[发明专利]蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够有效用于具有多个不同种类正极复合层的 蓄电装置的技术。

背景技术

对于搭载在电动车及混合动力车辆上的蓄电装置以及安装在各 种动力工具上的蓄电装置，需要具有高能量密度及高输出密度。所以， 作为备选可以举出锂离子二次电池及双电荷层电容器等。但是，对于 锂离子二次电池，具有能量密度高而输出密度低的问题，对于双电荷 层电容器，具有输出密度高而能量密度低的问题。

在这里，为了同时满足能量密度和输出密度，提出了一种称为 混合型电容器的蓄电装置，其是将锂离子二次电池和双电荷层电容器 的蓄电原理相结合而构成的。该混合型电容器通过在正极采用双电荷 层电容器中使用的活性碳，从而在正极利用双电荷层积蓄电荷，另一 方面，通过在负极采用锂离子二次电池中使用的碳材料，从而在负极 通过对碳材料嵌入锂离子来积蓄电荷。通过采用这样的蓄电机构，可 以提高输出密度以及能量密度，但是为了作为车辆用电源及动力工具 用电源使用还需要进一步改善输出密度及能量密度。

作为使具有高能量密度的电池的输出密度提高的方法，具有通 过较薄地涂敷电极复合材料、或扩大电极面积从而降低内部电阻的方 法，以及通过将电池和电容器并联连接，而从电容器供给大电流的方 法。但是对于前者来说，由于是较薄地涂敷电极复合材料的构造，会 造成蓄电装置的能量密度降低，或者由于组装变困难，从而导致蓄电 装置的高成本化。另外，对于后者，因为是将电池和电容器组合的构 造，因此会导致蓄电装置整体的能量密度的降低，或伴随着控制电路 的复杂化而造成蓄电装置的高成本化。

在这里，为了解决这些问题，提出了如下蓄电装置，其将锂离 子二次电池和双电荷层电容器的正极集电体相互连接，同时，将锂离 子二次电池和双电荷层电容器的负极集电体相互连接(例如，参照专 利文献1)。另外，提出如下蓄电装置，即，在1个集电体上分两层 涂敷含有活性碳等的复合材料和含有钴酸锂等的复合材料而构成的 蓄电装置(例如，参照专利文献2和3)，以及在1个集电体上涂敷 混合有活性碳和钴酸锂的复合材料而构成的蓄电装置(例如，参照专 利文献4)。

专利文献1：特开2001-351688号公报

专利文献2：特开2000-36325号公报

专利文献3：特开2005-203131号公报

专利文献4：国际公开第02/41420号公报

发明内容

但是，对于专利文献1记载的蓄电装置，由于难以消除相互连 接的电极间的电位偏差，因此可能导致锂离子二次电池及双电荷层电 容器的过放电和过充电。发生这种过放电状态和过充电状态是造成蓄 电装置耐久性降低的重要原因。另外，专利文献2～4记载的蓄电装 置，难以充分降低内部电阻以确保输出密度。此外，因为是使活性碳 与钴酸锂等接触的构造，因此老化的钴酸锂的影响会波及活性碳，会 导致蓄电装置耐久性降低。

本发明的目的是提高能量密度以及输出密度，而不会损害蓄电 装置的耐久性。

本发明的蓄电装置，其具有：正极系统，其由具有集电体和正 极复合层的正极构成；以及负极系统，其由具有集电体和负极复合层 的负极构成，其特征在于，所述正极系统具有相互连接且种类不同的 第1正极复合层和第2正极复合层，在配置于所述第1正极复合层和 所述第2正极复合层之间的所述集电体上形成通孔。

本发明的蓄电装置，其特征在于，将所述第1正极复合层和第2 正极复合层电气连接，经由所述通孔使离子在所述第1正极复合层和 所述第2正极复合层之间移动。

本发明的蓄电装置，其特征在于，所述第1正极复合层和第2 正极复合层分别使用不同材料形成。

本发明的蓄电装置，其特征在于，所述第1正极复合层含有过 渡金属氧化物，所述第2正极复合层含有活性碳。

本发明的蓄电装置，其特征在于，所述正极系统具有隔着所述 负极配置的第1正极和第2正极，在所述负极的集电体上形成所述通 孔，所述负极的集电体配置在所述第1正极具有的第1正极复合层和 所述第2正极具有的第2正极复合层之间。

本发明的蓄电装置，其特征在于，所述负极系统具有隔着所述 正极配置的第1负极和第2负极，在所述正极的集电体上形成所述通 孔，在该正极的集电体的一侧表面上具有所述第1正极复合层，同时 另一侧表面上具有所述第2正极复合层。