JP7117631B2 - 電池システム - Google Patents

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Description

本開示は、電池システムに関する。
特許文献１には、硫化物系固体電解質を含む電池の破損を検出する装置が開示されている。
特開２０１５－４１５９８号公報
従来技術においては、ガスの検出感度を高めることが望まれる。
本開示の一様態における電池システムは、第１排出口を備える容器と、前記容器に内包されて前記容器の内側に配置される発電要素と、前記容器の内側におけるガスの濃度を測定する測定部と、前記第１排出口に接続される第１開閉部と、前記第１開閉部を制御する制御部と、を備え、前記測定部は、前記第１開閉部が閉状態である期間における前記ガスの濃度であるガス濃度を測定し、前記制御部は、前記ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、前記第１開閉部を開状態とする。
本開示によれば、ガスの検出感度を高めることができる。
図１は、実施の形態１における電池システム１０００の概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態１における電池システム１１００の概略構成を示す図である。 図４は、実施の形態１における発電要素２００の一例の概略構成を示す断面図である。 図５は、実施の形態１における発電要素２００の別の一例の概略構成を示す断面図である。 図６は、実施の形態１における発電要素２００の積層単位の例を示す断面図である。 図７は、実施の形態２における電池システム２０００の概略構成を示す図である。 図８は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態２における電池システム２１００の概略構成を示す図である。 図１２は、実施の形態３における電池システム３０００の概略構成を示す図である。 図１３は、実施の形態３における電池システム３１００の概略構成を示す図である。 図１４は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態３における電池システム３２００の概略構成を示す図である。 図１６は、実施の形態３における電池システム３３００の概略構成を示す図である。 図１７は、実施の形態３における電池システム３４００の概略構成を示す図である。 図１８は、実施の形態３における電池システム３５００の概略構成を示す図である。 図１９は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２０は、実施の形態３における電池システム３６００の概略構成を示す図である。 図２１は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２２は、実施の形態３における電池システム３７００の概略構成を示す図である。 図２３は、実施の形態４における電池システム４０００の概略構成を示す図である。 図２４は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２５は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２６は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図２７は、実施の形態４における電池システム４１００の概略構成を示す図である。 図２８は、実施の形態４における電池システム４２００の概略構成を示す図である。 図２９は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３０は、実施の形態４における電池システム４３００の概略構成を示す図である。 図３１は、実施の形態４における電池システム４４００の概略構成を示す図である。 図３２は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３３は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３４は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
以下、実施の形態が、図面を参照しながら、説明される。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電池システム１０００の概略構成を示す図である。
実施の形態１における電池システム１０００は、容器１００と、発電要素２００と、測定部３００と、第１開閉部４１１と、制御部５００と、を備える。
容器１００は、第１排出口１１０を備える。
発電要素２００は、容器１００に内包される。発電要素２００は、容器１００の内側に配置される。
測定部３００は、容器１００の内側におけるガスの濃度を測定する。
第１開閉部４１１は、第１排出口１１０に接続される。
制御部５００は、第１開閉部４１１を制御する。
測定部３００は、第１開閉部４１１が閉状態である期間におけるガスの濃度であるガス濃度を測定する。
制御部５００は、ガス濃度（すなわち、第１開閉部４１１が閉状態である期間において、測定部３００により測定される、容器１００の内側におけるガスの濃度）が第１閾値（所定の閾値）よりも大きくなった後に、第１開閉部４１１を開状態とする。
以上の構成によれば、容器１００の内側におけるガスの検出感度を高めることができる。すなわち、第１開閉部４１１が閉状態である期間（すなわち、発電要素２００が容器１００に密閉されている状態）にガスの検出が行われることで、容器１００の内側にガスを溜め込んだ状態で、ガス検出を行うことができる。このため、容器１００の内側におけるガスを高濃度で（すなわち、容器１００の外側にガスを拡散させることなく）、検出することができる。この結果、より高い精度で、ガス検出値（ガス濃度の測定値）を得ることができる。これにより、例えば、高い精度で得られるガス検出値に基づいて、ガスの排出などのタイミングを、より適切に決定することができる。また、例えば、高い精度で得られるガス検出値に基づいて、電池の劣化の進行状況の把握および今後の劣化予測などを、より正確に実現できる。
また、以上の構成によれば、容器１００の内側に溜め込まれたガスの濃度が所定の第１閾値よりも大きくなった際に第１開閉部４１１を開状態とすることで、溜め込まれたガスをまとめて、第１排出口１１０から排出することができる。このため、例えば、より短時間かつより確実に、容器１００の内側において発生したガスを排出することができる。したがって、より効率的に、容器１００の内側のガス濃度を、一定基準（例えば、上述の第１閾値により決定される基準）の安全レベルに、維持することができる。
図２は、実施の形態１における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２に示される制御方法は、閉鎖工程Ｓ１００１と、測定工程Ｓ１００２と、判定工程Ｓ１００３と、開放工程Ｓ１００４と、を包含する。
閉鎖工程Ｓ１００１は、制御部５００により、第１開閉部４１１が閉状態とされる工程である。
測定工程Ｓ１００２は、閉鎖工程Ｓ１００１の後に実行される工程である。測定工程Ｓ１００２は、測定部３００により、第１開閉部４１１が閉状態である期間におけるガスの濃度であるガス濃度が測定される工程である。
判定工程Ｓ１００３は、測定工程Ｓ１００２の後に実行される工程である。判定工程Ｓ１００３は、制御部５００により、ガス濃度（すなわち、第１開閉部４１１が閉状態である期間において、測定部３００により測定される、容器１００の内側におけるガスの濃度）が第１閾値よりも大きいか否かが判定される工程である。当該ガス濃度が第１閾値よりも大きくないと判定される場合には、測定工程Ｓ１００２が再度実行される。当該ガス濃度が第１閾値よりも大きいと判定される場合には、開放工程Ｓ１００４が実行される。
開放工程Ｓ１００４は、判定工程Ｓ１００３の後に実行される工程である。開放工程Ｓ１００４は、制御部５００により、第１開閉部４１１が開状態とされる工程である。
容器１００の形状としては、一般に公知の電池セル（または、電池モジュール、電池パック、など）の外装体の形状（例えば、角型または円筒型など）が、用いられうる。容器１００は、例えば、箱体または筐体などであってもよい。
容器１００を構成する材料としては、一般に公知の電池セル（または、電池モジュール、電池パック、など）の外装体の材料（例えば、金属または樹脂など）が、用いられうる。
もしくは、発電要素２００が例えば複数の電池パックから構成される大型の電池である場合には、容器１００は、大型の電池を囲う（例えば、密閉して囲う）ことができる、より大きな構造物（建築物）であってもよい。
第１排出口１１０は、図１に示されるように、容器１００の側面に設けられる開口部分であってもよい。もしくは、第１排出口１１０は、容器１００の側面以外の部分（例えば、角部など）に設けられてもよい。第１排出口１１０の形状は、円形、楕円形、矩形、線形、など、であってもよい。
制御部５００は、例えば、プロセッサとメモリとにより、構成されてもよい。当該プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などであってもよい。このとき、当該プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで、本開示で示される制御方法を実行してもよい。
なお、測定部３００の測定結果（ガス濃度の測定値）と比較される第１閾値は、制御部５００（例えば、メモリ）に予め記憶されてもよい。第１閾値は、検出対象となるガスの種類に応じて、決定される値であってもよい。
なお、本開示において、「制御部５００が所定ユニット（例えば、第１開閉部４１１、など）を制御する」とは、「制御部５００が所定ユニット（例えば、第１開閉部４１１、など）の動作の開始と停止とのうちの少なくとも一方を操作する（実行する）」ことを包含する。
図３は、実施の形態１における電池システム１１００の概略構成を示す図である。
実施の形態１における電池システム１１００は、上述の実施の形態１における電池システム１０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
実施の形態１においては、図３に示されるように、測定部３００は、センサ素子３１０と、接続線３２０と、を備えてもよい。
センサ素子３１０は、容器１００の内側におけるガスの存在を検知する部材である。
図３に示されるように、センサ素子３１０は、容器１００の内側に配置される。
このとき、測定部３００は、センサ素子３１０からの信号に基づいて、容器１００の内側におけるガスの濃度を測定（または、算出）してもよい。
センサ素子３１０としては、一般に公知のガス検知センサ（たとえば、定電位電解式、半導体式、熱伝導式、など）が、単独または２種類以上を組み合わせて、用いられうる。
センサ素子３１０は、センシング領域を備えてもよい。センサ素子３１０のセンシング領域は、例えば、検出対象であるガス（例えば、硫化水素）との化学反応により電気抵抗が変化する抵抗変化材料（例えば、銅、ニッケル、鉄、などの金属）を含んでもよい。
接続線３２０は、センサ素子３１０のセンシング領域と接続される一対の接続線である。
容器１００の外側に引き出された接続線３２０は、測定部３００に、接続される。
測定部３００は、例えば、接続線３２０である一対の接続線の間に電流を印加して、一対の接続線の間における電圧を、検出してもよい。このとき、測定部３００は、例えば、電流印加部（例えば、電流源）と、電圧計測部（例えば、電圧計）と、を備えていてもよい。このとき、測定部３００が生成する測定信号（制御部５００に入力される信号）は、電圧計測部の計測結果と相関を有する信号であってもよい。電流印加部と電圧計測部との構成としては、一般に公知の構成が、用いられうる。
もしくは、測定部３００は、例えば、接続線３２０である一対の接続線の間に電圧を印加して、一対の接続線の間における電流を、検出してもよい。このとき、測定部３００は、例えば、電圧印加部（例えば、電圧源）と、電流計測部（例えば、電流計）と、を備えていてもよい。このとき、測定部３００が生成する測定信号（制御部５００に入力される信号）は、電流計測部の計測結果と相関を有する信号であってもよい。電圧印加部と電流計測部の構成としては、一般に公知の構成が、用いられうる。
なお、接続線３２０は、容器１００に設けられた封止部分３２１を通過して、容器１００の外側に引き出されてもよい。封止部分３２１としては、一般に公知の封止材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、など）が用いられうる。
以上のように、測定部３００は、センサ素子３１０を備える構成であってもよい。
なお、測定部３００は、センサ素子３１０により、容器１００の内側の空間における所定のパラメータ（例えば、圧力、ガス成分、温度、など）を検出してもよい。このとき、測定部３００は、検出した所定のパラメータの値に基づいて、容器１００の内側のガス濃度を算出してもよい。
もしくは、測定部３００は、容器１００の内側に連通する連通管を備える構成であってもよい。このとき、測定部３００は、容器１００の内側から連通管を通じて導入されるガスを検出してもよい。すなわち、連通管を通じて導入されるガスに基づいて、容器１００の内側のガス濃度が測定されてもよい。このとき、測定部３００としては、一般に公知のガス分析装置が用いられうる。
なお、本開示において、「測定部３００がガス濃度を測定する」とは、「測定部３００がガス濃度の測定結果を示す信号（測定値）を出力する」ことを包含する。
なお、本開示において、測定部３００の測定対象となるガスは、例えば、発電要素２００の長期使用などに伴って、発電要素２００から発生しうるガスであってもよい。もしくは、測定部３００の測定対象となるガスは、例えば、発電要素２００に含まれる材料と、容器１００に侵入した外気（例えば、水分）とが反応することで発生しうるガス（例えば、硫化水素ガス、など）であってもよい。
第１開閉部４１１は、例えば、制御部５００からの制御信号に応じて、閉状態と開状態との２状態を取る装置である。
このとき、「第１開閉部４１１が閉状態である」とは、「第１排出口１１０を介して、容器１００の内側と外側とが、非導通状態である」ことを意味する。
一方で、「第１開閉部４１１が開状態である」とは、「第１排出口１１０を介して、容器１００の内側と外側とが、導通状態である」ことを意味する。
なお、実施の形態１においては、図３に示されるように、第１開閉部４１１は、バルブ（例えば、制御弁）であってもよい。このとき、制御部５００からの制御信号に応じて、当該バルブが開閉制御されることにより、第１排出口１１０と容器１００の外側との導通／非導通の状態が切り替えられてもよい。
すなわち、当該バルブが閉状態である場合には、容器１００の内側に存在するガスは、第１排出口１１０（および、第１開閉部４１１）を介して、容器１００の外側に移動できない。
一方で、当該バルブが開状態である場合には、容器１００の内側に存在するガスは、第１排出口１１０（および、第１開閉部４１１）を介して、容器１００の外側に移動できる。
なお、本開示においては、「開閉部（例えば、第１開閉部４１１、第２開閉部４２１、注入口開閉部６２１、など）が、容器１００の開口部分（例えば、第１排出口１１０、第２排出口１２０、注入口１３０、など）に接続される」とは、「開閉部が、他の部材（例えば、接続経路（配管）、ガス排出部、など）を介して、容器１００の開口部分に接続される」ことを包含する。
なお、実施の形態１における電池システム１１００は、第１排出経路４１２を備える。
第１排出経路４１２は、例えば、中空を有する管状の部材（例えば、パイプ）などであってもよい。第１排出経路４１２としては、一般に公知の配管の構成が用いられうる。
第１排出経路４１２は、第１開閉部４１１に接続される。例えば、図３に示されるように、第１開閉部４１１は、第１排出経路４１２の一端と第１排出口１１０とを繋ぐ経路に、設けられてもよい。
なお、実施の形態１における電池システム１１００は、第１電極端子２１０と第２電極端子２２０とを備える。
第１電極端子２１０は、図３に示されるように、容器１００の内側に内包される端と、容器１００の外側に露出する端と、を有してもよい。このとき、容器１００の内側に内包される端は、発電要素２００に電気的に接続される端であってもよい。
なお、第１電極端子２１０は、容器１００に設けられた封止部分２１１を通過して、容器１００の外側に引き出されてもよい。すなわち、容器１００と第１電極端子２１０との接触部分に、封止剤（例えば、樹脂）などが付与されて、封止と密閉がなされてもよい。
第２電極端子２２０は、図３に示されるように、容器１００の内側に内包される端と、容器１００の外側に露出する端と、を有してもよい。このとき、容器１００の内側に内包される端は、発電要素２００に電気的に接続される端であってもよい。
なお、第２電極端子２２０は、容器１００に設けられた封止部分２２１を通過して、容器１００の外側に引き出されてもよい。すなわち、容器１００と第２電極端子２２０との接触部分に、封止剤（例えば、樹脂）などが付与されて、封止と密閉がなされてもよい。
なお、第１電極端子２１０の一端は、発電要素２００の正極（例えば、正極集電体）に電気的に接続されてもよい。このとき、第２電極端子２２０の一端は、発電要素２００の負極（例えば、負極集電体）に電気的に接続されてもよい。このとき、第１電極端子２１０は正極端子となり、第２電極端子２２０は負極端子となる。
もしくは、第１電極端子２１０の一端は、発電要素２００の負極（例えば、負極集電体）に電気的に接続されてもよい。このとき、第２電極端子２２０の一端は、発電要素２００の正極（例えば、正極集電体）に電気的に接続されてもよい。このとき、第１電極端子２１０は負極端子となり、第２電極端子２２０は正極端子となる。
第１電極端子２１０と第２電極端子２２０とが充電装置に接続されることで、発電要素２００の充電が行われる。また、第１電極端子２１０と第２電極端子２２０とが負荷に接続されることで、発電要素２００の放電が行われる。
なお、実施の形態１においては、図３に示されるように、第１排出口１１０とセンサ素子３１０と電極端子（第１電極端子２１０および第２電極端子２２０）とは、容器１００の側面のうち、互いに異なる側面に設けられてもよいし、互いに同じ側面に設けられてもよい。
発電要素２００は、例えば、充電および放電の特性を有する発電部（例えば、電池）である。
なお、実施の形態１においては、発電要素２００は、単電池セルであってもよい。
図４は、実施の形態１における発電要素２００の一例の概略構成を示す断面図である。
実施の形態１における発電要素２００は、図４に示されるように、第１集電体２０１と、第２集電体２０２と、第１活物質層２０３と、第２活物質層２０４と、固体電解質層２０５と、を備えてもよい。
第１活物質層２０３は、第１活物質を含む層である。第２活物質層２０４は、第２活物質を含む層である。
固体電解質層２０５は、固体電解質を含む層である。固体電解質層２０５は、第１活物質層２０３と第２活物質層２０４との間に配置される。このように、実施の形態１における発電要素２００は、全固体電池であってもよい。
全固体電池では、電解液の代わりに、固体電解質が用いられる。全固体電池は、電解液を使用しないため、燃焼リスクが低く、かつ、安全性に優れる。イオン伝導性に優れた固体電解質の中には、化学的安定性が低い材料が存在する。本開示の電池システムは、材料の特性を引き出しながら、低い化学的安定性に起因する課題に対する対策を備える。すなわち、例えば、硫化物系固体電解質においては、空気中の水分との反応によって硫化水素ガスが発生する場合がある。このため、本開示の電池システムとして、硫化物固体電解質を用いた全固体電池システムを実現する場合には、発電要素２００を密閉型の容器１００に封入して利用する。このとき、本開示の電池システムであれば、硫化水素ガスが発生した場合の対策として、測定部３００を用いた上述の制御方法を実行することができる。
ここで、第１活物質層２０３は正極活物質層であってもよい。このとき、第１活物質は正極活物質である。第１集電体２０１は正極集電体である。第２活物質層２０４は負極活物質層である。第２活物質は負極活物質である。第２集電体２０２は負極集電体である。
もしくは、第１活物質層２０３は負極活物質層であってもよい。このとき、第１活物質は負極活物質である。第１集電体２０１は負極集電体である。第２活物質層２０４は正極活物質層である。第２活物質は正極活物質である。第２集電体２０２は正極集電体である。
図４に示されるように、第１集電体２０１と第２集電体２０２との間に、第１活物質層２０３と第２活物質層２０４と固体電解質層２０５とが形成されている。第１集電体２０１の上に、第１活物質層２０３が形成される。第２集電体２０２の上に、第２活物質層２０４が形成される。第１活物質層２０３または第２活物質層２０４の上に、固体電解質層２０５が形成される。
製造工程における各層の形成順は特に限定されず、例えば順次積層、貼り合わせ、転写ならびにこれらの組合せ工法を適用することができる。
第１活物質層２０３と第２活物質層２０４とは、それぞれ、第１集電体２０１と第２集電体２０２とよりも狭い範囲に、形成されてもよい。また、固体電解質層２０５は、第１活物質層２０３と第２活物質層２０４とよりも大面積に、形成されてもよい。これにより、正極層と負極層の直接接触による短絡が防止できる。
第１活物質層２０３と第２活物質層２０４との形成範囲は、同じであってもよい。もしくは、正極活物質層の形成範囲よりも、負極活物質層の形成範囲を、大きくしてもよい。これにより、例えば、リチウム析出による電池の信頼性低下を防止することができる。
固体電解質層２０５の形成範囲は、第１集電体２０１と第２集電体２０２と同じ範囲であってもよい。もしくは、第１集電体２０１または第２集電体２０２よりも狭い範囲に、固体電解質層２０５が形成されてもよい。
正極集電体の構成材料としては、例えば、ＳＵＳまたはＡｌなどの金属が用いられうる。正極集電体の厚みは、例えば、５～１００μｍであってもよい。
正極活物質層に含有される正極活物質としては、公知の正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム、ＬｉＮＯ、など）が用いられうる。正極活物質の材料としては、Ｌｉを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
また、正極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５の混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層の含有材料としては、導電材（例えば、アセチレンブラックなど）、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。
これら正極活物質層の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を正極集電体面上に塗工乾燥して正極活物質層が作製されうる。正極活物質層の密度を高めるために、乾燥後にプレスしておいてもよい。このようにして作製される正極活物質層の厚みは、例えば、５～３００μｍである。
負極集電体の構成材料としては、例えば、ＳＵＳまたはＣｕなどの金属が用いられうる。負極集電体の厚みは、例えば、５～１００μｍであってもよい。
負極活物質層に含有される負極活物質としては、公知の負極活物質（例えば、グラファイト、など）が用いられうる。負極活物質の材料としては、Ｌｉを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
また、負極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５の混合物が用いられうる。また、負極活物質層の含有材料としては、導電材（例えば、アセチレンブラックなど）、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。
これら負極活物質層の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を負極集電体上に塗工乾燥して負極活物質層が作製されうる。負極活物質層の密度を高めるために、負極板をプレスしておいてもよい。このようにして作製される負極活物質層の厚みは、例えば、５～３００μｍである。
固体電解質層２０５に含有される固体電解質としては、公知の固体電解質（例えば、無機系固体電解質など）が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５の混合物が用いられうる。
また、固体電解質層２０５の含有材料としては、結着用バインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデンなど）、など、が用いられうる。
これらの含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を正極活物質層または負極活物質層上に塗工乾燥して固体電解質層が作製されうる。
図５は、実施の形態１における発電要素２００の別の一例の概略構成を示す断面図である。
実施の形態１における発電要素２００は、図５に示されるような、複数の単電池セルが積層された積層電池であってもよい。
図５に示される発電要素２００は、第１集電体２０１と、第２集電体２０２と、第１活物質層（２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）と、第２活物質層（２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ）と、固体電解質層（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ）と、バイポーラ集電体２０６と、を備える。
図５に示される発電要素２００では、発電要素の上下端以外で、バイポーラ集電体２０６が、正極集電体と負極集電体の機能を兼ね備えている。
発電要素２００の上下端の集電体においては、正極活物質層もしくは負極活物質層の一方のみが、接合している。
図５に示されるような構造とすることにより、発電要素が直列となった高電圧の発電要素部を構成することができる。
製造工程における各層の形成順は特に限定されず、例えば、順次積層、貼り合わせ、転写、ならびに、これらの組合せ工法を、適用することができる。
図６は、実施の形態１における発電要素２００の積層単位の例を示す断面図である。
図６（ａ）に示されるように、バイポーラ集電体２０６は、正極活物質層が接合する正極集電体面と、負極活物質層が接合する負極集電体面とを、表裏面に、有している。
バイポーラ集電体２０６の形態は、１枚の金属箔であってもよい。もしくは、バイポーラ集電体２０６は、表裏面で材質の異なる金属箔であってもよい。もしくは、バイポーラ集電体２０６は、２枚の金属箔が重なっていてもよい。もしくは、バイポーラ集電体２０６は、上下の発電要素が電気的に接続できれば、その他の構成でもよい。
図６（ｂ）または図６（ｃ）に示されるように、バイポーラ集電体２０６の表裏面に、正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層とを形成したものが、バイポーラ積層単位となる。
バイポーラ積層単位またはバイポーラ積層単位同士を積層した積層体の上下端の一方には、正極集電体上に正極活物質層を形成したもの、あるいは正極集電体上に正極活物質層と固体電解質層を形成したものを積層する。積層体の上下端の他方には、負極集電体上に負極活物質層と固体電解質層を形成したもの、あるいは負極集電体上に負極活物質層を形成したものを積層する。これにより、図５に示される発電要素２００を得ることができる。
正極活物質層と負極活物質層が固体電解質層を介して正対するようにして、発電要素２００を積層方向にプレス機などを用いて、加圧圧迫する。加圧圧迫により、各層が緻密で互いに良好な接合状態とすることができる。
なお、実施の形態１における発電要素２００においては、バイポーラ積層単位の数は、特に制限されない。例えば、バイポーラ積層単位の数は、３以上であってもよい。
なお、発電要素２００は、封止ケースに内包された状態で、容器１００に格納されてもよい。封止ケースを用いることによって、電池システムの稼働の安定性を、さらに高めることができる。なお、封止ケースとしては、ラミネート袋、金属缶、樹脂ケース、など、が用いられうる。もしくは、発電要素２００は、封止ケースを用いずに、容器１００に格納されてもよい。
なお、実施の形態１においては、発電要素２００は、複数の単電池セルが直列または並列に接続された電池モジュールであってもよい。
もしくは、発電要素２００は、複数の電池モジュールが直列または並列に接続された電池パックであってもよい。
もしくは、発電要素２００は、複数の電池パックが直列または並列に接続された大型の電池であってもよい。
（実施の形態２）
以下、実施の形態２が説明される。上述の実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。
図７は、実施の形態２における電池システム２０００の概略構成を示す図である。
実施の形態２における電池システム２０００は、上述の実施の形態１における電池システム１０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態２における電池システム２０００は、注入部６００を、さらに備える。
容器１００は、注入口１３０を備える。
注入部６００は、基準気体を、注入口１３０から容器１００の内側に注入する。
制御部５００は、注入部６００を制御する。
制御部５００は、第１開閉部４１１が開状態となった後に、注入口１３０から容器１００の内側への基準気体の注入を、注入部６００に実行させる。
以上の構成によれば、第１開閉部４１１が開状態である期間に基準気体の注入を行うことができる。これにより、容器１００の内側のガスを、基準気体で置換することができる。このため、容器１００の内側からのガスの排出を、より確実に、行うことができる。
また、以上の構成によれば、ガスの排出後に、容器１００の内側に、基準気体を残留させる（存在させておく）ことができる。このため、例えば、容器１００の内側の空間の雰囲気を、基準気体に近い状態にすることができる。したがって、基準気体を雰囲気とする容器１００の内側における、より高感度なガスの検出を実現できる。このため、例えば、ガスの発生量（ガス濃度）を、より正確に、把握できる。
図８は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図８に示される制御方法は、上述の図２に示される制御方法に加えて、注入工程Ｓ２００１を、さらに包含する。
注入工程Ｓ２００１は、注入部６００により、注入口１３０から容器１００の内側への基準気体の注入が行われる工程である。
なお、注入工程Ｓ２００１は、図８に示されるように、開放工程Ｓ１００４の後に開始される工程であってもよい。もしくは、注入工程Ｓ２００１は、開放工程Ｓ１００４が実行されるよりも前に（かつ、判定工程Ｓ１００３よりも後に）、開始されていてもよい。
注入口１３０は、図７に示されるように、容器１００の側面に設けられる開口部分であってもよい。もしくは、注入口１３０は、容器１００の側面以外の部分（例えば、角部など）に設けられてもよい。注入口１３０の形状は、円形、楕円形、矩形、線形、など、であってもよい。
なお、実施の形態２における電池システム２０００においては、制御部５００は、注入部６００により注入口１３０から容器１００の内側への基準気体の注入が実行されている期間に、第１開閉部４１１の開閉を、複数回、実行してもよい。
以上の構成によれば、例えば、ガスの排出と基準気体の注入とを、交互に、複数回、繰り返すことができる。これにより、容器１００の内側の雰囲気を、より基準気体に近い状態に、復帰させることができる。すなわち、容器１００の内側の雰囲気を、基準気体で満たされた状態に維持できる。この結果、ガス検出の高い感度を維持できる。このため、例えば、電池のより安定な運転を実現できる。
図９は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図９に示される制御方法は、上述の図８に示される制御方法に加えて、開閉工程Ｓ２００２を、さらに包含する。
開閉工程Ｓ２００２は、制御部５００により、第１開閉部４１１の開閉が、複数回、実行される工程である。
図１０は、実施の形態２における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図１０に示される制御方法は、上述の図９に示される制御方法に加えて、下記の工程をさらに包含する。
すなわち、図１０に示される制御方法は、上述の図９に示される制御方法における注入工程Ｓ２００１および開閉工程Ｓ２００２に代えて、閉鎖工程Ｓ２１０１と注入工程Ｓ２１０２と開放工程Ｓ２１０３と閉鎖工程Ｓ２１０４と注入工程Ｓ２１０５と開放工程Ｓ２１０６とを、さらに包含する。
閉鎖工程Ｓ２１０１と閉鎖工程Ｓ２１０４とは、制御部５００により、第１開閉部４１１が閉状態とされる工程である。
注入工程Ｓ２１０２と注入工程Ｓ２１０５とは、注入部６００により、注入口１３０から容器１００の内側への基準気体の注入が行われる工程である。
開放工程Ｓ２１０３と開放工程Ｓ２１０６とは、制御部５００により、第１開閉部４１１が開状態とされる工程である。
以上の構成によれば、例えば、ガスの排出と基準気体の注入とを、交互に、複数回、繰り返すことができる。これにより、容器１００の内側の雰囲気を、より基準気体に近い状態に、復帰させることができる。
図１１は、実施の形態２における電池システム２１００の概略構成を示す図である。
実施の形態２における電池システム２１００は、上述の実施の形態２における電池システム２０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態２における電池システム２１００においては、注入部６００は、基準気体源６１０と、注入経路６２０と、注入補助部６３０と、を備える。
基準気体は、基準気体源６１０から供給される。
注入経路６２０の第１端は、基準気体源６１０に接続される。
注入経路６２０の第２端は、注入口１３０に接続される。
制御部５００は、注入補助部６３０により、注入経路６２０を、容器１００の内側よりも、正圧にする。
以上の構成によれば、注入経路６２０の内部の内圧を、容器１００の内側の内圧よりも、高くできる。これにより、注入口１３０が開かれた際に、注入経路６２０から容器１００の内側への基準気体の強制的な注入を実現できる。したがって、より効率的に、容器１００の内側に基準気体を注入することができる。
基準気体源６１０は、例えば、基準気体が予め貯蔵されている貯蔵部（例えば、タンク、ボンベ、など）であってもよい。もしくは、基準気体源６１０は、基準気体を発生させる装置であってもよい。
注入経路６２０は、例えば、中空を有する管状の部材（例えば、パイプ）などであってもよい。注入経路６２０としては、一般に公知の配管の構成が用いられうる。
なお、注入経路６２０は、注入口開閉部６２１を備えてもよい。例えば、図１１に示されるように、注入口開閉部６２１は、注入経路６２０の第２端と注入口１３０との間に接続されて、設けられてもよい。
注入口開閉部６２１は、例えば、図１１に示されるように、バルブ（例えば、制御弁）であってもよい。このとき、制御部５００からの制御信号に応じて、当該バルブが開閉制御されることにより、注入口開閉部６２１が開閉されてもよい。
すなわち、注入口開閉部６２１（バルブ）が閉状態である場合には、基準気体源６１０から供給される基準気体は、注入経路６２０と注入口１３０（および、注入口開閉部６２１）とを介して、容器１００の内側に移動できない。
一方で、注入口開閉部６２１（バルブ）が開状態である場合には、基準気体源６１０から供給される基準気体は、注入経路６２０と注入口１３０（および、注入口開閉部６２１）とを介して、容器１００の内側に移動できる。
注入補助部６３０は、例えば、ポンプであってもよい。すなわち、注入補助部６３０は、例えば、制御部５００からの制御信号に応じて、注入経路６２０の内圧を調整することで、基準気体の注入を補助する装置であってもよい。
注入補助部６３０は、図１１に示されるように、注入経路６２０に接続されてもよい。すなわち、基準気体源６１０と注入口１３０とを繋ぐ経路上に、配置されてもよい。
制御部５００は、注入口開閉部６２１と注入補助部６３０とを制御してもよい。例えば、制御部５００は、注入口開閉部６２１を閉状態とした状態で、注入補助部６３０により、注入経路６２０を容器１００の内側よりも正圧にしてもよい。
なお、基準気体は、除湿気体、または、不活性ガスであってもよい。
以上の構成によれば、除湿気体または不活性ガスを雰囲気とする容器１００により、基準気体と発電要素２００との反応を回避しながら、より高感度なガスの検出を実現できる。
なお、基準気体は、電池システムの初期状態における、容器１００の内側の空間の雰囲気ガスであってもよい。
（実施の形態３）
以下、実施の形態３が説明される。上述の実施の形態１または２と重複する説明は、適宜、省略される。
図１２は、実施の形態３における電池システム３０００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３０００は、上述の実施の形態１における電池システム１０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３０００は、第１排出経路４１２と、第１ガス貯蔵部４１３と、をさらに備える。
第１排出経路４１２の第１端は、第１開閉部４１１に接続される。
第１排出経路４１２の第２端は、第１ガス貯蔵部４１３に接続される。
以上の構成によれば、容器１００の内側から第１排出口１１０を介して排出されるガスを、第１ガス貯蔵部４１３に貯蔵することができる。このため、容器１００の内側で発生したガス（例えば、有毒なガス）が大気中に放出されることを防止できる。したがって、ガスを飛散させることなく、電池を安定に運転することができる。
第１排出経路４１２は、例えば、中空を有する管状の部材（例えば、パイプ）などであってもよい。第１排出経路４１２としては、一般に公知の配管の構成が用いられうる。
第１ガス貯蔵部４１３は、例えば、排気されるガスを貯蔵可能な空間を有する貯蔵部（例えば、タンク）であってもよい。もしくは、第１ガス貯蔵部４１３は、排気されるガスを吸収する物質（吸収剤）を備える装置であってもよい。
なお、第１ガス貯蔵部４１３が空間を有する貯蔵部（例えば、タンク）である場合には、第１ガス貯蔵部４１３と第１排出経路４１２との接続位置に、逆流防止弁が設けられてもよい。これによれば、第１ガス貯蔵部４１３に排出されたガスが第１排出経路４１２に戻る（逆流する）ことを、逆流防止弁により、防止できる。
図１３は、実施の形態３における電池システム３１００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３１００は、上述の実施の形態３における電池システム３０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３１００は、第１ガス排出部４１４を、さらに備える。
第１ガス排出部４１４は、容器１００の内側におけるガスを、第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３に排出する。
制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４とを制御する。
制御部５００は、第１開閉部４１１が開状態となった後に、第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３へのガスの排出を、第１ガス排出部４１４に実行させる。
以上の構成によれば、容器１００の内側から第１排出口１１０を介して排出されるガスを、より確実かつ短時間で、第１ガス貯蔵部４１３に貯蔵することができる。このため、容器１００の内側で発生したガスが大気中に放出することを、より確実に防止できる。
図１４は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図１４に示される制御方法は、上述の図２に示される制御方法に加えて、排出工程Ｓ３００１を、さらに包含する。
排出工程Ｓ３００１は、開放工程Ｓ１００４の後に実行される工程である。排出工程Ｓ３００１は、第１ガス排出部４１４により、容器１００の内側におけるガスが、第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３に排出される工程である。
図１５は、実施の形態３における電池システム３２００の概略構成を示す図である。
実施の形態３においては、図１５に示されるように、第１ガス排出部４１４は、例えば、ポンプであってもよい。すなわち、第１ガス排出部４１４は、制御部５００からの制御信号に応じて、容器１００の内側におけるガスの排出を補助する装置であってもよい。
図１６は、実施の形態３における電池システム３３００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３３００は、上述の実施の形態３における電池システム３２００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３３００は、排出補助部４１５と、開閉部４１６と、をさらに備える。
排出補助部４１５は、例えば、ポンプ（真空ポンプ）であってもよい。すなわち、排出補助部４１５は、制御部５００からの制御信号に応じて、第１排出経路４１２の内圧を調整することで、排出を補助する装置であってもよい。
開閉部４１６は、例えば、図１６に示されるように、バルブ（例えば、制御弁）であってもよい。このとき、制御部５００からの制御信号に応じて、当該バルブが開閉制御されることにより、開閉部４１６が開閉されてもよい。このとき、開閉部４１６が閉状態である場合には、排出補助部４１５と第１排出経路４１２とは、非導通状態となる。一方で、開閉部４１６が開状態である場合には、排出補助部４１５と第１排出経路４１２とは、導通状態となる。
実施の形態３における電池システム３３００においては、制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と排出補助部４１５と開閉部４１６とを制御してもよい。
なお、第１ガス排出部４１４により容器１００の内側におけるガスが第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３に排出される期間（排出工程Ｓ３００１）においては、開閉部４１６は閉状態であってもよい。
なお、実施の形態３においては、図１６に示されるように、第１ガス貯蔵部４１３は、第１ガス貯蔵タンクであってもよい。
このとき、制御部５００は、（例えば、第１開閉部４１１が閉状態であり、かつ、開閉部４１６が開状態である期間において）、排出補助部４１５により、第１ガス貯蔵タンクの内側を、容器１００の内側よりも、負圧（減圧状態）にしてもよい。
以上の構成によれば、第１ガス貯蔵タンクの内側の内圧を、容器１００の内側の内圧よりも、低くできる。これにより、第１開閉部４１１が開かれた際に、容器１００の内側から第１ガス貯蔵タンクへのガスの強制的な排出を実現できる。したがって、より効率的に、第１ガス貯蔵タンクにガスを溜めることができる。
なお、実施の形態３においては、制御部５００は、（例えば、第１開閉部４１１と開閉部４１６とが開状態である期間において）、排出補助部４１５により、容器１００の内側を、容器１００の外側よりも、負圧にしてもよい。
以上の構成によれば、容器１００の内側の内圧を、容器１００の外側の気圧（例えば、大気圧）よりも、低くできる。これにより、ガスが容器１００から大気中に拡散するリスクを、より低減することができる。
図１７は、実施の形態３における電池システム３４００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３４００は、上述の実施の形態３における電池システム３１００の構成に加えて、上述の実施の形態２における電池システム２０００の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３４００は、第１ガス排出部４１４と注入部６００との両方を備える構成である。
実施の形態３における電池システム３４００においては、制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と注入部６００とを制御する。
図１８は、実施の形態３における電池システム３５００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３５００は、上述の実施の形態３における電池システム３３００の構成に加えて、上述の実施の形態２における電池システム２１００の構成をさらに備える。
実施の形態３における電池システム３５００においては、制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と注入口開閉部６２１と注入補助部６３０とを制御する。
図１９は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図１９に示される制御方法は、上述の図１４に示される制御方法に加えて、上述の図８に示される注入工程Ｓ２００１を、さらに包含する。
以上の電池システム３４００または電池システム３５００または図１９に示される制御方法によれば、第１ガス排出部４１４によるガスの排出と、注入部６００による基準気体の注入と、を同時に行うことができる。これにより、より効率的かつ短時間に、容器の内側のガスを、基準気体で置換することができる。このため、容器の内側からのガスの排出を、より確実に、行うことができる。
図２０は、実施の形態３における電池システム３６００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３６００は、上述の実施の形態３における電池システム３１００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３６００は、反応剤導入部７００を、さらに備える。
反応剤導入部７００は、ガスと反応する反応剤を、第１ガス貯蔵部４１３に導入する。
制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と反応剤導入部７００とを制御する。
制御部５００は、第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３へのガスの排出が第１ガス排出部４１４により実行された後に、第１ガス貯蔵部４１３への反応剤の導入を、反応剤導入部７００に実行させる。
以上の構成によれば、第１ガス貯蔵部４１３にガスを排出した後に、第１ガス貯蔵部４１３に反応剤を導入することができる。これにより、第１ガス貯蔵部４１３に予め反応剤を配置させておく構成と比較して、第１ガス貯蔵部４１３へのガスの排出の際の第１ガス貯蔵部４１３の内側の減圧状態を、反応剤が打ち消すことを回避できる。このため、第１ガス貯蔵部４１３へのガスの強制的な排出を実現しながら、第１ガス貯蔵部４１３におけるガスと反応剤との反応を行うことができる。すなわち、第１ガス貯蔵部４１３において、反応剤により、ガスを無害化することができる。これにより、ガス（例えば、有毒なガス）の危険性を低減することができる。このため、例えば、第１ガス貯蔵部４１３からのガスの漏れによる安全性の低下を防止できる。
図２１は、実施の形態３における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２１に示される制御方法は、上述の図１４に示される制御方法に加えて、導入工程Ｓ３００２を、さらに包含する。
導入工程Ｓ３００２は、反応剤導入部７００により、反応剤が、第１ガス貯蔵部４１３に導入される工程である。
なお、実施の形態３においては、反応剤は、例えば、排出対象であるガスと化学反応して、排出対象であるガスを無害化する材料であってもよい。もしくは、反応剤は、例えば、排出対象であるガスを吸収することで、排出対象であるガスを無害化する材料であってもよい。
図２２は、実施の形態３における電池システム３７００の概略構成を示す図である。
実施の形態３における電池システム３７００は、上述の実施の形態３における電池システム３６００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態３における電池システム３７００においては、反応剤導入部７００は、反応剤源７１０と、導入経路７２０と、開閉部７２１と、を備える。
反応剤は、反応剤源７１０から供給される。反応剤源７１０は、例えば、反応剤が予め貯蔵されている貯蔵部（例えば、タンク、ボンベ、など）であってもよい。もしくは、反応剤源７１０は、反応剤を発生させる装置であってもよい。
導入経路７２０の第１端は、反応剤源７１０に接続される。導入経路７２０の第２端は、第１ガス貯蔵部４１３に接続される。
導入経路７２０は、例えば、中空を有する管状の部材（例えば、パイプ）などであってもよい。導入経路７２０としては、一般に公知の配管の構成が用いられうる。
なお、導入経路７２０は、開閉部７２１を備えてもよい。例えば、図２２に示されるように、開閉部７２１は、反応剤源７１０と第１ガス貯蔵部４１３とを繋ぐ経路上に、設けられてもよい。
開閉部７２１は、例えば、図２２に示されるように、バルブ（例えば、制御弁）であってもよい。このとき、制御部５００からの制御信号に応じて、当該バルブが開閉制御されることにより、開閉部７２１が開閉されてもよい。
すなわち、開閉部７２１（バルブ）が閉状態である場合には、反応剤源７１０から供給される反応剤は、導入経路７２０（および、開閉部７２１）を介して、第１ガス貯蔵部４１３の内側に導入されない。
一方で、開閉部７２１（バルブ）が開状態である場合には、反応剤源７１０から供給される反応剤は、導入経路７２０（および、開閉部７２１）を介して、第１ガス貯蔵部４１３の内側に導入される。
実施の形態３における電池システム３７００においては、制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と開閉部７２１とを制御してもよい。
なお、実施の形態３においては、第１ガス貯蔵部４１３は、ガスと反応する反応剤を含んでもよい。すなわち、例えば、第１ガス貯蔵部４１３が第１ガス貯蔵タンクである場合には、第１ガス貯蔵タンクの内側に、予め反応剤が設けられてもよい。
以上の構成によれば、第１ガス貯蔵部４１３において、反応剤により、ガスを無害化することができる。これにより、ガス（例えば、有毒なガス）の危険性を低減することができる。このため、例えば、第１ガス貯蔵部４１３からのガスの漏れによる安全性の低下を防止できる。
なお、実施の形態３においては、発電要素２００は、硫黄系材料（例えば、硫化物固体電解質、など）を含んでもよい。
このとき、ガスは、硫黄系材料に起因して発生する硫化水素であってもよい。例えば、硫化水素は、硫化物固体電解質と水分とが反応することで、発生しうる。
このとき、反応剤は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸第二銅水溶液、過酸化水素水、からなる群より選ばれる少なくとも１種であってもよい。
以上の構成によれば、例えば、硫化水素を発生しうる硫黄系材料を用いた発電要素２００を含む電池を、安全に利用することができる。これにより、例えば、硫黄系材料である硫化物固体電解質を電解質層に含む固体電池を、安全に利用することができる。
以上の反応剤と硫化水素とは、それぞれ、下記の反応を生じる。
＜水酸化ナトリウムの場合＞ ２ＮａＯＨ ＋ Ｈ２Ｓ → Ｎａ２Ｓ ＋ ２Ｈ２Ｏ
＜炭酸ナトリウムの場合＞ Ｎａ２ＣＯ３ ＋ Ｈ２Ｓ → Ｎａ２Ｓ ＋ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ
＜硫酸第二銅水溶液の場合＞ Ｃｕ ＋ Ｈ２Ｓ → Ｈ２ ＋ ＣｕＳ
＜過酸化水素水の場合＞ Ｈ２Ｏ２ ＋ Ｈ２Ｓ → ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｓ
以上の反応により、硫化水素ガスの危険性を低減することができる。
（実施の形態４）
以下、実施の形態４が説明される。上述の実施の形態１から３のいずれかと重複する説明は、適宜、省略される。
図２３は、実施の形態４における電池システム４０００の概略構成を示す図である。
実施の形態４における電池システム４０００は、上述の実施の形態１における電池システム１０００の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態４における電池システム４０００は、第２開閉部４２１を、さらに備える。
容器１００は、第２排出口１２０を備える。
第２開閉部４２１は、第２排出口１２０に接続される。
制御部５００は、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とを制御する。
制御部５００は、ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、第２開閉部４２１を開状態とする。
このとき、当該ガス濃度は、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とが閉状態である期間において、測定部３００により測定される濃度である。
以上の構成によれば、ガスを排出する経路を切り替えることができる。すなわち、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とを制御することにより、第１排出口１１０と第２排出口１２０とのうちのいずれを介した経路からガス排出を行うかを選択することができる。
図２４は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２４に示される制御方法は、上述の図２に示される制御方法に加えて、閉鎖工程Ｓ４００１を、さらに包含する。また、図２４に示される制御方法は、上述の図２に示される制御方法における開放工程Ｓ１００４に代えて、開放工程Ｓ４００２を包含する。
閉鎖工程Ｓ４００１は、制御部５００により、第２開閉部４２１が閉状態とされる工程である。
測定工程Ｓ１００２においては、測定部３００により、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とが閉状態である期間におけるガスの濃度であるガス濃度が測定される。
判定工程Ｓ１００３においては、当該ガス濃度が第１閾値よりも大きいと判定される場合には、開放工程Ｓ４００２が実行される。
開放工程Ｓ４００２は、判定工程Ｓ１００３の後に実行される工程である。開放工程Ｓ４００２は、制御部５００により、第２開閉部４２１が開状態とされる工程である。
以上の制御方法によれば、ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、第１開閉部４１１を閉状態としながら、第２開閉部４２１は開状態とすることができる。
なお、閉鎖工程Ｓ４００１は、閉鎖工程Ｓ１００１の後に実行されてもよいし、閉鎖工程Ｓ１００１の前に実行されてもよい。もしくは、閉鎖工程Ｓ１００１と閉鎖工程Ｓ４００１とは、同時に実行されてもよい。
図２５は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２５に示される制御方法は、上述の図２４に示される制御方法に加えて、開放工程Ｓ１００４を、さらに包含する。
以上の制御方法によれば、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１との両方を開状態とすることができる。これにより、例えば、第１開閉部４１１に第１ガス貯蔵部４１３が接続され、かつ、第２開閉部４２１に外部装置（浄化装置、ガス分析装置、警報装置、など）が接続される場合には、第１開閉部４１１に接続される第１ガス貯蔵部４１３にガスの排出と貯蔵とを行うと同時に、第２開閉部４２１に接続される外部装置にも、ガスの一部を供給することができる。このため、電池システムの安全性をより高めることができる。
なお、開放工程Ｓ４００２は、開放工程Ｓ１００４の後に実行されてもよいし、開放工程Ｓ１００４の前に実行されてもよい。もしくは、開放工程Ｓ１００４と開放工程Ｓ４００２とは、同時に実行されてもよい。
なお、実施の形態４における電池システム４０００においては、制御部５００は、ガス濃度（すなわち、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とが閉状態である期間において、測定部３００により測定される、容器１００の内側におけるガスの濃度）が第１閾値よりも大きくなった後に、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とを制御することで、第１開閉状態と第２開閉状態とを生成してもよい。
第１開閉状態においては、第１開閉部４１１は開状態とされ、かつ、第２開閉部４２１は閉状態とされる。
第２開閉状態においては、第１開閉部４１１は閉状態とされ、かつ、第２開閉部４２１は開状態とされる。
以上の構成によれば、ガスを排出する経路を切り替えることができる。すなわち、例えば、第１開閉状態と第２開閉状態とが生成される時間を調整することで、第１排出口１１０を介して排出される（例えば、第１ガス貯蔵部４１３に排出される）ガスの量と、第２排出口１２０を介して排出される（例えば、第２ガス貯蔵部４２３に排出される）ガスの量とを、調整することができる。このとき、例えば、第１ガス貯蔵部４１３に貯蔵されるガス濃度レベルと、第２ガス貯蔵部４２３に貯蔵されるガス濃度レベルとを、互いに異ならせた状態で、ガス回収を行うことができる。この結果、それぞれのガス濃度レベルに応じた、回収ガスの処理方法を採用することができる。したがって、回収ガスの処理コストの低減と処理工程の簡便化を実現することができる。
また、以上の構成によれば、例えば、第１開閉部４１１に第１ガス貯蔵部４１３が接続され、かつ、第２開閉部４２１に外部装置（浄化装置、ガス分析装置、警報装置、など）が接続されている場合には、ある期間において排出ガスの大部分を第１ガス貯蔵部４１３に貯蔵しながら、別の期間では排出ガスの一部を外部装置に供給することが可能となる。このため、電池システムの安全性をより高めることができる。
図２６は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２６に示される制御方法は、上述の図２５に示される制御方法に加えて、開放工程Ｓ１００４と開放工程Ｓ４００２との間で実行される閉鎖工程Ｓ４００３を、さらに包含する。
閉鎖工程Ｓ４００３は、制御部５００により、第１開閉部４１１が閉状態とされる工程である。
以上の制御方法によれば、第１開閉状態を生成した後に、第２開閉状態を生成することができる。
なお、第２開閉状態が生成された後に、第１開閉状態が生成されてもよい。さらに、第１開閉状態と第２開閉状態とが、交互に、複数回、生成されてもよい。
図２７は、実施の形態４における電池システム４１００の概略構成を示す図である。
実施の形態４における電池システム４１００は、上述の実施の形態４における電池システム４０００の構成に加えて、実施の形態３における電池システム３０００の構成と下記の構成とをさらに備える。
すなわち、実施の形態４における電池システム４１００は、第２排出経路４２２と、第２ガス貯蔵部４２３と、をさらに備える。
第２排出経路４２２の第１端は、第２開閉部４２１に接続される。
第２排出経路４２２の第２端は、第２ガス貯蔵部４２３に接続される。
以上の構成によれば、容器１００に接続される複数のガス貯蔵部において、ガスの排出と貯蔵とが行われるガス貯蔵部を切り替えることができる。これにより、例えば、第１ガス貯蔵部４１３にガスの排出と貯蔵とを行うことができない状態（例えば、第１排出経路４１２から第１ガス貯蔵部４１３を取り外す作業中、など）において、容器１００の内側におけるガス濃度が第１閾値よりも大きくなった場合であっても、開状態である第２開閉部４２１と第２排出経路４２２とを介して、第２ガス貯蔵部４２３にガスの排出と貯蔵とを行うことができる。このため、より安全に電池システムを稼働することができる。
図２８は、実施の形態４における電池システム４２００の概略構成を示す図である。
実施の形態４における電池システム４２００は、上述の実施の形態４における電池システム４１００の構成に加えて、実施の形態３における電池システム３１００の構成と下記の構成とをさらに備える。
すなわち、実施の形態４における電池システム４２００は、第２ガス排出部４２４を、さらに備える。
第２ガス排出部４２４は、容器１００の内側におけるガスを、第２排出口１２０から第２ガス貯蔵部４２３に排出する。
制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と第２開閉部４２１と第２ガス排出部４２４とを制御する。
制御部５００は、第２開閉部４２１が開状態となった後に、第２排出口１２０から第２ガス貯蔵部４２３へのガスの排出を、第２ガス排出部４２４に実行させる。
以上の構成によれば、容器１００の内側から第２排出口１２０を介して排出されるガスを、より確実かつ短時間で、第２ガス貯蔵部４２３に貯蔵することができる。このため、容器１００の内側で発生したガスが大気中に放出することを、より確実に防止できる。
図２９は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図２９に示される制御方法は、上述の図２４に示される制御方法に加えて、排出工程Ｓ４００４を、さらに包含する。
排出工程Ｓ４００４は、開放工程Ｓ４００２の後に実行される工程である。排出工程Ｓ４００４は、第２ガス排出部４２４により、容器１００の内側におけるガスが、第２排出口１２０から第２ガス貯蔵部４２３に排出される工程である。
図３０は、実施の形態４における電池システム４３００の概略構成を示す図である。
実施の形態４においては、第２排出口１２０は、図３０に示されるように、容器１００の側面に設けられる開口部分であってもよい。もしくは、第２排出口１２０は、容器１００の側面以外の部分（例えば、角部など）に設けられてもよい。第２排出口１２０の形状は、円形、楕円形、矩形、線形、など、であってもよい。
また、実施の形態４においては、第２開閉部４２１は、実施の形態１などにおいて第１開閉部４１１として示された構成が、適宜、用いられうる。例えば、図３０に示されるように、第２開閉部４２１は、バルブ（例えば、制御弁）であってもよい。
また、実施の形態４においては、第２排出経路４２２は、実施の形態３などにおいて第１排出経路４１２として示された構成が、適宜、用いられうる。例えば、第２排出経路４２２は、例えば、配管であってもよい。なお、第２ガス排出部４２４には、実施の形態３などにおいて排出補助部４１５と開閉部４１６として示された装置が、適宜、設けられてもよい。
また、実施の形態４においては、第２ガス貯蔵部４２３は、実施の形態３などにおいて第１ガス貯蔵部４１３として示された構成が、適宜、用いられうる。例えば、図３０に示されるように、第２ガス貯蔵部４２３は、タンクであってもよい。
また、実施の形態４においては、第２ガス排出部４２４は、実施の形態３などにおいて第２ガス排出部４２４として示された構成が、適宜、用いられうる。例えば、図３０に示されるように、第２ガス排出部４２４は、ポンプであってもよい。
図３１は、実施の形態４における電池システム４４００の概略構成を示す図である。
実施の形態４における電池システム４４００は、上述の実施の形態４における電池システム４３００の構成に加えて、実施の形態２における電池システム２１００の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態４における電池システム４４００は、注入部６００を備える。
なお、実施の形態４における電池システム４４００においては、制御部５００は、第１開閉部４１１と第１ガス排出部４１４と第２開閉部４２１と第２ガス排出部４２４と注入部６００（例えば、注入口開閉部６２１と注入補助部６３０）とを制御する。
なお、実施の形態４においては、図３１に示されるように、第１排出口１１０と第２排出口１２０と注入口１３０とセンサ素子３１０と電極端子（第１電極端子２１０および第２電極端子２２０）とは、容器１００の側面のうち、互いに異なる側面に設けられてもよいし、互いに同じ側面に設けられてもよい。
図３２は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図３２に示される制御方法は、上述の図２６に示される制御方法に加えて、下記の工程をさらに包含する。
すなわち、図３２に示される制御方法は、開放工程Ｓ１００４と閉鎖工程Ｓ４００３との間で実行される排出工程Ｓ４１０１および注入工程Ｓ４１０２を、包含する。
さらに、図３２に示される制御方法は、開放工程Ｓ４００２の後に実行される排出工程Ｓ４２０１および注入工程Ｓ４２０２を、包含する。
排出工程Ｓ４１０１は、第１ガス排出部４１４により、容器１００の内側におけるガスが、第１排出口１１０から第１ガス貯蔵部４１３に排出される工程である。
排出工程Ｓ４２０１は、第２ガス排出部４２４により、容器１００の内側におけるガスが、第２排出口１２０から第２ガス貯蔵部４２３に排出される工程である。
注入工程Ｓ４１０２および注入工程Ｓ４２０２は、注入部６００により、注入口１３０から容器１００の内側への基準気体の注入が行われる工程である。
以上の制御方法によれば、第１開閉状態と第２開閉状態との両方において、容器１００の内側への基準気体の注入を行うことができる。これにより、第１開閉状態と第２開閉状態との両方において、容器１００の内側のガスを、基準気体で置換することができる。このため、容器１００の内側から、第１ガス貯蔵部４１３および第２ガス貯蔵部４２３へのガスの排出を、より確実に、行うことができる。
なお、実施の形態４においては、制御部５００は、ガス濃度（すなわち、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とが閉状態である期間において、測定部３００により測定される、容器１００の内側におけるガスの濃度）が第２閾値（所定の閾値）よりも大きくなった後に、第２開閉状態を生成してもよい。
以上の構成によれば、測定されるガス濃度に応じて、ガスを排出する経路を切り替えることができる。すなわち、第１開閉状態において第１排出口１１０を介した経路からガス排出を行った後に、ガス濃度が再び上昇して第２閾値よりも大きくなった際に、第２開閉状態に切り替える（すなわち、第２排出口１２０を介した経路からガス排出を行う）ことができる。これにより、第１排出口１１０を介して排出される（例えば、第１ガス貯蔵部４１３に排出される）ガスの量と、第２排出口１２０を介して排出される（例えば、第２ガス貯蔵部４２３に排出される）ガスの量とを、第１閾値および第２閾値の設定を変えることで、調整することができる。
なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値であってもよい。この場合、第１排出口１１０を介して排出されるガスの量と、第２排出口１２０を介して排出されるガスの量とを、同じにできる。
もしくは、第２閾値は、第１閾値よりも大きい値であってもよい。この場合、第１排出口１１０を介して排出されるガスの量よりも、第２排出口１２０を介して排出されるガスの量を、多くできる。
もしくは、第２閾値は、第１閾値よりも小さい値であってもよい。この場合、第１排出口１１０を介して排出されるガスの量よりも、第２排出口１２０を介して排出されるガスの量を、少なくできる。
図３３は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図３３に示される制御方法は、上述の図２６に示される制御方法に加えて、下記の工程をさらに包含する。
すなわち、図３３に示される制御方法は、閉鎖工程Ｓ４００３と開放工程Ｓ４００２との間で実行される測定工程Ｓ４３０１および判定工程Ｓ４３０２を、包含する。
図３４は、実施の形態４における制御方法の一例を示すフローチャートである。
図３４に示される制御方法は、上述の図３２に示される制御方法に加えて、下記の工程をさらに包含する。
すなわち、図３４に示される制御方法は、閉鎖工程Ｓ４００３と開放工程Ｓ４００２との間で実行される測定工程Ｓ４３０１および判定工程Ｓ４３０２を、包含する。
測定工程Ｓ４３０１は、測定部３００により、第１開閉部４１１と第２開閉部４２１とが閉状態である期間におけるガスの濃度であるガス濃度が測定される工程である。
判定工程Ｓ４３０２は、測定工程Ｓ４３０１よりも後に、実行される工程である。判定工程Ｓ４３０２は、制御部５００により、当該ガス濃度が第２閾値よりも大きいか否かが判定される工程である。当該ガス濃度が第２閾値よりも大きくないと判定される場合には、測定工程Ｓ４３０１が再度実行される。当該ガス濃度が第２閾値よりも大きいと判定される場合には、開放工程Ｓ４００２が実行される。
なお、上述の実施の形態１から４のそれぞれに記載の構成は、適宜、互いに、組み合わされてもよい。
本開示の電池システムは、車載電池システム（例えば、車輌用の電池システム）、充電スタンドにおける電池システム（例えば、定置型の電池システム）、など、として、利用されうる。
１００ 容器
１１０ 第１排出口
１２０ 第２排出口
１３０ 注入口
２００ 発電要素
２０１ 第１集電体
２０２ 第２集電体
２０３ 第１活物質層
２０４ 第２活物質層
２０５ 固体電解質層
２０６ バイポーラ集電体
２１０ 第１電極端子
２１１ 封止部分
２２０ 第２電極端子
２２１ 封止部分
３００ 測定部
３１０ センサ素子
３２０ 接続線
３２１ 封止部分
４１１ 第１開閉部
４１２ 第１排出経路
４１３ 第１ガス貯蔵部
４１４ 第１ガス排出部
４１５ 排出補助部
４１６ 開閉部
４２１ 第２開閉部
４２２ 第２排出経路
４２３ 第２ガス貯蔵部
４２４ 第２ガス排出部
５００ 制御部
６００ 注入部
６１０ 基準気体源
６２０ 注入経路
６２１ 注入口開閉部
６３０ 注入補助部
７００ 反応剤導入部
７１０ 反応剤源
７２０ 導入経路
７２１ 開閉部
１０００、１１００、２０００、２１００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、４０００、４１００、４２００、４３００、４４００ 電池システム

Claims (14)

  1. 第１排出口を備える容器と、
    前記容器に内包されて前記容器の内側に配置される発電要素と、
    前記容器の内側におけるガスの濃度を測定する測定部と、
    前記第１排出口に接続される第１開閉部と、
    前記第１開閉部を制御する制御部と、
    第１排出経路と、
    第１ガス貯蔵部と、
    を備え、
    前記測定部は、前記第１開閉部が閉状態である期間における前記ガスの濃度であるガス濃度を測定し、
    前記制御部は、前記ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、前記第１開閉部を開状態とし、
    前記第１排出経路の第１端は、前記第１開閉部に接続され、
    前記第１排出経路の第２端は、前記第１ガス貯蔵部に接続される、
    電池システム。
  2. 注入部を、さらに備え、
    前記容器は、注入口を備え、
    前記注入部は、基準気体を、前記注入口から前記容器の内側に注入し、
    前記制御部は、前記注入部を制御し、
    前記制御部は、前記第１開閉部が前記開状態となった後に、前記注入口から前記容器の内側への前記基準気体の注入を、前記注入部に実行させる、
    請求項１に記載の電池システム。
  3. 前記制御部は、前記注入部により前記注入口から前記容器の内側への前記基準気体の注入が実行されている期間に、前記第１開閉部の開閉を、複数回、実行する、
    請求項２に記載の電池システム。
  4. 前記注入部は、基準気体源と注入経路と注入補助部とを備え、
    前記基準気体は、前記基準気体源から供給され、
    前記注入経路の第１端は、前記基準気体源に接続され、
    前記注入経路の第２端は、前記注入口に接続され、
    前記制御部は、前記注入補助部により、前記注入経路を、前記容器の内側よりも、正圧にする、
    請求項２または３に記載の電池システム。
  5. 前記基準気体は、除湿気体、または、不活性ガスである、
    請求項２から４のいずれかに記載の電池システム。
  6. 第１ガス排出部を、さらに備え、
    前記第１ガス排出部は、前記容器の内側における前記ガスを、前記第１排出口から前記第１ガス貯蔵部に排出し、
    前記制御部は、前記第１ガス排出部を制御し、
    前記制御部は、前記第１開閉部が前記開状態となった後に、前記第１排出口から前記第１ガス貯蔵部への前記ガスの排出を、前記第１ガス排出部に実行させる、
    請求項１から５のいずれかに記載の電池システム。
  7. 排出補助部を、さらに備え、
    前記第１ガス貯蔵部は、第１ガス貯蔵タンクであり、
    前記制御部は、前記排出補助部を制御し、
    前記制御部は、前記排出補助部により、前記第１ガス貯蔵タンクの内側を、前記容器の内側よりも、負圧にする、
    請求項１から６のいずれかに記載の電池システム。
  8. 排出補助部を、さらに備え、
    前記制御部は、前記排出補助部を制御し、
    前記制御部は、前記排出補助部により、前記容器の内側を、前記容器の外側よりも、負圧にする、
    請求項１から７のいずれかに記載の電池システム。
  9. 反応剤導入部を、さらに備え、
    前記反応剤導入部は、前記ガスと反応する反応剤を、前記第１ガス貯蔵部に導入し、
    前記制御部は、前記反応剤導入部を制御し、
    前記制御部は、前記第１排出口から前記第１ガス貯蔵部への前記ガスの排出が前記第１ガス排出部により実行された後に、前記第１ガス貯蔵部への前記反応剤の導入を、前記反応剤導入部に実行させる、
    請求項６に記載の電池システム。
  10. 前記第１ガス貯蔵部は、前記ガスと反応する反応剤を含む、
    請求項１から８のいずれかに記載の電池システム。
  11. 前記発電要素は、硫黄系材料を含み、
    前記ガスは、前記硫黄系材料に起因して発生する硫化水素であり、
    前記反応剤は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸第二銅水溶液、過酸化水素水、からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
    請求項９または１０に記載の電池システム。
  12. 第１排出口および第２排出口を備える容器と、
    前記容器に内包されて前記容器の内側に配置される発電要素と、
    前記容器の内側におけるガスの濃度を測定する測定部と、
    前記第１排出口に接続される第１開閉部と、
    前記第２排出口に接続される第２開閉部と、
    前記第１開閉部および前記第２開閉部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記測定部は、前記第１開閉部と前記第２開閉部とが閉状態である期間における前記ガスの濃度であるガス濃度を測定し、
    前記制御部は、前記ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、前記第１開閉部と前記第２開閉部とを制御することで、第１開閉状態と第２開閉状態とを生成し、
    前記第１開閉状態においては、前記第１開閉部は開状態とされ、かつ、前記第２開閉部は閉状態とされ、
    前記第２開閉状態においては、前記第１開閉部は閉状態とされ、かつ、前記第２開閉部は開状態とされ、
    前記制御部は、前記ガス濃度が第２閾値よりも大きくなった後に、前記第２開閉状態を生成する、
    電池システム。
  13. 第１排出口および第２排出口を備える容器と、
    前記容器に内包されて前記容器の内側に配置される発電要素と、
    前記容器の内側におけるガスの濃度を測定する測定部と、
    前記第１排出口に接続される第１開閉部と、
    前記第２排出口に接続される第２開閉部と、
    前記第１開閉部および前記第２開閉部を制御する制御部と、
    第２排出経路と、
    第２ガス貯蔵部と、
    を備え、
    前記測定部は、前記第１開閉部と前記第２開閉部とが閉状態である期間における前記ガスの濃度であるガス濃度を測定し、
    前記制御部は、前記ガス濃度が第１閾値よりも大きくなった後に、前記第１開閉部を開状態とし、
    前記制御部は、前記ガス濃度が前記第１閾値よりも大きくなった後に、前記第２開閉部を開状態とし、
    前記第２排出経路の第１端は、前記第２開閉部に接続され、
    前記第２排出経路の第２端は、前記第２ガス貯蔵部に接続される、
    電池システム。
  14. 第２ガス排出部を、さらに備え、
    前記第２ガス排出部は、前記容器の内側における前記ガスを、前記第２排出口から前記第２ガス貯蔵部に排出し、
    前記制御部は、前記第２ガス排出部を制御し、
    前記制御部は、前記第２開閉部が前記開状態となった後に、前記第２排出口から前記第２ガス貯蔵部への前記ガスの排出を、前記第２ガス排出部に実行させる、
    請求項１３に記載の電池システム。
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