JP2020145203A - 二次電池 - Google Patents
二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020145203A JP2020145203A JP2020085201A JP2020085201A JP2020145203A JP 2020145203 A JP2020145203 A JP 2020145203A JP 2020085201 A JP2020085201 A JP 2020085201A JP 2020085201 A JP2020085201 A JP 2020085201A JP 2020145203 A JP2020145203 A JP 2020145203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- secondary battery
- active material
- electrode active
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 127
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 42
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 31
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 abstract description 11
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 121
- 239000010408 film Substances 0.000 description 84
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 65
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 description 36
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 16
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 9
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 4
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015868 MSiO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018663 Mn O Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxane Chemical compound C1COCOC1 VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1COC(=O)O1 OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100031786 Adiponectin Human genes 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018989 CoSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019043 CoSn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017482 Cu 6 Sn 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005382 FeSn Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 101000775469 Homo sapiens Adiponectin Proteins 0.000 description 1
- JGFBQFKZKSSODQ-UHFFFAOYSA-N Isothiocyanatocyclopropane Chemical compound S=C=NC1CC1 JGFBQFKZKSSODQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012425 Li3Fe2 (PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013372 LiC 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011281 LiCoPO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010586 LiFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013709 LiNi 1-x M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013086 LiNiPO Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019021 Mg 2 Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016964 MnSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021314 NaFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018320 SbSn Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N butyric acid octyl ester Natural products CCCCCCCCOC(=O)CCC PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)C(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)F ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N n-butyric acid methyl ester Natural products CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
- H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
- H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
- H01M4/0447—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling of complete cells or cells stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に
、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、それらの
駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、二次電池用負
極、および二次電池に関する。
ゲーム機といったモバイル機器の隆盛に伴い、これらに搭載する小型・軽量かつ高エネル
ギー密度を有する二次電池の開発が急務であり、一部開発が行われている。
リチウムイオン二次電池の負極活物質として広く使用されている黒鉛は、理論容量密度が
372mAh/gであり、すでに理論容量に近い360mAh/g以上の容量密度が達成
されている。
質が検討されており、リチウムと合金化するケイ素(Si)、スズ(Sn)、ゲルマニウ
ム(Ge)、ガリウム(Ga)およびこれらの酸化物および合金等に注目が集まっている
。
池が開示されている。
は、充放電に伴う体積変化が大きいという性質がある。例えばケイ素はリチウムと合金化
することで約4倍もの体積に膨張する。
る、膨張する負極活物質と共に負極集電体が伸びて負極集電体にしわが生じる、等の問題
が生じていた。負極活物質が剥落すれば二次電池の容量が低下してしまう。また負極集電
体に大きなしわ生じると、外装体を含む二次電池の体積が大きくなってしまい、二次電池
としてのエネルギー密度が低下してしまう。
とする。具体的には、負極活物質の合金化に伴う膨張を吸収可能な負極、および該負極を
用いた二次電池を提供することを課題とする。
を搭載した電子機器などを提供することを課題とする。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、必ずしも、これらの課題
の全てを解決する必要はない。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。
数の凹凸を設ける。負極活物質層に設けられた複数の凹凸で、負極活物質の膨張を吸収し
、変形を抑制することができる。また負極集電体に設けられた複数の凹凸で、負極活物質
の膨張および収縮に伴う負極集電体の変形を抑制することができる。
電体と、負極活物質層とを有し、負極活物質層は、負極活物質としてケイ素を含む化合物
を有し、負極活物質層は、第1の凹凸および第2の凹凸を有し、負極集電体は、第3の凹
凸および第4の凹凸を有し、負極活物質層の第1の凹凸と、負極集電体の第3の凹凸が重
畳し、負極活物質層の第2の凹凸と、負極集電体の第4の凹凸が重畳する二次電池である
。
具体的には、負極活物質の合金化に伴う膨張を吸収可能な負極、および該負極を用いた二
次電池を提供することができる。
を提供することができる。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。
以下の説明に限定されず、その形態およ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。また、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。
合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信
号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。
、実際の位置、大きさ、長さ、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、長さ、範囲などに限定されない。
である。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る二次電池に用いることのできる負極について、
図1乃至図3を用いて説明する。
あり、図中のX1−X2断面を図1(B)、Y1−Y2断面を図1(C)に示す。
2を有する。負極活物質層102は、負極活物質を有する。また負極活物質層102は、
負極活物質の密着性を高めるための結着剤(バインダ)、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。
高い導電性を示す限り、特別な制限はない。例えば、金、白金、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、及びこれらの合金(ステンレスなど)
を用いることができる。また、炭素、ニッケル、チタン等で被覆してもよい。また、シリ
コン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどを添加して耐熱性を向上させてもよい。
また、集電体は、箔状、シート状、板状、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等の形状を適宜用い
ることができる。さらに、活物質との密着性を上げるために集電体は表面に細かい凹凸を
有していてもよい。また、集電体は、厚みが5μm以上30μm以下のものを用いるとよ
い。
反応により充放電反応を行うことが可能な材料を用いることが好ましい。代表的には、ケ
イ素(Si)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム(Ga)
およびこれらの酸化物および合金等が挙げられる。リチウムと合金化する材料およびこれ
らの酸化物、合金等を用いることで、炭素系負極材料を用いる場合と比較して、高容量の
二次電池とすることができる。特にケイ素は理論容量が高い。このため、負極活物質にS
iOをはじめとするケイ素を含む材料を用いることが特に好ましい。
y(2>y>0)とも表記できる。例えばSiOは、Si2O3、Si3O4、またはS
i2Oから選ばれた単数または複数を含む材料や、Siの粉末と二酸化ケイ素SiO2の
混合物も含む。特に、一つ一つのSiO粒子中に10μm以下のSi粒が分散している状
態が好ましい。小さなSi粒が分散していることで、Siの膨張および収縮によって生じ
るSiO粒子の割れを抑制することができる。このときSiO粒子の組成としてはSiO
y(0.95≦y≦1.05)の範囲内が好ましい。また、SiOは他の元素(炭素、窒
素、鉄、アルミニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど)を含む場合もある。即
ち、単結晶Si、アモルファスSi、多結晶Si、Si2O3、Si3O4、Si2O、
SiO2から選ばれる複数を含む材料を指しており、SiOは有色材料である。SiOで
はないSiOx(Xは2以上)であれば無色透明、或いは白色であり、区別することがで
きる。ただし、二次電池の材料としてSiOを用いて二次電池を作製した後、充放電を繰
り返すなどによって、SiOが酸化した場合には、SiO2に変質する場合もある。
の他の例としては、例えば、Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、
Ag、Au、Zn、Cd、Hg、及びIn等のうちの少なくとも一つを含む材料を用いる
ことができる。このような元素を用いた合金系材料としては、例えば、Mg2Si、Mg
2Ge、SnO、SnO2、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn
2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb
3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb、SbSn等がある。
VDF、ポリテトラフルオロエチレン、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、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴ
ム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等が
挙げられる。特にポリイミドは強度が高いため、充放電に伴う上記負極活物質の膨張及び
収縮に耐えることができ、好ましい。
フェン、グラファイト、酸化グラフェン、酸化グラファイト、カーボンナノチューブ、フ
ラーレン等が挙げられる。
極集電体101の凹凸と、負極活物質層102の凹凸は、重畳する。図1では、負極集電
体101および負極活物質層102が直線状の複数の凹部を平行に有する例を図示する。
102の厚さより浅くてもよいし、負極集電体101が露出する深さがあってもよい。換
言すれば、負極活物質層102の凹部の底部の一部では、負極集電体101が露出してい
てもよい。また深さの異なる凹部が形成されていてもよい。また図1(A)に示すように
、凹部の間隔が異なっていてもよい。
用いても、負極活物質の膨張を吸収し、負極活物質層102の変形を抑制することができ
る。そのため、負極活物質の、繰り返される体積の膨張と収縮に伴う微粉化によって生じ
る集電体からの剥落を抑制し、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。また
、膨張する負極活物質と共に負極集電体101が伸びて負極集電体101にしわが生じる
ことを抑制できるため、負極の体積の増加を抑制し、二次電池のエネルギー密度の低下を
防ぐことができる。
電体の変形をさらに抑制することができる。
に組み入れたときに正極と重畳する領域であることが好ましい。負極活物質の膨張および
収縮が大きくなるのは、正極と重畳する領域の負極活物質であるためである。したがって
図1(A)に示す負極集電体101および負極活物質層102の凹部の長さL2は、重畳
する正極の幅と同程度であることが好ましい。
りも負極111の面積を大きくすることが効果的である。しかし正極と負極111の面積
の差が大きすぎると、二次電池のエネルギー密度が低くなる。そのため、例えば凹部の長
さL2は、凹部と平行な負極集電体101の辺の長さL1の80%以上100%以下、よ
り好ましくは85%以上98%以下が好ましい。
を吸収しやすくなるため好ましい。そのため、例えばH2は、負極活物質層102の厚さ
H1の90%以上100%以下であることが好ましい。
ほど負極活物質の膨張の吸収に有利であるものの、狭すぎる場合負極容量が低下し二次電
池のエネルギー密度が低くなる。そのため、例えばW1は0.1mm以上5mm以下が好
ましく、0.5mm以上2mm以下がより好ましい。
物質の膨張の吸収に有利であるものの、大きすぎる場合負極容量が低下し二次電池のエネ
ルギー密度が低くなる。そのため、例えばW2はW1以下であることが好ましい。また0
.1mm以上1mm以下が好ましく、0.25mm以上0.45mm以下がより好ましい
。
限らない。例えば、図2(A)に示すように、凹部が三角柱に近い形状であってもよい。
また、図2(B)に示すように、凹部が四角柱に近い形状であってもよい。
物質層102が形成されている例について説明したが、例えば図2(C)および図2(D
)に示すように、負極集電体101の両方の面に負極活物質層102が形成されていても
よい。負極集電体101の両方の面に負極活物質層102が形成されることで、二次電池
の容量を大きくすることができる。
よび図2(D)に示すように、一方の面の負極活物質層102の凹凸と、他方の面の負極
活物質層102の凹凸が重畳しないことが好ましい。両面で凹凸が重畳すると、負極集電
体101の強度が落ちる恐れがあるためである。
、図3(A1)に示すように、負極活物質層102および負極集電体101の凹凸は、負
極集電体101の長辺に平行に形成してもよい。また、図3(A2)に示すように、格子
状に形成してもよい。また図3(A3)に示すように六角形が連続した形状に形成しても
よい。また図3(B1)に示すように三角形が連続した形状に形成してもよい。また、図
3(B2)に示すように同心円状に形成してもよい。
態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載さ
れているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様
として、リチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、こ
れに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、様々な
二次電池、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、一次電池、キャパシタ、または、リチウムイオンキャパシタ、
などに適用してもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明
の一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様と
して、負極集電体または負極活物質層が、凹凸を有する場合の例を示したが、本発明の一
態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様
では、負極集電体または負極活物質層以外のものにおいて、凹凸を有していてもよい。ま
たは例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、負極集電体
または負極活物質層は、凹凸以外の形状を有していてもよい。または例えば、場合によっ
ては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、負極集電体または負極活物質層は、
凹凸を有していなくてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る二次電池のより具体的な構成および材料につい
て、図4および図5を用いて説明する。本実施の形態では正極もしくは負極の一方が袋状
のセパレータで覆われている例を以下に示す。
点鎖線で示した部位の断面図である。また、図5(B)は、図4にB1−B2の一点鎖線
で示した部位の断面図である。
極215と、負極111と、電解液204を有する。なお本実施の形態では、両面に正極
活物質層が形成された正極集電体を2枚、片面に負極活物質層が形成された負極集電体を
2枚、両面に負極活物質層が形成された負極集電体を1枚有する二次電池の例を示す。ま
た、正極215は、正極リード221と電気的に接続されており、負極111は負極リー
ド225と電気的に接続されている。正極リード221および負極リード225は、リー
ド電極、またはリード端子とも呼ばれる。正極リード221および負極リード225の一
部は外装体の外側に配置される。また、二次電池200の充電および放電は、正極リード
221および負極リード225を介して行われる。
これに限定されない。例えば、正極215は、セパレータ203に覆われていなくてもよ
い。例えば、正極215の代わりに、負極111がセパレータ203に覆われていてもよ
い。
正極215は、正極集電体205と、正極集電体205上に形成された正極活物質層20
6などにより構成される。図5ではシート状(又は帯状)の正極集電体205の両面に正
極活物質層206を設けた例を示しているが、正極活物質層206を正極集電体205の
片面に設けてもよい。
れらの合金など、導電性が高く、顕著な化学変化を引き起こさない材料を用いることがで
きる。また、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、シリコンと反
応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。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。正極集
電体205は、箔状、板状(シート状)、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタ
ル状等の形状を適宜用いることができる。正極集電体205は、厚みが5μm以上30μ
m以下のものを用いるとよい。また、正極集電体205の表面に、グラファイトなどを用
いてアンダーコート層を設けてもよい。
インダ)、正極活物質層206の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質として
、例えば、LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V2O5、C
r2O5、MnO2等の化合物を用いる。
と、LiNiO2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。
料に、少量のニッケル酸リチウム(LiNiO2やLiNi1−xMxO2(0<x<1
)(M=Co、Al等))を混合すると、これを用いた二次電池の特性を向上させること
ができ好ましい。代表的には、Li1.68Mn0.8062Ni0.318O3の組成
で示される材料を挙げることができる。
I)、Ni(II)の一以上))を用いることができる。一般式LiMPO4の代表例と
しては、LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFe
aNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCob
PO4、LiNiaMnbPO4(a+bは1以下、0<a<1、0<b<1)、LiF
ecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO
4(c+d+eは1以下、0<c<1、0<d<1、0<e<1)、LiFefNigC
ohMniPO4(f+g+h+iは1以下、0<f<1、0<g<1、0<h<1、0
<i<1)等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
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。
II)、Ni(II)の一以上、0≦j≦2)等の複合材料を用いることができる。一般
式Li(2−j)MSiO4の代表例としては、Li(2−j)FeSiO4、Li(2
−j)NiSiO4、Li(2−j)CoSiO4、Li(2−j)MnSiO4、Li
(2−j)FekNilSiO4、Li(2−j)FekColSiO4、Li(2−j
)FekMnlSiO4、Li(2−j)NikColSiO4、Li(2−j)Nik
MnlSiO4(k+lは1以下、0<k<1、0<l<1)、Li(2−j)FemN
inCoqSiO4、Li(2−j)FemNinMnqSiO4、Li(2−j)Ni
mConMnqSiO4(m+n+qは1以下、0<m<1、0<n<1、0<q<1)
、Li(2−j)FerNisCotMnuSiO4(r+s+t+uは1以下、0<r
<1、0<s<1、0<t<1、0<u<1)等のリチウム化合物を材料として用いるこ
とができる。
n、Ti、V、Nb、X=S、P、Mo、W、As、Si)の一般式で表されるナシコン
型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Fe2(MnO4)3、F
e2(SO4)3、Li3Fe2(PO4)3等がある。また、正極活物質として、Li
2MPO4F、Li2MP2O7、Li5MO4(M=Fe、Mn)の一般式で表される
化合物、NaFeF3、FeF3等のペロブスカイト型フッ化物、TiS2、MoS2等
の金属カルコゲナイド(硫化物、セレン化物、テルル化物)、LiMVO4(M=Mn、
Co、Ni)等の逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系(V2O
5、V6O13、LiV3O8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。
属イオンの場合、正極活物質として、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。例えば、NaFeO2や、Na2
/3[Fe1/2Mn1/2]O2などのナトリウム含有層状酸化物を正極活物質として
用いることができる。
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、Li
Co1/3Mn1/3Ni1/3O2とLi2MnO3の固溶体を正極活物質として用い
ることができる。
い。炭素層などの導電性材料を設けることで、電極の導電性を向上させることができる。
例えば、正極活物質層206への炭素層の被覆は、正極活物質の焼成時にグルコース等の
炭水化物を混合することで形成することができる。
を用いるとよい。
ナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
助剤により、正極活物質層206どうしの電気伝導の経路を維持することができる。正極
活物質層206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正極活物質
層206を実現することができる。
ポリテトラフルオロエチレン、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、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ
酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いるこ
とができる。
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。また、正極活物質層206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。
を混合して正極ペースト(スラリー)を作製し、正極集電体205上に塗布して乾燥させ
ればよい。
負極111には、実施の形態1で説明した負極を用いることができる。
をシリコンとした場合、充放電サイクルにおけるキャリアイオンの吸蔵・放出に伴う体積
の変化が大きいため、負極集電体101と負極活物質層102との密着性が低下し、充放
電により電池特性が劣化してしまう。そこで、シリコンを含む負極活物質層102の表面
にグラフェンを形成すると、充放電サイクルにおいて、シリコンの体積が変化したとして
も、負極集電体101と負極活物質層102との密着性の低下を抑制することができ、電
池特性の劣化が低減されるため好ましい。
電解液の分解等により形成される被膜は、その形成時に消費された電荷量を放出すること
ができず、不可逆容量を形成する。これに対し、酸化物等の被膜をあらかじめ負極活物質
層102の表面に設けておくことで、不可逆容量の発生を抑制又は防止することができる
。
タル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、クロム、アルミニウム若
しくはシリコンのいずれか一の酸化膜、又はこれら元素のいずれか一とリチウムとを含む
酸化膜を用いることができる。このような被膜は、従来の電解液の分解生成物により負極
表面に形成される被膜に比べ、十分緻密な膜である。
性を示す。このため、酸化ニオブ膜は負極活物質と電解液との電気化学的な分解反応を阻
害する。一方で、酸化ニオブのリチウム拡散係数は10−9cm2/secであり、高い
リチウムイオン伝導性を有する。このため、リチウムイオンを透過させることが可能であ
る。また、酸化シリコンや酸化アルミニウムを用いてもよい。
る。ゾル−ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重
縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である
。ゾル−ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混
合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質
を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負
極活物質層102の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電
体の容量の低下を防止することができる。
セパレータ203を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン(PP)
、ポリエチレン(PE)、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリア
クリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等の多孔性絶縁体を用
いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した
隔膜を用いてもよい。
二次電池200に用いる電解液204の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく
、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(D
EC)、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。
性が高まる。また、二次電池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
ンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等があ
る。
又は複数用いることで、蓄電体の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、
二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。
、例えばLiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、Li
SCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl1
2、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2
F5SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2
)、LiN(C2F5SO2)2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。
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。また、電解液にビニレンカーボネ
ートなどの添加剤を加えてもよい。
二次電池の外装体の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体20
7の形成にフィルムを用いる。なお、外装体207を形成するためのフィルムは金属フィ
ルム(アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など)、有機材料からなるプラスチックフ
ィルム、有機材料(有機樹脂や繊維など)と無機材料(セラミックなど)とを含むハイブ
リッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム(カーボンフィルム、グラファイトフィルム
など)から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。金属
フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成す
ると外気に触れる外装体207の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
装体207に外部から曲げ応力が加わり、外装体207の一部が変形または一部破壊が生
じる恐れがある。外装体207に凹部または凸部を形成することにより、外装体207に
加えられた応力によって生じるひずみを緩和することができる。よって、二次電池200
の信頼性を高めることができる。なお、ひずみとは物体の基準(初期状態)長さに対する
物体内の物質点の変位を示す変形の尺度である。外装体207に凹部または凸部を形成す
ることにより、蓄電体の外部から力を加えて生じるひずみによる影響を許容範囲内に抑え
ることができる。よって、信頼性の良い蓄電体を提供することができる。
ある。
本実施の形態では、二次電池200の作製方法の一例について、図6乃至図9を用いて説
明する。
まずセパレータ203上に、正極活物質層206が形成された正極215を配置する(図
6(A)参照。)。次いで、セパレータ203を図6(A)の点線で示した部分で折り(
図6(B)参照。)、セパレータ203で正極215を挟む(図6(C)参照。)。
203を形成する(図6(D)参照。)。セパレータ203の外周部分の接合は、接着材
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。
の外周部分を加熱により接合する。図6(D)に接合部203aを示す。このようにして
、正極215をセパレータ203で覆うことができる。セパレータ203は、正極活物質
層206を覆うように形成すればよく、正極215の全体を覆う必要は無い。
されない。例えば、2枚のセパレータで正極215を挟んで形成してもよい。その場合、
接合部203aが4辺のほとんどを囲う形で形成されていてもよい。
一定間隔毎の点状として接合してもよい。
接合を行ってもよい。または、外周部分の4辺に、接合を行ってもよい。これにより、4
辺を均等な状態にすることが出来る。
いるが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極215は、セパレータ2
03に覆われていなくてもよい。例えば、正極215の代わりに、負極111がセパレー
タ203に覆われていてもよい。
ることとする。
次に、負極集電体および負極活物質層に凹凸が形成された負極111を用意する。なお本
実施の形態では負極集電体の片面に負極活物質層が形成されたものを2枚、負極集電体の
両面に負極活物質層が形成されたものを1枚用いることとする。
次に、図7(A)に示すように正極215と負極111を積み重ねる。
、圧力を加えながら超音波を照射して電気的に接続する(超音波溶接)。
切断が生じやすい。
挟むことで、正極タブに接続領域222と湾曲部223を形成することができる(図7(
B)参照)。
て生じる応力を緩和することができる。よって、二次電池200の信頼性を高めることが
できる。
レスなどの強度のあるものとし、正極集電体の膜厚を10μm以下とすることで二次電池
の作製後に外から外力が加えられ生じる応力を緩和しやすくする構成としてもよい。
ない。
る負極リード225を超音波溶接により電気的に接続する。
次に、外装体に用いるフィルムを点線で示した部分で折り曲げ(図8(A)参照)、重な
り合った一辺を熱圧着により接合する。図8(B)に外装体207の一辺を熱圧着により
接合した部位を、接合部207aとして示す。
次に、正極リード221と電気的に接続された正極215、および負極リード225と電
気的に接続された負極111を、外装体207で覆う(図8(C)参照)。
着により接合する。図8(B)と同様に、図9(A)に外装体207の一辺を熱圧着によ
り接合した部位を、接合部207aとして示す。
4を注入する。そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、外装体207の封止され
ていない辺207bを封止する。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸
素を排除した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うと
よい。またシーラーが有する加熱可能な2本のバーで挟むことにより、加熱および加圧を
行うことができる。それぞれの条件は、例えば真空度は60kPa、加熱条件は190℃
、加圧条件は0.1MPaにおいて3秒とすることができる。このとき、外装体207の
上から加圧してもよい。加圧により、電解液注入の際に混入した気泡を正極と負極の間か
ら排除することができる。
なお上記の工程で二次電池200を作製した後、さらにエージングの充放電を行うことが
好ましい。さらに、エージングの際に電解液の分解等で生じたガスを抜いてから再封止す
ることがより好ましい。
縦、横、高さのうち最も短い部分と平行)に加圧しながら行うことが好ましい。二次電池
200に加圧することで、負極に生じるしわ等の変形をさらに抑制することができる。加
圧する圧力としては、例えば10MPaで行うことができる。
二次電池200の変形例として、図10(A)に二次電池200を示す。図10(A)に
示す二次電池200は、図4の二次電池200と比べて正極リード221と負極リード2
25の配置が異なる。具体的には、図4の二次電池200では正極リード221および負
極リード225が外装体207の同じ辺に配置されているが、図10の二次電池200で
は正極リード221および負極リード225をそれぞれ外装体207の異なる辺に配置し
ている。このように、本発明の一態様の二次電池は、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、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の設計
自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の生産性を
高めることができる。
、図4の二次電池200の作製方法を参酌することができる。
ばエンボス加工を行ってもよい。フィルム表面に凹凸を持たせると、二次電池としてのフ
レキシブル性、応力の緩和効果が向上する。エンボス加工によりフィルム表面(または裏
面)に形成された凹部または凸部は、フィルムを封止構造の壁の一部とする空間の容積が
可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルムの凹部または凸部が蛇腹構造、ベ
ローズ構造となって形成されるとも言える。また、プレス加工の一種であるエンボス加工
に限らず、フィルムの一部に浮き彫り(レリーフ)が形成できる手法であればよい。
11を薄くすることができる。そのため、二次電池200を湾曲させる場合、または可撓
性を有する二次電池200とする場合により好適である。
ある。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した負極を有する、本発明に係る二次電池の他の
例について、図11乃至図28を用いて説明する。
まず二次電池の他の例として、円筒型の二次電池を示す。円筒型の二次電池について、図
11を参照して説明する。円筒型の二次電池600は図11(A)に示すように、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。
缶602の内側には、帯状の正極604と負極606とがセパレータ605を間に挟んで
巻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
巻回されている。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ニッケル、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、ニッケルや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巻回された電池素子は
、対向する一対の絶縁板608、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。非水電解液は、先
の実施の形態の二次電池と同様のものを用いることができる。
同様に作製すればよい。また、円筒型の二次電池に用いる正極及び負極は巻回するため、
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、とも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
内底にそれぞれ溶接される。安全弁機構612は、PTC素子(Positive Te
mperature Coefficient)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、P
TC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(BaTiO3)系半導体セラミックス等を用いることができる。
電池、角型二次電池等様々な形状の二次電池を用いることができる。また、正極、負極、
及びセパレータが複数積層された構造、正極、負極、及びセパレータが巻回された構造で
あってもよい。他の二次電池の例を図12乃至図16に示す。
図12および図13に、薄型の二次電池の構成例を示す。図12(A)に示す巻回体99
3は、負極994と、正極995と、セパレータ996と、を有する。
積層され、該積層シートを巻回したものである。この巻回体993を角型の封止容器など
で囲むことにより角型の二次電池が作製される。
量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。負極994はリード電極997及びリード電
極998の一方を介して負極集電体(図示せず)に接続され、正極995はリード電極9
97及びリード電極998の他方を介して正極集電体(図示せず)に接続される。
、凹部を有するフィルム982とを熱圧着などにより貼り合わせて形成される空間に上述
した巻回体993を収納したものである。巻回体993は、リード電極997及びリード
電極998を有し、フィルム981と、凹部を有するフィルム982との内部で電解液に
含浸される。
や樹脂材料を用いることができる。フィルム981及び凹部を有するフィルム982の材
料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときにフィルム981と、凹部を有
するフィルム982を変形させることができ、可撓性を有する二次電池を作製することが
できる。
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巻回体993
を収納してもよい。
有する二次電池を作製することができる。ただし、外装体や、封止容器を樹脂材料にする
場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。
93は、図12(A)に示したものと同一であるため、詳細な説明は省略することとする
。
囲んだものである。巻回体993は、リード電極997及びリード電極998を有し、外
装体991、992に囲まれた領域で電解液に含浸される。外装体991、992は、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、99
2の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときに外装体991、992
を変形させることができ、可撓性を有する薄型二次電池を作製することができる。
また、蓄電システムの構造例について、図14、図15、および図16を用いて説明する
。ここで蓄電システムとは、例えば、二次電池を搭載した機器を指す。
は、回路基板900と、二次電池913と、を有する。二次電池913には、ラベル91
0が貼られている。さらに、図14(B)に示すように、蓄電システムは、端子951と
、端子952と、アンテナ914と、アンテナ915と、を有する。
、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。
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。又は、アンテナ914若しくはアンテナ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若しくはアンテナ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。
り、アンテナ914により受電する電力量を大きくできる。
6を有する。層916は、例えば二次電池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。
(B)に示す二次電池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15(A−1)は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図15(
A−2)は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図14(A)及び
図14(B)に示す蓄電システムと同じ部分については、図14(A)及び図14(B)
に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
ンテナ914が設けられ、図15(A−2)に示すように、二次電池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、例えば二次電池91
3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。
することができる。
B)に示す二次電池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15(B−1)は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図15
(B−2)は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図14(A)及
び図14(B)に示す蓄電システムと同じ部分については、図14(A)及び図14(B
)に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
ンテナ914及びアンテナ915が設けられ、図15(B−2)に示すように、二次電池
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91
8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91
8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。
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。なお、図14(A)及び図14(B)に示す蓄電システムと同じ部分について
は、図14(A)及び図14(B)に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
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。
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、図14(A)及び図14(B)に示す蓄電システムと同じ部分に
ついては、図14(A)及び図14(B)に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、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。
ている。そのため、二次電池や蓄電システムの容量を大きくすることができる。また、エ
ネルギー密度を高めることができる。また、信頼性を高めることができる。また、寿命を
長くすることができる。
上記実施の形態で説明した負極を含む二次電池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17乃至図23を参照し
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を有する蓄電装置の電池
制御ユニットについて説明する。
いて、充放電特性にばらつきが生じて、各電池セルの容量(出力電圧)が異なってくる。
直列に接続された複数の電池セルでは、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。各電池セルの容量にばらつきがあると放電時の全体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、充電不足となる虞がある。また、容
量の大きい電池セルを基準にして充電を行うと、過充電となる虞がある。
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。
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。
Y、Zr、La、Ce、または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=x1:y1:z1とすると
、x1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって、z1/y1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、z1/y1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。
scope)によって、CAAC−OS膜の明視野像およ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。
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。)または上面の凹凸を反映した
形状であり、CAAC−OS膜の被形成面または上面と平行に配列する。
ると、結晶部において、金属原子が三角形状また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。
置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4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、InGaZnO4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軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
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。
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
(または分子半径)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。
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。
実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性また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、しきい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、高純度真性または実質的に高純
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。
の変動が小さい。
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、蓄
電装置においてこのような電池セルに適用される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。
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BT0
4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。
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。
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。
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。
び変圧回路BT07の構成を踏まえ、端子対BT01と放電電池セル群との間、または端
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。
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。
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BT0
9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。
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。
する。図18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18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。
、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
。
。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。
。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。
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。
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。
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。
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。
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。
0に示す。
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BT1
2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。
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。
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B
T12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A
2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。
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。
スイッチBT14と、バスBT15と、バスBT16とを有する。バスBT15及びBT
16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。
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。
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BT
13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。
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
。
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。
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。
2とを接続する。
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BT13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。
、及び変圧回路BT07の構成によって変わり得る。また、充電電池セル群を充電する方
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BT
18の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
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BT1
5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B
T18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。
04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。
を示す回路図である。
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。
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B
T22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。
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。
35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
。
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B
T32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。
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。
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。
、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。
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。
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BT
07を制御する変圧信号S3を出力する。
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。
を用いて説明する。図21(A)乃至(C)は、図18(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21(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B
T02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BT0
5と、変圧制御回路BT06と、変圧回路BT07とにより構成される。
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18(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
、充電電池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(Vdi
s)の昇降圧比Nを算出する。
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21(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B
T06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
池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。
た時の、充電電池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BT0
6に設定された値となる。
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。
Nが算出される。図21(B)や図21(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充電電圧に変換する変圧信号S3を出力する。
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BT0
2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。
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。
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。
C−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−Semiconduc
tor 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BT5
2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。
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。
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S0
02: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S
002: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。
ップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。
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。
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、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。
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。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した負極を有する二次電池を電子機器に実装する
例について説明する。
備える二次電池を適用した電子機器として、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。
の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
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、二次
電池7407を有している。
0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二次電池
7407も湾曲される。また、その時、曲げられた二次電池7407の状態を図24(C
)に示す。二次電池7407は薄型の二次電池である。二次電池7407は曲げられた状
態で固定されている。
筐体7101、表示部7102、操作ボタン7103、及び二次電池7104を備える。
また、図24(E)に曲げられた二次電池7104の状態を示す。二次電池7104は曲
げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して二次電池7104の一部または
全部の曲率が変化する。なお、曲線の任意の点における曲がり具合を相当する円の半径の
値で表したものを曲率半径であり、曲率半径の逆数を曲率と呼ぶ。具体的には、曲率半径
が40mm以上150mm以下の範囲内で筐体または二次電池7104の主表面の一部ま
たは全部が変化する。二次電池7104の主表面における曲率半径が40mm以上150
mm以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。
る。例えば図24(F)に示すストーブ410は、本体412にモジュール411が取り
付けられ、モジュール411は、二次電池200、モーター、ファン、送風口411a、
熱電発電装置を有する。ストーブ410では、開口部412aから燃料を投入、着火した
後、二次電池200の電力を用いてモジュール411のモーターとファンを回転させ、送
風口411aから外気をストーブ410の内部に送ることができる。このように外気を効
率よく取り込めるため火力の強いストーブとすることが可能である。さらに、燃料の燃焼
に得た熱エネルギーを用いて、上部のグリル413において調理することが可能である。
また該熱エネルギーをモジュール411の熱電発電装置により電力に変換し、二次電池2
00に充電することができる。さらに、二次電池200に充電された電力を外部端子41
1bより出力することができる。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した負極を有する二次電池を搭載することのでき
る電子機器の一例を示す。
25(A)および図25(B)に示すタブレット型端末9600は、筐体9630a、筐
体9630b、筐体9630aと筐体9630bを接続する可動部9640、表示部96
31aと表示部9631bを有する表示部9631、表示モード切り替えスイッチ962
6、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25(A)は、タブレット型端末9600を開いた
状態を示し、図25(B)は、タブレット型端末9600を閉じた状態を示している。
電池9635を有する。二次電池9635は、可動部9640を通り、筐体9630aと
筐体9630bに渡って設けられている。
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963
1a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、もう半分の領域
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963
1a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96
31aの全面をキーボードボタン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。
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。
ッチ入力することもできる。
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。
ているが特に限定されず、一方のサイズともう一方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。
33、DCDCコンバータ9636を含む充放電制御回路9634を有する。また、二次
電池9635として、本発明の一態様の二次電池を用いる。
び筐体9630b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、本発明の一態様の二次電池を用いた二次電池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。
情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、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。
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の一面又は二面に設けることができ、二次電池9635の充電を効率的に行う
構成とすることができる。なお二次電池9635としては、本発明の一態様の二次電池を
用いると、充放電の繰り返しに伴う放電容量の低下を抑制することができるため、長期に
わたって使用することのできるタブレット端末とすることができる。
C)にブロック図を示し説明する。図25(C)には、太陽電池9633、二次電池96
35、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、二次電池9635、DCDCコンバータ9636、
コンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3が、図25(B)に示す充放電制御回路
9634に対応する箇所となる。
太陽電池で発電した電力は、二次電池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963
7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963
1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
二次電池9635の充電を行う構成とすればよい。
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二次
電池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。
二次電池を搭載することができる。
イス400は、フレーム400aと、表示部400bを有する。湾曲を有するフレーム4
00aのテンプル部に二次電池200を搭載することで、重量バランスがよく継続使用時
間の長い眼鏡型デバイス400とすることができる。
401は、少なくともマイク部401aと、フレキシブルパイプ401bと、イヤフォン
部401cを有する。フレキシブルパイプ401b内やイヤフォン部401c内に二次電
池200を設けることができる。
2の薄型の筐体402aの中に、二次電池402bを設けることができる。
薄型の筐体403aの中に、二次電池403bを設けることができる。
4a上に表示部404bを有し、本体404aの中に、二次電池404cを設けることが
できる。
部405aおよびベルト部405bを有し、表示部405aまたはベルト部405bに、
二次電池200を設けることができる。
ルト部406aおよびワイヤレス給電受電部406bを有し、ベルト部406aの内部に
、二次電池200を搭載することができる。
態様に係る二次電池8004を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置800
0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、二次電池8004等を有する。本発明の一態様に係る二次電池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、二次電池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
二次電池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。
装置、電気泳動表示装置、DMD(Digital Micromirror Devi
ce)、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。
、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
03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、二次電池8103等を有する。図27では、二次電池8103が、筐体81
01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、二次電池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、二次電池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二次電池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。
るが、本発明の一態様に係る二次電池は、天井8104以外、例えば側壁8105、床8
106、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。
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。
本発明の一態様に係る二次電池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、二次電池8203等を有する。図27で
は、二次電池8203が、室内機8200に設けられている場合を例示しているが、二次
電池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、二次電池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、二次電池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の両方に二次電池82
03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二次電池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。
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二次電池を用いることもできる。
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、二次電池8304等を有する。図27では、二
次電池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、二次電池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二次電池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。
本実施の形態では、車両に実施の形態1で説明した負極を有する二次電池を搭載する例を
示す。
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。
400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は二次電池を有する。二次電池は電気モーターを
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。
装置に電力を供給することができる。また、二次電池は、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。
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に搭載された二次電池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。
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、車両どうし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、停車時や走行時に二次電池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。
とができる。また、本発明の一態様によれば、二次電池の特性を向上することができ、よ
って、二次電池自体を小型軽量化することができる。二次電池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
した二次電池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。
および負極活物質層に凹凸を有さない負極と、を充放電後に比較した結果について説明す
る。
まずサンプルAとして、負極集電体および負極活物質層に複数の凹凸を有する負極を作製
し、二次電池に組み入れて加圧しながら充放電を行なった。
いた。負極活物質としては粒径約5μmのSiOを用い、導電助剤およびバインダとして
アセチレンブラック(AB)およびポリイミド(PI)を混合した。混合割合は、SiO
:AB:PI=80:5:15(重量比)とした。これらを負極集電体の片面に塗工して
負極活物質層を形成した。
ナイフを用いて約1mmの間隔で平行に複数の凹凸を形成した。図29に、負極集電体お
よび負極活物質層に複数の凹凸が形成された負極を示す。図29(A)は負極集電体上に
負極活物質層が形成されている面、図29(B)は負極集電体上に負極活物質層が形成さ
れていない面を示している。
下のものを用いた。
.8062Ni0.318O3の組成で示される材料を用い、導電助剤およびバインダと
してアセチレンブラック(AB)およびPVDFを混合した。これらの混合割合は、Li
1.68Mn0.8062Ni0.318O3:AB:PVDF=90:5:5(重量比
)とした。負極の容量に対する正極の容量は85%となった。
.2mol/LのLiPF6を溶解させ、添加剤としてプロパンスルトン(PS)を0.
5重量%、ビニレンカーボネート(VC)を0.5重量%加えたものを用いた。
は、厚さ40μmのアルミニウムの表面に、厚さ3μmのドライラミネート層により厚さ
25μmのオリエンテッドナイロンが接着され、アルミニウムの裏面に厚さ45μmのポ
リプロピレンが積層して設けられているものを用いた。
い部分と平行)に10MPaで加圧した。
次にサンプルBとして、負極集電体および負極活物質層に凹凸を形成しなかったこと以外
はサンプルAと同様に負極を作製し、サンプルAと同様に二次電池に組み入れて加圧しな
がら充放電を行った。
次に、サンプルCとして、サンプルBと同様に負極を作製し、充放電の際に加圧しなかっ
たこと以外はサンプルBと同様に、二次電池に組み入れて充放電を行った。
画像を図30に示す。図30(A)はサンプルA、図30(B)はサンプルB、図30(
C)はサンプルCの画像である。
極に大きなしわが生じていることがわかる。このしわの山と谷の差は200μmから30
0μm程度あり、二次電池の体積が大きくなっていた。さらにしわの深い部分には、電解
液が分解して生じたガスが溜まっていることを示唆する黒い影が観察された。
察された。
サンプルAでは、負極のしわは観察されなかった。
り出して観察した。図31(A)にサンプルA、図31(B)にサンプルB、図31(C
)にサンプルCの負極の写真を示す。
わに沿って負極活物質層が剥離している部分が観察された。また、負極活物質層の色にも
異常がみられた。
、負極活物質層の剥離、および負極活物質層の色の異常は観察されなかった。
伴う負極活物質の膨張を吸収し、負極の変形を抑制できることが明らかとなった。
極活物質層に複数の凹凸を有する負極と、負極集電体および負極活物質層に凹凸を有さな
い負極の、初回充放電特性について説明する。
示す。実線がサンプルA、点線がサンプルBの充放電特性である。なお、右上がりの曲線
が充電曲線、右下がりの曲線が放電曲線を示す。
極集電体および負極活物質層に凹凸を有さない負極よりも、放電容量が良好であることが
明らかとなった。
102 負極活物質層
111 負極
200 二次電池
203 セパレータ
203a 接合部
204 電解液
205 正極集電体
206 正極活物質層
207 外装体
207a 接合部
207b 辺
215 正極
220 封止層
221 正極リード
222 接続領域
223 湾曲部
225 負極リード
400 眼鏡型デバイス
400a フレーム
400b 表示部
401 ヘッドセット型デバイス
401a マイク部
401b フレキシブルパイプ
401c イヤフォン部
402 デバイス
402a 筐体
402b 二次電池
403 デバイス
403a 筐体
403b 二次電池
404 腕章型デバイス
404a 本体
404b 表示部
404c 二次電池
405 腕時計型デバイス
405a 表示部
405b ベルト部
406 ベルト型デバイス
406a ベルト部
406b ワイヤレス給電受電部
410 ストーブ
411 モジュール
411a 送風口
411b 外部端子
412 本体
412a 開口部
413 グリル
600 二次電池
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 二次電池
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
981 フィルム
982 フィルム
990 二次電池
991 外装体
992 外装体
993 巻回体
994 負極
995 正極
996 セパレータ
997 リード電極
998 リード電極
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 二次電池
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 二次電池
8000 表示装置
8001 筐体
8002 表示部
8003 スピーカ部
8004 二次電池
8021 充電装置
8022 ケーブル
8100 照明装置
8101 筐体
8102 光源
8103 二次電池
8104 天井
8105 側壁
8106 床
8107 窓
8200 室内機
8201 筐体
8202 送風口
8203 二次電池
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 二次電池
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 留め具
9630 筐体
9630a 筐体
9630b 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 二次電池
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
A1 端子
A2 端子
B1 端子
B2 端子
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
SW1 スイッチ
SW2 スイッチ
SW3 スイッチ
S001 ステップ
S002 ステップ
S003 ステップ
S004 ステップ
S005 ステップ
S006 ステップ
S007 ステップ
S008 ステップ
Claims (1)
- 負極と、正極と、電解液と、セパレータと、を有し、
前記負極は、負極集電体と、負極活物質層とを有し、
前記負極活物質層は、負極活物質としてケイ素を含む化合物を有し、
前記負極活物質層は、第1の凹部および第2の凹部を有し、
前記負極集電体は、第3の凹部および第4の凹部を有し、
前記負極活物質層の前記第1の凹部と、前記負極集電体の前記第3の凹部が重畳し、
前記負極活物質層の前記第2の凹部と、前記負極集電体の前記第4の凹部が重畳し、
前記第1の凹部及び前記第2の凹部が平行となる領域を有し、且つ前記第3の凹部及び前記第4の凹部が平行となる領域を有する、二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022062430A JP2022095800A (ja) | 2014-10-24 | 2022-04-04 | 二次電池 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014217229 | 2014-10-24 | ||
JP2014217229 | 2014-10-24 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209109A Division JP2016085978A (ja) | 2014-10-24 | 2015-10-23 | 二次電池、および二次電池の作製方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022062430A Division JP2022095800A (ja) | 2014-10-24 | 2022-04-04 | 二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020145203A true JP2020145203A (ja) | 2020-09-10 |
Family
ID=55831368
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209109A Withdrawn JP2016085978A (ja) | 2014-10-24 | 2015-10-23 | 二次電池、および二次電池の作製方法 |
JP2020085201A Withdrawn JP2020145203A (ja) | 2014-10-24 | 2020-05-14 | 二次電池 |
JP2022062430A Withdrawn JP2022095800A (ja) | 2014-10-24 | 2022-04-04 | 二次電池 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015209109A Withdrawn JP2016085978A (ja) | 2014-10-24 | 2015-10-23 | 二次電池、および二次電池の作製方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022062430A Withdrawn JP2022095800A (ja) | 2014-10-24 | 2022-04-04 | 二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10367194B2 (ja) |
JP (3) | JP2016085978A (ja) |
KR (3) | KR102471728B1 (ja) |
CN (2) | CN112018325A (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10629947B2 (en) | 2008-08-05 | 2020-04-21 | Sion Power Corporation | Electrochemical cell |
EP2324526A1 (en) | 2008-08-05 | 2011-05-25 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
JP6228915B2 (ja) | 2011-06-17 | 2017-11-08 | シオン・パワー・コーポレーション | 電極用プレーティング技術 |
CN105190986B (zh) * | 2013-05-01 | 2018-07-13 | 日产自动车株式会社 | 薄型二次电池的充放电检查装置及充放电检查方法 |
KR102471728B1 (ko) * | 2014-10-24 | 2022-11-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 이차 전지, 및 이차 전지의 제작 방법 |
US20180040902A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Pacesetter, Inc. | Electrode current collector design in a battery |
KR20180041314A (ko) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 삼성전자주식회사 | 리튬 이온 전지 및 이를 포함하는 전자 장치 |
WO2018213661A2 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Sion Power Corporation | Passivating agents for electrochemical cells |
US10868306B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-12-15 | Sion Power Corporation | Passivating agents for electrochemical cells |
CN109728250A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 北京航空航天大学 | 一种网格状锂离子电池负极结构装置及其制备方法 |
KR20200102242A (ko) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 전극용 기재 및 이를 이용한 전극 제조 방법 |
SG11202112555YA (en) * | 2019-05-16 | 2021-12-30 | Enovix Corp | Electrode assembly, secondary battery, and method of manufacture |
EP4062484A1 (en) | 2019-11-19 | 2022-09-28 | Sion Power Corporation | Batteries, and associated systems and methods |
US11791511B2 (en) | 2019-11-19 | 2023-10-17 | Sion Power Corporation | Thermally insulating compressible components for battery packs |
US11978917B2 (en) | 2019-11-19 | 2024-05-07 | Sion Power Corporation | Batteries with components including carbon fiber, and associated systems and methods |
US11984575B2 (en) | 2019-11-19 | 2024-05-14 | Sion Power Corporation | Battery alignment, and associated systems and methods |
US11923495B2 (en) | 2020-03-13 | 2024-03-05 | Sion Power Corporation | Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems |
CN111952539A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-17 | 上海空间电源研究所 | 一种高载量电极的制备方法及金属锂电池 |
GB2602058A (en) * | 2020-12-17 | 2022-06-22 | Daimler Ag | A battery cell for an electric storage device as well as a method for producing a battery cell |
JP7342050B2 (ja) * | 2021-02-19 | 2023-09-11 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 非水電解液二次電池及び非水電解液二次電池の製造方法 |
JP2023100057A (ja) * | 2022-01-05 | 2023-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電極および二次電池 |
CN116526083B (zh) * | 2023-07-03 | 2024-03-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 极片组件、电芯及用电装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017040A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用電極の製造方法及びリチウム二次電池用電極 |
WO2007074654A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 非水電解質二次電池 |
WO2008111315A1 (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Panasonic Corporation | リチウム二次電池用負極およびその製造方法、ならびにリチウム二次電池用負極を備えたリチウム二次電池 |
JP2008277031A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子用電極とその製造方法およびそれを用いた電気化学素子 |
JP2010097843A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Panasonic Corp | リチウムイオン二次電池 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2279864C (en) | 1997-01-27 | 2009-02-24 | Kanebo Limited | Organic electrolytic cell |
JP4126157B2 (ja) | 1998-07-27 | 2008-07-30 | 富士重工業株式会社 | 有機電解質電池 |
JP4037229B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2008-01-23 | 日立マクセル株式会社 | リチウム二次電池用電極と、これを負極とするリチウム二次電池 |
JP2010073571A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Panasonic Corp | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
US8927156B2 (en) | 2009-02-19 | 2015-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
KR102138191B1 (ko) | 2009-05-02 | 2020-07-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 및 전자 기기 |
CN104133314B (zh) | 2009-05-02 | 2019-07-12 | 株式会社半导体能源研究所 | 显示设备 |
US20120208084A1 (en) * | 2010-06-29 | 2012-08-16 | Hiraoka Tatsuki | Negative electrode for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery |
JP5691286B2 (ja) | 2010-08-05 | 2015-04-01 | トヨタ自動車株式会社 | 負極板の製造方法 |
JPWO2013018486A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2015-03-05 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池用活物質及びその製造方法並びにそれを用いた負極 |
JP6045260B2 (ja) | 2011-09-16 | 2016-12-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
JP5961496B2 (ja) | 2011-09-16 | 2016-08-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
US9401247B2 (en) | 2011-09-21 | 2016-07-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
JP6050073B2 (ja) | 2011-09-30 | 2016-12-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
JP2013089606A (ja) | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Nec Tokin Corp | 電極シートおよびその製造方法、並びにそれを用いた蓄電デバイス |
JP6095961B2 (ja) | 2011-12-06 | 2017-03-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 角形リチウム二次電池 |
JP6059941B2 (ja) * | 2011-12-07 | 2017-01-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 |
US20130164611A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
JP5910479B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-04-27 | 信越化学工業株式会社 | 非水電解質二次電池用負極活物質、リチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタの製造方法 |
JP2014199801A (ja) | 2012-12-28 | 2014-10-23 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 非水系二次電池およびセパレータ |
US9941506B2 (en) | 2014-02-21 | 2018-04-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Current collector, secondary battery, electronic device, and manufacturing method thereof |
WO2015177665A1 (en) | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode active material and power storage device |
KR102471728B1 (ko) * | 2014-10-24 | 2022-11-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 이차 전지, 및 이차 전지의 제작 방법 |
-
2015
- 2015-10-21 KR KR1020150146435A patent/KR102471728B1/ko active IP Right Grant
- 2015-10-21 CN CN202010732190.1A patent/CN112018325A/zh active Pending
- 2015-10-21 CN CN201510685917.4A patent/CN105552303B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-10-23 US US14/921,126 patent/US10367194B2/en active Active
- 2015-10-23 JP JP2015209109A patent/JP2016085978A/ja not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-06-10 US US16/436,067 patent/US10978696B2/en active Active
-
2020
- 2020-05-14 JP JP2020085201A patent/JP2020145203A/ja not_active Withdrawn
-
2022
- 2022-04-04 JP JP2022062430A patent/JP2022095800A/ja not_active Withdrawn
- 2022-11-23 KR KR1020220158625A patent/KR20220163906A/ko active Application Filing
-
2024
- 2024-02-14 KR KR1020240021222A patent/KR20240024163A/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017040A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用電極の製造方法及びリチウム二次電池用電極 |
WO2007074654A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 非水電解質二次電池 |
WO2008111315A1 (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Panasonic Corporation | リチウム二次電池用負極およびその製造方法、ならびにリチウム二次電池用負極を備えたリチウム二次電池 |
JP2008277031A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子用電極とその製造方法およびそれを用いた電気化学素子 |
JP2010097843A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Panasonic Corp | リチウムイオン二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10367194B2 (en) | 2019-07-30 |
KR20220163906A (ko) | 2022-12-12 |
CN112018325A (zh) | 2020-12-01 |
US20160126541A1 (en) | 2016-05-05 |
US10978696B2 (en) | 2021-04-13 |
CN105552303A (zh) | 2016-05-04 |
JP2016085978A (ja) | 2016-05-19 |
KR102471728B1 (ko) | 2022-11-29 |
KR20240024163A (ko) | 2024-02-23 |
JP2022095800A (ja) | 2022-06-28 |
CN105552303B (zh) | 2020-08-07 |
US20190296334A1 (en) | 2019-09-26 |
KR20160048668A (ko) | 2016-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10978696B2 (en) | Secondary battery and manufacturing method of the same | |
JP6856700B2 (ja) | 電子機器 | |
KR102614348B1 (ko) | 이차 전지 및 이차 전지의 제작 방법 | |
JP7082233B2 (ja) | 蓄電体 | |
US10937999B2 (en) | Secondary battery and manufacturing method of the same | |
JP2020184546A (ja) | 蓄電体 | |
JP2022043236A (ja) | 蓄電装置 | |
JP6999770B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極の作製方法、及びリチウムイオン二次電池の作製方法 | |
JP2017033931A (ja) | 蓄電装置、電池制御ユニットおよび電子機器 | |
JP2020170735A (ja) | 正極の製造方法 | |
JP2020202191A (ja) | 蓄電装置及び電子機器 | |
JP2017157556A (ja) | 蓄電装置、電池制御ユニットおよび電子機器 | |
JP2016157687A (ja) | 装置、二次電池、製造方法、および電子機器 | |
JP2016134199A (ja) | 二次電池 | |
JP6890375B2 (ja) | 装置 | |
JP6581769B2 (ja) | 電極および蓄電装置、並びに電子機器 | |
JP2016096023A (ja) | 蓄電装置及び電子機器 | |
WO2016103127A1 (ja) | 二次電池、二次電池の作製方法および二次電池作製のための装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200612 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210706 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220105 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20220405 |