JP5257471B2 - 電池 - Google Patents
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Description
本発明は、電池セルと、該電池セルを収容した筐体とを備え、電池セルを加圧する気体が筐体内に充填された電池であって、筐体内の圧力を制御可能な圧力制御機構を備える電池である。
図1は、第1実施形態にかかる本発明の電池10の構成を概略的に示す図である。電池10は、組電池1、及び該組電池1を収容する筐体2を備えている。また、筐体2内には、組電池1を加圧する気体3が充填されている。さらに、電池10は、開閉手段5を介して筐体2内の気体3を出し入れ可能な副ケース4を備えている。さらに、電池10は、筐体2内の圧力を制御可能な圧力制御機構を備えており、後に説明するように、開閉手段5及び副ケース4が該圧力制御機構に含まれる。電池10を構成するこれらの要素について、以下に説明する。
組電池1は、複数の電池セルを組み合わせてなる。また、当該電池セルは、正極層と、負極層と、正極層及び負極層の間に配設された電解質層とを有している。正極層は少なくとも正極活物質を有する層であり、正極層の表面には正極集電体が配設されている。負極層は少なくとも負極活物質を有する層であり、負極層の表面には負極集電体が配設されている。このような電池セルとしては、従来の電池に用いられているものを特に限定することなく用いることができる。また、組電池1に備えられる電池セルの数は特に限定されない。さらに、組電池に備えられる電池セルの接続方法も特に限定されず、公知の方法で接続することができる。なお、図1には、筐体2内に1つの組電池1が収容された形態を例示しているが、筐体2内に収容される組電池1の数は特に限定されない。
3PS4や、Li2S:P2S5=50:50〜100:0となるようにLi2S及びP2S5を混合して作製した硫化物系固体電解質(例えば、質量比で、Li2S:P2S5=70:30となるようにLi2S及びP2S5を混合して作製した硫化物固体電解質)等、公知の固体電解質を適宜用いることができる。このほか、正極層には、アセチレンブラック等の公知の導電材を含有させることも可能である。
筐体2は、組電池1を収容し、該組電池1を加圧する気体3が充填された容器であって、気体3の圧力に耐え得る構造を有している。筐体2に気体3を充填する方法は特に限定されない。例えば、適宜開閉可能な弁を有した供給口を筐体2に設け、該供給口から気体3を筐体2内に充填することができる。なお、図示はしていないが、筐体2には、電池として必要な電流端子、後に説明するセンサや配管等の導入口・出口が備えられている。
気体3は、筐体2内で組電池1を加圧する気体である。気体3によって組電池1を加圧する構造とすることにより、電池10の質量エネルギー密度の低下を抑制しつつ、組電池1全体を略均等な圧力で加圧し、高い電池性能を確保することが容易になる。
以下に説明するように、電池10に備えられた圧力制御機構は、開閉手段5及び副ケース4を含んでいる。
図2は、第2実施形態にかかる本発明の電池20の構成を概略的に示す図である。図2において、図1と同様の構成のものには同じ符号を付しており、適宜説明を省略する。
これまでの本発明の説明では、圧力制御機構が、筐体2内の気体3を出し入れ可能な副ケース4、14を備える形態について説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、圧力制御機構は、筐体2内の気体3を筐体2外(例えば、大気中。)に放出可能な放出手段(不図示)、及び筐体2内に気体を供給可能な供給手段(不図示)を備えていてもよい。上記放出手段は、筐体2内の圧力に基づいて筐体2内の気体3を筐体2外に放出できる手段であれば、特に限定されない。このような放出手段としては、例えば、機械的又は電気的に制御された弁等を用いることができる。当該放出手段を筐体2に設けることによって、筐体2内の圧力が上がり過ぎた場合に、筐体2から気体3を放出し、筐体2内の圧力を任意の圧力まで下げることができる。また、上記供給手段は、筐体2内の圧力に基づいて筐体2内に気体を供給できる手段であれば、特に限定されない。このような供給手段としては、例えば、気体3が高い密度で充填されたボンベ等を用いることができる。当該供給手段を設けることによって、筐体2内の圧力が下がり過ぎた場合に、筐体2内に気体3を供給し、筐体2内の圧力を任意の圧力まで上げることができる。なお、供給手段は、筐体2内に設けられていてもよく、筐体2外に設けられていてもよい。
2 筐体
3 気体
4 副ケース
5 開閉手段
6 配管
10 電池
14 副ケース
20 電池
Claims (6)
- 電池セルと、該電池セルを収容した筐体とを備え、前記電池セルを加圧する気体が前記筐体内に充填された電池であって、
前記筐体内の圧力を制御可能な圧力制御機構を備え、
前記圧力制御機構が、前記筐体内の気体を出し入れ可能な副ケースを備え、
前記副ケースは、開閉手段を介して前記気体を出し入れ可能であり、
前記開閉手段は、前記筐体内の圧力、前記副ケース内の圧力、又は、前記筐体内の圧力と前記副ケース内の圧力との差に基づいて開閉され、
前記副ケースが前記筐体内に備えられている、電池。 - 前記副ケースを複数備えており、
前記複数の副ケースが、それぞれ異なる前記開閉手段を介して、前記筐体内の気体を出し入れ可能である、請求項1に記載の電池。 - 前記副ケースの体積が可変である、請求項1または2に記載の電池。
- 前記圧力制御機構が、前記筐体内の気体を前記副ケース内に強制的に送り込む送入手段を備える、請求項1〜3のいずれかに記載の電池。
- 前記圧力制御機構が、前記副ケース内の気体を前記筐体内に強制的に排出させる排出手段を備える、請求項1〜4のいずれかに記載の電池。
- 前記圧力制御機構が、前記筐体内の圧力に基づいて前記筐体内の気体を前記筐体外に放出可能な放出手段と、前記筐体内の圧力に基づいて前記筐体内に気体を供給可能な供給手段とを備えている、請求項1〜5のいずれかに記載の電池。
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