、層間に挿入されたカチオンやアニオンは、その後、分解する場合や、脱離する場合がある。 Further, for example, a cation or an anion of the ionic liquid may be inserted between layers of an intercalation compound typified by graphite. Further, cations and anions inserted between the layers may be decomposed or desorbed thereafter.

これらの不可逆な反応は、数式(1)乃至数式(4)の反応と並行して生じると考えられる。これらの不可逆な反応と比較して、電池動作の正常な反応、すなわち数式(1)乃至数式(4)の反応の方が起こりやすい環境をつくることは、電池セルの容量を高めるために好ましい。 These irreversible reactions are considered to occur in parallel with the reactions of the formulas (1) to (4). Compared with these irreversible reactions, it is preferable to create an environment in which the normal reaction of the battery operation, that is, the reactions of Equations (1) to (4) are more likely to occur, in order to increase the capacity of the battery cell.

そこで、本発明の一態様では、イミダゾリウムカチオンの一種である、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン(略称:2MeEMI)を用いる。以下に、2MeEMIの構造式(100)を示す。 Thus, in one embodiment of the present invention, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium cation (abbreviation: 2MeEMI), which is a kind of imidazolium cation, is used. The structural formula (100) of 2MeEMI is shown below.

1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン等のイミダゾリウムカチオンは、粘度が比較的低く、イオン(例えば、リチウムイオン)の伝導性が高い。したがって、充放電速度の高い蓄電装置を実現することができる。 An imidazolium cation such as 1-ethyl-3-methylimidazolium cation has a relatively low viscosity and a high conductivity of ions (for example, lithium ions). Therefore, a power storage device with a high charge / discharge rate can be realized.

イミダゾリウムカチオンを用いたイオン液体を蓄電装置に用いた場合、低温環境下(とくに0℃以下)においても、該イオン液体(より具体的には該イオン液体を有する電解液)の抵抗が高くなりにくく、充放電速度の低下を抑制できる。したがって、低温環境下で動作可能な蓄電装置を実現することができる。また、使用できる温度範囲が広い蓄電装置を実現することができる。 When an ionic liquid using an imidazolium cation is used in a power storage device, the resistance of the ionic liquid (more specifically, an electrolytic solution having the ionic liquid) is increased even in a low temperature environment (particularly 0 ° C. or lower). It is difficult to suppress a decrease in charge / discharge rate. Therefore, a power storage device that can operate in a low-temperature environment can be realized. In addition, a power storage device with a wide usable temperature range can be realized.

一方、イミダゾリウムカチオンは、還元電位の高さから、蓄電装置の構成材料である活物質や集電体などの表面で還元分解しやすい場合がある。その結果、不可逆容量が増大してしまうことがある。また、充放電サイクルに伴う容量の低下を招く場合がある。 On the other hand, an imidazolium cation may be easily reductively decomposed on the surface of an active material or a current collector that is a constituent material of a power storage device because of a high reduction potential. As a result, the irreversible capacity may increase. Moreover, the capacity | capacitance fall accompanying a charging / discharging cycle may be caused.

本発明の一態様で用いる2MeEMIは、イミダゾリウムカチオンの一種であるにも関わらず、充放電サイクルに伴い容量が低下しにくい。 Although 2MeEMI used in one embodiment of the present invention is a kind of imidazolium cation, its capacity is unlikely to decrease with charge / discharge cycles.

実施例1で後述するように、2MeEMIは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンに比べて、充放電サイクルに伴う容量の低下を大幅に抑制することができる。 As will be described later in Example 1, 2MeEMI can significantly suppress a decrease in capacity associated with a charge / discharge cycle as compared to 1-ethyl-3-methylimidazolium cation.

2MeEMIでは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンにおけるイミダゾリウム環の2位のプロトンを、反応性の低いメチル基で置換することで、電解液の分解反応や集電体(例えば銅など)の溶出を抑制し、不可逆な反応を抑制していると考えられる。 In 2MeEMI, by substituting the 2-position proton of the imidazolium ring in the 1-ethyl-3-methylimidazolium cation with a methyl group having low reactivity, the decomposition reaction of the electrolytic solution or the current collector (for example, copper) It is considered that the elution of selenium is suppressed and irreversible reaction is suppressed.

このように、本発明の一態様では、イミダゾリウム環の1位及び3位だけでなく、2位にも置換基を有する2MeEMIを用いる。これにより、活物質層や集電体などの表面で生じる電解液の分解反応を抑制し、不可逆な反応を生じにくくすることができる。したがって、蓄電装置の充放電サイクルに伴う容量の低下を抑制することができる。また、蓄電装置の不可逆容量を低減することができ、充放電容量を大きくすることができる。 Thus, in one embodiment of the present invention, 2MeEMI having a substituent at the 2-position as well as the 1-position and the 3-position of the imidazolium ring is used. Thereby, the decomposition reaction of the electrolytic solution generated on the surface of the active material layer or the current collector can be suppressed, and the irreversible reaction can be made difficult to occur. Therefore, the capacity | capacitance fall accompanying the charging / discharging cycle of an electrical storage apparatus can be suppressed. Moreover, the irreversible capacity | capacitance of an electrical storage apparatus can be reduced and charging / discharging capacity | capacitance can be enlarged.

本発明の一態様で用いるカチオンは2MeEMIのみに限られない。例えば、2MeEMIと、他のカチオンを組み合わせて用いてもよい。このとき、イオン液体に含まれるカチオンのうち、2MeEMIと、他のカチオンとで、どちらの割合が多くてもよい。 The cation used in one embodiment of the present invention is not limited to 2MeEMI. For example, 2MeEMI and other cations may be used in combination. At this time, of the cations contained in the ionic liquid, either 2MeEMI and other cations may be higher.

カチオンとして、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、又は四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンや、イミダゾリウムカチオン又はピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンを用いてもよい。 As the cation, an aliphatic onium cation such as a quaternary ammonium cation, a tertiary sulfonium cation, or a quaternary phosphonium cation, or an aromatic cation such as an imidazolium cation or a pyridinium cation may be used.

例えば、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、又は四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンを用いることで、還元電位が低くなり、蓄電装置の不可逆容量を小さくすることができる場合がある。 For example, the use of an aliphatic onium cation such as a quaternary ammonium cation, a tertiary sulfonium cation, or a quaternary phosphonium cation may reduce the reduction potential and reduce the irreversible capacity of the power storage device.

また、例えば、イミダゾリウムカチオン等の芳香族カチオンを含むイオン液体を用いることで、粘度が低く、蓄電装置の充放電速度を高めることができる場合がある。または、使用できる温度範囲が広い蓄電装置を実現できる場合がある。 For example, when an ionic liquid containing an aromatic cation such as an imidazolium cation is used, the viscosity may be low and the charge / discharge rate of the power storage device may be increased. Alternatively, a power storage device with a wide usable temperature range may be realized.

例えば、本発明の一態様では、2MeEMIと1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンとの双方を用いてもよい。 For example, in one embodiment of the present invention, both 2MeEMI and 1-ethyl-3-methylimidazolium cation may be used.

芳香族カチオンとしては、例えば5員環のヘテロ芳香環を含むカチオンであることが好ましい。5員環のヘテロ芳香環を含むカチオンとしてはベンゾイミダゾリウムカチオン、ベンゾオキサゾリウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン等がある。単環式化合物である5員環のヘテロ芳香環を含むカチオンとしてはオキサゾリウムカチオン、チアゾリウムカチオン、イソオキサゾリウムカチオン、イソチアゾリウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピラゾリウムカチオン等がある。化合物の安定性、粘度及びイオン伝導度、並びに合成の簡易さから、単環式化合物である5員環のヘテロ芳香環を含むカチオンであることが好ましく、特にイミダゾリウムカチオンは粘度の低下が期待できるため、より好ましい。 As the aromatic cation, for example, a cation containing a 5-membered heteroaromatic ring is preferable. Examples of the cation containing a 5-membered heteroaromatic ring include a benzimidazolium cation, a benzoxazolium cation, and a benzothiazolium cation. Examples of the cation containing a 5-membered heteroaromatic ring that is a monocyclic compound include oxazolium cation, thiazolium cation, isoxazolium cation, isothiazolium cation, imidazolium cation, and pyrazolium cation. . In view of the stability of the compound, viscosity and ionic conductivity, and ease of synthesis, it is preferably a cation containing a 5-membered heteroaromatic ring, which is a monocyclic compound, and the imidazolium cation is expected to decrease in viscosity. Since it can do, it is more preferable.

アニオンとしては、例えば、1価のアミドアニオン、1価のメチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン(SO)、フルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF )、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン(PF )、又はパーフルオロアルキルリン酸アニオン等が挙げられる。 Examples of the anion include a monovalent amide anion, a monovalent methide anion, a fluorosulfonate anion (SO 3 F ), a fluoroalkylsulfonate anion, a tetrafluoroborate anion (BF 4 ), and a perfluoroalkylborate. Examples thereof include an anion, a hexafluorophosphate anion (PF 6 ), and a perfluoroalkyl phosphate anion.

1価のアミドアニオンとしては、(C2n+1SO(n=0以上3以下)、1価の環状のアミドアニオンとしては、(CFSOなどがある。 The monovalent amide anion, (C n F 2n + 1 SO 2) 2 N - (n = 0 to 3), the monovalent cyclic amide anion, (CF 2 SO 2) 2 N - , and the like .

1価のメチドアニオンとしては、(C2n+1SO(n=0以上3以下)、1価の環状のメチドアニオンとしては、(CFSO(CFSO)などがある。 The monovalent methide anion, (C n F 2n + 1 SO 2) 3 C - (n = 0 to 3), the monovalent cyclic methide anion, (CF 2 SO 2) 2 C - (CF 3 SO 2 )and so on.

フルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、(C2m+1SO(m=0以上4以下)などがある。パーフルオロアルキルホウ酸アニオンとしては、{BF(C2m+1−k4−n(n=0以上3以下、m=1以上4以下、k=0以上2m以下)などがある。パーフルオロアルキルリン酸アニオンとしては、{PF(C2m+1−k6−n(n=0以上5以下、m=1以上4以下、k=0以上2m以下)などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。 Examples of the fluoroalkylsulfonic acid anion include (C m F 2m + 1 SO 3 ) (m = 0 or more and 4 or less). The perfluoroalkyl borate anion, {BF n (C m H k F 2m + 1-k) 4-n} - (n = 0 to 3, m = 1 to 4, k = 0 or 2m or less) such as There is. The perfluoroalkyl phosphate anion, {PF n (C m H k F 2m + 1-k) 6-n} - (n = 0 to 5, m = 1 to 4, k = 0 or 2m or less) such as There is. The anion is not limited to these.

アニオンとして、ビス(フルオロスルホニル)アミド(略称:FSA)アニオン、又は、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(略称:TFSA)アニオンを用いることが好ましい。特に、黒鉛を電極に用いる場合に、良好な充放電特性を得ることができる。 As the anion, a bis (fluorosulfonyl) amide (abbreviation: FSA) anion or a bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (abbreviation: TFSA) anion is preferably used. In particular, when graphite is used for an electrode, good charge / discharge characteristics can be obtained.

また、電解液の溶媒として、上述のイオン液体に非プロトン性有機溶媒を混合して用いてもよい。非プロトン性有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン(DME)、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の1種、又はこれらのうちの2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。 Moreover, you may mix and use an aprotic organic solvent with the above-mentioned ionic liquid as a solvent of electrolyte solution. Examples of the aprotic organic solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate, chloroethylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate ( DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl formate, methyl acetate, methyl butyrate, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, dimethoxyethane (DME), dimethyl sulfoxide, diethyl ether, methyl diglyme, acetonitrile, benzo One kind of nitrile, tetrahydrofuran, sulfolane, sultone, etc., or two or more kinds thereof can be used in any combination and ratio.

また、電解液にビニレンカーボネート(VC)、プロパンスルトン(PS)、tert−ブチルベンゼン(TBB)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)などの添加剤を添加してもよい。添加剤の濃度は、0.1wt%以上5wt%以下とすればよい。 In addition, additives such as vinylene carbonate (VC), propane sultone (PS), tert-butylbenzene (TBB), fluoroethylene carbonate (FEC), lithium bisoxalate borate (LiBOB) may be added to the electrolytic solution. . The concentration of the additive may be 0.1 wt% or more and 5 wt% or less.

また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、キャリアにリチウムイオンを用いる場合、例えばLiPF、LiClO、LiAsF、LiBF、LiAlCl、LiSCN、LiBr、LiI、LiSO、Li10Cl10、Li12Cl12、LiCFSO、LiCSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、LiN(FSO、LiN(CFSO、LiN(CSO)(CFSO)、LiN(CSO等のリチウム塩を一種、又はこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。また、電解質の濃度は、高い方が好ましく、例えば0.8mol/kg以上が好ましく、1.5mol/kg以上がさらに好ましい。 As the electrolytes dissolved in the above solvent, when using a lithium carrier ion, e.g. LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6 , LiBF 4, LiAlCl 4, LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4, Li 2 B 10 Cl 10 , Li 2 B 12 Cl 12 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , Lithium salt such as LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , or two or more of these Can be used in any combination and ratio. Further, the concentration of the electrolyte is preferably higher, for example, 0.8 mol / kg or more is preferable, and 1.5 mol / kg or more is more preferable.

また、電解質としては、リチウムビス(フルオロスルホニル)アミド(略称:LiFSA)、又は、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(略称:LiTFSA)を用いてもよい。電解質にLiFSA又はLiTFSAを用いた電界液は、蓄電装置の電池反応において正極活物質材料中の金属の溶出を抑制することができる。したがって、正極活物質の劣化が抑制され、また、負極表面での金属の析出も抑制されるため、容量の劣化が小さくサイクル特性の良好な蓄電装置とすることができる。 Alternatively, lithium bis (fluorosulfonyl) amide (abbreviation: LiFSA) or lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (abbreviation: LiTFSA) may be used as the electrolyte. An electrolytic solution using LiFSA or LiTFSA as an electrolyte can suppress elution of a metal in a positive electrode active material in a battery reaction of a power storage device. Therefore, deterioration of the positive electrode active material is suppressed, and metal deposition on the surface of the negative electrode is also suppressed, so that a power storage device with low capacity deterioration and good cycle characteristics can be obtained.

なお、LiFSA又はLiTFSAを電解質に用いた電解液は、正極の集電体と反応し、正極集電体を腐食する場合がある。そのような腐食を防止するため、電解液に数wt%のLiPFを添加することが好ましい。正極集電体表面に不導体膜を生じ、該不導体膜が電解液と正極集電体との反応を抑制するためである。ただし、正極活物質層を溶解させないために、LiPFの濃度は10wt%以下、好ましくは5wt%以下、より好ましくは3wt%以下とするとよい。 Note that an electrolytic solution using LiFSA or LiTFSA as an electrolyte may react with the positive electrode current collector to corrode the positive electrode current collector. In order to prevent such corrosion, it is preferable to add several wt% LiPF 6 to the electrolytic solution. This is because a nonconductive film is formed on the surface of the positive electrode current collector, and the nonconductive film suppresses the reaction between the electrolytic solution and the positive electrode current collector. However, in order not to dissolve the positive electrode active material layer, the concentration of LiPF 6 is 10 wt% or less, preferably 5 wt% or less, more preferably 3 wt% or less.

なお、電解質として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカリ金属(例えば、ナトリウムやカリウム等)、アルカリ土類金属(例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等)を用いてもよい。 As the electrolyte, an alkali metal (for example, sodium or potassium) or an alkaline earth metal (for example, calcium, strontium, barium, beryllium, magnesium, or the like) may be used instead of lithium in the lithium salt.

また、電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素(以下、単に「不純物」ともいう。)の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を1%以下、好ましくは0.1%以下、より好ましくは0.01%以下とすることが好ましい。 Further, as the electrolytic solution, it is preferable to use a highly purified electrolytic solution having a small content of elements other than the constituent elements of the granular dust and the electrolytic solution (hereinafter also simply referred to as “impurities”). Specifically, the weight ratio of impurities to the electrolytic solution is preferably 1% or less, preferably 0.1% or less, and more preferably 0.01% or less.

また、ポリマーを電解液で膨潤させたゲル電解質を用いてもよい。ゲル電解質(ポリマーゲル電解質)の例としては、担体としてホストポリマーを用い、上述の電解液を含有させたものが挙げられる。 Alternatively, a gel electrolyte obtained by swelling a polymer with an electrolytic solution may be used. Examples of the gel electrolyte (polymer gel electrolyte) include those using a host polymer as a carrier and containing the above-described electrolytic solution.

ホストポリマーの例を以下に説明する。ホストポリマーとしては、例えばポリエチレンオキシド(PEO)などのポリアルキレンオキシド構造を有するポリマーや、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、及びポリアクリロニトリル等、及びそれらを含む共重合体等を用いることができる。例えばPVdFとヘキサフルオロプロピレン(HFP)の共重合体であるPVdF−HFPを用いることができる。また、形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。 Examples of host polymers are described below. As the host polymer, for example, a polymer having a polyalkylene oxide structure such as polyethylene oxide (PEO), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile, and a copolymer containing them can be used. For example, PVdF-HFP which is a copolymer of PVdF and hexafluoropropylene (HFP) can be used. Further, the formed polymer may have a porous shape.

また、電解液に重合剤や架橋剤を添加し、電解液をゲル化してもよい。例えば、イオン液体を構成するカチオン又はアニオンに重合性の官能基を導入し、重合開始剤を用いてそれらを重合することで、イオン液体自体を重合してもよい。このように、高分子化したイオン液体を架橋剤によりゲル化してもよい。 Moreover, a polymerizing agent or a crosslinking agent may be added to the electrolytic solution to gel the electrolytic solution. For example, the ionic liquid itself may be polymerized by introducing a polymerizable functional group into a cation or anion constituting the ionic liquid and polymerizing them using a polymerization initiator. In this way, the polymerized ionic liquid may be gelled with a crosslinking agent.

また、電解液と組み合わせて、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質や、PEO(ポリエチレンオキシド)系等の高分子材料を有する固体電解質を用いてもよい。例えば、固体電解質を活物質層の表面に形成してもよい。また、固体電解質と電解液を組み合わせて用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる場合がある。 Further, in combination with the electrolytic solution, a solid electrolyte having an inorganic material such as sulfide or oxide, or a solid electrolyte having a polymer material such as PEO (polyethylene oxide) may be used. For example, a solid electrolyte may be formed on the surface of the active material layer. Moreover, when using it combining a solid electrolyte and electrolyte solution, installation of a separator or a spacer may become unnecessary.

また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性が高まる。また、蓄電装置の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー等がある。 Moreover, the safety | security with respect to a liquid leakage property etc. increases by using the polymeric material gelatinized as a solvent of electrolyte solution. In addition, the power storage device can be reduced in thickness and weight. Typical examples of the polymer material to be gelated include silicone gel, acrylic gel, acrylonitrile gel, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and fluorine-based polymer.

例えば、本発明の一態様は、正極、負極、及び電解質を有し、該電解質は、上述の構造式(100)で表される化合物(カチオン)、を有し、該電解質は、ゲル状又は固体状であってもよい。 For example, one embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and the electrolyte includes a compound (cation) represented by the above structural formula (100). It may be solid.

次に、図1(B)に、正極503の外観図を示す。正極503は、正極集電体501及び正極活物質層502を有する。 Next, an external view of the positive electrode 503 is shown in FIG. The positive electrode 503 includes a positive electrode current collector 501 and a positive electrode active material layer 502.

また、図1(C)に、負極506の外観図を示す。負極506は、負極集電体504及び負極活物質層505を有する。 FIG. 1C shows an external view of the negative electrode 506. The negative electrode 506 includes a negative electrode current collector 504 and a negative electrode active material layer 505.

ここで、正極503及び負極506は、積層される複数の正極同士又は複数の負極同士を電気的に接続するために、タブ領域を有することが好ましい。また、タブ領域にはリード電極を電気的に接続することが好ましい。 Here, the positive electrode 503 and the negative electrode 506 preferably have a tab region in order to electrically connect a plurality of stacked positive electrodes or a plurality of negative electrodes. Moreover, it is preferable to electrically connect the lead electrode to the tab region.

図1(B)に示すように、正極503は、タブ領域281を有することが好ましい。タブ領域281の一部は、正極リード電極510と溶接されることが好ましい。タブ領域281は正極集電体501が露出する領域を有することが好ましく、正極集電体501が露出する領域に正極リード電極510を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。また、図1(B)ではタブ領域281の全域において正極集電体501が露出している例を示すが、タブ領域281は、その一部に正極活物質層502を有してもよい。 As illustrated in FIG. 1B, the positive electrode 503 preferably includes a tab region 281. A part of the tab region 281 is preferably welded to the positive electrode lead electrode 510. The tab region 281 preferably has a region where the positive electrode current collector 501 is exposed, and the contact resistance can be further reduced by welding the positive electrode lead electrode 510 to a region where the positive electrode current collector 501 is exposed. 1B illustrates an example in which the positive electrode current collector 501 is exposed in the entire region of the tab region 281, the tab region 281 may include the positive electrode active material layer 502 in a part thereof.

図1(C)に示すように、負極506は、タブ領域282を有することが好ましい。タブ領域282の一部は、負極リード電極511と溶接されることが好ましい。タブ領域282は負極集電体504が露出する領域を有することが好ましく、負極集電体504が露出する領域に負極リード電極511を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。また、図1(C)ではタブ領域282の全域において負極集電体504が露出している例を示すが、タブ領域282は、その一部に負極活物質層505を有してもよい。 As illustrated in FIG. 1C, the negative electrode 506 preferably includes a tab region 282. A part of the tab region 282 is preferably welded to the negative electrode lead electrode 511. The tab region 282 preferably has a region where the negative electrode current collector 504 is exposed, and the contact resistance can be further reduced by welding the negative electrode lead electrode 511 to a region where the negative electrode current collector 504 is exposed. 1C illustrates an example in which the negative electrode current collector 504 is exposed in the entire region of the tab region 282, the tab region 282 may include the negative electrode active material layer 505 in a part thereof.

なお、図1(A)では、正極503と負極506の端部が概略揃っている例を示すが、正極503は、負極506の端部よりも外側に位置する部分を有していてもよい。 Note that FIG. 1A illustrates an example in which the end portions of the positive electrode 503 and the negative electrode 506 are substantially aligned; however, the positive electrode 503 may have a portion located outside the end portion of the negative electrode 506. .

電池セル500において、負極506の正極503と重ならない領域の面積は小さいほど好ましい。 In the battery cell 500, the smaller the area of the negative electrode 506 that does not overlap the positive electrode 503, the better.

図2(A)では、負極506の端部が、正極503の内側に位置する例を示す。このような構成とすることにより、負極506を全て正極503と重ねる、又は負極506の正極503と重ならない領域の面積を小さくすることができる。 FIG. 2A illustrates an example in which the end portion of the negative electrode 506 is positioned inside the positive electrode 503. With such a structure, the entire area of the negative electrode 506 can be overlapped with the positive electrode 503, or the area of the negative electrode 506 that does not overlap with the positive electrode 503 can be reduced.

または、電池セル500において、正極503と負極506の面積は概略同じであることが好ましい。例えば、セパレータ507を挟んで向かい合う正極503と負極506の面積は、概略同じであることが好ましい。例えば、セパレータ507を挟んで向かい合う正極活物質層502の面積と負極活物質層505の面積は概略同じであることが好ましい。 Alternatively, in the battery cell 500, the areas of the positive electrode 503 and the negative electrode 506 are preferably substantially the same. For example, the areas of the positive electrode 503 and the negative electrode 506 that face each other with the separator 507 interposed therebetween are preferably substantially the same. For example, the area of the positive electrode active material layer 502 and the area of the negative electrode active material layer 505 that face each other with the separator 507 interposed therebetween is preferably substantially the same.

例えば、図3(A)、(B)に示すように、正極503のセパレータ507側の面の面積と負極506のセパレータ507側の面の面積は概略同じであることが好ましい。正極503の負極506側の面の面積と負極506の正極503側の面の面積を概略同じとすることにより、負極506の正極503と重ならない領域を小さくする(あるいは理想的にはなくす)ことができ、電池セル500の不可逆容量を減少させることができるため好ましい。または、図3(A)、(B)に示すように、正極活物質層502のセパレータ507側の面の面積と負極活物質層505のセパレータ507側の面の面積は概略同じであることが好ましい。 For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the area of the surface of the positive electrode 503 on the separator 507 side and the area of the surface of the negative electrode 506 on the separator 507 side are preferably substantially the same. By making the area of the surface of the positive electrode 503 on the negative electrode 506 side substantially the same as the area of the surface of the negative electrode 506 on the positive electrode 503 side, the area that does not overlap the positive electrode 503 of the negative electrode 506 is reduced (or ideally eliminated). This is preferable because the irreversible capacity of the battery cell 500 can be reduced. 3A and 3B, the surface area of the positive electrode active material layer 502 on the separator 507 side and the surface area of the negative electrode active material layer 505 on the separator 507 side are approximately the same. preferable.

また、図3(A)、(B)に示すように、正極503の端部と負極506の端部は概略揃うことが好ましい。また、正極活物質層502と負極活物質層505の端部は概略揃うことが好ましい。 As shown in FIGS. 3A and 3B, it is preferable that the end of the positive electrode 503 and the end of the negative electrode 506 are substantially aligned. In addition, it is preferable that end portions of the positive electrode active material layer 502 and the negative electrode active material layer 505 are substantially aligned.

また、図2(B)では、正極503の端部が、負極506の内側に位置する例を示す。このような構成とすることにより、正極503を全て負極506と重ねる、又は正極503の負極506と重ならない領域の面積を小さくすることができる。負極506の端部が正極503の端部よりも内側に位置すると、負極506の端部に電流が集中してしまう場合がある。例えば、負極506の一部に電流が集中することで、負極506上にリチウムが析出してしまうことがある。正極503の負極506と重ならない領域の面積を小さくすることで、負極506の一部に電流が集中することを抑制できる。これにより、例えば、負極506上へのリチウムの析出が抑制でき、好ましい。 FIG. 2B illustrates an example in which the end portion of the positive electrode 503 is positioned inside the negative electrode 506. With such a structure, the entire area of the positive electrode 503 can be overlapped with the negative electrode 506, or the area of the positive electrode 503 can be reduced in area not overlapping with the negative electrode 506. When the end portion of the negative electrode 506 is positioned inside the end portion of the positive electrode 503, current may concentrate on the end portion of the negative electrode 506. For example, when current concentrates on part of the negative electrode 506, lithium may be deposited on the negative electrode 506. By reducing the area of the positive electrode 503 that does not overlap with the negative electrode 506, current concentration on a part of the negative electrode 506 can be suppressed. Thereby, for example, the deposition of lithium on the negative electrode 506 can be suppressed, which is preferable.

図1(A)に示すように、正極リード電極510は、正極503に電気的に接続することが好ましい。同様に、負極リード電極511は、負極506に電気的に接続することが好ましい。正極リード電極510及び負極リード電極511は外装体509の外側に露出し、外部との電気的接触を得る端子として機能する。 As shown in FIG. 1A, the positive electrode lead electrode 510 is preferably electrically connected to the positive electrode 503. Similarly, the negative electrode lead electrode 511 is preferably electrically connected to the negative electrode 506. The positive electrode lead electrode 510 and the negative electrode lead electrode 511 are exposed to the outside of the exterior body 509 and function as terminals for obtaining electrical contact with the outside.

または、正極集電体501及び負極集電体504は、外部との電気的接触を得る端子の役割を兼ねることもできる。その場合は、リード電極を用いずに、正極集電体501及び負極集電体504の一部を外装体509から外側に露出するように配置してもよい。 Alternatively, the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 can also serve as terminals for obtaining electrical contact with the outside. In that case, a part of the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 may be disposed so as to be exposed to the outside from the exterior body 509 without using the lead electrode.

また、図1(A)では、正極リード電極510と負極リード電極511は、電池セル500の同じ辺に配置されているが、図5に示すように、正極リード電極510と負極リード電極511を電池セル500の異なる辺に配置してもよい。このように、本発明の一態様の蓄電装置は、リード電極を自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の蓄電装置を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電装置を用いた製品の生産性を高めることができる。 In FIG. 1A, the positive electrode lead electrode 510 and the negative electrode lead electrode 511 are arranged on the same side of the battery cell 500. However, as shown in FIG. The battery cells 500 may be arranged on different sides. As described above, the power storage device of one embodiment of the present invention has a high degree of design freedom because lead electrodes can be freely arranged. Thus, the degree of freedom in designing a product using the power storage device of one embodiment of the present invention can be increased. In addition, productivity of a product using the power storage device of one embodiment of the present invention can be increased.

次に、電池セル500の作製方法の一例を、図6〜図8を用いて説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the battery cell 500 will be described with reference to FIGS.

まず、正極503、負極506、及びセパレータ507を積層する。具体的には、正極503の上にセパレータ507を配置する。その後、セパレータ507の上に負極506を配置する。正極と負極を2組以上用いる場合は、さらに負極506の上にセパレータ507を配置した後、正極503を配置する。このようにセパレータ507を正極503と負極506の間に挟みながら正極503と負極506を交互に積層する。 First, the positive electrode 503, the negative electrode 506, and the separator 507 are stacked. Specifically, a separator 507 is disposed on the positive electrode 503. Thereafter, the negative electrode 506 is disposed on the separator 507. When two or more pairs of positive and negative electrodes are used, a separator 507 is further disposed on the negative electrode 506, and then the positive electrode 503 is disposed. In this manner, the positive electrode 503 and the negative electrode 506 are alternately stacked while the separator 507 is sandwiched between the positive electrode 503 and the negative electrode 506.

あるいは、セパレータ507を袋状にしてもよい。セパレータ507で電極を包むことで、該電極が製造工程中に損傷しにくくなり、好ましい。 Alternatively, the separator 507 may be formed in a bag shape. It is preferable to wrap the electrode with the separator 507 because the electrode is less likely to be damaged during the manufacturing process.

まず、セパレータ507上に正極503を配置する。次いで、セパレータ507を図6(A)の破線で示した部分で折り、セパレータ507で正極503を挟む。なお、ここでは正極503をセパレータ507で挟む例について説明したが、負極506をセパレータ507で挟んでもよい。 First, the positive electrode 503 is disposed on the separator 507. Next, the separator 507 is folded at a portion indicated by a broken line in FIG. 6A, and the positive electrode 503 is sandwiched between the separators 507. Note that although the example in which the positive electrode 503 is sandwiched between the separators 507 has been described here, the negative electrode 506 may be sandwiched between the separators 507.

ここで、正極503の外側のセパレータ507の外周部分を接合して、セパレータ507を袋状(又はエンベロープ状)とすることが好ましい。セパレータ507の外周部分の接合は、接着剤などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行ってもよい。 Here, it is preferable that the outer peripheral portion of the separator 507 outside the positive electrode 503 is joined to form the separator 507 in a bag shape (or envelope shape). Joining of the outer peripheral portion of the separator 507 may be performed using an adhesive or the like, or may be performed by ultrasonic welding or fusion by heating.

本実施の形態では、セパレータ507としてポリプロピレンを用いて、セパレータ507の外周部分を加熱により接合する。図6(A)に接合部514を示す。このようにして、正極503をセパレータ507で覆うことができる。 In this embodiment, polypropylene is used as the separator 507, and the outer peripheral portion of the separator 507 is joined by heating. A joint portion 514 is illustrated in FIG. In this way, the positive electrode 503 can be covered with the separator 507.

次に、図6(B)に示すように、負極506と、セパレータに覆われた正極503と、を交互に重ねる。また、封止層115を有する正極リード電極510及び負極リード電極511を準備する。 Next, as illustrated in FIG. 6B, the negative electrodes 506 and the positive electrodes 503 covered with the separators are alternately stacked. In addition, a positive electrode lead electrode 510 and a negative electrode lead electrode 511 having the sealing layer 115 are prepared.

次に、図7(A)に示すように、正極503のタブ領域281に、封止層115を有する正極リード電極510を接続する。図7(B)に接続部の拡大図を示す。接合部512に圧力を加えながら超音波を照射して、正極503のタブ領域281及び正極リード電極510を電気的に接続する(超音波溶接)。このとき、タブ領域281に湾曲部513を設けるとよい。 Next, as illustrated in FIG. 7A, the positive electrode lead electrode 510 having the sealing layer 115 is connected to the tab region 281 of the positive electrode 503. FIG. 7B shows an enlarged view of the connection portion. Ultrasonic waves are applied while applying pressure to the joint portion 512 to electrically connect the tab region 281 of the positive electrode 503 and the positive electrode lead electrode 510 (ultrasonic welding). At this time, a curved portion 513 may be provided in the tab region 281.

湾曲部513を設けることによって、電池セル500の作製後に外から力が加えられて生じる応力を緩和することができる。よって、電池セル500の信頼性を高めることができる。 By providing the curved portion 513, it is possible to relieve stress generated by applying force from the outside after the battery cell 500 is manufactured. Therefore, the reliability of the battery cell 500 can be improved.

同様の方法を用いて、負極506のタブ領域282と、負極リード電極511と、を電気的に接続することができる。 The tab region 282 of the negative electrode 506 and the negative electrode lead electrode 511 can be electrically connected using the same method.

次に、外装体509上に、正極503、負極506、及びセパレータ507を配置する。 Next, the positive electrode 503, the negative electrode 506, and the separator 507 are disposed over the exterior body 509.

次に、外装体509を、図7(C)の外装体509の中央付近に破線で示した部分で折り曲げる。 Next, the exterior body 509 is bent at a portion indicated by a broken line near the center of the exterior body 509 in FIG.

図8に、外装体509の外周を熱圧着により接合した部位を、接合部118として示す。電解液508を入れるための導入口119以外の外装体509の外周部を、熱圧着により接合する。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層も溶けてリード電極と外装体509との間を固定することができる。また、外装体509とリード電極との間の密着性を向上することができる。 FIG. 8 shows a portion where the outer periphery of the exterior body 509 is joined by thermocompression bonding as a joint portion 118. The outer peripheral part of the exterior body 509 other than the introduction port 119 for containing the electrolytic solution 508 is joined by thermocompression bonding. At the time of thermocompression bonding, the sealing layer provided on the lead electrode can be melted to fix the lead electrode and the exterior body 509. In addition, adhesion between the outer package 509 and the lead electrode can be improved.

そして、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で所望の量の電解液508を導入口119から外装体509の内側に入れる。そして、最後に、導入口119を熱圧着により接合する。このようにして、薄型の蓄電池である電池セル500を作製することができる。 Then, a desired amount of the electrolytic solution 508 is put into the exterior body 509 from the introduction port 119 under a reduced pressure atmosphere or an inert gas atmosphere. Finally, the inlet 119 is joined by thermocompression bonding. Thus, the battery cell 500 which is a thin storage battery can be produced.

電池セル500を作製した後には、エージングを行うことが好ましい。エージング条件の一例について以下に説明する。まず初めに0.001C以上0.2C以下のレートで充電を行う。温度は例えば室温以上50℃以下とすればよい。このときに、電解液の分解が生じ、ガスが発生した場合には、そのガスがセル内にたまると、電解液が電極表面と接することができない領域が発生してしまう。つまり、電極の実効的な反応面積が減少し、実効的な電流密度が高くなることに相当する。 Aging is preferably performed after the battery cell 500 is manufactured. An example of the aging condition will be described below. First, charging is performed at a rate of 0.001C to 0.2C. The temperature may be, for example, room temperature or higher and 50 ° C. or lower. At this time, when the electrolytic solution is decomposed and gas is generated, if the gas accumulates in the cell, a region where the electrolytic solution cannot contact the electrode surface is generated. That is, this corresponds to a reduction in the effective reaction area of the electrode and an increase in the effective current density.

過度に電流密度が高くなると、電極の抵抗に応じて電圧降下が生じ、黒鉛へのリチウムの挿入が起こると同時に、黒鉛表面にリチウムが析出してしまう。このリチウムの析出は容量の低下を招く場合がある。例えば、リチウムが析出した後、表面に被膜等が成長してしまうと、表面に析出したリチウムが再溶出できなくなり、容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。また、析出したリチウムが物理的に崩落し、電極との導通を失った場合にも、やはり容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。よって、電極の電位が電圧降下によりリチウム電位まで到達する前に、ガスを抜くことが好ましい。 When the current density becomes excessively high, a voltage drop occurs according to the resistance of the electrode, and lithium is inserted into the graphite, and at the same time, lithium is deposited on the graphite surface. This lithium deposition may lead to a decrease in capacity. For example, if a film or the like grows on the surface after lithium is deposited, lithium deposited on the surface cannot be re-eluted, and lithium that does not contribute to the capacity is generated. Further, when the deposited lithium physically collapses and loses conduction with the electrode, lithium that does not contribute to the capacity is also generated. Therefore, it is preferable to degas before the potential of the electrode reaches the lithium potential due to a voltage drop.

ガス抜きを行う場合には、例えば薄型の蓄電池の外装体の一部を切断し、開封すればよい。ガスにより外装体が膨張している場合には、再度、外装体の形を整えることが好ましい。また、再封止の前に必要に応じて電解液を足してもよい。 In the case of degassing, for example, a part of the outer package of a thin storage battery may be cut and opened. When the exterior body is expanded by gas, it is preferable to arrange the shape of the exterior body again. Moreover, you may add electrolyte solution as needed before resealing.

また、ガス抜きを行った後に、室温よりも高い温度、好ましくは30℃以上60℃以下、より好ましくは35℃以上50℃以下において、例えば1時間以上100時間以下の間、充電状態で保持してもよい。初めに行う充電の際に、表面で分解した電解液は被膜を形成する。よって、例えばガス抜き後に室温よりも高い温度で保持することにより、形成された被膜が緻密化する場合も考えられる。 In addition, after degassing, the battery is kept in a charged state at a temperature higher than room temperature, preferably 30 ° C. or more and 60 ° C. or less, more preferably 35 ° C. or more and 50 ° C. or less, for example, for 1 hour or more and 100 hours or less. May be. During the first charge, the electrolytic solution decomposed on the surface forms a film. Therefore, for example, a case where the formed film is densified by holding at a temperature higher than room temperature after degassing may be considered.

また、例えば、繰り返し折り曲げを行う電子機器に搭載する蓄電装置では、折り曲げに伴い外装体において徐々に劣化が生じる、又は場合によっては亀裂が生じやすくなることもある。また、充放電に伴い活物質等の表面と電解液が接することにより電解液の分解反応が生じ、ガスなどが発生することがある。ガス発生により外装体が膨張すると、折り曲げに伴い、外装体が破壊しやすくなることがある。本発明の一態様を用いることにより、電解液の分解を抑制することができるため、例えば充放電に伴うガス発生などを抑えることができる場合がある。その結果、外装体の膨張や変形、及び外装体の破損などを抑えることができるため、外装体への負荷が小さくなり、好ましい。 In addition, for example, in a power storage device mounted on an electronic device that is repeatedly bent, the exterior body gradually deteriorates with bending, or in some cases, a crack is likely to occur. Further, when the surface of the active material or the like comes into contact with the electrolytic solution along with charge / discharge, a decomposition reaction of the electrolytic solution occurs, and gas or the like may be generated. When the exterior body expands due to gas generation, the exterior body may be easily broken along with the bending. By using one embodiment of the present invention, decomposition of the electrolytic solution can be suppressed; thus, for example, gas generation associated with charging and discharging may be suppressed. As a result, expansion and deformation of the exterior body and damage to the exterior body can be suppressed, which is preferable because the load on the exterior body is reduced.

以下では、本発明の一態様の蓄電装置の他の構成要素について、詳述する。なお、本実施の形態にて示す各部材の材料から、可撓性を有する材料を選択して用いると、可撓性を有する蓄電装置を作製することができる。 Hereinafter, other components of the power storage device of one embodiment of the present invention will be described in detail. Note that when a flexible material is selected from the materials of the members described in this embodiment and used, a flexible power storage device can be manufactured.

≪集電体≫
正極集電体501及び負極集電体504には、例えば、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、マンガン等の金属、これらの合金、又は焼結した炭素などをそれぞれ用いることができる。または、銅もしくはステンレス鋼を炭素、ニッケルもしくはチタン等で被覆して用いてもよい。または、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。または、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で集電体を形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。
≪Current collector≫
Examples of the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 include metals such as stainless steel, gold, platinum, zinc, iron, nickel, copper, aluminum, titanium, tantalum, and manganese, alloys thereof, or sintered carbon. Etc. can be used respectively. Alternatively, copper or stainless steel may be coated with carbon, nickel, titanium, or the like. Alternatively, an aluminum alloy to which an element that improves heat resistance, such as silicon, titanium, neodymium, scandium, or molybdenum, is added can be used. Alternatively, the current collector may be formed using a metal element that forms silicide by reacting with silicon. Examples of metal elements that react with silicon to form silicide include zirconium, titanium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, cobalt, nickel, and the like.

正極集電体501の表面や、負極集電体504の表面では、電解液508との不可逆な反応が生じる場合がある。よって、正極集電体501や負極集電体504は、電解液508との反応性が低いことが好ましい。例えば、正極集電体501や負極集電体504にステンレス等を用いることにより、電解液508との反応性をより低くすることができる場合があり、好ましい。 An irreversible reaction with the electrolytic solution 508 may occur on the surface of the positive electrode current collector 501 or the surface of the negative electrode current collector 504. Therefore, it is preferable that the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 have low reactivity with the electrolytic solution 508. For example, it is preferable to use stainless steel or the like for the positive electrode current collector 501 or the negative electrode current collector 504 because the reactivity with the electrolytic solution 508 can be further lowered.

また、正極集電体501及び負極集電体504には、それぞれ、箔状、板状(シート状)、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状、多孔質状、及び不織布を包括する様々な形態の形状を適宜用いることができる。さらに、活物質層との密着性を上げるために、正極集電体501及び負極集電体504は、それぞれ、表面に細かい凹凸を有していてもよい。また、正極集電体501及び負極集電体504は、それぞれ、厚みが5μm以上30μm以下のものを用いるとよい。 The positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 include a foil shape, a plate shape (sheet shape), a net shape, a columnar shape, a coil shape, a punching metal shape, an expanded metal shape, a porous shape, and a nonwoven fabric, respectively. Various shapes including the above can be used as appropriate. Furthermore, in order to increase the adhesion with the active material layer, each of the positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 may have fine unevenness on the surface. The positive electrode current collector 501 and the negative electrode current collector 504 may each have a thickness of 5 μm to 30 μm.

また、集電体の表面の一部にアンダーコート層を設けてもよい。ここでアンダーコート層とは、集電体上にペーストを塗布する前に、活物質層と集電体との界面抵抗を低減する目的や、活物質層と集電体との密着性を高める目的で集電体上に形成する膜を指す。なお、アンダーコート層は、集電体の一面全体に形成されていなくてもよく、島状に(部分的に)形成されていてもよい。また、アンダーコート層が活物質として容量を発現しても構わない。アンダーコート層としては、例えば炭素材料を用いることができる。炭素材料としては、例えば、黒鉛や、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、カーボンナノチューブなどを用いることができる。 Moreover, you may provide an undercoat layer in a part of surface of an electrical power collector. Here, the undercoat layer refers to the purpose of reducing the interface resistance between the active material layer and the current collector and the adhesion between the active material layer and the current collector before applying the paste on the current collector. A film formed on the current collector for the purpose. Note that the undercoat layer may not be formed on the entire surface of the current collector, and may be formed (partially) in an island shape. Further, the undercoat layer may express a capacity as an active material. For example, a carbon material can be used as the undercoat layer. Examples of the carbon material that can be used include graphite, carbon black such as acetylene black and ketjen black, and carbon nanotubes.

≪活物質層≫
正極活物質層502は、1種類以上の正極活物質を有する。負極活物質層505は、1種類以上の負極活物質を有する。
≪Active material layer≫
The positive electrode active material layer 502 includes one or more types of positive electrode active materials. The negative electrode active material layer 505 includes one or more types of negative electrode active materials.

正極活物質及び負極活物質は、蓄電装置の電池反応の中心的役割を担いキャリアイオンの放出及び吸収を行う物質である。蓄電装置の寿命を高めるためには、活物質が、電池反応の不可逆反応に係る容量が小さい材料であることが好ましく、充放電効率の高い材料であることが好ましい。 The positive electrode active material and the negative electrode active material play a central role in the battery reaction of the power storage device and release and absorb carrier ions. In order to increase the life of the power storage device, the active material is preferably a material having a small capacity related to the irreversible reaction of the battery reaction, and preferably a material having high charge / discharge efficiency.

正極活物質には、リチウムイオン等のキャリアイオンの挿入及び脱離が可能な材料を用いることができる。正極活物質としては、例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、スピネル型の結晶構造、NASICON型の結晶構造を有する材料等が挙げられる。 As the positive electrode active material, a material that can insert and desorb carrier ions such as lithium ions can be used. Examples of the positive electrode active material include materials having an olivine type crystal structure, a layered rock salt type crystal structure, a spinel type crystal structure, and a NASICON type crystal structure.

例えば、正極活物質として、LiFeO、LiCoO、LiNiO、LiMn、V、Cr、MnO等の化合物を材料として用いることができる。 For example, a compound such as LiFeO 2 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5 , Cr 2 O 5 , or MnO 2 can be used as the positive electrode active material.

オリビン型の結晶構造を有する材料としては、リチウム含有複合リン酸塩(一般式LiMPO(Mは、Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)の一以上))が挙げられる。一般式LiMPOの代表例としては、LiFePO、LiNiPO、LiCoPO、LiMnPO、LiFeNiPO、LiFeCoPO、LiFeMnPO、LiNiCoPO、LiNiMnPO(a+bは1以下、0<a<1、0<b<1)、LiFeNiCoPO、LiFeNiMnPO、LiNiCoMnPO(c+d+eは1以下、0<c<1、0<d<1、0<e<1)、LiFeNiCoMnPO(f+g+h+iは1以下、0<f<1、0<g<1、0<h<1、0<i<1)等の化合物が挙げられる。 As a material having an olivine type crystal structure, a lithium-containing composite phosphate (general formula LiMPO 4 (M is one or more of Fe (II), Mn (II), Co (II), Ni (II))) Is mentioned. Representative examples of the general formula LiMPO 4 include LiFePO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 , LiFe a Ni b PO 4 , LiFe a Co b PO 4 , LiFe a Mn b PO 4 , LiNi a Co b PO 4 . LiNi a Mn b PO 4 (a + b is 1 or less, 0 <a <1, 0 <b <1), LiFe c Ni d Co e PO 4 , LiFe c Ni d M e PO 4 , LiNi c Co d Mn e PO 4 (c + d + e ≦ 1, 0 <c <1,0 <d <1,0 <e <1), LiFe f Ni g Co h Mn i PO 4 (f + g + h + i is 1 or less, 0 <f <1,0 < and compounds such as g <1, 0 <h <1, 0 <i <1).

例えば、リン酸鉄リチウム(LiFePO)は、安全性、安定性、高容量密度、高電位、初期酸化(充電)時に引き抜けるリチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事項をバランスよく満たしているため、好ましい。 For example, lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) satisfies the requirements for a positive electrode active material in a well-balanced manner, such as safety, stability, high capacity density, high potential, and the presence of lithium ions extracted during initial oxidation (charging). Therefore, it is preferable.

正極活物質としてLiFePOを用いることにより、過充電などの外部負荷に対しても安定で、安全性の高い蓄電装置を実現することができる。よって、例えば、持ち運びを行うモバイル機器や、身体に身に着けるウェアラブル機器等に用いる蓄電装置として、特に優れている。 By using LiFePO 4 as the positive electrode active material, it is possible to realize a power storage device that is stable and highly safe against an external load such as overcharge. Therefore, it is particularly excellent as a power storage device used for mobile devices that are carried around, wearable devices that are worn on the body, and the like.

層状岩塩型の結晶構造を有する材料としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、LiNiO、LiMnO、LiMnO、LiNi0.8Co0.2等のNiCo系(一般式は、LiNiCo1−x(0<x<1))、LiNi0.5Mn0.5等のNiMn系(一般式は、LiNiMn1−x(0<x<1))、LiNi1/3Mn1/3Co1/3等のNiMnCo系(NMCともいう。一般式は、LiNiMnCo1−x−y(x>0、y>0、x+y<1))が挙げられる。さらに、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O、LiMnO−LiMO(MはCo、Ni又はMn)等も挙げられる。 Examples of the material having a layered rock salt type crystal structure include NiCo-based materials (general formulas such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ), LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li 2 MnO 3 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2). Is a NiMn system such as LiNi x Co 1-x O 2 (0 <x <1), LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 (general formula is LiNi x Mn 1-x O 2 (0 <x <1)), LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , etc. NiMnCo system (also referred to as NMC. general formula, LiNi x Mn y Co 1- x-y O 2 (x> 0, y > 0, x + y <1)). Moreover, Li (Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05) O 2, Li 2 MnO 3 -LiMO 2 (M is Co, Ni or Mn) may also be mentioned, and the like.

特に、LiCoOは、容量が大きいこと、LiNiOに比べて大気中で安定であること、LiNiOに比べて熱的に安定であること等の利点があるため、好ましい。 Particularly, LiCoO 2 has the capacity is large, it is stable in the atmosphere as compared to LiNiO 2, because there are advantages such that it is thermally stable than LiNiO 2, preferred.

スピネル型の結晶構造を有する材料としては、例えば、LiMn、Li1+xMn2−x、Li(MnAl)、LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。 Examples of the material having a spinel crystal structure include LiMn 2 O 4 , Li 1 + x Mn 2−x O 4 , Li (MnAl) 2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4, and the like.

LiMn等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有する材料に、少量のニッケル酸リチウム(LiNiOやLiNi1−xMO(M=Co、Al等))を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑制する等の利点があり好ましい。 When a small amount of lithium nickelate (LiNiO 2 or LiNi 1-x MO 2 (M = Co, Al, etc.)) is mixed with a material having a spinel type crystal structure containing manganese such as LiMn 2 O 4 , elution of manganese This is preferable because there are advantages such as suppressing the decomposition of the electrolytic solution.

または、正極活物質として、一般式Li(2−j)MSiO(Mは、Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)の一以上、0≦j≦2)等のリチウム含有複合ケイ酸塩を用いることができる。一般式Li(2−j)MSiOの代表例としては、Li(2−j)FeSiO、Li(2−j)NiSiO、Li(2−j)CoSiO、Li(2−j)MnSiO、Li(2−j)FeNiSiO、Li(2−j)FeCoSiO、Li(2−j)FeMnSiO、Li(2−j)NiCoSiO、Li(2−j)NiMnSiO(k+lは1以下、0<k<1、0<l<1)、Li(2−j)FeNiCoSiO、Li(2−j)FeNiMnSiO、Li(2−j)NiCoMnSiO(m+n+qは1以下、0<m<1、0<n<1、0<q<1)、Li(2−j)FeNiCoMnSiO(r+s+t+uは1以下、0<r<1、0<s<1、0<t<1、0<u<1)等の化合物が挙げられる。 Alternatively, as a positive electrode active material, a general formula Li (2-j) MSiO 4 (M is one or more of Fe (II), Mn (II), Co (II), Ni (II), 0 ≦ j ≦ 2) Lithium-containing composite silicates such as can be used. Representative examples of the general formula Li (2-j) MSiO 4 include Li (2-j) FeSiO 4 , Li (2-j) NiSiO 4 , Li (2-j) CoSiO 4 , Li (2-j) MnSiO 4, Li (2-j) Fe k Ni l SiO 4, Li (2-j) Fe k Co l SiO 4, Li (2-j) Fe k Mn l SiO 4, Li (2-j) Ni k Co l SiO 4, Li (2- j) Ni k Mn l SiO 4 (k + l is 1 or less, 0 <k <1,0 <l <1), Li (2-j) Fe m Ni n Co q SiO 4, Li (2-j) Fe m Ni n Mn q SiO 4, Li (2-j) Ni m Co n Mn q SiO 4 (m + n + q is 1 or less, 0 <m <1,0 <n <1,0 <q <1), Li (2- j) Fe r Ni s Co t Mn Examples include u SiO 4 (r + s + t + u is 1 or less, 0 <r <1, 0 <s <1, 0 <t <1, 0 <u <1).

または、正極活物質として、A(XO(A=Li、Na、Mg、M=Fe、Mn、Ti、V、Nb、Al、X=S、P、Mo、W、As、Si)の一般式で表されるNASICON型化合物を用いることができる。NASICON型化合物としては、Fe(MnO、Fe(SO、LiFe(PO等が挙げられる。 Alternatively, as a positive electrode active material, A x M 2 (XO 4 ) 3 (A = Li, Na, Mg, M = Fe, Mn, Ti, V, Nb, Al, X = S, P, Mo, W, As , Si), a NASICON type compound represented by the general formula can be used. Examples of the NASICON type compound include Fe 2 (MnO 4 ) 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 .

または、正極活物質として、LiMPOF、LiMP、LiMO(M=Fe、Mn)の一般式で表される化合物、NaF、FeF等のペロブスカイト型フッ化物、TiS、MoS等の金属カルコゲナイド(硫化物、セレン化物、テルル化物)、LiMVO等の逆スピネル型の結晶構造を有する材料、バナジウム酸化物系(V、V13、LiV等)、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。 Alternatively, as a positive electrode active material, a compound represented by a general formula of Li 2 MPO 4 F, Li 2 MP 2 O 7 , Li 5 MO 4 (M = Fe, Mn), a perovskite type fluoride such as NaF 3 or FeF 3 is used. , Metal chalcogenides such as TiS 2 and MoS 2 (sulfides, selenides, tellurides), materials having an inverse spinel crystal structure such as LiMVO 4 , vanadium oxides (V 2 O 5 , V 6 O 13 , LiV 3 O 8 and the like), manganese oxide, organic sulfur compounds, and the like can be used.

また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3とLiMnOの固溶体を正極活物質として用いることができる。 A material obtained by combining a plurality of the above materials may be used as the positive electrode active material. For example, a solid solution obtained by combining a plurality of the above materials can be used as the positive electrode active material. For example, a solid solution of LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1/3 O 2 and Li 2 MnO 3 can be used as the positive electrode active material.

なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物、リチウム含有複合リン酸塩、及びリチウム含有複合ケイ酸塩において、リチウムを、アルカリ金属(例えば、ナトリウムやカリウム等)、アルカリ土類金属(例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等)などのキャリアで置換した化合物を用いてもよい。 When the carrier ion is an alkali metal ion other than lithium ion or alkaline earth metal ion, as the positive electrode active material, in the lithium compound, lithium-containing composite phosphate, and lithium-containing composite silicate, lithium is used. A compound substituted with a carrier such as an alkali metal (for example, sodium or potassium) or an alkaline earth metal (for example, calcium, strontium, barium, beryllium, magnesium) may be used.

正極活物質の一次粒子の平均粒径は、例えば5nm以上100μm以下が好ましい。 The average particle diameter of the primary particles of the positive electrode active material is preferably, for example, 5 nm or more and 100 μm or less.

また、例えば正極活物質としてオリビン型構造のリチウム含有複合リン酸塩を用いた場合には、リチウムの拡散経路が一次元であるため、リチウム拡散が遅い。よって、オリビン型構造のリチウム含有複合リン酸塩を用いた場合、充放電の速度を高めるためには正極活物質の平均粒径は、例えば好ましくは5nm以上1μm以下とするとよい。または、正極活物質の比表面積は、例えば好ましくは10m/g以上50m/g以下とするとよい。 For example, when a lithium-containing composite phosphate having an olivine structure is used as the positive electrode active material, lithium diffusion is slow because the lithium diffusion path is one-dimensional. Therefore, when the lithium-containing composite phosphate having an olivine structure is used, the average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 5 nm or more and 1 μm or less, for example, in order to increase the charge / discharge rate. Alternatively, the specific surface area of the positive electrode active material is preferably 10 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less, for example.

オリビン構造を有する活物質では、例えば層状岩塩型の結晶構造を有する活物質などと比較して充放電に伴う構造変化がきわめて少なく、結晶構造が安定であるため、過充電などの動作に対しても安定であり、正極活物質として用いた場合に安全性の高い蓄電装置を実現することができる。 In the active material having an olivine structure, for example, an active material having a layered rock salt type crystal structure has very little structural change due to charge / discharge, and the crystal structure is stable. Is stable, and a highly safe power storage device can be realized when used as a positive electrode active material.

負極活物質としては、例えば炭素系材料、合金系材料等を用いることができる。 As the negative electrode active material, for example, a carbon-based material, an alloy-based material, or the like can be used.

炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。また、黒鉛の形状としては鱗片状のものや球状のものなどがある。 Examples of the carbon-based material include graphite, graphitizable carbon (soft carbon), non-graphitizable carbon (hard carbon), carbon nanotube, graphene, and carbon black. Examples of graphite include artificial graphite such as mesocarbon microbeads (MCMB), coke-based artificial graphite, and pitch-based artificial graphite, and natural graphite such as spheroidized natural graphite. In addition, the shape of graphite includes a scale-like shape and a spherical shape.

黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき(リチウム−黒鉛層間化合物の生成時)にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す(0.1以上0.3V以下 vs.Li/Li)。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。 Graphite shows a base potential as low as lithium metal when lithium ions are inserted into the graphite (when a lithium-graphite intercalation compound is produced) (0.1 to 0.3 V vs. Li / Li + ). Thereby, a lithium ion secondary battery can show a high operating voltage. Further, graphite is preferable because it has advantages such as relatively high capacity per unit volume, small volume expansion, low cost, and high safety compared to lithium metal.

キャリアイオンがリチウムイオンである場合、合金系材料としては、例えば、Mg、Ca、Ga、Si、Al、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、In等のうち少なくとも一つを含む材料を用いることができる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論容量が4200mAh/gと大きく好ましい。このような元素を用いた合金系材料(化合物系材料)としては、例えば、MgSi、MgGe、MgSn、SnS、VSn、FeSn、CoSn、NiSn、CuSn、AgSn、AgSb、NiMnSb、CeSb、LaSn、LaCoSn、CoSb、InSb、SbSn等がある。 When the carrier ions are lithium ions, examples of alloy materials include Mg, Ca, Ga, Si, Al, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, and In. A material containing at least one of the above can be used. Such an element has a larger capacity than carbon, and silicon is particularly preferable because its theoretical capacity is 4200 mAh / g. Examples of alloy materials (compound materials) using such elements include Mg 2 Si, Mg 2 Ge, Mg 2 Sn, SnS 2 , V 2 Sn 3 , FeSn 2 , CoSn 2 , and Ni 3 Sn 2. Cu 6 Sn 5 , Ag 3 Sn, Ag 3 Sb, Ni 2 MnSb, CeSb 3 , LaSn 3 , La 3 Co 2 Sn 7 , CoSb 3 , InSb, and SbSn.

また、負極活物質として、SiO、SnO、SnO、二酸化チタン(TiO)、リチウムチタン酸化物(LiTi12)、リチウム−黒鉛層間化合物、(Li)、五酸化ニオブ(Nb)、酸化タングステン(WO)、酸化モリブデン(MoO)等の酸化物を用いることができる。 Further, as the negative electrode active material, SiO, SnO, SnO 2, titanium dioxide (TiO 2), lithium titanium oxide (Li 4 Ti 5 O 12) , lithium - graphite intercalation compounds, (Li x C 6), niobium pentoxide An oxide such as (Nb 2 O 5 ), tungsten oxide (WO 2 ), or molybdenum oxide (MoO 2 ) can be used.

また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、LiN型構造をもつLi3−xN(MはCo、Ni又はCu)を用いることができる。例えば、Li2.6Co0.4は大きな充放電容量(900mAh/g、1890mAh/cm)を示し好ましい。 Further, as the anode active material, a double nitride of lithium and a transition metal, Li 3-x M x N with Li 3 N type structure (M is Co, Ni or Cu) can be used. For example, Li 2.6 Co 0.4 N 3 shows a large charge / discharge capacity (900 mAh / g, 1890 mAh / cm 3 ) and is preferable.

リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないV、Cr等の材料と組み合わせることができる。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。 When a lithium and transition metal double nitride is used, since the negative electrode active material contains lithium ions, it can be combined with a material such as V 2 O 5 or Cr 3 O 8 that does not contain lithium ions as the positive electrode active material. Note that even when a material containing lithium ions is used for the positive electrode active material, lithium and transition metal double nitride can be used as the negative electrode active material by previously desorbing lithium ions contained in the positive electrode active material.

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば、酸化コバルト(CoO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化鉄(FeO)等の、リチウムと合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Fe、CuO、CuO、RuO、Cr等の酸化物、CoS0.89、NiS、CuS等の硫化物、Zn、CuN、Ge等の窒化物、NiP、FeP、CoP等のリン化物、FeF、BiF等のフッ化物が挙げられる。 A material that causes a conversion reaction can also be used as the negative electrode active material. For example, a transition metal oxide that does not undergo an alloying reaction with lithium, such as cobalt oxide (CoO), nickel oxide (NiO), or iron oxide (FeO), may be used as the negative electrode active material. As a material causing the conversion reaction, oxides such as Fe 2 O 3 , CuO, Cu 2 O, RuO 2 and Cr 2 O 3 , sulfides such as CoS 0.89 , NiS and CuS, Zn 3 N 2 are further included. And nitrides such as Cu 3 N and Ge 3 N 4 , phosphides such as NiP 2 , FeP 2 and CoP 3 , and fluorides such as FeF 3 and BiF 3 .

負極活物質の一次粒子の平均粒径は、例えば5nm以上100μm以下が好ましい。 The average particle diameter of the primary particles of the negative electrode active material is preferably, for example, from 5 nm to 100 μm.

正極活物質層502及び負極活物質層505は、それぞれ、バインダーを有することが好ましい。 Each of the positive electrode active material layer 502 and the negative electrode active material layer 505 preferably includes a binder.

バインダーとしては、例えば水溶性の高分子を含むことが好ましい。水溶性の高分子としては、例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉などを用いることができる。 As the binder, for example, a water-soluble polymer is preferably included. For example, polysaccharides can be used as the water-soluble polymer. As the polysaccharide, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, regenerated cellulose, starch, and the like can be used.

また、バインダーとしては、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などのゴム材料を用いることが好ましい。これらのゴム材料は、前述の水溶性の高分子と併用して用いると、さらに好ましい。 As the binder, it is preferable to use a rubber material such as styrene-butadiene rubber (SBR), styrene / isoprene / styrene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, butadiene rubber, fluororubber, ethylene / propylene / diene copolymer. These rubber materials are more preferably used in combination with the water-soluble polymer described above.

または、バインダーとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、イソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。 Or as binder, polystyrene, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate (PMMA), sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide, polyimide, polyvinyl chloride, polytetrafluoro Use materials such as ethylene, polyethylene, polypropylene, isobutylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl chloride, ethylene propylene diene polymer, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, and nitrocellulose. Is preferred.

バインダーは上記のうち二種類以上を組み合わせて使用してもよい。 You may use a binder in combination of 2 or more types among the above.

活物質層の総量に対するバインダーの含有量は、1wt%以上10wt%以下が好ましく、2wt%以上8wt%以下がより好ましく、3wt%以上5wt%以下がさらに好ましい。 The content of the binder with respect to the total amount of the active material layer is preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less, more preferably 2 wt% or more and 8 wt% or less, and further preferably 3 wt% or more and 5 wt% or less.

正極活物質層502及び負極活物質層505は、それぞれ、導電助剤を有してもよい。 Each of the positive electrode active material layer 502 and the negative electrode active material layer 505 may include a conductive additive.

導電助剤としては、例えば炭素材料、金属材料、又は導電性セラミックス材料等を用いることができる。また、導電助剤として繊維状の材料を用いてもよい。活物質層の総量に対する導電助剤の含有量は、1wt%以上10wt%以下が好ましく、1wt%以上5wt%以下がより好ましい。 As the conductive assistant, for example, a carbon material, a metal material, or a conductive ceramic material can be used. Moreover, you may use a fibrous material as a conductive support agent. The content of the conductive additive relative to the total amount of the active material layer is preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less, and more preferably 1 wt% or more and 5 wt% or less.

導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、負極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。 The conductive assistant can form an electrically conductive network in the electrode. The conductive auxiliary agent can maintain the electric conduction path between the negative electrode active materials. By adding a conductive additive in the active material layer, an active material layer having high electrical conductivity can be realized.

導電助剤としては、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維として、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例えばカーボンブラック(アセチレンブラック(AB)など)、グラファイト(黒鉛)粒子、グラフェン、フラーレンなどの炭素材料を用いることができる。また、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラミックス材料等を用いることができる。 As the conductive assistant, for example, artificial graphite such as natural graphite or mesocarbon microbeads, carbon fiber, or the like can be used. As the carbon fibers, for example, carbon fibers such as mesophase pitch-based carbon fibers and isotropic pitch-based carbon fibers can be used. Moreover, carbon nanofiber, a carbon nanotube, etc. can be used as carbon fiber. Carbon nanotubes can be produced by, for example, a vapor phase growth method. In addition, as the conductive auxiliary agent, for example, carbon materials such as carbon black (acetylene black (AB), etc.), graphite (graphite) particles, graphene, fullerene can be used. Further, for example, metal powder such as copper, nickel, aluminum, silver, gold, metal fiber, conductive ceramic material, or the like can be used.

薄片状のグラフェンは、高い導電性を有するという優れた電気特性、及び柔軟性並びに機械的強度という優れた物理特性を有する。そのため、グラフェンを、導電助剤として用いることにより、活物質同士の接触点や、接触面積を増大させることができる。 Flaky graphene has excellent electrical properties such as high electrical conductivity, and excellent physical properties such as flexibility and mechanical strength. Therefore, by using graphene as a conductive additive, the contact point and the contact area between the active materials can be increased.

なお、本明細書において、グラフェンは、単層のグラフェン、又は2層以上100層以下の多層グラフェンを含む。単層グラフェンとは、π結合を有する1原子層の炭素分子のシートのことをいう。また、酸化グラフェンとは、上記グラフェンが酸化された化合物のことをいう。なお、酸化グラフェンを還元してグラフェンを形成する場合、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素はグラフェンに残存する。グラフェンに酸素が含まれる場合、酸素の割合は、XPSで測定した場合にグラフェン全体の2atomic%以上11atomic%以下、好ましくは3atomic%以上10atomic%以下である。 Note that in this specification, graphene includes single-layer graphene or multilayer graphene of two to 100 layers. Single-layer graphene refers to a sheet of one atomic layer of carbon molecules having a π bond. The graphene oxide refers to a compound obtained by oxidizing the graphene. Note that in the case of reducing graphene oxide to form graphene, all oxygen contained in the graphene oxide is not desorbed and part of oxygen remains in the graphene. In the case where oxygen is contained in graphene, the proportion of oxygen is 2 atomic% or more and 11 atomic% or less, preferably 3 atomic% or more and 10 atomic% or less of the entire graphene as measured by XPS.

グラフェンは、接触抵抗の低い面接触を可能とするものであり、また、薄くても導電性が非常に高く、少ない量でも効率よく活物質層内で導電パスを形成することができる。 Graphene enables surface contact with low contact resistance, and is extremely conductive even if it is thin, and a conductive path can be efficiently formed in an active material layer even with a small amount.

平均粒径の小さい活物質、例えば1μm以下の活物質を用いる場合には、活物質の比表面積が大きく、活物質同士を繋ぐ導電パスがより多く必要となる。このような場合には、導電性が非常に高く少ない量でも効率よく導電パスを形成することができるグラフェンを用いることが、特に好ましい。 When an active material having a small average particle diameter, for example, an active material having a size of 1 μm or less is used, the specific surface area of the active material is large, and more conductive paths are required to connect the active materials. In such a case, it is particularly preferable to use graphene that has very high conductivity and can efficiently form a conductive path even in a small amount.

以下では、正極活物質層に、導電助剤としてグラフェンを用いる場合の断面構成例を説明する。なお、負極活物質層に導電助剤としてグラフェンを用いてもよい。 Below, the cross-sectional structural example in the case of using a graphene as a conductive support agent for a positive electrode active material layer is demonstrated. Note that graphene may be used for the negative electrode active material layer as a conductive additive.

図9に、正極活物質層502の縦断面図を示す。正極活物質層502は、粒状の正極活物質522と、導電助剤としてのグラフェン521と、結着剤(バインダーともいう。図示せず)と、を含む。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the positive electrode active material layer 502. The positive electrode active material layer 502 includes a granular positive electrode active material 522, graphene 521 as a conductive additive, and a binder (also referred to as a binder, not shown).

正極活物質層502の縦断面においては、図9に示すように、正極活物質層502の内部において概略均一にシート状のグラフェン521が分散する。図9においてはグラフェン521を模式的に太線で表しているが、実際には炭素分子の単層又は多層の厚みを有する薄膜である。複数のグラフェン521は、複数の粒状の正極活物質522を包むように、覆うように、あるいは複数の粒状の正極活物質522の表面上に張り付くように形成されているため、互いに面接触している。また、グラフェン521どうしも互いに面接触することで、複数のグラフェン521により三次元的な電気伝導のネットワークを形成している。 In the vertical cross section of the positive electrode active material layer 502, as shown in FIG. 9, the sheet-like graphene 521 is dispersed substantially uniformly inside the positive electrode active material layer 502. In FIG. 9, the graphene 521 is schematically represented by a thick line, but is actually a thin film having a single-layer or multi-layer thickness of carbon molecules. Since the plurality of graphenes 521 are formed so as to enclose or cover the plurality of granular positive electrode active materials 522, or are attached to the surfaces of the plurality of granular positive electrode active materials 522, they are in surface contact with each other. . Further, the graphenes 521 are in surface contact with each other, so that a plurality of graphenes 521 form a three-dimensional electrical conduction network.

これはグラフェン521の形成に、極性溶媒中での分散性が極めて高い酸化グラフェンを用いるためである。均一に分散した酸化グラフェンを含有する分散媒から溶媒を揮発除去し、酸化グラフェンを還元してグラフェンとするため、正極活物質層502に残留するグラフェン521は部分的に重なり合い、互いに面接触する程度に分散していることで電気伝導の経路を形成している。なお、酸化グラフェンの還元は、例えば熱処理により行ってもよいし、還元剤を用いて行ってもよい。 This is because graphene oxide having extremely high dispersibility in a polar solvent is used for forming the graphene 521. In order to volatilize and remove the solvent from the dispersion medium containing the uniformly dispersed graphene oxide and reduce the graphene oxide into graphene, the graphene 521 remaining in the positive electrode active material layer 502 partially overlaps and is in surface contact with each other. The electric conduction path is formed by being dispersed. Note that the reduction of graphene oxide may be performed by, for example, heat treatment or may be performed using a reducing agent.

従って、活物質と点接触するアセチレンブラック等の粒状の導電助剤と異なり、グラフェン521は接触抵抗の低い面接触を可能とするものであるから、導電助剤の量を増加させることなく、粒状の正極活物質522とグラフェン521との電気伝導性を向上させるができる。よって、正極活物質522の正極活物質層502における比率を増加させることができる。これにより、蓄電装置の放電容量を増加させることができる。 Therefore, unlike the granular conductive auxiliary agent such as acetylene black that makes point contact with the active material, the graphene 521 enables surface contact with low contact resistance, so that the granular amount can be increased without increasing the amount of the conductive auxiliary agent. The electrical conductivity between the positive electrode active material 522 and the graphene 521 can be improved. Therefore, the ratio of the positive electrode active material 522 in the positive electrode active material layer 502 can be increased. Thereby, the discharge capacity of the power storage device can be increased.

また、グラフェン同士が結合することにより、網目状のグラフェン(以下グラフェンネットと呼ぶ)を形成することができる。活物質をグラフェンネットが被覆する場合に、グラフェンネットは粒子間を結合するバインダーとしても機能することができる。よって、バインダーの量を少なくすることができる、又は使用しないことができるため、電極体積や電極重量に占める活物質の比率を向上させることができる。すなわち、蓄電装置の容量を増加させることができる。 Further, when graphene is bonded to each other, network graphene (hereinafter referred to as graphene net) can be formed. When the active material is covered with graphene net, the graphene net can also function as a binder for bonding particles. Therefore, since the amount of the binder can be reduced or not used, the ratio of the active material to the electrode volume and the electrode weight can be improved. That is, the capacity of the power storage device can be increased.

本発明の一態様の蓄電装置に用いる電極は様々な方法で作製することができる。例えば、塗布法を用いて集電体上に活物質層を形成する場合は、活物質とバインダーと導電助剤と分散媒(溶媒ともいう)を混合してペーストを作製し、集電体上にペーストを塗布して、分散媒を気化させればよい。その後、必要があれば、ロールプレス法や平板プレス法等の圧縮方法によりプレスして圧密化してもよい。 The electrode used for the power storage device of one embodiment of the present invention can be manufactured by a variety of methods. For example, when an active material layer is formed on a current collector using a coating method, a paste is prepared by mixing an active material, a binder, a conductive additive, and a dispersion medium (also referred to as a solvent). The paste may be applied to vaporize the dispersion medium. Thereafter, if necessary, pressing may be performed by a compression method such as a roll press method or a flat plate press method, and consolidation may be performed.

分散媒としては、例えば、水や、N−メチルピロリドン(NMP)やジメチルホルムアミド等の極性を有する有機溶媒等を用いることができる。安全性とコストの観点から、水を用いることが好ましい。 As the dispersion medium, for example, water or an organic solvent having polarity such as N-methylpyrrolidone (NMP) or dimethylformamide can be used. From the viewpoint of safety and cost, it is preferable to use water.

≪セパレータ≫
セパレータ507には、紙、不織布、ガラス繊維、セラミックス、あるいは、ナイロン(ポリアミド)、ビニロン(ポリビニルアルコール系繊維)、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維等を用いることができる。セパレータ507は、単層構造であっても積層構造であってもよい。
≪Separator≫
For the separator 507, paper, nonwoven fabric, glass fiber, ceramics, or synthetic fiber such as nylon (polyamide), vinylon (polyvinyl alcohol fiber), polyester, acrylic, polyolefin, polyurethane, or the like can be used. The separator 507 may have a single layer structure or a laminated structure.

より具体的には、セパレータ507には、例えば、フッ素系ポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリウレタン系高分子及びこれらの誘導体、セルロース、紙、不織布、ガラス繊維から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合せて用いることができる。 More specifically, the separator 507 includes, for example, a fluoropolymer, a polyether such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, a polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyacrylonitrile, polyvinylidene chloride, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, and polyvinyl. One or two kinds selected from alcohol, polymethacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polybutadiene, polystyrene, polyisoprene, polyurethane polymers and derivatives thereof, cellulose, paper, nonwoven fabric, and glass fiber. A combination of more than one species can be used.

≪外装体≫
外装体509は、電解液508と接する面、すなわち内側の面が電解液508と顕著な反応を生じないことが好ましい。また、電池セル500の外部から電池セル500内に水分が混入すると、電解液508の成分等と水との反応が生じる場合がある。よって外装体509は、水分の透過性が低いことが好ましい。
≪Exterior body≫
It is preferable that the exterior body 509 does not cause a significant reaction with the electrolytic solution 508 on the surface in contact with the electrolytic solution 508, that is, the inner surface. In addition, when moisture enters the battery cell 500 from the outside of the battery cell 500, a reaction between the components of the electrolytic solution 508 and water may occur. Therefore, the exterior body 509 preferably has low moisture permeability.

外装体509には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等を用いた膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のフィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する。外装体を内側に折り曲げて重ねて、又は、2つの外装体それぞれの内面を向かい合わせて重ねて熱を加えることにより、内面の材料が融け2つの外装体を融着することができ、封止構造を作製することができる。 The exterior body 509 is provided with a metal thin film having excellent flexibility such as aluminum, stainless steel, copper, nickel on a film using, for example, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, ionomer, polyamide, etc. A film having a three-layer structure provided with an insulating synthetic resin film such as a polyamide-based resin or a polyester-based resin can be used as the outer surface of the outer package. By setting it as such a three-layer structure, while permeating | transmitting electrolyte solution and gas, the insulation is ensured and it has electrolyte solution resistance collectively. The exterior body is folded inward and overlapped, or the inner surfaces of the two exterior bodies are overlapped face to face, and heat is applied, so that the material on the inner surface melts and the two exterior bodies can be fused and sealed. A structure can be made.

外装体が融着等され封止構造が形成されている箇所を封止部とすると、外装体を内側に折り曲げて重ねた場合は、折り目以外の個所に封止部が形成され、外装体の第1の領域と、該第1の領域と重なる第2の領域とが融着等された構造となる。また、2枚の外装体を重ねた場合は熱融着等の方法で外周全てに封止部が形成される。 Assuming that the part where the outer package is fused and the sealing structure is formed is a sealing part, when the outer package is folded inward and overlapped, the sealing part is formed at a place other than the crease. The first region and the second region overlapping the first region are fused together. Moreover, when two exterior bodies are stacked, a sealing portion is formed on the entire outer periphery by a method such as heat sealing.

電池セル500は、可撓性を有する外装体509を用いることで、可撓性を有する構成とすることができる。可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装することができ、電子機器の変形に合わせて電池セル500も曲げることもできる。 The battery cell 500 can have a flexible structure by using the flexible exterior body 509. If it is set as the structure which has flexibility, it can mount in the electronic device which has at least one part which has flexibility, and the battery cell 500 can also be bent according to a deformation | transformation of an electronic device.

以上のように、本実施の形態の蓄電装置は、難燃性を示す非水溶媒を電解液に用いるため、安全性が高い。また、本実施の形態の蓄電装置は、分解されにくい非水溶媒を電解液に用いるため、サイクル特性が良好であり、信頼性が高い。 As described above, the power storage device of this embodiment has high safety because a non-aqueous solvent that exhibits flame retardancy is used as an electrolyte. In addition, the power storage device of this embodiment uses a non-aqueous solvent that is difficult to be decomposed as an electrolytic solution, and thus has good cycle characteristics and high reliability.

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の様々な形態について、図10〜図17を用いて説明する。なお、本発明の一態様の蓄電装置は、本実施の形態で例示する構成に限られず、様々な形状、形態を適用することができる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, various modes of the power storage device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the power storage device of one embodiment of the present invention is not limited to the structure exemplified in this embodiment, and various shapes and forms can be applied.

なお、本実施の形態で例示する各蓄電装置を構成する、正極、負極、セパレータ、及び電解液等に用いることができる材料については、実施の形態1を参照することができる。 Note that Embodiment 1 can be referred to for materials that can be used for the positive electrode, the negative electrode, the separator, the electrolytic solution, and the like included in each power storage device illustrated in this embodiment.

[捲回体を用いた蓄電池]
図10及び図11に、本発明の一態様の蓄電装置である、捲回体を用いた蓄電池の構成例を示す。
[Storage battery using wound body]
10 and 11 illustrate a configuration example of a storage battery using a wound body, which is the power storage device of one embodiment of the present invention.

図10(A)、(B)に示す捲回体993は、負極994と、正極995と、セパレータ996と、を有する。 A wound body 993 illustrated in FIGS. 10A and 10B includes a negative electrode 994, a positive electrode 995, and a separator 996.

捲回体993は、セパレータ996を挟んで、負極994と正極995とが重なり合って積層され、該積層シートを捲回したものである。この捲回体993を角型の封止容器などで覆うことにより角型の蓄電池が作製される。 The wound body 993 is obtained by winding the laminated sheet by laminating the negative electrode 994 and the positive electrode 995 with the separator 996 interposed therebetween. A rectangular storage battery is manufactured by covering the wound body 993 with a rectangular sealing container or the like.

なお、負極994、正極995、及びセパレータ996からなる積層の積層数は、必要な容量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。端子997又は端子998の一方を介して、負極994が負極集電体(図示せず)に接続され、他方を介して正極995が正極集電体(図示せず)に接続される。 Note that the number of stacked layers including the negative electrode 994, the positive electrode 995, and the separator 996 may be appropriately designed according to the required capacity and element volume. The negative electrode 994 is connected to a negative electrode current collector (not shown) via one of the terminal 997 or the terminal 998, and the positive electrode 995 is connected to a positive electrode current collector (not shown) via the other.

ここで、負極994の正極995と重ならない領域の面積は、小さいほど好ましい。図10(B)は、負極994の幅1091が、正極995の幅1092よりも小さい例を示す。また、負極994の端部は、正極995の内側に位置する。このような構成とすることにより、負極994を全て正極995と重ねる、又は負極994の正極995と重ならない領域の面積を小さくすることができる。 Here, the area of the negative electrode 994 that does not overlap with the positive electrode 995 is preferably as small as possible. FIG. 10B illustrates an example in which the width 1091 of the negative electrode 994 is smaller than the width 1092 of the positive electrode 995. Further, the end portion of the negative electrode 994 is located inside the positive electrode 995. With such a structure, the negative electrode 994 can be entirely overlapped with the positive electrode 995, or the area of the negative electrode 994 that does not overlap with the positive electrode 995 can be reduced.

また、負極994の面積に対して、正極995の面積が大きすぎると、正極995の余剰部分が多くなり、例えば体積あたりの蓄電池の容量が小さくなってしまう。よって、例えば、負極994の端部が正極995の端部よりも内側に位置することが好ましい。また、正極995の端部と負極994の端部の距離は3mm以下が好ましく、0.5mm以下がより好ましく、0.1mm以下がさらに好ましい。あるいは、正極995と負極994の幅の差は、6mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、0.2mm以下がさらに好ましい。または、幅1091と幅1092を概略同じ値とし、負極994の端部を正極995の端部と概略揃えることが好ましい。 Moreover, when the area of the positive electrode 995 is too large with respect to the area of the negative electrode 994, the surplus part of the positive electrode 995 increases, and for example, the capacity of the storage battery per volume decreases. Therefore, for example, it is preferable that the end portion of the negative electrode 994 be positioned inside the end portion of the positive electrode 995. The distance between the end of the positive electrode 995 and the end of the negative electrode 994 is preferably 3 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and even more preferably 0.1 mm or less. Alternatively, the difference in width between the positive electrode 995 and the negative electrode 994 is preferably 6 mm or less, more preferably 1 mm or less, and further preferably 0.2 mm or less. Alternatively, it is preferable that the width 1091 and the width 1092 have substantially the same value, and the end portion of the negative electrode 994 is approximately aligned with the end portion of the positive electrode 995.

図11(B)に示す蓄電池980は、図11(A)に示すように、フィルム981と、凹部を有するフィルム982と、捲回体993と、を有する。蓄電池990は、外装体となるフィルム981及びフィルム982を、熱圧着などにより貼り合わせて形成される空間に捲回体993を収納したものである。捲回体993は、端子997及び端子998を有し、フィルム981とフィルム982との内部で電解液に含浸される。 A storage battery 980 illustrated in FIG. 11B includes a film 981, a film 982 having a recess, and a wound body 993, as illustrated in FIG. The storage battery 990 is obtained by storing a wound body 993 in a space formed by bonding a film 981 and a film 982 serving as exterior bodies together by thermocompression bonding or the like. The wound body 993 has a terminal 997 and a terminal 998, and is impregnated with an electrolytic solution inside the film 981 and the film 982.

フィルム981とフィルム982には、それぞれ、例えば、アルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。フィルム981及びフィルム982の材料として樹脂材料を用いると、外部から力が加わったときにフィルム981とフィルム982を変形させることができ、可撓性を有する蓄電池を作製することができる。 For the film 981 and the film 982, for example, a metal material such as aluminum or a resin material can be used. When a resin material is used as a material for the film 981 and the film 982, the film 981 and the film 982 can be deformed when a force is applied from the outside, and a flexible storage battery can be manufactured.

図11(A)、(B)では2枚のフィルムを用いる例を示しているが、1枚のフィルムを折り曲げることによって空間を形成し、その空間に上述した捲回体993を収納してもよい。 Although FIGS. 11A and 11B show an example in which two films are used, a space is formed by folding one film, and the above-described wound body 993 is accommodated in the space. Good.

外装体や封止容器に樹脂材料などを用いることで、蓄電装置全体に可撓性をもたせることができる。ただし、外装体や封止容器に樹脂材料を用いる場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。 By using a resin material or the like for the exterior body or the sealing container, the entire power storage device can be flexible. However, in the case where a resin material is used for the exterior body or the sealing container, a portion to be connected to the outside is a conductive material.

図12(B)に示す蓄電池990は、図12(A)に示すように、外装体991と、外装体992と、捲回体993と、を有する。 A storage battery 990 illustrated in FIG. 12B includes an exterior body 991, an exterior body 992, and a wound body 993, as illustrated in FIG.

図12(B)に示す蓄電池990は、外装体991の内部に上述した捲回体993を収納したものである。捲回体993は、端子997及び端子998を有し、外装体991及び外装体992の内部で電解液に含浸される。外装体991及び外装体992には、それぞれ、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。外装体991及び外装体992の材料として樹脂材料を用いると、外部から力が加わったときに外装体991及び外装体992を変形させることができ、可撓性を有する蓄電池を作製することができる。 A storage battery 990 illustrated in FIG. 12B is obtained by housing the winding body 993 described above inside an exterior body 991. The wound body 993 has a terminal 997 and a terminal 998, and is impregnated with an electrolytic solution inside the exterior body 991 and the exterior body 992. For the exterior body 991 and the exterior body 992, for example, a metal material such as aluminum or a resin material can be used. When a resin material is used as the material of the exterior body 991 and the exterior body 992, the exterior body 991 and the exterior body 992 can be deformed when a force is applied from the outside, and a flexible storage battery can be manufactured. .

[円筒型蓄電池]
次に、捲回体を用いた蓄電池の一例として、円筒型の蓄電池を示す。
[Cylindrical storage battery]
Next, a cylindrical storage battery is shown as an example of a storage battery using a wound body.

図13(A)に示す円筒型の蓄電池600は、上面に正極キャップ(電池蓋)601を有し、側面及び底面に電池缶(外装缶)602を有している。これら正極キャップと電池缶(外装缶)602とは、ガスケット(絶縁パッキン)610によって絶縁されている。 A cylindrical storage battery 600 shown in FIG. 13A has a positive electrode cap (battery cover) 601 on the top surface and a battery can (outer can) 602 on the side surface and bottom surface. The positive electrode cap and the battery can (outer can) 602 are insulated by a gasket (insulating packing) 610.

図13(B)は、円筒型の蓄電池の断面模式図である。中空円柱状の電池缶602の内側には、帯状の正極604と帯状の負極606とがセパレータ605を間に挟んで捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に捲回されている。電池缶602は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶602には、電解液に対して耐腐食性のあるアルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金(例えば、ステンレス鋼等)を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、アルミニウム等を被覆することが好ましい。電池缶602の内側において、正極、負極及びセパレータが捲回された電池素子は、対向する一対の絶縁板608、絶縁板609により挟まれている。また、電池素子が設けられた電池缶602の内部は、非水電解液(図示せず)が注入されている。 FIG. 13B is a schematic cross-sectional view of a cylindrical storage battery. Inside the hollow cylindrical battery can 602, a battery element in which a strip-like positive electrode 604 and a strip-like negative electrode 606 are wound with a separator 605 interposed therebetween is provided. Although not shown, the battery element is wound around a center pin. The battery can 602 has one end closed and the other end open. For the battery can 602, a metal such as aluminum or titanium that is corrosion resistant to the electrolytic solution, an alloy thereof, or an alloy of these with another metal (for example, stainless steel) can be used. Moreover, in order to prevent the corrosion by electrolyte solution, it is preferable to coat | cover aluminum etc. Inside the battery can 602, the battery element in which the positive electrode, the negative electrode, and the separator are wound is sandwiched between a pair of insulating plates 608 and 609 facing each other. Further, a non-aqueous electrolyte (not shown) is injected into the inside of the battery can 602 provided with the battery element.

円筒型の蓄電池に用いる正極及び負極は捲回するため、集電体の両面に活物質を形成することが好ましい。正極604には正極端子(正極集電リード)603が接続され、負極606には負極端子(負極集電リード)607が接続される。正極端子603及び負極端子607は、共にアルミニウムなどの金属材料を用いることができる。正極端子603は安全弁機構612に、負極端子607は電池缶602の底に、それぞれ抵抗溶接される。安全弁機構612は、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子611を介して正極キャップ601と電気的に接続されている。安全弁機構612は電池の内圧の上昇が所定の閾値を超えた場合に、正極キャップ601と正極604との電気的な接続を切断するものである。また、PTC素子611は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大により電流量を制限して異常発熱を防止するものである。PTC素子には、チタン酸バリウム(BaTiO)系半導体セラミックス等を用いることができる。 Since the positive electrode and the negative electrode used for the cylindrical storage battery are wound, it is preferable to form an active material on both surfaces of the current collector. A positive electrode terminal (positive electrode current collecting lead) 603 is connected to the positive electrode 604, and a negative electrode terminal (negative electrode current collecting lead) 607 is connected to the negative electrode 606. Both the positive electrode terminal 603 and the negative electrode terminal 607 can use a metal material such as aluminum. The positive terminal 603 is resistance-welded to the safety valve mechanism 612 and the negative terminal 607 is resistance-welded to the bottom of the battery can 602. The safety valve mechanism 612 is electrically connected to the positive electrode cap 601 via a PTC (Positive Temperature Coefficient) element 611. The safety valve mechanism 612 disconnects the electrical connection between the positive electrode cap 601 and the positive electrode 604 when the increase in the internal pressure of the battery exceeds a predetermined threshold value. The PTC element 611 is a heat-sensitive resistance element that increases in resistance when the temperature rises, and prevents abnormal heat generation by limiting the amount of current by increasing the resistance. For the PTC element, barium titanate (BaTiO 3 ) -based semiconductor ceramics or the like can be used.

ここで、負極606の正極604と重ならない領域の面積は、小さいほど好ましい。例えば、負極994の端部が正極995の端部よりも内側に位置することが好ましい。また、正極604の端部と負極606の端部の距離は3mm以下が好ましく、0.5mm以下がより好ましく、0.1mm以下がさらに好ましい。あるいは、正極604の幅1093と、負極606の幅1094の差は、6mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、0.2mm以下がさらに好ましい。または、幅1093と幅1094を概略同じ値とし、負極606の端部を正極604の端部と概略揃えることが好ましい。 Here, the area of the negative electrode 606 that does not overlap with the positive electrode 604 is preferably as small as possible. For example, the end portion of the negative electrode 994 is preferably positioned on the inner side than the end portion of the positive electrode 995. The distance between the end of the positive electrode 604 and the end of the negative electrode 606 is preferably 3 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and even more preferably 0.1 mm or less. Alternatively, the difference between the width 1093 of the positive electrode 604 and the width 1094 of the negative electrode 606 is preferably 6 mm or less, more preferably 1 mm or less, and further preferably 0.2 mm or less. Alternatively, it is preferable that the width 1093 and the width 1094 have substantially the same value, and the end portion of the negative electrode 606 is approximately aligned with the end portion of the positive electrode 604.

[コイン型蓄電池]
図14に、本発明の一態様の蓄電装置である、コイン型の蓄電池の一例を示す。図14(A)はコイン型(単層偏平型)の蓄電池の外観図であり、図14(B)、(C)は、その断面図の一例である。
[Coin-type storage battery]
FIG. 14 illustrates an example of a coin-type storage battery which is a power storage device of one embodiment of the present invention. 14A is an external view of a coin-type (single-layer flat type) storage battery, and FIGS. 14B and 14C are examples of cross-sectional views thereof.

コイン型の蓄電池300は、正極端子を兼ねた正極缶301と負極端子を兼ねた負極缶302とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット303で絶縁シールされている。 In the coin-type storage battery 300, a positive electrode can 301 also serving as a positive electrode terminal and a negative electrode can 302 also serving as a negative electrode terminal are insulated and sealed with a gasket 303 formed of polypropylene or the like.

正極304は、正極集電体305と正極活物質層306とを接して有する。負極307は、負極集電体308と負極活物質層309とを接して有する。なお、コイン型の蓄電池に用いる正極及び負極は、それぞれ片面のみに活物質層を有していればよい。 The positive electrode 304 includes a positive electrode current collector 305 and a positive electrode active material layer 306 in contact with each other. The negative electrode 307 includes a negative electrode current collector 308 and a negative electrode active material layer 309 that are in contact with each other. Note that each of the positive electrode and the negative electrode used for the coin-type storage battery only needs to have an active material layer on one side.

正極活物質層306は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高めるためのバインダー、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。負極活物質層309は、負極活物質の他、負極活物質の密着性を高めるためのバインダー、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。 In addition to the positive electrode active material, the positive electrode active material layer 306 may include a binder for increasing the adhesion of the positive electrode active material, a conductive additive for increasing the conductivity of the positive electrode active material layer, and the like. In addition to the negative electrode active material, the negative electrode active material layer 309 may include a binder for increasing the adhesion of the negative electrode active material, a conductive additive for increasing the conductivity of the negative electrode active material layer, and the like.

正極活物質層306と負極活物質層309との間には、セパレータ310と、電解質(図示せず)とを有する。 A separator 310 and an electrolyte (not shown) are provided between the positive electrode active material layer 306 and the negative electrode active material layer 309.

ここで、正極304と負極307の形状及び面積は概略同じであることが好ましく、かつ、正極304の端部と負極307の端部が概略揃うことが好ましい。図14(B)は、正極304の端部と負極307の端部が揃う例を示す。 Here, the shapes and areas of the positive electrode 304 and the negative electrode 307 are preferably substantially the same, and the end portion of the positive electrode 304 and the end portion of the negative electrode 307 are preferably substantially aligned. FIG. 14B illustrates an example in which the end portion of the positive electrode 304 and the end portion of the negative electrode 307 are aligned.

または、負極307の面積は、正極304の面積よりも大きく、かつ、正極304の端部は負極307の端部よりも内側に位置することが好ましい。図14(C)は、正極304の端部が負極の307の端部よりも内側に位置する例を示す。 Alternatively, the area of the negative electrode 307 is preferably larger than the area of the positive electrode 304, and the end portion of the positive electrode 304 is preferably located on the inner side than the end portion of the negative electrode 307. FIG. 14C illustrates an example in which the end portion of the positive electrode 304 is positioned inside the end portion of the negative electrode 307.

正極缶301及び負極缶302には、それぞれ、電解液に対して耐腐食性のあるアルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金(例えば、ステンレス鋼等)を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、アルミニウム等を被覆することが好ましい。正極缶301は正極304と、負極缶302は負極307と、それぞれ電気的に接続する。 Each of the positive electrode can 301 and the negative electrode can 302 is made of a metal such as aluminum or titanium that is corrosion resistant to an electrolytic solution, or an alloy thereof or an alloy of these with another metal (for example, stainless steel). Can be used. Moreover, in order to prevent the corrosion by electrolyte solution, it is preferable to coat | cover aluminum etc. The positive electrode can 301 and the negative electrode can 302 are electrically connected to the positive electrode 304 and the negative electrode 307, respectively.

これら負極307、正極304及びセパレータ310を電解質に含浸させ、図14(B)、(C)に示すように、正極缶301を下にして正極304、セパレータ310、負極307、負極缶302をこの順で積層し、正極缶301と負極缶302とをガスケット303を介して圧着してコイン形の蓄電池300を製造する。 The negative electrode 307, the positive electrode 304, and the separator 310 are impregnated in the electrolyte, and the positive electrode 304, the separator 310, the negative electrode 307, and the negative electrode can 302 are placed with the positive electrode can 301 facing down, as shown in FIGS. 14B and 14C. The coin-shaped storage battery 300 is manufactured by laminating in order and pressing the positive electrode can 301 and the negative electrode can 302 through the gasket 303.

[蓄電システム]
次に、蓄電システムの構造例について、図15〜図17を用いて説明する。ここで蓄電システムとは、例えば、蓄電装置を搭載した機器を指す。本実施の形態で説明する蓄電システムは、本発明の一態様の蓄電装置を有する。
[Power storage system]
Next, structural examples of the power storage system will be described with reference to FIGS. Here, the power storage system refers to, for example, a device equipped with a power storage device. The power storage system described in this embodiment includes the power storage device of one embodiment of the present invention.

図15(A)、(B)は、蓄電システムの外観図である。蓄電システムは、回路基板900と、蓄電池913と、を有する。蓄電池913には、ラベル910が貼られている。さらに、図15(B)に示すように、蓄電システムは、端子951と、端子952と、を有し、ラベル910の裏にアンテナ914と、アンテナ915と、を有する。 15A and 15B are external views of a power storage system. The power storage system includes a circuit board 900 and a storage battery 913. A label 910 is attached to the storage battery 913. Further, as illustrated in FIG. 15B, the power storage system includes a terminal 951 and a terminal 952, and an antenna 914 and an antenna 915 on the back of the label 910.

回路基板900は、端子911と、回路912と、を有する。端子911は、端子951、端子952、アンテナ914、アンテナ915、及び回路912に接続される。なお、端子911を複数設けて、複数の端子911のそれぞれを、制御信号入力端子、電源端子などとしてもよい。 The circuit board 900 includes a terminal 911 and a circuit 912. The terminal 911 is connected to the terminal 951, the terminal 952, the antenna 914, the antenna 915, and the circuit 912. Note that a plurality of terminals 911 may be provided, and each of the plurality of terminals 911 may be a control signal input terminal, a power supply terminal, or the like.

回路912は、回路基板900の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ914及びアンテナ915は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、EHアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。または、アンテナ914もしくはアンテナ915は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する2つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ914もしくはアンテナ915を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。 The circuit 912 may be provided on the back surface of the circuit board 900. The antenna 914 and the antenna 915 are not limited to a coil shape, and may be a linear shape or a plate shape, for example. An antenna such as a planar antenna, an aperture antenna, a traveling wave antenna, an EH antenna, a magnetic field antenna, or a dielectric antenna may be used. Alternatively, the antenna 914 or the antenna 915 may be a flat conductor. The flat conductor can function as one of electric field coupling conductors. That is, the antenna 914 or the antenna 915 may function as one of the two conductors of the capacitor. Thereby, not only an electromagnetic field and a magnetic field but power can also be exchanged by an electric field.

アンテナ914の線幅は、アンテナ915の線幅よりも大きいことが好ましい。これにより、アンテナ914により受電する電力量を大きくできる。 The line width of the antenna 914 is preferably larger than the line width of the antenna 915. Accordingly, the amount of power received by the antenna 914 can be increased.

蓄電システムは、アンテナ914及びアンテナ915と、蓄電池913との間に層916を有する。層916は、例えば蓄電池913による電磁界を遮蔽する機能を有する。層916としては、例えば磁性体を用いることができる。 The power storage system includes a layer 916 between the antenna 914 and the antenna 915 and the storage battery 913. The layer 916 has a function of shielding an electromagnetic field generated by the storage battery 913, for example. As the layer 916, for example, a magnetic material can be used.

なお、蓄電システムの構造は、図15に限定されない。以下に変形例を示す。なお、図15(A)、(B)に示す蓄電システムと同じ部分については、上記の説明を適宜援用できる。 Note that the structure of the power storage system is not limited to FIG. A modification is shown below. Note that the above description can be incorporated as appropriate for the same portions as those of the power storage system illustrated in FIGS.

例えば、図16(A−1)、(A−2)に示すように、図15(A)、(B)に示す蓄電池913のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設けてもよい。図16(A−1)は、上記一対の面の一方の面側から見た外観図であり、図16(A−2)は、上記一対の面の他方の面側から見た外観図である。 For example, as shown to FIG. 16 (A-1) and (A-2), you may provide an antenna in each of a pair of surface which opposes among the storage batteries 913 shown to FIG. 15 (A) and (B). . 16A-1 is an external view seen from one surface side of the pair of surfaces, and FIG. 16A-2 is an external view seen from the other surface side of the pair of surfaces. is there.

図16(A−1)に示すように、蓄電池913の一対の面の一方に層916を挟んでアンテナ914が設けられ、図16(A−2)に示すように、蓄電池913の一対の面の他方に層917を挟んでアンテナ915が設けられる。層917は、例えば蓄電池913による電磁界を遮蔽する機能を有する。層917としては、例えば磁性体を用いることができる。 As shown in FIG. 16A-1, an antenna 914 is provided on one of a pair of surfaces of the storage battery 913 with a layer 916 sandwiched therebetween, and as shown in FIG. 16A-2, a pair of surfaces of the storage battery 913 is provided. An antenna 915 is provided with the layer 917 interposed therebetween. The layer 917 has a function of shielding an electromagnetic field generated by the storage battery 913, for example. As the layer 917, for example, a magnetic material can be used.

上記構造にすることにより、アンテナ914及びアンテナ915の両方のサイズを大きくすることができる。 With the above structure, the size of both the antenna 914 and the antenna 915 can be increased.

または、図16(B−1)、(B−2)に示すように、図15(A)、(B)に示す蓄電池913のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを設けてもよい。図16(B−1)は、上記一対の面の一方の面側から見た外観図であり、図16(B−2)は、上記一対の面の他方の面側から見た外観図である。 Alternatively, as shown in FIGS. 16B-1 and B-2, another antenna is provided on each of a pair of opposed surfaces of the storage battery 913 shown in FIGS. 15A and 15B. Also good. 16B-1 is an external view seen from one surface side of the pair of surfaces, and FIG. 16B-2 is an external view seen from the other surface side of the pair of surfaces. is there.

図16(B−1)に示すように、蓄電池913の一対の面の一方に層916を挟んでアンテナ914及びアンテナ915が設けられ、図16(A−2)に示すように、蓄電池913の一対の面の他方に層917を挟んでアンテナ918が設けられる。アンテナ918は、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ918には、例えばアンテナ914及びアンテナ915に適用可能な形状のアンテナを適用することができる。アンテナ918を介した蓄電システムと他の機器との通信方式としては、NFCなど、蓄電システムと他の機器の間で用いることができる応答方式などを適用することができる。 As shown in FIG. 16B-1, an antenna 914 and an antenna 915 are provided on one of a pair of surfaces of the storage battery 913 with the layer 916 interposed therebetween, and as shown in FIG. An antenna 918 is provided with the layer 917 interposed between the other of the pair of surfaces. The antenna 918 has a function of performing data communication with an external device, for example. For the antenna 918, for example, an antenna having a shape applicable to the antenna 914 and the antenna 915 can be used. As a communication method between the power storage system and the other devices via the antenna 918, a response method that can be used between the power storage system and the other devices such as NFC can be applied.

または、図17(A)に示すように、図15(A)、(B)に示す蓄電池913に表示装置920を設けてもよい。表示装置920は、端子919を介して端子911に電気的に接続される。なお、表示装置920が設けられる部分にラベル910を設けなくてもよい。 Alternatively, as illustrated in FIG. 17A, a display device 920 may be provided in the storage battery 913 illustrated in FIGS. The display device 920 is electrically connected to the terminal 911 through the terminal 919. Note that the label 910 is not necessarily provided in a portion where the display device 920 is provided.

表示装置920には、例えば充電中であるか否かを示す画像、蓄電量を示す画像などを表示してもよい。表示装置920としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス(ELともいう)表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペーパーを用いることにより表示装置920の消費電力を低減することができる。 The display device 920 may display, for example, an image indicating whether charging is being performed, an image indicating the amount of stored power, or the like. As the display device 920, for example, electronic paper, a liquid crystal display device, an electroluminescence (also referred to as EL) display device, or the like can be used. For example, power consumption of the display device 920 can be reduced by using electronic paper.

または、図17(B)に示すように、図15(A)、(B)に示す蓄電池913にセンサ921を設けてもよい。センサ921は、端子922を介して端子911に電気的に接続される。なお、センサ921は、ラベル910の裏側に設けられてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 17B, a sensor 921 may be provided in the storage battery 913 shown in FIGS. 15A and 15B. The sensor 921 is electrically connected to the terminal 911 through the terminal 922. Note that the sensor 921 may be provided on the back side of the label 910.

センサ921としては、例えば、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時刻、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むものを用いることができる。センサ921を設けることにより、例えば、蓄電システムが置かれている環境を示すデータ(温度など)を検出し、回路912内のメモリに記憶しておくこともできる。 Examples of the sensor 921 include force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, and radiation. Those having a function of measuring flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared ray can be used. By providing the sensor 921, for example, data (temperature or the like) indicating an environment where the power storage system is placed can be detected and stored in a memory in the circuit 912.

本実施の形態で示す蓄電池や蓄電システムには、本発明の一態様の蓄電装置が用いられている。本発明の一態様の蓄電装置は、電解液の分解が生じにくいため、蓄電池や蓄電システムの充放電サイクルに伴う容量の減少を抑制することができる。また、蓄電池や蓄電システムの安全性や信頼性を高めることができる。 The power storage device of one embodiment of the present invention is used for the storage battery and the power storage system described in this embodiment. In the power storage device of one embodiment of the present invention, the electrolytic solution is unlikely to be decomposed, so that a reduction in capacity due to a charge / discharge cycle of the storage battery or the power storage system can be suppressed. Further, the safety and reliability of the storage battery and the power storage system can be improved.

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置と組み合わせて用いることができる電池制御ユニット(Battery Management Unit:BMU)、及び該電池制御ユニットを構成する回路に適したトランジスタについて、図18〜図24を用いて説明する。本実施の形態では、特に直列に接続された電池セルと組み合わせて用いることが好適な電池制御ユニットについて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a battery control unit (BMU) that can be used in combination with the power storage device of one embodiment of the present invention and a transistor suitable for a circuit included in the battery control unit are described in FIGS. This will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a battery control unit that is particularly suitable for use in combination with battery cells connected in series will be described.

直列に接続された複数の電池セルに対して充放電を繰り返していくと、電池セル間の特性のばらつきに応じて、容量(出力電圧)が異なってくる。直列に接続された電池セルでは、全体の放電時の容量が、容量の小さい電池セルに依存する。容量にばらつきがあると放電時の容量が小さくなる。また、容量が小さい電池セルを基準にして充電を行うと、充電不足となる恐れがある。また、容量の大きい電池セルを基準にして充電を行うと、過充電となる恐れがある。 When charging / discharging is repeated for a plurality of battery cells connected in series, the capacity (output voltage) varies depending on variations in characteristics between the battery cells. In battery cells connected in series, the capacity at the time of overall discharge depends on the battery cells having a small capacity. If the capacity varies, the capacity at the time of discharge decreases. In addition, if charging is performed with reference to a battery cell having a small capacity, there is a risk of insufficient charging. Further, if charging is performed with reference to a battery cell having a large capacity, there is a risk of overcharging.

そのため、直列に接続された電池セルを有する蓄電装置の電池制御ユニットは、充電不足や、過充電の原因となる、電池セル間の容量のばらつきを揃える機能を有する。電池セル間の容量のばらつきを揃える回路構成には、抵抗方式、キャパシタ方式、あるいはインダクタ方式等あるが、ここではオフ電流の小さいトランジスタを利用して容量のばらつきを揃えることのできる回路構成を一例として挙げて説明する。 Therefore, the battery control unit of the power storage device having the battery cells connected in series has a function of aligning the variation in capacity between the battery cells that causes insufficient charging or overcharging. The circuit configuration for aligning the variation in capacity between battery cells includes a resistance method, a capacitor method, or an inductor method, but here is an example of a circuit configuration that can use a transistor with a small off-current to equalize the variation in capacity. Will be described.

オフ電流の小さいトランジスタとしては、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタ(OSトランジスタ)が好ましい。オフ電流の小さいOSトランジスタを蓄電装置の電池制御ユニットの回路構成に用いることで、電池から漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。 As the transistor with low off-state current, a transistor including an oxide semiconductor (OS transistor) in a channel formation region is preferable. By using an OS transistor with a small off-state current in the circuit configuration of the battery control unit of the power storage device, the amount of charge leaking from the battery can be reduced, and a decrease in capacity over time can be suppressed.

チャネル形成領域に用いる酸化物半導体は、In−M−Zn酸化物(Mは、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、又はNd)を用いる。酸化物半導体膜を成膜するために用いるターゲットにおいて、金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x:y:zとすると/yは、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって、z/yは、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。なお、z/yを1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜としてCAAC−OS膜が形成されやすくなる。 As the oxide semiconductor used for the channel formation region, an In-M-Zn oxide (M is Ga, Sn, Y, Zr, La, Ce, or Nd) is used. In the target used for forming the oxide semiconductor film, when the atomic ratio of metal elements is In: M: Zn = x 1 : y 1 : z 1 , x 1 / y 1 is 1/3 or more 6 Hereinafter, it is further 1 or more and 6 or less, and z 1 / y 1 is preferably 1/3 or more and 6 or less, and more preferably 1 or more and 6 or less. Note that when z 1 / y 1 is greater than or equal to 1 and less than or equal to 6, a CAAC-OS film can be easily formed as the oxide semiconductor film.

ここで、CAAC−OS膜について説明する。 Here, the CAAC-OS film is described.

CAAC−OS膜は、c軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。 The CAAC-OS film is one of oxide semiconductor films having a plurality of c-axis aligned crystal parts.

透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)によって、CAAC−OS膜の明視野像及び回折パターンの複合解析像(高分解能TEM像ともいう。)を観察することで複数の結晶部を確認することができる。一方、高分解能TEM像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、CAAC−OS膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。 A plurality of crystal parts are confirmed by observing a bright field image of a CAAC-OS film and a combined analysis image (also referred to as a high-resolution TEM image) of a CAAC-OS film with a transmission electron microscope (TEM: Transmission Electron Microscope). Can do. On the other hand, a clear boundary between crystal parts, that is, a crystal grain boundary (also referred to as a grain boundary) cannot be confirmed even by a high-resolution TEM image. Therefore, it can be said that the CAAC-OS film is unlikely to decrease in electron mobility due to crystal grain boundaries.

試料面と略平行な方向から、CAAC−OS膜の断面の高分解能TEM像を観察すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、CAAC−OS膜の膜を形成する面(被形成面ともいう。)又は上面の凹凸を反映した形状であり、CAAC−OS膜の被形成面又は上面と平行に配列する。 When a high-resolution TEM image of a cross section of the CAAC-OS film is observed from a direction substantially parallel to the sample surface, it can be confirmed that metal atoms are arranged in layers in the crystal part. Each layer of metal atoms has a shape reflecting a surface (also referred to as a formation surface) on which a CAAC-OS film is formed or unevenness on the upper surface, and is arranged in parallel with the formation surface or upper surface of the CAAC-OS film. .

一方、試料面と略垂直な方向から、CAAC−OS膜の平面の高分解能TEM像を観察すると、結晶部において、金属原子が三角形状又は六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。 On the other hand, when a high-resolution TEM image of the plane of the CAAC-OS film is observed from a direction substantially perpendicular to the sample surface, it can be confirmed that metal atoms are arranged in a triangular shape or a hexagonal shape in the crystal part. However, there is no regularity in the arrangement of metal atoms between different crystal parts.

CAAC−OS膜に対し、X線回折(XRD:X−Ray Diffraction)装置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnOの結晶を有するCAAC−OS膜のout−of−plane法による解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、InGaZnOの結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC−OS膜の結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面又は上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。 When structural analysis is performed on a CAAC-OS film using an X-ray diffraction (XRD) apparatus, for example, in the analysis of a CAAC-OS film having an InGaZnO 4 crystal by an out-of-plane method, A peak may appear when the diffraction angle (2θ) is around 31 °. Since this peak is attributed to the (009) plane of the InGaZnO 4 crystal, the crystal of the CAAC-OS film has c-axis orientation, and the c-axis is oriented in a direction substantially perpendicular to the formation surface or the top surface. Can be confirmed.

なお、InGaZnOの結晶を有するCAAC−OS膜のout−of−plane法による解析では、2θが31°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近傍のピークは、CAAC−OS膜中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。CAAC−OS膜は、2θが31°近傍にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。 Note that when the CAAC-OS film including an InGaZnO 4 crystal is analyzed by an out-of-plane method, a peak may also appear when 2θ is around 36 ° in addition to the peak where 2θ is around 31 °. A peak at 2θ of around 36 ° indicates that a crystal having no c-axis alignment is included in part of the CAAC-OS film. The CAAC-OS film preferably has a peak at 2θ of around 31 ° and no peak at 2θ of around 36 °.

CAAC−OS膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径(又は分子半径)が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。 The CAAC-OS film is an oxide semiconductor film with a low impurity concentration. The impurity is an element other than the main component of the oxide semiconductor film, such as hydrogen, carbon, silicon, or a transition metal element. In particular, an element such as silicon, which has a stronger bonding force with oxygen than the metal element included in the oxide semiconductor film, disturbs the atomic arrangement of the oxide semiconductor film by depriving the oxide semiconductor film of oxygen, and has crystallinity. It becomes a factor to reduce. In addition, heavy metals such as iron and nickel, argon, carbon dioxide, and the like have large atomic radii (or molecular radii). Therefore, if they are contained inside an oxide semiconductor film, the atomic arrangement of the oxide semiconductor film is disturbed, and crystallinity is increased. It becomes a factor to reduce. Note that the impurity contained in the oxide semiconductor film might serve as a carrier trap or a carrier generation source.

また、CAAC−OS膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。 The CAAC-OS film is an oxide semiconductor film with a low density of defect states. For example, oxygen vacancies in the oxide semiconductor film can serve as carrier traps or can generate carriers by capturing hydrogen.

不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い(酸素欠損の少ない)ことを、高純度真性又は実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、閾値電圧がマイナスとなる電気特性(ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。 A low impurity concentration and a low density of defect states (low oxygen vacancies) is called high purity intrinsic or substantially high purity intrinsic. A highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor film has few carrier generation sources, and thus can have a low carrier density. Therefore, a transistor including the oxide semiconductor film is unlikely to have electrical characteristics (also referred to as normally-on) in which the threshold voltage is negative. A highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor film has few carrier traps. Therefore, a transistor including the oxide semiconductor film has a small change in electrical characteristics and has high reliability. Note that the charge trapped in the carrier trap of the oxide semiconductor film takes a long time to be released, and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor including an oxide semiconductor film with a high impurity concentration and a high density of defect states may have unstable electrical characteristics.

また、CAAC−OS膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。 In addition, a transistor including a CAAC-OS film has little variation in electrical characteristics due to irradiation with visible light or ultraviolet light.

なお、OSトランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ(Siトランジスタ)に比べてバンドギャップが大きいため、高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。直列に電池セルを接続する場合、数100Vの電圧が生じることになるが、このような電池セルに適用される蓄電装置の電池制御ユニットの回路構成には、前述のOSトランジスタで構成することが適している。 Note that an OS transistor has a larger band gap than a transistor having silicon in a channel formation region (Si transistor), and thus dielectric breakdown is less likely to occur when a high voltage is applied. When battery cells are connected in series, a voltage of several hundred volts is generated. However, the circuit configuration of the battery control unit of the power storage device applied to such a battery cell may be configured by the OS transistor described above. Is suitable.

図18には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図18に示す蓄電装置BT00は、端子対BT01と、端子対BT02と、切り替え制御回路BT03と、切り替え回路BT04と、切り替え回路BT05と、変圧制御回路BT06と、変圧回路BT07と、直列に接続された複数の電池セルBT09を含む電池部BT08と、を有する。 FIG. 18 illustrates an example of a block diagram of a power storage device. A power storage device BT00 shown in FIG. 18 is connected in series with a terminal pair BT01, a terminal pair BT02, a switching control circuit BT03, a switching circuit BT04, a switching circuit BT05, a transformation control circuit BT06, and a transformation circuit BT07. A battery unit BT08 including a plurality of battery cells BT09.

また、図18の蓄電装置BT00において、端子対BT01と、端子対BT02と、切り替え制御回路BT03と、切り替え回路BT04と、切り替え回路BT05と、変圧制御回路BT06と、変圧回路BT07とにより構成される部分を、電池制御ユニットと呼ぶことができる。 18 includes a terminal pair BT01, a terminal pair BT02, a switching control circuit BT03, a switching circuit BT04, a switching circuit BT05, a transformation control circuit BT06, and a transformation circuit BT07. The part can be called a battery control unit.

切り替え制御回路BT03は、切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05の動作を制御する。具体的には、切り替え制御回路BT03は、電池セルBT09毎に測定された電圧に基づいて、放電する電池セル(放電電池セル群)、及び充電する電池セル(充電電池セル群)を決定する。 The switching control circuit BT03 controls operations of the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05. Specifically, the switching control circuit BT03 determines the battery cell (discharge battery cell group) to be discharged and the battery cell (charge battery cell group) to be charged based on the voltage measured for each battery cell BT09.

さらに、切り替え制御回路BT03は、当該決定された放電電池セル群及び充電電池セル群に基づいて、制御信号S1及び制御信号S2を出力する。制御信号S1は、切り替え回路BT04へ出力される。この制御信号S1は、端子対BT01と放電電池セル群とを接続させるように切り替え回路BT04を制御する信号である。また、制御信号S2は、切り替え回路BT05へ出力される。この制御信号S2は、端子対BT02と充電電池セル群とを接続させるように切り替え回路BT05を制御する信号である。 Further, the switching control circuit BT03 outputs a control signal S1 and a control signal S2 based on the determined discharge battery cell group and charge battery cell group. The control signal S1 is output to the switching circuit BT04. This control signal S1 is a signal for controlling the switching circuit BT04 so as to connect the terminal pair BT01 and the discharge battery cell group. The control signal S2 is output to the switching circuit BT05. This control signal S2 is a signal for controlling the switching circuit BT05 so as to connect the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group.

また、切り替え制御回路BT03は、切り替え回路BT04、切り替え回路BT05、及び変圧回路BT07の構成を踏まえ、端子対BT02と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士が接続されるように、制御信号S1及び制御信号S2を生成する。 In addition, the switching control circuit BT03 is based on the configuration of the switching circuit BT04, the switching circuit BT05, and the transformer circuit BT07 so that terminals of the same polarity are connected between the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group. A control signal S1 and a control signal S2 are generated.

切り替え制御回路BT03の動作の詳細について述べる。 Details of the operation of the switching control circuit BT03 will be described.

まず、切り替え制御回路BT03は、複数の電池セルBT09毎の電圧を測定する。そして、切り替え制御回路BT03は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セルBT09を高電圧の電池セル(高電圧セル)、所定の閾値未満の電圧の電池セルBT09を低電圧の電池セル(低電圧セル)と判断する。 First, the switching control circuit BT03 measures the voltage for each of the plurality of battery cells BT09. Then, the switching control circuit BT03, for example, sets the battery cell BT09 having a voltage equal to or higher than a predetermined threshold as a high voltage battery cell (high voltage cell) and the battery cell BT09 having a voltage lower than the predetermined threshold as a low voltage battery cell (low voltage). Voltage cell).

なお、高電圧セル及び低電圧セルを判断する方法については、様々な方法を用いることができる。例えば、切り替え制御回路BT03は、複数の電池セルBT09の中で、最も電圧の高い、又は最も電圧の低い電池セルBT09の電圧を基準として、各電池セルBT09が高電圧セルか低電圧セルかを判断してもよい。この場合、切り替え制御回路BT03は、各電池セルBT09の電圧が基準となる電圧に対して所定の割合以上か否かを判定する等して、各電池セルBT09が高電圧セルか低電圧セルかを判断することができる。そして、切り替え制御回路BT03は、この判断結果に基づいて、放電電池セル群と充電電池セル群とを決定する。 Various methods can be used for determining the high voltage cell and the low voltage cell. For example, the switching control circuit BT03 determines whether each battery cell BT09 is a high voltage cell or a low voltage cell with reference to the voltage of the battery cell BT09 having the highest voltage or the lowest voltage among the plurality of battery cells BT09. You may judge. In this case, the switching control circuit BT03 determines whether each battery cell BT09 is a high voltage cell or a low voltage cell by determining whether the voltage of each battery cell BT09 is equal to or higher than a predetermined ratio with respect to the reference voltage. Can be judged. Then, the switching control circuit BT03 determines the discharge battery cell group and the charge battery cell group based on the determination result.

なお、複数の電池セルBT09の中には、高電圧セルと低電圧セルが様々な状態で混在し得る。例えば、切り替え制御回路BT03は、高電圧セルと低電圧セルが混在する中で、高電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を放電電池セル群とする。また、切り替え制御回路BT03は、低電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を充電電池セル群とする。また、切り替え制御回路BT03は、過充電又は過放電に近い電池セルBT09を、放電電池セル群又は充電電池セル群として優先的に選択するようにしてもよい。 In the plurality of battery cells BT09, a high voltage cell and a low voltage cell can be mixed in various states. For example, in the switching control circuit BT03, among the high voltage cells and the low voltage cells, the portion where the highest number of high voltage cells are connected in series is the discharge battery cell group. In addition, the switching control circuit BT03 sets a portion where the most low voltage cells are continuously connected in series as a rechargeable battery cell group. Further, the switching control circuit BT03 may preferentially select the battery cell BT09 close to overcharge or overdischarge as the discharge battery cell group or the charge battery cell group.

ここで、本実施形態における切り替え制御回路BT03の動作例を、図19を用いて説明する。図19は、切り替え制御回路BT03の動作例を説明するための図である。なお、説明の便宜上、図19では4個の電池セルBT09が直列に接続されている場合を例に説明する。 Here, an operation example of the switching control circuit BT03 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a diagram for explaining an operation example of the switching control circuit BT03. For convenience of explanation, FIG. 19 illustrates an example in which four battery cells BT09 are connected in series.

まず、図19(A)の例では、電池セルa乃至dの電圧を電圧Va乃至電圧Vdとすると、Va=Vb=Vc>Vdの関係にある場合を示している。つまり、連続する3つの高電圧セルa乃至cと、1つの低電圧セルdとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路BT03は、連続する3つの高電圧セルa乃至cを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路BT03は、低電圧セルdを充電電池セル群として決定する。 First, in the example of FIG. 19A, when the voltages of the battery cells a to d are the voltages Va to Vd, a case where Va = Vb = Vc> Vd is shown. That is, three continuous high voltage cells a to c and one low voltage cell d are connected in series. In this case, the switching control circuit BT03 determines three consecutive high voltage cells a to c as a discharge battery cell group. In addition, the switching control circuit BT03 determines the low voltage cell d as a rechargeable battery cell group.

次に、図19(B)の例では、Vc>Va=Vb>>Vdの関係にある場合を示している。つまり、連続する2つの低電圧セルa、bと、1つの高電圧セルcと、1つの過放電間近の低電圧セルdとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路BT03は、高電圧セルcを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路BT03は、低電圧セルdが過放電間近であるため、連続する2つの低電圧セルa及びbではなく、低電圧セルdを充電電池セル群として優先的に決定する。 Next, the example of FIG. 19B shows a case where Vc >> Va = Vb >> Vd. That is, two continuous low voltage cells a and b, one high voltage cell c, and one low voltage cell d near overdischarge are connected in series. In this case, the switching control circuit BT03 determines the high voltage cell c as a discharge battery cell group. In addition, since the low voltage cell d is close to overdischarge, the switching control circuit BT03 preferentially determines the low voltage cell d as a charging battery cell group instead of the two consecutive low voltage cells a and b.

最後に、図19(C)の例では、Va>Vb=Vc=Vdの関係にある場合を示している。つまり、1つの高電圧セルaと、連続する3つの低電圧セルb乃至dとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路BT03は、高電圧セルaを放電電池セル群と決定する。また、切り替え制御回路BT03は、連続する3つの低電圧セルb乃至dを充電電池セル群として決定する。 Finally, the example of FIG. 19C shows a case where Va> Vb = Vc = Vd. That is, one high voltage cell a and three consecutive low voltage cells b to d are connected in series. In this case, the switching control circuit BT03 determines the high voltage cell a as a discharge battery cell group. In addition, the switching control circuit BT03 determines three consecutive low voltage cells b to d as a rechargeable battery cell group.

切り替え制御回路BT03は、上記図19(A)乃至(C)の例のように決定された結果に基づいて、切り替え回路BT04の接続先である放電電池セル群を示す情報が設定された制御信号S1と、切り替え回路BT05の接続先である充電電池セル群を示す情報が設定された制御信号S2を、切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05に対してそれぞれ出力する。 The switching control circuit BT03 is a control signal in which information indicating the discharge battery cell group to which the switching circuit BT04 is connected is set based on the results determined as in the examples of FIGS. 19A to 19C. The control signal S2 in which information indicating S1 and the rechargeable battery cell group to which the switching circuit BT05 is connected is set is output to the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05.

切り替え回路BT04は、切り替え制御回路BT03から出力される制御信号S1に応じて、端子対BT01の接続先を、切り替え制御回路BT03により決定された放電電池セル群に設定する。 The switching circuit BT04 sets the connection destination of the terminal pair BT01 to the discharge battery cell group determined by the switching control circuit BT03 according to the control signal S1 output from the switching control circuit BT03.

端子対BT01は、対を成す端子A1及びA2により構成される。切り替え回路BT04は、この端子A1及びA2のうち、いずれか一方を放電電池セル群の中で最も上流(高電位側)に位置する電池セルBT09の正極端子と接続し、他方を放電電池セル群の中で最も下流(低電位側)に位置する電池セルBT09の負極端子と接続することにより、端子対BT01の接続先を設定する。なお、切り替え回路BT04は、制御信号S1に設定された情報を用いて放電電池セル群の位置を認識することができる。 The terminal pair BT01 is composed of a pair of terminals A1 and A2. The switching circuit BT04 connects either one of the terminals A1 and A2 to the positive terminal of the battery cell BT09 located on the most upstream side (high potential side) in the discharge battery cell group, and the other to the discharge battery cell group. The connection destination of the terminal pair BT01 is set by connecting to the negative electrode terminal of the battery cell BT09 located most downstream (low potential side). Note that the switching circuit BT04 can recognize the position of the discharge battery cell group using the information set in the control signal S1.

切り替え回路BT05は、切り替え制御回路BT03から出力される制御信号S2に応じて、端子対BT02の接続先を、切り替え制御回路BT03により決定された充電電池セル群に設定する。 The switching circuit BT05 sets the connection destination of the terminal pair BT02 to the rechargeable battery cell group determined by the switching control circuit BT03 according to the control signal S2 output from the switching control circuit BT03.

端子対BT02は、対を成す端子B1及びB2により構成される。切り替え回路BT05は、この端子B1及びB2のうち、いずれか一方を充電電池セル群の中で最も上流(高電位側)に位置する電池セルBT09の正極端子と接続し、他方を充電電池セル群の中で最も下流(低電位側)に位置する電池セルBT09の負極端子と接続することにより、端子対BT02の接続先を設定する。なお、切り替え回路BT05は、制御信号S2に設定された情報を用いて充電電池セル群の位置を認識することができる。 The terminal pair BT02 is configured by a pair of terminals B1 and B2. The switching circuit BT05 connects either one of the terminals B1 and B2 to the positive terminal of the battery cell BT09 located on the most upstream side (high potential side) in the charging battery cell group, and the other to the charging battery cell group. The connection destination of the terminal pair BT02 is set by connecting to the negative electrode terminal of the battery cell BT09 located most downstream (low potential side). Note that the switching circuit BT05 can recognize the position of the rechargeable battery cell group using the information set in the control signal S2.

切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05の構成例を示す回路図を図20及び図21に示す。 20 and 21 are circuit diagrams showing configuration examples of the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05.

図20では、切り替え回路BT04は、複数のトランジスタBT10と、バスBT11及びBT12とを有する。バスBT11は、端子A1と接続されている。また、バスBT12は、端子A2と接続されている。複数のトランジスタBT10のソース又はドレインの一方は、それぞれ1つおきに交互に、バスBT11及びBT12と接続されている。また、複数のトランジスタBT10のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する2つの電池セルBT09の間に接続されている。 In FIG. 20, the switching circuit BT04 has a plurality of transistors BT10 and buses BT11 and BT12. The bus BT11 is connected to the terminal A1. The bus BT12 is connected to the terminal A2. One of the sources or drains of the plurality of transistors BT10 is connected to the buses BT11 and BT12 alternately every other one. The other of the sources or drains of the plurality of transistors BT10 is connected between two adjacent battery cells BT09.

なお、複数のトランジスタBT10のうち、最上流に位置するトランジスタBT10のソース又はドレインの他方は、電池部BT08の最上流に位置する電池セルBT09の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタBT10のうち、最下流に位置するトランジスタBT10のソース又はドレインの他方は、電池部BT08の最下流に位置する電池セルBT09の負極端子と接続されている。 Note that, among the plurality of transistors BT10, the other of the source and the drain of the transistor BT10 located at the uppermost stream is connected to the positive terminal of the battery cell BT09 located at the uppermost stream of the battery unit BT08. In addition, among the plurality of transistors BT10, the other of the source and the drain of the transistor BT10 located on the most downstream side is connected to the negative electrode terminal of the battery cell BT09 located on the most downstream side of the battery unit BT08.

切り替え回路BT04は、複数のトランジスタBT10のゲートに与える制御信号S1に応じて、バスBT11に接続される複数のトランジスタBT10のうちの1つと、バスBT12に接続される複数のトランジスタBT10のうちの1つとをそれぞれ導通状態にすることにより、放電電池セル群と端子対BT01とを接続する。これにより、放電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルBT09の正極端子は、端子対の端子A1又はA2のいずれか一方と接続される。また、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルBT09の負極端子は、端子対の端子A1又はA2のいずれか他方、すなわち正極端子と接続されていない方の端子に接続される。 The switching circuit BT04 is one of the plurality of transistors BT10 connected to the bus BT11 and one of the plurality of transistors BT10 connected to the bus BT12 according to the control signal S1 applied to the gates of the plurality of transistors BT10. The discharge battery cell group and the terminal pair BT01 are connected to each other by bringing them into a conductive state. Thereby, the positive electrode terminal of battery cell BT09 located in the most upstream in the discharge battery cell group is connected with either one of terminal A1 or A2 of a terminal pair. Moreover, the negative electrode terminal of battery cell BT09 located in the most downstream in the discharge battery cell group is connected to either the terminal A1 or A2 of the terminal pair, that is, the terminal not connected to the positive electrode terminal.

トランジスタBT10には、OSトランジスタを用いることが好ましい。OSトランジスタはオフ電流が小さいため、放電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またOSトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、放電電池セル群の出力電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタBT10が接続された電池セルBT09と端子対BT01とを絶縁状態とすることができる。 An OS transistor is preferably used as the transistor BT10. Since the OS transistor has a small off-state current, it is possible to reduce the amount of charge leaked from a battery cell that does not belong to the discharge battery cell group, and to suppress a decrease in capacity over time. In addition, the OS transistor is unlikely to break down when a high voltage is applied. Therefore, even if the output voltage of the discharge battery cell group is large, the battery cell BT09 connected to the transistor BT10 to be turned off and the terminal pair BT01 can be insulated.

また、図20では、切り替え回路BT05は、複数のトランジスタBT13と、電流制御スイッチBT14と、バスBT15と、バスBT16とを有する。バスBT15及びBT16は、複数のトランジスタBT13と、電流制御スイッチBT14との間に配置される。複数のトランジスタBT13のソース又はドレインの一方は、それぞれ1つおきに交互に、バスBT15及びBT16と接続されている。また、複数のトランジスタBT13のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する2つの電池セルBT09の間に接続されている。 In FIG. 20, the switching circuit BT05 includes a plurality of transistors BT13, a current control switch BT14, a bus BT15, and a bus BT16. The buses BT15 and BT16 are disposed between the plurality of transistors BT13 and the current control switch BT14. One of the sources or drains of the plurality of transistors BT13 is alternately connected to the buses BT15 and BT16 alternately. The other of the sources or drains of the plurality of transistors BT13 is connected between two adjacent battery cells BT09.

なお、複数のトランジスタBT13のうち、最上流に位置するトランジスタBT13のソース又はドレインの他方は、電池部BT08の最上流に位置する電池セルBT09の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタBT13のうち、最下流に位置するトランジスタBT13のソース又はドレインの他方は、電池部BT08の最下流に位置する電池セルBT09の負極端子と接続されている。 Note that, among the plurality of transistors BT13, the other of the source and the drain of the transistor BT13 located at the uppermost stream is connected to the positive terminal of the battery cell BT09 located at the uppermost stream of the battery unit BT08. In addition, among the plurality of transistors BT13, the other of the source and the drain of the transistor BT13 located on the most downstream side is connected to the negative terminal of the battery cell BT09 located on the most downstream side of the battery unit BT08.

トランジスタBT13には、トランジスタBT10と同様に、OSトランジスタを用いることが好ましい。OSトランジスタはオフ電流が小さいため、充電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またOSトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、充電電池セル群を充電するための電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタBT13が接続された電池セルBT09と端子対BT02とを絶縁状態とすることができる。 As the transistor BT13, an OS transistor is preferably used similarly to the transistor BT10. Since the OS transistor has a small off-state current, it is possible to reduce the amount of charge leaked from a battery cell that does not belong to the rechargeable battery cell group, and to suppress a decrease in capacity over time. In addition, the OS transistor is unlikely to break down when a high voltage is applied. Therefore, even if the voltage for charging the charged battery cell group is large, the battery cell BT09 to which the transistor BT13 to be turned off and the terminal pair BT02 can be insulated.

電流制御スイッチBT14は、スイッチ対BT17とスイッチ対BT18とを有する。スイッチ対BT17の一端は、端子B1に接続されている。また、スイッチ対BT17の他端は2つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスBT15に接続され、他方のスイッチはバスBT16に接続されている。スイッチ対BT18の一端は、端子B2に接続されている。また、スイッチ対BT18の他端は2つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスBT15に接続され、他方のスイッチはバスBT16に接続されている。 The current control switch BT14 has a switch pair BT17 and a switch pair BT18. One end of the switch pair BT17 is connected to the terminal B1. The other end of the switch pair BT17 is branched by two switches. One switch is connected to the bus BT15 and the other switch is connected to the bus BT16. One end of the switch pair BT18 is connected to the terminal B2. The other end of the switch pair BT18 is branched by two switches. One switch is connected to the bus BT15 and the other switch is connected to the bus BT16.

スイッチ対BT17及びスイッチ対BT18が有するスイッチは、トランジスタBT10及びトランジスタBT13と同様に、OSトランジスタを用いることが好ましい。 As the switches included in the switch pair BT17 and the switch pair BT18, OS transistors are preferably used as in the transistors BT10 and BT13.

切り替え回路BT05は、制御信号S2に応じて、トランジスタBT13、及び電流制御スイッチBT14のオン/オフ状態の組み合わせを制御することにより、充電電池セル群と端子対BT02とを接続する。 The switching circuit BT05 connects the charging battery cell group and the terminal pair BT02 by controlling the combination of the on / off state of the transistor BT13 and the current control switch BT14 according to the control signal S2.

切り替え回路BT05は、一例として、以下のようにして充電電池セル群と端子対BT02とを接続する。 As an example, the switching circuit BT05 connects the rechargeable battery cell group and the terminal pair BT02 as follows.

切り替え回路BT05は、複数のトランジスタBT10のゲートに与える制御信号S2に応じて、充電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルBT09の正極端子と接続されているトランジスタBT13を導通状態にする。また、切り替え回路BT05は、複数のトランジスタBT10のゲートに与える制御信号S2に応じて、充電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルBT09の負極端子に接続されているトランジスタBT13を導通状態にする。 The switching circuit BT05 brings the transistor BT13 connected to the positive terminal of the battery cell BT09 located most upstream in the charging battery cell group into a conductive state in response to the control signal S2 applied to the gates of the plurality of transistors BT10. . Further, the switching circuit BT05 conducts the transistor BT13 connected to the negative terminal of the battery cell BT09 located most downstream in the charging battery cell group in response to the control signal S2 applied to the gates of the plurality of transistors BT10. To.

端子対BT02に印加される電圧の極性は、端子対BT01と接続される放電電池セル群、及び変圧回路BT07の構成によって変わり得る。また、充電電池セル郡を充電する方向に電流を流すためには、端子対BT02と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士を接続する必要がある。そこで、電流制御スイッチBT14は、制御信号S2により、端子対BT02に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対BT17及びスイッチ対BT18の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。 The polarity of the voltage applied to the terminal pair BT02 can vary depending on the configuration of the discharge battery cell group connected to the terminal pair BT01 and the transformer circuit BT07. Moreover, in order to flow an electric current in the direction which charges a rechargeable battery cell group, it is necessary to connect terminals of the same polarity between the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group. Therefore, the current control switch BT14 is controlled to switch the connection destination of the switch pair BT17 and the switch pair BT18 according to the polarity of the voltage applied to the terminal pair BT02 by the control signal S2.

一例として、端子B1が正極、端子B2が負極となるような電圧が端子対BT02に印加されている状態を挙げて説明する。この時、電池部BT08の最下流の電池セルBT09が充電電池セル群である場合、スイッチ対BT17は、制御信号S2により、当該電池セルBT09の正極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対BT17のバスBT16に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対BT17のバスBT15に接続されるスイッチがオフ状態となる。一方、スイッチ対BT18は、制御信号S2により、当該電池セルBT09の負極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対BT18のバスBT15に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対BT18のバスBT16に接続されるスイッチがオフ状態となる。このようにして、端子対BT02と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対BT02から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御される。 As an example, a description will be given of a state where a voltage is applied to the terminal pair BT02 so that the terminal B1 is a positive electrode and the terminal B2 is a negative electrode. At this time, when the battery cell BT09 on the most downstream side of the battery unit BT08 is a charged battery cell group, the switch pair BT17 is controlled to be connected to the positive terminal of the battery cell BT09 by the control signal S2. That is, the switch connected to the bus BT16 of the switch pair BT17 is turned on, and the switch connected to the bus BT15 of the switch pair BT17 is turned off. On the other hand, the switch pair BT18 is controlled to be connected to the negative terminal of the battery cell BT09 by the control signal S2. That is, the switch connected to the bus BT15 of the switch pair BT18 is turned on, and the switch connected to the bus BT16 of the switch pair BT18 is turned off. In this way, terminals having the same polarity are connected between the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group. And the direction of the electric current which flows from terminal pair BT02 is controlled so that it may become a direction which charges a charging battery cell group.

また、電流制御スイッチBT14は、切り替え回路BT05ではなく、切り替え回路BT04に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチBT14、制御信号S1に応じて、端子対BT01に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対BT02に印加される電圧の極性を制御する。そして、電流制御スイッチBT14は、端子対BT02から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。 Further, the current control switch BT14 may be included in the switching circuit BT04 instead of the switching circuit BT05. In this case, the polarity of the voltage applied to the terminal pair BT02 is controlled by controlling the polarity of the voltage applied to the terminal pair BT01 in accordance with the current control switch BT14 and the control signal S1. The current control switch BT14 controls the direction of current flowing from the terminal pair BT02 to the rechargeable battery cell group.

図21は、図20とは異なる、切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05の構成例を示す回路図である。 FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration example of the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05, which is different from FIG.

図21では、切り替え回路BT04は、複数のトランジスタ対BT21と、バスBT24及びバスBT25とを有する。バスBT24は、端子A1と接続されている。また、バスBT25は、端子A2と接続されている。複数のトランジスタ対BT21の一端は、それぞれトランジスタBT22とトランジスタBT23とにより分岐している。トランジスタBT22のソース又はドレインの一方は、バスBT24と接続されている。また、トランジスタBT23のソース又はドレインの一方は、バスBT25と接続されている。また、複数のトランジスタ対の他端は、それぞれ隣接する2つの電池セルBT09の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対BT21のうち、最上流に位置するトランジスタ対BT21の他端は、電池部BT08の最上流に位置する電池セルBT09の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ対BT21のうち、最下流に位置するトランジスタ対BT21の他端は、電池部BT08の最下流に位置する電池セルBT09の負極端子と接続されている。 In FIG. 21, the switching circuit BT04 includes a plurality of transistor pairs BT21, a bus BT24, and a bus BT25. The bus BT24 is connected to the terminal A1. The bus BT25 is connected to the terminal A2. One ends of the plurality of transistor pairs BT21 are branched by a transistor BT22 and a transistor BT23, respectively. One of the source and the drain of the transistor BT22 is connected to the bus BT24. One of the source and the drain of the transistor BT23 is connected to the bus BT25. The other ends of the plurality of transistor pairs are connected between two adjacent battery cells BT09. Of the plurality of transistor pairs BT21, the other end of the transistor pair BT21 located at the most upstream is connected to the positive terminal of the battery cell BT09 located at the most upstream of the battery unit BT08. Moreover, the other end of the transistor pair BT21 located on the most downstream side of the plurality of transistor pairs BT21 is connected to the negative electrode terminal of the battery cell BT09 located on the most downstream side of the battery unit BT08.

切り替え回路BT04は、制御信号S1に応じてトランジスタBT22及びトランジスタBT23の導通/非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対BT21の接続先を、端子A1又は端子A2のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタBT22が導通状態であれば、トランジスタBT23は非導通状態となり、その接続先は端子A1になる。一方、トランジスタBT23が導通状態であれば、トランジスタBT22は非導通状態となり、その接続先は端子A2になる。トランジスタBT22及びトランジスタBT23のどちらが導通状態になるかは、制御信号S1によって決定される。 The switching circuit BT04 switches the connection destination of the transistor pair BT21 to either the terminal A1 or the terminal A2 by switching the conduction / non-conduction state of the transistor BT22 and the transistor BT23 according to the control signal S1. Specifically, when the transistor BT22 is in a conductive state, the transistor BT23 is in a nonconductive state, and the connection destination is the terminal A1. On the other hand, when the transistor BT23 is in a conductive state, the transistor BT22 is in a nonconductive state, and the connection destination is the terminal A2. Which of the transistors BT22 and BT23 is turned on is determined by the control signal S1.

端子対BT01と放電電池セル群とを接続するには、2つのトランジスタ対BT21が用いられる。詳細には、制御信号S1に基づいて、2つのトランジスタ対BT21の接続先がそれぞれ決定されることにより、放電電池セル群と端子対BT01とが接続される。2つのトランジスタ対BT21のそれぞれの接続先は、一方が端子A1となり、他方が端子A2となるように、制御信号S1によって制御される。 Two transistor pairs BT21 are used to connect the terminal pair BT01 and the discharge battery cell group. Specifically, the connection destination of the two transistor pairs BT21 is determined based on the control signal S1, whereby the discharge battery cell group and the terminal pair BT01 are connected. The connection destinations of the two transistor pairs BT21 are controlled by the control signal S1 so that one is the terminal A1 and the other is the terminal A2.

切り替え回路BT05は、複数のトランジスタ対BT31と、バスBT34及びバスBT35とを有する。バスBT34は、端子B1と接続されている。また、バスBT35は、端子B2と接続されている。複数のトランジスタ対BT31の一端は、それぞれトランジスタBT32とトランジスタBT33とにより分岐している。トランジスタBT32により分岐する一端は、バスBT34と接続されている。また、トランジスタBT33により分岐する一端は、バスBT35と接続されている。また、複数のトランジスタ対BT31の他端は、それぞれ隣接する2つの電池セルBT09の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対BT31のうち、最上流に位置するトランジスタ対BT31の他端は、電池部BT08の最上流に位置する電池セルBT09の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ対BT31のうち、最下流に位置するトランジスタ対BT31の他端は、電池部BT08の最下流に位置する電池セルBT09の負極端子と接続されている。 The switching circuit BT05 includes a plurality of transistor pairs BT31, a bus BT34, and a bus BT35. The bus BT34 is connected to the terminal B1. The bus BT35 is connected to the terminal B2. One ends of the plurality of transistor pairs BT31 are branched by a transistor BT32 and a transistor BT33, respectively. One end branched by the transistor BT32 is connected to the bus BT34. One end branched by the transistor BT33 is connected to the bus BT35. The other ends of the plurality of transistor pairs BT31 are connected between two adjacent battery cells BT09. Note that, among the plurality of transistor pairs BT31, the other end of the uppermost transistor pair BT31 is connected to the positive terminal of the battery cell BT09 located at the uppermost stream of the battery unit BT08. Moreover, the other end of the transistor pair BT31 located on the most downstream side of the plurality of transistor pairs BT31 is connected to the negative electrode terminal of the battery cell BT09 located on the most downstream side of the battery unit BT08.

切り替え回路BT05は、制御信号S2に応じてトランジスタBT32及びトランジスタBT33の導通/非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対BT31の接続先を、端子B1又は端子B2のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタBT32が導通状態であれば、トランジスタBT33は非導通状態となり、その接続先は端子B1になる。逆に、トランジスタBT33が導通状態であれば、トランジスタBT32は非導通状態となり、その接続先は端子B2になる。トランジスタBT32及びトランジスタBT33のどちらが導通状態となるかは、制御信号S2によって決定される。 The switching circuit BT05 switches the connection destination of the transistor pair BT31 to either the terminal B1 or the terminal B2 by switching the conduction / non-conduction state of the transistor BT32 and the transistor BT33 according to the control signal S2. Specifically, when the transistor BT32 is in a conductive state, the transistor BT33 is in a nonconductive state, and the connection destination is the terminal B1. On the other hand, when the transistor BT33 is in a conductive state, the transistor BT32 is in a nonconductive state, and the connection destination is the terminal B2. Which of the transistor BT32 and the transistor BT33 becomes conductive is determined by the control signal S2.

端子対BT02と充電電池セル群とを接続するには、2つのトランジスタ対BT31が用いられる。詳細には、制御信号S2に基づいて、2つのトランジスタ対BT31の接続先がそれぞれ決定されることにより、充電電池セル群と端子対BT02とが接続される。2つのトランジスタ対BT31のそれぞれの接続先は、一方が端子B1となり、他方が端子B2となるように、制御信号S2によって制御される。 Two transistor pairs BT31 are used to connect the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group. Specifically, the connection destination of the two transistor pairs BT31 is determined based on the control signal S2, whereby the rechargeable battery cell group and the terminal pair BT02 are connected. The connection destinations of the two transistor pairs BT31 are controlled by the control signal S2 so that one is the terminal B1 and the other is the terminal B2.

また、2つのトランジスタ対BT31のそれぞれの接続先は、端子対BT02に印加される電圧の極性によって決定される。具体的には、端子B1が正極、端子B2が負極となるような電圧が端子対BT02に印加されている場合、上流側のトランジスタ対BT31は、トランジスタBT32が導通状態となり、トランジスタBT33が非導通状態となるように、制御信号S2によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対BT31は、トランジスタBT33が導通状態、トランジスタBT32が非導通状態となるように、制御信号S2によって制御される。また、端子B1が負極、端子B2が正極となるような電圧が端子対BT02に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対BT31は、トランジスタBT33が導通状態となり、トランジスタBT32が非導通状態となるように、制御信号S2によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対BT31は、トランジスタBT32が導通状態、トランジスタBT33が非導通状態となるように、制御信号S2によって制御される。このようにして、端子対BT02と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対BT02から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御される。 The connection destination of each of the two transistor pairs BT31 is determined by the polarity of the voltage applied to the terminal pair BT02. Specifically, when a voltage is applied to the terminal pair BT02 such that the terminal B1 is a positive electrode and the terminal B2 is a negative electrode, the upstream transistor pair BT31 is in a conductive state and the transistor BT33 is in a nonconductive state. It is controlled by the control signal S2 so as to be in a state. On the other hand, the downstream transistor pair BT31 is controlled by the control signal S2 so that the transistor BT33 is conductive and the transistor BT32 is nonconductive. Further, when a voltage is applied to the terminal pair BT02 so that the terminal B1 is a negative electrode and the terminal B2 is a positive electrode, the upstream transistor pair BT31 has the transistor BT33 in a conductive state and the transistor BT32 in a nonconductive state. It is controlled by the control signal S2. On the other hand, the transistor pair BT31 on the downstream side is controlled by the control signal S2 so that the transistor BT32 is conductive and the transistor BT33 is nonconductive. In this way, terminals having the same polarity are connected between the terminal pair BT02 and the rechargeable battery cell group. And the direction of the electric current which flows from terminal pair BT02 is controlled so that it may become a direction which charges a charging battery cell group.

変圧制御回路BT06は、変圧回路BT07の動作を制御する。変圧制御回路BT06は、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数とに基づいて、変圧回路BT07の動作を制御する変圧信号S3を生成し、変圧回路BT07へ出力する。 The transformation control circuit BT06 controls the operation of the transformation circuit BT07. The transformation control circuit BT06 generates a transformation signal S3 for controlling the operation of the transformation circuit BT07 based on the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group and the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group. And output to the transformer circuit BT07.

なお、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数が充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数よりも多い場合は、充電電池セル群に対して過剰に大きな充電電圧が印加されることを防止する必要がある。そのため、変圧制御回路BT06は、充電電池セル群を充電できる範囲で放電電圧(Vdis)を降圧させるように変圧回路BT07を制御する変圧信号S3を出力する。 When the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is greater than the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group, an excessively large charge voltage is applied to the charge battery cell group. Need to prevent. Therefore, the transformation control circuit BT06 outputs a transformation signal S3 that controls the transformation circuit BT07 so as to step down the discharge voltage (Vdis) within a range in which the rechargeable battery cell group can be charged.

また、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数以下である場合は、充電電池セル群を充電するために必要な充電電圧を確保する必要がある。そのため、変圧制御回路BT06は、充電電池セル群に過剰な充電電圧が印加されない範囲で放電電圧(Vdis)を昇圧させるように変圧回路BT07を制御する変圧信号S3を出力する。 Further, when the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is equal to or less than the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group, a charging voltage necessary for charging the charge battery cell group is ensured. There is a need. Therefore, the transformation control circuit BT06 outputs a transformation signal S3 that controls the transformation circuit BT07 so as to boost the discharge voltage (Vdis) in a range where an excessive charging voltage is not applied to the charging battery cell group.

なお、過剰な充電電圧とする電圧値は、電池部BT08で使用される電池セルBT09の製品仕様等に鑑みて決定することができる。また、変圧回路BT07により昇圧及び降圧された電圧は、充電電圧(Vcha)として端子対BT02に印加される。 In addition, the voltage value used as the excessive charging voltage can be determined in view of the product specifications of the battery cell BT09 used in the battery unit BT08. The voltage stepped up and stepped down by the transformer circuit BT07 is applied to the terminal pair BT02 as a charging voltage (Vcha).

ここで、本実施形態における変圧制御回路BT06の動作例を、図22(A)乃至(C)を用いて説明する。図22(A)乃至(C)は、図19(A)乃至(C)で説明した放電電池セル群及び充電電池セル群に対応させた、変圧制御回路BT06の動作例を説明するための概念図である。なお図22(A)乃至(C)は、電池制御ユニットBT41を図示している。電池制御ユニットBT41は、上述したように、端子対BT01と、端子対BT02と、切り替え制御回路BT03と、切り替え回路BT04と、切り替え回路BT05と、変圧制御回路BT06と、変圧回路BT07とにより構成される。 Here, an operation example of the transformation control circuit BT06 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 22A to 22C are conceptual diagrams for explaining an operation example of the transformation control circuit BT06 corresponding to the discharge battery cell group and the charge battery cell group described with reference to FIGS. 19A to 19C. FIG. 22A to 22C show the battery control unit BT41. As described above, the battery control unit BT41 includes the terminal pair BT01, the terminal pair BT02, the switching control circuit BT03, the switching circuit BT04, the switching circuit BT05, the transformation control circuit BT06, and the transformation circuit BT07. The

図22(A)に示される例では、図19(A)で説明したように、連続する3つの高電圧セルa乃至cと、1つの低電圧セルdとが直列に接続されている。この場合、図19(A)を用いて説明したように、切り替え制御回路BT03は、高電圧セルa乃至cを放電電池セル群として決定し、低電圧セルdを充電電池セル群として決定する。そして、変圧制御回路BT06は、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数を基準とした時の、充電電地セル群に含まれる電池セルBT09の個数の比に基づいて、放電電圧(Vdisの昇降圧比Nを算出する。 In the example shown in FIG. 22A, as described with reference to FIG. 19A, three continuous high-voltage cells a to c and one low-voltage cell d are connected in series. In this case, as described with reference to FIG. 19A, the switching control circuit BT03 determines the high voltage cells a to c as the discharge battery cell group and the low voltage cell d as the charge battery cell group. Then, the transformation control circuit BT06 determines the discharge voltage (Vdis) based on the ratio of the number of battery cells BT09 included in the charging electric cell group when the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is used as a reference. The step-up / step-down ratio N is calculated.

なお放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対BT02にそのまま印加すると、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09に、端子対BT02を介して過剰な電圧が印加される可能性がある。そのため、図22(A)に示されるような場合では、端子対BT02に印加される充電電圧(Vcha)を、放電電圧よりも降圧させる必要がある。さらに、充電電池セル群を充電するためには、充電電圧は、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の合計電圧より大きい必要がある。そのため、変圧制御回路BT06は、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数を基準とした時の、充電電地セル群に含まれる電池セルBT09の個数の比よりも、昇降圧比Nを大きく設定する。 When the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is greater than the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group, the discharge battery is applied as it is to the terminal pair BT02 without being transformed. An excessive voltage may be applied to the battery cell BT09 included in the cell group via the terminal pair BT02. Therefore, in the case as shown in FIG. 22A, it is necessary to lower the charging voltage (Vcha) applied to the terminal pair BT02 below the discharging voltage. Furthermore, in order to charge the charging battery cell group, the charging voltage needs to be larger than the total voltage of the battery cells BT09 included in the charging battery cell group. Therefore, the transformation control circuit BT06 has a step-up / step-down ratio N larger than the ratio of the number of battery cells BT09 included in the charging electric cell group when the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is used as a reference. Set.

変圧制御回路BT06は、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数を基準とした時の、充電電地セル群に含まれる電池セルBT09の個数の比に対して、昇降圧比Nを1乃至10%程度大きくするのが好ましい。この時、充電電圧は充電電池セル群の電圧よりも大きくなるが、実際には充電電圧は充電電池セル群の電圧と等しくなる。ただし、変圧制御回路BT06は昇降圧比Nに従い充電電池セル群の電圧を充電電圧と等しくするために、充電電池セル群を充電する電流を流すこととなる。この電流は変圧制御回路BT06に設定された値となる。 The transformation control circuit BT06 sets the step-up / step-down ratio N to 1 to the ratio of the number of battery cells BT09 included in the charging electric cell group when the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is used as a reference. It is preferable to increase it by about 10%. At this time, the charging voltage is larger than the voltage of the charging battery cell group, but in practice, the charging voltage is equal to the voltage of the charging battery cell group. However, in order to make the voltage of the charging battery cell group equal to the charging voltage in accordance with the step-up / down ratio N, the transformation control circuit BT06 passes a current for charging the charging battery cell group. This current is a value set in the transformation control circuit BT06.

図22(A)に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数が3個で、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の数が1個であるため、変圧制御回路BT06は、1/3より少し大きい値を昇降圧比Nとして算出する。そして、変圧制御回路BT06は、放電電圧を当該昇降圧比Nに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号S3を変圧回路BT07に出力する。そして、変圧回路BT07は、変圧信号S3に応じて変圧された充電電圧を、端子対BT02に印加する。そして、端子対BT02に印加される充電電圧によって、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09が充電される。 In the example shown in FIG. 22A, the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is three, and the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group is one. BT06 calculates a value slightly larger than 1/3 as the step-up / step-down ratio N. Then, the transformation control circuit BT06 steps down the discharge voltage according to the step-up / step-down ratio N, and outputs a transformation signal S3 that converts it to a charging voltage to the transformation circuit BT07. Then, the transformer circuit BT07 applies the charging voltage transformed according to the transformation signal S3 to the terminal pair BT02. Then, the battery cell BT09 included in the charging battery cell group is charged by the charging voltage applied to the terminal pair BT02.

また、図22(B)や図22(C)に示される例でも、図22(A)と同様に、昇降圧比Nが算出される。図22(B)や図22(C)に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数以下であるため、昇降圧比Nは1以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路BT06は、放電電圧を昇圧して受電電圧に変換する変圧信号S3を出力する。 Also in the examples shown in FIGS. 22B and 22C, the step-up / step-down ratio N is calculated as in FIG. 22A. In the examples shown in FIGS. 22B and 22C, the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group is equal to or less than the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group. N is 1 or more. Therefore, in this case, the transformation control circuit BT06 outputs a transformation signal S3 that boosts the discharge voltage and converts it to a received voltage.

変圧回路BT07は、変圧信号S3に基づいて、端子対BT01に印加される放電電圧を充電電圧に変換する。そして、変圧回路BT07は、変換された充電電圧を端子対BT02に印加する。ここで、変圧回路BT07は、端子対BT01と端子対BT02との間を電気的に絶縁している。これにより、変圧回路BT07は、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルBT09の負極端子の絶対電圧と、充電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルBT09の負極端子の絶対電圧との差異による短絡を防止する。さらに、変圧回路BT07は、上述したように、変圧信号S3に基づいて放電電池セル群の合計電圧である放電電圧を充電電圧に変換する。 Transformer circuit BT07 converts the discharge voltage applied to terminal pair BT01 into a charge voltage based on transform signal S3. Then, the transformer circuit BT07 applies the converted charging voltage to the terminal pair BT02. Here, the transformer circuit BT07 electrically insulates between the terminal pair BT01 and the terminal pair BT02. Thereby, the transformer circuit BT07 has the absolute voltage of the negative terminal of the battery cell BT09 located most downstream in the discharge battery cell group and the negative terminal of the battery cell BT09 located most downstream in the charge battery cell group. Prevents short circuit due to difference from absolute voltage. Furthermore, as described above, the transformer circuit BT07 converts the discharge voltage, which is the total voltage of the discharge battery cell group, into a charge voltage based on the transform signal S3.

また、変圧回路BT07は、例えば絶縁型DC(Direct Current)−DCコンバータ等を用いることができる。この場合、変圧制御回路BT06は、絶縁型DC−DCコンバータのオン/オフ比(デューティー比)を制御する信号を変圧信号S3として出力することにより、変圧回路BT07で変換される充電電圧を制御する。 In addition, the transformer circuit BT07 may be an insulation type DC (Direct Current) -DC converter, for example. In this case, the transformation control circuit BT06 controls the charging voltage converted by the transformation circuit BT07 by outputting a signal for controlling the on / off ratio (duty ratio) of the isolated DC-DC converter as the transformation signal S3. .

なお、絶縁型DC−DCコンバータには、フライバック方式、フォワード方式、RCC(Ringing Choke Converter)方式、プッシュプル方式、ハーフブリッジ方式、及びフルブリッジ方式等が存在するが、目的とする出力電圧の大きさに応じて適切な方式が選択される。 Insulated DC-DC converters include flyback method, forward method, RCC (Ringing Choke Converter) method, push-pull method, half-bridge method, and full-bridge method. An appropriate method is selected according to the size.

絶縁型DC−DCコンバータを用いた変圧回路BT07の構成を図23に示す。絶縁型DC−DCコンバータBT51は、スイッチ部BT52とトランス部BT53とを有する。スイッチ部BT52は、絶縁型DC−DCコンバータの動作のオン/オフを切り替えるスイッチであり、例えば、MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)やバイポーラ型トランジスタ等を用いて実現される。また、スイッチ部BT52は、変圧制御回路BT06から出力される、オン/オフ比を制御する変圧信号S3に基づいて、絶縁型DC−DCコンバータBT51のオン状態とオフ状態を周期的に切り替える。なお、スイッチ部BT52は、使用される絶縁型DC−DCコンバータの方式によって様々な構成を取り得る。トランス部BT53は、端子対BT01から印加される放電電圧を充電電圧に変換する。詳細には、トランス部BT53は、スイッチ部BT52のオン/オフ状態と連動して動作し、そのオン/オフ比に応じて放電電圧を充電電圧に変換する。この充電電圧は、スイッチ部BT52のスイッチング周期において、オン状態となる時間が長いほど大きくなる。一方、充電電圧は、スイッチ部BT52のスイッチング周期において、オン状態となる時間が短いほど小さくなる。なお、絶縁型DC−DCコンバータを用いる場合、トランス部BT53の内部で、端子対BT01と端子対BT02は互いに絶縁することができる。 FIG. 23 shows the configuration of a transformer circuit BT07 using an insulated DC-DC converter. Insulated DC-DC converter BT51 has switch part BT52 and transformer part BT53. The switch unit BT52 is a switch that switches on / off the operation of the isolated DC-DC converter, and is realized by using, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), a bipolar transistor, or the like. Further, the switch unit BT52 periodically switches between the on state and the off state of the isolated DC-DC converter BT51 based on the transform signal S3 that is output from the transform control circuit BT06 and controls the on / off ratio. Note that the switch unit BT52 can take various configurations depending on the method of the insulation type DC-DC converter used. The transformer unit BT53 converts the discharge voltage applied from the terminal pair BT01 into a charge voltage. Specifically, the transformer unit BT53 operates in conjunction with the on / off state of the switch unit BT52, and converts the discharge voltage into a charge voltage according to the on / off ratio. This charging voltage increases as the time in which the switch is turned on in the switching period of the switch unit BT52 is longer. On the other hand, the charging voltage becomes smaller as the time for which the on state is turned on is shorter in the switching period of the switch unit BT52. In the case of using an insulated DC-DC converter, the terminal pair BT01 and the terminal pair BT02 can be insulated from each other inside the transformer unit BT53.

本実施形態における蓄電装置BT00の処理の流れを、図24を用いて説明する。図24は、蓄電装置BT00の処理の流れを示すフローチャートである。 A processing flow of the power storage device BT00 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a flowchart showing a process flow of the power storage device BT00.

まず、蓄電装置BT00は、複数の電池セルBT09毎に測定された電圧を取得する(ステップS001)。そして、蓄電装置BT00は、複数の電池セルBT09の電圧を揃える動作の開始条件を満たすか否かを判定する(ステップS002)。この開始条件は、例えば、複数の電池セルBT09毎に測定された電圧の最大値と最小値との差分が、所定の閾値以上か否か等とすることができる。この開始条件を満たさない場合は(ステップS002:NO)、各電池セルBT09の電圧のバランスが取れている状態であるため、蓄電装置BT00は、以降の処理を実行しない。一方、開始条件を満たす場合は(ステップS002:YES)、蓄電装置BT00は、各電池セルBT09の電圧を揃える処理を実行する。この処理において、蓄電装置BT00は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各電池セルBT09が高電圧セルか低電圧セルかを判定する(ステップS003)。そして、蓄電装置BT00は、判定結果に基づいて、放電電池セル群及び充電電池セル群を決定する(ステップS004)。さらに、蓄電装置BT00は、決定された放電電池セル群を端子対BT01の接続先に設定する制御信号S1、及び決定された充電電池セル群を端子対BT02の接続先に設定する制御信号S2を生成する(ステップS005)。蓄電装置BT00は、生成された制御信号S1及び制御信号S2を、切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路BT04により、端子対BT01と放電電池セル群とが接続され、切り替え回路BT05により、端子対BT02と放電電池セル群とが接続される(ステップS006)。また、蓄電装置BT00は、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数とに基づいて、変圧信号S3を生成する(ステップS007)。そして、蓄電装置BT00は、変圧信号S3に基づいて、端子対BT01に印加される放電電圧を充電電圧に変換し、端子対BT02に印加する(ステップS008)。これにより、放電電池セル群の電荷が充電電池セル群へ移動される。 First, the power storage device BT00 acquires a voltage measured for each of the plurality of battery cells BT09 (step S001). Then, the power storage device BT00 determines whether or not a start condition for the operation of aligning the voltages of the plurality of battery cells BT09 is satisfied (step S002). The start condition can be, for example, whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the voltage measured for each of the plurality of battery cells BT09 is equal to or greater than a predetermined threshold. If this start condition is not satisfied (step S002: NO), the voltage of each battery cell BT09 is balanced, and the power storage device BT00 does not perform the subsequent processing. On the other hand, when the start condition is satisfied (step S002: YES), the power storage device BT00 executes a process for aligning the voltages of the battery cells BT09. In this process, the power storage device BT00 determines whether each battery cell BT09 is a high voltage cell or a low voltage cell based on the measured voltage for each cell (step S003). Then, the power storage device BT00 determines a discharge battery cell group and a charge battery cell group based on the determination result (step S004). Further, power storage device BT00 has a control signal S1 for setting the determined discharge battery cell group as a connection destination of terminal pair BT01, and a control signal S2 for setting the determined charge battery cell group as a connection destination of terminal pair BT02. Generate (step S005). The power storage device BT00 outputs the generated control signal S1 and control signal S2 to the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05, respectively. Then, the switching circuit BT04 connects the terminal pair BT01 and the discharge battery cell group, and the switching circuit BT05 connects the terminal pair BT02 and the discharge battery cell group (step S006). The power storage device BT00 generates the transformation signal S3 based on the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group and the number of battery cells BT09 included in the charge battery cell group (step S007). Then, the power storage device BT00 converts the discharge voltage applied to the terminal pair BT01 into a charging voltage based on the transformation signal S3, and applies it to the terminal pair BT02 (step S008). Thereby, the electric charge of the discharge battery cell group is moved to the charge battery cell group.

また、図24のフローチャートでは、複数のステップが順番に記載されているが、各ステップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。 Further, in the flowchart of FIG. 24, a plurality of steps are described in order, but the execution order of each step is not limited to the description order.

以上、本実施形態によれば、放電電池セル群から充電電池セル群へ電荷を移動させる際、キャパシタ方式のように、放電電池セル群からの電荷を一旦蓄積し、その後充電電池セル群へ放出させるような構成を必要としない。これにより、単位時間あたりの電荷移動効率を向上させることができる。また、切り替え回路BT04及び切り替え回路BT05により、放電電池セル群及び充電電池セル群が各々個別に切り替えられる。 As described above, according to the present embodiment, when the charge is transferred from the discharge battery cell group to the charge battery cell group, the charge is temporarily accumulated from the discharge battery cell group and then released to the charge battery cell group as in the capacitor system. No configuration is required. Thereby, the charge transfer efficiency per unit time can be improved. In addition, the discharge battery cell group and the charge battery cell group are individually switched by the switching circuit BT04 and the switching circuit BT05.

さらに、変圧回路BT07により、放電電池セル群に含まれる電池セルBT09の個数と充電電池セル群に含まれる電池セルBT09群の個数とに基づいて、端子対BT01に印加される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対BT02に印加される。これにより、放電側及び充電側の電池セルBT09がどのように選択されても、問題なく電荷の移動を実現できる。 Further, the transformer circuit BT07 converts the discharge voltage applied to the terminal pair BT01 based on the number of battery cells BT09 included in the discharge battery cell group and the number of battery cells BT09 group included in the charge battery cell group. And applied to the terminal pair BT02. Thereby, no matter how the discharge-side and charge-side battery cells BT09 are selected, the movement of charges can be realized without any problem.

さらに、トランジスタBT10及びトランジスタBT13にOSトランジスタを用いることにより、充電電池セル群及び放電電池セル群に属しない電池セルBT09から漏洩する電荷量を減らすことができる。これにより、充電及び放電に寄与しない電池セルBT09の容量の低下を抑制することができる。また、OSトランジスタは、Siトランジスタに比べて熱に対する特性の変動が小さい。これにより、電池セルBT09の温度が上昇しても、制御信号S1、S2に応じた導通状態と非導通状態の切り替えといった、正常な動作をさせることができる。 Furthermore, by using OS transistors for the transistors BT10 and BT13, the amount of charge leaked from the battery cell BT09 that does not belong to the charge battery cell group and the discharge battery cell group can be reduced. Thereby, the fall of the capacity | capacitance of the battery cell BT09 which does not contribute to charge and discharge can be suppressed. In addition, the OS transistor has less variation in characteristics with respect to heat than the Si transistor. Thereby, even if the temperature of battery cell BT09 rises, normal operation | movement, such as switching of the conduction | electrical_connection state and non-conduction state according to control signal S1, S2, can be performed.

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の使用例について図25〜図28を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, usage examples of the power storage device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の一態様の蓄電装置は、例えば、電子機器や照明装置に用いることができる。本発明の一態様の蓄電装置は、電解液の分解が生じにくく、不可逆容量が低減されている。したがって、電子機器や照明装置を、一度の充電で長時間使用することができる。また、充放電サイクルに伴う容量の減少が抑制されているため、充電を繰り返しても、使用可能な時間が短くなりにくい。また、電子機器や照明装置の安全性や信頼性を高めることができる。 The power storage device of one embodiment of the present invention can be used for an electronic device or a lighting device, for example. In the power storage device of one embodiment of the present invention, the electrolytic solution is hardly decomposed and the irreversible capacity is reduced. Therefore, the electronic device and the lighting device can be used for a long time by one charge. Moreover, since the capacity | capacitance reduction accompanying a charging / discharging cycle is suppressed, even if it repeats charging, it is difficult to shorten the usable time. In addition, the safety and reliability of electronic devices and lighting devices can be improved.

電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。 Examples of the electronic device include a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (also referred to as a mobile phone or a mobile phone device). ), Large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproducing devices, and pachinko machines.

本発明の一態様の蓄電装置は可撓性を有するため、当該蓄電装置自体、又は、当該蓄電装置を用いた電子機器もしくは照明装置を、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。 Since the power storage device of one embodiment of the present invention has flexibility, the power storage device itself, or the electronic device or the lighting device using the power storage device can be used as an interior or exterior wall of a house or a building, It is also possible to incorporate along the curved surface of the exterior.

図25(A)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、蓄電装置7407を有している。 FIG. 25A illustrates an example of a mobile phone. A mobile phone 7400 is provided with a display portion 7402 incorporated in a housing 7401, operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that the mobile phone 7400 includes a power storage device 7407.

図25(B)は、携帯電話機7400を湾曲させた状態を示している。携帯電話機7400を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装置7407も湾曲する。蓄電装置7407は薄型の蓄電池である。蓄電装置7407は曲げられた状態で固定されている。湾曲した状態の蓄電装置7407を図25(C)に示す。 FIG. 25B illustrates a state where the mobile phone 7400 is bent. When the cellular phone 7400 is deformed by an external force to bend the whole, the power storage device 7407 provided therein is also curved. The power storage device 7407 is a thin storage battery. The power storage device 7407 is fixed in a bent state. FIG. 25C illustrates the power storage device 7407 in a curved state.

図25(D)は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置7100は、筐体7101、表示部7102、操作ボタン7103、及び蓄電装置7104を備える。図25(E)に曲げられた蓄電装置7104の状態を示す。 FIG. 25D illustrates an example of a bangle display device. A portable display device 7100 includes a housing 7101, a display portion 7102, operation buttons 7103, and a power storage device 7104. FIG. 25E illustrates a state of the power storage device 7104 bent.

図25(F)は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末7200は、筐体7201、表示部7202、バンド7203、バックル7204、操作ボタン7205、入出力端子7206などを備える。 FIG. 25F illustrates an example of a wristwatch-type portable information terminal. A portable information terminal 7200 includes a housing 7201, a display portion 7202, a band 7203, a buckle 7204, operation buttons 7205, an input / output terminal 7206, and the like.

携帯情報端末7200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。 The portable information terminal 7200 can execute various applications such as a mobile phone, electronic mail, text browsing and creation, music playback, Internet communication, and computer games.

表示部7202はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部7202はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部7202に表示されたアイコン7207に触れることで、アプリケーションを起動することができる。 The display portion 7202 is provided with a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface. The display portion 7202 includes a touch sensor and can be operated by touching the screen with a finger, a stylus, or the like. For example, an application can be started by touching an icon 7207 displayed on the display portion 7202.

操作ボタン7205は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末7200に組み込まれたオペレーションシステムにより、操作ボタン7205の機能を自由に設定することもできる。 The operation button 7205 can have various functions such as power on / off operation, wireless communication on / off operation, manner mode execution and release, and power saving mode execution and release, in addition to time setting. . For example, the function of the operation button 7205 can be freely set by an operation system incorporated in the portable information terminal 7200.

また、携帯情報端末7200は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。 In addition, the portable information terminal 7200 can perform short-range wireless communication with a communication standard. For example, it is possible to talk hands-free by communicating with a headset capable of wireless communication.

また、携帯情報端末7200は入出力端子7206を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7206を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7206を介さずに無線給電により行ってもよい。 In addition, the portable information terminal 7200 includes an input / output terminal 7206, and can directly exchange data with other information terminals via a connector. Charging can also be performed through the input / output terminal 7206. Note that the charging operation may be performed by wireless power feeding without using the input / output terminal 7206.

携帯情報端末7200の表示部7202には、本発明の一態様の蓄電装置を有している。例えば、図25(E)に示した蓄電装置7104を、筐体7201の内部に湾曲した状態で、又はバンド7203の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。 The display portion 7202 of the portable information terminal 7200 includes the power storage device of one embodiment of the present invention. For example, the power storage device 7104 illustrated in FIG. 25E can be incorporated in the housing 7201 in a curved state or in the band 7203 in a bendable state.

図25(G)は、腕章型の表示装置の一例を示している。表示装置7300は、表示部7304を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置7300は、表示部7304にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させることもできる。 FIG. 25G illustrates an example of an armband display device. The display device 7300 includes the display portion 7304 and includes the power storage device of one embodiment of the present invention. In addition, the display device 7300 can include a touch sensor in the display portion 7304 and can function as a portable information terminal.

表示部7304はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示装置7300は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示状況を変更することができる。 The display portion 7304 has a curved display surface, and can perform display along the curved display surface. In addition, the display device 7300 can change the display status through short-range wireless communication that is a communication standard.

また、表示装置7300は入出力端子を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。 In addition, the display device 7300 includes an input / output terminal, and can directly exchange data with another information terminal via a connector. Charging can also be performed via an input / output terminal. Note that the charging operation may be performed by wireless power feeding without using the input / output terminal.

図26(A)、(B)に、2つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図26(A、(B)に示すタブレット型端末9600は、一対の筐体9630、一対の筐体9630を接続する可動部9640、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9626、電源スイッチ9627、省電力モード切り替えスイッチ9625、留め具9629、操作スイッチ9628を有する。図26(A)は、タブレット型端末9600を開いた状態を示し、図26(B)は、タブレット型端末9600を閉じた状態を示している。 FIGS. 26A and 26B illustrate an example of a tablet terminal that can be folded. A tablet terminal 9600 illustrated in FIGS. 26A and 26B includes a pair of housings 9630, a movable portion 9640 connecting the pair of housings 9630, a display portion 9631a, a display portion 9631b, a display mode switching switch 9626, and a power switch. 9627, a power-saving mode switching switch 9625, a fastener 9629, and an operation switch 9628. Fig. 26A shows a state in which the tablet terminal 9600 is opened, and Fig. 26B closes the tablet terminal 9600. Shows the state.

また、タブレット型端末9600は、筐体9630の内部に蓄電体9635を有する。蓄電体9635は、可動部9640を通り、一方の筐体9630から他方の筐体9630に渡って設けられている。 In addition, the tablet terminal 9600 includes a power storage unit 9635 inside the housing 9630. The power storage unit 9635 is provided from the one housing 9630 to the other housing 9630 through the movable portion 9640.

表示部9631aは、一部をタッチパネルの領域9632aとすることができ、表示された操作キー9638にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、残りの半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。 Part of the display portion 9631 a can be a touch panel region 9632 a and data can be input when a displayed operation key 9638 is touched. Note that in the display portion 9631a, for example, a structure in which half of the regions have a display-only function and a structure in which the remaining half of the region has a touch panel function is shown, but the structure is not limited thereto. The entire region of the display portion 9631a may have a touch panel function. For example, a keyboard button can be displayed on the entire surface of the display portion 9631a to be a touch panel, and the display portion 9631b can be used as a display screen.

また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。 Further, in the display portion 9631b, as in the display portion 9631a, part of the display portion 9631b can be a touch panel region 9632b. Further, a keyboard button can be displayed on the display portion 9631b by touching a position where the keyboard display switching button 9539 on the touch panel is displayed with a finger or a stylus.

また、タッチパネルの領域9632aとタッチパネルの領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。 Touch input can be performed simultaneously on the touch panel region 9632a and the touch panel region 9632b.

また、表示モード切り替えスイッチ9626は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9625は、タブレット型端末9600に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。 A display mode switching switch 9626 can switch a display direction such as a vertical display or a horizontal display, and can select a monochrome display or a color display. The power saving mode change-over switch 9625 can optimize the display luminance in accordance with the amount of external light in use detected by an optical sensor incorporated in the tablet terminal 9600. The tablet terminal may include not only an optical sensor but also other detection devices such as a gyroscope, an acceleration sensor, and other sensors that detect inclination.

また、図26(A)では表示部9631aと表示部9631bの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方の表示部のサイズと他方の表示部のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。 FIG. 26A illustrates an example in which the display areas of the display portion 9631a and the display portion 9631b are the same; however, there is no particular limitation, and the size of one display portion and the other display portion may be different. The display quality may also be different. For example, one display panel may be capable of displaying images with higher definition than the other.

図26(B)は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、太陽電池9633、DCDCコンバータ9636を含む充放電制御回路9634を有する。また、蓄電体9635として、本発明の一態様の蓄電装置を用いる。 FIG. 26B illustrates a closed state, in which the tablet terminal includes a charge / discharge control circuit 9634 including a housing 9630, a solar battery 9633, and a DCDC converter 9636. Further, as the power storage unit 9635, the power storage device of one embodiment of the present invention is used.

なお、タブレット型端末9600は2つ折り可能なため、未使用時に一対の筐体9630を重ね合せるように折りたたむことができる。折りたたむことにより、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、タブレット型端末9600の耐久性を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電体を用いた蓄電体9635は可撓性を有し、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい。よって、信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。 Note that the tablet terminal 9600 can be folded in two, so that the pair of housings 9630 can be folded when not in use. By folding, the display portion 9631a and the display portion 9631b can be protected; thus, durability of the tablet terminal 9600 can be improved. Further, the power storage unit 9635 using the power storage unit of one embodiment of the present invention has flexibility, and thus the charge / discharge capacity is hardly reduced even when bending and stretching are repeated. Therefore, a tablet terminal with excellent reliability can be provided.

また、この他にも図26(A)、(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。 In addition, the tablet terminal shown in FIGS. 26A and 26B has a function of displaying various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, calendar, date, time, etc. Can be displayed on the display unit, a touch input function for touch input operation or editing of information displayed on the display unit, a function for controlling processing by various software (programs), and the like.

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、筐体9630の片面又は両面に設けることができ、蓄電体9635の充電を効率的に行う構成とすることができるため好適である。なお、蓄電体9635としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。 Electric power can be supplied to the touch panel, the display unit, the video signal processing unit, or the like by the solar battery 9633 mounted on the surface of the tablet terminal. Note that the solar battery 9633 can be provided on one or both surfaces of the housing 9630 and is preferable because the power storage unit 9635 can be charged efficiently. Note that as the power storage unit 9635, when a lithium ion battery is used, there is an advantage that the size can be reduced.

また、図26(B)に示す充放電制御回路9634の構成及び動作について、図26(C)にブロック図を示し説明する。図26(C)には、太陽電池9633、蓄電体9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、蓄電体9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3が、図26(B)に示す充放電制御回路9634に対応する箇所となる。 The structure and operation of the charge / discharge control circuit 9634 illustrated in FIG. 26B are described with reference to a block diagram in FIG. FIG. 26C illustrates the solar battery 9633, the power storage unit 9635, the DCDC converter 9636, the converter 9637, the switches SW1 to SW3, and the display portion 9631. The power storage unit 9635, the DCDC converter 9636, the converter 9637, and the switches SW1 to SW3 are illustrated. SW3 corresponds to the charge / discharge control circuit 9634 shown in FIG.

まず、外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、蓄電体9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧又は降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633からの電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9637で表示部9631に必要な電圧に昇圧又は降圧をすることとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、スイッチSW1をオフにし、スイッチSW2をオンにして蓄電体9635の充電を行う構成とすればよい。 First, an example of operation in the case where power is generated by the solar cell 9633 using external light is described. The power generated by the solar battery is boosted or lowered by the DCDC converter 9636 so as to be a voltage for charging the power storage unit 9635. When power from the solar cell 9633 is used for the operation of the display portion 9631, the switch SW1 is turned on, and the converter 9637 increases or decreases the voltage required for the display portion 9631. Further, in the case where display on the display portion 9631 is not performed, the power storage unit 9635 may be charged by turning off the switch SW1 and turning on the switch SW2.

なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段による蓄電体9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよい。 Note that although the solar cell 9633 is described as an example of a power generation unit, the power storage unit 9635 is charged by another power generation unit such as a piezoelectric element (piezo element) or a thermoelectric conversion element (Peltier element). It may be a configuration. For example, a non-contact power transmission module that wirelessly (contactlessly) transmits and receives power for charging and other charging means may be combined.

図27に、他の電子機器の例を示す。図27において、表示装置8000は、本発明の一態様に係る蓄電装置8004を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置8000は、TV放送受信用の表示装置に相当し、筐体8001、表示部8002、スピーカ部8003、蓄電装置8004等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置8004は、筐体8001の内部に設けられている。表示装置8000は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8004に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8004を無停電電源として用いることで、表示装置8000の利用が可能となる。 FIG. 27 illustrates an example of another electronic device. In FIG 27, a display device 8000 is an example of an electronic device including the power storage device 8004 according to one embodiment of the present invention. Specifically, the display device 8000 corresponds to a display device for TV broadcast reception, and includes a housing 8001, a display portion 8002, a speaker portion 8003, a power storage device 8004, and the like. A power storage device 8004 according to one embodiment of the present invention is provided inside the housing 8001. The display device 8000 can receive power from a commercial power supply. Alternatively, the display device 8000 can use power stored in the power storage device 8004. Thus, the display device 8000 can be used by using the power storage device 8004 according to one embodiment of the present invention as an uninterruptible power supply even when power cannot be supplied from a commercial power supply due to a power failure or the like.

表示部8002には、液晶表示装置、有機EL素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、DMD(Digital Micromirror Device)、PDP(Plasma Display Panel)、FED(Field Emission Display)などの、半導体表示装置を用いることができる。 A display portion 8002 includes a liquid crystal display device, a light-emitting device including a light-emitting element such as an organic EL element, an electrophoretic display device, a DMD (Digital Micromirror Device), a PDP (Plasma Display Panel), and an FED (Field Emission Display). A semiconductor display device such as) can be used.

なお、表示装置には、TV放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。 The display device includes all information display devices such as a personal computer and an advertisement display in addition to a TV broadcast reception.

図27において、据え付け型の照明装置8100は、本発明の一態様に係る蓄電装置8103を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置8100は、筐体8101、光源8102、蓄電装置8103等を有する。図27では、蓄電装置8103が、筐体8101及び光源8102が据え付けられた天井8104の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置8103は、筐体8101の内部に設けられていても良い。照明装置8100は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8103に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8103を無停電電源として用いることで、照明装置8100の利用が可能となる。 In FIG 27, a stationary lighting device 8100 is an example of an electronic device including the power storage device 8103 according to one embodiment of the present invention. Specifically, the lighting device 8100 includes a housing 8101, a light source 8102, a power storage device 8103, and the like. 27 illustrates the case where the power storage device 8103 is provided inside the ceiling 8104 where the housing 8101 and the light source 8102 are installed, the power storage device 8103 is provided inside the housing 8101. May be. The lighting device 8100 can receive power from a commercial power supply. Alternatively, the lighting device 8100 can use power stored in the power storage device 8103. Therefore, the lighting device 8100 can be used by using the power storage device 8103 according to one embodiment of the present invention as an uninterruptible power supply even when power cannot be supplied from a commercial power supply due to a power failure or the like.

なお、図27では天井8104に設けられた据え付け型の照明装置8100を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井8104以外、例えば側壁8105、床8106、窓8107等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。 Note that although a stationary lighting device 8100 provided on the ceiling 8104 is illustrated in FIG. 27, the power storage device according to one embodiment of the present invention is not provided on the ceiling 8104, for example, on the sidewall 8105, the floor 8106, the window 8107, or the like. It can be used for a stationary lighting device provided, or can be used for a desktop lighting device or the like.

また、光源8102には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、LEDや有機EL素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。 The light source 8102 can be an artificial light source that artificially obtains light using electric power. Specifically, discharge lamps such as incandescent bulbs and fluorescent lamps, and light emitting elements such as LEDs and organic EL elements are examples of the artificial light source.

図27において、室内機8200及び室外機8204を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置8203を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内機8200は、筐体8201、送風口8202、蓄電装置8203等を有する。図27では、蓄電装置8203が、室内機8200に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置8203は室外機8204に設けられていても良い。或いは、室内機8200と室外機8204の両方に、蓄電装置8203が設けられていても良い。エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8203に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機8200と室外機8204の両方に蓄電装置8203が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8203を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。 In FIG 27, an air conditioner including an indoor unit 8200 and an outdoor unit 8204 is an example of an electronic device using the power storage device 8203 according to one embodiment of the present invention. Specifically, the indoor unit 8200 includes a housing 8201, an air outlet 8202, a power storage device 8203, and the like. FIG. 27 illustrates the case where the power storage device 8203 is provided in the indoor unit 8200, but the power storage device 8203 may be provided in the outdoor unit 8204. Alternatively, the power storage device 8203 may be provided in both the indoor unit 8200 and the outdoor unit 8204. The air conditioner can receive power from a commercial power supply. Alternatively, the air conditioner can use power stored in the power storage device 8203. In particular, in the case where the power storage device 8203 is provided in both the indoor unit 8200 and the outdoor unit 8204, the power storage device 8203 according to one embodiment of the present invention can be disconnected even when power supply from a commercial power source cannot be received due to a power failure or the like. By using it as a power failure power supply, an air conditioner can be used.

なお、図27では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを1つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。 In FIG. 27, a separate type air conditioner composed of an indoor unit and an outdoor unit is illustrated, but an integrated air conditioner having the functions of the indoor unit and the outdoor unit in one housing is shown. The power storage device according to one embodiment of the present invention can also be used.

図27において、電気冷凍冷蔵庫8300は、本発明の一態様に係る蓄電装置8304を用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫8300は、筐体8301、冷蔵室用扉8302、冷凍室用扉8303、蓄電装置8304等を有する。図27では、蓄電装置8304が、筐体8301の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫8300は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8304に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8304を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫8300の利用が可能となる。 In FIG 27, an electric refrigerator-freezer 8300 is an example of an electronic device including the power storage device 8304 according to one embodiment of the present invention. Specifically, the electric refrigerator-freezer 8300 includes a housing 8301, a refrigerator door 8302, a freezer door 8303, a power storage device 8304, and the like. In FIG. 27, the power storage device 8304 is provided inside the housing 8301. The electric refrigerator-freezer 8300 can receive power from a commercial power supply. Alternatively, the electric refrigerator-freezer 8300 can use power stored in the power storage device 8304. Therefore, the electric refrigerator-freezer 8300 can be used by using the power storage device 8304 according to one embodiment of the present invention as an uninterruptible power supply even when power cannot be supplied from a commercial power supply due to a power failure or the like.

なお、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電子機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電子機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。 Note that high-frequency heating devices such as a microwave oven and electronic devices such as an electric rice cooker require high power in a short time. Therefore, by using the power storage device according to one embodiment of the present invention as an auxiliary power source for assisting electric power that cannot be supplied by a commercial power source, a breaker of the commercial power source can be prevented from falling when the electronic device is used.

また、電子機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合(電力使用率と呼ぶ)が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫8300の場合、気温が低く、冷蔵室用扉8302、冷凍室用扉8303の開閉が行われない夜間において、蓄電装置8304に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉8302、冷凍室用扉8303の開閉が行われる昼間において、蓄電装置8304を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。 In addition, when the electronic equipment is not used, especially during the time when the ratio of the actually used power amount (referred to as the power usage rate) is low in the total power amount that can be supplied by the commercial power supply source. By storing electric power in the apparatus, it is possible to suppress an increase in the power usage rate outside the above time period. For example, in the case of the electric refrigerator-freezer 8300, electric power is stored in the power storage device 8304 at night when the temperature is low and the refrigerator door 8302 and the refrigerator door 8303 are not opened and closed. In the daytime when the temperature rises and the refrigerator door 8302 and the freezer door 8303 are opened and closed, the power storage device 8304 is used as an auxiliary power source, so that the daytime power usage rate can be kept low.

また、本発明の一態様の蓄電装置は、車両に搭載することもできる。 The power storage device of one embodiment of the present invention can also be mounted on a vehicle.

蓄電装置を車両に搭載すると、ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)、又はプラグインハイブリッド車(PHEV)等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。 When the power storage device is mounted on a vehicle, a next-generation clean energy vehicle such as a hybrid vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), or a plug-in hybrid vehicle (PHEV) can be realized.

図28(A)、(B)に、本発明の一態様の蓄電装置を用いた車両を例示する。図28(A)に示す自動車8400は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現することができる。また、自動車8400は蓄電装置を有する。蓄電装置は電気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト8401やルームライト(図示せず)などの発光装置に電力を供給することができる。 28A and 28B illustrate a vehicle including the power storage device of one embodiment of the present invention. A car 8400 illustrated in FIG. 28A is an electric car using an electric motor as a power source for traveling. Or it is a hybrid vehicle which can select and use an electric motor and an engine suitably as a motive power source for driving | running | working. By using one embodiment of the present invention, a vehicle having a long cruising distance can be realized. The automobile 8400 includes a power storage device. The power storage device can not only drive an electric motor but also supply power to a light-emitting device such as a headlight 8401 or a room light (not shown).

また、蓄電装置は、自動車8400が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車8400が有するナビゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。 The power storage device can supply power to a display device such as a speedometer or a tachometer included in the automobile 8400. The power storage device can supply power to a semiconductor device such as a navigation system included in the automobile 8400.

図28(B)に示す自動車8500は、自動車8500が有する蓄電装置にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図28(B)に、地上設置型の充電装置8021から自動車8500に搭載された蓄電装置に、ケーブル8022を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充電方法やコネクターの規格等はCHAdeMO(登録商標)やコンボ等の所定の方式で適宜行えばよい。充電装置8021は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車8500に搭載された蓄電装置8024を充電することができる。充電は、ACDCコンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。 A car 8500 illustrated in FIG. 28B can charge a power storage device included in the car 8500 by receiving power from an external charging facility by a plug-in method, a non-contact power feeding method, or the like. FIG. 28B illustrates a state where charging is performed from the ground-mounted charging device 8021 to the power storage device mounted on the automobile 8500 through the cable 8022. When charging, the charging method, connector standard, and the like may be appropriately performed by a predetermined method such as CHAdeMO (registered trademark) or a combo. The charging device 8021 may be a charging station provided in a commercial facility, or may be a household power source. For example, the power storage device 8024 mounted on the automobile 8500 can be charged by power supply from the outside by plug-in technology. Charging can be performed by converting AC power into DC power via a converter such as an ACDC converter.

また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、車両同士で電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。 In addition, although not shown, the power receiving device can be mounted on the vehicle, and electric power can be supplied from the ground power transmitting device in a contactless manner and charged. In the case of this non-contact power supply method, charging can be performed not only when the vehicle is stopped but also during traveling by incorporating a power transmission device on a road or an outer wall. Moreover, you may transmit / receive electric power between vehicles using this system of non-contact electric power feeding. Furthermore, a solar battery may be provided in the exterior portion of the vehicle, and the power storage device may be charged when the vehicle is stopped or traveling. An electromagnetic induction method or a magnetic field resonance method can be used for such non-contact power supply.

本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。 According to one embodiment of the present invention, cycle characteristics of a power storage device can be improved, and reliability can be improved. According to one embodiment of the present invention, characteristics of the power storage device can be improved, and thus the power storage device itself can be reduced in size and weight. If the power storage device itself can be reduced in size and weight, the cruising distance can be improved because it contributes to weight reduction of the vehicle. In addition, a power storage device mounted on a vehicle can be used as a power supply source other than the vehicle. In this case, it is possible to avoid using a commercial power source at the peak of power demand.

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

本実施例では、本発明の一態様の蓄電装置を作製し、その特性について評価した。本実施例で作製した蓄電装置は、薄型の蓄電池である。 In this example, a power storage device of one embodiment of the present invention was manufactured and the characteristics thereof were evaluated. The power storage device manufactured in this example is a thin storage battery.

本実施例の蓄電装置には、1組の正極と負極を用いた。なお、正極の負極側の面の大きさよりも、負極の正極側の面の大きさを大きくした。 A pair of positive and negative electrodes was used for the power storage device of this example. In addition, the size of the surface on the positive electrode side of the negative electrode was made larger than the size of the surface on the negative electrode side of the positive electrode.

本実施例では、本発明の一態様が適用された試料(試料A〜試料C)と、比較例である比較試料(比較試料D及び比較試料E)の2つの蓄電装置を作製した。試料と比較試料では、電解液に用いたカチオンが異なる。 In this example, two power storage devices were manufactured: a sample to which one embodiment of the present invention was applied (Sample A to Sample C) and a comparative sample (Comparative Sample D and Comparative Sample E) as a comparative example. The cation used for the electrolyte is different between the sample and the comparative sample.

まず、正極の作製方法を説明し、次に、負極の作製方法を説明する。 First, a method for manufacturing a positive electrode will be described, and then a method for manufacturing a negative electrode will be described.

正極活物質には、比表面積9.2m/gのLiFePOを用い、結着剤としてPVdFを用い、導電助剤としてグラフェンを用いた。なお、グラフェンは、ペーストを作製する際には酸化グラフェンであり、正極集電体にペーストを塗布した後、還元処理を施すことでグラフェンとした。電極を作製するためのペーストの配合は、LiFePO:酸化グラフェン:PVdF=94.4:0.6:5.0(重量%)とした。 As the positive electrode active material, LiFePO 4 having a specific surface area of 9.2 m 2 / g was used, PVdF was used as a binder, and graphene was used as a conductive additive. Note that graphene is graphene oxide when the paste is manufactured, and is applied to the positive electrode current collector and then subjected to a reduction treatment to obtain graphene. The composition of the paste for producing the electrode was LiFePO 4 : graphene oxide: PVdF = 94.4: 0.6: 5.0 (% by weight).

初めに、酸化グラフェンの粉末と溶媒であるNMPを、混練機を用いて混練し、第1の混合物を得た。 First, the graphene oxide powder and the solvent NMP were kneaded using a kneader to obtain a first mixture.

次に、第1の混合物に活物質を添加し、混練機を用いて固練りを行い、第2の混合物を得た。 Next, an active material was added to the first mixture, and kneading was performed using a kneader to obtain a second mixture.

次に、第2の混合物にPVdFを添加し、混練機を用いて混練して第3の混合物を得た。 Next, PVdF was added to the second mixture and kneaded using a kneader to obtain a third mixture.

次に、第3の混合物に溶媒であるNMPを添加し、混練機を用いて混練し、ペーストを得た。 Next, NMP as a solvent was added to the third mixture and kneaded using a kneader to obtain a paste.

次に、連続塗工機を用いて、正極集電体にペーストの塗布を行った。正極集電体には膜厚18μmのアルミ集電体を用いた。正極集電体には、あらかじめアンダーコートを施した。塗工速度は、1m/minとした。 Next, the paste was applied to the positive electrode current collector using a continuous coating machine. An aluminum current collector with a film thickness of 18 μm was used as the positive electrode current collector. The positive electrode current collector was previously undercoated. The coating speed was 1 m / min.

その後、乾燥炉を用いて溶媒を気化させた(溶媒を除去した)。その際の条件は、80℃、4分間とした。その後、電極の還元を行った。 Thereafter, the solvent was vaporized using a drying furnace (the solvent was removed). The conditions at that time were 80 ° C. and 4 minutes. Thereafter, the electrode was reduced.

還元条件としては、まず化学還元を行い、その後熱還元を行った。化学還元に用いた溶液は、溶媒としてNMP:水を9:1で混合した溶媒を用い、アスコルビン酸とLiOHをそれぞれ77mmol/Lと73mmol/Lの濃度になるように加えた。化学還元処理は、60℃で1時間行った。その後、エタノールで洗浄し、減圧雰囲気下、室温で溶媒を気化させた。熱還元は減圧雰囲気下で170℃10時間の処理を行った。 As reduction conditions, first, chemical reduction was performed, and then thermal reduction was performed. The solution used for the chemical reduction was a solvent in which NMP: water was mixed at a ratio of 9: 1 as a solvent, and ascorbic acid and LiOH were added to concentrations of 77 mmol / L and 73 mmol / L, respectively. The chemical reduction treatment was performed at 60 ° C. for 1 hour. Then, it wash | cleaned with ethanol and the solvent was vaporized at room temperature under the pressure reduction atmosphere. Thermal reduction was performed at 170 ° C. for 10 hours under a reduced pressure atmosphere.

次に、正極活物質層を、ロールプレス法によりプレスして圧密化した。以上の工程により、正極を作製した。 Next, the positive electrode active material layer was pressed by a roll press method to be consolidated. The positive electrode was produced by the above process.

負極活物質には、比表面積6.3m/g、平均粒径15μmの球状化天然黒鉛を用いた。また、結着剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC−Na)及びSBRを用いた。用いたCMC−Naの重合度は600〜800、1wt%水溶液として用いた場合の水溶液粘度は300mPa・s〜500mPa・sの範囲の値であった。電極を作製するためのペーストの配合は、黒鉛:CMC−Na:SBR=97:1.5:1.5(重量%)とした。 As the negative electrode active material, spheroidized natural graphite having a specific surface area of 6.3 m 2 / g and an average particle size of 15 μm was used. Moreover, sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na) and SBR were used as a binder. The polymerization degree of CMC-Na used was 600 to 800, and the aqueous solution viscosity when used as a 1 wt% aqueous solution was a value in the range of 300 mPa · s to 500 mPa · s. The composition of the paste for producing the electrode was graphite: CMC-Na: SBR = 97: 1.5: 1.5 (% by weight).

まず、CMC−Naの粉末と活物質とを混合し、混練機で混練し、第1の混合物を得た。 First, CMC-Na powder and an active material were mixed and kneaded with a kneader to obtain a first mixture.

次に、第1の混合物に少量の水を添加し、固練りを行い、第2の混合物を得た。ここで、固練りとは、高粘度による混練のことである。 Next, a small amount of water was added to the first mixture and kneaded to obtain a second mixture. Here, solid kneading is kneading with high viscosity.

次に、水をさらに添加し、混練機を用いて混練し、第3の混合物を得た。 Next, water was further added and kneaded using a kneader to obtain a third mixture.

次に、SBRの50wt%水分散液を添加し、混練機を用いて混練した。その後、減圧下での脱泡を行い、ペーストを得た。 Next, a 50 wt% aqueous dispersion of SBR was added and kneaded using a kneader. Thereafter, defoaming was performed under reduced pressure to obtain a paste.

次に、連続塗工機を用いて、負極集電体にペーストの塗布を行った。負極集電体には膜厚18μmの圧延銅箔を用いた。塗工速度は、0.75m/minとした。 Next, the paste was applied to the negative electrode current collector using a continuous coating machine. A rolled copper foil having a film thickness of 18 μm was used for the negative electrode current collector. The coating speed was 0.75 m / min.

次に、負極集電体上に塗布したペーストの溶媒を、乾燥炉を用いて気化した。溶媒の気化は、大気雰囲気下で行い、その際の温度及び時間は、50℃で120秒間の処理を行った後に80℃で120秒間の処理を行った。 Next, the solvent of the paste applied on the negative electrode current collector was vaporized using a drying furnace. The solvent was vaporized in an air atmosphere, and the temperature and time were treated at 50 ° C. for 120 seconds and then at 80 ° C. for 120 seconds.

さらに、減圧雰囲気下で、100℃、10時間の条件で、溶媒の気化を行った。 Furthermore, the solvent was vaporized under the conditions of 100 ° C. and 10 hours under a reduced pressure atmosphere.

以上の工程により、負極集電体の片面に負極活物質層を作製し、負極を作製した。 Through the above steps, a negative electrode active material layer was produced on one side of the negative electrode current collector, and a negative electrode was produced.

本実施例の試料に用いた正極活物質層の活物質担持量は9.7mg/cm、厚さは57μm、密度は1.8g/cmであった。また、負極活物質層の活物質担持量は4.7mg/cm、厚さは54μm、密度は0.9g/cmであった。なお、これらは試料A、試料B、及び試料Cの平均値である。 The active material loading of the positive electrode active material layer used for the sample of this example was 9.7 mg / cm 2 , the thickness was 57 μm, and the density was 1.8 g / cm 3 . Moreover, the active material carrying amount of the negative electrode active material layer was 4.7 mg / cm 2 , the thickness was 54 μm, and the density was 0.9 g / cm 3 . Note that these are average values of Sample A, Sample B, and Sample C.

本実施例の比較試料に用いた正極活物質層の活物質担持量は9.2mg/cm、厚さは56μm、密度は1.8g/cmであった。また、負極活物質層の活物質担持量は4.6mg/cm、厚さは52μm、密度は0.9g/cmであった。なお、これらは比較試料D及び比較試料Eの平均値である。 The positive electrode active material layer used for the comparative sample of this example had an active material carrying amount of 9.2 mg / cm 2 , a thickness of 56 μm, and a density of 1.8 g / cm 3 . Moreover, the active material carrying amount of the negative electrode active material layer was 4.6 mg / cm 2 , the thickness was 52 μm, and the density was 0.9 g / cm 3 . These are average values of the comparative sample D and the comparative sample E.

次に、本実施例で用いた電解液について説明する。 Next, the electrolytic solution used in this example will be described.

本発明の一態様を適用した試料の電解液には、溶媒として下記の構造式に示す1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミド(略称:2MeEMI−FSA)を用い、電解質としてリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(LiN(CFSO,略称:LiTFSA)を用いた。LiTFSAを2MeEMI−FSAに溶解させ、LiTFSAの濃度が1mol/kgの電解液を準備した。 In the electrolytic solution of the sample to which one embodiment of the present invention is applied, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bis (fluorosulfonyl) amide (abbreviation: 2MeEMI-FSA) represented by the following structural formula is used as a solvent. Lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , abbreviation: LiTFSA) was used as the electrolyte. LiTFSA was dissolved in 2MeEMI-FSA to prepare an electrolytic solution having a LiTFSA concentration of 1 mol / kg.

比較試料の電解液には、溶媒として下記の構造式に示す1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミド(略称:EMI−FSA)を用い、電解質としてLiTFSAを用いた。LiTFSAをEMI−FSAに溶解させ、LiTFSAの濃度が1mol/kgの電解液を準備した。 For the electrolytic solution of the comparative sample, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (fluorosulfonyl) amide (abbreviation: EMI-FSA) represented by the following structural formula was used as a solvent, and LiTFSA was used as an electrolyte. LiTFSA was dissolved in EMI-FSA to prepare an electrolyte solution with a LiTFSA concentration of 1 mol / kg.

また、セパレータは、厚さ50μmの溶剤紡糸再生セルロース繊維(TF40、日本高度紙工業株式会社製)を用いた。セパレータは、縦24mm、横45mmの矩形状に切断した。また、外装体には、アルミの両面に、樹脂層を被覆したフィルムを用いた。 As the separator, solvent-spun recycled cellulose fiber (TF40, manufactured by Nippon Kogyo Paper Industries Co., Ltd.) having a thickness of 50 μm was used. The separator was cut into a rectangular shape with a length of 24 mm and a width of 45 mm. Moreover, the film which coat | covered the resin layer on both surfaces of aluminum was used for the exterior body.

次に、薄型の蓄電池を作製した。正極、負極、セパレータを切断した。なお、正極の大きさは41mm×20mmとし、負極の大きさは、45mm×22mmとした。 Next, a thin storage battery was produced. The positive electrode, the negative electrode, and the separator were cut. The size of the positive electrode was 41 mm × 20 mm, and the size of the negative electrode was 45 mm × 22 mm.

次に、タブ領域上の正極活物質及び負極活物質を剥がして、集電体を露出させた。 Next, the positive electrode active material and the negative electrode active material on the tab region were peeled off to expose the current collector.

次に、外装体を半分に折り、積層した正極、セパレータ、及び負極を挟んだ。このとき、正極及び負極は、正極活物質層と、負極活物質層と、が向かい合うように積層した。 Next, the exterior body was folded in half, and the stacked positive electrode, separator, and negative electrode were sandwiched. At this time, the positive electrode and the negative electrode were laminated so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other.

次に、加熱により外装体の3辺のうち、電解液を注入する辺以外を接合した。このとき、リード電極に設けられた封止層が外装体の封止部に重なるように配置した。 Next, of the three sides of the outer package, other than the side where the electrolyte solution was injected was joined by heating. At this time, it arrange | positioned so that the sealing layer provided in the lead electrode might overlap with the sealing part of an exterior body.

その後、外装体と、外装体で包まれた正極、セパレータ、及び負極を乾燥した。乾燥条件は、減圧下で80℃、10時間とした。 Thereafter, the exterior body and the positive electrode, the separator, and the negative electrode wrapped with the exterior body were dried. The drying conditions were 80 ° C. and 10 hours under reduced pressure.

次に、アルゴンガス雰囲気下で、封止されていない1辺から電解液を注入した。その後、減圧雰囲気下で、加熱により外装体の1辺を封止した。 Next, an electrolytic solution was injected from one side that was not sealed in an argon gas atmosphere. Thereafter, one side of the outer package was sealed by heating in a reduced-pressure atmosphere.

以上の工程により、本実施例の蓄電装置を作製した。 Through the above process, the power storage device of this example was manufactured.

次に、本実施例の蓄電装置のエージング処理を行った。なお、レートの算出は正極活物質重量あたり170mA/gの電流値を1Cとした。 Next, an aging process of the power storage device of this example was performed. In calculating the rate, the current value of 170 mA / g per weight of the positive electrode active material was set to 1C.

初めに、25℃で0.01Cのレートで定電流充電を行った。充電条件は3.2Vを上限とした。 First, constant current charging was performed at a rate of 0.01 C at 25 ° C. Charging conditions were set to 3.2 V as the upper limit.

そして、アルゴン雰囲気下で、外装体の1辺を切断し、開封することで、ガス抜きを行った後、開封した外装体の1辺を、再度、減圧雰囲気下で封止した。 Then, after degassing by cutting and opening one side of the outer package in an argon atmosphere, one side of the opened outer package was sealed again in a reduced-pressure atmosphere.

次に、25℃で0.05Cのレートで定電流充電を行った。充電条件は、4.0Vを上限とした。そして、25℃で0.2Cのレートで定電流放電を行った。放電条件は、2.0Vを下限とした。さらに、25℃で0.2Cのレートで充放電を2回行った。充電条件は4.0Vを上限とし、放電条件は、2.0Vを下限とした。 Next, constant current charging was performed at a rate of 0.05 C at 25 ° C. The charging condition was 4.0 V as the upper limit. And constant current discharge was performed at a rate of 0.2 C at 25 ° C. The discharge condition was 2.0 V as the lower limit. Furthermore, charging / discharging was performed twice at a rate of 0.2 C at 25 ° C. The charging condition was 4.0 V as the upper limit, and the discharging condition was 2.0 V as the lower limit.

以上のエージング処理を行った後の、試料A、試料B、比較試料D、比較試料Eの充放電サイクル特性を測定した結果について説明する。 The results of measuring the charge / discharge cycle characteristics of Sample A, Sample B, Comparative Sample D, and Comparative Sample E after the above aging treatment will be described.

該測定は、充放電測定機(東洋システム社製)を用いて、評価温度は25℃で行った。充電条件4Vを上限として定電流充電を行った。また、放電条件は、2Vを下限として定電流放電を行った。初回の充放電は、0.1Cのレートで行い、その後の充放電は、0.3Cのレートで行った。なお、レートの算出は正極活物質重量あたり170mA/gの電流値を1Cとした。 The measurement was performed at an evaluation temperature of 25 ° C. using a charge / discharge measuring machine (manufactured by Toyo System Co., Ltd.). Constant current charging was performed with charging condition 4V as the upper limit. The discharge conditions were constant current discharge with 2V as the lower limit. The first charge / discharge was performed at a rate of 0.1C, and the subsequent charge / discharge was performed at a rate of 0.3C. In calculating the rate, the current value of 170 mA / g per weight of the positive electrode active material was set to 1C.

図29に充放電サイクル特性を示す。なお、図29は、横軸がサイクル数(回)、縦軸が放電容量(mAh/g)を示す。 FIG. 29 shows charge / discharge cycle characteristics. In FIG. 29, the horizontal axis represents the number of cycles (times), and the vertical axis represents the discharge capacity (mAh / g).

図29に示すように、電解液のカチオンに2MeEMIを用いた試料A及び試料Bは、電解液のカチオンに1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンを用いた比較試料D及び比較試料Eに比べてサイクル特性が良好であった。 As shown in FIG. 29, Sample A and Sample B using 2MeEMI as the cation of the electrolytic solution are compared with Comparative Sample D and Comparative Sample E using 1-ethyl-3-methylimidazolium cation as the cation of the electrolytic solution. The cycle characteristics were good.

また、充放電サイクル特性を測定した後の、試料B及び比較試料Eの電解液中に含まれる元素を分析した。測定には、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS:Inductively Coupled Plasma−Mass Spectrometry)を用いた。 Moreover, the element contained in the electrolyte solution of the sample B and the comparative sample E after measuring charging / discharging cycling characteristics was analyzed. For the measurement, inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS: Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) was used.

本実施例では、電解液中の、リチウム、ニッケル、及び銅について、着目した。ここで、ニッケルは、各試料のリード電極に含まれている元素であり、銅は、各試料の集電体及びリード電極に含まれている元素である。 In this example, attention was focused on lithium, nickel, and copper in the electrolytic solution. Here, nickel is an element contained in the lead electrode of each sample, and copper is an element contained in the current collector and lead electrode of each sample.

試料Bに用いた電解液において、ニッケルと銅の検出量は、測定下限未満であった。 In the electrolyte solution used for Sample B, the detected amounts of nickel and copper were less than the lower limit of measurement.

一方、比較試料Eに用いた電解液において、ニッケルの検出量は、測定下限未満であったが、銅の検出量は、リチウムの検出量を100(mol)としたとき、2.48(mol)であった。 On the other hand, in the electrolytic solution used for Comparative Sample E, the detected amount of nickel was less than the lower limit of measurement, but the detected amount of copper was 2.48 (mol) when the detected amount of lithium was 100 (mol). )Met.

つまり、試料Bでは、集電体等に用いられている銅の溶出が、比較試料Eに比べて抑制されていることがわかった。 That is, in sample B, it was found that elution of copper used for the current collector and the like was suppressed as compared with comparative sample E.

試料Bでは、2MeEMIを用い、比較試料Eでは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンを用いた点で、試料Bと比較試料Eの電解液は異なる。 Sample B uses 2MeEMI, and Comparative Sample E uses 1-ethyl-3-methylimidazolium cation, so that the electrolytes of Sample B and Comparative Sample E are different.

2MeEMIでは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンにおけるイミダゾリウム環の2位のプロトンを、反応性の低いメチル基で置換することで、電解液の分解反応及び集電体の銅の溶出を抑制できたと考えられる。これにより、試料Bでは、比較試料Eに比べて、良好なサイクル特性が得ることができたと示唆される。 In 2MeEMI, by substituting the 2-position proton of the imidazolium ring in the 1-ethyl-3-methylimidazolium cation with a less reactive methyl group, the decomposition reaction of the electrolytic solution and the elution of copper of the current collector are performed. It is thought that it was able to be suppressed. Thereby, it is suggested that the sample B was able to obtain better cycle characteristics than the comparative sample E.

本実施例の結果から、本発明の一態様を適用することで、電解液の分解反応や集電体の銅の溶出を抑制し、蓄電装置の充放電サイクルに伴う容量の低下を抑制できることがわかった。本実施例より、本発明の一態様を適用することで、寿命の長い蓄電装置を作製できることがわかった。 From the results of this example, by applying one embodiment of the present invention, it is possible to suppress the decomposition reaction of the electrolytic solution and the elution of copper in the current collector, and to suppress the decrease in capacity accompanying the charge / discharge cycle of the power storage device. all right. This example indicates that a power storage device with a long lifetime can be manufactured by applying one embodiment of the present invention.

また、試料Cのレート特性を測定した結果について説明する。 The results of measuring the rate characteristics of sample C will be described.

該測定は、充放電測定機(東洋システム社製)を用いて、評価温度は25℃で行った。充電条件は、4.0Vを上限として定電流充電を行った。充電は、0.1Cのレートで行った。放電条件は、2.0Vを下限として定電流放電を行った。放電は、0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、及び1Cのそれぞれで行った。なお、レートの算出は正極活物質重量あたり170mA/gの電流値を1Cとした。図30に各レートに対する放電容量を示す。図30は、横軸が放電レート(C)であり、縦軸が放電容量(mAh/g)を示す。 The measurement was performed at an evaluation temperature of 25 ° C. using a charge / discharge measuring machine (manufactured by Toyo System Co., Ltd.). The charging conditions were constant current charging with 4.0V as the upper limit. Charging was performed at a rate of 0.1C. The discharge conditions were constant current discharge with 2.0V as the lower limit. Discharging was performed at 0.1 C, 0.2 C, 0.3 C, 0.4 C, 0.5 C, and 1 C, respectively. In calculating the rate, the current value of 170 mA / g per weight of the positive electrode active material was set to 1C. FIG. 30 shows the discharge capacity for each rate. In FIG. 30, the horizontal axis represents the discharge rate (C), and the vertical axis represents the discharge capacity (mAh / g).

表1に、各レートにおける放電容量の値を示す。 Table 1 shows the value of the discharge capacity at each rate.

レート特性の結果から、0.4Cにおける放電容量は、0.1Cにおける放電容量に対して、約95%であった。また、0.5Cにおける放電容量は、0.1Cにおける放電容量に対して、約76%であった。以上のように、本発明の一態様を適用した蓄電装置では、良好なレート特性を得ることができた。 From the results of the rate characteristics, the discharge capacity at 0.4 C was about 95% with respect to the discharge capacity at 0.1 C. The discharge capacity at 0.5C was about 76% with respect to the discharge capacity at 0.1C. As described above, in the power storage device to which one embodiment of the present invention is applied, favorable rate characteristics can be obtained.

S1 制御信号
S2 制御信号
S3 変圧信号
BT00 蓄電装置
BT01 端子対
BT02 端子対
BT03 切り替え制御回路
BT04 切り替え回路
BT05 切り替え回路
BT06 変圧制御回路
BT07 変圧回路
BT08 電池部
BT09 電池セル
BT10 トランジスタ
BT11 バス
BT12 バス
BT13 トランジスタ
BT14 電流制御スイッチ
BT15 バス
BT16 バス
BT17 スイッチ対
BT18 スイッチ対
BT21 トランジスタ対
BT22 トランジスタ
BT23 トランジスタ
BT24 バス
BT25 バス
BT31 トランジスタ対
BT32 トランジスタ
BT33 トランジスタ
BT34 バス
BT35 バス
BT41 電池制御ユニット
BT51 絶縁型DC−DCコンバータ
BT52 スイッチ部
BT53 トランス部
115 封止層
118 接合部
119 導入口
281 タブ領域
282 タブ領域
300 蓄電池
301 正極缶
302 負極缶
303 ガスケット
304 正極
305 正極集電体
306 正極活物質層
307 負極
308 負極集電体
309 負極活物質層
310 セパレータ
500 電池セル
501 正極集電体
502 正極活物質層
503 正極
504 負極集電体
505 負極活物質層
506 負極
507 セパレータ
508 電解液
509 外装体
510 正極リード電極
511 負極リード電極
512 接合部
513 湾曲部
514 接合部
521 グラフェン
522 正極活物質
600 蓄電池
601 正極キャップ
602 電池缶
603 正極端子
604 正極
605 セパレータ
606 負極
607 負極端子
608 絶縁板
609 絶縁板
611 PTC素子
612 安全弁機構
900 回路基板
910 ラベル
911 端子
912 回路
913 蓄電池
914 アンテナ
915 アンテナ
916 層
917 層
918 アンテナ
919 端子
920 表示装置
921 センサ
922 端子
951 端子
952 端子
980 蓄電池
981 フィルム
982 フィルム
990 蓄電池
991 外装体
992 外装体
993 捲回体
994 負極
995 正極
996 セパレータ
997 端子
998 端子
1122 充電器
1123 充電器
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 蓄電装置
7200 携帯情報端末
7201 筐体
7202 表示部
7203 バンド
7204 バックル
7205 操作ボタン
7206 入出力端子
7207 アイコン
7300 表示装置
7304 表示部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7407 蓄電装置
8000 表示装置
8001 筐体
8002 表示部
8003 スピーカ部
8004 蓄電装置
8021 充電装置
8022 ケーブル
8024 蓄電装置
8100 照明装置
8101 筐体
8102 光源
8103 蓄電装置
8104 天井
8105 側壁
8106 床
8107 窓
8200 室内機
8201 筐体
8202 送風口
8203 蓄電装置
8204 室外機
8300 電気冷凍冷蔵庫
8301 筐体
8302 冷蔵室用扉
8303 冷凍室用扉
8304 蓄電装置
8400 自動車
8401 ヘッドライト
8500 自動車
9600 タブレット型端末
9625 スイッチ
9626 スイッチ
9627 電源スイッチ
9628 操作スイッチ
9629 具
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a 領域
9632b 領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 蓄電体
9636 DCDCコンバータ
9637 コンバータ
9638 操作キー
9639 ボタン
9640 可動部
S1 control signal S2 control signal S3 transformation signal BT00 power storage device BT01 terminal pair BT02 terminal pair BT03 switching control circuit BT04 switching circuit BT05 switching circuit BT06 transformation control circuit BT07 transformation circuit BT08 battery unit BT09 battery cell BT10 transistor BT11 bus BT12 bus BT13 transistor Current control switch BT15 Bus BT16 Bus BT17 Switch pair BT18 Switch pair BT21 Transistor pair BT22 Transistor BT23 Transistor BT24 Bus BT25 Bus BT31 Transistor pair BT32 Transistor BT33 Transistor BT34 Bus BT35 Bus BT41 Battery control unit BT51 Insulation type DC-DC converter BT52 Switch unit BT53 Transformer 115 sealing layer 118 Joint 119 Inlet 281 Tab region 282 Tab region 300 Storage battery 301 Positive electrode can 302 Negative electrode can 303 Gasket 304 Positive electrode 305 Positive electrode current collector 306 Positive electrode active material layer 307 Negative electrode 308 Negative electrode current collector 309 Negative electrode active material layer 310 Separator 500 Battery cell Reference numeral 501 Positive electrode current collector 502 Positive electrode active material layer 503 Positive electrode 504 Negative electrode current collector 505 Negative electrode active material layer 506 Negative electrode 507 Separator 508 Electrolyte 509 Exterior body 510 Positive electrode lead electrode 511 Negative electrode lead electrode 512 Bonding portion 513 Bending portion 514 Bonding portion 521 Graphene 522 Positive electrode active material 600 Storage battery 601 Positive electrode cap 602 Battery can 603 Positive electrode terminal 604 Positive electrode 605 Separator 606 Negative electrode 607 Negative electrode 608 Insulating plate 609 Insulating plate 611 PTC element 612 Safety valve mechanism 900 Circuit board 910 La Bell 911 Terminal 912 Circuit 913 Storage battery 914 Antenna 915 Antenna 916 Layer 917 Layer 918 Antenna 919 Terminal 920 Display device 921 Sensor 922 Terminal 951 Terminal 952 Terminal 980 Storage battery 981 Film 982 Film 990 Storage battery 991 Exterior body 992 Exterior body 993 Winding body 994 Negative electrode 995 Positive electrode 996 Separator 997 Terminal 998 Terminal 1122 Charger 1123 Charger 7100 Portable display device 7101 Case 7102 Display portion 7103 Operation button 7104 Power storage device 7200 Portable information terminal 7201 Case 7202 Display portion 7203 Band 7204 Buckle 7205 Operation button 7206 Input / output Terminal 7207 Icon 7300 Display device 7304 Display unit 7400 Mobile phone 7401 Case 7402 Display unit 7403 Operation button 7 04 External connection port 7405 Speaker 7406 Microphone 7407 Power storage device 8000 Display device 8001 Case 8002 Display unit 8003 Speaker unit 8004 Power storage device 8021 Charging device 8022 Cable 8024 Power storage device 8100 Lighting device 8101 Case 8102 Light source 8103 Power storage device 8104 Ceiling 8105 Side wall 8106 Floor 8107 Window 8200 Indoor unit 8201 Case 8202 Air outlet 8203 Power storage device 8204 Outdoor unit 8300 Electric refrigerator-freezer 8301 Case 8302 Refrigeration room door 8303 Freezer compartment door 8304 Power storage device 8400 Car 8401 Headlight 8500 Car 9600 Tablet type terminal 9625 Switch 9626 Switch 9627 Power switch 9628 Operation switch 9629 Tool 9630 Housing 9631 Display portion 9631a Display Portion 9631b display portion 9632a region 9632b region 9633 solar cell 9634 charge / discharge control circuit 9635 power storage unit 9636 DCDC converter 9537 converter 9638 operation key 9539 button 9640 movable portion

Claims (10)

正極、負極、及び電解液を有し、
前記電解液は、第1のカチオン及びアニオンを有し、
前記第1のカチオンは、構造式(100)で表される、蓄電装置。
Having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte;
The electrolytic solution has a first cation and an anion,
The first cation is a power storage device represented by a structural formula (100).
請求項1において、
前記電解液は、アルカリ金属塩を有する、蓄電装置。
In claim 1,
The power storage device, wherein the electrolytic solution includes an alkali metal salt.
請求項2において、
前記アルカリ金属塩は、リチウム塩を有する、蓄電装置。
In claim 2,
The power storage device, wherein the alkali metal salt includes a lithium salt.
請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記アニオンは、1価のアミドアニオン、1価のメチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン、フルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、又はパーフルオロアルキルリン酸アニオンのいずれか一を含む、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The anion may be a monovalent amide anion, a monovalent methide anion, a fluorosulfonate anion, a fluoroalkylsulfonate anion, a tetrafluoroborate anion, a perfluoroalkylborate anion, a hexafluorophosphate anion, or a perfluoroalkyl phosphorus. A power storage device comprising any one of acid anions.
請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記アニオンは、ビス(フルオロスルホニル)アミドアニオン、又は、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドアニオンを含む、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The power storage device, wherein the anion includes a bis (fluorosulfonyl) amide anion or a bis (trifluoromethanesulfonyl) amide anion.
請求項1乃至5のいずれか一項において、
前記負極は、炭素を含む、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The power storage device, wherein the negative electrode includes carbon.
請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記負極は、カルボキシメチルセルロース及びスチレン−ブタジエンゴムを含む、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
The negative electrode is a power storage device including carboxymethyl cellulose and styrene-butadiene rubber.
請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記正極は、グラフェンを含む、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The positive electrode is a power storage device including graphene.
請求項1乃至8のいずれか一項において、
前記電解液は、第2のカチオンを有し、
前記第2のカチオンは、イミダゾリウムカチオンである、蓄電装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8,
The electrolytic solution has a second cation,
The power storage device, wherein the second cation is an imidazolium cation.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の蓄電装置と、
表示装置、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、又はマイクと、を有する、電子機器。
The power storage device according to any one of claims 1 to 9,
An electronic device having a display device, operation buttons, an external connection port, a speaker, or a microphone.
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