JP2017123385A - Power storage device and power-storage module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池やキャパシタ等の蓄電デバイス、及び、複数の蓄電デバイスを備えた蓄電モジュールに関するものである。 The present invention relates to a power storage device such as a secondary battery or a capacitor, and a power storage module including a plurality of power storage devices.
負極と正極とを交互に重ねた積層体と、負極に電気的に接続されたリチウム極と、を有し、正負極間で充電操作を行う前に負極に対してリチウム極からリチウムイオンをドーピング(プレドープともいう。)させる蓄電デバイスが知られている(例えば特許文献1参照)。 It has a laminate in which negative and positive electrodes are alternately stacked, and a lithium electrode electrically connected to the negative electrode, and is doped with lithium ions from the lithium electrode before the charging operation between the positive and negative electrodes An electric storage device (also referred to as pre-doping) is known (see, for example, Patent Document 1).
一般にプレドープを行う蓄電デバイスでは、負極にリチウムイオンがドーピングされるのに先立って、当該負極において電解液が還元的に分解反応して、負極の表面に電極間物質(Solid Electrolyte Interface,SEI)が形成される。このSEIが負極の表面に均質に形成されることで、その後の充放電操作時に負極に対するリチウムイオンのドーピングが均等に行われる。しかしながら、上記蓄電デバイスでは、負極とリチウム極とが直接接続されているため、プレドープを開始した直後に当該負極及びリチウム極間に過大な電流が流れてしまい、負極の表面に均質なSEIが形成され難い。このため、後の充放電操作時に負極に対するリチウムイオンのドーピングが均等に行われないことがある。この場合、負極が劣化し易くなり、蓄電デバイスのサイクル特性が低下するおそれがある、という問題がある。 In general, in a power storage device that performs pre-doping, before lithium ions are doped into the negative electrode, the electrolytic solution undergoes a reductive decomposition reaction at the negative electrode, and an interelectrode substance (Solid Electrolyte Interface, SEI) is formed on the surface of the negative electrode. It is formed. By uniformly forming the SEI on the surface of the negative electrode, the negative electrode is uniformly doped with lithium ions during the subsequent charge / discharge operation. However, in the above electricity storage device, since the negative electrode and the lithium electrode are directly connected, an excessive current flows between the negative electrode and the lithium electrode immediately after the start of pre-doping, and homogeneous SEI is formed on the surface of the negative electrode. It is hard to be done. For this reason, doping of lithium ions to the negative electrode may not be performed evenly during subsequent charge / discharge operations. In this case, there exists a problem that a negative electrode becomes easy to deteriorate and there exists a possibility that the cycling characteristics of an electrical storage device may fall.
本発明が解決しようとする課題は、サイクル特性の低下を抑制できる蓄電デバイス、及び、それを備えた蓄電モジュールを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a power storage device capable of suppressing a decrease in cycle characteristics and a power storage module including the power storage device.
[1]蓄電デバイスは、正極板及び負極板を含む電極ユニットと、前記負極板にリチウムイオンを供給するリチウム供給板と、前記正極板と電気的に接続された正極端子と、前記負極板と電気的に接続されると共に、抵抗体を介して前記リチウム供給板と電気的に接続された負極端子と、を備え、前記抵抗体の電気抵抗値は、50Ω〜500Ωである蓄電デバイスである。 [1] An electricity storage device includes an electrode unit including a positive electrode plate and a negative electrode plate, a lithium supply plate that supplies lithium ions to the negative electrode plate, a positive electrode terminal that is electrically connected to the positive electrode plate, and the negative electrode plate And a negative electrode terminal electrically connected to the lithium supply plate via a resistor, and the resistor has an electrical resistance value of 50Ω to 500Ω.
[2]上記発明において、前記負極板は、第1の集電体を有し、前記第1の集電体は、負極活物質を含む層を保持する第1の本体部と、前記第1の本体部から延びる第1のリード部と、を有し、前記リチウム供給板は、第2の集電体およびリチウム供給源をさらに有し、前記第2の集電体は、前記リチウム供給源を保持する第2の本体部と、前記第2の本体部から延びる第2のリード部と、を有し、前記抵抗体は、抵抗本体部と、前記抵抗本体部を外部と電気的に接続する第1及び第2の接続部と、を有し、前記第1のリード部は、前記負極端子と接合されており、前記第2のリード部は、前記第1の接続部と接合されており、前記第2の接続部は、前記第1のリード部と前記負極端子の接合部分と異なる部分で前記負極端子と接合されていてもよい。 [2] In the above invention, the negative electrode plate includes a first current collector, and the first current collector includes a first main body portion that holds a layer containing a negative electrode active material, and the first current collector. A first lead portion extending from the main body portion, and the lithium supply plate further includes a second current collector and a lithium supply source, and the second current collector is the lithium supply source. And a second lead portion extending from the second body portion, and the resistor electrically connects the resistor body portion and the resistor body portion to the outside. First and second connecting portions, wherein the first lead portion is joined to the negative terminal, and the second lead portion is joined to the first connecting portion. And the second connecting portion is joined to the negative electrode terminal at a portion different from a joint portion between the first lead portion and the negative electrode terminal. It may be.
[3]蓄電モジュールは、2以上の上記蓄電デバイスを備え、それぞれの前記蓄電デバイスは、直列又は並列に接続されている蓄電モジュールである。 [3] The power storage module includes two or more power storage devices, and each of the power storage devices is a power storage module connected in series or in parallel.
本発明では、負極端子と負極板とが電気的に接続されると共に、負極端子とリチウム供給板とが抵抗体を介して電気的に接続されており、当該抵抗体の電気抵抗値が50Ω〜500Ωである。これにより、プレドープを行う際に、当該負極板とリチウム供給板との間に過大な電流が流れるのを抑えられる。この結果、後の充放電操作の際に、負極が劣化し難くなり、蓄電デバイスのサイクル特性の低下を抑制できる。 In the present invention, the negative electrode terminal and the negative electrode plate are electrically connected, and the negative electrode terminal and the lithium supply plate are electrically connected via a resistor, and the electric resistance value of the resistor is 50Ω to 500Ω. Thereby, when performing pre dope, it can suppress that an excessive electric current flows between the said negative electrode plate and a lithium supply board. As a result, during the subsequent charge / discharge operation, the negative electrode is unlikely to deteriorate, and a reduction in cycle characteristics of the electricity storage device can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を上限値及び下限値として含む意味として使用される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this specification, "-" which shows a numerical range is used as the meaning containing the numerical value described before and behind that as an upper limit and a lower limit.
図1は本発明の一実施の形態に係る蓄電デバイスを示す平面図、図2は図1のII-II線に沿った断面図、図3は本発明の一実施の形態に係る電極ユニットの正極板と正極端子との接合部分を上方から視た拡大平面図、図4は本発明の一実施の形態に係る電極ユニットの負極板と負極端子との接合部分を下方から視た拡大平面図、図5は本発明の一実施の形態に係るリチウム供給板と負極端子との接合部分を下方から視た拡大平面図である。図3には、説明の便宜上、図示する正極板21よりも上方(図中+Z軸方向側)に位置する他の電極板及びセパレータを図示していない。また、図4には、説明の便宜上、図示する負極板22よりも下方(図中−Z軸方向側)に位置するセパレータ及びリチウム供給板を図示していない。 1 is a plan view showing an electricity storage device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is an electrode unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged plan view of a joining portion between a negative electrode plate and a negative electrode terminal of an electrode unit according to an embodiment of the present invention, as viewed from below. FIG. 5 is an enlarged plan view of a joint portion between the lithium supply plate and the negative electrode terminal according to the embodiment of the present invention as viewed from below. In FIG. 3, for convenience of explanation, other electrode plates and separators located above the illustrated positive electrode plate 21 (+ Z axis direction side in the figure) are not shown. Further, in FIG. 4, for convenience of explanation, the separator and the lithium supply plate located below the illustrated negative electrode plate 22 (the −Z axis direction side in the drawing) are not illustrated.
本実施形態における蓄電デバイス10は、図1及び図2に示すように、扁平型のリチウムイオンキャパシタである。この蓄電デバイス10は、たとえば、車輌に搭載されるランプやモータ等に対して電力を供給する電源として用いられる。なお、蓄電デバイス10の用途は特に上述に限定されない。本実施形態の蓄電デバイス10は、正負極間で最初の充電操作を行う前に負極板22に対してリチウム供給板30からリチウムイオンをドーピングする、いわゆるプレドープを行う蓄電デバイスである。蓄電デバイス10においては、プレドープを行うことで、負極電位が低下して、当該蓄電デバイス10の出力電圧が向上する。このような蓄電デバイス10では、充電時において負極板22にリチウムイオンがドープされ、放電時において負極板22からリチウムイオンが脱ドープされる。なお、本実施形態において、「ドープ(ドーピング)」とは、負極板22(具体的には、負極活物質層224(後述))にリチウムイオンが吸蔵される現象のことをいう。一方、「脱ドープ(脱ドーピング)」とは、負極板22(具体的には、負極活物質層224)からリチウムイオンが放出される現象のことをいう。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この蓄電デバイス10は、図2に示すように、正極板21及び負極板22を含む電極ユニット20と、リチウム供給板30と、抵抗体40と、電極ユニット20、リチウム供給板30、及び抵抗体40を収容する外装部材50と、電極ユニット20に電気的に接続されていると共に外装部材50の内側から外側に延びる正極端子60及び負極端子70と、を備えている。なお、外装部材50内には、電解液(図示せず)が充填されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態における蓄電デバイス10が本発明における「蓄電デバイス」の一例に相当し、本実施形態における「正極板21」が本発明における「正極板」の一例に相当し、本実施形態における「負極板22」が本発明における「負極板」の一例に相当し、本実施形態における「電極ユニット20」が本発明における「電極ユニット」の一例に相当し、本実施形態における「リチウム供給板30」が本発明における「リチウム供給板」の一例に相当し、本実施形態における「抵抗体40」が本発明における「抵抗体」の一例に相当し、本実施形態における「正極端子60」が本発明における「正極端子」の一例に相当し、本実施形態における「負極端子70」が本発明における「負極端子」の一例に相当する。
The
なお、蓄電デバイス10の外形形状は、扁平形状に限定されず、円筒形状、箱形状等であってもよい。また、本発明に係る蓄電デバイスは、上記のリチウムイオンキャパシタに限定されず、たとえば、リチウムイオン二次電池であってもよい。
In addition, the external shape of the
本実施形態における電極ユニット20は、複数の正極板21と、複数の負極板22と、複数のセパレータ23と、を備えている。正極板21と負極板22は、セパレータ23を介して交互に積層されている。なお、電極ユニット20を構成する正極板21、負極板22、及びセパレータ23の枚数は特に限定されない。
The
それぞれの正極板21は、図2に示すように、正極集電体211と、当該正極集電体211の両面に設けられた正極活物質層214と、を備えている。なお、最上段の正極板21については、正極集電体211の下面のみに正極活物質層214が設けられている。
As shown in FIG. 2, each
正極板21の正極集電体211は、図2及び図3に示すように、本体部212と、リード部213と、を有している。本体部212は、正極活物質層214を保持する板状の部材であり、当該本体部212の両面に正極活物質層214が設けられている。このような本体部212の厚さとしては、特に限定しないが、2〜100μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましく、10〜50μmであることがさらにより好ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the positive electrode
この本体部212には、主面の全体に亘り多数の貫通孔212aが形成されている。この貫通孔212aは、電解液やリチウムイオンが蓄電デバイス10内をスムーズに移動するための移動経路として機能する。このような貫通孔212aの径は、特に限定しないが、1〜500μmであることが好ましく、1μm〜200μmであることがより好ましい。
A large number of through
この本体部212は、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、もしくは発泡体等で構成されている。また、このような本体部212を構成する材料としては、一般的にリチウム系電池に適用できる金属材料を用いることができ、具体的には、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。
Specifically, the
本実施形態の本体部212は略長方形とされており、当該本体部212の一方の短辺の略中央からは、当該本体部212から離れる方向に帯状のリード部213が延びている。本実施形態では、リード部213は本体部212と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、当該本体部212及びリード部213が電気的に接続されていれば、リード部213を予め準備して本体部212と溶接等で接合してもよい。
The
このリード部213の先端213a(本体部212と繋がる側と反対側の端部)は、正極端子60や他の正極板21のリード部213との接合代となるように折り曲げられている。複数の正極板21において、それぞれの正極集電体211のリード部213は、各本体部212の同一側の短辺から延出している。複数のリード部213の先端213aは、電極ユニット20の積層方向(図中Y方向)に並んで配置され、まとめて溶接等で接合されている。
The
正極板21の正極活物質層214は、正極活物質、導電材、バインダ、分散剤等を混合したスラリーを、正極集電体211の主面に塗布して乾燥させることで形成されている。正極活物質層214の厚さは、特に限定しないが、10〜150μmであることが好ましい。なお、正極板21の製造時において、当該正極板21の主面に正極活物質層214をより確実に保持させる観点から、スラリーの粘度は50〜1800mPasであることが好ましい。
The positive electrode
このような正極活物質層214が含有する正極活物質としては、リチウムイオン及びアニオンを可逆的に吸蔵及び放出できる物質から形成されている。たとえば、分極性を有するフェノール樹脂系活性炭、ヤシガラ系活性炭、石油コークス系活性炭等の活性炭、ポリアセン等の炭素材料を用いることができる。上述の活性炭を正極活物質として用いる場合、当該活性炭の粒径は、特に限定しないが、2〜20μmであることが好ましく、2〜15μmであることがより好ましい。
The positive electrode active material contained in the positive electrode
正極活物質層214が含有する導電材としては、たとえば、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、グラファイト、金属粉末を用いることができる。この場合、正極活物質層214において、正極活物質の重量に対する導電材の重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。
As the conductive material contained in the positive electrode
バインダとしては、たとえば、SBR等のゴム系バインダ、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。この場合、正極活物質層214において、正極活物質の重量に対するバインダの重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。
As the binder, for example, a rubber-based binder such as SBR, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride, a thermoplastic resin such as polypropylene, an acrylic resin, or the like can be used. In this case, in the positive electrode
分散剤としては、カルボキシメチルセルロース塩等を用いることができる。この場合正極活物質層214において、正極活物質の重量に対する分散剤の重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。
As the dispersant, carboxymethyl cellulose salt or the like can be used. In this case, in the positive electrode
このような正極活物質層214は、図3に示すように、平面視において、本体部212よりも小さい外形を有している。この場合、貫通孔212aは、正極活物質層214の外縁部214aの外側にも存在している。このため、正極活物質層214の全体に対して電解液及びリチウムイオンを均等に供給できるようになっている。なお、正極活物質層214が本体部212の全面に形成されていてもよい。この場合、貫通孔212aは、正極活物質層214の外縁部214aの外側には存在しない。また、本体部212と正極活物質層214の外形の相対的関係(正極活物質層214の外形が本体部212の外形よりも小さい関係)は変えずに、貫通孔212aを正極活物質層214の外縁部214aの内側のみに形成してもよい。この場合も、貫通孔212aは、正極活物質層214の外縁部214aの外側には存在しない。
As shown in FIG. 3, the positive electrode
それぞれの負極板22も、図2に示すように、負極集電体221と、当該負極集電体221の両面に設けられた負極活物質層224と、を備えている。本実施形態における「負極集電体221」が本発明における「第1の集電体」の一例に相当し、本実施形態における「負極活物質層224」が本発明における「負極活物質を含む層」の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, each
負極板22の負極集電体221は、図2及び図4に示すように、本体部222と、リード部223と、を有している。本実施形態における「本体部222」が本発明における「第1の本体部」の一例に相当し、本実施形態における「リード部223」が本発明における「第1のリード部」の一例に相当する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the negative electrode
本体部222は、負極活物質層224を保持する板状の部材であり、当該本体部222の両面に負極活物質層224が設けられている。このような本体部222の厚さとしては、特に限定しないが、2〜100μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましく、10〜50μmであることがさらにより好ましい。
The
この本体部222には、主面の全体に亘り多数の貫通孔222aが形成されている。この貫通孔222aは、電解液やリチウムイオンが蓄電デバイス10内をスムーズに移動するための移動経路として機能する。このような貫通孔222aの径は、特に限定しないが、1〜500μmであることが好ましく、1μm〜150μmであることがより好ましい。
A large number of through
このような本体部222は、具体的には、エキスパンドメタル、パンチングメタル、網、もしくは発泡体等で構成されている。また、この本体部222を構成する材料としては、一般的にリチウム系電池に適用できる金属材料を用いることができ、具体的には、ステンレス、銅、ニッケル等を用いることができる。
Specifically, the
本実施形態の本体部222は略長方形とされており、当該本体部222の一方の短辺の略中央からは、当該本体部222から離れる方向に帯状のリード部223が延びている。このリード部223は、本体部222において、正極板21の本体部212からリード部213が延出する側と反対側の短辺から延出している。本実施形態では、リード部223は本体部222と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、本体部222とリード部223とが電気的に接続されていれば、リード部223を予め準備して本体部222と溶接等で接合してもよい。
The
リード部223の先端223a(本体部222と繋がる側と反対側の端部)は、負極端子70や他の負極板22のリード部223との接合代となるように折り曲げられている。複数の負極板22において、それぞれの負極集電体211のリード部223は、各本体部222の同一側の短辺から延出している。複数のリード部223の先端223aは、電極ユニット20の積層方向(図中+Z軸方向側)に並んで配置され、まとめて溶接等で接合されている。
The
負極板22の負極活物質層224は、負極活物質、導電材、バインダ、分散剤等を混合したスラリーを、負極集電体221の表面に塗布して乾燥させることで形成されている。負極活物質層224の厚さは、特に限定しないが、10〜150μmであることが好ましい。なお、負極板22の製造時において、当該負極板22の主面に負極活物質層224をより確実に保持させる観点から、スラリーの粘度が50〜1800mPasであることが好ましい。
The negative electrode
負極活物質層224が含有する負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能であれば特に限定されないが、たとえば、ハードカーボンや黒鉛を用いることができる。この場合、負極活物質の粒径は、特に限定しないが、2〜20μmであることが好ましい。
The negative electrode active material contained in the negative electrode
負極活物質層224が含有する導電材、バインダ、分散剤としては、正極活物質層214を構成するものと同様のものを用いることができる。なお、負極活物質層224に含まれる負極活物質であるハードカーボンや黒鉛は、高い電気伝導性を有しているので、負極活物質層224から導電材を省略してもよい。
As the conductive material, binder, and dispersant contained in the negative electrode
なお、正極活物質層214と同様、負極活物質層224において、負極活物質の重量に対する導電材の重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。負極活物質の重量に対するバインダの重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。負極活物質の重量に対する分散剤の重量の比率は2〜40%(2〜40wt%)であることが好ましい。
Note that as in the positive electrode
このような負極活物質層224は、図4に示すように、平面視において、本体部222よりも小さい外形を有している。この場合、貫通孔222aは、負極活物質層224の外縁部224aの外側にも存在している。このため、負極活物質層224の全体に対して電解液やリチウムイオンを均等に供給できるようになっている。なお、負極活物質層224が本体部222の全面に形成されていてもよい。この場合、貫通孔222aは、負極活物質層224の外縁部224aの外側には存在しない。また、本体部222と負極活物質層224の外形の相対的関係(負極活物質層224の外形が本体部222の外形よりも小さい関係)は変えずに、貫通孔222aを負極活物質層224の外縁部224aの内側のみに形成してもよい。この場合も、貫通孔222aは、負極活物質層224の外縁部224aの外側には存在しない。
As shown in FIG. 4, such a negative electrode
図2に戻り、セパレータ23は、電解液、正極活物質、負極活物質等に対して耐久性があり、連通気孔を有する電子導電性のない多孔体から構成されている。このセパレータ23は、具体的には、セルロース、ポリエチレン等から形成される不織布や微多孔膜から構成されている。このようなセパレータ23の厚さは、特に限定しないが、10〜50μmであることが好ましい。正極活物質層214、負極活物質層224、及びセパレータ23には電解液が含浸している。
Returning to FIG. 2, the
電解液を構成する溶媒としては、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。この非プロトン性有機溶媒としては、たとえば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネートを用いることができる。これら非プロトン性有機溶媒の二種類以上を混合した混合液を用いてもよい。 As a solvent constituting the electrolytic solution, an aprotic organic solvent is preferably used. As this aprotic organic solvent, for example, carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate can be used. You may use the liquid mixture which mixed 2 or more types of these aprotic organic solvents.
電解液において、溶媒に溶解させる電解質としては、リチウムイオンを生成し得る電解質であれば、あらゆるものを用いることができる。このような電解質としては、たとえば、LiBF4、LiPF6,LiFSI,LiTFSI等のリチウム塩を例示することができるが、電解液中の抵抗を低減する観点からLiPF6を用いることが好ましい。 In the electrolytic solution, any electrolyte can be used as long as it can generate lithium ions as the electrolyte dissolved in the solvent. Examples of such an electrolyte include lithium salts such as LiBF 4 , LiPF 6, LiFSI, and LiTFSI, but LiPF 6 is preferably used from the viewpoint of reducing resistance in the electrolytic solution.
リチウム供給板30は、リチウム極集電体31と、リチウム供給源32と、を備えるリチウム極である。このリチウム供給板30は、電極ユニット20と同様、外装部材50内に収容されている。このリチウム供給板30は、セパレータ23を介して電極ユニット20の下側に配置されている。本実施形態における「リチウム極集電体31」が本発明における「第2の集電体」の一例に相当し、本実施形態における「リチウム供給源32」が本発明における「リチウム供給源」の一例に相当する。
The
リチウム供給板30のリチウム極集電体31は、図2及び図5に示すように、本体部311と、リード部312と、を有している。本実施形態における「本体部311」が本発明における「第2の本体部」の一例に相当し、本実施形態における「リード部312」が本発明における「第2のリード部」の一例に相当する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the lithium electrode
本体部311は、リチウム供給源32を保持する板状の部材であり、具体的には、多数の貫通孔311aが形成された銅やステンレスからなる金属箔や金属板により構成されている。このようなリチウム極集電体31の厚さは、特に限定しないが、10〜40μmであることが好ましい。なお、本実施形態のように、リチウム供給板30が電極ユニット20の最外側に配置される場合は、本体部311は貫通孔311aを有していなくてもよい。
The
本実施形態の本体部311は略長方形とされており、当該本体部311の一方の短辺の略中央からは、当該本体部311から離れる方向に帯状のリード部312が延びている。このリード部312は、本体部311において、負極板22の本体部222からリード部223が延出する側と同じ側の短辺から延出しており、断面視において蓄電デバイス10の中心側に向かって緩やかに折り曲げられている。本実施形態では、リード部312は本体部311と一体的に形成されているが、特にこれに限定されず、当該本体部311及びリード部312が電気的に接続されていれば、リード部312を予め準備して本体部311と溶接等で接合してもよい。
The
リチウム供給源32は、電極ユニット20の負極板22に対してリチウムイオンを供給する機能を有する。このリチウム供給源32は、リチウム極集電体31上に圧着された金属箔である。リチウム供給源32は、少なくともリチウムを含有し、リチウムイオンを供給することのできる材料から構成されている。このリチウム供給源32を構成する具体的な材料としては、たとえば、リチウム−アルミニウム合金等を例示することができる。
The
なお、リチウム供給板30は、図に示す形態に限定されない。たとえば、特に図示しないが、(1)最上段の正極板21の上にさらにセパレータ23を設けて当該セパレータ23上にリチウム供給板30をさらに追加した形態、(2)電極ユニット20の中央領域の2つの電極板(正極板21及び負極板22を含む)の間にセパレータ23,23を設けて、これらセパレータ23,23の間に2枚のリチウム供給板30を追加した形態、(3)円筒形蓄電デバイスに応用した形態としてもよい。なお、リチウム供給板30が電極ユニット20と短絡しなければ、当該リチウム供給板30と電極ユニット20との間のセパレータを省略してもよい。
The
抵抗体40は、図2に示すように、電極ユニット20及びリチウム供給板30と同様、外装部材50内に収容されている。この抵抗体40は、図2及び図5に示すように、抵抗本体部41と、リード部42,43と、を有している。本実施形態における「抵抗本体部41」が本発明における「抵抗本体部」の一例に相当し、本実施形態における「リード部42」が本発明における「第1の接続部」の一例に相当し、本実施形態における「リード部43」が本発明における「第2の接続部」の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the
抵抗本体部41の表面は、電解液、正極活物質、負極活物質等に対して耐久性のある材料で被覆されている。抵抗本体部41の形状は、特に限定されず、略長方形や略円筒形等の形状を採用することができる。本実施形態の抵抗本体部41は、略円筒形とされている。
The surface of the resistance
リード部42,43は、線状又は帯状の部材であり、抵抗本体部41と電気的に接続されている。リード部42は、略円筒形の抵抗本体部41の一端から延出している。このリード部42の先端42aは、リチウム供給板30のリード部312との接合代となるように折り曲げられている。この先端42aではリード部42とリチウム供給板30のリード部312とが溶接等で接合されている。
The
リード部43は、略円筒形の抵抗本体部41の他端から延出している。このリード部43の先端43aは、負極端子70との接合代となるように折り曲げられている。この先端43aではリード部43と負極端子70とが溶接等で接合されている。
The
このようなリード部42,43は、電解液、正極活物質、負極活物質等に対する耐久性、電気伝導性、及び可撓性を有する材料で構成されている。具体的には、リード部42,43としては、銅等の金属材料を用いることができる。
Such
このような抵抗体40としては、カーボン抵抗、金属被膜抵抗等の固定抵抗器を用いることができる。本実施形態では、この抵抗体40の電気抵抗値は、50〜500Ωの範囲内で設定されている。なお、抵抗体40の電気抵抗値は、50〜200Ωの範囲内で設定されていることがより好ましい。リード部42,43の電気抵抗値は、抵抗本体部41の電気抵抗値に比べて格段に小さいため、抵抗体40の電気抵抗値は、抵抗本体部41の電気抵抗値におおよそ近似することができる。
As such a
本実施形態では、抵抗本体部41の両端からリード部42,43が延びるいわゆるアキシャルタイプの抵抗体40を用いているが、特にこれに限定されず、抵抗本体部41の同一側から平行に延びる2つのリード部を有するいわゆるラジアルタイプの抵抗体を用いてもよい。また、抵抗体40は、抵抗本体部41を外部と電気的に接続することが可能な接続部を有していれば、リード部42,43を有していなくてもよい。
In this embodiment, the so-called
外装部材50は、図1及び図2に示すように、上側部材51と下側部材52とを備えている。上側部材51は、ラミネートフィルムを成形することで形成されており、上述した電極ユニット20を収容することが可能な凹部511を中央に有している。下側部材52も同様に、ラミネートフィルムを成形することで形成されており、電極ユニット20が収容可能な凹部521を中央に有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上側部材51及び下側部材52を構成するラミネートフィルムは、図2の拡大図に示すように、アルミニウムやステンレス等から構成される金属箔50aと、当該金属箔50aの両面にそれぞれ積層された第1及び第2の樹脂フィルム50b,50cと、を備えており、適度な可撓性を有している。金属箔50aの内面に積層された第1の樹脂フィルム50bは、耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂材料から構成されている。一方、金属箔50aの外面に積層された第2の樹脂フィルム50cは、電気絶縁性に優れた樹脂材料から構成されている。第1及び第2の樹脂フィルム50b,50cを構成する材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン等を例示することができる。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the laminate film constituting the
上側部材51の外周縁と下側部材52の外周縁とは、第1の樹脂フィルム50bが相互に熱融着されることによって接合されている。これにより、外装部材50の全周に亘って、当該外装部材50を封止する封止部分53が形成され、互いに対向配置された凹部511,521により形成される空間に電極ユニット20、リチウム供給板30、及び抵抗体40が収容されている。
The outer peripheral edge of the
正極端子60は、図1〜図3に示すように、外装部材50の内側から外側に延びる板状の部材である。この正極端子60の端部61は、外装部材50の一方の端部から当該外装部材50の外部に向けて露出している。正極端子60の端部62は、外装部材50の内部に位置している。この端部62の近傍には、電極ユニット20の正極板21のリード部213が溶接等により接合されている。この正極端子60は、アルミニウムを主成分とする金属、すなわちアルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材から構成されている。なお、基材の表面にニッケル又は錫等のめっき処理層や、クラッド処理されたニッケル層等が形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
負極端子70は、図1及び図2に示すように、外装部材50の内側から外側に延びている。この負極端子70の端部71は、外装部材50の他方の端部から当該外装部材50の外部に向けて露出している。負極端子70の端部72は、外装部材50の内部に位置している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この負極端子70の端部72には、図2、図4、及び図5に示すように、負極板22のリード部223と、抵抗体40のリード部43とが、異なる部分で溶接等により接合されている。具体的には、負極板22のリード部223は、負極端子70の端部72近傍に接合されている。抵抗体40のリード部43は、負極端子70と負極板22のリード部223との接合部分よりも端部71側に位置する部分に接合されている。この抵抗体40のリード部42には、リチウム供給板30のリード部312が接続されている。蓄電デバイス10においては、抵抗体40及び負極端子70を介して、電極ユニット20の負極板22とリチウム供給板30とが電気的に接続された状態となっている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
この負極端子70は、銅を主成分とする金属、すなわち銅又は銅合金からなる基材から構成されている。なお、基材の酸化を防止するために、負極端子70の表面にニッケル又は錫等のめっき処理層や、クラッド処理されたニッケル層等が形成されていてもよい。正極端子60及び負極端子70の外形形状や厚さは、蓄電デバイス10の仕様に応じて適宜選択することができる。
The
次に、本実施形態の蓄電デバイス10の作用について説明する。
Next, the operation of the
図6(a)及び図6(b)は本発明の一実施の形態に係る蓄電デバイスの作用を説明するための図である。 FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams for explaining the operation of the electricity storage device according to the embodiment of the present invention.
本実施形態の蓄電デバイス10では、電極ユニット20の負極板22に対するリチウムイオンのプレドープは、以下のように実行される。まず、上述のように接合された電極ユニット20、リチウム供給板30、及び抵抗体40を上側部材51及び下側部材52の間に収容する。正極端子60及び負極端子70の一部が外部に露出するように上側部材51及び下側部材52の間にこれらを挟み込み、当該上側部材51及び下側部材52を熱溶着等により接合する。この際、外装部材50のうち正極端子60及び負極端子70が突出する辺以外の一辺を開口したままの状態とする。
In the
そして、外装部材50の開口部分から、電解液を外装部材50内に注入する。電解液を注入した後、外装部材50の開口部分を熱融着等により接合する。電極ユニット20とリチウム供給板30は、注入された電解液に浸漬される。これにより、リチウム供給板30から電極ユニット20の負極板22に対するリチウムイオンの移動経路が確保される。つまり、蓄電デバイス10において、リチウムイオンのプレドープが開始する。
Then, an electrolytic solution is injected into the
電極ユニット20の積層方向に沿ってリチウム供給板30から電解液中にリチウムイオンが放出されると、図6(a)に示すように、当該リチウム供給板30から電極ユニット20の負極板22に対して電子が移動する。すなわち、リチウム供給板30及び負極板22との電位差に応じて、相互に電気的に接続される当該リチウム供給板30及び負極板22の間に電流が流れる。
When lithium ions are released from the
この際、本実施形態の蓄電デバイス10は、リチウム供給板30が抵抗体40を介して負極端子70と電気的に接続される構造を有している。このため、抵抗体を用いない場合と比較して、電子が抵抗体40を通過する様になる事から、プレドープ開始直後のリチウム供給板30及び負極板22の間での電子の移動が緩やかとなる。これにより、リチウム供給板30及び負極板22の間で流れる電流が過大となるのが抑制される。
At this time, the
リチウム供給板30から負極板22に移動した電子により、電解液中のリチウムイオンが当該負極板22にドープされる前に、電解液の組成物とリチウムイオンとの間で
[数1]
2DMC+2Li++2e−→CH3OLi+CH3OCOOLi+CH3OCOCH3
[数2]
2EC+2Li++2e−→(CH2OCO2Li)2+CH2=CH2
という化学反応が生じる。なお、上記反応式は、電解液としてエチレンカーボネート(Ethylene Carbonate,EC)及びジメチルカーボネート(Dimethyl Carbonate,DMC)を混合した混合液を用いた場合を示している。
Before the lithium ions in the electrolytic solution are doped into the
2DMC + 2Li + + 2e - →
[Equation 2]
2EC + 2Li + + 2e − → (CH 2 OCO 2 Li) 2 + CH 2 = CH 2
A chemical reaction occurs. In addition, the said reaction formula has shown the case where the liquid mixture which mixed ethylene carbonate (Ethylene Carbonate, EC) and dimethyl carbonate (Dimethyl Carbonate, DMC) is used as electrolyte solution.
上記[数1]式及び[数2]式に示す化学反応は、単電子反応である。この[数1]式及び[数2]式に示す化学反応(単電子反応)による反応生成物(CH3OLi、CH3OCOOLi、(CH2OCOOLi)2)により、図6(b)に示すように、負極板22の表面にSEIが形成される。このSEIは、リチウムイオンの透過性を有する層であり、その厚みや構成物質に応じてリチウムイオンの透過性に対する抵抗が増減する。なお、SEIは、電解液の分解反応を抑制する保護層としても機能する。
The chemical reactions shown in the above [Equation 1] and [Equation 2] are single electron reactions. The reaction product (CH 3 OLi, CH 3 OCOOLi, (CH 2 OCOOLi) 2 ) resulting from the chemical reaction (single-electron reaction) shown in the [Equation 1] and [Equation 2] is shown in FIG. Thus, SEI is formed on the surface of the
ここで、従来の蓄電デバイスでは、電極ユニットの負極板とリチウム供給板とが電気的に直接接続されている。このような蓄電デバイスでプレドープを行う場合、電解液中のリチウムイオンが負極板にドープされる前に、電解液の組成物とリチウムイオンとの間で、上記[数1]式及び[数2]式に示す化学反応に加えて、
[数3]
DMC+2Li++2e−→Li2CO3+CH2=CH2
[数4]
EC+2Li++2e−→Li2CO3+CH2=CH2
という化学反応が生じる。
Here, in the conventional electricity storage device, the negative electrode plate of the electrode unit and the lithium supply plate are electrically connected directly. When pre-doping with such an electricity storage device, before the lithium ion in the electrolytic solution is doped into the negative electrode plate, the above [Equation 1] and [Equation 2] between the composition of the electrolytic solution and the lithium ion. In addition to the chemical reaction shown in the formula,
[Equation 3]
DMC + 2Li + + 2e − → Li 2 CO 3 + CH 2 = CH 2
[Equation 4]
EC + 2Li + + 2e − → Li 2 CO 3 + CH 2 = CH 2
A chemical reaction occurs.
上記[数3]式及び[数4]式に示す化学反応は、多電子反応である。従来の蓄電デバイスだと、この[数3]式及び[数4]式に示す化学反応(多電子反応)による反応生成物(Li2CO3)がSEIに混在してしまい、不均質なSEIが形成される。このような多電子反応の発生は、負極板及びリチウム供給板間に過大な電流が流れることに起因する。 The chemical reactions shown in the above [Equation 3] and [Equation 4] are multi-electron reactions. In the case of a conventional electricity storage device, the reaction product (Li 2 CO 3 ) resulting from the chemical reaction (multi-electron reaction) shown in the [Equation 3] and [Equation 4] is mixed in the SEI, resulting in a heterogeneous SEI. Is formed. The occurrence of such a multi-electron reaction is caused by an excessive current flowing between the negative electrode plate and the lithium supply plate.
この場合、蓄電デバイスにおいてプレドープが完了した後、充放電を繰り返すと、SEIの膜厚が比較的小さい箇所やリチウムイオンを透過しやすい物質で構成されている箇所(すなわち、抵抗の小さい箇所)で局所的にリチウムイオンのドーピングが行われる。このため、当該局所的にリチウムイオンのドーピングが行われる部分において、リチウム金属が析出したり、大きな負荷がかかるなどして、負極板が劣化し易くなる。この結果、蓄電デバイスのサイクル特性が低下するおそれがある。 In this case, when pre-doping is completed in the electricity storage device, when charging / discharging is repeated, the SEI film thickness is relatively small or the portion made of a substance that easily transmits lithium ions (that is, the portion having low resistance). Lithium ion doping is performed locally. For this reason, in the portion where the lithium ions are locally doped, lithium metal is deposited or a large load is applied, so that the negative electrode plate is easily deteriorated. As a result, the cycle characteristics of the electricity storage device may be deteriorated.
これに対し、本実施形態の蓄電デバイス10では、リチウム供給板30が抵抗体40を介して負極端子70と電気的に接続されている。このため、抵抗体を用いない場合と比較して、電子が抵抗体40を通過する様になる事から、プレドープ開始直後のリチウム供給板30及び負極板22の間での電子の移動が緩やかとなり、リチウム供給板30及び負極板22間の電子の移動を十分に制限する事ができる様になるため、リチウム供給板30及び負極板22の間で流れる電流が過大となるのが抑制される。これにより、電極ユニット20の負極板22において、多電子反応の発生を抑え、当該負極板22の表面により均質な膜を有するSEIを形成することができる。このような蓄電デバイス10では、プレドープが完了した後、蓄電デバイス10で充放電を繰り返す際、当該負極板22が劣化し難いので、蓄電デバイス10のサイクル特性の低下を抑制することができる。サイクル特性とは、蓄電デバイス10を所定電圧まで充電し、その後放電するという1サイクルを繰り返し行った後の蓄電デバイス10の静電容量維持率及び内部抵抗変化率のことをいう。
On the other hand, in the
なお、リチウム供給板と負極端子との間の電気抵抗値が小さすぎると、負極板及びリチウム供給板間の電子の移動が十分に制限できず、結果として当該負極板が劣化し易くなるおそれがある。これに対し、本実施形態では、抵抗体40の電気抵抗値を50Ω以上に設定することで、負極板の劣化を抑制しており、その結果、蓄電デバイス10のサイクル特性の低下を抑制している。
If the electric resistance value between the lithium supply plate and the negative electrode terminal is too small, the movement of electrons between the negative electrode plate and the lithium supply plate cannot be sufficiently restricted, and as a result, the negative electrode plate may be easily deteriorated. is there. On the other hand, in this embodiment, the deterioration of the negative electrode plate is suppressed by setting the electric resistance value of the
一方、リチウム供給板と負極端子との間の電気抵抗値が大きすぎると、負極板及びリチウム供給板間の電子の移動が過剰に制限されてしまい、当該負極板に対するリチウムイオンのドーピングが完了するまでに長時間を要してしまう。この場合、蓄電デバイスの生産性が低下するおそれがある。また、結果として、リチウムイオンのドーピングが不十分となってしまい、蓄電デバイスの初期特性が低下するおそれがある。 On the other hand, if the electrical resistance value between the lithium supply plate and the negative electrode terminal is too large, the movement of electrons between the negative electrode plate and the lithium supply plate is excessively limited, and the doping of lithium ions into the negative electrode plate is completed. It takes a long time to complete. In this case, the productivity of the electricity storage device may be reduced. As a result, the doping of lithium ions becomes insufficient, and the initial characteristics of the electricity storage device may be degraded.
これに対し、本実施形態では、抵抗体40の電気抵抗値を500Ω以下に設定することで、当該負極板に対するリチウムイオンのドーピングが完了するまでに長時間を要してしまうのを抑え、蓄電デバイス10の生産性の低下の抑制を図っている。
On the other hand, in this embodiment, by setting the electric resistance value of the
また、本実施形態では、抵抗体40の電気抵抗値を500Ω以下に設定することで、リチウムイオンのドーピングを十分に行うことができるので、初期特性のより優れた蓄電デバイス10を得ることができる。なお、蓄電デバイス10の初期特性とは、蓄電デバイス10を所定電圧まで充電し、その後放電するという1サイクルを行った直後の初期状態における静電容量及び内部抵抗値のことをいう。
Further, in this embodiment, by setting the electric resistance value of the
また、本実施形態の抵抗体40は、リチウム供給板30及び負極端子70と溶接等により接合するだけで比較的簡単に取り付けることができるので、生産コストや生産工程を増大させるのを抑制しつつ、上述の作用・効果を得ることができる。また、本実施形態では、抵抗体40を交換するだけで、比較的容易に電気抵抗値を変化させることができる。
Moreover, since the
また、本実施形態では、負極端子70と負極板22のリード部223との接合部分と、負極端子70とリチウム供給板30のリード部312との接合部分とが、異なる部分となっている。このため、負極端子70とリチウム供給板30との間の導通経路長及び負極端子70と各負極板22との間の導通経路長がより均等になり易くなっている。これにより、負極端子70とリチウム供給板30との間の電気抵抗値および負極端子70と各負極板22との間の電気抵抗値がより均等となり易くなるので、リチウム供給板30から各負極板22に対するリチウムイオンのドーピングを均等に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the joint portion between the
以上に説明した蓄電デバイス10の外形形状(大きさや厚さ)、容量、出力電圧等の仕様は、用途に応じて適宜設定される。また、複数の蓄電デバイス10を電気的に直列接続することで出力電圧を調整することができ、複数の蓄電デバイス10を電気的に並列接続することで、蓄電容量を調整することができる。
Specifications such as the external shape (size and thickness), capacity, and output voltage of the
複数の蓄電デバイス10から構成される蓄電モジュール1の一例について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は本発明の実施形態における蓄電モジュールを示す斜視図、図8は図7に示す蓄電モジュールの等価回路図である。
An example of the
本実施形態における蓄電モジュール1は、図7及び図8に示すように、相互に積層された複数(本例では10個)の蓄電デバイス10を備えている。これらの蓄電デバイス10は、下段の蓄電デバイス10の正極端子60が上段の蓄電デバイス10の負極端子70に対向するように積層されている。相互に隣り合う蓄電デバイス10の間には、電気絶縁材料から構成される支持部材2がそれぞれ介装されており、当該支持部材2の四隅に形成された貫通孔にボルト3を挿通して締結することで、複数の蓄電デバイス10が固定されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
また、下段の蓄電デバイス10の正極端子60と、上段の蓄電デバイス10の負極端子70とが、接続部材4を用いて直接接続されている。そして、10個の蓄電デバイス10のうち最上段の蓄電デバイス10の正極端子60が、蓄電モジュール1の正極入出力端子5を構成している。一方、10個の蓄電デバイス10のうち最下段の蓄電デバイス10の負極端子70が、蓄電モジュール1の負極入出力端子6を構成している。
Further, the
このような蓄電モジュール1についても、各蓄電デバイス10において、リチウム供給板30が抵抗体40を介して負極端子70と電気的に接続されており、当該抵抗体の電気抵抗値が50Ω〜500Ωであることで、当該蓄電モジュール1のサイクル特性の低下を抑制することができる。
Also in such an
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
たとえば、本実施形態では、正極端子60と負極端子70とが、外装部材50の異なる端部から外部に向けて延出しているが、特に上述に限定されず、正極端子と負極端子とが外装部材の同じ端部から外部に向けて延出していてもよい。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、上側部材51の外周縁と下側部材52の外周縁とを、外装部材50の全周に亘り封止することで外装部材50を構成しているが、外装部材の構造は特に上述に限定されない。たとえば、1つの矩形状の外装部材を用意し、一端と他端とが互いに対向する様に1つの矩形状の外装部材を長辺の中心部分から二枚折りにして、その二枚折りにした外装部材の4つの端部のうち、折り曲げた部分以外の端部に正極端子及び負極端子を配置し、当該折り曲げた部分を含む端部以外の3つの端部を封止することで外装部材を構成してもよい。
In the present embodiment, the
以下に、本発明をさらに具現化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例及び比較例は、上述した実施形態における蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果を確認するためのものである。 The effects of the present invention were confirmed by examples and comparative examples that further embody the present invention. The following examples and comparative examples are for confirming the effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the electricity storage device in the above-described embodiment.
<実施例1>
実施例1では、リチウムイオンキャパシタを作製した。カルボキシルメチルセルロースナトリウム塩を水に溶解し、3wt%のカルボキシルメチルセルロースナトリウム塩水溶液を得た。この水溶液にハードカーボン、アセチレンブラック、スチレン−ブタジエンゴム、及び水を混合した。この場合、各材料の重量比は、ハードカーボン:アセチレンブラック:スチレン−ブタジエンゴム:カルボキシルメチルセルロースナトリウム塩=90:4:3:3の割合とした。以上より、負極板に用いるスラリーを得た。次に、径110μmの貫通孔が175μmで相互に等間隔に形成された厚さ15μmの銅製エッチング箔の両面に、乾燥後の目付量が60g/m2となるよう準備したスラリーを塗工した。塗工したスラリーを乾燥させ、厚さ30μmの負極活物質層を銅製エキスパンドメタルの両面に形成した。以上により、厚さ75μmの負極板中間体を得た。次に、負極板中間体を切断加工して、本体部とリード部とを有する正極集電体を形成した。なお、リード部の両面には負極活物質層を形成せず、銅製エキスパンドメタルを露出させた。本体部の寸法は、幅26mm、長さ40mmとした。リード部の寸法は、幅4mm、長さ10mmとした。以上のような負極板を6枚準備した。
<Example 1>
In Example 1, a lithium ion capacitor was produced. Carboxymethylcellulose sodium salt was dissolved in water to obtain a 3 wt% aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose salt. Hard carbon, acetylene black, styrene-butadiene rubber, and water were mixed in this aqueous solution. In this case, the weight ratio of each material was set to a ratio of hard carbon: acetylene black: styrene-butadiene rubber: carboxymethyl cellulose sodium salt = 90: 4: 3: 3. From the above, a slurry used for the negative electrode plate was obtained. Next, the prepared slurry was applied to both surfaces of a 15 μm-thick copper etching foil in which through-holes having a diameter of 110 μm were formed at equal intervals of 175 μm so that the basis weight after drying was 60 g / m 2 . . The coated slurry was dried, and a negative electrode active material layer having a thickness of 30 μm was formed on both surfaces of a copper expanded metal. Thus, a negative electrode plate intermediate body having a thickness of 75 μm was obtained. Next, the negative electrode plate intermediate was cut to form a positive electrode current collector having a main body portion and a lead portion. In addition, the negative electrode active material layer was not formed on both surfaces of the lead portion, and the copper expanded metal was exposed. The dimensions of the main body were 26 mm wide and 40 mm long. The dimensions of the lead part were 4 mm wide and 10 mm long. Six negative electrode plates as described above were prepared.
カルボキシルメチルセルロースナトリウム塩を水に溶解し、3wt%のカルボキシルメチルセルロースナトリウム塩水溶液を得た。この水溶液に、活性炭、アセチレンブラック、スチレン−ブタジエンゴム、及び水を混合した。この場合、各材料の重量比は、活性炭:アセチレンブラック:スチレン−ブタジエンゴム:カルボキシルメチルセルロースナトリウム塩=84:6:6:4の割合とした。以上により、正極板に用いるスラリーを得た。次に、径2〜3μmの複数の貫通孔がそれぞれ不等間隔に形成された厚さ30μmのアルミニウム製エッチング箔の両面に、乾燥後の目付量が60g/cm2となるよう準備したスラリーを塗工した。塗工したスラリーを乾燥させ、厚さ60μmの正極活物質層をアルミニウム製エキスパンドメタルの両面に形成した。以上により、厚さ150μmの正極板中間体を得た。次に、正極板中間体を切断加工して、本体部とリード部とを有する正極集電体を形成した。なお、リード部の両面には正極活物質層を形成せず、アルミニウム製エキスパンドメタルを露出させた。本体部の寸法は、幅26mm、長さ40mmとした。リード部の寸法は、幅4mm、長さ10mmとした。以上のような正極板を5枚準備した。 Carboxymethylcellulose sodium salt was dissolved in water to obtain a 3 wt% aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose salt. Activated carbon, acetylene black, styrene-butadiene rubber, and water were mixed with this aqueous solution. In this case, the weight ratio of each material was a ratio of activated carbon: acetylene black: styrene-butadiene rubber: carboxymethyl cellulose sodium salt = 84: 6: 6: 4. The slurry used for a positive electrode plate was obtained by the above. Next, a slurry prepared so that the weight per unit area after drying is 60 g / cm 2 on both surfaces of a 30 μm-thick aluminum etching foil in which a plurality of through-holes having a diameter of 2 to 3 μm are formed at unequal intervals, respectively. Coated. The coated slurry was dried, and a positive electrode active material layer having a thickness of 60 μm was formed on both surfaces of an aluminum expanded metal. Thus, a positive electrode plate intermediate having a thickness of 150 μm was obtained. Next, the positive electrode plate intermediate was cut to form a positive electrode current collector having a main body portion and a lead portion. The positive electrode active material layer was not formed on both surfaces of the lead part, and the aluminum expanded metal was exposed. The dimensions of the main body were 26 mm wide and 40 mm long. The dimensions of the lead part were 4 mm wide and 10 mm long. Five positive electrode plates as described above were prepared.
厚さ25μmのセルロース製のセパレータを12枚準備した。セパレータの寸法は、幅30mm、長さ44mmとした。 Twelve separators made of cellulose having a thickness of 25 μm were prepared. The separator was 30 mm wide and 44 mm long.
セパレータ、負極板、セパレータ、正極板、セパレータの順にこれらを積層し、セパレータ12枚、負極板6枚、正極板5枚からなる電極ユニットを形成した。電極ユニットの最上段は、負極板が配置されるようにした。 A separator, a negative electrode plate, a separator, a positive electrode plate, and a separator were laminated in this order to form an electrode unit composed of 12 separators, 6 negative plates, and 5 positive plates. The negative electrode plate was arranged on the uppermost stage of the electrode unit.
厚さ30μmの銅板を切断加工して、本体部とリード部とを有するリチウム極集電体を形成した。本体部の寸法は、幅26mm、長さ40mmとした。リード部の寸法は、幅4mm、長さ10mmとした。次に、本体部の一方の主面に対して金属リチウム箔を貼り合わせた。金属リチウム箔の寸法は、幅26mm、長さ40mmとした。以上により、リチウム供給板を得た。 A copper plate having a thickness of 30 μm was cut to form a lithium electrode current collector having a main body portion and a lead portion. The dimensions of the main body were 26 mm wide and 40 mm long. The dimensions of the lead part were 4 mm wide and 10 mm long. Next, a metal lithium foil was bonded to one main surface of the main body. The dimensions of the metal lithium foil were 26 mm wide and 40 mm long. Thus, a lithium supply plate was obtained.
抵抗本体部と、当該抵抗本体部の両端から延出する2つの銅製リード部を有する抵抗体を準備した。抵抗本体部としてはカーボン抵抗を用いた。抵抗体の電気抵抗値は50Ωとした。 A resistor body having a resistor main body and two copper lead portions extending from both ends of the resistor main body was prepared. Carbon resistance was used as the resistance main body. The electrical resistance value of the resistor was 50Ω.
幅5mm、長さ40m、厚さ0.1mmのニッケルメッキ銅製負極端子を準備した。また、幅5mm、長さ40mm、厚さ0.1mmのアルミ製正極端子を準備した。 A nickel-plated copper negative electrode terminal having a width of 5 mm, a length of 40 m, and a thickness of 0.1 mm was prepared. Moreover, the aluminum positive electrode terminal of width 5mm, length 40mm, and thickness 0.1mm was prepared.
リチウム供給板のリード部に抵抗体の一方のリード部を抵抗溶接により接合した。その後、リチウム供給板のリード部全体をカプトンテープで捲回した。電極ユニットの最下段側にリチウム金属箔が位置するように、電極ユニットとリチウム供給板とを対向させて重ね、幅70mm、長さ44mmのセパレータにより電極ユニットとリチウム供給板の積層体の外周を捲回し、当該セパレータの両端同士をカブトンテープで固定した。各正極板のリード部と正極端子とを重ねて配置し、これらをまとめて超音波溶接により接合した。各負極板のリード部と負極端子とを重ねて配置し、これらをまとめて抵抗溶接により接合した。抵抗体の他方のリード部を、負極板のリード部と負極端子との接合部分と異なる部分で、当該負極端子と抵抗溶接により接合した。 One lead portion of the resistor was joined to the lead portion of the lithium supply plate by resistance welding. Thereafter, the entire lead portion of the lithium supply plate was wound with Kapton tape. The electrode unit and the lithium supply plate are stacked facing each other so that the lithium metal foil is positioned on the lowermost side of the electrode unit, and the outer periphery of the laminate of the electrode unit and the lithium supply plate is separated by a separator having a width of 70 mm and a length of 44 mm. The both ends of the separator were fixed with kabuton tape. The lead part of each positive electrode plate and the positive electrode terminal were arranged to overlap each other, and these were joined together by ultrasonic welding. The lead part of each negative electrode plate and the negative electrode terminal were arranged to overlap each other, and these were joined together by resistance welding. The other lead portion of the resistor was joined to the negative electrode terminal by resistance welding at a portion different from the joint portion between the lead portion of the negative electrode plate and the negative electrode terminal.
ポリプロピレン、アルミニウム、及びポリプロピレンが順に積層された外装部材を2枚準備した。外装部材の寸法は、幅80mm、長さ60mmとした。上述の電極ユニット、リチウム供給板、及び抵抗体を2枚の外装部材の間に挟み込み、負極端子及び正極端子の一部を2枚の外装部材から露出させた状態で、2枚の外装部材の周縁の3辺を熱溶着により接合した。 Two exterior members in which polypropylene, aluminum, and polypropylene were sequentially laminated were prepared. The dimensions of the exterior member were 80 mm width and 60 mm length. The above-mentioned electrode unit, lithium supply plate, and resistor are sandwiched between two exterior members, and the negative electrode terminal and a part of the positive electrode terminal are exposed from the two exterior members. Three sides of the periphery were joined by heat welding.
各材料の体積比がエチレンカーボネー:プロピレンカーボネート:ジエチルカーボネート=3:1:4の割合で混合した混合溶媒に1.2mol/LのLiPF6を溶かした電解液を準備した。外装部材のうち接合されていない開口部分から電解液を2L注入した。外装部材の開口部分を熱溶着により接合した。以上により、蓄電デバイスを得た。この蓄電デバイスを、9日間放置して、プレドープを行った。以上の試験サンプルを用いて以下の試験を行った。 An electrolyte solution in which 1.2 mol / L LiPF6 was dissolved in a mixed solvent in which the volume ratio of each material was mixed at a ratio of ethylene carbonate: propylene carbonate: diethyl carbonate = 3: 1: 4 was prepared. 2 L of the electrolyte was injected from the opening portion of the exterior member that was not joined. The opening part of the exterior member was joined by heat welding. Thus, an electricity storage device was obtained. The electricity storage device was left for 9 days and pre-doped. The following tests were conducted using the above test samples.
≪性能評価試験≫
得られた試験サンプルに対して、0.2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が3.8Vになるまで30分間充電し、さらに、3.8Vの定電圧充電を30分間行った。その後、0.2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が2.2Vになるまで6分間放電した。試験サンプルの放電完了後の静電容量を東陽テクニカ製580型充放電システムにより測定した。また、上記の放電システムの放電試験の測定結果を元に静電容量を下記[数5]式より算出した。
[数5]
静電容量(F)=放電電流(A)×放電時間(S)/(放電直前の電圧(V)−放電直後の電圧(V))
このときの静電容量を試験サンプルの初期特性の静電容量とした。また、試験サンプルの放電完了後の内部抵抗値を放電試験の結果を元に、IRドロップ法により測定した。このときの試験サンプルの内部抵抗を試験サンプルの初期特性の内部抵抗値とした。
≪Performance evaluation test≫
The obtained test sample was charged with a constant current of 0.2 A for 30 minutes until the output voltage of the test sample reached 3.8 V, and further charged with a constant voltage of 3.8 V for 30 minutes. Thereafter, the test sample was discharged for 6 minutes at a constant current of 0.2 A until the output voltage of the test sample reached 2.2V. The electrostatic capacity after completion of the discharge of the test sample was measured by a 580 type charge / discharge system manufactured by Toyo Technica. Moreover, the electrostatic capacity was calculated from the following [Equation 5] based on the measurement result of the discharge test of the discharge system.
[Equation 5]
Capacitance (F) = discharge current (A) × discharge time (S) / (voltage immediately before discharge (V) −voltage immediately after discharge (V))
The capacitance at this time was set as the capacitance of the initial characteristics of the test sample. Moreover, the internal resistance value after completion of the discharge of the test sample was measured by the IR drop method based on the result of the discharge test. The internal resistance of the test sample at this time was defined as the internal resistance value of the initial characteristics of the test sample.
そして、試験サンプルに対して、2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が3.8Vになるまで36秒間充電した後、2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が2.2Vになるまで36秒間放電する充放電サイクルを10,000回繰り返し行った。充放電サイクルの完了後、試験サンプルに対して、0.2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が3.8Vになるまで30分間充電し、さらに、3.8Vの定電圧充電を30分間行った。その後、0.2Aの定電流にて試験サンプルの出力電圧が2.2Vになるまで6分間放電した。試験サンプルの放電完了後の静電容量を上記測定装置および測定方法と同様の方法により測定した。このときの静電容量を試験サンプルの性能評価試験後の静電容量とした。また、試験サンプルの放電完了後の内部抵抗値を上記測定方法と同様の方法により測定した。このときの内部抵抗値を試験サンプルの性能評価試験後の内部抵抗値とした。初期特性の静電容量に対する性能評価試験後の静電容量の比率を静電容量維持率として算出した。また、初期特性の内部抵抗値に対する性能評価試験後の内部抵抗値の比率を内部抵抗変化率として算出した。 The test sample is charged for 36 seconds at a constant current of 2A until the output voltage of the test sample reaches 3.8V, and then the output voltage of the test sample reaches 2.2V at a constant current of 2A. The charge / discharge cycle of discharging for 36 seconds was repeated 10,000 times. After the charge / discharge cycle is completed, the test sample is charged with a constant current of 0.2 A for 30 minutes until the output voltage of the test sample becomes 3.8 V, and further, a constant voltage charge of 3.8 V is performed for 30 minutes. went. Thereafter, the battery was discharged for 6 minutes at a constant current of 0.2 A until the output voltage of the test sample reached 2.2V. The capacitance of the test sample after the completion of discharge was measured by the same method as the above measuring apparatus and measuring method. The capacitance at this time was taken as the capacitance after the performance evaluation test of the test sample. Moreover, the internal resistance value after completion of the discharge of the test sample was measured by the same method as the above measurement method. The internal resistance value at this time was defined as the internal resistance value after the performance evaluation test of the test sample. The ratio of the capacitance after the performance evaluation test to the capacitance of the initial characteristics was calculated as the capacitance retention rate. Further, the ratio of the internal resistance value after the performance evaluation test to the internal resistance value of the initial characteristics was calculated as the internal resistance change rate.
静電容量維持率が95%以上及び内部抵抗変化率が120%以下である場合には、サイクル特性の低下の抑制効果が優れる「○(良)」と判定した。静電容量維持率が95%以上及び内部抵抗変化率が120%以下であるが、初期特性の静電容量が38F以下、又は初期特性の内部抵抗値が163mΩ以上の場合には、蓄電デバイスの性能が劣る「△(不可)」と判定した。静電容量維持率が95%未満又は内部抵抗変化率が120%より大きい場合には、サイクル特性の低下の抑制効果が劣る「×(不良)」とした。この結果を表1に示す。 When the capacitance retention rate was 95% or more and the internal resistance change rate was 120% or less, it was determined that “◯ (good)” was excellent in the effect of suppressing deterioration in cycle characteristics. When the capacitance maintenance rate is 95% or more and the internal resistance change rate is 120% or less, but the initial characteristic capacitance is 38F or less, or the initial characteristic internal resistance value is 163 mΩ or more, It was determined that the performance was inferior “Δ (impossible)”. When the capacitance retention rate was less than 95% or the internal resistance change rate was greater than 120%, “x (defect)” was indicated that the effect of suppressing deterioration in cycle characteristics was inferior. The results are shown in Table 1.
<実施例2>
抵抗体の電気抵抗値が200Ωであること以外は、実施例1と同様にして試験サンプルを作製した。この試験サンプルに対し、性能評価試験を行った。その結果を表1に示す。
<Example 2>
A test sample was produced in the same manner as in Example 1 except that the electric resistance value of the resistor was 200Ω. A performance evaluation test was performed on this test sample. The results are shown in Table 1.
<実施例3>
抵抗体の電気抵抗値が500Ωであること以外は、実施例1と同様にして試験サンプルを作製した。この試験サンプルに対し、性能評価試験を行った。その結果を表1に示す。
<Example 3>
A test sample was produced in the same manner as in Example 1 except that the resistance value of the resistor was 500Ω. A performance evaluation test was performed on this test sample. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
抵抗体を用いず、負極板のリード部、リチウム供給板のリード部、及び負極端子を重ねて配置し、これらをまとめて抵抗溶接により接合したこと以外は、実施例1と同様にして試験サンプルを作製した。この試験サンプルに対し、性能評価試験を行った。その結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
A test sample was used in the same manner as in Example 1 except that the lead part of the negative electrode plate, the lead part of the lithium supply plate, and the negative electrode terminal were stacked and joined together by resistance welding without using a resistor. Was made. A performance evaluation test was performed on this test sample. The results are shown in Table 1.
<比較例2>
抵抗体の電気抵抗値が10Ωであること以外は、実施例1と同様にして試験サンプルを作製した。この試験サンプルに対し、性能評価試験を行った。その結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
A test sample was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrical resistance value of the resistor was 10Ω. A performance evaluation test was performed on this test sample. The results are shown in Table 1.
<比較例3>
抵抗体の電気抵抗値が1000Ωであること以外は、実施例1と同様にして試験サンプルを作製した。この試験サンプルに対し、性能評価試験を行った。その結果を表1に示す。
<Comparative Example 3>
A test sample was produced in the same manner as in Example 1 except that the resistance value of the resistor was 1000Ω. A performance evaluation test was performed on this test sample. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、本実施例のうち実施例1〜実施例3については、蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果が優れること「○」が分かった。一方、比較例1及び2については、実施例1〜実施例3および比較例3よりも蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果が劣ること「×」が分かった。比較例3については、蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果はあるが、初期特性の静電容量が38F以下及び初期特性の内部抵抗値が163mΩ以上であるため、実施例1〜実施例3よりも蓄電デバイスの性能が劣ること「△」が分かった。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, it was found that “◯” indicates that the effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the electricity storage device is excellent. On the other hand, for Comparative Examples 1 and 2, it was found that “x” indicates that the effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the electricity storage device is inferior to that of Examples 1 to 3 and Comparative Example 3. Regarding Comparative Example 3, although there is an effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the electricity storage device, the capacitance of the initial characteristics is 38 F or less and the internal resistance value of the initial characteristics is 163 mΩ or more. “△” indicates that the performance of the electricity storage device is inferior to that.
以上のように、蓄電デバイスにおいて、負極端子と負極板とが電気的に接続されると共に、負極端子とリチウム供給板とが抵抗体を介して電気的に接続され、当該抵抗体の電気抵抗値が50Ω以上Ωである実施例1〜実施例3は、当該蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果を有することが確認された。これは、抵抗体を有さない、又は、抵抗体の電気抵抗値が50Ω未満であると、プレドープ開始直後にリチウム供給板及び負極板間に過大な電流が流れてしまい、当該負極板の表面に均質なSEIが形成されず、後の充放電サイクルにおいて負極板が劣化しているのに対し、抵抗体の電気抵抗値が50Ω以上であると、プレドープ開始直後にリチウム供給板及び負極板間に過大な電流が流れるのを抑制できるので、当該負極板の表面に比較的均質なSEIが形成することができ、その結果、後の充放電サイクルにおいて上記の負極板の劣化を抑制できたためと考えられる。 As described above, in the electricity storage device, the negative electrode terminal and the negative electrode plate are electrically connected, and the negative electrode terminal and the lithium supply plate are electrically connected via the resistor, and the electric resistance value of the resistor It was confirmed that Example 1 to Example 3 in which is 50Ω or more has an effect of suppressing a decrease in cycle characteristics of the electricity storage device. This is because if there is no resistor or the electrical resistance value of the resistor is less than 50Ω, an excessive current flows between the lithium supply plate and the negative electrode plate immediately after the start of pre-doping, and the surface of the negative electrode plate Homogeneous SEI is not formed, and the negative electrode plate is deteriorated in the subsequent charge / discharge cycle. On the other hand, if the electrical resistance value of the resistor is 50Ω or more, immediately after the start of pre-doping, between the lithium supply plate and the negative electrode plate Since it is possible to suppress excessive current from flowing to the surface of the negative electrode plate, relatively uniform SEI can be formed on the surface of the negative electrode plate, and as a result, deterioration of the negative electrode plate can be suppressed in the subsequent charge / discharge cycle. Conceivable.
また、上記の抵抗体の電気抵抗値が500Ω以下である実施例1〜実施例3は、合わせて蓄電デバイスの初期特性の低下の抑制効果を有することも確認された。これは、抵抗体の電気抵抗値が500Ωより大きいと、プレドープ開始直後にリチウム供給板及び負極板間に十分な電流が流れず、負極板に対するリチウムイオンのドーピングが不十分となるのに対し、抵抗体の電気抵抗値が500Ω以下であると、プレドープ開始直後にリチウム供給板及び負極板間に十分な電流が流れる様になり、上記の負極板に対するリチウムイオンのドーピングが十分となるためと考えられる。 Moreover, it was also confirmed that Example 1-Example 3 whose electrical resistance value of said resistor is 500 ohms or less has the inhibitory effect of the fall of the initial characteristic of an electrical storage device collectively. This is because, when the electrical resistance value of the resistor is larger than 500Ω, sufficient current does not flow between the lithium supply plate and the negative electrode plate immediately after the start of pre-doping, whereas the negative electrode plate is insufficiently doped with lithium ions. If the electrical resistance value of the resistor is 500Ω or less, a sufficient current flows between the lithium supply plate and the negative electrode plate immediately after the start of pre-doping, and the lithium ion doping to the negative electrode plate is sufficient. It is done.
以上により、上記の抵抗体の電気抵抗値が50Ω以上〜500Ωである実施例1〜実施例3は、蓄電デバイスのサイクル特性の低下の抑制効果および蓄電デバイスの初期特性の低下の抑制効果を有することが確認された。 As described above, Examples 1 to 3 in which the electrical resistance value of the resistor is 50Ω to 500Ω have the effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the power storage device and the effect of suppressing the decrease of the initial characteristics of the power storage device. It was confirmed.
1…蓄電モジュール
2…支持部材
3…ボルト
4…接続部材
5…正極入力端子
6…負極入力端子
10…蓄電デバイス
20…電極ユニット
21…正極板
211…正極集電体
212…本体部
212a…貫通孔
213…リード部
213a…先端
214…正極活物質層
214a…外縁部
22…負極板
221…負極集電体
222…本体部
222a…貫通孔
223…リード部
223a…先端
224…負極活物質層
224a…外縁部
23…セパレータ
30…リチウム供給板
31…リチウム極集電体
311…本体部
311a…貫通孔
312…リード部
312a…先端
32…リチウム供給源
40…抵抗体
41…抵抗本体部
42、43…リード
42a,43a…先端
50…外装部材
50a…金属箔
50b…第1の樹脂フィルム
50c…第2の樹脂フィルム
51…上側部材
511…凹部
52…下側部材
521…凹部
53…封止部分
60…正極端子
61,62…端部
70…負極端子
71,72…端部
DESCRIPTION OF
212 ... Main unit
212a ... through hole
213 ... Lead part
213a ... tip
214 ... Positive electrode active material layer
214a ...
222 ... Body part
222a ... through hole
223 ... Lead part
223a ... tip 224 ... negative electrode active material layer
224a ...
311a ... Through
312a ... tip 32 ...
Claims (3)
前記負極板にリチウムイオンを供給するリチウム供給板と、
前記正極板と電気的に接続された正極端子と、
前記負極板と電気的に接続されると共に、抵抗体を介して前記リチウム供給板と電気的に接続された負極端子と、を備え、
前記抵抗体の電気抵抗値は、50Ω〜500Ωである蓄電デバイス。 An electrode unit including a positive electrode plate and a negative electrode plate;
A lithium supply plate for supplying lithium ions to the negative electrode plate;
A positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode plate;
A negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode plate and electrically connected to the lithium supply plate via a resistor;
The electrical storage device in which the electrical resistance value of the resistor is 50Ω to 500Ω.
前記負極板は、第1の集電体を有し、
前記第1の集電体は、
負極活物質を含む層を保持する第1の本体部と、
前記第1の本体部から延びる第1のリード部と、を有し、
前記リチウム供給板は、第2の集電体およびリチウム供給源をさらに有し、
前記第2の集電体は、
前記リチウム供給源を保持する第2の本体部と、
前記第2の本体部から延びる第2のリード部と、を有し、
前記抵抗体は、
抵抗本体部と、
前記抵抗本体部を外部と電気的に接続する第1及び第2の接続部と、を有し、
前記第1のリード部は、前記負極端子と接合されており、
前記第2のリード部は、前記第1の接続部と接合されており、
前記第2の接続部は、前記第1のリード部と前記負極端子の接合部分と異なる部分で前記負極端子と接合されている蓄電デバイス。 The electricity storage device according to claim 1,
The negative electrode plate has a first current collector,
The first current collector is:
A first main body holding a layer containing a negative electrode active material;
A first lead portion extending from the first main body portion,
The lithium supply plate further includes a second current collector and a lithium supply source,
The second current collector is
A second main body for holding the lithium supply source;
A second lead portion extending from the second main body portion,
The resistor is
A resistance body,
First and second connection portions for electrically connecting the resistance main body portion to the outside, and
The first lead portion is joined to the negative terminal,
The second lead portion is joined to the first connection portion,
The power storage device in which the second connection portion is joined to the negative electrode terminal at a portion different from a joint portion between the first lead portion and the negative electrode terminal.
それぞれの前記蓄電デバイスは、直列又は並列に接続されている蓄電モジュール。 A power storage module comprising two or more power storage devices according to claim 1 or 2,
Each power storage device is a power storage module connected in series or in parallel.
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