WO2022113912A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2022113912A1
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positive electrode
negative electrode
active material
material layer
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悠史 近藤
修 大森
丈嗣 片山
裕介 山下
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株式会社豊田自動織機
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage device.
  • Patent Document 1 discloses a flat type power storage device configured by stacking a plurality of individually manufactured power storage cells in series.
  • the storage cell has a positive electrode having a positive electrode active material layer formed in the center of one side of a positive electrode current collector made of resin and a negative electrode active material in the center of one side of a negative electrode current collector made of resin.
  • a layer is formed, and the negative electrode is provided with a negative electrode arranged so that the negative electrode active material layer faces the positive electrode active material layer of the positive electrode, and a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode.
  • the storage cell includes a sealing portion made of a thermoplastic resin arranged between the positive electrode and the negative electrode and on the outer peripheral side of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • the seal portion maintains the distance between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector to prevent a short circuit between the current collectors, and tightly seals the space between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. Therefore, a closed space for accommodating the liquid electrolyte is formed between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector.
  • the diffusion resistance of the charge carrier such as lithium ion in the active material layer becomes high. Will end up.
  • the present inventors have found that an increase in diffusion resistance of a charge carrier in an active material layer can be suppressed by using a liquid electrolyte whose viscosity is reduced by containing an ester compound.
  • the ester compound since the ester compound has a low boiling point, the ester compound contained in the liquid electrolyte volatilizes when the temperature inside the power storage device rises due to the influence of the heat of the outside air in a high temperature environment. There is a risk that it will end up. Therefore, a power storage device using a liquid electrolyte containing an ester compound has a problem that it is easily affected by the heat of the outside air in a high temperature environment.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power storage device using a liquid electrolyte containing an ester compound, which is not easily affected by the heat of the outside air in a high temperature environment. It is in.
  • a power storage device that achieves the above object comprises a positive electrode having a positive electrode active material layer bonded to the first surface of a positive electrode current collector and a negative electrode active material layer bonded to the first surface of a negative electrode current collector.
  • a negative electrode in which the negative electrode active material layer is arranged so as to face the positive electrode active material layer of the positive electrode, a separator arranged between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the positive electrode and the negative electrode.
  • a power storage device including a storage cell provided between the two and a storage chamber for densely accommodating the liquid electrolyte, wherein the liquid electrolyte is a liquid electrolyte containing an ester compound, and a plurality of the storage cells are provided.
  • the cell stack is provided with a cell stack laminated in series, the side surface of the cell stack is covered with a resin coating portion, and the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are the most of the cell stack.
  • Each of the terminal current collectors located in the outer layer is provided, and at least one of the terminal current collectors is made of a high heat conductive material having a thermal conductivity of 100 W / m ⁇ K or more, and is made of the high heat conductive material.
  • a cooling unit for cooling the terminal current collector is provided.
  • a liquid electrolyte containing an ester compound to reduce the viscosity is used. This makes it possible to increase the basis weight of the active material layer while suppressing an increase in the diffusion resistance of the charge carrier in the active material layer.
  • the side surface with respect to the stacking direction is covered with a resin covering portion.
  • a resin covering portion As a result, heat transfer between the liquid electrolyte in the cell stack and the outside of the cell stack through the side surface of the cell stack is suppressed, and the heat transfer portion with the outside on the outer surface of the cell stack is located at the end face in the stacking direction.
  • the terminal current collector is made of a high heat conductive material, and a cooling unit for cooling the terminal current collector made of the high heat conductive material is provided.
  • the heat of the outside air can be suppressed from being transferred to the liquid electrolyte in the cell stack by the covering portion. Even if the temperature of the liquid electrolyte rises due to the influence of the heat of the outside air, the heat is released to the outside through the terminal current collector and the cooling unit made of the high thermal conductive material, so that the liquid electrolyte becomes excessive. The temperature rise can be suppressed. Therefore, it becomes a power storage device that is not easily affected by the heat of the outside air, and even in a high temperature environment, the effect of suppressing the increase in the diffusion resistance of the charge carrier in the active material layer due to the ester compound contained in the liquid electrolyte can be continuously obtained. Can be done.
  • the basis weight of the positive electrode active material layer is 55 mg / cm 2 or more and that the basis weight of the negative electrode active material layer is 25 mg / cm 2 or more.
  • the separator is preferably adhered to the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. According to the above configuration, the efficiency of heat conduction between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer facing each other via the separator is enhanced. As a result, heat is easily transferred in the stacking direction of the cell stack, and the heat in the cell stack can be efficiently transferred to the terminal current collector and the cooling unit and discharged to the outside.
  • Sectional drawing of the power storage device Partial cross-sectional view of the peripheral part of the cell stack of the modified example.
  • Cross-sectional view of the power storage device of the modified example The graph which shows the temperature change of the cell stack at the time of discharge.
  • the power storage device 10 shown in FIG. 1 is a power storage module used for batteries of various vehicles such as forklifts, hybrid vehicles, and electric vehicles.
  • the power storage device 10 is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the power storage device 10 may be an electric double layer capacitor. In this embodiment, a case where the power storage device 10 is a lithium ion secondary battery is illustrated.
  • the power storage device 10 includes a cell stack 30 (laminated body) in which a plurality of power storage cells 20 are stacked (stacked) in the stacking direction.
  • the stacking direction of the plurality of storage cells 20 is simply referred to as a stacking direction.
  • Each storage cell 20 includes a positive electrode 21, a negative electrode 22, a separator 23, and a sealing portion 24.
  • the positive electrode 21 includes a positive electrode current collector 21a and a positive electrode active material layer 21b provided on the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a.
  • the positive electrode active material layer 21b is formed in the central portion of the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a in a plan view (hereinafter, simply referred to as a plan view) viewed from the stacking direction.
  • the peripheral edge of the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a in a plan view is a positive electrode uncoated portion 21c in which the positive electrode active material layer 21b is not provided.
  • the positive electrode uncoated portion 21c is arranged so as to surround the periphery of the positive electrode active material layer 21b in a plan view.
  • the negative electrode 22 includes a negative electrode current collector 22a and a negative electrode active material layer 22b provided on the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a.
  • the negative electrode active material layer 22b is formed in the central portion of the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a.
  • the peripheral edge of the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a in a plan view is a negative electrode uncoated portion 22c in which the negative electrode active material layer 22b is not provided.
  • the negative electrode uncoated portion 22c is arranged so as to surround the negative electrode active material layer 22b in a plan view.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are arranged so that the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b face each other in the stacking direction. That is, the opposite directions of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 coincide with the stacking direction.
  • the negative electrode active material layer 22b is formed to be one size larger than the positive electrode active material layer 21b, and the entire formation region of the positive electrode active material layer 21b is located within the formation region of the negative electrode active material layer 22b in a plan view. There is.
  • the positive electrode current collector 21a has a second surface 21a2 which is a surface opposite to the first surface 21a1.
  • the positive electrode 21 is an electrode having a monopolar structure in which neither the positive electrode active material layer 21b nor the negative electrode active material layer 22b is formed on the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a.
  • the negative electrode current collector 22a has a second surface 22a2 which is a surface opposite to the first surface 22a1.
  • the negative electrode 22 is an electrode having a monopolar structure in which neither the positive electrode active material layer 21b nor the negative electrode active material layer 22b is formed on the second surface 21a2 of the negative electrode current collector 22a.
  • the separator 23 is a member arranged between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allowing a charge carrier such as lithium ion to pass through while separating the positive electrode 21 and the negative electrode 22 to prevent a short circuit due to contact between the two electrodes. ..
  • the separator 23 is, for example, a porous sheet or a non-woven fabric containing a polymer that absorbs and retains a liquid electrolyte.
  • Examples of the material constituting the separator 23 include polypropylene, polyethylene, polyolefin, polyester and the like.
  • the separator 23 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • the multilayer structure may have, for example, an adhesive layer, a ceramic layer as a heat-resistant layer, and the like.
  • a sheet-shaped separator 23 having adhesive layers 23a provided on both surfaces is used.
  • the adhesive layer 23a provided on one surface of the separator 23 (the surface on the lower side of the paper surface) is adhered to the first surface 22a1 of the positive electrode current collector 21a and the positive electrode active material layer 21b.
  • the adhesive layer 23a provided on the other surface of the separator 23 (the surface on the upper side of the paper surface) is adhered to the negative electrode active material layer 22b.
  • the sealing portion 24 is provided between the first surface 22a1 of the positive electrode current collector 21a of the positive electrode 21 and the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a of the negative electrode 22 and from the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b. Is also arranged on the outer peripheral side and is adhered to both the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a. The seal portion 24 insulates between the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a to prevent a short circuit between the current collectors.
  • the seal portion 24 extends along the peripheral edges of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a in a plan view, and is formed in a frame shape surrounding the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b. Has been done. The seal portion 24 is arranged between the positive electrode uncoated portion 21c on the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode uncoated portion 22c on the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a.
  • a storage chamber S partitioned by a frame-shaped seal portion 24, a positive electrode 21 and a negative electrode 22 is formed inside the storage cell 20, a storage chamber S partitioned by a frame-shaped seal portion 24, a positive electrode 21 and a negative electrode 22 is formed.
  • the storage chamber S is a liquid-tight sealed space surrounded by a frame-shaped seal portion 24, a positive electrode 21 and a negative electrode 22.
  • the storage chamber S houses the positive electrode active material layer 21b, the negative electrode active material layer 22b, the separator 23, and the liquid electrolyte.
  • the peripheral portion of the separator 23 is in a state of being buried in the seal portion 24.
  • the cell stack 30 has a structure in which a plurality of storage cells 20 are superposed so that the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a and the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a are in contact with each other. As a result, a plurality of storage cells 20 constituting the cell stack 30 are connected in series.
  • the two storage cells 20 adjacent to each other in the stacking direction provide a pseudo bipolar electrode 25 in which the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a in contact with each other are regarded as one current collector. It is formed.
  • the pseudo bipolar electrode 25 includes a current collector having a structure in which a positive electrode current collector 21a and a negative electrode current collector 22a are superposed, a positive electrode active material layer 21b formed on one surface of the current collector, and the positive electrode active material layer 21b. It includes a negative electrode active material layer 22b formed on the other side surface.
  • the seal portion 24 of each storage cell 20 has an outer peripheral portion 24a extending outward from each edge portion of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a.
  • the outer peripheral portion 24a projects in a direction orthogonal to the stacking direction from each edge portion of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a when viewed from the stacking direction.
  • the storage cells 20 adjacent to each other in the stacking direction are integrated by adhering the outer peripheral portions 24a of the respective sealing portions 24 to each other.
  • the peripheral surface of the cell stack 30, that is, the side surface with respect to the stacking direction is entirely covered with the sealing portion 24.
  • the sealing portion 24 constitutes a covering portion that covers the side surface of the cell stack 30 with respect to the stacking direction.
  • Examples of the method of adhering the adjacent sealing portions 24 to each other include known welding methods such as heat welding, ultrasonic welding, and infrared welding.
  • the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a located in the outermost layer in the stacking direction of the cell stack 30 are the terminal current collectors, respectively, and the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal.
  • the negative electrode current collector 22a' is used.
  • a positive electrode cooling unit 40 for cooling the terminal positive electrode current collector 21a' is attached to the second surface 21a2'of the terminal positive electrode current collector 21a'.
  • a negative electrode cooling unit 50 for cooling the terminal negative electrode current collector 22a' is attached to the second surface 22a2'of the terminal negative electrode current collector 22a'.
  • the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 cool the terminal positive electrode current collector 21a'so that the temperature is, for example, 60 ° C. or lower.
  • the specific configuration of the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 is not particularly limited, and a known cooling unit used for cooling the power storage device can be used. Examples of known cooling units include cooling units having a structure such as fins that enhances heat transfer efficiency and cooling the object to be cooled by exchanging heat with a cooling medium.
  • the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 are configured to also function as an energizing plate. That is, the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 are made of a material having high thermal conductivity and conductivity, and the second surface 21a2'and the terminal negative electrode current collector of the terminal positive electrode current collector 21a'. They are electrically connected to the second surface 22a2'of the body 22a'.
  • the power storage device 10 is charged and discharged through terminals provided in each of the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50.
  • the material constituting the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 for example, the same materials as those constituting the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a described later can be used.
  • the power storage device 10 includes a restraint member 60 that restrains the cell stack 30.
  • the restraint member 60 is provided with a region in which the storage cells 20 face each other in the stacking direction of the cell stack 30, particularly, a range in which the positive electrode active material layer 21b is provided and a negative electrode active material layer 22b in a plan view.
  • a constraint weight is applied to the area where the range overlaps.
  • the specific configuration of the constraint member 60 is not particularly limited as long as the configuration can apply the constraint load to the cell stack 30.
  • a plate-shaped restraint plate 61 arranged at both ends of the cell stack 30 in the stacking direction so as to sandwich the cell stack 30, and a fastening member 62 composed of bolts and nuts for fastening the restraint plates 61 to each other.
  • the restraint member 60 including the above is illustrated.
  • the fastening member 62 urges the restraint plates 61 in a direction in which they approach each other, thereby imparting a restraint load in the stacking direction to the cell stack 30.
  • the positive electrode collector 21a and the negative electrode current collector 22a are chemically inert electricity for continuing to flow current through the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b during discharging or charging of the lithium ion secondary battery. It is a conductor.
  • the material constituting the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' is a high thermal conductive material having a thermal conductivity of 100 W / m ⁇ K or more.
  • the high thermal conductive material include metal materials such as silver, copper, gold, and aluminum. Further, the thermal conductivity of the high thermal conductive material is, for example, 500 W / m ⁇ K or less.
  • the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' have a large area (hereinafter, simply referred to as an area) in a plan view. It is preferably thin.
  • the areas of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' are, for example, 1 m 2 or more, and preferably 1.3 m 2 or more. Further, the areas of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' are, for example, 2.5 m 2 or less, and preferably 2.2 m 2 or less.
  • the thickness of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' is, for example, 0.003 mm or more, preferably 0.005 mm or more, and more preferably 0.01 or more. Further, the thickness of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' is, for example, 0.06 mm or less, preferably 0.05 mm or less, and more preferably 0.04 mm or less. preferable.
  • a metal material, a conductive resin material, a conductive inorganic material, or the like can be used as the material constituting the body.
  • Examples of the metal material include copper, aluminum, nickel, titanium, and stainless steel (for example, SUS304, SUS316, SUS301, SUS304, etc. specified in JIS G 4305: 2015).
  • Examples of the conductive resin material include a conductive polymer material and a resin obtained by adding a conductive filler to a non-conductive polymer material as needed.
  • the thermal conductivity of the materials constituting the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector is not particularly limited, but is preferably 100 W / m ⁇ K or more. Further, it is preferable that the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector are also made of the above-mentioned high thermal conductive material.
  • the general positive electrode collector and the general negative electrode collector have a large area and a thin thickness.
  • the areas of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector are preferably, for example, 1 m 2 or more, and more preferably 1.3 m 2 or more.
  • the area of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector is, for example, preferably 2.5 m 2 or less, and more preferably 2.2 m 2 or less.
  • the thickness of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector is, for example, preferably 0.003 mm or more, more preferably 0.005 mm or more, and further preferably 0.01 or more.
  • the thickness of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector is, for example, preferably 0.06 mm or less, more preferably 0.05 mm or less, and further preferably 0.04 mm or less. preferable.
  • the area and thickness of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector are the same as those of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a'.
  • One or both of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a may include a plurality of layers including one or more layers including the above-mentioned metal material or conductive resin material.
  • the surfaces of one or both of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a may be coated with a known protective layer.
  • the surfaces of one or both of the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a may be surface-treated by a known method such as plating. Examples of the surface treatment include chromate treatment and phosphoric acid chromate treatment.
  • the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a may independently have the form of, for example, a foil, a sheet, a film, a wire, a rod, a mesh, or a clad material.
  • the thickness of the foil, sheet, or film is, for example, 1 to 100 ⁇ m.
  • the general positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a of the present embodiment the general positive electrode current collector is made of aluminum foil, the terminal positive electrode current collector 21a'is made of aluminum foil, and the general negative electrode current collector is copper. It is made of foil, and the terminal negative electrode current collector 22a'is made of copper foil.
  • the positive electrode active material layer 21b contains a positive electrode active material capable of storing and releasing charge carriers such as lithium ions.
  • a positive electrode active material a material that can be used as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, such as a lithium composite metal oxide having a layered rock salt structure, a metal oxide having a spinel structure, and a polyanionic compound, may be adopted. Further, two or more kinds of positive electrode active materials may be used in combination.
  • the positive electrode active material layer 21b contains olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) as a polyanionic compound.
  • the negative electrode active material layer 22b can be used without particular limitation as long as it is a simple substance, alloy or compound capable of occluding and releasing charge carriers such as lithium ions.
  • examples of the negative electrode active material include Li, carbon, a metal compound, an element that can be alloyed with lithium, or a compound thereof.
  • Examples of carbon include natural graphite, artificial graphite, hard carbon (non-graphitizable carbon) or soft carbon (easy graphitizable carbon).
  • Examples of artificial graphite include highly oriented graphite and mesocarbon microbeads.
  • elements that can be alloyed with lithium include silicon and tin.
  • the negative electrode active material layer 22b contains graphite as a carbon-based material.
  • the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b are conductive aids, binders, and electrolytes (polymer matrix, ions) for increasing electrical conductivity as needed, respectively. It may further contain a conductive polymer, a liquid electrolyte, etc.), an electrolyte supporting salt (lithium salt) for enhancing ionic conductivity, and the like.
  • the components contained in the active material layer and the compounding ratio of the components are not particularly limited, and conventionally known knowledge about a lithium ion secondary battery can be appropriately referred to.
  • the conductive auxiliary agent is added to increase the conductivity of the positive electrode 21 or the negative electrode 22.
  • the conductive auxiliary agent is, for example, acetylene black, carbon black, graphite or the like.
  • the binder include fluororesins such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene and fluororubber, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, imide-based resins such as polyimide and polyamideimide, alkoxysilyl group-containing resins and polyacrylics.
  • acrylic resins such as acids and methacrylic acids
  • styrene-butadiene rubbers carboxymethyl celluloses
  • alginates such as sodium alginate and ammonium alginate
  • water-soluble cellulose ester cross-linking products such as water-soluble cellulose ester cross-linking products
  • starch-acrylic acid graft polymers such as starch-acrylic acid graft polymers.
  • these binders can be used alone or in combination.
  • the solvent or dispersion medium for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone and the like are used.
  • the heat-resistant layer may be provided on the surface of the active material layer.
  • the thickness and basis weight of the active material layer are not particularly limited, and conventionally known knowledge about a lithium ion secondary battery can be appropriately referred to. However, from the viewpoint of increasing the energy density of the storage cell 20, it is preferable to increase the basis weight of the active material layer.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 21b is, for example, 250 ⁇ m or more, and preferably 400 ⁇ m or more.
  • the thickness of the positive electrode active material layer 21b is, for example, 600 ⁇ m or less.
  • the basis weight of the positive electrode active material layer 21b is, for example, 55 mg / cm 2 or more, and preferably 70 mg / cm 2 or more.
  • the basis weight of the positive electrode active material layer 21b is, for example, 90 mg / cm 2 or less.
  • the amount of the positive electrode active material layer 21b is 55 to 90 mg / cm. It is 2 , and the density of the positive electrode active material layer 21b is preferably 1.6 to 2.1 g / cm 3 .
  • the thickness of the negative electrode active material layer 22b is, for example, 150 ⁇ m or more, preferably 200 ⁇ m or more, and more preferably 250 ⁇ m or more.
  • the thickness of the negative electrode active material layer 22b is, for example, 400 ⁇ m or less.
  • the basis weight of the negative electrode active material layer 22b is, for example, 25 mg / cm 2 or more, and preferably 30 mg / cm 2 or more.
  • the basis weight of the negative electrode active material layer 22b is, for example, 45 mg / cm 2 or less.
  • the amount of the negative electrode active material layer 22b is 25 to 45 mg / cm. It is 2 , and the density of the negative electrode active material layer 22b is preferably 1.1 to 1.5 g / cm 3 .
  • the sealing portion 24 is made of a polyolefin resin.
  • the polyolefin resin include polyethylene (PE), polypropylene (PP), modified polyethylene (modified PE), modified polypropylene (modified PP), isoprene, modified isoprene, polybutene, modified polybutene, and polybutadiene.
  • the modified polyethylene include acid-modified polyethylene and epoxy-modified polyethylene.
  • the modified polypropylene include acid-modified polypropylene and epoxy-modified polypropylene. In addition, you may use two or more kinds of these known polyolefin resins in combination.
  • the polyolefin-based resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • the thermal conductivity of the seal portion 24 is, for example, 0.17 to 0.19 W / m ⁇ K.
  • liquid electrolyte examples include a liquid electrolyte containing a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • electrolyte salt known lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 can be used.
  • non-aqueous solvent known solvents such as cyclic carbonates, cyclic esters, chain carbonates, chain esters, ethers and the like can be used. In addition, you may use two or more kinds of these known solvent materials in combination.
  • the liquid electrolyte contains an ester compound as a non-aqueous solvent.
  • the ester compound include methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate. Two or more kinds of ester compounds may be used in combination.
  • the problem that the ester compound contained in the liquid electrolyte volatilizes when the temperature inside the power storage device 10 rises is more likely to occur when the boiling point of the ester compound is lower, for example, when the boiling point is 90 ° C. or lower.
  • the boiling point of methyl acetate is 57 ° C
  • the boiling point of ethyl acetate is 77.1 ° C
  • the boiling point of methyl propionate is 80 ° C.
  • the above ester compound is contained in the liquid electrolyte for the purpose of lowering the viscosity of the liquid electrolyte and improving the ionic conductivity.
  • the viscosity of the liquid electrolyte at 25 ° C. is, for example, preferably 7 mPa ⁇ s or less, and more preferably 6 mPa ⁇ s or less.
  • the ionic conductivity of the liquid electrolyte at 25 ° C. is preferably, for example, 5 mS / cm or more. Suitable ionic conductivity ranges include, for example, 6 to 30 mS / cm, 7 to 25 mS / cm, 10 to 25 mS / cm, 12 to 25 mS / cm, and 13 to. The range of 20 mS / cm can be exemplified.
  • the ratio of the ester compound to the total non-aqueous solvent in the liquid electrolyte is, for example, preferably 30 to 95% by volume, more preferably 40 to 90% by volume, and further preferably 50 to 89% by volume. It is particularly preferably 60 to 88% by volume, most preferably 70 to 87% by volume.
  • the power storage device 10 is manufactured by going through an electrode forming step, a storage cell forming step, and a cell stack forming step in this order.
  • all the positive electrode current collectors 21a including the terminal positive electrode current collector 21a' are made of aluminum foil
  • all the negative electrode current collectors 22a including the terminal negative electrode current collector 22a' are made of copper foil. This case will be explained.
  • the electrode forming step includes a positive electrode forming step of forming the positive electrode 21 and a negative electrode forming step of forming the negative electrode 22.
  • the positive electrode forming step is not particularly limited, and a known method applied to the formation of the positive electrode 21 including the positive electrode current collector 21a and the positive electrode active material layer 21b can be used.
  • a positive electrode mixture that becomes a positive electrode active material layer 21b by solidifying is attached to the first surface 21a1 of the aluminum foil as the positive electrode current collector 21a so as to have a predetermined thickness, and then attached to the positive electrode mixture.
  • the positive electrode 21 can be formed by performing the solidification treatment according to the above.
  • the negative electrode forming step is not particularly limited, and a known method applied to the formation of the negative electrode 22 including the negative electrode current collector 22a and the negative electrode active material layer 22b can be used.
  • a negative electrode mixture that becomes a negative electrode active material layer 22b by solidifying is attached to the first surface 22a1 of the copper foil as the negative electrode current collector 22a so as to have a predetermined thickness, and then the negative electrode mixture is attached.
  • the negative electrode 22 can be formed by performing the solidification treatment according to the above.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are arranged so that the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b face each other in the stacking direction with the separator 23 sandwiched between them, and the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are arranged.
  • a sealing material for example, a sheet made of the low-density polyethylene resin, which serves as a sealing portion 24, is arranged between the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a on the outer peripheral side.
  • the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 and the sealing material are adhered by welding to form an assembly in which the positive electrode 21, the negative electrode 22, the separator 23, and the sealing portion 24 are integrated.
  • welding method of the sealing material include known welding methods such as heat welding, ultrasonic welding, and infrared welding.
  • the liquid electrolyte is injected into the storage chamber S inside the assembly through the injection port provided in a part of the seal portion 24, and then the injection port is sealed. As a result, the storage cell 20 is formed.
  • a plurality of storage cells 20 are stacked so that the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a and the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a face each other. After that, the plurality of storage cells 20 are integrated by adhering the outer peripheral portions 24a of the seal portions 24 in the storage cells 20 adjacent to each other in the stacking direction.
  • the positive electrode cooling unit 40 is overlapped and electrically connected to the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a of the positive electrode 21 arranged at one end in the stacking direction.
  • the negative electrode cooling unit 50 is superposed and electrically connected to the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a of the negative electrode 22 arranged at the other end in the stacking direction.
  • the cell stack 30 is formed.
  • the restraint member 60 is attached to the cell stack 30.
  • the restraint plates 61 are fastened to each other by the fastening member 62.
  • liquid electrolyte a liquid electrolyte containing an ester compound to reduce the viscosity is used. This makes it possible to increase the basis weight of the active material layer while suppressing an increase in the diffusion resistance of the charge carrier in the active material layer.
  • the side surface with respect to the stacking direction is covered with a resin sealing portion 24 (covering portion).
  • a resin sealing portion 24 covering portion
  • a negative electrode cooling unit 50 is provided.
  • the heat of the outside air can be suppressed from being transferred to the liquid electrolyte in the cell stack 30 by the resin sealing portion 24 (covering portion). Even if the temperature of the liquid electrolyte rises due to the influence of the heat of the outside air, the terminal positive electrode current collector 21a ′ and the terminal negative electrode current collector 22a ′, which are made of a high heat conductive material, and the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode. The heat is released to the outside through the cooling unit 50. As a result, the power storage device 10 can suppress an excessive temperature rise of the liquid electrolyte and is not easily affected by the heat of the outside air.
  • the power storage device 10 includes a positive electrode 21 having a positive electrode current collector 21a and a positive electrode active material layer 21b, a negative electrode 22 having a negative electrode current collector 22a and a negative electrode active material layer 22b, and a positive electrode active material layer 21b and a negative electrode activity.
  • the storage cell 20 includes a separator 23 arranged between the material layer 22b, and a storage chamber S provided between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and which houses the liquid electrolyte in a liquid-tight manner.
  • the liquid electrolyte is a liquid electrolyte containing an ester compound.
  • a cell stack 30 formed by stacking a plurality of storage cells 20 in series is provided, and the side surface of the cell stack 30 with respect to the stacking direction is covered with a resin sealing portion 24, and the end of the cell stack 30 is located at the outermost layer of the cell stack 30.
  • the positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' are made of a high thermal conductive material having a thermal conductivity of 100 W / m ⁇ K or more.
  • a positive electrode cooling unit 40 for cooling the terminal positive electrode current collector 21a'and a negative electrode cooling unit 50 for cooling the terminal negative electrode current collector 22a' are provided.
  • the power storage device 10 is not easily affected by the heat of the outside air, and even in a high temperature environment, the effect of suppressing the increase in diffusion resistance of the charge carrier in the active material layer due to the ester compound contained in the liquid electrolyte can be obtained. Can be obtained continuously.
  • the basis weight of the positive electrode active material layer 21b is 55 mg / cm 2 or more.
  • the basis weight of the negative electrode active material layer 22b is 25 mg / cm 2 or more.
  • the separator 23 is adhered to the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b. According to the above configuration, the efficiency of heat conduction between the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b facing each other via the separator 23 is enhanced. As a result, heat is easily transferred in the stacking direction of the cell stack 30, and the heat in the cell stack 30 is efficiently transferred to the terminal positive electrode current collector 21a', the terminal negative electrode current collector 22a', the positive electrode cooling unit 40, and the negative electrode cooling. It can be moved to the section 50 and released to the outside.
  • the separator 23 is adhered to the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b, it is possible to suppress an increase in the distance between the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b in the stacking direction during charging and discharging. It is possible to suppress an increase in the resistance of the storage cell 20.
  • the thickness of the positive electrode current collector 21a is 0.015 to 0.05 mm, the grain size of the positive electrode active material layer 21b is 55 to 90 mg / cm 2 , and the density of the positive electrode active material layer 21b. Is 1.6 to 2.1 g / cm 3 .
  • the rigidity of the foil-shaped positive electrode current collector 21a is increased by providing the positive electrode active material layer 21b. Therefore, when the internal pressure of the accommodation chamber S rises, it is possible to prevent the positive electrode 21 from being deformed so as to warp and the contact area of the adjacent storage cell 20 with the negative electrode current collector 22a from becoming smaller. As a result, it is possible to suppress a decrease in heat conduction efficiency between the storage cells 20 due to the reduction in the contact area.
  • the thickness of the negative electrode current collector 22a is 0.005 to 0.02 mm
  • the thickness of the negative electrode active material layer 22b is 25 to 45 mg / cm 2
  • the density of the negative electrode active material layer 22b Is 1.1 to 1.5 g / cm 3 .
  • the area of the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' located in the outermost layer of the cell stack 30 is 1 m 2 or more and 2.5 m 2 or less, and the thickness is 0.005 mm or more and 0. It is 05 mm or less. That is, the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' are current collectors whose thickness is remarkably small with respect to the area. Therefore, the amount of heat conduction from the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 can be increased, and the inside of the cell stack 30 can be efficiently cooled.
  • the area of the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector is 1 m 2 or more and 2.5 m 2 or less, and the thickness is 0.005 mm or more and 0.05 mm or less. That is, the general positive electrode current collector and the general negative electrode current collector are current collectors whose thickness is remarkably small with respect to the area. Therefore, the heat in the cell stack 30 can be more efficiently transferred to the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a'.
  • the sealing portion 24 constitutes a covering portion that covers the side surface of the cell stack 30 in the stacking direction, but a covering portion may be provided separately from the sealing portion 24.
  • the outer peripheral portion 24a of the seal portion 24 is omitted, and a resin layer covering the side surface of the cell stack 30 in the stacking direction is provided as the covering portion.
  • the resin constituting the resin layer is the same as that of the sealing portion 24.
  • the resin constituting the covering portion may be the same as or different from the resin constituting the sealing portion 24.
  • the accommodation chamber S partitioned by the frame-shaped seal portion 24, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is formed, but the configuration for forming the accommodation chamber S is not limited to the above embodiment.
  • a storage chamber S may be formed which is partitioned by a positive electrode 21, a negative electrode 22, and a resin layer as a covering portion that covers the side surface of the cell stack 30 in the stacking direction.
  • the side surface of the positive electrode current collector 21a is a side edge of the positive electrode current collector 21a, and is, for example, a surface orthogonal to the first surface 21a1 and the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a, and is a surface orthogonal to the first surface 21a1 and the second surface 21a2.
  • the above-mentioned side surface is a side edge of the negative electrode current collector 22a, and is, for example, a surface orthogonal to the first surface 22a1 and the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a.
  • the seal portion 24 may or may not be provided.
  • the seal portion 24 is not adhered to either the positive electrode current collector 21a or the negative electrode current collector 22a, but is adhered to the seal portion, the positive electrode current collector 21a, and the resin layer that are adhered to the resin layer.
  • examples thereof include a sealing portion that is not adhered to the negative electrode current collector 22a, a sealing portion that is adhered to the negative electrode current collector 22a and the resin layer, and is not adhered to the positive electrode current collector 21a. Two or more of these sealing portions may be used in combination.
  • terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' may be made of a high heat conductive material, and the other may be made of the same material as the general positive electrode collector and the general negative electrode current collector. ..
  • the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 are provided as the cooling unit, but one of the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 may be omitted.
  • the terminal positive current collector 21a'and the terminal negative negative current collector 22a' is made of a high heat conductive material
  • the terminal positive current collector 21a' or the terminal negative negative current collector made of the high heat conductive material is used.
  • a cooling unit is provided so as to cool the body 22a'.
  • the separator 23 may be configured to be adhered to only one of the positive electrode 21 and the negative electrode 22, or may be configured not to be adhered to either the positive electrode 21 or the negative electrode 22.
  • the plan-view shapes of the positive electrode current collector 21a and the positive electrode active material layer 21b are not particularly limited. It may be a polygonal shape such as a rectangular shape, or it may be a circular shape or an elliptical shape. The same applies to the negative electrode current collector 22a and the negative electrode active material layer 22b.
  • the plan view shape of the seal portion 24 is not particularly limited, and may be a polygonal shape such as a rectangular shape, or may be a circular shape or an elliptical shape.
  • the seal portion 24 may be composed of a plurality of members.
  • the seal portion 24 may be composed of two members, an outer peripheral portion 24a and a portion other than the outer peripheral portion, and the seal portion 24 may be formed by welding the two members.
  • a plurality of members may be laminated in the stacking direction to form the seal portion 24.
  • the seal portion 24 may be composed of two members, an outer peripheral portion 24a and a portion other than the outer peripheral portion, and the portion other than the outer peripheral portion may be configured by laminating a plurality of members in the stacking direction.
  • the restraint member 60 is provided for the cell stack 30, but the restraint member 60 may be omitted.
  • the distance between the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a and the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a in the power storage cell 20 may be different for each part. In the stacking direction, the distance between the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a and the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a at the portion where the positive electrode active material layer 21b and the negative electrode active material layer 22b face each other.
  • the first distance is D1.
  • the first distance D1 corresponds to the total of the thickness of the positive electrode active material layer 21b, the thickness of the negative electrode active material layer 22b, and the thickness of the separator 23. Further, in the stacking direction, the distance between the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a and the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a at the portion where the seal portion 24 is adhered is defined as the second distance D2.
  • the second distance D2 corresponds to the thickness of the sealing portion 24 between the peripheral edge portion of the first surface 21a1 of the positive electrode current collector 21a and the peripheral edge portion of the first surface 22a1 of the negative electrode current collector 22a.
  • the second distance D2 is smaller than the first distance D1, that is, it is smaller than the thickness of the seal portion 24.
  • the constraint weight is applied by the restraint member 60 to the region in the opposite region of the cell stack 30 where the range where the positive electrode active material layer 21b is provided and the range where the negative electrode active material layer 22b is provided overlap. Can be applied more efficiently.
  • the second distance D2 is made excessively smaller than the first distance D1, the stress applied to the interface between the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a and the sealing portion 24 becomes large, and the positive electrode current collector 21a and the positive electrode current collector 21a and the sealing portion 24 are stressed.
  • the seal portion 24 may be easily peeled off from the negative electrode current collector 22a.
  • the first distance D1 and the second distance D2 preferably satisfy the relationship of 0.6D1 ⁇ D2 ⁇ D1, more preferably 0.7D1 ⁇ D2 ⁇ 0.95D1. It is more preferable to satisfy the relationship of .8D1 ⁇ D2 ⁇ 0.9D1.
  • a resin layer 70 is provided as a covering portion covering the side surface of the cell stack 30 in the stacking direction in addition to the sealing portion 24.
  • a conductive layer in close contact with the positive electrode current collector 21a may be arranged between the positive electrode cooling unit 40 and the positive electrode current collector 21a in order to improve the conductive contact between the two members.
  • the conductive layer include a layer containing carbon such as acetylene black or graphite, and a layer having a hardness lower than that of the positive electrode current collector 21a such as a plating layer containing Au or the like.
  • a similar conductive layer may be arranged between the negative electrode cooling unit 50 and the negative electrode current collector 22a.
  • the number of storage cells 20 constituting the power storage device 10 is not particularly limited.
  • the number of storage cells 20 constituting the power storage device 10 may be 1.
  • the positive electrode active material layer 21b or the negative electrode active material layer 22b may be provided on the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a. Further, the positive electrode active material layer 21b or the negative electrode active material layer 22b may be provided on the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a.
  • the electrode may be a bipolar electrode in which the positive electrode current collector 21a and the negative electrode current collector 22a are used as one current collector.
  • the current collector of the bipolar electrode include stainless steel foil (for example, SUS304, SUS316, SUS301, SUS304, etc. specified in JIS G 4305: 2015), copper foil, aluminum foil, and nickel foil.
  • a current collector in which two or more kinds of metal clad materials such as copper and aluminum, a plating material of two or more kinds of metals such as copper and aluminum, and two or more kinds of metal foils may be bonded may be used.
  • the aluminum layer can function as a positive electrode current collector 21a and the copper layer can function as a negative electrode current collector 22a.
  • the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a which is the contact portion between the storage cells 20 adjacent to each other in the stacking direction, and the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a may be adhered to each other.
  • a method of adhering the second surface 21a2 of the positive electrode current collector 21a and the second surface 22a2 of the negative electrode current collector 22a for example, a method using a conductive adhesive can be mentioned.
  • the power storage device 10 may be configured to include a cell stack stack 31 formed by stacking a plurality of cell stacks 30.
  • the plurality of cell stacks 30 are laminated so that the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' face each other.
  • the cell stack laminated body 31 for example, 1 to 8 cell stacks 30 are laminated.
  • the restraining member 60 is configured to apply a restraining load to the cell stack laminated body 31.
  • the positive electrode cooling unit 40 and the negative electrode cooling unit 50 are omitted.
  • a cooling unit 80 is provided between all layers of the cell stacks 30 and between the cell stack 30 and the restraint plate 61 of the restraint member 60.
  • the cooling unit 80 provided between the layers of the cell stacks 30 cools both the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' facing each other with the cooling unit 80 interposed therebetween.
  • the specific configuration of the cooling unit 80 includes the positive electrode cooling unit 40 and the positive electrode cooling unit 40, except that the cooling unit 80 is provided so as to be in contact with both the terminal positive electrode current collector 21a ′ and the terminal negative electrode current collector 22a ′ facing each other with the cooling unit 80 interposed therebetween. This is the same as the negative electrode cooling unit 50.
  • the cooling unit 80 is provided between all the layers of the cell stacks 30, but the cooling unit 80 may be provided only between some layers of the cell stacks 30.
  • the cell stack laminate 31 may be configured so that the positive electrode cooling unit 40 also functions as the negative electrode cooling unit 50.
  • a cell stack laminate 31 formed by stacking cell stacks 30 in which the negative electrode cooling unit 50 is omitted is used. Then, between the layers of the cell stacks 30, the positive electrode cooling unit 40 of one cell stack 30 is laminated so as to be in contact with the terminal negative electrode current collector 22a'of the other cell stack 30. In this case, the positive electrode cooling unit 40 also functions as the negative electrode cooling unit 50 for cooling the terminal negative electrode current collector 22a'of the adjacent cell stack 30.
  • the cell stack laminate 31 may be configured so that the negative electrode cooling unit 50 also functions as the positive electrode cooling unit 40.
  • the cell stack laminate 31 may include a cell stack 30 in which both the terminal positive electrode current collector 21a'and the terminal negative electrode current collector 22a' are made of a material other than the above-mentioned high thermal conductive material.
  • the power storage device 10 was actually manufactured, and the temperature change during discharge of the manufactured power storage device 10 was measured.
  • ⁇ Structure of storage cell> A storage cell 20 having the configuration shown below was manufactured.
  • Positive electrode current collector Aluminum foil with a thickness of 0.050 mm.
  • Positive electrode active material layer A mixture of olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), acetylene black (AB), and polyvinylidene fluoride (PVdF).
  • Mass ratio of positive electrode active material layer 90: 5: 5 (LiFePO 4 : AB: PVdF) Metsuke amount of positive electrode active material layer: 55.5 mg / cm 2 Density of positive electrode active material layer: 2 g / cm 3 (Material for negative electrode) Negative electrode current collector: Copper foil with a thickness of 0.015 mm.
  • Negative electrode active material layer A mixture of artificial graphite (C), carboxymethyl cellulose (CMC), and styrene-butadiene rubber (SBR). Mass ratio of negative electrode active material layer: 94.8: 0.8: 4.4 (C: CMC: SBR) Metsuke amount of negative electrode active material layer: 26.5 mg / cm 2 Density of negative electrode active material layer: 1.3 mg / cm 2 (Other materials) Separator: A porous sheet with a thickness of 18 ⁇ m having a ceramic layer.
  • Acid-modified polyethylene Liquid electrolyte In a mixed solvent in which ethylene carbonate and methyl propionate are mixed at a volume ratio of 15:85, LiN (FSO 2 ) 2 is dissolved at 1.2 M, and vinylene carbonate is 5 A liquid electrolyte to which 0.7% by mass and 1% by mass of lithium difluorooxalate borate (LiDFOB) are added.
  • LiDFOB lithium difluorooxalate borate
  • the power storage device 10 has a structure in which four cell stacks 30 are stacked.
  • a cooling unit 80 is arranged between all layers of the cell stacks 30 in the power storage device 10 and between the cell stacks 30 located at both ends in the stacking direction and the restraint member 60.
  • An aluminum plate was used for the cooling unit 80.
  • the cooling unit 80 located between the layers of the cell stacks 30 will be referred to as an inner cooling unit
  • the cooling unit 80 located between the cell stack 30 and the restraint member 60 will be referred to as an outer cooling unit.
  • first temperature sensors and a plurality of second temperature sensors for measuring the temperature of the cell stack 30 are attached to the manufactured power storage device 10.
  • the first temperature sensor is a thermistor sensor that measures the temperature of each surface facing the inner cooling portion in each cell stack 30.
  • the second temperature sensor is a thermistor sensor that measures the temperature of each surface facing the outer cooling portion in each cell stack 30 located at both ends in the stacking direction.
  • ⁇ Temperature measurement of power storage device The manufactured power storage device 10 was charged with a charging current of 3.78 A until any of the power storage cells 20 reached 3.75 V. After that, the charged power storage device 10 was left at a temperature of 25 ° C. to adjust the temperature of the power storage device 10 so that the temperature measured by each first temperature sensor and each second temperature sensor was 25 ° C. Next, at a temperature of 25 ° C., the charged power storage device 10 was discharged with a discharge current of 40 A until the discharge capacity reached 50 Ah, with the starting SOC as 100%. The temperature of each part of the cell stack 30 of the power storage device 10 during discharging was measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. The results are shown in FIG.
  • the graph of FIG. 4 shows only one of the measurement results of the plurality of first temperature sensors, the measurement results of the first temperature sensor are all the measurement results of the first temperature sensor shown in the graph. It was similar. Further, the graph of FIG. 4 shows only one of the measurement results by the plurality of second temperature sensors, but the measurement results by the second temperature sensor are all the measurement results of the second temperature sensor shown in the graph. It was similar.
  • the temperature of each cell stack 30 of the power storage device 10 gradually increased as the discharge progressed.
  • the temperature of the power storage device 10 at the time of discharge is higher at the temperature inside the power storage device 10 measured by the first temperature sensor than at the temperature outside the power storage device 10 measured by the second temperature sensor. ..
  • the temperature of the power storage device 10 rises with the discharge, the temperature inside the power storage device 10 measured by the first temperature sensor and the temperature outside the power storage device 10 measured by the second temperature sensor. None of the temperatures exceeded 40 ° C. From this result, it can be seen that the temperature rise of the cell stack 30 can be suppressed by providing the cooling unit 80.

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Abstract

蓄電装置(10)は、正極(21)と、負極(22)と、セパレータ(23)と、正極(21)と負極(22)との間に設けられるとともに液体電解質を液密に収容する収容室(S)とを備える蓄電セル(20)を備える。蓄電セル(20)を複数、直列に積層してなるセルスタック(30)を備え、セルスタック(30)は、積層方向に対する側面が樹脂製のシール部(24)により覆われている。セルスタック(30)の最外層に位置する終端正極集電体(21a´)及び終端負極集電体(22a´)は、熱伝導率が100W/m・K以上である高熱伝導材料により構成されている。終端正極集電体(21a´)を冷却する正極冷却部(40)及び終端負極集電体(22a´)を冷却する負極冷却部(50)を備える。液体電解質は、エステル化合物を含有する液体電解質である。

Description

蓄電装置
 本発明は、蓄電装置に関する。
 特許文献1には、個々に作製された複数の蓄電セルを直列に積層することにより構成される扁平型の蓄電装置が開示されている。上記蓄電セルは、樹脂により構成される正極集電体の片面の中央部に正極活物質層が形成されてなる正極と、樹脂により構成される負極集電体の片面の中央部に負極活物質層が形成されてなり、負極活物質層が正極の正極活物質層と対向するように配置された負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとを備えている。
 さらに、上記蓄電セルは、正極と負極との間かつ正極活物質層及び負極活物質層よりも外周側に配置された熱可塑性樹脂からなるシール部を備えている。シール部は、正極集電体と負極集電体との間隔を保持して集電体間の短絡を防止するとともに、正極集電体と負極集電体との間を液密に封止して、正極集電体と負極集電体との間に液体電解質を収容する密閉空間を形成する。
特開2017-16825号公報
 蓄電装置のエネルギー密度を大きくする方法の一つとして、活物質層の目付量を増加させる方法が考えられるが、この場合には、活物質層におけるリチウムイオン等の電荷担体の拡散抵抗が高くなってしまう。本発明者らは、エステル化合物を含有させることにより粘度を低下させた液体電解質を用いることによって、活物質層内における電荷担体の拡散抵抗の増大を抑制できることを見出した。
 しかしながら、エステル化合物は、沸点が低い性質を有していることから、高温環境において外気の熱の影響により蓄電装置内の温度が上昇した際に、液体電解質内に含まれるエステル化合物が揮発してしまうおそれがある。そのため、エステル化合物を含有する液体電解質を用いた蓄電装置には、高温環境における外気の熱の影響を受けやすいという問題がある。
 この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エステル化合物を含有する液体電解質を用いた蓄電装置に関して、高温環境における外気の熱の影響を受け難い蓄電装置を提供することにある。
 上記の目的を達成する蓄電装置は、正極集電体の第1面に正極活物質層が接着された正極と、負極集電体の第1面に負極活物質層が接着されてなり、前記負極活物質層が前記正極の前記正極活物質層と対向するように配置された負極と、前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に配置されたセパレータと、前記正極と前記負極との間に設けられるとともに液体電解質を液密に収容する収容室とを備える蓄電セルを備える蓄電装置であって、前記液体電解質は、エステル化合物を含有する液体電解質であり、前記蓄電セルを複数、直列に積層してなるセルスタックを備え、前記セルスタックは、積層方向に対する側面が樹脂製の被覆部により覆われており、前記正極集電体及び前記負極集電体は前記セルスタックの最外層に位置する終端集電体をそれぞれ備え、前記終端集電体の少なくとも一方は、熱伝導率が100W/m・K以上である高熱伝導材料により構成され、前記高熱伝導材料により構成される前記終端集電体を冷却する冷却部を備える。
 上記構成によれば、エステル化合物を含有させて粘度を低下させた液体電解質を用いている。これにより、活物質層における電荷担体の拡散抵抗の増大を抑制しつつ、活物質層の目付量を増加させることができる。
 また、蓄電セルを複数、直列に積層してなるセルスタックの外面のうち、積層方向に対する側面を樹脂製の被覆部により覆っている。これにより、セルスタックの側面を通じた、セルスタック内の液体電解質とセルスタックの外部との間の伝熱を抑制し、セルスタックの外面における外部との伝熱部分を積層方向の端面に位置する終端集電体に限定している。加えて、終端集電体を高熱伝導材料により構成するとともに、高熱伝導材料により構成された終端集電体を冷却する冷却部を設けている。
 そのため、蓄電装置を高温環境にて使用した場合に、外気の熱がセルスタック内の液体電解質に伝わることを被覆部によって抑制できる。そして、外気の熱の影響により液体電解質の温度が上昇としたとしても、高熱伝導材料により構成される終端集電体及び冷却部を通じて、その熱が外部へ放出されることにより、液体電解質の過度な温度上昇を抑制できる。したがって、外気の熱の影響を受け難い蓄電装置となり、高温環境においても、液体電解質に含有させたエステル化合物による、活物質層における電荷担体の拡散抵抗の増大を抑制する効果を継続的に得ることができる。
 前記正極活物質層の目付量が55mg/cm以上であること、及び前記負極活物質層の目付量が25mg/cm以上であることの少なくとも一方を満たすことが好ましい。
 正極活物質層及び負極活物質層の一方又は両方である活物質層の目付量が大きくなるほど、活物質層におけるリチウムイオン等の電荷担体の拡散抵抗が高くなる。そのため、上記のように活物質層の目付量が大きい場合には、液体電解質にエステル化合物を含有させることによる上記効果がより顕著に得られる。
 前記セパレータは、前記正極活物質層及び前記負極活物質層に接着していることが好ましい。
 上記構成によれば、セパレータを介して対向する正極活物質層と負極活物質層との間の熱伝導の効率が高められる。これにより、セルスタックの積層方向に熱が伝わりやすくなり、セルスタック内の熱を効率的に終端集電体及び冷却部へ移動させて外部へと放出できる。
 本発明によれば、高温環境における外気の熱の影響を受け難くすることができる。
蓄電装置の断面図。 変更例のセルスタックの周縁部の部分断面図。 変更例の蓄電装置の断面図。 放電時におけるセルスタックの温度変化を示すグラフ。
 以下、本発明を具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。
 図1に示す蓄電装置10は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置10は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置10は、電気二重層キャパシタであってもよい。本実施形態では、蓄電装置10がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
 図1に示すように、蓄電装置10は、複数の蓄電セル20が積層方向にスタック(積層)されたセルスタック30(積層体)を含んで構成されている。以下では、複数の蓄電セル20の積層方向を単に積層方向という。各蓄電セル20は、正極21と、負極22と、セパレータ23と、シール部24とを備える。
 正極21は、正極集電体21aと、正極集電体21aの第1面21a1に設けられた正極活物質層21bとを備える。積層方向から見た平面視(以下、単に平面視という。)において、正極活物質層21bは、正極集電体21aの第1面21a1の中央部に形成されている。平面視における正極集電体21aの第1面21a1の周縁部は、正極活物質層21bが設けられていない正極未塗工部21cとなっている。正極未塗工部21cは、平面視において正極活物質層21bの周囲を囲むように配置されている。
 負極22は、負極集電体22aと、負極集電体22aの第1面22a1に設けられた負極活物質層22bとを備える。平面視において、負極活物質層22bは、負極集電体22aの第1面22a1の中央部に形成されている。平面視における負極集電体22aの第1面22a1の周縁部は、負極活物質層22bが設けられていない負極未塗工部22cとなっている。負極未塗工部22cは、平面視において負極活物質層22bの周囲を囲むように配置されている。
 正極21及び負極22は、正極活物質層21b及び負極活物質層22bが積層方向において互いに対向するように配置されている。つまり、正極21及び負極22の対向する方向は積層方向と一致している。負極活物質層22bは、正極活物質層21bよりも一回り大きく形成されており、平面視において、正極活物質層21bの形成領域の全体が負極活物質層22bの形成領域内に位置している。
 正極集電体21aは、第1面21a1とは反対側の面である第2面21a2を有する。正極21は、正極集電体21aの第2面21a2に正極活物質層21b及び負極活物質層22bのいずれも形成されていないモノポーラ構造の電極である。負極集電体22aは、第1面22a1とは反対側の面である第2面22a2を有する。負極22は、負極集電体22aの第2面21a2に正極活物質層21b及び負極活物質層22bのいずれも形成されていないモノポーラ構造の電極である。
 セパレータ23は、正極21と負極22との間に配置されて、正極21と負極22とを隔離することで両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる部材である。
 セパレータ23は、例えば、液体電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布である。セパレータ23を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどが挙げられる。セパレータ23は、単層構造又は多層構造を有してもよい。多層構造は、例えば、接着層、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。
 図1に示すように、本実施形態では、両側の表面に接着層23aが設けられたシート状のセパレータ23を用いている。セパレータ23の一方の表面(紙面下側の表面)に設けられた接着層23aは、正極集電体21aの第1面22a1及び正極活物質層21bに接着している。セパレータ23の他方の表面(紙面上側の表面)に設けられた接着層23aは、負極活物質層22bに接着している。
 シール部24は、正極21の正極集電体21aの第1面22a1と、負極22の負極集電体22aの第1面22a1との間、かつ正極活物質層21b及び負極活物質層22bよりも外周側に配置され、正極集電体21a及び負極集電体22aの両方に接着されている。シール部24は、正極集電体21aと負極集電体22aとの間を絶縁することによって、集電体間の短絡を防止する。
 シール部24は、平面視において、正極集電体21a及び負極集電体22aの周縁部に沿って延在するとともに、正極活物質層21b及び負極活物質層22bの周囲を取り囲む枠状に形成されている。シール部24は、正極集電体21aの第1面21a1の正極未塗工部21cと、負極集電体22aの第1面22a1の負極未塗工部22cとの間に配置されている。
 蓄電セル20の内部には、枠状のシール部24、正極21及び負極22によって区画される収容室Sが形成されている。収容室Sは、枠状のシール部24、正極21及び負極22によって囲まれた液密な密閉空間である。収容室Sには、正極活物質層21b、負極活物質層22b、セパレータ23及び液体電解質が収容されている。なお、セパレータ23の周縁部分は、シール部24に埋まった状態とされている。シール部24は、正極21及び負極22との間を封止することにより、収容室Sに収容された液体電解質の外部への透過を抑制し得る。
 セルスタック30は、複数の蓄電セル20が、正極集電体21aの第2面21a2と負極集電体22aの第2面22a2とが接触するように重ね合わされた構造を有する。これにより、セルスタック30を構成する複数の蓄電セル20が直列に接続されている。
 ここで、セルスタック30においては、積層方向に隣り合う二つの蓄電セル20により、互いに接する正極集電体21a及び負極集電体22aを一つの集電体とみなした疑似的なバイポーラ電極25が形成される。疑似的なバイポーラ電極25は、正極集電体21a及び負極集電体22aが重ね合わされた構造の集電体と、その集電体の一方側の面に形成された正極活物質層21bと、他方側の面に形成された負極活物質層22bとを含む。
 各蓄電セル20のシール部24は、正極集電体21aと負極集電体22aの各縁部よりも外側に延びる外周部分24aを有している。外周部分24aは、積層方向から見て正極集電体21aと負極集電体22aの各縁部よりも積層方向に直交する方向に突出している。積層方向に隣り合う蓄電セル20は、それぞれのシール部24の外周部分24a同士が接着されることにより一体化している。
 したがって、セルスタック30の周面、即ち、積層方向に対する側面は、その全体がシール部24により覆われている。本実施形態においては、シール部24によって、セルスタック30の積層方向に対する側面を覆う被覆部が構成されている。なお、隣り合うシール部24同士を接着する方法としては、例えば、熱溶着、超音波溶着又は赤外線溶着など、公知の溶着方法が挙げられる。
 ここで、図1に示すように、セルスタック30の積層方向における最外層に位置する正極集電体21a及び負極集電体22aをそれぞれ終端集電体としての終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´とする。終端正極集電体21a´の第2面21a2´には、終端正極集電体21a´を冷却する正極冷却部40が取り付けられている。また、終端負極集電体22a´の第2面22a2´には、終端負極集電体22a´を冷却する負極冷却部50が取り付けられている。
 正極冷却部40及び負極冷却部50は、例えば、60℃以下となるように終端正極集電体21a´を冷却する。正極冷却部40及び負極冷却部50の具体的構成は特に限定されるものではなく、蓄電装置の冷却に用いる公知の冷却部を用いることができる。公知の冷却部としては、例えば、フィン等の伝熱効率を高める構造を有し、冷却用媒体との間で熱交換を行うことにより冷却対象を冷却する冷却部が挙げられる。
 本実施形態において、正極冷却部40及び負極冷却部50は、通電板としても機能するように構成されている。すなわち、正極冷却部40及び負極冷却部50は、熱伝導率の高い材料、かつ導電性を有する材料により構成されるとともに、終端正極集電体21a´の第2面21a2´及び終端負極集電体22a´の第2面22a2´にそれぞれ電気的に接続されている。正極冷却部40及び負極冷却部50のそれぞれに設けられた端子を通じて蓄電装置10の充放電が行われる。正極冷却部40及び負極冷却部50を構成する材料としては、例えば、後述する正極集電体21a及び負極集電体22aを構成する材料と同じ材料を用いることができる。
 蓄電装置10は、セルスタック30を拘束する拘束部材60を備えている。拘束部材60は、セルスタック30の積層方向において、蓄電セル20同士が対向する領域、特に、平面視において、正極活物質層21bが設けられている範囲と負極活物質層22bが設けられている範囲とが重なる領域に拘束加重を付与する。
 セルスタック30に対して拘束加重を付与することのできる構成であれば、拘束部材60の具体的構成は特に限定されない。図1においては、一例として、セルスタック30を挟み込むようにセルスタック30の積層方向の両端に配置される板状の拘束板61と、拘束板61同士を締結するボルト及びナットからなる締結部材62とを備える拘束部材60を図示している。締結部材62によって、拘束板61同士が互いに接近する方向に付勢されることにより、セルスタック30に対して積層方向の拘束加重が付与される。
 次に、正極集電体21a、負極集電体22a、正極活物質層21b、負極活物質層22b、液体電解質、及びシール部24の詳細について説明する。
 <正極集電体及び負極集電体>
 正極集電体21a及び負極集電体22aは、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層21b及び負極活物質層22bに電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。
 終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´を構成する材料は、熱伝導率が100W/m・K以上の高熱伝導材料である。上記高熱伝導材料としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム等の金属材料が挙げられる。また、上記高熱伝導材料の熱伝導率は、例えば、500W/m・K以下である。
 正極冷却部40及び負極冷却部50への熱伝導の観点からは、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´は平面視における面積(以下、単に面積という。)が大きく、かつ厚さが薄いことが好ましい。
 上記の観点から、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の面積は、例えば、1m以上であり、1.3m以上であることが好ましい。また、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の面積は、例えば、2.5m以下であり、2.2m以下であることが好ましい。
 終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の厚さは、例えば、0.003mm以上であり、0.005mm以上であることが好ましく、0.01以上であることがより好ましい。また、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の厚さは、例えば、0.06mm以下であり、0.05mm以下であることが好ましく、0.04mm以下であることがより好ましい。
 終端正極集電体21a´以外の正極集電体21a(以下、一般正極集電体と記載する。)、及び終端負極集電体22a´以外の負極集電体22a(以下、一般負極集電体と記載する。)を構成する材料としては、例えば、金属材料、導電性樹脂材料、導電性無機材料等を用いることができる。
 上記金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼(例えばJIS G 4305:2015にて規定されるSUS304、SUS316、SUS301、SUS304等)が挙げられる。上記導電性樹脂材料としては、例えば、導電性高分子材料又は非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。
 一般正極集電体及び一般負極集電体を構成する材料の熱伝導率は特に限定されるものではないが、100W/m・K以上であることが好ましい。また、一般正極集電体及び一般負極集電体についても、上記高熱伝導材料により構成することが好ましい。
 終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´への熱伝導の観点からは、一般正極集電体及び一般負極集電体は面積が大きく、かつ厚さが薄いことが好ましい。
 上記の観点から、一般正極集電体及び一般負極集電体の面積は、例えば、1m以上であることが好ましく、1.3m以上であることがより好ましい。また、一般正極集電体及び一般負極集電体の面積は、例えば、2.5m以下であることが好ましく、2.2m以下であることがより好ましい。
 一般正極集電体及び一般負極集電体の厚さは、例えば、0.003mm以上であることが好ましく、0.005mm以上であることがより好ましく、0.01以上であることが更に好ましい。また、一般正極集電体及び一般負極集電体の厚さは、例えば、0.06mm以下であることが好ましく、0.05mm以下であることがより好ましく、0.04mm以下であることが更に好ましい。
 一般正極集電体及び一般負極集電体の面積及び厚さは、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´と同様に構成することが好ましい。
 正極集電体21a及び負極集電体22aの一方又は両方は、前述した金属材料又は導電性樹脂材料を含む1以上の層を含む複数層を備えてもよい。正極集電体21a及び負極集電体22aの一方又は両方の表面は、公知の保護層により被覆されてもよい。正極集電体21a及び負極集電体22aの一方又は両方の表面は、メッキ処理等の公知の方法により表面処理されていてもよい。上記表面処理としては、例えば、クロメート処理、リン酸クロメート処理が挙げられる。
 正極集電体21a及び負極集電体22aはそれぞれ独立して、例えば、箔、シート、フィルム、線、棒、メッシュ又はクラッド材等の形態を有してもよい。箔、シート、フィルムである場合の厚さは、例えば、1~100μmである。
 本実施形態の正極集電体21a及び負極集電体22aは、一般正極集電体をアルミニウム箔により構成し、終端正極集電体21a´をアルミニウム箔により構成し、一般負極集電体を銅箔により構成し、終端負極集電体22a´を銅箔により構成している。
 <正極活物質層及び負極活物質層>
 正極活物質層21bは、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含む。正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、ポリアニオン系化合物など、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものを採用すればよい。また、2種以上の正極活物質を併用してもよい。本実施形態において、正極活物質層21bはポリアニオン系化合物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)を含む。
 負極活物質層22bは、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出可能である単体、合金又は化合物であれば特に限定はなく使用可能である。例えば、負極活物質としてLi、又は、炭素、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等が挙げられる。炭素としては天然黒鉛、人造黒鉛、あるいはハードカーボン(難黒鉛化性炭素)又はソフトカーボン(易黒鉛化性炭素)を挙げることができる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン(ケイ素)及びスズが挙げられる。本実施形態において、負極活物質層22bは炭素系材料としての黒鉛を含む。
 正極活物質層21b及び負極活物質層22b(以下、単に活物質層ともいう。)はそれぞれ、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質(ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、液体電解質等)、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩(リチウム塩)等をさらに含み得る。活物質層に含まれる成分、当該成分の配合比は特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。
 導電助剤は、正極21又は負極22の導電性を高めるために添加される。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。
 結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリアクリル酸やメタクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン-ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン-アクリル酸グラフト重合体を例示することができる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒又は分散媒には、例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン等が用いられる。
 正極集電体21a及び負極集電体22aの表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法等の従来から公知の方法を用いてもよい。
 正極21又は負極22の熱安定性を向上させるために、活物質層の表面に上記の耐熱層を設けてもよい。
 活物質層の厚さ及び目付量は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。ただし、蓄電セル20のエネルギー密度を大きくする観点から、活物質層の目付量を大きくすることが好ましい。
 具体的には、正極活物質層21bの厚さは、例えば、250μm以上であり、400μm以上であることが好ましい。正極活物質層21bの厚さは、例えば、600μm以下である。正極活物質層21bの目付量は、例えば、55mg/cm以上であり、70mg/cm以上であることが好ましい。正極活物質層21bの目付量は、例えば、90mg/cm以下である。また、正極21の剛性を高くする観点から、正極集電体21aが厚さ0.015~0.05mmの箔状である場合には、正極活物質層21bの目付量が55~90mg/cmであり、正極活物質層21bの密度が1.6~2.1g/cmであることが好ましい。
 負極活物質層22bの厚さは、例えば、150μm以上であり、200μm以上であることが好ましく、250μm以上であることがより好ましい。負極活物質層22bの厚さは、例えば、400μm以下である。負極活物質層22bの目付量は、例えば、25mg/cm以上であり、30mg/cm以上であることが好ましい。負極活物質層22bの目付量は、例えば、45mg/cm以下である。また、負極22の剛性を高くする観点から、負極集電体22aが厚さ0.005~0.02mmの箔状である場合には、負極活物質層22bの目付量が25~45mg/cmであり、負極活物質層22bの密度が1.1~1.5g/cmであることが好ましい。
 <シール部(被覆部)>
 シール部24は、ポリオレフィン系樹脂により構成される。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、変性ポリエチレン(変性PE)、変性ポリプロピレン(変性PP)、イソプレン、変性イソプレン、ポリブテン、変性ポリブテン、ポリブタジエンが挙げられる。変性ポリエチレンとしては、例えば、酸変性ポリエチレン、エポキシ変性ポリエチレンが挙げられる。変性ポリプロピレンとしては、例えば、酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレンが挙げられる。なお、これら公知のポリオレフィン系樹脂を二種以上組合せて用いてもよい。また、ポリオレフィン系樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。また、シール部24の熱伝導率は、例えば、0.17~0.19W/m・Kである。
 <液体電解質>
 液体電解質としては、例えば、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む液体電解質が挙げられる。電解質塩として、LiClO、LiAsF、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO等の公知のリチウム塩を使用できる。また、非水溶媒として、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒を使用できる。なお、これら公知の溶媒材料を二種以上組合せて用いてもよい。
 液体電解質は、非水溶媒としてエステル化合物を含有している。上記エステル化合物としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチルが挙げられる。エステル化合物を二種以上組合せて用いてもよい。なお、蓄電装置10内の温度が上昇した際に、液体電解質に含まれるエステル化合物が揮発するという問題は、エステル化合物の沸点が低いほど、例えば、沸点90℃以下である場合に生じやすい。酢酸メチルの沸点は、57℃であり、酢酸エチルの沸点は、77.1℃であり、プロピオン酸メチルの沸点は、80℃である。
 上記エステル化合物は、液体電解質の粘度の低下、イオン伝導度の向上を目的として液体電解質に含有されている。液体電解質の25℃における粘度は、例えば、7mPa・s以下であることが好ましく、6mPa・s以下であることがより好ましい。また、液体電解質の25℃における粘度は、例えば、0.8mPa・s以上である。なお、1mPa・s=1cPである。
 液体電解質の25℃におけるイオン伝導度としては、例えば、5mS/cm以上が好ましい。好適なイオン伝導度の範囲としては、例えば、6~30mS/cmの範囲内、7~25mS/cmの範囲内、10~25mS/cmの範囲内、12~25mS/cmの範囲内、13~20mS/cmの範囲内を例示できる。
 液体電解質における全非水溶媒に対するエステル化合物の割合としては、例えば、30~95体積%であることが好ましく、40~90体積%であることがより好ましく、50~89体積%であることが更に好ましく、60~88体積%であることが特に好ましく、70~87体積%であることが最も好ましい。
 蓄電装置10は、電極形成工程と、蓄電セル形成工程と、セルスタック形成工程と順に経ることにより製造される。ここでは、一例として、終端正極集電体21a´を含む全ての正極集電体21aをアルミニウム箔により構成し、終端負極集電体22a´を含む全ての負極集電体22aを銅箔により構成した場合について説明する。
 <電極形成工程>
 電極形成工程は、正極21を形成する正極形成工程と、負極22を形成する負極形成工程とを有する。
 正極形成工程は特に限定されるものではなく、正極集電体21a及び正極活物質層21bを備える正極21の形成に適用される公知の方法を用いることができる。例えば、正極集電体21aとしてのアルミニウム箔の第1面21a1に対して、固化することにより正極活物質層21bとなる正極合材を所定厚みとなるように付着させた後、正極合材に応じた固化処理を行うことにより正極21を形成することができる。
 負極形成工程は特に限定されるものではなく、負極集電体22a及び負極活物質層22bを備える負極22の形成に適用される公知の方法を用いることができる。例えば、負極集電体22aとしての銅箔の第1面22a1に対して、固化することにより負極活物質層22bとなる負極合材を所定厚みとなるように付着させた後、負極合材に応じた固化処理を行うことにより負極22を形成することができる。
 <蓄電セル形成工程>
 蓄電セル形成工程では、まず、セパレータ23を間に挟んで正極活物質層21b及び負極活物質層22bが互いに積層方向に対向するように正極21及び負極22を配置するとともに、正極21と負極22の間、かつ正極集電体21a及び負極集電体22aよりも外周側にシール部24となるシール材、例えば、上記低密度ポリエチレン樹脂製のシートを配置する。
 その後、正極21、負極22、及びセパレータ23とシール材とを溶着により接着することにより、正極21、負極22、セパレータ23、及びシール部24が一体化された組立体を形成する。シール材の溶着方法としては、例えば、熱溶着、超音波溶着又は赤外線溶着など、公知の溶着方法が挙げられる。
 次に、シール部24の一部に設けられた注入口を通じて組立体の内部の収容室Sに液体電解質を注入した後、注入口を封止する。これにより、蓄電セル20が形成される。
 <セルスタック形成工程>
 セルスタック形成工程では、まず、複数の蓄電セル20を、正極集電体21aの第2面21a2と負極集電体22aの第2面22a2とを向い合せるように重ねて積層する。その後、積層方向に隣り合う蓄電セル20におけるシール部24の外周部分24a同士を接着することにより複数の蓄電セル20を一体化する。
 次に、積層方向の一端において最も外側に配置された正極21の正極集電体21aの第2面21a2に対して、正極冷却部40を重ねて電気的に接続した状態にて固定する。同様に、積層方向の他端において最も外側に配置された負極22の負極集電体22aの第2面22a2に対して、負極冷却部50を重ねて電気的に接続した状態にて固定する。これにより、セルスタック30が形成される。その後、セルスタック30に対して拘束部材60を取り付ける。例えば、セルスタック30の積層方向の両端に拘束板61を配置した後、締結部材62にて拘束板61同士を締結する。
 次に、本実施形態の作用について説明する。
 本実施形態の蓄電装置10では、液体電解質として、エステル化合物を含有させて粘度を低下させた液体電解質を用いている。これにより、活物質層における電荷担体の拡散抵抗の増大を抑制しつつ、活物質層の目付量を増加させることができる。
 また、蓄電セル20を複数、直列に積層してなるセルスタック30の外面のうち、積層方向に対する側面を樹脂製のシール部24(被覆部)により覆っている。これにより、セルスタック30の側面を通じた、セルスタック30内の液体電解質とセルスタック30の外部との間の伝熱を抑制し、セルスタック30の外面における外部との伝熱部分を積層方向の端面に位置する終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´に限定している。加えて、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´を高熱伝導材料により構成するとともに、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´を冷却する正極冷却部40及び負極冷却部50を設けている。
 高温環境にて蓄電装置10を使用した場合には、外気の熱がセルスタック30内の液体電解質に伝わることを樹脂製のシール部24(被覆部)によって抑制できる。そして、外気の熱の影響により液体電解質の温度が上昇としたとしても、高熱伝導材料により構成される終端正極集電体21a´、及び終端負極集電体22a´、並びに正極冷却部40及び負極冷却部50を通じて、その熱が外部へ放出される。これにより、液体電解質の過度な温度上昇を抑制することができ、外気の熱の影響を受け難い蓄電装置10となる。
 本実施形態によれば、以下に記載する効果を得ることができる。
 (1)蓄電装置10は、正極集電体21a及び正極活物質層21bを有する正極21と、負極集電体22a及び負極活物質層22bを有する負極22と、正極活物質層21bと負極活物質層22bとの間に配置されたセパレータ23と、正極21と負極22との間に設けられるとともに液体電解質を液密に収容する収容室Sとを備える蓄電セル20を備える。液体電解質は、エステル化合物を含有する液体電解質である。
 蓄電セル20を複数、直列に積層してなるセルスタック30を備え、セルスタック30は、積層方向に対する側面が樹脂製のシール部24により覆われており、セルスタック30の最外層に位置する終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´は、熱伝導率が100W/m・K以上である高熱伝導材料により構成されている。終端正極集電体21a´を冷却する正極冷却部40及び終端負極集電体22a´を冷却する負極冷却部50を備える。
 上記構成によれば、外気の熱の影響を受け難い蓄電装置10となり、高温環境においても、液体電解質に含有させたエステル化合物による、活物質層における電荷担体の拡散抵抗の増大を抑制する効果を継続的に得ることができる。
 (2)正極活物質層21bの目付量が55mg/cm以上である。負極活物質層22bの目付量が25mg/cm以上である。
 活物質層の目付量が大きくなるほど、活物質層におけるリチウムイオン等の電荷担体の拡散抵抗が高くなる。そのため、上記のように活物質層の目付量が大きい場合には、液体電解質にエステル化合物を含有させることによる上記(1)の効果がより顕著に得られる。
 (3)セパレータ23は、正極活物質層21b及び負極活物質層22bに接着している。
 上記構成によれば、セパレータ23を介して対向する正極活物質層21bと負極活物質層22bとの間の熱伝導の効率が高められる。これにより、セルスタック30の積層方向に熱が伝わりやすくなり、セルスタック30内の熱を効率的に終端正極集電体21a´、終端負極集電体22a´、正極冷却部40、及び負極冷却部50へ移動させて外部へと放出できる。さらに、セパレータ23が正極活物質層21b及び負極活物質層22bに接着していることで、充放電時における正極活物質層21bと負極活物質層22bの積層方向の距離が大きくなることを抑制することができ、蓄電セル20の抵抗上昇を抑制することができる。
 (4)正極集電体21aの厚さが0.015~0.05mmの箔状であり、正極活物質層21bの目付量が55~90mg/cmであり、正極活物質層21bの密度が1.6~2.1g/cmである。
 上記構成によれば、正極活物質層21bが設けられることにより、箔状の正極集電体21aの剛性が高くなる。そのため、収容室Sの内圧が上昇した際に、正極21が反るように変形して、隣接する蓄電セル20の負極集電体22aとの接触面積が小さくなることを抑制できる。これにより、上記接触面積が小さくなることによる蓄電セル20間の熱伝導効率の低下を抑制できる。
 (5)負極集電体22aの厚さが0.005~0.02mmの箔状であり、負極活物質層22bの目付量が25~45mg/cmであり、負極活物質層22bの密度が1.1~1.5g/cmである。
 上記構成によれば、負極22に関して、上記(4)と同様の効果が得られる。
 (6)セルスタック30の最外層に位置する終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の面積は、1m以上2.5m以下であり、厚みは0.005mm以上0.05mm以下である。つまり、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´は面積に対して厚みが顕著に小さい集電体である。そのため、正極冷却部40及び負極冷却部50からの熱伝導量を大きくすることができ、セルスタック30内を効率的に冷却することができる。
 (7)一般正極集電体及び一般負極集電体の面積は、1m以上2.5m以下であり、厚みは0.005mm以上0.05mm以下である。つまり、一般正極集電体及び一般負極集電体は面積に対して厚みが顕著に小さい集電体である。そのため、セルスタック30内の熱をより効率的に終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´に伝えることができる。
 なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 ○上記実施形態では、シール部24によって、セルスタック30の積層方向に対する側面を覆う被覆部が構成されていたが、シール部24とは別に被覆部を設けてもよい。例えば、シール部24の外周部分24aを省略し、被覆部として、セルスタック30の積層方向に対する側面を覆う樹脂層を設ける。当該樹脂層を構成する樹脂は、シール部24と同様である。また、シール部24とは別に被覆部を設ける場合、被覆部を構成する樹脂は、シール部24を構成する樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 ○上記実施形態では枠状のシール部24、正極21及び負極22によって区画される収容室Sが形成されていたが、収容室Sを形成する構成は上記実施形態に限定されない。例えば、正極21と、負極22と、セルスタック30の積層方向に対する側面を覆う被覆部としての樹脂層とによって区画される収容室Sが形成されていてもよい。
 この場合、被覆部である樹脂層は、正極集電体21a及び負極集電体22aの各側面に接着される。正極集電体21aの上記側面は、正極集電体21aの側縁であり、例えば、正極集電体21aの第1面21a1及び第2面21a2と直交する面であり、負極集電体22aの上記側面は、負極集電体22aの側縁であり、例えば、負極集電体22aの第1面22a1及び第2面22a2と直交する面である。
 また、この場合、シール部24を設けてもよいし、シール部24を設けなくてもよい。シール部24を設ける場合としては、例えば、正極集電体21a及び負極集電体22aのいずれにも接着されず、樹脂層に接着されるシール部、正極集電体21a及び樹脂層に接着され、負極集電体22aに接着されないシール部、負極集電体22a及び樹脂層に接着され、正極集電体21aに接着されないシール部が挙げられる。これらのシール部を二種以上組合せて用いてもよい。
 ○終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の一方のみを高熱伝導材料により構成し、他方を一般正極集電体及び一般負極集電体と同様の材料により構成してもよい。
 ○上記実施形態では、冷却部として、正極冷却部40及び負極冷却部50を設けていたが、正極冷却部40及び負極冷却部50の一方を省略してもよい。ただし、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の一方のみを高熱伝導材料により構成した場合には、高熱伝導材料により構成された終端正極集電体21a´又は終端負極集電体22a´を冷却するように冷却部を設ける。
 ○セパレータ23は、正極21及び負極22のいずれか一方のみに接着する構成であってもよいし、正極21及び負極22のいずれにも接着されない構成であってもよい。
 〇正極集電体21a及び正極活物質層21bの平面視形状は特に限定されるものではない。矩形状等の多角形状であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。負極集電体22a及び負極活物質層22bについても同様である。
 〇シール部24の平面視形状は特に限定されるものではなく、矩形状等の多角形状であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。
 〇シール部24は複数の部材から構成されていてもよい。例えば、シール部24は外周部分24aと外周部分以外の部分の2つの部材で構成され、2つの部材を溶着することでシール部24を構成してもよい。または、複数の部材を積層方向に積層してシール部24を構成してもよい。さらに、シール部24は外周部分24aと外周部分以外の部分の2つの部材で構成され、かつ、外周部分以外の部分が複数の部材を積層方向に複数積層して構成されてもよい。
 〇上記実施形態では、セルスタック30に対して拘束部材60を設けていたが、拘束部材60は省略してもよい。
 〇図2に示すように、蓄電セル20における正極集電体21aの第1面21a1と負極集電体22aの第1面22a1との間の距離を部位毎に異ならせた構成としてもよい。積層方向において、正極活物質層21bと負極活物質層22bとが対向している部分における正極集電体21aの第1面21a1と負極集電体22aの第1面22a1との間の距離を第1距離D1とする。第1距離D1は、正極活物質層21bの厚さ、負極活物質層22bの厚さ、及びセパレータ23の厚さの合計に相当する。また、積層方向において、シール部24が接着している部分における正極集電体21aの第1面21a1と負極集電体22aの第1面22a1との間の距離を第2距離D2とする。第2距離D2は、正極集電体21aの第1面21a1の周縁部と負極集電体22aの第1面22a1の周縁部との間でのシール部24の厚さに相当する。
 第2距離D2を第1距離D1より小さくすること、即ち、上記シール部24の厚さより小さくすることが好ましい。この場合には、セルスタック30の対向領域における、正極活物質層21bが設けられている範囲と負極活物質層22bが設けられている範囲とが重なる領域に対して、拘束部材60による拘束加重をより効率的に付与させることができる。一方、第1距離D1に対して第2距離D2を過度に小さくすると、正極集電体21a及び負極集電体22aとシール部24との界面にかかる応力が大きくなり、正極集電体21a及び負極集電体22aからシール部24が剥がれやすくなる虞がある。
 上記の観点から、第1距離D1及び第2距離D2は、0.6D1≦D2<D1の関係を満たすことが好ましく、0.7D1≦D2≦0.95D1の関係を満たすことがより好ましく、0.8D1≦D2≦0.9D1の関係を満たすことが更に好ましい。
 なお、上記のように第2距離D2を第1距離D1より小さくした場合には、シール部24に加えて、セルスタック30の積層方向に対する側面を覆う被覆部としての樹脂層70を設ける。
 ○正極冷却部40と正極集電体21aとの間に、両部材間の導電接触を良好にするために、正極集電体21aに密着する導電層を配置してもよい。導電層としては、例えば、アセチレンブラック又はグラファイト等のカーボンを含む層、Au等を含むメッキ層などの正極集電体21aよりも低い硬度を有する層が挙げられる。また、負極冷却部50と負極集電体22aとの間に同様の導電層を配置してもよい。
 〇蓄電装置10を構成する蓄電セル20の数は特に限定されない。蓄電装置10を構成する蓄電セル20の数は、1であってもよい。
 〇正極集電体21aの第2面21a2に、正極活物質層21b又は負極活物質層22bが設けられていてもよい。また、負極集電体22aの第2面22a2に、正極活物質層21b又は負極活物質層22bが設けられていてもよい。
 ○電極は、正極集電体21a及び負極集電体22aを一つの集電体としたバイポーラ電極でもよい。バイポーラ電極の集電体としては、例えば、ステンレス鋼箔(例えばJIS G 4305:2015にて規定されるSUS304、SUS316、SUS301、SUS304等)、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔が挙げられる。また、銅とアルミニウム等の2種類以上の金属のクラッド材、銅とアルミニウム等の2種類以上の金属のめっき材、2種類以上の金属箔を貼り合せた集電体を用いてもよい。例えば、銅層とアルミニウム層を有する銅-アルミニウムめっき材をバイポーラ電極の集電体として用いた場合は、アルミニウム層が正極集電体21a、銅層が負極集電体22aとして機能し得る。
 ○セルスタック30において、積層方向に隣接する蓄電セル20同士の接触部分である正極集電体21aの第2面21a2と負極集電体22aの第2面22a2とを接着した構成としてもよい。正極集電体21aの第2面21a2と負極集電体22aの第2面22a2とを接着する方法としては、例えば、導電性を有する接着剤を用いる方法が挙げられる。
 〇図3に示すように、蓄電装置10は、複数のセルスタック30を積層してなるセルスタック積層体31を備える構成としてもよい。セルスタック積層体31において、複数のセルスタック30は、終端正極集電体21a´と終端負極集電体22a´とが対向するように積層されている。セルスタック積層体31は、例えば、セルスタック30が1~8個積層されている。セルスタック積層体31を備える蓄電装置10とする場合、拘束部材60は、セルスタック積層体31に対して拘束加重を付与するように構成することが好ましい。
 図3に示す蓄電装置10では、正極冷却部40及び負極冷却部50を省略している。そして、セルスタック30同士の全ての層間、及びセルスタック30と拘束部材60の拘束板61との間に、冷却部80を設けている。セルスタック30同士の層間に設けられた冷却部80は、冷却部80を挟んで対向する終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の両方を冷却する。冷却部80の具体的構成は、冷却部80を挟んで対向する終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´の両方に接するように設けられる点を除いて、正極冷却部40及び負極冷却部50と同様である。なお、図3に示す例では、セルスタック30同士の全ての層間に冷却部80を設けていたが、セルスタック30同士の一部の層間のみに冷却部80を設けてもよい。
 〇正極冷却部40を負極冷却部50としても機能させるようにセルスタック積層体31を構成してもよい。例えば、負極冷却部50が省略されたセルスタック30を積層してなるセルスタック積層体31とする。そして、セルスタック30同士の層間において、一方のセルスタック30の正極冷却部40を他方のセルスタック30の終端負極集電体22a´に接触させるように積層する。この場合、正極冷却部40は、隣接するセルスタック30の終端負極集電体22a´を冷却する負極冷却部50としても機能する。同様に、負極冷却部50を正極冷却部40としても機能させるようにセルスタック積層体31を構成してもよい。
 〇セルスタック積層体31は、終端正極集電体21a´及び終端負極集電体22a´が共に上記高熱伝導材料以外の材料により構成されるセルスタック30を含むものであってもよい。
 蓄電装置10を実際に作製し、作製した蓄電装置10の放電中の温度変化を測定した。
 <蓄電セルの構成>
 以下に示す構成の蓄電セル20を作製した。
 (正極の材料)
 正極集電体 :厚さ0.050mmのアルミニウム箔。
 正極活物質層:オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、アセチレンブラック(AB)、及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)の混合物。
 正極活物質層の質量比:90:5:5(LiFePO:AB:PVdF)
 正極活物質層の目付量:55.5mg/cm
 正極活物質層の密度 :2g/cm
 (負極の材料)
 負極集電体 :厚さ0.015mmの銅箔。
 負極活物質層:人造黒鉛(C)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、及びスチレン-ブタジエンゴム(SBR)の混合物。
 負極活物質層の質量比:94.8:0.8:4.4(C:CMC:SBR)
 負極活物質層の目付量:26.5mg/cm
 負極活物質層の密度 :1.3mg/cm
 (その他の材料)
 セパレータ:セラミック層を有する厚さ18μmの多孔性シート。
 シール部 :酸変性ポリエチレン
 液体電解質:エチレンカーボネート及びプロピオン酸メチルを体積比15:85で混合した混合溶媒に、LiN(FSOを1.2Mとなるように溶解させるとともに、ビニレンカーボネートを5.7質量%、リチウムジフルオロオキサレートボレート(LiDFOB)を1質量%となるように添加した液体電解質。
 (蓄電セルのサイズ)
 正極活物質層の平面視の面積:縦780mm×横1024mm
 正極活物質層の厚さ    :277.5μm
 負極活物質層の平面視の面積:縦822mm×横1055mm
 負極活物質層の厚さ    :203.8μm
 収容室の容積       :29.3cm
 <セルスタック及び蓄電装置>
 作製した蓄電セル20を24個、直列に積層することにより1個のセルスタック30を作製した。作製したセルスタック30を用いて蓄電装置10を作製した。
 蓄電装置10は、図3に示すように、4個のセルスタック30が積層された構造である。蓄電装置10におけるセルスタック30同士の全ての層間、及び積層方向の両端に位置するセルスタック30と拘束部材60との間には、冷却部80が配置されている。冷却部80には、アルミニウム製の板材を用いた。なお、以下では、セルスタック30同士の層間に位置する冷却部80を内側冷却部と記載し、セルスタック30と拘束部材60との間に位置する冷却部80を外側冷却部と記載する。
 また、作製した蓄電装置10には、セルスタック30の温度を測定するための複数の第1温度センサ及び複数の第2温度センサが取り付けられている。第1温度センサは、各セルスタック30における内側冷却部に対向する各表面の温度を測定するサーミスタセンサである。第2温度センサは、積層方向の両端に位置する各セルスタック30における外側冷却部に対向する各表面の温度を測定するサーミスタセンサである。
 <蓄電装置の温度測定>
 作製した蓄電装置10を、3.78Aの充電電流でいずれかの蓄電セル20が3.75Vに到達するまで充電した。その後、充電した蓄電装置10を25℃の温度下にて放置することにより、各第1温度センサ及び各第2温度センサによる測定温度が25℃となるように蓄電装置10の温度を調整した。次に、25℃の温度下において、充電した蓄電装置10を、開始SOCを100%として、40Aの放電電流で放電容量が50Ahに到達するまで放電した。放電中における蓄電装置10のセルスタック30の各部位の温度を第1温度センサ及び第2温度センサにより測定した。その結果を図4に示す。
 なお、図4のグラフには、複数の第1温度センサによる測定結果のうちの一つのみを示しているが、第1温度センサによる測定結果は全てグラフに示す第1温度センサの測定結果と同様であった。また、図4のグラフには、複数の第2温度センサによる測定結果のうちの一つのみを示しているが、第2温度センサによる測定結果は全てグラフに示す第2温度センサの測定結果と同様であった。
 図4に示すように、放電の進行に伴って蓄電装置10の各セルスタック30の温度が徐々に上昇した。放電時の蓄電装置10の温度は、第2温度センサにより測定される蓄電装置10の外側の温度よりも、第1温度センサにより測定される蓄電装置10の内側の温度の方が高くなっている。
 上記のように、放電に伴って蓄電装置10の温度が上昇するものの、第1温度センサにより測定される蓄電装置10の内側の温度、及び第2温度センサにより測定される蓄電装置10の外側の温度はいずれも40℃を超えていない。この結果から、冷却部80を設けることによりセルスタック30の温度上昇を抑制できることが分かる。
 S…収容室、10…蓄電装置、20…蓄電セル、21…正極、21a…正極集電体、21a´…終端正極集電体、21b…正極活物質層、22…負極、22a…負極集電体、22a´…終端負極集電体、22b…負極活物質層、23…セパレータ、24…シール部、30…セルスタック、40…正極冷却部、50…負極冷却部。

Claims (3)

  1.  正極集電体の第1面に正極活物質層が接着された正極と、
     負極集電体の第1面に負極活物質層が接着されてなり、前記負極活物質層が前記正極の前記正極活物質層と対向するように配置された負極と、
     前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に配置されたセパレータと、
     前記正極と前記負極との間に設けられるとともに液体電解質を液密に収容する収容室とを備える蓄電セルを備える蓄電装置であって、
     前記液体電解質は、エステル化合物を含有する液体電解質であり、
     前記蓄電セルを複数、直列に積層してなるセルスタックを備え、
     前記セルスタックは、積層方向に対する側面が樹脂製の被覆部により覆われており、
     前記正極集電体及び前記負極集電体は前記セルスタックの最外層に位置する終端集電体をそれぞれ備え、
     前記終端集電体の少なくとも一方は、熱伝導率が100W/m・K以上である高熱伝導材料により構成され、
     前記高熱伝導材料により構成される前記終端集電体を冷却する冷却部を備えることを特徴とする蓄電装置。
  2.  前記正極活物質層の目付量が55mg/cm以上であること、及び前記負極活物質層の目付量が25mg/cm以上であることの少なくとも一方を満たす請求項1に記載の蓄電装置。
  3.  前記セパレータは、前記正極活物質層及び前記負極活物質層に接着している請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
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