JP2021103634A - 蓄電デバイス及び回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成をより簡素化する。【解決手段】蓄電デバイスは、第１活物質を有し繊維状を含む柱状の第１電極と、イオン伝導性及び絶縁性を有し第１電極を被覆する分離膜と、分離膜上に形成され第２活物質を有する第２電極と、を備え、外形がコイル状に形成されているものである。【選択図】図１

Description

本明細書では、蓄電デバイス及び回路装置を開示する。

従来、蓄電デバイスを備えた回路装置としては、バッテリ電源に並列のＬＩＳＮに接続の第１、第２のコモンモードコアと、これにつながるノーマルモードコアおよびスイッチング電源と、この電源とノーマルモードコア間に並列の第１、第２のコモンモードコンデンサを備え、この第１、第２のコンデンサ間とスイッチング電源筐体は配線され、また筐体は接地され、各回路のＬ、Ｃが所定式を満たすものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この回路装置では、自動車用電装品スイッチング電源において国際規格ＣＩＳＰＲ２５に規定のノイズ限度値内とすることができるとしている。

特開２００８−７９３８６号公報

しかしながら、特許文献１の回路装置では、ノイズを低減する手段として回路中にコンデンサやコイルを配置するものとしているが、ノイズ低減がなされればこれらの構成は必須ではない。このように、回路装置の構成をより簡素化することが求められていた。

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、回路構成をより簡素化することができる蓄電デバイス及び回路装置を提供することを主目的とする。

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、蓄電デバイスを柱状で構成し、これをコイル形状とすることによって、別の構成としてのノイズ低減用のコイルを省略することができることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。

即ち、本明細書で開示する蓄電デバイスは、
第１活物質を有し繊維状を含む柱状の第１電極と、
イオン伝導性及び絶縁性を有し前記第１電極を被覆する分離膜と、
前記分離膜上に形成され第２活物質を有する第２電極と、を備え、
外形がコイル状に形成されているものである。

本明細書で開示する回路装置は、上述した蓄電デバイスを備えたものである。

本開示は、回路構成をより簡素化することができる。このような効果が得られる理由を、例えば、以下に説明する。一般的に、二次電池などの蓄電デバイスを用いた回路では、ノイズの発生が問題になる場合がある。ノイズの原因は種々あるが、高周波成分を減衰させる場合には回路にローパスフィルタとして働く素子を入れるのが一般的である。ローパスフィルタには、インダクタ（コイル）を直列に挿入する方法と、コンデンサをノイズ発生源の前後に跨がせて挿入する方法とがある。本開示では、回路に直列に配置される蓄電デバイスをコイル状に成形することによって、デバイスそのものにインダクタ成分を持たせ、ローパスフィルタとしてのコイルがなくてもローパスフィルタを配置したのと同等のノイズ低減を可能とする。このように、電源である蓄電デバイスがノイズ低減に有用なコイル形状をしており、回路装置では、ノイズ低減用のコイルを省略することができる。このため、本開示では、回路構成をより簡素化することができる。

蓄電デバイス２０を備えた回路装置１０の一例を示す模式図。 蓄電デバイス２０Ｂを備えた回路装置１０Ｂの一例を示す模式図。 蓄電デバイス２０Ｃを備えた回路装置１０Ｃの一例を示す模式図。 従来の回路装置１１０及び回路装置２１０の一例を示す模式図。

（回路装置）
本開示である回路装置および蓄電デバイスの実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、回路装置１０及び蓄電デバイス２０の一例を示す模式図である。図２は、繊維結束体２１Ｂを備えた蓄電デバイス２０Ｂを有する回路装置１０Ｂの一例を示す模式図である。図３は、セル結束体２１Ｃからなる蓄電デバイス２０Ｃを備えた回路装置１０Ｃの一例を示す模式図である。図４は、コイル１３０を備えた従来の回路装置１１０及びコンデンサ２３０を備えた従来の回路装置２１０の一例を示す模式図である。

回路装置１０は、負荷１２と、ノイズ源１５と、蓄電デバイス２０とを備えている。負荷１２は、蓄電デバイス２０から供給される電力により作動するものであり、例えば、駆動部や、素子などが挙げられる。駆動部としては、例えば、同期モータや誘導モータ、ステッピングモータなどが挙げられる。素子としては、半導体素子、圧電素子、光学素子、熱電素子などが挙げられる。ノイズ源１５は、回路装置１０の作動時にノイズを発生するものであり、例えば、上記負荷１２とは異なる構成でもよいし、上記負荷１２がこのノイズ源１５に該当するものとしてもよい。

蓄電デバイス２０は、回路装置１０の電源であり、ノイズ源１５からのノイズを低減する機能を兼ね備えている。蓄電デバイス２０は、第１活物質を有し柱状の第１電極２１と、イオン伝導性及び絶縁性を有し第１電極２１を被覆する分離膜２４と、分離膜２４上に形成され第２活物質を有する第２電極２２と、を備えている。この蓄電デバイス２０において、第１電極２１は負極であり、第２電極２２は正極であることが好ましいが、第１電極２１が正極であり、第２電極２２が負極であるものとしてもよい。また、「柱状」とは、屈曲しない太さのもののほか、屈曲可能な繊維状の太さのものも含むものとする。この第１電極は、柱状であればよく、その断面は円形であってもよいし、多角形であってもよい。この蓄電デバイス２０は、第１電極２１、第２電極２２及び分離膜２４のうち１以上に電解液を含むものとしてもよい。また、第１電極２１及び第２電極２２には、集電線などの集電部材が埋設されているものとしてもよいし、この集電部材を備えないものとしてもよい。また、蓄電デバイス２０は、アルカリ金属二次電池やアルカリ金属イオン二次電池、キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどとしてもよい。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム及びカリウムなどが挙げられ、リチウムが好ましい。ここでは、説明の便宜のため、第１電極２１を円柱状の負極とし、第２電極２２を正極とし、リチウムイオンをキャリアとするリチウム二次電池をその主たる一例として以下説明する。

蓄電デバイス２０は、外形がコイル状に形成されている。この蓄電デバイス２０は、シート状の電極を積層したものではなく、所定方向を長手方向として柱状且つコイル状の形状を有する。蓄電デバイス２０は、例えば、らせん状に形成された構造が柔軟性を有するものとしてもよいし、柔軟性を有さないものとしてもよい。蓄電デバイス２０のサイズは、回路装置１０に要求される性能に応じて任意の値としてもよい。また、蓄電デバイス２０は、コイル形状であるが、そのコイル長Ａやコイル径Ｒ、コイル巻き数Ｎ、コイル形状などは、回路装置１０に要求される性能に応じて任意の値とすることができる。例えば、コイル長Ａは、５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲とすることができる。コイル径Ｒは、５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲とすることができる。コイル巻き数Ｎは、例えば、２〜１００の範囲とすることができる。コイル形状は、例えば、円筒状が一般的であるが、矩形筒状や六角筒状など、多角形状としてもよい。また、蓄電デバイス２０は、コイルの中央にコアを有してもよい。なお、コイル径Ｒや、蓄電デバイス２０の外径Ｄ、第１電極２１の直径ｄなどは、対象の形状が多角形状や楕円状の場合、その外形の長さのうち最大値をいうものとする。

コイル形状によるローパスフィルタは回路によって様々な設計が考えられるが、具体例としては、以下のようなケースが挙げられる。例えば、動作周波数１０ｋＨｚのローパスフィルタとした場合、４８Ｖに対してインダクタンスが１０μＨ程度に見積もられる。この場合は、蓄電デバイス２０の電圧を４Ｖに想定すると、セルで１μＨ程度であり、蓄電デバイス２０のコイル径Ｒが４０ｍｍであれば、コイル巻き数Ｎは５程度に見積もられる。また、動作周波数１００ｋＨｚの小型システムのローパスフィルタでは、４８Ｖに対してインダクタンスが１μＨ程度に見積もられる。この場合は、蓄電デバイス２０の電圧を４Ｖに想定すると、セルで１００ｍＨ程度であり、蓄電デバイス２０のコイル径Ｒが２０ｍｍであれば、コイル巻き数Ｎは５程度に見積もられる。

このコイル状の蓄電デバイスにおいて、図２に示す蓄電デバイス２０Ｂのように、第１電極２１は、第１活物質を含む複数の繊維２３が結束された繊維結束体２１Ｂであるものとしてもよい。繊維結束体２１Ｂは、繊維２３を束ねたのち固着したものとしてもよいし、繊維２３を紡糸したものとしてもよい。この蓄電デバイス２０Ｂでは、柔軟性の高い繊維２３を用いるため、第１電極２１をコイル状に形成しやすく好ましい。繊維２３の太さは、例えば、０．５μｍ以上や１μｍ以上、あるいは１０μｍ以上とすることができ、５０μｍ以下や２０μｍ以下、あるいは１５μｍ以下とすることができる。また、図３に示す蓄電デバイス２０Ｃのように、第１電極２１と分離膜２４と第２電極２２とを備えた単セルが結束されたセル結束体２１Ｃの構造を有するものとしてもよい。この蓄電デバイス２０Ｃでは、単セルを結束することによって、コイル形状の強度をより高めることができ、また、蓄電デバイスの容量をより高めることができ好ましい。この蓄電デバイス２０Ｃにおいて、セル結束体２１Ｃの単セルが有する第１電極２１は、図１に示す第１電極２１のように一体物としてもよいし、図２，３に示す繊維結束体２１Ｂとしてもよい。また、第２電極２２は、分離膜２４を介して第１電極２１の周りに存在するものとしてもよいし、第１電極２１同士の間の空間に充填されているものとしてもよい。

蓄電デバイス２０は、電流によって生じる磁束を制御することができる。この蓄電デバイス２０は、インダクタンスによる電流平滑機能、インダクタンスによるフィルタ機能、及び電流センシング用閉磁路を形成する機能のうち１以上を有するものとしてもよい。また、蓄電デバイス２０は、その外径Ｄに対する蓄電デバイス２０の長さＸの比であるＸ／Ｄが１０以上であり、蓄電デバイス２０の出力電流が脈動する負荷に対して設計されるコイル形状を有するものとしてもよい。Ｘ／Ｄが１０以上では、例えば、コイル状にしやすい。このＸ／Ｄは、１００以上としてもよいし、１０００以上としてもよく、１００００以下としてもよい。蓄電デバイス２０は、長手方向に垂直な断面の外径Ｄが２０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であるものとしてもよい。また、蓄電デバイス２０の外径Ｄは、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であるものとしてもよい。この外径Ｄが２０μｍ以上では、十分な放電容量を確保することができる。また、この外径Ｄが１０００μｍ以下ではキャリアのイオンの移動距離が長くなりすぎず、高出力性能が得られる。また、この外径Ｄが１００μｍ〜５００μｍの範囲では、高出力性能と放電容量とを両立することができる。また、この外径Ｄは、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲としてもよい。この範囲では、微小形状のコイル状の蓄電デバイス２０とすることができる。蓄電デバイス２０の長手方向の長さＸは、回路装置１０の用途などに応じて適宜定めることができ、例えば、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲などとしてもよい。

第１電極２１は、負極活物質を含む柱状体である。第１電極２１は、少なくとも端面以外の外周が分離膜２４を介して第２電極２２に対向している。第１電極２１は、長手方向に垂直な断面の直径ｄが１０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。また、第１電極２１の直径ｄは、５００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。この直径ｄが１０μｍ以上では、強度を担保することができ安定した充放電ができる。また、この直径ｄが５００μｍ以下ではキャリアのイオンの移動距離が長くなりすぎず、高出力性能が得られる。また、この直径ｄが５０μｍ〜２００μｍの範囲では、キャリアのイオンの移動距離をより短くすることができ、より大きな電流で充放電を行うことができる。更に、第１電極２１の直径ｄは、０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲としてもよい。この範囲では、微小形状のコイル状の蓄電デバイス２０とすることができる。この柱状体の第１電極２１の長手方向の長さＸは、回路装置１０の用途などに応じて適宜定めることができ、例えば、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の範囲などとしてもよい。柱状体の長さＸが２０ｍｍ以上では、電池容量をより高めることができ好ましく、２００ｍｍ以下では、電極の電気抵抗をより低減することができ好ましい。この第１電極２１は、負極活物質として、金属、合金及び炭素材料のうち１以上を含むものとしてもよい。金属としては、リチウム金属が挙げられ、合金としては、リチウム合金、スズ化合物などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、グラファイト類や、コークス類、ガラス状炭素類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類のうち１以上が挙げられる。このうち、人造黒鉛、天然黒鉛などのグラファイト類が好ましい。また、グラファイト構造を有する炭素繊維としてもよい。このような炭素繊維は、例えば、繊維方向である長手方向に結晶が配向したものが好ましい。また、長手方向（繊維方向）に直交する方向に断面視したときに結晶が中心から外周面側に放射状に配向したものであることが好ましい。あるいは、柱状の第１電極２１は、キャリアのイオンを吸蔵放出可能な複合酸化物を柱状体に成形したものとしてもよい。複合酸化物としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物などが挙げられる。この第１電極２１は、その表面の少なくとも一部に導電成分が形成されているものとしてもよい。この導電成分により、導電性をより高めることができる。この導電成分は、導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金属としてもよい。

分離膜２４は、キャリアであるイオン（例えばリチウムイオン）のイオン伝導性を有し第１電極２１と第２電極２２とを絶縁するものである。分離膜２４は、第２電極２２と対向する第１電極２１の外周面の全体に形成されており、第１電極２１と第２電極２２との短絡を防止している。分離膜２４は、イオン伝導性と絶縁性とを有する樹脂からなるものとしてもよい。この分離膜２４は、例えば、樹脂を含む原料溶液から自立膜を作製し、第１電極２１の表面をこの自立膜で被覆させることにより形成されてもよいし、原料溶液へ第１電極２１を浸漬させてその表面にコートすることにより形成されるものとしてもよい。この樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）や、ＰＶｄＦとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、及びＰＭＭＡとアクリルポリマーとの共重合体などが挙げられる。例えば、ＰＶｄＦとＨＦＰとの共重合体では、電解液の一部がこの膜を膨潤ゲル化し、イオン伝導膜となる。この分離膜２４は、例えば、その厚さが２μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、８μｍ以上であるものとしてもよい。厚さＬが２μｍ以上では、絶縁性を確保する上で好ましい。特に、分離膜２４の厚さが２μｍ以上であれば、作製しやすい。また、分離膜２４の厚さは、１５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。厚さＬが１５μｍ以下では、イオン伝導性の低下を抑制できる点や、セルに占める体積をより低減する上で好ましい。厚さＬが２〜１５μｍの範囲では、イオン伝導性及び絶縁性が好適である。

分離膜２４は、キャリアであるイオンを伝導する電解液を含むものとしてもよい。この電解液は、例えば、非水系溶媒などが挙げられる。電解液の溶媒としては、例えば、非水電解液の溶媒などが挙げられる。この溶媒としては、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチル−ｎ−ブチルカーボネート、メチル−ｔ−ブチルカーボネート、ジ−ｉ−プロピルカーボネート、ｔ−ブチル−ｉ−プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状エステル類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチルなどの鎖状エステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、などのフラン類、スルホラン、テトラメチルスルホランなどのスルホラン類、１，３−ジオキソラン、メチルジオキソランなどのジオキソラン類などが挙げられる。この電解液には、蓄電デバイス２０のキャリアであるイオンを含む支持塩を溶解したものとしてもよい。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＳｉＦ₆、ＬｉＡｌＦ₄、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＣｌ、ＬｉＦ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＡｌＣｌ₄などが挙げられる。このうち、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄などの無機塩、及びＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃などの有機塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上の塩を組み合わせて用いることが電気特性の点から見て好ましい。この支持塩は、電解液中の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましい。

第２電極２２は、正極活物質を含み、第１電極２１の外周に分離膜２４を介して形成されている。第２電極２２は、それ自体に導電性を有するものとし、集電部材などは省略されているものとしてもよい。第２電極２２は、その外面の一部又は全部に集電体が直接接続されているものとしてもよい。この第２電極２２は、例えば、第１電極２１の外周に分離膜２４を形成したのち、その外周に第２電極２２の原料を塗布して形成されたものとしてもよい。第２電極２２は、正極活物質を含んでいるが、正極活物質が導電性を有さない場合は、例えば導電性を有する導電材を混合してもよい。この第２電極２２は、例えば、正極活物質と、必要に応じて導電材と、結着剤とを混合し成形したものとしてもよい。正極活物質は、例えば、キャリアであるリチウムを吸蔵放出可能な材料が挙げられる。正極活物質としては、例えば、リチウムと遷移金属とを有する化合物、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。具体的には、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＭｎＯ₂（０≦ｘ≦１など、以下同じ）やＬｉ_(1-x)Ｍｎ₂Ｏ₄などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＣｏＯ₂などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＮｉＯ₂などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)Ｃｏ_aＮｉ_bＭｎ_cＯ₂（ａ＞０、ｂ＞０、ｃ＞０、ａ＋ｂ＋ｃ＝１）、Ｌｉ_(1-x)Ｃｏ_aＮｉ_bＭｎ_cＯ₄（０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、１≦ｃ＜２、ａ＋ｂ＋ｃ＝２）などとするリチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物、基本組成式をＬｉＶ₂Ｏ₃などとするリチウムバナジウム複合酸化物、基本組成式をＶ₂Ｏ₅などとする遷移金属酸化物などを用いることができる。また、基本組成式をＬｉＦｅＰＯ₄とするリン酸鉄リチウム化合物などを正極活物質として用いることができる。これらのうち、リチウムコバルトニッケルマンガン複合酸化物、例えば、ＬｉＣｏ_1/3Ｎｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ₂などが好ましい。なお、「基本組成式」とは、他の元素、例えば、ＡｌやＭｇなどの成分を含んでもよい趣旨である。あるいは、正極活物質は、キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどに用いられている炭素質材料としてもよい。炭素質材料としては、例えば、活性炭類、コークス類、ガラス状炭素類、黒鉛類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維類、カーボンナノチューブ類、ポリアセン類などが挙げられる。このうち、高比表面積を示す活性炭類が好ましい。炭素質材料としての活性炭は、比表面積が１０００ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、１５００ｍ²／ｇ以上であることがより好ましい。比表面積が１０００ｍ²／ｇ以上では、放電容量をより高めることができる。この活性炭の比表面積は、作製の容易性から３０００ｍ²／ｇ以下であることが好ましく、２０００ｍ²／ｇ以下であることがより好ましい。

第２電極２２に含まれる導電材は、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛）や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属（銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など）などの１種又は２種以上を混合したものを用いることができる。結着材は、活物質粒子や導電材粒子を繋ぎ止めて所定の形状を保つ役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、スルホン化ＥＰＤＭゴム、天然ブチルゴム（ＮＢＲ）等を単独で、あるいは２種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の水分散体等を用いることもできる。

第２電極２２において、正極活物質の含有量は、より多いことが好ましく、第２電極２２の質量全体に対して７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましい。導電材の含有量は、第２電極２２の全体の質量に対して０質量％以上２０質量％以下の範囲であることが好ましく、０質量％以上１０質量％以下の範囲であることがより好ましい。このような範囲では、電池容量の低下を抑制し、導電性を十分に付与することができる。また、結着材の含有量は、第２電極２２の質量全体に対して０．１質量％以上５質量％以下の範囲であることが好ましく、０．２質量％以上３質量％以下の範囲であることがより好ましい。

この蓄電デバイス２０において、正極活物質の容量に対する負極活物質の容量の比である正負極容量比（負極容量／正極容量）は、１．０以上１．５以下の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１．２以下の範囲である。第２電極２２の形成厚さは、第１電極２１の直径ｄ及び正負極容量比に応じて適宜設定されるが、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下の範囲としてもよい。正極の形成厚さは、例えば、第１電極２１上に形成された部分のうち最大の厚さをいうものとする。

蓄電デバイス２０は、以下に説明する製造方法で製造することができる。蓄電デバイス２０の製造方法は、例えば、第１電極２１をコイル状に成形したのちに、分離膜２４や第２電極２２を形成するものとしてもよい。この成形は、例えば、活物質を含む原料を押出成形することによって行うことができる。ここで、図３のセル結束体２１Ｃの構造を有する蓄電デバイス２０Ｃを作製する場合は、コイル状に成形され分離膜２４をその表面に形成した複数の第１電極２１を互いに接触しないように固定したのち、その第１電極２１の間に第２電極２２を充填するものとしてもよい。また、第１電極２１に柔軟性がある場合は、第１電極２１上に分離膜２４や第２電極２２を形成して直線状の蓄電デバイス２０を得たのちに蓄電デバイス２０をコイル状に変形させるものとしてもよい。分離膜２４の形成工程では、例えば、イオン伝導性及び絶縁性を有する樹脂を、活物質を含む第１電極２１上に形成し、加熱溶融して第１電極２１上に分離膜２４を形成するものとしてもよい。このとき、溶媒に樹脂を溶解した原料液を調製し、この原料液を第１電極２１上に塗布するか、原料液中に第１電極２１を浸漬させるものとしてもよい。また、第２電極２２の形成工程では、第１電極２１の表面に分離膜２４を形成したのち、その分離膜２４の上に第２電極２２の電極合材を形成するものとしてもよい。このとき、溶媒に電極合材を入れたスラリーを調製し、このスラリーを分離膜２４上に塗布するか、スラリー中に第１電極２１を浸漬させるものとしてもよい。このようにして、外形がコイル状の蓄電デバイス２０を作製することができる。

以上詳述した蓄電デバイス２０を備えた回路装置１０では、回路構成をより簡素化することができる。このような効果が得られる理由を以下に説明する。一般的に、例えば、二次電池などの蓄電デバイスを用いた回路では、ノイズの発生が問題になる場合がある。ノイズの原因は種々あるが、高周波成分を減衰させる場合には回路にローパスフィルタとして働く素子を入れるのが一般的である。ローパスフィルタには、コイル１３０を直列に挿入する方法（図４Ａ）と、コンデンサ２３０をノイズ発生源の前後に跨がせて挿入する方法（図４Ｂ）とがある。上述した回路装置１０では、回路に直列に配置される蓄電デバイスをコイル状に成形することによって、デバイスそのものにインダクタ成分を持たせ、ローパスフィルタとしてのコイルがなくてもローパスフィルタを配置したのと同等のノイズ低減を可能とする。このように、電源である蓄電デバイス２０がノイズ低減に有用なコイル形状をしており、回路装置１０では、ノイズ低減用のコイル１３０を省略することができる。このため、本開示では、回路構成をより簡素化することができる。なお、回路装置１０Ｂ，１０Ｃについても、上記と同様である。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、蓄電デバイス２０において、負極や正極は、集電部材を内包しないものについて説明したが、特にこれに限定されず、各電極は、集電線などの集電部材を埋設していてもよい。

また、上述した実施形態では、蓄電デバイス２０のキャリアをリチウムイオンとしたが、特にこれに限定されず、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどのアルカリ金属イオン、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの２族元素イオンとしてもよい。

上述した実施形態では、第１電極２１や蓄電デバイス２０の断面形状は、円柱状である例を説明したが、特にこれに限定されず、四角柱や六角柱、楕円柱などの形状としてもよい。

１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１１０，２１０ 回路装置、１２ 負荷、１５ ノイズ源、２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０ 蓄電デバイス、２１ 第１電極、２１Ｂ 繊維結束体、２１Ｃ セル結束体、２２ 第２電極、２３ 繊維、２４ 分離膜、１３０ コイル、２３０ コンデンサ、Ａ コイル長、ｄ 直径、Ｄ 外径、Ｎ コイル巻き数、Ｒ コイル径、Ｘ 長さ。

Claims (9)

1. 第１活物質を有し繊維状を含む柱状の第１電極と、
   イオン伝導性及び絶縁性を有し前記第１電極を被覆する分離膜と、
   前記分離膜上に形成され第２活物質を有する第２電極と、を備え、
   外形がコイル状に形成されている、
   蓄電デバイス。
2. 前記蓄電デバイスは、電流によって生じる磁束を制御する、請求項１に記載の蓄電デバイス。
3. 前記蓄電デバイスは、インダクタンスによる電流平滑機能、インダクタンスによるフィルタ機能、及び電流センシング用閉磁路を形成する機能のうち１以上を有する、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス。
4. 前記蓄電デバイスの外径Ｄに対する蓄電デバイスの長さＸであるＸ／Ｄが１０以上であり、前記蓄電デバイスの出力電流が脈動する負荷に対して設計されるコイル形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
5. 前記第１電極は、複数の繊維状の第１活物質が結束された結束体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
6. 前記蓄電デバイスは、前記第１電極と前記分離膜と前記第２電極とを備えた単セルが結束された構造を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
7. 前記第１電極は、直径ｄが１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
8. 前記分離膜は、厚さが１５μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電デバイスを備えた、回路装置。

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