蓄电装置的制作方法

专利名称：蓄电装置的制作方法
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l)。另外，提出如下蓄电装置，S卩，在l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l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l: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。
本发明的蓄电装置，其特征在于，所述正极系统具有的多个所 述正极中，具有所述第1正极复合层的第1正极配置在所述正极系统 的最外部。
本发明的蓄电装置，其特征在于，该蓄电装置具有锂离子供给 源，其至少与所述负极和所述正极的任意一个接触，从所述锂离子供 给源至少向所述负极和所述正极的任意一个嵌入锂离子。
本发明的蓄电装置，其特征在于，所述负极具有比所述正极更 大的电极面积。
本发明的蓄电装置，其特征在于，该蓄电装置的装置构造是将 所述正极和所述负极交替层叠的层叠型，或者将所述正极和所述负极 重叠后巻绕的巻绕型。
本发明的蓄电装置，其特征在于，所述负极复合层含有作为芳 香族类縮聚物的热处理物的多并苯类有机半导体、石墨或难石墨化 碳，所述多并苯类有机半导体的氢原子/碳原子的原子数比大于或等 于0.05而小于或等于0.50，并具有多并苯类骨骼构造。
发明的效果
根据本发明，由于在配置于相互连接的第1正极复合层和第2 正极复合层之间的集电体上形成通孔，因此可以使离子在第1正极复
合层和第2正极复合层间移动，可以使第1正极复合层和第2正极复 合层的电位一致。由此，可以将不同种类的第1正极复合层和第2
正极复合层组合，而不会损害蓄电装置的耐久性，可以实现提高能量 密度和输出密度。


图1是概略地表示本发明的一个实施方式的蓄电装置的内部构 造的剖面图。
图2是表示蓄电装置的放电动作的说明图。 图3是表示蓄电装置的放电动作的说明图。 图4是表示蓄电装置的放电动作的说明图。 图5 (A) (C)是表示在蓄电装置内能量移动状况的示意图。 图6是概略地示出蓄电装置的放电特性的曲线图。 图7是概略地示出本发明的另一实施方式的蓄电装置的内部构 造的剖面图。
图8是概略地示出本发明的其他实施方式的层叠型蓄电装置的 内部构造的剖面图。
图9是概略地示出本发明的其他实施方式的层叠型蓄电装置的 内部构造的剖面图。
图IO是概略地示出本发明的其他实施方式的巻绕型蓄电装置的 内部构造的剖面图。
图11是表示电池容量的评价结果的表格。
图12是表示电池容量的评价结果的表格。
具体实施例方式
图1是概略地表示本发明的一个实施方式的蓄电装置IO的内部 构造的剖面图。如图1所示，在层压薄膜11的内侧配置电极层叠单 元12，该层压薄膜构成蓄电装置10的封装容器，该电极层叠单元12
由正极系统和负极系统构成，该正极系统由2个正极13、 14形成， 该负极系统由l个负极15形成。另外，通过热熔接等密封的层压薄 膜11内注入有由含锂盐的非质子性有机溶剂形成的电解液。
配置在电极层叠单元12的中央的负极15，具有负极集电体(集 电体)16，其具有大量通孔16a;以及负极复合层17，其设置于该负 极集电体16的两表面。另外，在负极15两侧隔着隔板18配置第1 正极13和第2正极14， 一侧的正极13具有正极集电体(集电体) 19和第1正极复合层20，另一侧的正极14具有正极集电体(集电体) 21和第2正极复合层22。此外，相互连接的一对正极集电体19、 21 上连接有正极端子23，负极集电体16上连接有负极端子24，正极端 子23和负极端子24与负载电路25相连接，该负载电路利用蓄电装 置IO作为电源。即，图示的蓄电装置IO成为使下述蓄电要素并联连 接的状态，上述蓄电要素为由正极复合层20和与其相对的负极复 合层17构成的蓄电要素；以及由正极复合层22和与其相对的负极复 合层17构成的蓄电要素。
另外，正极13的正极复合层20中，作为可以使锂离子可逆地 进行掺杂 脱附(以下，称为嵌入 脱嵌)的正极活性物质而含有过 渡金属氧化物、即钴酸锂(LiCo02)，正极14的正极复合层22中， 作为可以使锂离子及阴离子可逆地进行嵌入*脱嵌的正极活性物质而 含有活性碳。正极复合层20含有的钴酸锂具有高容量特性，正极复 合层22含有的活性碳具有高输出特性。另外，负极15的负极复合层 17中，作为可以使锂离子可逆地进行嵌入 脱嵌的负极活性物质而 含有多并苯类有机半导体(PAS)。该负极15中预先从金属锂等锂 离子供给源嵌入有锂离子，以使负极电位降低从而提高能量密度。另 外，负极15具有比正极13、 14更大的电极面积，因此可以防止金属 锂在负极15上析出。
此外，在本发明中，掺杂(嵌入)是指吸收、承载、吸附、插 入等，是锂离子或阴离子等进入正极活性物质及负极活性物质的状 态。另一方面，所谓脱附(脱嵌)是指放出、脱离等，是指锂离子或 阴离子等离开正极活性物质及负极活性物质的状态。
下面，对具有上述构造的蓄电装置io的放电动作进行说明。图
2 图4是表示蓄电装置10的放电动作的说明图，图2表示放电前的
状态，图3表示放电中的状态，图4表示放电后的状态。首先，如图 2所示，充电后的蓄电装置10成为锂离子嵌入至负极复合层17的 PAS中的状态。另外，成为锂离子从正极复合层20的钴酸锂中脱嵌 的状态，成为阴离子嵌入正极复合层22的活性碳中的状态。
然后，如图3所示，放电中的蓄电装置IO使锂离子从负极复合 层17的PAS中脱嵌，并使锂离子嵌入正极复合层20的钴酸锂中。 另外，阴离子从正极复合层22的活性碳中脱嵌，同时，锂离子嵌入 该活性碳中。在这里，由于活性碳与钴酸锂相比具有高输出的充放电 特性，因此成为与正极复合层20相比，电子更容易向正极复合层22 移动的状态，在放电的初期阶段，与正极复合层20相比，从正极复 合层22流出更大的电流。
然后，如图4所示，对于放电后的蓄电装置10，正极复合层20 和正极复合层22相互电气连接，同时，在配置于正极复合层20和正 极复合层22之间的负极集电体16上形成有大量通孔16a，因此锂离 子(离子)从正极复合层22向正极复合层20移动，同时，阴离子嵌 入正极复合层22。即，通过锂离子从正极复合层22向正极复合层20 移动，直至使正极复合层20和正极复合层22之间达到电位平衡，从 而使能量从正极复合层20向正极复合层22移动。此外，图4中示出 了放电后的蓄电装置IO，但即使在放电中，正极复合层22和正极复 合层20之间当然也进行能量的移动。
在这里，图5 (A) (C)是表示蓄电装置10内的能量移动状 况的示意图。其中，在图5中，横向表示电位变化，纵向表示容量变 化。首先，如图5 (A)以及(B)所示，蓄电装置IO放电时，从正 极复合层22的活性碳高输出地放出能量，另一方面，从正极复合层 20的钴酸锂低输出地放出能量。其次，如图5 (B)以及(C)所示， 从正极复合层22的活性碳放出能量后，经由负极复合层17，能量从 正极复合层20向正极复合层22移动，并使能量储存在正极复合层 22的活性碳中。艮卩，由于在钴酸锂的放电容量降低之前，可以使被
消耗的活性碳的放电容量得到恢复，因此图示的蓄电装置10可以兼 有高输出密度和高能量密度。
在这里，图6是概略地示出蓄电装置IO的放电特性的曲线图。
如图6所示，即使在发挥正极复合层22的活性碳的高输出特性，而 进行大电流放电(高速放电)的情况下，由于在负极集电体16上形 成有通孔16a，因此锂离子可以从正极复合层22的活性碳向正极复 合层20的钴酸锂中移动，从而可以恢复暂时下降的正极复合层22 的电位(放电容量)。由此，即使在放电深度增加的情况下也能控制 使内部电阻较低，因此可以在确保蓄电装置10的高能量密度的状态 下实现高输出化。此外，如图6所示，即使在进行小电流放电(低速 放电)直至电池电压变为0V的情况下，由于活性物质量设定为使正 极电位大于或等于1.5V (相对于Li/Li+)，因而可以抑制正极13、 14的老化。
如上所述，在作为本发明的一个实施方式的蓄电装置10中，使 彼此具有不同充放电特性的正极复合层20和正极复合层22、即不同 种类的正极复合层20和正极复合层22相互连接，同时，在配置于正 极复合层20和正极复合层22之间的负极集电体16上形成通孔16a， 因此，即使在由于充放电特性不同而使正极复合层20和正极复合层 22间产生电位差的情况下，也可以使锂离子在正极复合层20和正极 复合层22之间移动，从而可以消除正极复合层20和正极复合层22 之间的电位差。这样，可以将正极复合层20和正极复合层22的充放 电特性组合利用，而不会使正极复合层20和正极复合层22承受大的 负担，在确保蓄电装置10的耐久性的同时，可以提高蓄电装置10 的输出密度和能量密度。此外，因为采用没有使不同种类的正极复合 层20和正极复合层22直接接触的构造，因此例如即使钴酸锂老化， 该老化也不会影响活性碳，可以提高蓄电装置10的耐久性。
接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图7是概略地示 出本发明的其他实施方式即蓄电装置30的内部构造的剖面图。此外， 对于与图1所示部件相同的部件，标注相同标号并省略其说明。如图 7所示，在层压薄膜11的内侧配置电极层叠单元31，该层压薄膜ll
构成蓄电装置30的封装容器，此外，该电极层叠单元31由正极系统
和负极系统构成，该正极系统由1个正极32构成，该负极系统由2 个负极33、 34构成。
配置在电极层叠单元31的中央的正极32，具有正极集电体(集 电体)35，其具有大量通孔35a;第1正极复合层20，其设置在正极 集电体35的一侧面上；第2正极复合层22，其设置在正极集电体35 的另一侧面上。此外，在正极32两侧隔着隔板18配置有第1负极 33和第2负极34，负极33、 34分别具有负极集电体(集电体)36 和负极复合层17。与上述蓄电装置10同样地，正极32的正极复合 层20中作为正极活性物质含有钴酸锂，正极32的正极复合层22中 作为正极活性物质含有活性碳，负极33、 34的负极复合层17中作为 负极活性物质含有PAS。此外，将第l正极复合层20和第2正极复 合层22相互连接的正极集电体35与正极端子23连接，相互连接的 一对负极集电体36与负极端子24连接。即，图示的蓄电装置30成 为使下述蓄电要素并联连接的状态，上述蓄电要素为由正极复合层 20和与其相对的负极复合层17构成的蓄电要素；由正极复合层22 和与其相对的负极复合层17构成的蓄电要素。
这样，将不同种类的正极复合层20和正极复合层22彼此电气 连接，同时，在配置于正极复合层20和正极复合层22之间的正极集 电体35上形成大量通孔35a，由此与上述蓄电装置10同样地，可以 使锂离子在正极复合层20和正极复合层22之间移动，在确保蓄电装 置30的耐久性的同时，提高蓄电装置30的输出密度和能量密度。另 外，由于形成为使正极复合层20和正极复合层22隔着正极集电体 35相邻的构造，可以使锂离子快速移动，使活性碳的放电容量快速 恢复。
接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图8是概略地示 出本发明的其他实施方式即层叠型蓄电装置40的内部构造的剖面 图。此外，对与图1和图7中所示部件相同的部件，标注相同的标号 并省略其说明。
如图8所示，在层压薄膜41的内侧配置有电极层叠单元42，该
层压薄膜41构成蓄电装置40的封装容器，此外，该电极层叠单元
42由正极系统以及负极系统构成，该正极系统由5个正极43、 44构 成，该负极系统由6个负极45、 46构成。正极系统具有第l正极 43，其由具有大量通孔35a的正极集电体35和涂敷在该正极集电体 35两表面上的第1正极复合层20构成；以及第2正极44，其由具有 大量通孔35a的正极集电体35和涂敷在该正极集电体35两表面上的 第2正极复合层22构成。此外，负极系统具有负极45，其由具有 大量通孔16a的负极集电体16和涂敷在该负极集电体16两表面上的 负极复合层17构成；以及负极46，其由具有大量通孔16a的负极集 电体16和涂敷在该负极集电体16—侧表面上的负极复合层17构成。
将上述正极43、 44和负极45、 46隔着隔板18交替层叠，该蓄 电装置40成为层叠型装置构造。与上述蓄电装置10同样地，正极复 合层20中作为正极活性物质含有钴酸锂，正极复合层22中作为正极 活性物质含有活性碳，负极复合层17中作为负极活性物质含有PAS。 此外，相互连接的多个正极集电体35与正极端子23连接，相互连接 的多个负极集电体16与负极端子24连接。
此外，在电极层叠单元42的最外部与负极46相对地设有锂离 子供给源47。该锂离子供给源47由下述部分构成锂电极集电体47a， 其由不锈钢网等导电性多孔体构成；以及金属锂47b，其紧贴在锂电 极集电体47a上。此外，经由导线48使负极集电体16和锂电极集电 体47a短路，向层压薄膜11内注入电解液，由此可以使锂离子从金 属锂47b中溶出，并嵌入负极复合层17。由此，通过对负极复合层 17嵌入锂离子，可以降低负极电位，实现蓄电装置10的高容量化。
另外，在负极集电体16及正极集电体35上形成大量通孔16a、 35a，锂离子可以经由该通孔16a、 35a在各电极间自由移动，因此可 以不必对所层叠的全部负极复合层17逐一嵌入锂离子。此外，金属 锂47b —边放出锂离子一边减少，最终全部嵌入负极复合层17中， 但也可以略多地配置金属锂47b，使其一部分残留在蓄电装置40内。 此外，也可以取代金属锂47b，使用像锂一铝合金这样，可以供给锂 离子的合金等。此外，也可以通过使锂离子供给源47和正极43、 44
短路，而对正极43、 44嵌入锂离子。
这样，将不同种类的正极复合层20和正极复合层22相互电气 连接，同时，在配置于正极复合层20和正极复合层22之间的负极集 电体16及正极集电体35上形成大量通孔16a、 35a，因此，与上述 蓄电装置10同样地，可以使锂离子在正极复合层20和正极复合层 22之间移动，从而可以在确保蓄电装置40的耐久性的同时，提高蓄 电装置40的输出密度和能量密度。另外，由于通过采用层叠型装置 构造，可以在保证放电容量的同时使电极较薄地形成，因此可以大幅 提高蓄电装置40的输出密度。
如上所述，图8所示的蓄电装置40中，将含有钴酸锂的正极43 和含有活性碳的正极44交替层叠而构成正极系统，但并不限定于此， 也可以是将正极43、 44的一种集中起来进行层叠构成正极系统。在 这里，图9是概略地示出本发明的其他实施方式即层叠型蓄电装置 50的内部构造的剖面图。此外，对于与图8所示部件相同的部件， 标注同样的标号并省略其说明。
如图9所示，在蓄电装置50的层压薄膜41的内侧配置有电极 层叠单元51，电极层叠单元51由正极系统和负极系统构成，该正极 系统由5个正极43、 44构成，该负极系统由6个负极45、 46构成。 此外，在正极系统的最外部配置正极43，其含有钴酸锂作为正极活 性物质，在正极系统的中央部配置正极44，其含有活性碳作为正极 活性物质。由此，由于在最外部配置含有钴酸锂的正极43而提高正 极43的冷却效果，因此即使在正极43由于压坏等发生内部短路的情 况下，也可以事先防止蓄电装置50的热失控，从而提高蓄电装置50 的安全性。
接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图10是概略地示 出本发明的其他实施方式即巻绕型蓄电装置60的内部构造的剖面 图。如图10所示，在金属壳61的内侧配置有电极层叠单元62，该 金属壳61构成蓄电装置60的封装容器，此外，该电极层叠单元62 由正极系统和负极系统构成，该正极系统由1个正极63构成，该负 极系统由2个负极64、 65构成。正极63具有正极集电体(集电体)
66，其具有大量通孔66a;第1正极复合层67，其设置在正极集电体 66的一侧面上；以及第2正极复合层68，其设置在正极集电体66 的另一侧面上。另外，在正极63两侧隔着隔板69配置有第1负极 64和第2负极65，负极64、 65分别具有负极集电体(集电体)70 和负极复合层71。与上述蓄电装置10相同地，正极63的正极复合 层67中含有钴酸锂作为正极活性物质，正极63的正极复合层68中 含有活性碳作为正极活性物质，负极64、 65的负极复合层71中含有 PAS作为负极活性物质。另外，将第l正极复合层67和第2正极复 合层68相互连接的正极集电体66与正极端子72连接，相互连接的 一对负极集电体70与负极端子73连接。
这样，将不同种类的正极复合层67和正极复合层68相互电气 连接，同时，在配置于正极复合层67和正极复合层68之间的正极集 电体66上形成大量通孔66a，由此与上述蓄电装置10同样地，可以 使锂离子在正极复合层67和正极复合层68之间移动，可以在确保蓄 电装置60的耐久性的同时，提高蓄电装置60的输出密度和能量密度。 另一方面，形成为正极复合层67和正极复合层68隔着正极集电体 66邻接的构造，因此可以使锂离子快速移动，使活性碳的放电容量 迅速恢复。另外，由于通过采用巻绕型的装置构造，可以在保证放电 容量的同时使电极较薄地形成，因此可以大幅提高蓄电装置60的输 出密度。
以下，对上述各蓄电装置IO、 30、 40、 50、 60的构成要素按如 下顺序进行详细说明。[A]负极、[B]正极、[C]负极集电体以及正 极集电体、[D]隔板、[E]电解液、[F]封装容器。负极
负极具有负极集电体和与其一体的负极复合层，负极复合层含
有负极活性物质。作为该负极活性物质，只要可以使离子可逆地嵌 入-脱嵌即可，不特别限定，例如可以举出石墨、各种碳材料、多并 苯类物质、锡的氧化物、硅的氧化物等。石墨(graphite)及难石墨 化碳(hardcarbon)可以实现高容量化，因而优选作为负极活性物质， 由于芳香族縮聚物的热处理物中，氢原子/碳原子的原子数比(H/C) 大于或等于0.05而小于或等于0.50，并具有多并苯类骨骼构造的多 并苯类有机半导体(PAS)，可以实现高容量化，因而优选作为负极 活性物质。优选该PAS的H/C落入大于或等于0.05而小于或等于0.50 的范围内。由于在PAS的H/C大于0.50的情况下，芳香族类多环构 造不能充分形成，因此不能使锂离子顺利地嵌入'脱嵌，可能会使蓄 电装置10的充放电效率降低。PAS的H/C小于0.05的情况下，可能 导致蓄电装置的容量降低。
上述PAS等负极活性物质形成为粉末状、粒状、短纤维状等， 将该负极活性物质与粘结剂混合后形成浆料。然后，将含有负极活性 物质的浆料涂敷在负极集电体上并干燥，从而在负极集电体上形成负 极复合层。此外，作为与负极活性物质混合的粘结剂，可以使用例如 聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含氟类树脂、聚丙烯、聚乙烯等热塑性树 脂，其中优选使用氟类粘结剂。作为该氟类粘合剂，例如可以举出聚 偏氟乙烯、偏氟乙烯一3氟化乙烯共聚物、乙烯一4氟化乙烯共聚物、 丙稀一4氟化乙烯共聚物等。另外，负极复合层中还可以适当添加乙 炔黑、石墨、金属粉末等导电性材料。正极
正极具有正极集电体和与其一体的正极复合层，正极复合层含 有正极活性物质。作为正极活性物质，只要可以使离子可逆地嵌入*脱 嵌即可，不特别限定，例如可以举出活性碳、过渡金属氧化物、导电 性高分子、多并苯类物质等。此外，从活性碳、过渡金属氧化物、导 电性高分子、多并苯类物质等中适当选择正极活性物质，从而形成充 放电特性即种类不同的第1正极复合层和第2正极复合层。
例如，上述第1正极复合层含有钴酸锂(LiCo02)作为正极活 性物质，但此外也可以使用LixCo02、 LixNi02、 LixMn02、 LixFe02 等以Li、MyOz(x、 y、 z为正数，M为金属，也可以是大于或等于2 种金属)这一通式表示的含锂金属氧化物，或者也可以使用钴、锰、 钒、钛、镍等过渡金属氧化物或者硫化物。特别地，在需要高电压的 情况下，优选使用相对于金属锂的电位大于或等于4V的含锂氧化物， 特别优选含有锂的钴氧化物、含锂的镍氧化物、或者含锂的钴一镍复
合氧化物。
另外，上述第2正极复合层中作为正极活性物质而含有的活性
碳，是由经过碱性活化处理，并且比表面积大于或等于600m"g的活 性碳颗粒形成的。作为活性碳的原料，使用酚醛树脂、石油沥青、石 油焦炭、椰炭、煤炭类焦炭等，但酚醛树脂、煤炭类焦炭的比表面积 高，因而优选。在上述活性碳的碱性活化处理中使用的碱性活化剂， 优选锂、钠、钾等金属离子的盐类或氢氧化物，其中，特别优选氢氧 化钾。碱性活化的方法可以举出，例如，通过将碳化物和活性剂混合 后，在惰性气体的气流中加热而进行活化的方法，通过使活性碳原材 料预先吸附活性剂后加热而进行碳化以及活化工序的方法，以及将碳 化物用水蒸气等的气体活化法活化后，利用碱性活化剂进行表面处理 的方法。将经过这样的碱性活化处理后的活性碳，使用球磨机等已知 的粉碎机进行粉碎。作为活性碳粒度，可以使用通常使用的较宽范围 内的粒度，例如，50%体积累积直径大于或等于2|im，优选2 50pm， 特别优选2 2(Uim。另外，优选平均细孔直径小于或等于10nm，比 表面积为600 3000m2/g的活性碳。其中，优选大于或等于800m2/g， 特别优选1300 2500m2/g。
上述钴酸锂及活性碳等正极活性物质形成为粉末状、颗粒状、 短纤维状等，将该正极活性物质与粘结剂混合后形成浆料。接下来， 将含有正极活性物质的浆料涂敷在正极集电体上并干燥，从而在正极 集电体上形成正极复合层。此外，作为与正极活性物质混合的粘结剂， 可以使用例如SBR等橡胶类粘结剂，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等含 氟类树脂，以及聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂。另外，正极复合层中 还可以适当添加乙炔黑、石墨、金属粉末等导电性材料。负极集电体以及正极集电体
作为负极集电体及正极集电体，优选其具有贯穿集电体正反表 面的通孔，可以举出例如膨胀金属、冲压金属、网、发泡体等。对于 通孔的形状及个数等，不特别限定，只要不阻碍锂离子的移动，能够 适当进行设定。另外，作为负极集电体以及正极集电体的材质，可以 使用通常针对有机电解质电池提出的各种材质。例如，作为负极集电
体的材质，可以使用不锈钢、铜、镍等，作为正极集电体的材质，可 以使用铝、不锈钢等。
此外，对于图1所示的蓄电装置10，因为是在正极复合层20
和正极复合层22之间并未配置正极集电体19、 21的构造，因此不在 该正极集电体19、 21上形成通孔也可以使用。另外，对于图7所示 的蓄电装置30，由于是在正极复合层20和正极复合层22之间并未 配置负极集电体36的构造，因此不在该负极集电体36上形成通孔也 可以使用。 隔板
作为隔板，可以使用相对于电解液、正极活性物质、负极活性 物质等具有耐久性，具有连通气孔而无导电性的多孔体等。通常，使
用由玻璃纤维、聚乙烯或聚丙烯等制成的布、无纺布或多孔体。优选 隔板的厚度较薄，以减小电池内部电阻，可以考虑电解液的保持量、 流通性、强度等进行适当设定。 电解液
作为电解液，从即使在高电压下也不会引起电解这一点，锂离子 能够稳定存在这一点来说，优选使用含有锂盐的非质子性有机溶剂。 作为非质子性有机溶剂，例如，可以举出由碳酸乙二酯、碳酸丙烯酯、
碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、Y—丁内酯、乙腈、二甲氧乙垸、四氢呋 喃、二氧戊环、二氯甲烷、环丁砜等单独或混合而形成的溶剂。另外， 作为锂盐可以举出，例如LiC104、 LiAsF6、 LiBF4、LiPF6、 LiN( C2F5S02) 2等。另外，为了减少由于电解液造成的内部电阻，优选电解液中的 电解质浓度至少大于或等于0.1mol/L，特别优选落在0.5~1.5mol/L 范围内。此外，也可以使用胶体电解质及固体电解质。 封装容器
作为封装容器，可以使用通常在电池中使用的各种材质。因此， 可以使用铁及铝等金属材料，也可以使用薄膜材料等。另外，对于封 装容器的形状也不特别限定，可以根据用途适当选择圆筒型或方型 等，从蓄电装置的小型化及轻量化的角度出发，优选使用由铝层压薄 膜制成的薄膜型封装容器。通常，使用3层层压薄膜，其外侧具有尼 龙薄膜，中心具有铝箔，内侧具有改性聚丙烯等粘结层。另外，层压 薄膜通常与放入其中的电极等的尺寸配合进行深拉伸，构成为在深拉 伸出的层压薄膜内设置三电极层叠单元，注入电解液后，将层压薄膜 的外周部通过热熔接等进行密封。
以下，基于实施例进一步对本发明进行详细说明。
(实施例1) [负极1的制造]
将厚度为0.5mm的酚醛树脂成型板放入硅碳棒电炉中，在氮气 气氛下，以50。C/小时的速度升温至50(TC后，进一步以1CTC/小时 的速度升温至700'C，进行热处理来合成PAS。将这样得到的PAS板 利用圆盘式粉碎机粉碎得到PAS粉体。该PAS粉体的H/C比为0. 17。
接下来，将在80重量份N—甲基吡咯垸酮中溶解10重量份聚偏 氟乙烯粉末而成的溶液，与100重量份的上述PAS粉体充分混合，从 而得到负极用浆料1。将该负极用桨料1利用涂料机均匀地涂敷在厚 度为32pm (气孔率为50%)的铜制膨胀金属("日本金属工業株式 会社"制)的两面，并进行干燥、冲压后，得到厚度为8(Him的负极 1。
将市售LiCo02粉末92重量份、石墨粉末4.5重量份、聚偏氟乙 烯(PVdF)粉末3.5重量份混合，加入N—甲基吡咯烷酮并通过充分 搅拌、去泡，从而得到正极用浆料1。另外，在厚度为35pm (气孔 率为50%)的铝制膨胀金属("日本金属工業株式会社"社制)的 两面以喷涂方式涂敷非水类碳系导电涂料("日本7千乂V株式会社" 制EB — 815)并进行干燥，从而得到形成有导电层的正极集电体。 该正极集电体的整体厚度(基材厚度和导电层厚度的合计)为52|im， 正极集电体的通孔基本被导电涂料闭塞。然后，将正极用浆料1利用 辊涂机均匀地涂敷在上述正极集电体的两面，并进行干燥、冲压后， 得到厚度为170pm的正极1。
将比表面积为2000m2/g的市售活性碳粉末85重量份、乙炔黑 粉体5重量份、丙烯酸酯类树脂粘结剂6重量份、羧甲基纤维素4 重量份以及水200重量份充分混合后得到正极用浆料2。将该正极用 浆料2利用辊涂机均匀地涂敷在上述正极集电体的两面，并进行干 燥、压紧后，得到厚度为17(Him的正极2。
分别以6.0cmX7.5cm (除去端子焊接部)剪切出9片负极1， 以5.8cmX7.3cm (除去端子焊接部)剪切出2片正极1，以5.8cmX 7.3cm(除去端子焊接部)剪切出6片正极2。接着，隔着厚度为35pm 的聚乙烯制无纺布的隔板，将正极l、 2和负极1交替层叠，使正极 集电体、负极集电体的端子焊接部分别位于相反侧。此外，以下述方 式进行层叠，即，使负极1配置在电极层叠单元1的最外部的方式进 行层叠，同时使正极1配置在正极系统的最外部。然后，在最上部及 最下部配置隔板，将4边使用胶带密封后，将正极集电体的端子焊接 部(8片)与铝制正极端子(宽度为50mm、长度为50mm、厚度为 0.2mm)进行超声波焊接，负极集电体的端子焊接部(9片)和铜制 的负极端子(宽度为50mm、长度为50mm、厚度为0.2mm)进行超 声波焊接，制成电极层叠单元l。
使用在厚度为8(Him的不锈钢网上压接有金属锂箔而构成的电 极作为锂电极(锂离子供给源)。分别在电极层叠单元1的上部以及 下部配置1片锂电极，使该锂电极与负极1的整个表面相对，从而制 作成三电极层叠单元。此外，对锂电极集电体即不锈钢网的端子焊接 部(2片)与负极端子的焊接部进行电阻焊接。
将上述三电极层叠单元设置在深拉伸至3.5mm的层压薄膜的内 部，利用另一层压薄膜覆盖开口部并将三边热熔接。然后，将电解液 (在碳酸乙二酯、碳酸二乙酯以及碳酸丙烯酯以重量比3: 4: 1混合 而成的溶剂中，以lmol/L浓度溶解有LiPF6的溶液)真空浸渍至层 压薄膜内后，将开口的层压薄膜的剩余一边热熔接。由此，制成4 个混合型电池l，其具备含有钴酸锂的正极l和含有活性碳的正极2，
在正极l及正极2的正极复合层之间配置具有通孔的正极集电体和负 极集电体(膨胀金属)。此外，相对于单位重量的负极活性物质，配
置在混合型电池1内的金属锂的电荷量相当于380mAh/g。 [电池1的初期评价]
将组装成的混合型电池l放置20天后，通过将4个混合型电池 l中的l个拆开，发现金属锂完全消失，由此判断相对于单位重量的 负极活性物质，预先嵌入有380mAh/g的锂离子。
将混合型电池1恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电 流充电至电池电压为4.0V，然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA 的恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试 验(100mA放电)，评价第IO次放电时的电池容量和能量密度。然 后，进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放 电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验(20A放 电)，评价第10次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中， 图11所示的数据是3个电池的平均值。
另外，在保持混合型电池1的电池温度为5(TC的状态下，重复 上述4.0V — 2.0V的循环试验(20A放电)，评价第50次放电时的电 池容量。其结果如图12所示。其中，图12所示的数据是3个电池的 平均值。
(例2) [正极3的制造〗
将含有钴酸锂的正极用浆料1使用辊涂机均匀地涂敷在实施例 1中使用的正极集电体的一侧表面上，并进行干燥。然后，在涂敷有 正极用浆料1的正极集电体的另一个表面上，使用辊涂机涂敷含有活 性碳的正极用浆料2并干燥。接下来，通过对涂敷面进行冲压从而得 到厚度为170pm的正极3。其中，正极3上使用的钴酸锂和活性碳 的重量比为1: 3。以6.0cmX7.5cm (除端子焊接部)剪切出9片负极1，以5.8cm X7.3cm (除端子焊接部)剪切出8片正极3。然后，除了使用正极 集电体的一侧表面含有钴酸锂、而正极集电体的另一侧表面含有活性 碳的正极3以外，通过与实施例1相同的方法，制作出电极层叠单元 2。
使用电极层叠单元2，通过与实施例1相同的方法组装成4个混 合型电池2。此外，相对于单位重量的负极活性物质，配置在混合型 电池2内的金属锂的电荷量相当于380mAh/g。
将组装成的混合型电池2放置20天后，通过将4个混合型电池 2中的1个拆开，发现金属锂完全消失，因此判断相对于单位重量的 负极活性物质，预先嵌入有380mAh/g的锂离子。
将混合型电池2恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电 流充电至电池电压为4.0V，然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA 的恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V —2.0V的循环试 验(100mA放电)，评价第10次放电时的电池容量和能量密度。然 后，进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放 电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验(20A放 电)，评价第10次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中， 图11所示的数据是3个电池的平均值。
(对比例1) [电极层叠单元3的制作]
以6.0cmX7.5cm (除端子焊接部)剪切出9片负极1,以5.8cm X7.3cm (除端子焊接部)剪切出8片正极1。然后，除了仅使用含 有钴酸锂的正极1作为正极，并且没有在电池内配置锂电极以外，通 过与实施例l相同的方法，制作出电极层叠单元3。
将没有锂电极的电极层叠单元3配置在深拉伸加工至3.5mm的 层压薄膜内部，由另一层压薄膜覆盖开口部并将三边热熔接。接下来， 将与实施例1相同的电解液真空浸渍至层压薄膜内后，将开口的层压 薄膜的剩余一边热熔接。从而，组装成3个蓄电池3，其由含有钴酸 锂的正极1和含有PAS的负极1构成。
将蓄电池3恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电流充 电至电池电压为4.0V，然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA的 恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验 (100mA放电)，评价第IO次放电时的电池容量和能量密度。然后， 进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放电至 电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验(20A放电)， 评价第10次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中，图 11所示的数据是3个电池的平均值。
(对比例2) [电池层叠单元4的制作]
以6.0cmX7.5cm (除端子焊接部)剪切出9片负极1，以5.8cm X7.3cm (除端子焊接部)剪切出8片正极2。然后，除了仅使用含 有活性碳的正极2作为正极以外，通过与实施例1相同的方法，制作 出电极层叠单元4。
除了使用具有金属锂的下述锂电极以外，通过与实施例1相同
的方法制作出三电极层叠单元，其中，相对于单位重量的负极活性物 质，上述锂电极的金属锂的电荷量相当于600mAh/g。将该三电极层 叠单元配置在深拉伸加工至3.5mm的层压薄膜内部，由另一层压薄 膜覆盖开口部并将三边热熔接。接下来，将与实施例1相同的电解液 真空浸渍至层压薄膜内后，将开口的层压薄膜的剩余一边热熔接。从 而，组装成4个电容器电池4，其由含有活性碳的正极2和含有PAS 的负极1构成。
注入电解液而完成电容器电池4后，将该电容器电池4放置20 天。然后，通过将4个电容器电池中的l个拆开，发现金属锂完全消 失，从而可以判断相对于单位重量的负极活性物质，预先嵌入有 600mAh/g的锂离子。
将实施例1的正极用浆料1和正极用浆料2混合，得到钴酸锂 和活性碳的重量比为1: 3的正极用浆料3。接下来，利用辊涂机将
正极用浆料3均匀地涂敷在实施例l中使用的正极集电体的两面上并 干燥。然后，通过对涂敷面进行冲压得到厚度为170|im的正极4。 [电极层叠单元5的制作]
以6.0cmX7.5cm (除端子焊接部)剪切出9片负极1，以5.8cm X7.3cm (除端子焊接部)剪切出8片正极4。然后，除了使用以混 合状态含有钴酸锂和活性碳的正极4以外，通过与实施例1同样的方 法制作电极层叠单元5。
使用电极层叠单元5，通过与实施例1相同的方法组装成4个混 合型电池5。此外，相对于单位重量的负极活性物质，配置在混合型 电池5内的金属锂的电荷量相当于380mAh/g。
将组装成的混合型电池5放置20天后，通过将4个混合型电池 5中的1个拆开，发现金属锂完全消失，由此判断相对于单位重量的 负极活性物质，预先嵌入有380mAh/g的锂离子。
将混合型电池5恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电 流充电至电池电压为4.0V,然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA 的恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试 验(100mA放电)，评价第10次放电时的电池容量和能量密度。然 后，进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放 电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验(20A放 电)，评价第10次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中， 图11所示的数据是3个电池的平均值。
另外，在保持混合型电池5的电池温度为50'C的状态下，重复 上述4.0V — 2.0V的循环试验(20A放电)后，评价第50次放电时的 电池容量。其结果如图12所示。其中，图12所示的数据是3个电池
的平均值。
(对比例4) [正极5的制造]
将含有钴酸锂的正极用浆料1均匀地涂敷在实施例1中使用的
正极集电体的两表面上并干燥。然后，将含有活性碳的正极用浆料2 均匀地涂敷在已经涂敷有正极用浆料1的正极集电体的两表面上并 干燥。然后，对涂敷面进行冲压从而得到厚度为17(Him的正极5。 其中，正极5中使用的钴酸锂和活性碳的重量比为1: 3。 [电极层叠单元6的制作]
以6.0cmX7.5cm (除端子焊接部)剪切出9片负极1，以5.8cm X7.3cm (除端子焊接部)剪切出8片正极5。然后，除了使用分2 层涂敷有钴酸锂和活性碳的正极5以外，通过与实施例1同样的方法 制作电极层叠单元6。
使用电极层叠单元6，通过与实施例1相同的方法组装成4个混 合型电池6。此外，相对于单位重量的负极活性物质，配置在混合型 电池6内的金属锂的电荷量相当于380mAh/g。
将组装成的混合型电池6放置20天后，通过将4个混合型电池 6中的1个拆开，发现金属锂完全消失，由此判断相对于单位重量的 负极活性物质，预先嵌入有380mAh/g的锂离子。
将混合型电池6恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电 流充电至电池电压为4.0V，然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA 的恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试 验(100mA放电)，评价第IO次放电时的电池容量和能量密度。然 后，进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放 电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V—2.0V的循环试验(20A放 电)，评价第IO次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中，
图11所示的数据是3个电池的平均值。
另外，在保持混合型电池6的电池温度为5(TC的状态下，重复
上述4.0V — 2.0V的循环试验(20A放电)后，评价第50次放电时的 电池容量。其结果如图12所示。其中，图12所示的数据是3个电池 的平均值。
(关于实施例1、对比例3以及对比例4的讨论) 如图11所示，可以确认对比例3的混合型电池5，因为具有容 量大的钴酸锂作为正极活性物质，所以具有高的能量密度。但是，还 确认出其在20A放电时的电池容量的值，低于实施例1的混合型电 池1。可以认为这是因为对比例3的混合型电池5的结构是将钴酸锂 和活性碳混合涂敷，因此与仅含有活性碳作为正极活性物质的正极相 比，正极4的电阻较高，因此不能充分发挥活性碳的高输出特性。另 外，如图12所示，在对比例3的混合型电池5中，对于循环特性， 同样确认出电池容量的降低，这是因为钴酸锂的老化对与其混合的活 性碳产生影响，从而促使正极4的电阻升高，导致混合型电池5老化。 与此相对，可以认为实施例1中，由于是钴酸锂和活性碳不直接接触 的构造，因此即使钴酸锂老化而使电极1的电阻升高，含有活性碳作 为正极活性物质的正极2也不会老化，从而可以保持高输出特性。
如图11所示，可以确认对比例4的混合型电池6也同样由于具 有容量大的钴酸锂作为正极活性物质，因而具有高能量密度。但是， 可以确认在20A放电时其电池容量为小于实施例1的混合型电池1 的值。可以认为这是因为对比例4的混合型电池6的结构是在钴酸锂 上重叠地涂敷活性碳，因此与仅含有活性碳作为正极活性物质的正极 相比，正极5的电阻增加，不能充分发挥活性碳的高输出特性。另外， 在对比例4的混合型电池6中，对于循环特性，同样确认出电池容量 的降低，这是因为钴酸锂的老化对与其紧贴的活性碳产生影响，从而 促使正极5的电阻升高，导致混合型电池6老化。
(实施例3)[电池7的制作]
除了不设置锂电极以外，通过与实施例1同样的方法组装成3
个混合型电池7。
将混合型电池7恒压一恒流充电6小时，即，以100mA的恒电 流充电至电池电压为4.0V，然后施加4.0V的恒电压。然后以100mA 的恒电流放电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试 验(100mA放电)，评价第IO次放电时的电池容量和能量密度。然 后，进行与上述方法相同的恒压一恒流充电后，以20A的恒电流放 电至电池电压为2.0V。重复这样的4.0V — 2.0V的循环试验(20A放 电)，评价第IO次放电时的电池容量。上述结果如图11所示。其中， 图11所示的数据是3个电池的平均值。
另外，在保持混合型电池7的电池温度为5(TC的状态下，重复 上述4.0V —2.0V的循环试验(20A放电)后，评价第50次放电时的 电池容量。其结果如图12所示。其中，图12所示的数据是3个电池 的平均值。
(关于实施例1以及实施例3的讨论) 实施例3的混合型电池7具有正极1，其以容量大的钴酸锂作 为正极活性物质；以及正极2，其以输出特性优秀的活性碳作为正极 活性物质，因此，如图11所示，可以确认该电池具有高容量密度， 并且具有高负载时放电容量高的放电特性。但是，可以确认像实施例
1的混合型电池1那样，对负极1预先嵌入有锂离子的电池，其能量 密度更高。另外，如图12所示，对于实施例3的混合型电池7，可 以认为其与实施例1的混合型电池1同样地，即使钴酸锂老化而使正 极1的电阻升高，含有活性碳的正极2也不会老化，因而即使重复进 行循环试验也能够保持较高的输出特性。
(对比例5) [电池8的制作]
除了使用没有通孔的铝箔作为正极集电体，使用没有通孔的铜 箔作为负极集电体之外，通过与实施例1同样的方法组装4个混合型 电池8。
将组装好的混合型电池8放置20天后，通过将4个混合型电池 8中的1个拆开，可以确认金属锂基本没有消耗。这是由于正极集电 体及负极集电体没有通孔，因此无法使锂离子在层叠方向移动，锂离 子仅嵌入至与锂电极相对的最外部的负极上。
将混合型电池8恒压一恒流充电6小时，在100mA的恒电流下 充电至电池电压4.0V，然后施加4.0V的恒电压，此时，由于产生气 体使层压薄膜膨胀，因而试验终止。
对于混合型电池8，由于仅在最外部的负极中嵌入有锂离子，负 极间产生电位差，因此成为在相对的电极间产生电压偏差的状态。因 此，可以认为在进行充电至电池电压为4.0V时，进行了嵌入的外侧 的负极电位降低至OV附近，但没有进行嵌入的内侧的负极电位仅降 低到2V左右。即，可以认为由于通过充电至使电池电压达到4.0V， 会使与内侧的负极相对配置的正极的电位远超过4V，因此伴随着电 解液的分解而产生气体。如果在正极集电体和负极集电体上形成通 孔，则锂离子可以在各正极间及各负极间移动，因此可以消除电池电 压的偏差，避免局部过充电。从而，如实施例1 3所示，在正极集 电体及负极集电体上形成有通孔的情况下，可以使所有的正极为相同 电位，同时所有的负极为相同电位，因此不会导致局部过充电，也不 会产生气体。
此外，在使用没有向电极预先嵌入锂离子的电池，以及预先对 电极统一地嵌入锂离子的电池的情况下，可以进行上述恒压一恒流充 电，但如对比例5所示，在使用没有通孔的正极集电体及负极集电体 的情况下，存在电池的耐久性降低的问题。目卩，安装有含有钴酸锂的 正极l和含有活性碳的正极2的情况下，由于正极l、 2的电阻差以 及两者放电曲线的差别，充放电后正极1和正极2之间产生电位差。
但是，由于设置在正极l， 2之间的集电体不具有通孔，因此离子无 法在正极1和正极2之间移动，因此不能消除产生的电位差。其结果， 会发生下述问题，SP，对正极l、 2带来不必要的负担而使正极1、 2 发生老化的问题，以及为了避免过充电及过放电需要使电池电压的使 用范围变小的问题。
本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离其要旨的范围内进
行各种变形。例如，图示的蓄电装置IO、 30、 40、 50、 60中，使不 同种类(特性)的2种正极复合层20、 22、 57、 58相互连接，同时， 在配置于正极复合层20、 22、 57、 58之间的负极集电体16及正极集 电体35、 56上形成通孔16a、 35a、 56a，但并不限于此，也可以将 不同种类的大于或等于3种的正极复合层相互连接，同时在配置于上 述正极复合层之间的负极集电体及正极集电体上形成通孔。
另外，作为正极活性物质及负极活性物质，并不限定于上述活 性物质，也可以使用用于现有电池及电容器的各种活性物质。此外， 对于电解质及隔板18，当然也可以使用用于现有电池及电容器的各 种电解质及隔板。
此外，本发明的蓄电装置非常适合作为电动车及混合动力车辆 等的驱动用蓄电源或者辅助用电源。另外，例如也可以用于电动自行 车及电动轮椅等的驱动用蓄电源，太阳能发电装置及风力发电装置等 使用的蓄电源，便携设备及家用电器等使用的蓄电源。
权利要求
1.一种蓄电装置，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。
2. 根据权利要求1所述的蓄电装置，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。
3. 根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于， 种类不同的第1正极复合层和第2正极复合层是指，充放电特性不同的第1正极复合层和第2正极复合层。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的蓄电装置，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。
5. 根据权利要求4所述的蓄电装置，其特征在于， 分别使用不同材料形成是指至少使用不同的活性物质形成。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的蓄电装置，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。
7. 根据权利要求l至6中任意一项所述的蓄电装置，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。
8. 根据权利要求1至6中任意一项所述的蓄电装置，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
9. 根据权利要求6所述的蓄电装置，其特征在于， 所述正极系统具有的多个所述正极中，具有所述第1正极复合层的第1正极配置在所述正极系统的最外部。
10. 根据权利要求1至9中任意一项所述的蓄电装置，其特征在于，该蓄电装置具有锂离子供给源，其至少与所述负极和所述正极 的任意一个接触，从所述锂离子供给源至少向所述负极和所述正极的任意一个嵌 入锂离子。
11. 根据权利要求1至10中任意一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述负极具有比所述正极更大的电极面积。
12. 根据权利要求1至11中任意一项所述的蓄电装置，其特征在于，该蓄电装置的装置构造是将所述正极和所述负极交替层叠的层 叠型，或者将所述正极和所述负极重叠后巻绕的巻绕型。
13. 根据权利要求1至12中任意一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述负极复合层含有作为芳香族类縮聚物的热处理物的多并苯 类有机半导体、石墨或难石墨化碳，所述多并苯类有机半导体的氢原 子/碳原子的原子数比大于或等于0.05而小于或等于0.50，并具有多 并苯类骨骼构造。
全文摘要
本发明提供一种蓄电装置，其能够在确保耐久性的同时提高蓄电装置的能量密度以及输出密度。配置在电极层叠单元(12)的中央的负极(15)具有负极集电体(16)，其具有大量通孔(16a)；以及负极复合层，其涂敷在负极集电体上。另外，隔着负极配置有正极(13、14)，在一侧的正极(13)上设置正极复合层(20)，其含有具有高容量特性的钴酸锂，另一侧的正极(14)上设置正极复合层(22)，其含有具有高输出特性的活性碳。通过设置上述正极，可以提高能量密度以及输出密度。此外，经由负极集电体的通孔，可以使离子在正极复合层(20、22)之间移动，因此可以消除高速放电后正极电位的偏差，可以确保蓄电装置的耐久性。
文档编号H01G9/058GK101350432SQ20081013076
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者安东信雄, 小岛健治 申请人:富士重工业株式会社