JP2020170735A - 正極の製造方法 - Google Patents
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- 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
Abstract
Description
ン、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。ま
たは、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、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、蓄電池の製造装置に関する。
し、電源を有する電子機器、電源として例えば蓄電池を有する電子機器および電気光学装
置、蓄電池を有する情報端末装置、蓄電池を有する車両などは全て電子機器である。
子機器の一種である携帯情報端末が軽量、小型であることを期待している。
るウェアラブルデバイスの一例として、特許文献1が開示されている。特許文献1には、
通信が可能であり、CPUを含むゴーグル型表示装置が開示されている。特許文献1のデ
バイスも電子機器の一種に含む。
次電池)を搭載することが多く、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末は、その軽量、小
型であるがゆえに、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末の操作時間が限られてしまう問
題がある。ウェアラブルデバイスや携帯情報端末に搭載する二次電池としては、軽量、且
つ、小型であり、長時間の使用が可能であることが求められている。
中でも、リチウムイオン二次電池は、高容量、且つ、小型化が図れるため、開発が盛んに
行われている。
リチウム、炭素系材料、合金系材料等を用いる。リチウムイオン二次電池は、電解質の種
類によってリチウム金属電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池に分
けられる。また、電極や電解質を収納する外装材の種類によって薄型電池(ラミネート型
電池とも呼ぶ)、円筒状電池、コイン形電池、角型電池などがある。
酸化物材料)、負極(例えば炭素)、またはその他の部材を外装材で囲み、囲まれた領域
に電解液を入れ、封止することでリチウムイオン二次電池を作製する。そして、リチウム
イオン二次電池作製後に最初の充電を行う。或いは封止する前に最初の充電を行う。
。正極、または、負極近傍の電解液の分解によりガスが生じることがあり、一般的には負
極ではその傾向が顕著であるが、正極でも、高電位の活物質を用いると、ガスが生じやす
くなる。また、充電ではリチウムを含む酸化物材料から放出されたリチウムイオンが負極
に移動して負極に挿入されるが、この時に電解液が分解して生じた生成物とリチウムが反
応し、Liの挿入に対して不要な成分を生成することがある。この生成物はリチウムイオ
ンなどの移動に影響を及ぼし、電池の特性変化を招く恐れがある。さらに生成物の形成の
ために、電池の内部のリチウムを消費することになるが、これは電池容量としては無関係
な成分への消費であり、また、外部からリチウムが補充されないので、有効なキャリアイ
オンが減る分、電池の容量が低減することになる。
製方法を提供することを課題とする。
を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、新規な作製方法、新規な電解
液、新規な蓄電装置、または、新規な二次電池を提供することを課題とする。
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。
て、予め十分に反応生成物の形成、代表的にはガスを発生させた後、その電極を用いた二
次電池を作製する。
次電池が膨らみ、電池の特性劣化を招く恐れがある。
反応を行うことで安定な電極が得られ、その電極を用いて二次電池を完成させると、信頼
性の高い二次電池を作製することができる。また、初期充電によって多量の電解液も一部
変質するが、その生成物を含む多量の電解液を用いて二次電池を作製するのではなく、他
に用意した少量の電解液を用いる。この少量の電解液を用いて二次電池を作製する。初期
充電が行われた電極を用いれば、少量の電解液との反応生成物の発生を低減することが可
能である。
に配置し、電極に電位を供給し、活物質層、または、集電体の少なくとも一方に反応生成
物を形成することを特徴とする電極の製造方法である。
る。
ンテナ、操作スイッチ、マイク、または、スピーカと、を有する電子機器である。
池の作製方法を提供することができる。
電解液を提供することができる。本発明の一態様によれば、新規な作製方法、新規な電解
液、新規な蓄電装置、または、新規な二次電池を提供することができる。
形態は、必ずしも、例示した効果の全てを有する必要はない。また、本発明の一形態につ
いて、上記以外の課題、効果、および新規な特徴については、本明細書の記載および図面
から自ずと明らかになるものである。
は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。よって、「電気的に接続する」と
表現される場合であっても、現実の回路においては、物理的な接続部分がなく、配線が延
在しているだけの場合もある。
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。また、図面の理解
を容易にするため、一部の構成要素の記載を省略する場合がある。
けるために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すもの
ではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素
の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明
細書等において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲において異なる序
数詞が付される場合がある。また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっ
ても、特許請求の範囲などにおいて序数詞を省略する場合がある。
部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略することがある。
本実施の形態では、図1乃至図5を用いて、本発明の一態様に係る二次電池用電極の製
造方法および製造装置について説明する。
タと負極を積層させた斜視図である。図2(C)は正極と負極を外装体11の外側に引き
出すためのリード電極16であり、封止層15を有している。図2(D)は二次電池40
の斜視図である。図2(E)は図2(D)に示す二次電池40を鎖線A−Bで切断した断
面の一例である。図2(F)は二次電池40の充電時の電流の流れを示す図である。
ルムの一方の面または両方の面に接着層(ヒートシール層とも呼ぶ)を有するものを用い
る。接着層は、ポリプロピレンやポリエチレンなどを含む熱融着性樹脂フィルムを用いる
。本実施の形態では、シートとして、アルミニウム箔の表面にナイロン樹脂を有し、アル
ミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプロピレン膜の積層が設けられてい
る金属シートを用いる。図2(A)はこのシートをカットして中央部を折り曲げた状態を
示している。
電体14と負極活物質層19を少なくとも有する。図2(B)では、蓄電池用電極(正極
または負極)を矩形のシート形状で示しているが、蓄電池用電極の形状はこれに限らず、
任意の形状を適宜選択することができる。活物質層は集電体の一方の面にのみ形成されて
いるが、活物質層は集電体の両面に形成してもよい。また、活物質層は集電体の表面全域
に形成する必要はなく、電極タブと接続するための領域等の、活物質層を有さない領域を
適宜設ける。
20μm以上約40μm以下、正極活物質層18は約100μm、負極活物質層19は約
100μm、負極集電体14は約20μm以上約40μm以下である。
、マンガン等の金属、およびこれらの合金(ステンレスなど)を用いることができるが、
正極集電体として利用することで正極の充放電特性の可逆性が良好となる、アルミニウム
を用いると好ましい。
、マンガン等の金属、およびこれらの合金(ステンレスなど)を用いることができるが、
リチウムと合金を形成しない金属、例えば銅、または、ニッケルを用いると好ましい。
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、正極集電体及び負極集電体は、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、多孔質状およ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正極
集電体及び負極集電体は表面に細かい凹凸を有していてもよい。また、正極集電体及び負
極集電体は、厚みが5μm以上30μm以下のものを用いるとよい。
離することが可能な材料であればよい。適当な手段により粉砕、造粒および分級する事で
、活物質の平均粒径や粒径分布を制御する事が出来る。
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、Cr
2O5、MnO2等の化合物を用いる。
II)、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、LiF
eaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCo
bPO4、LiNiaMnbPO4(a+bは1以下、0<a<1、0<b<1)、Li
FecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMneP
O4(c+d+eは1以下、0<c<1、0<d<1、0<e<1)、LiFefNig
CohMniPO4(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。
(II)、Ni(II)の一以上、jは0以上、2以下)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)MnSi
O4、Li(2−j)FekNilSiO4、Li(2−j)FekColSiO4、L
i(2−j)FekMnlSiO4、Li(2−j)NikColSiO4、Li(2−
j)NikMnlSiO4(k+lは1以下、0<k<1、0<l<1)、Li(2−j
)FemNinCoqSiO4、Li(2−j)FemNinMnqSiO4、Li(2
−j)NimConMnqSiO4(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。
Mn、Ti、V、Nb、Al、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、Fe2(SO4)3、Li3Fe2(PO4)3等がある。また、正極活物質とし
て、Li2MPO4F、Li2MP2O7、Li5MO4(M=Fe、Mn)の一般式で
表される化合物、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(V2O5、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。
合酸化物を用いることもできる。ここで、元素Mは、リチウム、マンガン以外から選ばれ
た金属元素、またはシリコン、リンを用いることが好ましく、ニッケルであるとより好ま
しい。また、x/(y+z)は0以上2未満、かつzは0より大きく、かつ(y+z)/
wは0.26以上0.5未満を満たすことが好ましい。なお、リチウムマンガン複合酸化
物とは、少なくともリチウムとマンガンとを含む酸化物をいい、クロム、コバルト、アル
ミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅
、チタン、ニオブ、シリコン、及びリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元
素を含んでいてもよい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、層状岩塩型の結晶構造を
有するものであることが好ましい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、層状岩塩型の
結晶構造及びスピネル型の結晶構造を有するものであってもよい。また、リチウムマンガ
ン複合酸化物は、例えば、平均粒子径が、5nm以上50μm以下であることが好ましい
。
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。
の結着剤(バインダ)、正極活物質層18の導電性を高めるための導電助剤等を有しても
よい。
イオンを挿入および脱離することが可能な材料を用いることができ、リチウム金属、炭素
系材料、合金系材料等を用いることができる。
および体積当たりの比容量が大きい(それぞれ3860mAh/g、2062mAh/c
m3)ため、好ましい。
ードカーボン)、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。
チ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。
にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す(0.1乃至0.3V vs.Li/Li+)
。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒
鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金
属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
可能な合金系材料も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、
合金系材料としては、例えば、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ag、Au
、Zn、Cd、In、Ga等のうち少なくとも一つを含む材料がある。このような元素を
用いた合金系材料としては、例えば、Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、
V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag
3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、
InSb、SbSn等がある。
チウムチタン酸化物(Li4Ti5O12)、リチウム−黒鉛層間化合物(LixC6)
、五酸化ニオブ(Nb2O5)、二酸化タングステン(WO2)、二酸化モリブデン(M
oO2)等の酸化物を用いることができる。このような元素は炭素に対して容量が大きく
、特にシリコンは理論容量が4200mAh/gと飛躍的に高い。このため、負極活物質
にシリコンを用いることが好ましい。なお、SiOとは、ケイ素リッチの部分を含むケイ
素酸化物の粉末を指しており、SiOy(2>y>0)とも表記できる。例えばSiOは
、Si2O3、Si3O4、またはSi2O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。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。
つLi3−xMxN(M=Co、Ni、Cu)を用いることができる。例えば、Li2.
6Co0.4N3は大きな充放電容量(900mAh/g、1890mAh/cm3)を
示し好ましい。
、正極活物質としてリチウムイオンを含まないV2O5、Cr3O8等の材料と組み合わ
せることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合で
も、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで負極活物質
としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
ば、酸化コバルト(CoO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化鉄(FeO)等の、リチウ
ムと合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン
反応が生じる材料としては、さらに、Fe2O3、CuO、Cu2O、RuO2、Cr2
O3等の酸化物、CoS0.89、NiS、CuS等の硫化物、Zn3N2、Cu3N、
Ge3N4等の窒化物、NiP2、FeP2、CoP3等のリン化物、FeF3、BiF
3等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用
いてもよい。
の結着剤(バインダ)、負極活物質層19の導電性を高めるための導電助剤等を有しても
よい。
空孔が設けられたポリプロピレンや空孔が設けられたポリエチレンを用いることができる
。
オンを有した、リチウム塩を有する電解質が好適である。このような電解質の代表例とし
ては、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4(リチウムテトラフルオロ
ボレート)、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2
N、LiBOB(リチウムビスオキサラートボラート)等のリチウム塩がある。これらの
電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いて
もよい。
の代表例としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメチル
カーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、γーブチロラクトン、アセトニトリル
、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いるこ
とができる。
する安全性が高まる。また、蓄電池の薄型化およ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、ポリアクリル酸ゲル、ポリメタクリル酸ゲル、ポリアクリロ
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。
)を一つまたは複数用いることで、蓄電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上
昇しても、蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態
にある塩であり、イオン移動度(伝導度)が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニ
オンとを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム(EMI)カチオンを
含むイオン液体、またはN−メチル−N−プロピルピペリジニウム(PP13)カチオン
を含むイオン液体などがある。
や、PEO(ポリエチレンオキシド)系等の高分子材料を有する固体電解質を用いること
ができる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。ま
た、電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
、予め反応生成物を形成させる装置とその処理方法を図1、図3、図4に示す。
0は、容器1001、セパレータ1002、対極1003、電解液1004、被処理電極
1005、第1のコード1008、第2のコード1009、制御装置1010、加熱手段
1011を有している。
であるが、電解液を溜められればよいので、図3に示す製造装置のように底面が矩形であ
ってもよい。容器は電解液の接触に対して化学的熱的に安定である材料を用いればよく、
ガラス、ステンレス、樹脂等を用いることができる。
に使うことが好ましい。二次電池に用いる電解液は、構成材料の組み合わせは電解液10
04と同じでもよいが、電気化学反応に使用した電解液1004をそのまま流用して使う
のではなく、これとは別に、まだ電気化学反応を行っていない、新しいものを用意するこ
とが好ましい。
容器に対して電極の出し入れを行うので、大気雰囲気にて工程を進められるようにすると
、装置を複雑な構造にすることなく構成できるので望ましい。そのために、電解液の電解
質は化学的熱的に安定な材料を用いることが好ましく、とくに電荷が非局在化したイオン
を有した、リチウム塩を有する電解質が好適である。このような電解質として複数の含ハ
ロゲンリチウム塩を用いることができる。たとえば、含フッ素イミドリチウム塩である、
Li(CF3SO2)2N(リチウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド、以下、
「LiTFSA」、あるいは「LiTFSI」と呼ぶこともある。)、Li(C2F5S
O2)2N(リチウムパーフルオロメチルスルホメタニド、以下、「LiBETI」と呼
ぶこともある。)、や、LiN(SO2F)2(リチウムビスフルオロスルホニルイミド
、以下、「LiFSA」と呼ぶこともある。)等のリチウム塩や、LiPF6(リチウム
ヘキサフルオロホスファート)、LiClO4(リチウムパークロレート)、LiBOB
(リチウムビスオキサラートボラート)等のリチウム塩を用いることができ、正極、また
は負極を構成する材料との反応性を考慮して適宜用いるものとし、これらの一つまたは複
数を用いることができる。
ート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
(DEC)、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフ
ラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。
極)を用意し、そのシート状の電極を製造装置内の容器1001の電解液1004の中に
入れる。被処理電極1005は、二次電池の正極あるいは負極である。
気化学反応を生じさせるために配置するもので、リチウムを用いることが好ましい。また
、リチウム以外にも、黒鉛、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、難黒鉛化性炭素(ハー
ドカーボン)、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等といった炭素系
材料や、SiOといったケイ素系の材料を用いることも可能である。
気的に接続される。その保持手段は第1のコード1008で制御装置1010に電気的に
接続される。図1には容器1001の内壁に沿うように被処理電極1005を入れ、被処
理電極1005に囲まれるように対極1003を入れる方法を示しているが、用途に応じ
て電極の形状は変わる可能性がある。容器内に入れる方法は電極の形状に応じて選択すれ
ばよく、保持手段で保持することで離間させ、電気的に短絡していなければよい。被処理
電極1005と対極1003とは空間的に離間させるだけでも良いが、不用意に接触する
ことがないよう、セパレータ1002を対極1003の外周に配置することが好ましい。
や、空孔が設けられたポリプロピレンや空孔が設けられたポリエチレンを用いることがで
きる。
1のコード1008)は保持手段を介して被処理電極と電気的に接続され、2本目のコー
ド配線(第2のコード1009)は対極1003と電気的に接続する。制御装置1010
の2本のコード配線の間には電解液1004が配置され、コード配線2本の間に配置され
ている電解液1004などに流す電流量や電圧を調節する。電流量や電圧を調節すること
で電解液中に配置された被処理電極1005を酸化または還元する。
加熱することで、電気化学反応を促進することができ、短時間での酸化および還元処理が
可能となる。加熱手段1011は容器の内部に配置してもよい。
拌することで、電気化学反応を促進することができ、短時間での酸化および還元処理が可
能となる。
置1100は、容器1101、蓋1102、排気口1103、吹き出し口1104、管1
105、対極1106、被処理電極1107、第1のコード1108、第2のコード11
09、制御装置1110、電解液1111を有している。
から管1105を通し、管1105の一端を電解液1111中に入れ、管1105に不活
性ガスを導入し、管1105の一端にある吹き出し口1104から不活性ガスを電解液1
111中に連続的に送気して不活性ガスの複数の気泡を電解液1111中に形成し、不活
性ガスの複数の気泡が電解液中を移動することで、電解液の流れを形成する、という方法
を利用することが可能である。不活性ガスとして、アルゴンを用いると好ましい。
製造装置1200は、容器1201、撹拌手段1202、被処理電極1203、対極12
04、電解液1205、第1のコード1208、第2のコード1209、制御装置121
0、ヒーター1211、カバー1212、台1214、を有している。
4に内蔵されている装置により撹拌手段1202の回転数を制御する。
製造装置の模式図により示す。
との間に電界を印加して電気化学反応を生じさせる場合、電解液1004の成分として、
電荷が非局在化したイオンを有した、リチウム塩を有する電解質が望ましい。
チウム塩である、Li(CF3SO2)2N(以下、「LiTFSA」、あるいは「Li
TFSI」と呼ぶこともある。)、や、Li(C2F5SO2)2N(以下、「LiBE
TI」と呼ぶこともある。)、や、LiN(SO2F)2(以下、「LiFSA」と呼ぶ
こともある。)などを用いることができる。
ートボラート)を用いてもよい。
ート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
(DEC)、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフ
ラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。
付与して電気化学反応を生じさせる。
003との間に電界を印加して電気化学反応を生じさせる場合、電解液1004の成分と
して、電荷が非局在化したイオンを有した、リチウム塩を有する電解質が望ましい。
ドリチウム塩としてLiFSAを用いることができる。また、ハロゲンを有する別のリチ
ウム塩としてLiPF6、LiBF4、LiClO4、等を用いることができる。
ートボラート)を用いてもよい。
ート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
(DEC)、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフ
ラン等がある。これらの一つまたは複数を用いることができる。
カーボネート(FEC)は二次電池の特性を改善する添加剤として好ましい。
電気化学反応を生じさせる。
の溶出を生じ得る。一方で、アルミニウム等の金属は表面に酸化アルミニウムが不動態被
膜として生成されており、この被膜を有することで金属の溶出を防いでいる。
構成する金属と反応する場合がある。とくに、集電体がアルミニウムである場合、反応し
てアルミニウムを溶出しやすい。
応して金属のハロゲン化物を形成することが可能である。例えば正極集電体を構成する金
属がアルミニウムの場合は、LiPF6やLiBF4等のフッ素系材料のリチウム塩と反
応してフッ化アルミニウムを形成することが可能である。これらの被膜が保護膜となり、
集電体からの溶出を防止することが可能である。
応する場合がある。例えば正極集電体を構成する金属がアルミニウムの場合は、電解液中
で酸化アルミニウムを形成することが可能である。これらの被膜が溶出を防ぐので、正極
集電体を構成する金属は標準電極電位に対して高電位であっても、溶出が続かない。
表面に形成させることが有効であり、そのためにはリチウム塩として、LiTFSA、L
iFSA等の含フッ素イミドリチウム塩に、LiPF6やLiBF4等のリチウム塩、さ
らにはLiClO4を混合した電解質を利用することが好ましい。
極1005を取り出す。そして、乾燥させた後、所望の形状に加工する。開口部を有する
外装体11で囲まれた領域に、正極、セパレータ、負極を重ねた積層体を収納し、外装体
11で囲まれた領域に電解液を収納し、外装体11の開口部を熱圧着で塞ぐ。熱圧着領域
17を図2(D)と図2(E)に示す。こうして図2(E)に示す二次電池を作製するこ
とができる。
た二次電池を一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向き
になる。なお、リチウムを用いた二次電池では、充電と放電でアノード(陽極)とカソー
ド(陰極)が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反応電位
が高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書にお
いては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であっても、充
電電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「+極(プラス極)」と呼び、負極
は「負極」または「−極(マイナス極)」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連
したアノード(陽極)やカソード(陰極)という用語を用いると、充電時と放電時とでは
、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード(陽極)やカソー
ド(陰極)という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード(陽極
)やカソード(陰極)という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極(
プラス極)と負極(マイナス極)のどちらに対応するものかも併記することとする。
電池40の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図2(F)では、二次電池40
の外部の端子から、正極集電体12の方へ流れ、二次電池40の中において、正極集電体
12から負極集電体14の方へ流れ、負極から二次電池40の外部の端子の方へ流れる電
流の向きを正の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとしている
。
明の一態様はこれに限定されず、車両などに搭載する大型の電池にも適用することができ
る。
電極容量と高速充放電特性、および改善されたサイクル特性を持つ二次電池を提供するこ
とができる。
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。
能である。
本実施の形態では、本発明の一態様を用いた蓄電装置の様々な形態について説明する。
図5(A)は、コイン型(単層偏平型)の蓄電池の外観図であり、図5(B)は、その
断面図である。
302とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット303で絶縁シールされている。
正極304は、正極集電体305と、これと接するように設けられた正極活物質層306
により形成される。正極活物質層306は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高め
るための結着剤(バインダ)、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有して
もよい。導電助剤としては、導電助剤としては比表面積が大きい材料が望ましく、アセチ
レンブラック(AB)等を用いることができる。また、カーボンナノチューブ、グラフェ
ン、フラーレンといった炭素材料を用いることもできる。
層309により形成される。負極活物質層309は、負極活物質の他、負極活物質の密着
性を高めるための結着剤(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。正極活物質層306と負極活物質層309との間には、セパレータ31
0と、電解質(図示せず)とを有する。
。電池を組み立てる前に実施の形態1に示した装置を用い、負極307に対して電解液中
で酸化および還元処理を行う。
した材料を用いる。
ことが可能な材料を用いることができ、例えば、実施の形態1で示した材料を用いる。ま
た、電池を組み立てる前に実施の形態1に示した装置を用い、正極304に対して電解液
中で酸化および還元処理を行う。
、空孔が設けられたポリプロピレンや空孔が設けられたポリエチレンを用いることができ
る。
ては、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiCF3SO3、Li
(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N等のリチウム塩がある。これらの電
解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いても
よい。
金属イオンの場合、電解質として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アル
カリ金属(例えば、ナトリウムやカリウム等)、アルカリ土類金属(例えば、カルシウム
、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等)、を用いてもよい。
媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては
、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート(DEC)、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また
、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性
が高まる。また、蓄電池の薄型化およ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、ポリアクリル酸ゲル、ポリメタクリル酸ゲル、ポリア
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。また、電解液の溶媒として、難燃性および難揮発性
であるイオン液体(常温溶融塩)を一つまたは複数用いることで、蓄電池の内部短絡や、
過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。
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。正極缶301は正極304と、負極缶302は負
極307とそれぞれ電気的に接続する。
)に示すように、正極缶301を下にして正極304、セパレータ310、負極307、
負極缶302をこの順で積層し、正極缶301と負極缶302とをガスケット303を介
して圧着してコイン形の蓄電池300を製造する。
0の断面を模式的に示した図である。円筒型の蓄電池600は正極キャップ(電池蓋)6
01と電池缶(外装缶)602を有している。これら正極キャップ601と電池缶(外装
缶)602とは、ガスケット610(絶縁パッキン)によって絶縁されている。
605を間に挟んで捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセ
ンターピンを中心に捲回されている。電池缶602は、一端が閉じられ、他端が開いてい
る。電池缶602には、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、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、負極およびセパレータが
捲回された電池素子は、対向する一対の絶縁板608、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、コイン形やラミネート型の蓄電池と同様のものを用いることができる
。
製造すればよいが、円筒型の蓄電池600に用いる正極および負極は捲回するため、集電
体の両面に活物質を形成する点において異なる。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および負極端子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
底にそれぞれ抵抗溶接される。安全弁機構612は、PTC素子(Positive T
emperature 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、
PTC素子611は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増
大により電流量を制限して異常発熱を防止するものである。PTC素子には、チタン酸バ
リウム(BaTiO3)系半導体セラミックス等を用いることができる。
、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等様々な形状の蓄電池を用いることができる。また
、正極、負極、およびセパレータが複数積層された構造、正極、負極、およびセパレータ
が捲回された構造であってもよい。
図6に、蓄電装置の一例として、薄型の蓄電池について示す。薄型の蓄電池は、可撓性
を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装すれ
ば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
6に一点鎖線で示すA1−A2断面およびB1−B2断面を示す。薄型の蓄電池500は
、正極集電体501および正極活物質層502を有する正極503と、負極集電体504
および負極活物質層505を有する負極506と、セパレータ507と、電解液508と
、外装体509と、を有する。外装体509で囲まれた領域に設けられた正極503と負
極506との間にセパレータ507が設置されている。また、外装体509で囲まれた領
域は、電解液508で満たされている。
る。また、正極503または負極506の両方に、本発明の一態様である電極を用いても
よい。
極を用いることが好ましい。ここでは、正極503に、実施の形態1に示す電極を用いる
例を示す。
できる。
ように配置することが好ましい。例えば、図8(A)に示すように、正極503を挟むよ
うにセパレータ507を2つ折りにし、正極503と重なる領域よりも外側で封止部51
4により封止することで、正極503をセパレータ507内に確実に担持することができ
る。そして、図8(B)に示すように、セパレータ507に包まれた正極503と負極5
06とを交互に積層し、これらを外装体509で囲まれた領域に配置することで薄型の蓄
電池500を形成するとよい。
粒子を用い、正極503として実施の形態1に示す電極を用い、負極活物質として、シリ
コンを有する活物質を用いる例について説明する。
あたりの容量が大きく、蓄電池の重量あたりおよび体積あたりの容量を高めることができ
る。
電体501を正極リード電極510に溶接する例を示す。正極集電体501は、超音波溶
接などを用いて溶接領域512で正極リード電極510に溶接される。また、正極集電体
501は、図9(B)に示す湾曲部513を有することにより、蓄電池500の作製後に
外から力が加えられて生じる応力を緩和することができ、蓄電池500の信頼性を高める
ことができる。
3が有する正極集電体501と、負極リード電極511は負極506が有する負極集電体
504とそれぞれ超音波接合させて正極リード電極510および負極リード電極511を
外側に露出している。また、外部との電気的接触を得る端子の役割を正極集電体501お
よび負極集電体504で兼ねることもできる。その場合は、リード電極を用いずに、正極
集電体501および負極集電体504の一部を外装体509から外側に露出するように配
置してもよい。
るが、図10に示すように、正極リード電極510と負極リード電極511を異なる辺に
配置してもよい。このように、本発明の一態様の蓄電池は、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、本発明の一態様の蓄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、本発明の一態様の蓄電池を用いた製品の生産性
を高めることができる。
ン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウ
ム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上
に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設
けた三層構造のフィルムを用いることができる。
、電極の組は5組に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極層数が多い場合
には、より多くの容量を有する蓄電池とすることができる。また、電極層数が少ない場合
には、薄型化でき、可撓性に優れた蓄電池とすることができる。
半径10mm以上の範囲で変形することができる。二次電池の外装体であるフィルムは、
1枚または2枚で構成されており、積層構造の二次電池である場合、湾曲させた電池の断
面構造は、外装体であるフィルムの2つの曲線で挟まれた構造となる。
0を切断した平面1701において、曲面1700に含まれる曲線1702の一部を円の
弧に近似して、その円の半径を曲率半径1703とし、円の中心を曲率中心1704とす
る。図11(B)に曲面1700の上面図を示す。図11(C)に、平面1701で曲面
1700を切断した断面図を示す。曲面を平面で切断するとき、曲面に対する平面の角度
や切断位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は異なるものとなるが、本明細書等で
は、最も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。
場合には、二次電池の曲率中心1800に近い側のフィルム1801の曲率半径1802
は、曲率中心1800から遠い側のフィルム1803の曲率半径1804よりも小さい(
図12(A))。二次電池を湾曲させて断面を円弧状とすると曲率中心1800に近いフ
ィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心1800から遠いフィルムの表面には引っ
張り応力がかかる(図12(B))。外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を
形成すると、このように圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響
を許容範囲内に抑えることができる。そのため、二次電池は、曲率中心に近い側の外装体
の曲率半径が30mm以上好ましくは10mm以上となる範囲で変形することができる。
することができ、例えば図12(C)に示す形状や、波状(図12(D))、S字形状な
どとすることもできる。二次電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複
数の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、2
枚の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、10mm以上好ましくは30mm
以上となる範囲で二次電池が変形することができる。
図13に、図6とは異なる薄型蓄電池の例として、二次電池100aを示す。図13(
A)は二次電池100aの斜視図、図13(B)は二次電池100aの上面図である。図
13(C)は、図13(B)の一点破線D1−D2における断面図である。なお、図13
(C)では図を明瞭にするため、正極111、負極115、セパレータ103、正極リー
ド121、負極リード125、および封止層120を抜粋して示す。
する。
115が有する負極活物質層が、セパレータ103と重畳するように配置する。
に、セパレータ103の上に、正極111を重ねる(図14(B))。このとき、正極1
11が有する正極活物質層が、セパレータ103および負極活物質層と重畳するように配
置する。なお、集電体の片面に活物質層が形成されている電極を用いる場合は、正極11
1の正極活物質層と、負極115の負極活物質層がセパレータ103を介して対向するよ
うに配置する。
レータ103同士が重畳している領域を熱溶着してから次の電極を重ねることで、作製工
程中に電極がずれることを抑制できる。具体的には、負極115または正極111と重畳
しておらず、セパレータ103同士が重畳している領域、たとえば図14(B)の領域1
03aで示す領域を熱溶着することが好ましい。
極111および負極115を積み重ねることができる。
数の正極111を交互に挟むように配置してもよい。
負極115を覆う。
ば図14(D)に示す領域103bを熱溶着することで、複数の正極111と複数の負極
115を、セパレータ103によって覆い、結束する。
て結束してもよい。
、1枚のセパレータ103の中で、複数の正極111と複数の負極115に挟まれている
領域と、複数の正極111と複数の負極115を覆うように配置されている領域とを有す
る。
まれた1枚のセパレータである。セパレータ103の折りたたまれた領域に、複数の正極
111と、複数の負極115が挟まれている。
レータ103および外装体107の形状、正極リード121および負極リード125の位
置形状以外の構成は、実施の形態1の記載を参酌することができる。また、正極111お
よび負極115を積み重ねる工程以外の二次電池100aの作製方法は、実施の形態1に
記載の作製方法を参酌することができる。
図15に、図13と異なる薄型蓄電池の例として二次電池100bを示す。図15(A
)は二次電池100bの斜視図、図15(B)は二次電池100bの上面図である。図1
5(C1)は第1の電極組立体130、図15(C2)は第2の電極組立体131の断面
図である。図15(D)は、図15(B)の一点破線E1−E2における断面図である。
なお、図15(D)では図を明瞭にするため、第1の電極組立体130、電極組立体13
1およびセパレータ103を抜粋して示す。
103の配置が図13の二次電池100aと異なる。
び複数の電極組立体131を有する。
活物質層を有する正極111a、セパレータ103、負極集電体の両面に負極活物質層を
有する負極115a、セパレータ103、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極
111aがこの順に積層されている。また図15(C2)に示すように、第2の電極組立
体131では、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極115a、セパレータ10
3、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極111a、セパレータ103、負極集
電体の両面に負極活物質層を有する負極115aがこの順に積層されている。
立体131は、巻回したセパレータ103によって覆われている。
する。
を重ねる。次に、第1の電極組立体130の上下に、セパレータ103を介して、2組の
第2の電極組立体131を重ねる(図16(B))。
さらに、2組の第2の電極組立体131の上下に、セパレータ103を介して、2組の第
1の電極組立体130を重ねる(図16(C))。
図16(D))。
重ねるため、これらの電極組立体は、渦巻き状に巻回されたセパレータ103の間に配置
される。
層を設けないことが好ましい。
する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を4枚以上、セパレータを
3枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、二次電池100bの容量をより
向上させることができる。また電極を2枚、セパレータを1枚有する構成としてもよい。
電極が少ない場合、より湾曲に強い二次電池100bとすることができる。まだ図15(
D)では、二次電池100bが第1の電極組立体130を3組、第2の電極組立体を2組
有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの電極組立体を有
する構成としてもよい。電極組立体を増やすことで、二次電池100bの容量をより向上
させることができる。またより少ない電極組立体を有する構成としてもよい。電極組立体
が少ない場合、より湾曲に強い二次電池100bとすることができる。
の他は、図13についての記載を参酌することができる。
また、蓄電システムの構造例について、図17、図18、図19を用いて説明する。こ
こで蓄電システムとは、例えば、蓄電装置を搭載した機器を指す。本実施の形態で説明す
る蓄電システムは、本発明の一態様を用いた蓄電装置である、蓄電池を有する。
テムは、回路基板900と、蓄電池913と、を有する。蓄電池913には、ラベル91
0が貼られている。さらに、図17(B)に示すように、蓄電システムは、端子951と
、端子952と、を有し、蓄電池913の、ラベル910が貼られる面にアンテナ914
と、アンテナ915と、を有する。
、端子951、端子952、または回路912のいずれか一に電気的に接続される。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。
およびアンテナ915は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。ま
た、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、EHアンテナ、磁界アンテナ、誘
電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。または、アンテナ914若しくはアンテナ9
15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。
より、アンテナ914により受電する電力量を大きくできる。
16を有する。層916は、例えば蓄電池913による電磁界を遮蔽する機能を有する。
層916としては、例えば磁性体を用いることができる。
図17(B)に示す蓄電池913のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設け
てもよい。図18(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1
8(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17(A)
および図17(B)に示す蓄電システムと同じ部分については、図17(A)および図1
7(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18(A−2)に示すように、蓄電池913の一対の面の他
方に層917を挟んでアンテナ915が設けられる。層917は、例えば蓄電池913に
よる電磁界を遮蔽する機能を有する。層917としては、例えば磁性体を用いることがで
きる。
きくすることができる。
図17(B)に示す蓄電池913のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを
設けてもよい。図18(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18(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17(
A)および図17(B)に示す蓄電システムと同じ部分については、図17(A)および
図17(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およびアンテナ915が設けられ、図18(A−2)に示すように、蓄電池
913の一対の面の他方に層917を挟んでアンテナ918が設けられる。アンテナ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およびアンテナ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。
13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91
1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17(A)および図17(B)に示す蓄電システムと同じ部分に
ついては、図17(A)および図17(B)に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる
。
表示してもよい。表示装置920としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレク
トロルミネセンス(ELともいう)表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペ
ーパーを用いることにより表示装置920の消費電力を低減することができる。
13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17(A)および図17(B)に示す蓄電システムと同じ
部分については、図17(A)および図17(B)に示す蓄電システムの説明を適宜援用
できる。
離、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、においまた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、蓄電池や蓄電システムの容量の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。
本実施の形態では、本発明の一態様を用いた蓄電装置である、可撓性を有する蓄電池を
電子機器に実装する例について説明する。
フレキシブルな形状を備える蓄電装置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、また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。
車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。
1に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、
スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、蓄
電装置7407を有している。
00を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装
置7407も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置7407の状態を図20(
C)に示す。蓄電装置7407は薄型の蓄電池である。蓄電装置7407は曲げられた状
態で固定されている。なお、蓄電装置7407は集電体7409と電気的に接続されたリ
ード電極7408を有している。例えば、集電体7409は銅箔であり、一部ガリウムと
合金化させて、集電体7409と接する活物質層との密着性を向上し、蓄電装置7407
が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。
、筐体7101、表示部7102、操作ボタン7103、および蓄電装置7104を備え
る。また、図20(E)に曲げられた蓄電装置7104の状態を示す。蓄電装置7104
は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して蓄電装置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蓄電装置7104の主表面の一
部または全部が変化する。蓄電装置7104の主表面における曲率半径が40mm以上1
50mm以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。
は、筐体7201、表示部7202、バンド7203、バックル7204、操作ボタン7
205、入出力端子7206などを備える。
ンターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することが
できる。
ことができる。また、表示部7202はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面
に触れることで操作することができる。例えば、表示部7202に表示されたアイコン7
207に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
フ動作、マナーモードの実行および解除、省電力モードの実行および解除など、様々な機
能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末7200に組み込まれたオペレーティ
ングシステムにより、操作ボタン7205の機能を自由に設定することもできる。
である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリー
で通話することもできる。
を介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7206を介して充
電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7206を介さずに無線給電により
行ってもよい。
装置を有している。例えば、図20(E)に示した蓄電装置7104を、筐体7201の
内部に湾曲した状態で、またはバンド7203の内部に湾曲可能な状態で組み込むことが
できる。
7304を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置7300は、
表示部7304にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させ
ることもできる。
ができる。また、表示装置7300は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示
状況を変更することができる。
データのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる
。なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。
本実施の形態では、蓄電装置を搭載することのできる電子機器の一例を示す。
図21(A)および図21(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9
631a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96
26、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21(A)は、タブレット型端末9600を開い
た状態を示し、図21(B)は、タブレット型端末9600を閉じた状態を示している。
電体9635を有する。蓄電体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。
れた操作キー9638にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部96
31a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96
31a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9
631a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。
部をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボー
ド表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれること
で表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。
タッチ入力することもできる。
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ9625は、タブレット型端末9600に内蔵している光センサで検出される使
用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端
末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の
検出装置を内蔵させてもよい。
し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。
633、DCDCコンバータ9636を含む充放電制御回路9634有する。また、蓄電
体9635として、本発明の一態様の蓄電体を用いる。
よび筐体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、本発明の一態様の蓄電体を用いた蓄電体9635は
可撓性を有し、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい。よって、信頼性の
優れたタブレット型端末を提供できる。
な情報(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、日付または時
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または編集する
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、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は
、筐体9630の片面又は両面に設けることができ、蓄電体9635の充電を効率的に行
う構成とすることができるため好適である。なお蓄電体9635としては、リチウムイオ
ン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
(C)にブロック図を示し説明する。図21(C)には、太陽電池9633、蓄電体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、蓄電体9635、DCDCコンバータ9636、コ
ンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3が、図21(B)に示す充放電制御回路9
634に対応する箇所となる。
る。太陽電池で発電した電力は、蓄電体9635を充電するための電圧となるようDCD
Cコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。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9
637で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部
9631での表示を行わない際には、スイッチSW1をオフにし、スイッチSW2をオン
にして蓄電体9635の充電を行う構成とすればよい。
、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段による
蓄電体9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を送受
信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成
としてもよい。
一態様に係る蓄電装置8004を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置80
00は、TV放送受信用の表示装置に相当し、筐体8001、表示部8002、スピーカ
部8003、蓄電装置8004等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置8004は、
筐体8001の内部に設けられている。表示装置8000は、商用電源から電力の供給を
受けることもできるし、蓄電装置8004に蓄積された電力を用いることもできる。よっ
て、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係
る蓄電装置8004を無停電電源として用いることで、表示装置8000の利用が可能と
なる。
光装置、電気泳動表示装置、DMD(Digital Micromirror Dev
ice)、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。
ど、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
103を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置8100は、筐体8101、
光源8102、蓄電装置8103等を有する。図22では、蓄電装置8103が、筐体8
101および光源8102が据え付けられた天井8104の内部に設けられている場合を
例示しているが、蓄電装置8103は、筐体8101の内部に設けられていても良い。照
明装置8100は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8103
に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供
給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8103を無停電電源として用
いることで、照明装置8100の利用が可能となる。
いるが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井8104以外、例えば側壁8105、床
8106、窓8107等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓
上型の照明装置などに用いることもできる。
きる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、LEDや有機EL素子などの発
光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
は、本発明の一態様に係る蓄電装置8203を用いた電子機器の一例である。具体的に、
室内機8200は、筐体8201、送風口8202、蓄電装置8203等を有する。図2
2では、蓄電装置8203が、室内機8200に設けられている場合を例示しているが、
蓄電装置8203は室外機8204に設けられていても良い。或いは、室内機8200と
室外機8204の両方に、蓄電装置8203が設けられていても良い。エアコンディショ
ナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8203に蓄積され
た電力を用いることもできる。特に、室内機8200と室外機8204の両方に蓄電装置
8203が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない
時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8203を無停電電源として用いることで、エア
コンディショナーの利用が可能となる。
を例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを1つの筐体に有する一体型のエアコ
ンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。
を用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫8300は、筐体8301、
冷蔵室用扉8302、冷凍室用扉8303、蓄電装置8304等を有する。図22では、
蓄電装置8304が、筐体8301の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫8300は
、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置8304に蓄積された電力
を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない
時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置8304を無停電電源として用いることで、電気
冷凍冷蔵庫8300の利用が可能となる。
子機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補
助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電子機器
の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。
のうち、実際に使用される電力量の割合(電力使用率と呼ぶ)が低い時間帯において、蓄
電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑え
ることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫8300の場合、気温が低く、冷蔵室用扉83
02、冷凍室用扉8303の開閉が行われない夜間において、蓄電装置8304に電力を
蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉8302、冷凍室用扉8303の開閉が行
われる昼間において、蓄電装置8304を補助電源として用いることで、昼間の電力使用
率を低く抑えることができる。
本実施の形態では、車両に蓄電装置を搭載する例を示す。
、また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。
8400は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または
、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能な
ハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現
することができる。また、自動車8400は蓄電装置を有する。蓄電装置は電気モーター
を駆動するだけでなく、ヘッドライト8401やルームライト(図示せず)などの発光装
置に電力を供給することができる。
示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車8400が有するナビ
ゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することがで
きる。図23(B)に、地上設置型の充電装置8021から自動車8500に搭載された
蓄電装置に、ケーブル8022を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、
充電方法やコネクターの規格等はCHAdeMO(登録商標)やコンボ等の所定の方式で
適宜行えばよい。充電装置8021は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく
、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供
給により自動車8500に搭載された蓄電装置(図示せず)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。
給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を
組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給
電の方式を利用して、車両同士で電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に
太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような非接触で
の電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
ことができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、
よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれ
ば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭
載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要
のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
能である。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した材料を含む電池セル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)、およ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
24乃至図30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。
性のばらつきに応じて、容量(出力電圧)が異なってくる。直列に接続された電池セルで
は、全体の放電時の容量が、容量の小さい電池セルに依存する。容量にばらつきがあると
放電時の容量が小さくなる。また、容量が小さい電池セルを基準にして充電を行うと、充
電不足となるおそれがある。また、容量の大きい電池セルを基準にして充電を行うと、過
充電となるおそれがある。
足や、過充電の原因となる、電池セル間の容量のばらつきを揃える機能を有する。電池セ
ル間の容量のばらつきを揃える回路構成には、抵抗方式、キャパシタ方式、あるいはイン
ダクタ方式等あるが、ここではオフ電流の小さいトランジスタを利用して容量のばらつき
を揃えることのできる回路構成を一例として挙げて説明する。
ランジスタ(OSトランジスタ)が好ましい。オフ電流の小さいOSトランジスタを蓄電
装置の電池制御ユニットの回路構成に用いることで、電池から漏洩する電荷量を減らし、
時間の経過による容量の低下を抑制することができる。
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、x
1/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。
。
oscope)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。
すると、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。
装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。
法による解析では、2θが31°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現
れる場合がある。2θが36°近傍のピークは、CAAC−OS膜中の一部に、c軸配向
性を有さない結晶が含まれることを示している。CAAC−OS膜は、2θが31°近傍
にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。
、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。
物半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによっ
てキャリア発生源となることがある。
は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。
性の変動が小さい。
トランジスタ)に比べてバンドギャップが大きいため、高電圧を印加した際の絶縁破壊が
生じにくい。直列に電池セルを接続する場合、数100Vの電圧が生じることになるが、
このような電池セルに適用される蓄電装置の電池制御ユニットの回路構成には、前述のO
Sトランジスタで構成することが適している。
端子対1301と、端子対1302と、切り替え制御回路1303と、切り替え回路13
04と、切り替え回路1305と、変圧制御回路1306と、変圧回路1307と、直列
に接続された複数の電池セル1309を含む電池部1308と、を有する。
り替え制御回路1303と、切り替え回路1304と、切り替え回路1305と、変圧制
御回路1306と、変圧回路1307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。
作を制御する。具体的には、切り替え制御回路1303は、電池セル1309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)、および充電する電池セル(
充電電池セル群)を決定する。
セル群に基づいて、制御信号S1および制御信号S2を出力する。制御信号S1は、切り
替え回路1304へ出力される。この制御信号S1は、端子対1301と放電電池セル群
とを接続させるように切り替え回路1304を制御する信号である。また、制御信号S2
は、切り替え回路1305へ出力される。この制御信号S2は、端子対1302と充電電
池セル群とを接続させるように切り替え回路1305を制御する信号である。
および変圧回路1307の構成を踏まえ、端子対1302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および制御信号S2を生成する。
して、切り替え制御回路1303は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セル1309
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1309を低電圧
の電池セル(低電圧セル)と判断する。
とができる。例えば、切り替え制御回路1303は、複数の電池セル1309の中で、最
も電圧の高い、又は最も電圧の低い電池セル1309の電圧を基準として、各電池セル1
309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13
03は、各電池セル1309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1309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1303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。
し得る。例えば、切り替え制御回路1303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1303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1303は、過充電又は過放電に近い電池
セル1309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。
明する。図25は、切り替え制御回路1303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25では4個の電池セル1309が直列に接続されている場合を例に
説明する。
Vdとすると、Va=Vb=Vc>Vdの関係にある場合を示している。つまり、連続す
る3つの高電圧セルa乃至cと、1つの低電圧セルdとが直列に接続されている。この場
合、切り替え制御回路1303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1303は、低電圧セルDを充電電池セル群と
して決定する。
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1303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1303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および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。
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1303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1303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。
果に基づいて、切り替え回路1304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1305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1304および切り替え回路1305に対して
それぞれ出力する。
じて、端子対1301の接続先を、切り替え制御回路1303により決定された放電電池
セル群に設定する。
04は、この端子A1および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1309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1309の負極端子と接続することにより
、端子対1301の接続先を設定する。なお、切り替え回路1304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。
じて、端子対1302の接続先を、切り替え制御回路1303により決定された充電電池
セル群に設定する。
05は、この端子B1および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1309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1309の負極端子と接続することにより
、端子対1302の接続先を設定する。なお、切り替え回路1305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。
び図27に示す。
および1312とを有する。バス1311は、端子A1と接続されている。また、バス1
312は、端子A2と接続されている。複数のトランジスタ1310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1311および1312と接続されている
。また、複数のトランジスタ1310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1309の間に接続されている。
ソース又はドレインの他方は、電池部1308の最上流に位置する電池セル1309の正
極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ1310のうち、最下流に位置する
トランジスタ1310のソース又はドレインの他方は、電池部1308の最下流に位置す
る電池セル1309の負極端子と接続されている。
に応じて、バス1311に接続される複数のトランジスタ1310のうちの1つと、バス
1312に接続される複数のトランジスタ1310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1301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1309の正極端子は、端子対の端子A1又は
A2のいずれか一方と接続される。また、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池
セル1309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。
スタはオフ電流が小さいため、放電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を
減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またOSトランジスタは
高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、放電電池セル群の出力電圧が大
きくても、非導通状態とするトランジスタ1310が接続された電池セル1309と端子
対1301とを絶縁状態とすることができる。
御スイッチ1314と、バス1315と、バス1316とを有する。バス1315および
1316は、複数のトランジスタ1313と、電流制御スイッチ1314との間に配置さ
れる。複数のトランジスタ1313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1315および1316と接続されている。また、複数のトランジスタ13
13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1309の間に接
続されている。
ソース又はドレインの他方は、電池部1308の最上流に位置する電池セル1309の正
極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ1313のうち、最下流に位置する
トランジスタ1313のソース又はドレインの他方は、電池部1308の最下流に位置す
る電池セル1309の負極端子と接続されている。
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1
313が接続された電池セル1309と端子対1302とを絶縁状態とすることができる
。
スイッチ対1317の一端は、端子B1に接続されている。また、スイッチ対1317の
他端は各々、別のバスに接続しており、一方のスイッチはバス1315に接続され、他方
のスイッチはバス1316に接続されている。スイッチ対1318の一端は、端子B2に
接続されている。また、スイッチ対1318の他端は各々、別のバスに接続しており、一
方のスイッチはバス1315に接続され、他方のスイッチはバス1316に接続されてい
る。
10およびトランジスタ1313と同様に、OSトランジスタを用いることが好ましい。
制御スイッチ1314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1302とを接続する。
02とを接続する。
に応じて、充電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セル1309の正極端子と接続
されているトランジスタ1313を導通状態にする。また、切り替え回路1305は、複
数のトランジスタ1313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1309の負極端子に接続されているトランジスタ131
3を導通状態にする。
群、および変圧回路1307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1302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1314は、制御信号S2によ
り、端子対1302に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対1317およびスイッチ
対1318の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
加されている状態を挙げて説明する。この時、電池部1308の最下流の電池セル130
9が充電電池セル群である場合、スイッチ対1317は、制御信号S2により、当該電池
セル1309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1317
のバス1316に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対1317のバス13
15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1318は、制御信号S
2により、当該電池セル1309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1318のバス1315に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対
1318のバス1316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1302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1302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。
304に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチ1314、制御信号S1に応
じて、端子対1301に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対1302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1314は、端子対130
2から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。
成例を示す回路図である。
4およびバス1325とを有する。バス1324は、端子A1と接続されている。また、
バス1325は、端子A2と接続されている。複数のトランジスタ対1321の一端は、
各々、別のバスに接続している。トランジスタ1322のソース又はドレインの一方は、
バス1324と接続されている。また、トランジスタ1323のソース又はドレインの一
方は、バス1325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1309の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対1
321のうち、最上流に位置するトランジスタ対1321の他端は、電池部1308の最
上流に位置する電池セル1309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1321のうち、最下流に位置するトランジスタ対1321の他端は、電池部130
8の最下流に位置する電池セル1309の負極端子と接続されている。
スタ1323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1321
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1322が導通状態であれば、トランジスタ1323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1323が導通状態であれば、トランジスタ13
22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1322およびト
ランジスタ1323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。
用いられる。詳細には、制御信号S1に基づいて、2つのトランジスタ対1321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1301とが接続される。
2つのトランジスタ対1321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。
1335とを有する。バス1334は、端子B1と接続されている。また、バス1335
は、端子B2と接続されている。複数のトランジスタ対1331の一端は、各々、別のバ
スに接続している。トランジスタ1332を介して接続する一端は、バス1334と接続
されている。また、トランジスタ1333を介して接続する一端は、バス1335と接続
されている。また、複数のトランジスタ対1331の他端は、それぞれ隣接する2つの電
池セル1309の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対1331のうち、最
上流に位置するトランジスタ対1331の他端は、電池部1308の最上流に位置する電
池セル1309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1331のう
ち、最下流に位置するトランジスタ対1331の他端は、電池部1308の最下流に位置
する電池セル1309の負極端子と接続されている。
スタ1333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1331
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1332が導通状態であれば、トランジスタ1333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1333が導通状態であれば、トランジスタ13
32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1332およびト
ランジスタ1333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。
用いられる。詳細には、制御信号S2に基づいて、2つのトランジスタ対1331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1302とが接続される。
2つのトランジスタ対1331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。
れる電圧の極性によって決定される。具体的には、端子B1が正極、端子B2が負極とな
るような電圧が端子対1302に印加されている場合、上流側のトランジスタ対1331
は、トランジスタ1332が導通状態となり、トランジスタ1333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1331は、
トランジスタ1333が導通状態、トランジスタ1332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1302に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対1331は、トラ
ンジスタ1333が導通状態となり、トランジスタ1332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1331は、トランジ
スタ1332が導通状態、トランジスタ1333が非導通状態となるように、制御信号S
2によって制御される。このようにして、端子対1302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1302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。
は、放電電池セル群に含まれる電池セル1309の個数と、充電電池セル群に含まれる電
池セル1309の個数とに基づいて、変圧回路1307の動作を制御する変圧信号S3を
生成し、変圧回路1307へ出力する。
電池セル1309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1306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1307
を制御する変圧信号S3を出力する。
る電池セル1309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1306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1
307を制御する変圧信号S3を出力する。
の製品仕様等に鑑みて決定することができる。また、変圧回路1307により昇圧および
降圧された電圧は、充電電圧(Vcha)として端子対1302に印加される。
)を用いて説明する。図28(A)乃至(C)は、図25(A)乃至(C)で説明した放
電電池セル群および充電電池セル群に対応させた、変圧制御回路1306の動作例を説明
するための概念図である。なお図28(A)乃至(C)は、電池制御ユニット1341を
図示している。電池制御ユニット1341は、上述したように、端子対1301と、端子
対1302と、切り替え制御回路1303と、切り替え回路1304と、切り替え回路1
305と、変圧制御回路1306と、変圧回路1307とにより構成される。
圧セルa乃至cと、1つの低電圧セルdとが直列に接続されている。この場合、図25(
A)を用いて説明したように、切り替え制御回路1303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1306は、放電電池セル群に含まれる電池セル1309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1309の個数の比に基づいて、放電電圧(Vd
isから充電電圧(Vcha)への変換比Nを算出する。
電池セル1309の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対1302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1309に、端子対1302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28(A)に示されるような場合
では、端子対1302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1309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
1306は、放電電池セル群に含まれる電池セル1309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1309の個数の比よりも、変換比Nを大きく設定する。
した時の、充電電池セル群に含まれる電池セル1309の個数の比に対して、変換比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1306は変換比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1306
に設定された値となる。
3個で、充電電池セル群に含まれる電池セル1309の数が1個であるため、変圧制御回
路1306は、1/3より少し大きい値を変換比Nとして算出する。そして、変圧制御回
路1306は、放電電圧を当該変換比Nに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号S
3を変圧回路1307に出力する。そして、変圧回路1307は、変圧信号S3に応じて
変圧された充電電圧を、端子対1302に印加する。そして、端子対1302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1309が充電される。
Nが算出される。図28(B)や図28(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1309の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セル1309の個数以下
であるため、変換比Nは1以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路1306は、
放電電圧を昇圧して受電電圧に変換する変圧信号S3を出力する。
を充電電圧に変換する。そして、変圧回路1307は、変換された充電電圧を端子対13
02に印加する。ここで、変圧回路1307は、端子対1301と端子対1302との間
を電気的に絶縁している。これにより、変圧回路1307は、放電電池セル群の中で最も
下流に位置する電池セル1309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1309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1307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。
C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1306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1307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、およ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。
DC−DCコンバータ1351は、スイッチ部1352とトランス部1353とを有する
。スイッチ部1352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−Semicondu
ctor 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1352は、変圧制御回路1306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1351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1352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1353は、端子対1301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1353は、スイッチ部1352のオン/オフ状態と同期して動作し、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13
52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1352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1353
の内部で、端子対1301と端子対1302は互いに絶縁することができる。
0は、蓄電装置1300の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS001)。そして、蓄電装置1300は、複数の電池セル1309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1309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S
002:NO)、各電池セル1309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1300は、以降の処理を実行しない。一方、開始条件を満たす場合は(ステップ
S002:YES)、蓄電装置1300は、各電池セル1309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1300は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、
各電池セル1309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1300は、判定結果に基づいて、放電電池セル群およ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1300は、決定された放電電池セル
群を端子対1301の接続先に設定する制御信号S1、および決定された充電電池セル群
を端子対1302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1300は、生成された制御信号S1および制御信号S2を、切り替え回路130
4および切り替え回路1305へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路1304によ
り、端子対1301と放電電池セル群とが接続され、切り替え回路1305により、端子
対1302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13
00は、放電電池セル群に含まれる電池セル1309の個数と、充電電池セル群に含まれ
る電池セル1309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1300は、変圧信号S3に基づいて、端子対1301に印加される
放電電圧を充電電圧に変換し、端子対1302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。
テップの実行順序は、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1304および切り替え回路1305
により、放電電池セル群および充電電池セル群のうち、変圧回路と接続する電池セルを、
個別に切り替えられる。
と充電電池セル群に含まれる電池セル1309の個数とに基づいて、端子対1301に印
加される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対1302に印加される。これにより、放
電側および充電側の電池セル1309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。
ることにより、充電電池セル群および放電電池セル群に属しない電池セル1309から漏
洩する電荷量を減らすことができる。これにより、充電および放電に寄与しない電池セル
1309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1309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。
12 正極集電体
13 セパレータ
14 負極集電体
15 封止層
16 リード電極
17 熱圧着領域
18 正極活物質層
19 負極活物質層
20 電解液
40 二次電池
100a 二次電池
100b 二次電池
103 セパレータ
103a 領域
103b 領域
107 外装体
111 正極
111a 正極
115 負極
115a 負極
120 封止層
121 正極リード
125 負極リード
130 電極組立体
131 電極組立体
300 蓄電池
301 正極缶
302 負極缶
303 ガスケット
304 正極
305 正極集電体
306 正極活物質層
307 負極
308 負極集電体
309 負極活物質層
310 セパレータ
500 蓄電池
501 正極集電体
502 正極活物質層
503 正極
504 負極集電体
505 負極活物質層
506 負極
507 セパレータ
508 電解液
509 外装体
510 正極リード電極
511 負極リード電極
512 溶接領域
513 湾曲部
514 封止部
600 蓄電池
601 正極キャップ
602 電池缶
603 正極端子
604 正極
605 セパレータ
606 負極
607 負極端子
608 絶縁板
609 絶縁板
610 ガスケット
611 PTC素子
612 安全弁機構
1700 曲面
1701 平面
1702 曲線
1703 曲率半径
1704 曲率中心
1800 曲率中心
1801 フィルム
1802 曲率半径
1803 フィルム
1804 曲率半径
1000 製造装置
1001 容器
1002 セパレータ
1003 対極
1004 電解液
1005 被処理電極
1008 コード
1009 コード
1010 制御装置
1011 加熱手段
1100 製造装置
1101 容器
1102 蓋
1103 排気口
1104 吹き出し口
1105 管
1106 対極
1107 被処理電極
1108 コード
1109 コード
1110 制御装置
1111 電解液
1200 製造装置
1201 容器
1202 撹拌手段
1203 被処理電極
1204 対極
1205 電解液
1208 コード
1209 コード
1210 制御装置
1211 ヒーター
1212 カバー
1214 台
900 回路基板
910 ラベル
911 端子
912 回路
913 蓄電池
914 アンテナ
915 アンテナ
916 層
917 層
918 アンテナ
919 端子
920 表示装置
921 センサ
922 端子
951 端子
952 端子
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 蓄電装置
7200 携帯情報端末
7201 筐体
7202 表示部
7203 バンド
7204 バックル
7205 操作ボタン
7206 入出力端子
7207 アイコン
7300 表示装置
7304 表示部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7407 蓄電装置
7408 リード電極
7409 集電体
8000 表示装置
8001 筐体
8002 表示部
8003 スピーカ部
8004 蓄電装置
8021 充電装置
8022 ケーブル
8100 照明装置
8101 筐体
8102 光源
8103 蓄電装置
8104 天井
8105 側壁
8106 床
8107 窓
8200 室内機
8201 筐体
8202 送風口
8203 蓄電装置
8204 室外機
8300 電気冷凍冷蔵庫
8301 筐体
8302 冷蔵室用扉
8303 冷凍室用扉
8304 蓄電装置
8400 自動車
8401 ヘッドライト
8500 自動車
9600 タブレット型端末
9625 スイッチ
9626 スイッチ
9627 電源スイッチ
9628 操作スイッチ
9629 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 蓄電体
9636 DCDCコンバータ
9637 コンバータ
9638 操作キー
9639 ボタン
9640 可動部
SW1 スイッチ
SW2 スイッチ
SW3 スイッチ
1300 蓄電装置
1301 端子対
1302 端子対
1303 切り替え制御回路
1304 切り替え回路
1305 切り替え回路
1306 変圧制御回路
1307 変圧回路
1308 電池部
1309 電池セル
1310 トランジスタ
1311 バス
1312 バス
1313 トランジスタ
1314 電流制御スイッチ
1315 バス
1316 バス
1317 スイッチ対
1318 スイッチ対
1321 トランジスタ対
1322 トランジスタ
1323 トランジスタ
1324 バス
1325 バス
1331 トランジスタ対
1332 トランジスタ
1333 トランジスタ
1334 バス
1335 バス
1341 電池制御ユニット
1351 絶縁型DC−DCコンバータ
1352 スイッチ部
1353 トランス部
S1 制御信号
S2 制御信号
S3 変圧信号
A1 端子
A2 端子
B1 端子
B2 端子
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 (4)
- 活物質層および集電体を有する正極と、対極電極とを、電解液中にお互い離間して配置し、
前記電解液を撹拌しながら前記正極に電位を供給して電気化学反応を行い、前記電解液から前記正極を取り出す工程を有し、
前記電解液は、含フッ素イミドリチウム塩を有する、正極の製造方法。 - 活物質層および集電体を有する正極と、対極電極とを、リチウム塩を含む電解液中にお互い離間して配置し、
不活性ガスを前記電解液中に連続的に送気しながら前記正極に電位を供給して電気化学反応を行い、前記電解液から前記正極を取り出す工程を有し、
前記電解液は、含フッ素イミドリチウム塩を有する、正極の製造方法。 - 活物質層および集電体を有する正極と、対極電極とを、リチウム塩を含む電解液中にお互い離間して配置し、
撹拌子を用いて前記電解液を撹拌しながら前記正極に電位を供給して電気化学反応を行い、前記電解液から前記正極を取り出す工程を有し、
前記電解液は、含フッ素イミドリチウム塩を有する、正極の製造方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
前記対極電極は、リチウム、炭素系材料、珪素系材料のいずれかを有する正極の製造方法。
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