特許ウォッチ

公開番号2024156526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2023071065
出願日2023-04-24
発明の名称蓄電モジュール及び蓄電素子
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/04 20060101AFI20241029BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電モジュール、及び充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電素子を提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係る蓄電モジュール200は、複数の蓄電素子100を備え、上記複数の蓄電素子は、それぞれ、正極及び負極を有する電極体、並びに上記電極体を収容する容器を備え、上記複数の蓄電素子は、上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーをさらに備え、上記容器の内寸に対する上記スペーサーの総厚さの比率が0.5%以上である第一蓄電素子と、上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーを備えない第二蓄電素子とを含み、上記負極が中実黒鉛を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の蓄電素子を備え、
上記複数の蓄電素子は、それぞれ、
正極及び負極を有する電極体、並びに
上記電極体を収容する容器
を備え、
上記複数の蓄電素子は、
上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーをさらに備え、上記容器の内寸に対する上記スペーサーの総厚さの比率が０．５％以上である第一蓄電素子と、
上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーを備えない第二蓄電素子と
を含み、
上記負極が中実黒鉛を含む蓄電モジュール。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
上記電極体が平坦部を有する巻回型の電極体であり且つ上記平坦部の中央部分に空隙を有しない請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
上記スペーサーが非多孔質部材である請求項１又は請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
上記複数の蓄電素子が、一定の厚さに維持されるように拘束されている請求項１又は請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
ハイブリッド電気自動車用である請求項１又は請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
正極及び負極を有する電極体、
上記電極体を収容する容器、並びに
上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサー
を備え、
上記容器の内寸に対する上記スペーサーの総厚さの比率が０．５％以上であり、
上記負極が中実黒鉛を含む蓄電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュール及び蓄電素子に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。非水電解質二次電池以外の蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ、水系電解液が用いられた蓄電素子も広く普及している。また、蓄電素子は、複数の蓄電素子を集合して構成した蓄電モジュールの形態で用いられることもある。
【０００３】
正極及び負極が巻回又は積層されてなる蓄電素子の電極体においては、同一の工程で製造しても、厚さに多少のばらつきが生じる。そのため、複数の蓄電素子を備える蓄電モジュールの場合、一部の蓄電素子において、電極体とこの電極体を収容する容器との間に電極体の厚さ方向において隙間ができることがある。電極体と容器との間に隙間があると、電極体を構成する正極と負極との間隔が不均一になったり、電極体自体の位置ずれが生じたりすること等により、充放電性能が十分に発揮されないことがある。また、電極体と容器との間に隙間があると、蓄電素子に荷重を付与して拘束する場合に容器の変形が生じ易く、所望の荷重を付与できないことがある。そこで、電極体と容器との間に隙間がある蓄電素子に対して、この隙間を埋めるためのスペーサー（間隙充填部材等とも称される）が配置される場合がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、蓄電素子の負極活物質としては、黒鉛を初めとした炭素材料が広く用いられている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－４８９６６号公報
特開２００５－２２２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば電極体の厚さ方向における容器の大きさに対して相対的に薄い電極体を容器内に収容する場合、電極体と容器との間に厚いスペーサーを配置すること又は多数のスペーサーを配置することで、スペーサーの総厚さを相対的に厚くすることが必要となる。しかし、負極活物質に黒鉛が用いられた蓄電素子において、電極体と容器との間に配置されるスペーサーの総厚さを相対的に厚くした場合、充放電の繰り返しに伴う出力低下が生じ易くなる。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、電極体と容器との間に相対的に厚いスペーサーが配置された蓄電素子を含む蓄電モジュールであって、充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電モジュール、及び電極体と容器との間に相対的に厚いスペーサーが配置された蓄電素子であって、充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る蓄電モジュールは、複数の蓄電素子を備え、上記複数の蓄電素子は、それぞれ、正極及び負極を有する電極体、並びに上記電極体を収容する容器を備え、上記複数の蓄電素子は、上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーをさらに備え、上記容器の内寸に対する上記スペーサーの総厚さの比率が０．５％以上である第一蓄電素子と、上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーを備えない第二蓄電素子とを含み、上記負極が中実黒鉛を含む。
【０００９】
本発明の他の一側面に係る蓄電素子は、正極及び負極を有する電極体、上記電極体を収容する容器、並びに上記電極体と上記容器との間に配置されるスペーサーを備え、上記容器の内寸に対する上記スペーサーの総厚さの比率が０．５％以上であり、上記負極が中実黒鉛を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一側面によれば、電極体と容器との間に相対的に厚いスペーサーが配置された蓄電素子を含む蓄電モジュールであって、充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電モジュールを提供することができる。
本発明の他の一側面によれば、電極体と容器との間に相対的に厚いスペーサーが配置された蓄電素子であって、充放電サイクル後の出力維持率が高い蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許