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JP6875091B2 - Manufacturing method of power storage equipment, power storage equipment and power storage equipment - Google Patents

Manufacturing method of power storage equipment, power storage equipment and power storage equipment Download PDF

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JP6875091B2 JP2016189774A JP2016189774A JP6875091B2 JP 6875091 B2 JP6875091 B2 JP 6875091B2 JP 2016189774 A JP2016189774 A JP 2016189774A JP 2016189774 A JP2016189774 A JP 2016189774A JP 6875091 B2 JP6875091 B2 JP 6875091B2
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Description

本発明は、電力貯蔵装置の製造方法、電力貯蔵装置及び電力貯蔵設備に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electric power storage device, an electric power storage device, and an electric power storage facility.

近年、環境保護のため自然エネルギーを利用した発電方法が活発に利用されている。しかしながら、多くの自然エネルギーは安定的に電力を発生させることができない。そこで、自然エネルギーによる発電量を平均化して安定的に供給するための方法として、大型の電力貯蔵設備が用いられている。 In recent years, power generation methods using natural energy have been actively used for environmental protection. However, many natural energies cannot generate electric power stably. Therefore, a large-scale power storage facility is used as a method for averaging and stably supplying the amount of power generated by natural energy.

大型の電力貯蔵設備としては、揚水発電や圧縮空気貯蔵等の発電所でのピークシフトに従来から使用されている設備が挙げられる。また大型の電力貯蔵設備に用いることのできる装置としては、リチウムイオン電池(以下、LIBともいう)、バナジウム・レドックスフロー電池(以下、VRFBともいう)、ナトリウム硫黄電池(以下、SSBともいう)等が挙げられ、これらは医療施設、半導体工場、データセンター等の、電力の供給が不安定になると重大な支障をきたす施設において、停電時の予備電源や、無停電電源装置として使用されることもある。中でも、LIBを用いた電力貯蔵システムとしては、耐震性を備えたラックに複数個の単電池を収納してなるモジュールを複数個設置した電力貯蔵システム等が知られている(例えば特許文献1)。 Examples of large-scale power storage equipment include equipment conventionally used for peak shifts in power plants such as pumped storage power generation and compressed air storage. Devices that can be used in large-scale power storage facilities include lithium-ion batteries (hereinafter, also referred to as LIB), vanadium redox flow batteries (hereinafter, also referred to as VRFB), sodium-sulfur batteries (hereinafter, also referred to as SSB), and the like. These can also be used as a standby power supply in the event of a power failure or as an uninterruptible power supply in facilities such as medical facilities, semiconductor factories, and data centers that cause serious problems if the power supply becomes unstable. is there. Among them, as a power storage system using LIB, a power storage system in which a plurality of modules in which a plurality of cells are stored in a rack having earthquake resistance is installed (for example, Patent Document 1) is known. ..

特開2008−251352号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-251352

しかしながら、揚水発電所や圧縮空気貯蔵所などは、建設可能な立地条件を満たす土地を確保することが難しく、工事期間及び工事費用の面からも容易に設置することができない。また、電気エネルギーを物理エネルギーに変換する際の損失から、電力貯蔵効率の点で充分でないといえる。また、VRFBでは溶液循環用ポンプ(駆動部)が必要であり、SSBでは電解質加熱用の熱源が必要であるため、電力貯蔵効率の観点からは、エネルギー変換ロスがなく、可動部や熱源を必要としないLIBが特に優れているといえる。
LIBでは一般的に、電極を構成する活物質層の導電性を確保するために、バインダを添加して活物質粉末を集電体上に固定している。活物質層を厚くし過ぎると活物質層の剥離や脱落の原因となるため、単一セルの大きさを容易に大きくできないという事情があった。そこで、LIBを大型の電力貯蔵設備として使用する場合には、特許文献1に記載されているように、多数の小型のLIBを集合させて使用する方法が採用されているが、各セル毎の電位のバラツキや充放電の管理が煩雑であるという問題があった。さらに、多数の小型LIBを集合させた蓄電池設備の場合、メンテナンス用の通路や、単電池同士を接続するための配線を敷設する空間が必要となることから、体積当たり(面積当たり)に貯蔵できるエネルギー量(電力貯蔵密度)を改良する余地があった。
However, it is difficult to secure land that meets the conditions for construction of pumped storage power plants and compressed air storages, and it is not easy to install them in terms of construction period and construction cost. In addition, it can be said that the power storage efficiency is not sufficient because of the loss when converting electric energy into physical energy. In addition, since VRFB requires a solution circulation pump (drive unit) and SSB requires a heat source for heating electrolytes, there is no energy conversion loss from the viewpoint of power storage efficiency, and moving parts and heat sources are required. It can be said that the LIB that does not have is particularly excellent.
In LIB, in general, in order to ensure the conductivity of the active material layer constituting the electrode, a binder is added to fix the active material powder on the current collector. If the active material layer is made too thick, it may cause the active material layer to peel off or fall off, so that the size of a single cell cannot be easily increased. Therefore, when the LIB is used as a large-scale power storage facility, as described in Patent Document 1, a method of collecting and using a large number of small LIBs is adopted, but for each cell, There is a problem that the potential variation and the management of charge / discharge are complicated. Furthermore, in the case of a storage battery facility in which a large number of small LIBs are assembled, a passage for maintenance and a space for laying wiring for connecting the cells are required, so that the storage can be performed per volume (per area). There was room for improvement in the amount of energy (power storage density).

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電力貯蔵効率及び電力貯蔵密度に優れる電力貯蔵装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage device having excellent power storage efficiency and power storage density, and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、電力貯蔵槽を施工する電力貯蔵槽施工工程と、上記電力貯蔵槽内に、互いに結着されていない正極活物質を含んでなる正極活物質層、セパレータ層及び互いに結着されていない負極活物質を含んでなる負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層を配置する蓄電層配置工程とからなる電力貯蔵装置の製造方法であって、上記蓄電層配置工程が、上記正極活物質層、上記セパレータ層及び上記負極活物質層を上記電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備え、上記蓄電層配置工程において配置される上記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つを5kWh以上とすることを特徴とする電力貯蔵装置の製造方法;正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層が電力貯蔵槽内に格納されてなる電力貯蔵装置であって、上記正極活物質層は、互いに結着されていない正極活物質を含んでなり、上記負極活物質層は、互いに結着されていない負極活物質を含んでなり、上記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つが、5kWh以上であることを特徴とする電力貯蔵装置;この電力貯蔵装置を1つ以上備えることを特徴とする電力貯蔵設備に関する。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of diligent studies to solve the above problems.
That is, in the present invention, the power storage tank construction step of constructing the power storage tank, and the positive electrode active material layer, the separator layer, and the positive electrode active material layer containing the positive electrode active materials that are not bonded to each other in the power storage tank and the bonding to each other. It is a method of manufacturing a power storage device including a storage layer arrangement step of arranging a storage layer including one or more cell units in which negative electrode active material layers including negative electrode active materials that have not been arranged are arranged in this order. The cell unit is arranged in the storage layer arrangement step, comprising a step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank. A method for manufacturing a power storage device, characterized in that at least one of the electric capacities is 5 kWh or more; one or more cell units in which a positive electrode active material layer, a separator layer and a negative electrode active material layer are arranged in this order are provided. The storage layer is a power storage device in which the storage layer is stored in the power storage tank. The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material that is not bonded to each other, and the negative electrode active material layer is bonded to each other. A power storage device containing an uncoated negative electrode active material, wherein at least one of the electric capacities of the cell unit is 5 kWh or more; a power storage device including one or more of the power storage devices is provided. Regarding the power storage equipment to be installed.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法によると、電力貯蔵効率及び電力貯蔵密度に優れる電力貯蔵装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing an energy storage device of the present invention, it is possible to provide an energy storage device having excellent power storage efficiency and power storage density.

図1(a)は、本発明の電力貯蔵装置の一例を模式的に示す断面図であり、図1(b)は本発明の電力貯蔵装置を構成するセルユニットの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing an example of the power storage device of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing an example of a cell unit constituting the power storage device of the present invention. It is a figure. 図2は、本発明の電力貯蔵装置の別の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another example of the power storage device of the present invention. 図3(a)及び図3(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、正極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程の一例を模式的に示す模式図である。3 (a) and 3 (b) are schematic views schematically showing an example of a step of directly arranging the positive electrode active material layer in the power storage tank, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. is there. 図4(a)及び図4(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、セパレータ層を電力貯蔵装置内に直接配置する工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。4 (a) and 4 (b) are perspective cross-sectional views schematically showing an example of a step of directly arranging the separator layer in the power storage device, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. .. 図5(a)及び図5(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、負極活物質層を電力貯蔵装置内に直接配置する工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。5 (a) and 5 (b) are perspective cross-sectional views schematically showing an example of a step of directly arranging the negative electrode active material layer in the power storage device, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. Is. 図6は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する蓄電層配置工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。FIG. 6 is a perspective sectional view schematically showing an example of a storage layer arrangement process constituting the method for manufacturing the power storage device of the present invention. 図7は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する蓄電層配置工程の別の一例を模式的に示す斜視断面図である。FIG. 7 is a perspective sectional view schematically showing another example of the storage layer arrangement process constituting the method for manufacturing the power storage device of the present invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において、正極活物質層が、互いに結着されていない正極活物質を含んでなるとは、正極活物質層を構成する正極活物質同士が結着剤(バインダともいう)により互いの位置を固定されていないこと、及び、正極活物質層中の正極活物質は全て、互いに結着していないことを意味する。
従来のリチウムイオン電池における正極活物質層は、正極活物質及び結着剤を溶媒中に分散させたスラリーを正極集電体等の表面に塗布し、加熱・乾燥させることにより製造されるため、正極活物質層は結着剤により固められた状態となっている。このとき、正極活物質は結着剤により互いに結着されており、正極活物質同士の位置が固定されている。
一方、本発明の電力貯蔵装置を構成する正極活物質層では、正極活物質層中の正極活物質は互いに結着されておらず、正極活物質同士の位置も固定されていない。そのため、リチウムイオン電池から正極活物質層を取り出した場合、正極活物質層に含まれる正極活物質は容易に手でほぐすことができ、その状態を確認することができる。
負極活物質層が、互いに結着されていない負極活物質層を含んでなることについても、正極活物質層の場合と同様である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present specification, when the positive electrode active material layer contains the positive electrode active material that is not bound to each other, the positive electrode active materials constituting the positive electrode active material layer are connected to each other by a binder (also referred to as a binder). It means that the position of the positive electrode is not fixed, and that all the positive electrode active materials in the positive electrode active material layer are not bound to each other.
The positive electrode active material layer in a conventional lithium ion battery is manufactured by applying a slurry in which a positive electrode active material and a binder are dispersed in a solvent to the surface of a positive electrode current collector or the like, and heating and drying the mixture. The positive electrode active material layer is in a state of being solidified by a binder. At this time, the positive electrode active materials are bound to each other by a binder, and the positions of the positive electrode active materials are fixed to each other.
On the other hand, in the positive electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention, the positive electrode active materials in the positive electrode active material layer are not bound to each other, and the positions of the positive electrode active materials are not fixed. Therefore, when the positive electrode active material layer is taken out from the lithium ion battery, the positive electrode active material contained in the positive electrode active material layer can be easily loosened by hand, and its state can be confirmed.
The fact that the negative electrode active material layer includes the negative electrode active material layer that is not bound to each other is the same as in the case of the positive electrode active material layer.

はじめに、本発明の電力貯蔵装置について説明する。
本発明は、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層が電力貯蔵槽内に格納されてなる電力貯蔵装置であって、上記正極活物質層は、互いに結着されていない正極活物質を含んでなり、上記負極活物質層は、互いに結着されていない負極活物質を含んでなり、上記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つが、5kWh以上であることを特徴とする電力貯蔵装置である。
First, the power storage device of the present invention will be described.
The present invention is a power storage device in which a storage layer including one or more cell units in which a positive electrode active material layer, a separator layer, and a negative electrode active material layer are arranged in this order is stored in a power storage tank. The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material that is not bound to each other, and the negative electrode active material layer contains a negative electrode active material that is not bound to each other. At least one is a power storage device characterized by having a power storage device of 5 kWh or more.

本発明の電力貯蔵装置は、正極活物質層及び負極活物質層を構成する活物質(正極活物質及び負極活物質をまとめて、活物質ともいう)がそれぞれ、互いに結着されていないため、活物質層を厚くした場合であっても、活物質同士を固定する結着が破壊されることがない。結着されている活物質同士の結着が破壊されると、活物質層の剥離や電気的接触の不良を招くため、従来のリチウムイオン電池において、活物質層の厚さは結着剤によりその形状を安定化させることができる厚み(〜200μm程度)が上限となっていた。
一方、本発明の電力貯蔵装置は、正極活物質層及び負極活物質層を構成する活物質が互いに結着されていないため、結着の破壊による活物質層の剥離やクラックが起こらず、従来よりも活物質層の厚さを厚くすることができる。
In the power storage device of the present invention, the active materials constituting the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer (the positive electrode active material and the negative electrode active material are collectively referred to as active materials) are not bound to each other. Even when the active material layer is thickened, the bond that fixes the active materials is not broken. When the binding between the bound active materials is broken, the active material layer is peeled off and the electrical contact is poor. Therefore, in the conventional lithium ion battery, the thickness of the active material layer is determined by the binder. The upper limit was the thickness (about 200 μm) capable of stabilizing the shape.
On the other hand, in the power storage device of the present invention, since the active materials constituting the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are not bound to each other, the active material layer does not peel off or crack due to the breaking of the binding, and the conventional method The thickness of the active material layer can be made thicker than that.

さらに、本発明の電力貯蔵装置を構成する正極活物質層及び負極活物質層は活物質を結着剤等により結着させる必要がないため、従来のリチウムイオン電池の製造において必須の工程となっていた、結着剤を含むスラリーを集電体の表面に塗布し、乾燥又は焼成するという工程を経る必要がない。そのため、正極活物質層となる原料及び負極活物質となる原料をそれぞれ、セパレータを介するように順次、電力貯蔵槽内に投入し、層状に積層するという方法で、蓄電デバイス(本発明の電力貯蔵装置におけるセルユニット)を製造することができる。このとき、スラリーを乾燥・焼成するための乾燥装置又は焼成装置が不要となるため、正極活物質層及び負極活物質層を製造することができる限界サイズが、上述した乾燥装置、焼成装置等の制限を受けることがない。従って、従来よりも平面視サイズが大きい活物質層を製造することができる。
以上より、本発明の電力貯蔵装置は、正極活物質層及び負極活物質層がそれぞれ、互いに結着されていない活物質を含んでなるため、従来のリチウムイオン電池を構成する活物質層よりも、セルユニットの電気容量を大きくし、少なくとも1つのセルユニットの電気容量を5kWh以上とすることができる。
Further, since the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention do not need to bind the active material with a binder or the like, it is an indispensable process in the production of the conventional lithium ion battery. It is not necessary to go through the steps of applying the slurry containing the binder to the surface of the current collector and drying or firing it. Therefore, the power storage device (power storage of the present invention) is a method in which the raw material to be the positive electrode active material layer and the raw material to be the negative electrode active material are sequentially put into the power storage tank through the separator and laminated in layers. The cell unit in the device) can be manufactured. At this time, since a drying device or a firing device for drying and firing the slurry is not required, the limit size capable of producing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is the above-mentioned drying device, firing device, or the like. There are no restrictions. Therefore, it is possible to manufacture an active material layer having a larger plan view size than the conventional one.
From the above, the power storage device of the present invention is more than the active material layer constituting the conventional lithium ion battery because the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer each contain an active material that is not bound to each other. , The electric capacity of the cell unit can be increased, and the electric capacity of at least one cell unit can be 5 kWh or more.

本発明の電力貯蔵装置は、電力貯蔵装置を構成するセルユニットの電気容量のうち少なくとも1つが、5kWh以上である。従来のLIBを用いた電力貯蔵設備においては、セルユニット(単電池ともいう)の電気容量は200〜300Wh程度であるから、本発明の電力貯蔵装置を構成するセルユニットは、従来のセルユニットと比較して、20倍程度の電池容量を有する。そのため、本発明の電力貯蔵装置を用いて設置される電力貯蔵設備は、従来のものと比較して、セルユニット間の電圧、電流の調整が容易となる。さらに、セルユニット同士を接続する配線、メンテナンス用の通路等に必要となる空間を大幅に削減することにより、単位面積あたりに貯蔵できるエネルギー量(電力貯蔵密度)を増加させることができる。 In the power storage device of the present invention, at least one of the electric capacities of the cell units constituting the power storage device is 5 kWh or more. In the power storage facility using the conventional LIB, the electric capacity of the cell unit (also referred to as a cell) is about 200 to 300 Wh. Therefore, the cell unit constituting the power storage device of the present invention is the same as the conventional cell unit. In comparison, it has about 20 times the battery capacity. Therefore, the power storage facility installed by using the power storage device of the present invention can easily adjust the voltage and current between the cell units as compared with the conventional one. Furthermore, the amount of energy that can be stored per unit area (power storage density) can be increased by significantly reducing the space required for wiring connecting cell units, passages for maintenance, and the like.

図1(a)及び図1(b)を用いて、本発明の電力貯蔵装置について説明する。
図1(a)は、本発明の電力貯蔵装置の一例を模式的に示す断面図であり、図1(b)は本発明の電力貯蔵装置を構成する蓄電層の一例を模式的に示す断面図である。なお、図1(a)及び図1(b)においては、蓄電層を鉛直方向に積層したものについて説明しているが、本発明の電力貯蔵装置において複数個の蓄電層を積層する場合、蓄電層を積層する方向は鉛直方向に限定されるものではない。
The power storage device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing an example of the power storage device of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing an example of a power storage layer constituting the power storage device of the present invention. It is a figure. Although FIGS. 1 (a) and 1 (b) describe a stack of storage layers in the vertical direction, when a plurality of storage layers are laminated in the power storage device of the present invention, storage is performed. The direction in which the layers are laminated is not limited to the vertical direction.

図1(a)に示すように、電力貯蔵装置1は、3つのセルユニット20を備えた蓄電層40が電力貯蔵槽10内に格納されてなり、セルユニット20同士は集電体層30を介して鉛直方向(図1(a)中両矢印Vで示す方向)に積層されている。
そして、セルユニット20の電気容量の少なくとも1つは、5kWh以上となっている。なお、電力貯蔵槽10の底部には、電力貯蔵槽10外へ伸びる強電部50が設けられ、強電部50と集電体層30とは接触している。
As shown in FIG. 1A, in the power storage device 1, a storage layer 40 having three cell units 20 is stored in the power storage tank 10, and the cell units 20 have a current collector layer 30. They are laminated in the vertical direction (the direction indicated by the double-headed arrow V in FIG. 1A).
And at least one of the electric capacities of the cell unit 20 is 5 kWh or more. At the bottom of the power storage tank 10, a high power unit 50 extending to the outside of the power storage tank 10 is provided, and the high power unit 50 and the current collector layer 30 are in contact with each other.

続いて、本発明の電力貯蔵装置を構成するセルユニットについて説明する。
図1(b)に示すように、セルユニット20は正極活物質層21、セパレータ層22及び負極活物質層23がこの順で配置されている。
本発明の電力貯蔵装置を構成するセルユニットは、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層がこの順で配置されており、本発明の電力貯蔵装置は上記セルユニットを少なくとも1つ以上備えている。
なお、正極活物質層21と負極活物質層23の位置は逆であってもよい。
なお、図1(a)及び図1(b)には示す電力貯蔵装置1では、セルユニット20は、正極活物質層21及び負極活物質層23が互いに接触しないようにセパレータ層22により互いに分離されているが、必要に応じて、正極活物質層21及び負極活物質層23の周縁部にシール部を設けてもよい。シール部を設ける場合、図1(a)及び図1(b)に示すような断面図において、正極活物質層及び負極活物質層の両端部にシール部が配置されており、集電体層及びセパレータ層の両端部は上記シール部まで到達していることが望ましい。
Subsequently, the cell unit constituting the power storage device of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1B, in the cell unit 20, the positive electrode active material layer 21, the separator layer 22, and the negative electrode active material layer 23 are arranged in this order.
In the cell unit constituting the power storage device of the present invention, the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer are arranged in this order, and the power storage device of the present invention includes at least one of the above cell units. ing.
The positions of the positive electrode active material layer 21 and the negative electrode active material layer 23 may be reversed.
In the power storage device 1 shown in FIGS. 1A and 1B, the cell unit 20 is separated from each other by the separator layer 22 so that the positive electrode active material layer 21 and the negative electrode active material layer 23 do not come into contact with each other. However, if necessary, a sealing portion may be provided on the peripheral portions of the positive electrode active material layer 21 and the negative electrode active material layer 23. When the seal portion is provided, in the cross-sectional views as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the seal portions are arranged at both ends of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the current collector layer. It is desirable that both ends of the separator layer reach the sealing portion.

本発明の電力貯蔵装置を構成するセルユニットの少なくとも1つの電気容量は、5kWh以上である。その他のセルユニットの電気容量については特に限定されない。
本発明の電力貯蔵装置は、上記セルユニットを1つ以上備えた蓄電層が、電力貯蔵槽内に格納されてなる。
The electric capacity of at least one of the cell units constituting the power storage device of the present invention is 5 kWh or more. The electric capacity of other cell units is not particularly limited.
In the power storage device of the present invention, a power storage layer including one or more of the cell units is stored in the power storage tank.

蓄電層を構成するセルユニットの数は1つ以上であれば特に限定されない。セルユニットの数が2つ以上の場合、各セルユニット同士は直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよく、直列と並列を任意に切り替えられるようにスイッチ機構が搭載されていてもよい。 The number of cell units constituting the power storage layer is not particularly limited as long as it is one or more. When the number of cell units is two or more, each cell unit may be connected in series or in parallel, and a switch mechanism is mounted so that series and parallel can be arbitrarily switched. You may.

本明細書において、蓄電層とは、充放電を制御することができる最小単位である。例えば、図1(a)に示すように、セルユニット20が3つ直列に接続されたものは、当該セルユニット20が3つで1つの蓄電層40となる。また、3つのセルユニットが並列で接続されており、3つのセルユニットを並列で接続した状態でのみ充放電が行えるものは、当該3つのセルユニットで1つの蓄電層となる。
一方、3つのセルユニットが並列で接続されているが、スイッチ機構等により一のセルユニットのみを個別に充放電することができるよう構成されている場合、当該一のセルユニットだけで蓄電層とよぶ。
In the present specification, the power storage layer is the smallest unit capable of controlling charge / discharge. For example, as shown in FIG. 1A, when three cell units 20 are connected in series, three cell units 20 form one storage layer 40. Further, if three cell units are connected in parallel and charging / discharging can be performed only when the three cell units are connected in parallel, the three cell units form one storage layer.
On the other hand, although three cell units are connected in parallel, if only one cell unit can be individually charged and discharged by a switch mechanism or the like, only the one cell unit can be used as a storage layer. Call.

本発明の電力貯蔵装置において、セルユニット同士は、集電体層を介して、正極活物質層と負極活物質層とが対向するように積層されていてもよい。このとき、一のセルユニットの正極活物質層と他のセルユニットの負極活物質層とが、集電体層を介して電気的に接続されることとなる。また、集電体層を介してセルユニット同士を複数個積層する場合、その方向は鉛直方向であることが望ましい。 In the power storage device of the present invention, the cell units may be laminated so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other via the current collector layer. At this time, the positive electrode active material layer of one cell unit and the negative electrode active material layer of the other cell unit are electrically connected via the current collector layer. Further, when a plurality of cell units are laminated with each other via the current collector layer, the direction is preferably a vertical direction.

本明細書において、集電体層とは、電力貯蔵槽内において電気を移動させるための配線のうち、正極活物質層及び/又は負極活物質層に直接接触している部分をいい、正極活物質層及び負極活物質層のいずれにも直接接触していない部分は、強電部とよぶ。
強電部は、電力貯蔵槽内において電気を移動させるための配線のうち集電体層以外のもの(セルユニット間の配線)と、電力貯蔵槽内と外部とで電気を移動させるための配線(電力貯蔵槽から電力を外部に供給するための配線等)を含む。
強電部と集電体層とは一体化していてもよく、集電体層と強電部が接触していてもよい。
強電部を構成する材料は特に限定されないが、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケルのいずれかで構成されていることが望ましい。
In the present specification, the current collector layer refers to a portion of the wiring for moving electricity in the power storage tank that is in direct contact with the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer, and refers to the positive electrode active material layer. The portion that is not in direct contact with either the material layer or the negative electrode active material layer is called a strong electric part.
The high-power section includes wiring for moving electricity in the power storage tank other than the current collector layer (wiring between cell units) and wiring for moving electricity between the inside and outside of the power storage tank (wiring between cell units). Wiring for supplying power from the power storage tank to the outside, etc.) is included.
The current collector layer and the current collector layer may be integrated, or the current collector layer and the current collector layer may be in contact with each other.
The material constituting the high-voltage part is not particularly limited, but it is desirable that the material is made of copper, aluminum, titanium, stainless steel, or nickel.

電力貯蔵槽の内面には、電解液の浸透を防ぐための防浸層が施されていてもよい。電力貯蔵槽の内面に防浸層が施されていると、電力貯蔵槽を構成する材料に電解液が浸透することを防ぐことができる。
防浸層を構成する材料は、電解液が浸透しにくく、電気伝導性の低いものであればよく、絶縁性樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等)からなるフィルム、及び、上記絶縁性樹脂と金属箔との積層体が好ましい。中でも絶縁性樹脂と金属箔との積層体がさらに好ましく、絶縁性樹脂と金属箔との積層体としては、上記絶縁性樹脂からなるフィルムとアルミ箔を積層してなるアルミラミネートフィルムが挙げられる。
The inner surface of the power storage tank may be provided with an immersion-proof layer for preventing the permeation of the electrolytic solution. When the immersion-proof layer is provided on the inner surface of the power storage tank, it is possible to prevent the electrolytic solution from permeating into the material constituting the power storage tank.
The material constituting the immersion-proof layer may be a material that does not easily penetrate the electrolytic solution and has low electrical conductivity, and is a film made of an insulating resin (polyethylene, polypropylene, fluororesin, silicone resin, etc.) and the above-mentioned insulation. A laminate of a sex resin and a metal foil is preferable. Among them, a laminate of an insulating resin and a metal foil is more preferable, and examples of the laminate of the insulating resin and the metal foil include an aluminum laminate film formed by laminating a film made of the insulating resin and an aluminum foil.

本発明の電力貯蔵装置は、上記電力貯蔵槽の上部に、上記電力貯蔵槽を封止する蓋が設けられていることが望ましい。
電力貯蔵槽の上部に電力貯蔵槽を封止する蓋が設けられていると、電力貯蔵槽の外部からの塵、埃等の異物の混入を防止しやすくなる。
なお、電力貯蔵装置が蓋を備える場合、必要に応じて、電力貯蔵槽内部の圧力を逃がすための圧力逃がし弁、ベント等が電力貯蔵槽及び/又は蓋に設けられていてもよい。
In the power storage device of the present invention, it is desirable that a lid for sealing the power storage tank is provided on the upper part of the power storage tank.
If a lid for sealing the power storage tank is provided on the upper part of the power storage tank, it becomes easy to prevent foreign matter such as dust and dirt from entering from the outside of the power storage tank.
When the power storage device is provided with a lid, a pressure release valve, a vent, or the like for releasing the pressure inside the power storage tank may be provided in the power storage tank and / or the lid, if necessary.

本発明の電力貯蔵装置において、上記電力貯蔵槽及び上記蓋には、防水層が設けられていることが望ましい。
電力貯蔵槽及び蓋に防水層が設けられていると、電力貯蔵槽の内部に水分が侵入することを防止することができ、耐久性が向上する。
防水層は電力貯蔵槽及び蓋のいずれの箇所に設けられていてもよいが、電力貯蔵槽の内側(内壁面)及び蓋の内面に設けられていることが望ましい。
ただし、電力貯蔵槽の内面に電解液の浸透を防ぐための防浸層が設けられている場合、当該防浸層よりも外側に防水層を設けることが望ましい。
防水層が上記箇所に設けられていると、電力貯蔵槽及び蓋を構成する材料が含有する水分が電力貯蔵槽内に侵入することを抑制することができる。
なお、防水層は2層以上設けられていてもよい。
In the power storage device of the present invention, it is desirable that the power storage tank and the lid are provided with a waterproof layer.
When the power storage tank and the lid are provided with a waterproof layer, it is possible to prevent moisture from entering the inside of the power storage tank, and the durability is improved.
The waterproof layer may be provided at any of the power storage tank and the lid, but it is desirable that the waterproof layer is provided inside the power storage tank (inner wall surface) and on the inner surface of the lid.
However, when an immersion-proof layer for preventing the permeation of the electrolytic solution is provided on the inner surface of the power storage tank, it is desirable to provide a waterproof layer on the outside of the immersion-proof layer.
When the waterproof layer is provided at the above-mentioned place, it is possible to prevent the moisture contained in the material constituting the power storage tank and the lid from entering the power storage tank.
Two or more waterproof layers may be provided.

本発明の電力貯蔵装置において、上記蓄電層は、上記セルユニットが集電体層を介して上記正極活物質層と上記負極活物質層とが対向するように、複数個、鉛直方向に積層されていることが望ましい。
蓄電層において、集電体層を介して正極活物質層と負極活物質層が対向するように積層されていると、複数個のセルユニットが集電体層を介して接続されていることなる。すなわち、セルユニット同士を直列で接続していることとなり、蓄電層から取り出すことのできる電圧が上昇する。
さらに、セルユニット同士が鉛直方向に積層されていると、セルユニットの自重により集電体層に圧力が加わるため、セルユニットの集電体層との接触性が向上し、内部抵抗を低減させやすくなる。
In the power storage device of the present invention, a plurality of the storage layers are vertically laminated so that the cell unit faces the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer via the current collector layer. It is desirable to have.
In the power storage layer, when the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are laminated so as to face each other via the current collector layer, a plurality of cell units are connected via the current collector layer. .. That is, the cell units are connected in series, and the voltage that can be taken out from the storage layer rises.
Further, when the cell units are laminated in the vertical direction, pressure is applied to the current collector layer due to the weight of the cell unit itself, so that the contact property of the cell unit with the current collector layer is improved and the internal resistance is reduced. It will be easier.

本発明の電力貯蔵装置において、上記蓄電層は、鉛直方向下側に向かって加圧されていることが望ましい。
蓄電層が鉛直方向下側に加圧されていると、セルユニット同士の接触性が向上し、内部抵抗を低減させることができる。
蓄電層を鉛直方向下側に向かって加圧する方法は特に限定されないが、例えば、レンガ、石材等の重量物を電力貯蔵槽の最上部(蓋がある場合はその下側)に載置して加圧する方法や、電力貯蔵装置の最上部(蓋がある場合はその下側)に液体を格納可能な袋状物を配置しておき、該袋状物の内部に液体を流入させることによって電力貯蔵槽の最上部から液体の重量による荷重を掛ける方法などが挙げられる。
重量物を用いて蓄電層を加圧する場合には、蓄電層と重量物の間に板状物を配置し、蓄電層全体に重量物の圧力が分散されるようにすることが望ましい。また袋状物の内部に液体を流入させることによって蓄電層を加圧する場合には、該袋状物の内部に流入させる液体は、水を含まないことが望ましい。
上記袋状物は複数個に分かれていてもよく、例えば、各セルユニット又は各蓄電層の表面に複数個の圧力センサを配置しておき、各圧力センサの数値が好ましい範囲となるように、各袋状物に流入させる液体の量(重量)を変化させることによって、加圧の程度を適宜調整してもよい。
In the power storage device of the present invention, it is desirable that the power storage layer is pressurized downward in the vertical direction.
When the power storage layer is pressurized downward in the vertical direction, the contact property between the cell units is improved and the internal resistance can be reduced.
The method of pressurizing the storage layer downward in the vertical direction is not particularly limited, but for example, a heavy object such as a brick or a stone is placed on the uppermost part of the power storage tank (the lower side if there is a lid). Power is supplied by a method of pressurizing or by arranging a bag-shaped object capable of storing liquid at the top of the power storage device (below the lid, if any) and allowing the liquid to flow into the bag-shaped object. Examples include a method of applying a load based on the weight of the liquid from the top of the storage tank.
When the storage layer is pressurized with a heavy object, it is desirable to arrange a plate-like object between the storage layer and the heavy object so that the pressure of the heavy object is dispersed throughout the storage layer. When the storage layer is pressurized by flowing a liquid into the bag-shaped object, it is desirable that the liquid flowing into the bag-shaped object does not contain water.
The bag-shaped object may be divided into a plurality of pieces. For example, a plurality of pressure sensors are arranged on the surface of each cell unit or each storage layer so that the numerical value of each pressure sensor is in a preferable range. The degree of pressurization may be appropriately adjusted by changing the amount (weight) of the liquid flowing into each bag-shaped material.

本発明の電力貯蔵装置において、上記電力貯蔵槽の内部寸法が複数個の上記セルユニットの水平方向の面積の変化に追従しており、上記一のセルユニットの水平方向の面積が、鉛直方向下側に配置されている他のセルユニットの水平方向の面積よりも大きく、上記一のセルユニットの鉛直方向下側に、上記一のセルユニットの水平方向の面積と略同一の面積を有する支持板が配置されていることが望ましい。
このことを、図2を用いて説明する。
In the power storage device of the present invention, the internal dimensions of the power storage tank follow the change in the horizontal area of the plurality of cell units, and the horizontal area of the one cell unit is vertically downward. A support plate that is larger than the horizontal area of the other cell units arranged on the side and has substantially the same area as the horizontal area of the one cell unit on the lower side in the vertical direction of the one cell unit. Is desirable.
This will be described with reference to FIG.

図2は、本発明の電力貯蔵装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
図2に示す電力貯蔵装置2は、電力貯蔵槽10の内部寸法が、鉛直方向に積層されたセルユニット20a、20b、20cの水平方向の面積の変化に追従しており、上側に配置されているセルユニット20aの水平方向の面積が、鉛直方向下側に配置されている他のセルユニット20bの水平方向の面積よりも大きい。
電力貯蔵装置10の内部寸法が、セルユニット20a、20b、20cの水平方向の面積に追従していると、各セルユニットが、電力貯蔵槽の内部に過不足なく収納されるため、振動等により容易にずれたりすることがない。そして、上側に配置されているセルユニット20aの鉛直方向下側に、セルユニット20aと略同一の面積を有する支持板31aが配置されていると、セルユニット20aの重量は支持板31aにより支えられ、支持板31aはセルユニット20bの周囲に配置された電力貯蔵槽10により支えられるから、セルユニット20bに荷重が加わることがない。なお、支持板31aは導電性を有しており、集電体層としても機能する。さらに、セルユニット20aは支持板31aによってその全面が支えられているから、セルユニット20aの端部が垂れ下がったり、変形したりすることを抑制することができる。
セルユニット20bと支持板31bとの関係も、セルユニット20aと支持板31aの関係と同様である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another example of the power storage device of the present invention.
In the power storage device 2 shown in FIG. 2, the internal dimensions of the power storage tank 10 follow changes in the horizontal areas of the cell units 20a, 20b, and 20c stacked in the vertical direction, and are arranged on the upper side. The horizontal area of the cell unit 20a is larger than the horizontal area of the other cell units 20b arranged on the lower side in the vertical direction.
When the internal dimensions of the power storage device 10 follow the horizontal areas of the cell units 20a, 20b, and 20c, each cell unit is housed inside the power storage tank in just proportion, so that due to vibration or the like. It does not easily shift. When a support plate 31a having substantially the same area as the cell unit 20a is arranged on the lower side in the vertical direction of the cell unit 20a arranged on the upper side, the weight of the cell unit 20a is supported by the support plate 31a. Since the support plate 31a is supported by the power storage tank 10 arranged around the cell unit 20b, no load is applied to the cell unit 20b. The support plate 31a has conductivity and also functions as a current collector layer. Further, since the entire surface of the cell unit 20a is supported by the support plate 31a, it is possible to prevent the end portion of the cell unit 20a from hanging down or being deformed.
The relationship between the cell unit 20b and the support plate 31b is the same as the relationship between the cell unit 20a and the support plate 31a.

支持板は導電性を有していてもよく、導電性を有していなくてもよい。支持板が導電性を有している場合、支持板は集電体層としても作用するため、集電体層兼支持板として用いることができる。支持板が導電性を有していない場合、支持板の両面に集電体層を形成し、支持板の両面に形成された集電体層同士を電気的に接続することで、集電体層の間に支持板を配置することができる。
支持板には、上側に配置されたセルユニットの荷重を下側に配置されたセルユニットに伝えず、電力貯蔵槽に分散させることができる程度の剛性があればよく、支持板の材質及び厚さは特に限定されない。
The support plate may or may not have conductivity. When the support plate has conductivity, the support plate also acts as a current collector layer, and therefore can be used as both a current collector layer and a support plate. When the support plate does not have conductivity, a current collector layer is formed on both sides of the support plate, and the current collector layers formed on both sides of the support plate are electrically connected to each other to form a current collector. Support plates can be placed between the layers.
The support plate may have enough rigidity to disperse the load of the cell unit arranged on the upper side to the cell unit arranged on the lower side without transmitting it to the power storage tank, and the material and thickness of the support plate may be sufficient. The size is not particularly limited.

正極活物質及び負極活物質の少なくとも一方は、その表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる被覆層により被覆された被覆活物質であることが望ましい。
なお、正極活物質を被覆する被覆層を正極被覆層、負極活物質を被覆する被覆層を負極被覆層といい、正極被覆層により被覆された正極活物質を被覆正極活物質、負極被覆層により被覆された負極活物質を被覆負極活物質ともいう。
It is desirable that at least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material is a coating active material whose surface is partially or wholly covered with a coating layer containing a polymer compound.
The coating layer that coats the positive electrode active material is called the positive electrode coating layer, the coating layer that coats the negative electrode active material is called the negative electrode coating layer, and the positive electrode active material coated by the positive electrode coating layer is made of the coated positive electrode active material and the negative electrode coating layer. The coated negative electrode active material is also referred to as a coated negative electrode active material.

本発明の電力貯蔵装置を構成する正極活物質層について説明する。
正極活物質層は、互いに結着されていない正極活物質を含んでなり、必要に応じて、導電助剤を含んでいてもよい。
すなわち、本発明の電力貯蔵装置を構成する正極活物質層は、正極活物質層を構成する正極活物質同士が結着剤等により互いに結着されていない。
The positive electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention will be described.
The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material that is not bound to each other, and may contain a conductive auxiliary agent, if necessary.
That is, in the positive electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention, the positive electrode active materials constituting the positive electrode active material layer are not bound to each other by a binder or the like.

正極活物質は、正極活物質そのものであってもよく、該正極活物質の表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる正極被覆層により被覆された被覆正極活物質であってもよいが、被覆正極活物質であることが望ましい。 The positive electrode active material may be the positive electrode active material itself, or may be a coated positive electrode active material in which a part or all of the surface of the positive electrode active material is coated with a positive electrode coating layer containing a polymer compound. However, it is desirable that it is a coated positive electrode active material.

正極活物質層の厚さは、特に限定されないが、100〜10000μmであることが望ましい。 The thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably 100 to 10,000 μm.

正極活物質層を構成する正極活物質としては、従来公知のものを好適に使用することができ、ある電位を与えることでリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物であって、対極に用いる負極活物質よりも高い電位でリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物を用いることができる。 As the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer, conventionally known ones can be preferably used, and a compound capable of inserting and removing lithium ions by applying a certain potential, which is used as a counter electrode. A compound capable of inserting and removing lithium ions at a higher potential than that of the negative electrode active material can be used.

正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1−xCo、LiMn1−yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/3及びLiNi0.8Co0.15Al0.05)及び金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMaM’bM’’cO(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ−p−フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
As the positive electrode active material, composite oxide of lithium and transition metal {composite oxide is a transition metal is one (LiCoO 2, LiNiO 2, LiAlMnO 4, LiMnO 2 and LiMn 2 O 4, etc.), transition metal elements Two types of composite oxides (eg LiFeMnO 4 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiMn 1-y Co y O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) and a composite oxide containing three or more kinds of metal elements [for example, LiMaM'bM''cO 2 (M, M'and M'' are different transition metal elements, and a + b + c = 1. For example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ), etc.}, lithium-containing transition metal phosphates (eg LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ), transition metals Oxides (eg MnO 2 and V 2 O 5 ), transition metal sulfides (eg MoS 2 and TiS 2 ) and conductive polymers (eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene and poly-p-phenylene and polyvinylcarbazole) and the like. However, two or more types may be used in combination.
The lithium-containing transition metal phosphate may be one in which a part of the transition metal site is replaced with another transition metal.

正極活物質の体積平均粒子径は、電力貯蔵装置の電気特性の観点から、0.01〜100μmであることが好ましく、0.1〜35μmであることがより好ましく、2〜30μmであることがさらに好ましい。 The volume average particle size of the positive electrode active material is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 35 μm, and preferably 2 to 30 μm from the viewpoint of the electrical characteristics of the power storage device. More preferred.

本明細書において、正極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。 In the present specification, the volume average particle size of the positive electrode active material means the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method). The microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light. A microtrack or the like manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used for measuring the volume average particle size.

正極活物質層を構成していてもよい導電助剤について説明する。
導電助剤は、導電性を有する材料から選択される。
具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
これらの導電助剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電助剤の材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。
The conductive auxiliary agent which may constitute the positive electrode active material layer will be described.
The conductive auxiliary agent is selected from materials having conductivity.
Specifically, metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.], carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), etc.), etc. ], And a mixture thereof, etc., but is not limited to these.
These conductive auxiliaries may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use these alloys or metal oxides. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, copper, titanium and mixtures thereof are preferable, silver, aluminum, stainless steel and carbon are more preferable, and carbon is even more preferable. Further, these conductive auxiliaries may be those obtained by coating a conductive material (a metal one among the above-mentioned conductive auxiliary materials) around a particle-based ceramic material or a resin material by plating or the like.

導電助剤の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電力貯蔵装置の電気特性の観点から、0.01〜10μmであることが好ましく、0.02〜5μmであることがより好ましく、0.03〜1μmであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。 The average particle size of the conductive auxiliary agent is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 μm, more preferably 0.02 to 5 μm, from the viewpoint of the electrical characteristics of the power storage device. , 0.03 to 1 μm, more preferably. In addition, in this specification, "particle diameter" means the maximum distance L among the distances between arbitrary two points on the contour line of a particle. The value of the "average particle size" is the average value of the particle size of the particles observed in several to several tens of fields using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). The calculated value shall be adopted.

導電助剤の形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性樹脂組成物として実用化されている形態であってもよい。 The shape (form) of the conductive auxiliary agent is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, and may be a form practically used as a so-called filler-based conductive resin composition such as carbon nanotubes. Good.

導電助剤は、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電助剤が導電性繊維である場合、その平均繊維径は0.1〜20μmであることが好ましい。
The conductive auxiliary agent may be a conductive fiber whose shape is fibrous.
As the conductive fiber, carbon fiber such as PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber, conductive fiber obtained by uniformly dispersing a metal having good conductivity or graphite in synthetic fiber, and a metal such as stainless steel Examples thereof include fibrous metal fibers, conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with metal, and conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferable. Further, a polypropylene resin kneaded with graphene is also preferable.
When the conductive auxiliary agent is a conductive fiber, its average fiber diameter is preferably 0.1 to 20 μm.

続いて、被覆正極活物質を構成する正極被覆層について説明する。
正極被覆層は、高分子化合物を含んでなり、必要に応じてさらに導電材料を含んでいてもよい。
なお、被覆正極活物質は、正極活物質の表面の一部又は全部が、高分子化合物を含んでなる正極被覆層によって被覆されたものであるが、正極活物質層中において、例え被覆正極活物質同士が接触したとしても、接触面において正極被覆層同士が不可逆的に接着されることはなく、接着は一時的なもので、容易に手でほぐすことができるものであるから、被覆正極活物質同士が正極被覆層によって固定されることはない。従って、被覆正極活物質を含んでなる正極活物質層は、正極活物質が互いに結着されているものではない。
Subsequently, the positive electrode coating layer constituting the coated positive electrode active material will be described.
The positive electrode coating layer contains a polymer compound, and may further contain a conductive material if necessary.
In the coated positive electrode active material, a part or all of the surface of the positive electrode active material is coated with a positive electrode coating layer containing a polymer compound, but in the positive electrode active material layer, for example, the coated positive electrode active material. Even if the substances come into contact with each other, the positive electrode coating layers are not irreversibly bonded to each other on the contact surface, and the bonding is temporary and can be easily loosened by hand. The substances are not fixed to each other by the positive electrode coating layer. Therefore, in the positive electrode active material layer containing the coated positive electrode active material, the positive electrode active materials are not bound to each other.

正極被覆層を構成する高分子化合物としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などが挙げられ、例えば、フッ素樹脂、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート、ポリサッカロイド(アルギン酸ナトリウム等)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中ではビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂が好ましい。
これらの中では、電解液に浸漬した際の吸液率が10%以上であり、飽和吸液状態での引張破断伸び率が10%以上である高分子化合物がより好ましい。
Examples of the polymer compound constituting the positive electrode coating layer include thermoplastic resins and thermosetting resins. For example, fluororesins, vinyl resins, urethane resins, polyester resins, polyether resins, polyamide resins, epoxy resins, and polyimides. Examples thereof include resins, silicone resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, polycarbonates, polysaccharoids (sodium alginate, etc.) and mixtures thereof. Among these, vinyl resin, urethane resin, polyester resin or polyamide resin are preferable.
Among these, a polymer compound having a liquid absorption rate of 10% or more when immersed in an electrolytic solution and a tensile elongation at break in a saturated liquid absorption state of 10% or more is more preferable.

電解液に浸漬した際の吸液率は、電解液に浸漬する前、浸漬した後の高分子化合物の重量を測定して、以下の式で求められる。
吸液率(%)=[(電解液浸漬後の高分子化合物の重量−電解液浸漬前の高分子化合物の重量)/電解液浸漬前の高分子化合物の重量]×100
吸液率を求めるための電解液としては、好ましくはエチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)を体積割合でEC:DEC=3:7で混合した混合溶媒に、電解質としてLiPFを1mol/Lの濃度になるように溶解した電解液を用いる。
吸液率を求める際の電解液への浸漬は、50℃、3日間行う。50℃、3日間の浸漬を行うことにより高分子化合物が飽和吸液状態となる。なお、飽和吸液状態とは、それ以上電解液に浸漬しても高分子化合物の重量が増えない状態をいう。
なお、リチウムイオン電池を製造する際に使用する電解液は、上記電解液に限定されるものではなく、他の電解液を使用してもよい。
The liquid absorption rate when immersed in the electrolytic solution is calculated by the following formula by measuring the weight of the polymer compound before and after immersion in the electrolytic solution.
Liquid absorption rate (%) = [(Weight of polymer compound after immersion in electrolyte solution-Weight of polymer compound before immersion in electrolyte solution) / Weight of polymer compound before immersion in electrolyte solution] × 100
The electrolytic solution for determining the liquid absorption rate is preferably a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a volume ratio of EC: DEC = 3: 7, and LiPF 6 as an electrolyte is 1 mol / mol /. An electrolytic solution dissolved so as to have a concentration of L is used.
Immersion in the electrolytic solution for determining the liquid absorption rate is performed at 50 ° C. for 3 days. By immersing at 50 ° C. for 3 days, the polymer compound becomes a saturated liquid absorbing state. The saturated liquid absorbing state means a state in which the weight of the polymer compound does not increase even if it is further immersed in the electrolytic solution.
The electrolytic solution used in manufacturing the lithium ion battery is not limited to the above electrolytic solution, and other electrolytic solutions may be used.

吸液率が10%以上であると、リチウムイオンが高分子化合物を容易に透過することができるため、正極活物質層内でのイオン抵抗を低く保つことができる。吸液率が10%未満であると、リチウムイオンの伝導性が低くなり、リチウムイオン電池としての性能が充分に発揮されないことがある。
吸液率は20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。
また、吸液率の好ましい上限値としては、400%であり、より好ましい上限値としては300%である。
When the liquid absorption rate is 10% or more, lithium ions can easily permeate the polymer compound, so that the ion resistance in the positive electrode active material layer can be kept low. If the liquid absorption rate is less than 10%, the conductivity of lithium ions becomes low, and the performance as a lithium ion battery may not be sufficiently exhibited.
The liquid absorption rate is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
The preferable upper limit of the liquid absorption rate is 400%, and the more preferable upper limit is 300%.

飽和吸液状態での引張破断伸び率は、高分子化合物をダンベル状に打ち抜き、上記吸液率の測定と同様に電解液への浸漬を50℃、3日間行って高分子化合物を飽和吸液状態として、ASTM D683(試験片形状TypeII)に準拠して測定することができる。引張破断伸び率は、引張試験において試験片が破断するまでの伸び率を下記式によって算出した値である。
引張破断伸び率(%)=[(破断時試験片長さ−試験前試験片長さ)/試験前試験片長さ]×100
The tensile elongation at break in the saturated liquid absorption state is obtained by punching the polymer compound into a dumbbell shape and immersing the polymer compound in the electrolytic solution at 50 ° C. for 3 days in the same manner as in the above measurement of the liquid absorption rate to saturate the polymer compound. As a state, it can be measured according to ASTM D683 (test piece shape Type II). The tensile elongation at break is a value calculated by the following formula as the elongation at break until the test piece breaks in the tensile test.
Tensile fracture elongation (%) = [(Test piece length at break-Test piece length before test) / Test piece length before test] x 100

高分子化合物の飽和吸液状態での引張破断伸び率が10%以上であると、高分子化合物が適度な柔軟性を有するため、充放電時の正極活物質の体積変化によって正極被覆層が剥離することを抑制しやすくなる。
引張破断伸び率は20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。
また、引張破断伸び率の好ましい上限値としては、400%であり、より好ましい上限値としては300%である。
When the tensile elongation at break of the polymer compound in the saturated liquid absorption state is 10% or more, the polymer compound has appropriate flexibility, so that the positive electrode coating layer is peeled off due to the volume change of the positive electrode active material during charging and discharging. It becomes easier to suppress doing.
The tensile elongation at break is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
Further, the preferable upper limit value of the tensile elongation at break is 400%, and the more preferable upper limit value is 300%.

上述した高分子化合物のなかでも、国際公開第2015/005117号公報に被覆用樹脂として記載されているものは、本発明の正極被覆層を構成する高分子化合物として特に好適に用いることができる。 Among the above-mentioned polymer compounds, those described as coating resins in International Publication No. 2015/005117 can be particularly preferably used as the polymer compounds constituting the positive electrode coating layer of the present invention.

導電材料としては、正極活物質層を構成していてもよい導電助剤として挙げられたものを好適に用いることができる。 As the conductive material, those listed as the conductive auxiliary agent which may form the positive electrode active material layer can be preferably used.

正極活物質の重量に対する高分子化合物と導電材料との合計重量の割合は、特に限定されるものではないが、2〜25重量%であることが好ましい。 The ratio of the total weight of the polymer compound and the conductive material to the weight of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 2 to 25% by weight.

正極活物質の重量に対する高分子化合物の重量の割合は、特に限定されるものではないが、0.1〜10重量%であることが好ましい。正極活物質の重量に対する導電材料の重量の割合は、特に限定されるものではないが、2〜15重量%であることが好ましい。 The ratio of the weight of the polymer compound to the weight of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by weight. The ratio of the weight of the conductive material to the weight of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably 2 to 15% by weight.

正極被覆層に含まれる導電材料の重量に対する正極被覆層に含まれる高分子化合物の重量の割合は、特に限定されるものではないが、1〜10重量%であることが好ましく、1〜4重量%であることがより好ましい。 The ratio of the weight of the polymer compound contained in the positive electrode coating layer to the weight of the conductive material contained in the positive electrode coating layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by weight, preferably 1 to 4% by weight. More preferably.

正極被覆層の導電率は、0.001〜10mS/cmであることが好ましく、0.01〜5mS/cmであることがより好ましい。
正極被覆層の導電率は、四端子法によって求めることができる。
正極被覆層の導電率が0.001mS/cm以上であることで、正極活物質への電気抵抗が高くなく、充放電が可能となる。
The conductivity of the positive electrode coating layer is preferably 0.001 to 10 mS / cm, more preferably 0.01 to 5 mS / cm.
The conductivity of the positive electrode coating layer can be determined by the four-terminal method.
When the conductivity of the positive electrode coating layer is 0.001 mS / cm or more, the electrical resistance to the positive electrode active material is not high, and charging / discharging is possible.

本発明の電力貯蔵装置を構成する負極活物質層について説明する。
負極活物質層は、互いに結着されていない負極活物質を含んでなり、必要に応じて、導電助剤を含んでいてもよい。
すなわち、本発明の電力貯蔵装置を構成する負極活物質層は、負極活物質層を構成する負極活物質同士が互いに結着されていない。
The negative electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention will be described.
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material that is not bound to each other, and may contain a conductive auxiliary agent, if necessary.
That is, in the negative electrode active material layer constituting the power storage device of the present invention, the negative electrode active materials constituting the negative electrode active material layer are not bound to each other.

負極活物質は、負極活物質そのものであってもよく、該負極活物質の表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる負極被覆層により被覆された被覆負極活物質であってもよいが、被覆負極活物質であることが望ましい。 The negative electrode active material may be the negative electrode active material itself, or may be a coated negative electrode active material in which a part or all of the surface of the negative electrode active material is coated with a negative electrode coating layer containing a polymer compound. However, it is desirable that it is a coated negative electrode active material.

負極活物質層の厚さは、特に限定されないが、100〜10000μmであることが望ましい。 The thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably 100 to 10,000 μm.

負極活物質としては、炭素系材料[例えば黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)、炭化ケイ素及び炭素繊維等]、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属(スズ、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等)、金属酸化物(チタン酸化物、リチウム・チタン酸化物及びケイ素酸化物等)及び金属合金(例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金及びリチウム−アルミニウム−マンガン合金等)等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。
上記負極活物質のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め活物質の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。
Examples of the negative electrode active material include carbon-based materials [for example, graphite, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, calcined resin (for example, phenol resin, furan resin, etc. are calcined and carbonized), cokes (for example, pitch coke, etc.). Needle coke and petroleum coke, etc.), silicon carbide and carbon fiber, etc.], conductive polymers (eg, polyacetylene and polypyrrole, etc.), metals (tin, silicon, aluminum, zirconium, titanium, etc.), metal oxides (titanium oxide, etc.) Lithium-titanium oxides and silicon oxides, etc.) and metal alloys (for example, lithium-tin alloys, lithium-silicon alloys, lithium-aluminum alloys, lithium-aluminum-manganese alloys, etc.) and mixtures of these with carbon-based materials, etc. Can be mentioned.
Among the above-mentioned negative electrode active materials, those which do not contain lithium or lithium ions inside may be pre-doped with a part or all of the active materials containing lithium or lithium ions in advance.

負極活物質の体積平均粒子径は、電力貯蔵装置の電気特性の観点から、0.01〜100μmが好ましく、0.1〜20μmであることがより好ましく、2〜10μmであることがさらに好ましい。 The volume average particle size of the negative electrode active material is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 20 μm, and even more preferably 2 to 10 μm from the viewpoint of the electrical characteristics of the power storage device.

本明細書において、負極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。 In the present specification, the volume average particle size of the negative electrode active material means the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method). The microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light. A microtrack or the like manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used for measuring the volume average particle size.

続いて、負極被覆層について説明する。
負極被覆層は、高分子化合物を含んでなり、必要に応じて、さらに導電材料を含んでいてもよい。
なお、被覆負極活物質は、負極活物質の表面の一部又は全部が、高分子化合物を含んでなる負極被覆層によって被覆されたものであるが、負極活物質層中において、例え被覆負極活物質同士が接触したとしても、接触面において負極被覆層同士が不可逆的に接着することはなく、接着は一時的なもので、容易に手でほぐすことができるものであるから、被覆負極活物質同士が負極被覆層によって固定されることはない。従って、被覆負極活物質を含んでなる負極活物質層は、負極活物質が互いに結着されているものではない。
なお、負極被覆層を構成する高分子化合物及び導電材料は、正極被覆層を構成する高分子化合物及び導電材料と同様のものを好適に用いることができる。
Subsequently, the negative electrode coating layer will be described.
The negative electrode coating layer contains a polymer compound, and may further contain a conductive material, if necessary.
In the coated negative electrode active material, a part or all of the surface of the negative electrode active material is coated with a negative electrode coating layer containing a polymer compound, but in the negative electrode active material layer, for example, the coated negative electrode active material. Even if the substances come into contact with each other, the negative electrode coating layers do not irreversibly adhere to each other on the contact surface, and the adhesion is temporary and can be easily loosened by hand. They are not fixed to each other by the negative electrode coating layer. Therefore, in the negative electrode active material layer containing the coated negative electrode active material, the negative electrode active materials are not bound to each other.
As the polymer compound and the conductive material constituting the negative electrode coating layer, the same polymer compounds and conductive materials as those constituting the positive electrode coating layer can be preferably used.

負極被覆層が含有する高分子化合物と導電材料との合計重量の割合は、特に限定されるものではないが、負極活物質の重量に対して0.1〜25重量%であることが好ましい。 The ratio of the total weight of the polymer compound and the conductive material contained in the negative electrode coating layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 25% by weight with respect to the weight of the negative electrode active material.

負極活物質の重量に対する高分子化合物の重量の割合は、特に限定されないが、0.1〜20重量%であることが好ましい。
負極活物質の重量に対する導電材料の重量の割合は、特に限定されないが、1〜10重量%であることが好ましい。
The ratio of the weight of the polymer compound to the weight of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by weight.
The ratio of the weight of the conductive material to the weight of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by weight.

負極被覆層に含まれる導電材料の重量に対する被覆層に含まれる高分子化合物の重量の割合は、特に限定されないが、10〜500重量%であることが好ましく、15〜35重量%であることがより好ましい。 The ratio of the weight of the polymer compound contained in the coating layer to the weight of the conductive material contained in the negative electrode coating layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 500% by weight, preferably 15 to 35% by weight. More preferred.

負極被覆層の導電率は、0.0001〜10mS/cmであることが好ましく、0.01〜5mS/cmであることがより好ましい。
負極被覆層の導電率は、四端子法によって求めることができる。
負極被覆層の導電率が0.0001mS/cm以上であることで、負極活物質への電気抵抗が高くなく、充放電が可能となる。
The conductivity of the negative electrode coating layer is preferably 0.0001 to 10 mS / cm, more preferably 0.01 to 5 mS / cm.
The conductivity of the negative electrode coating layer can be determined by the four-terminal method.
When the conductivity of the negative electrode coating layer is 0.0001 mS / cm or more, the electrical resistance to the negative electrode active material is not high, and charging / discharging is possible.

続いて、本発明の電力貯蔵装置を構成するセパレータ層について説明する。
セパレータ層を構成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン製フィルムの微多孔膜、多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルム、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの、並びに、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機粒子により形成された所定の厚さを有する層等が挙げられる。
Subsequently, the separator layer constituting the power storage device of the present invention will be described.
Materials constituting the separator layer include polyethylene, a microporous film made of polypropylene, a multilayer film of a porous polyethylene film and polypropylene, a non-woven fabric made of polyester fiber, aramid fiber, glass fiber, etc., and silica on their surface. , Alumina, Titania and the like to which ceramic fine particles are attached, and a layer formed of inorganic particles such as silica, Alumina and Titania and having a predetermined thickness and the like.

続いて、集電体層について説明する。
集電体層は、電力貯蔵槽内において電力を移動させるための配線のうち、正極活物質層及び/又は負極活物質層に直接接触している部分である。
集電体層を構成する材料は、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子及び導電性ガラス等の導電性を有する材料が挙げられ、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体であってもよい。
集電体層は、正極活物質層及び/又は負極活物質層が有する面であって集電体層と隣接する面の全てを覆うことができれば、その形状等に制限はなく、上記の導電性を有する材料からなるシート状の集電体及び上記の導電性を有する材料で構成された微粒子からなる堆積層であってもよい。
集電体層の厚さは、特に限定されないが、50〜2000μmであることが望ましい。
Next, the current collector layer will be described.
The current collector layer is a portion of the wiring for moving electric power in the power storage tank that is in direct contact with the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer.
Examples of the material constituting the current collector layer include conductive materials such as copper, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, calcined carbon, conductive polymer and conductive glass, and a resin composed of a conductive agent and a resin. It may be a current collector.
The shape of the current collector layer is not limited as long as it is a surface of the positive electrode active material layer and / or the negative electrode active material layer and can cover all the surfaces adjacent to the current collector layer. It may be a deposited layer made of a sheet-like current collector made of a material having a property and fine particles made of the above-mentioned material having a conductivity.
The thickness of the current collector layer is not particularly limited, but is preferably 50 to 2000 μm.

樹脂集電体を構成する導電剤としては、正極活物質層を構成していてもよい導電助剤として挙げられたものを好適に用いることができる。
樹脂集電体を構成する樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)及びポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン(PMP)である。
As the conductive agent constituting the resin current collector, those listed as the conductive auxiliary agents which may constitute the positive electrode active material layer can be preferably used.
The resins constituting the resin current collector include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), and polytetra. Fluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylic nitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin, or a mixture thereof, etc. Can be mentioned.
From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferable, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene are more preferable. (PMP).

続いて、電解液について説明する。
電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有するものを使用することができる。また、電解液に代えて、リチウムイオン伝導性を有する公知の固体電解質を用いることができる。
Subsequently, the electrolytic solution will be described.
As the electrolytic solution, one containing an electrolyte and a non-aqueous solvent used in the production of a lithium ion battery can be used. Further, instead of the electrolytic solution, a known solid electrolyte having lithium ion conductivity can be used.

電解質としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、好ましいものとしては、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF及びLiClO等の無機酸のリチウム塩系電解質、LiN(CFSO及びLiN(CSO等のフッ素原子を有するスルホニルイミド系電解質、LiC(CFSO等のフッ素原子を有するスルホニルメチド系電解質等が挙げられる。これらの内、高濃度時のイオン伝導性及び熱分解温度の観点から好ましいのはLiPFである。LiPFは、他の電解質と併用してもよいが、単独で使用することがより好ましい。 As the electrolyte, those used in ordinary electrolytes can be used, and preferred ones are lithium salt-based electrolytes of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 and LiClO 4. A sulfonylimide-based electrolyte having a fluorine atom such as LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , a sulfonylmethide electrolyte having a fluorine atom such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3, etc. Can be mentioned. Of these, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of ionic conductivity at high concentration and thermal decomposition temperature. LiPF 6 may be used in combination with other electrolytes, but it is more preferable to use LiPF 6 alone.

電解液の電解質濃度としては、特に限定されないが、0.5〜5mol/Lであることが好ましく、0.8〜4mol/Lであることがより好ましく、1〜2mol/Lであることがさらに好ましい。 The electrolyte concentration of the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 mol / L, more preferably 0.8 to 4 mol / L, and further preferably 1 to 2 mol / L. preferable.

非水溶媒としては、通常の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン等及びこれらの混合物を用いることができる。 As the non-aqueous solvent, those used in ordinary electrolytic solutions can be used, and for example, a lactone compound, a cyclic or chain carbonate, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, and a nitrile can be used. Compounds, amide compounds, sulfones and the like and mixtures thereof can be used.

ラクトン化合物としては、5員環(γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトン等)及び6員環のラクトン化合物(δ−バレロラクトン等)等を挙げることができる。 Examples of the lactone compound include a 5-membered ring (γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc.) and a 6-membered ring lactone compound (δ-valerolactone, etc.).

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びブチレンカーボネート等が挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート及びジ−n−プロピルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate and the like.
Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate and the like.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン及び1,4−ジオキサン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン及び1,2−ジメトキシエタン等が挙げられる。
Examples of the chain carboxylic acid ester include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and the like.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane and the like.
Examples of the chain ether include dimethoxymethane and 1,2-dimethoxyethane.

リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリクロロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)、2−エトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン、2−トリフルオロエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン及び2−メトキシエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリル等が挙げられる。アミド化合物としては、DMF等が挙げられる。スルホンとしては、ジメチルスルホン及びジエチルスルホン等の鎖状スルホン及びスルホラン等の環状スルホン等が挙げられる。
非水溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trichloromethyl) phosphate, Tri (trifluoroethyl) phosphate, tri (triperfluoroethyl) phosphate, 2-ethoxy-1,3,2-dioxaphosphoran-2-one, 2-trifluoroethoxy-1,3,2- Examples thereof include dioxaphosphoran-2-one and 2-methoxyethoxy-1,3,2-dioxaphosphoran-2-one.
Examples of the nitrile compound include acetonitrile and the like. Examples of the amide compound include DMF and the like. Examples of the sulfone include a chain sulfone such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone, a cyclic sulfone such as sulfolane, and the like.
One type of non-aqueous solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

非水溶媒の内、電力貯蔵装置の出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルである。更に好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、特に好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。最も好ましいのはエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合液である。 Among the non-aqueous solvents, lactone compounds, cyclic carbonic acid esters, chain carbonic acid esters and phosphoric acid esters are preferable from the viewpoint of the output of the power storage device and the charge / discharge cycle characteristics. More preferred are lactone compounds, cyclic carbonates and chained carbonates, and particularly preferred is a mixture of cyclic carbonates and chained carbonates. The most preferable is a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC), or a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC).

電力貯蔵槽を構成する材料は、必要な機械的強度を有しているものであれば特に限定されず、一般的に構造材料とされる材料を用いてよく、例えば、セメント、コンクリート、アスファルト、石膏、漆喰、レンガ、木、ガラス、金属、石等を用いることができ、これらを2種類以上組み合わせて使用してもよい。
なお、金属を用いる場合、正極活物質層と負極活物質層との間やセルユニット間を電気的に接続(短絡ともいう)しないようにする必要がある。例えば、金属製の電力貯蔵槽の場合、内面の全域に非導電性の防浸層を設けておくことが望ましい。
The material constituting the power storage tank is not particularly limited as long as it has the required mechanical strength, and a material generally used as a structural material may be used, for example, cement, concrete, asphalt, and the like. Gypsum, plaster, brick, wood, glass, metal, stone and the like can be used, and two or more of these may be used in combination.
When a metal is used, it is necessary not to electrically connect (also referred to as a short circuit) between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer or between the cell units. For example, in the case of a metal power storage tank, it is desirable to provide a non-conductive immersion-proof layer over the entire inner surface.

電力貯蔵槽の上部に電力貯蔵槽を封止する蓋を設ける場合、蓋を構成する材料としては、電力貯蔵槽を構成する材料と同様のものを好適に用いることができる。
また、蓋は電力貯蔵槽よりも必要な機械的強度が低いため、プラスチック等を材料としてもよい。なお、蓋は複数個で電力貯蔵槽の上部を覆っていてもよい。
When a lid for sealing the power storage tank is provided on the upper part of the power storage tank, a material similar to the material constituting the power storage tank can be preferably used as the material for forming the lid.
Further, since the lid requires lower mechanical strength than the power storage tank, plastic or the like may be used as a material. A plurality of lids may cover the upper part of the power storage tank.

電力貯蔵槽及び蓋に防水層を設ける場合、防水層は例えば、ポリウレタン、ポリプロピレン、ABSゴム、フッ素樹脂等で構成されていることが望ましい。また、防水層の厚さは特に限定されないが、0.1〜10mm程度であることが望ましい。 When a waterproof layer is provided on the power storage tank and the lid, it is desirable that the waterproof layer is made of, for example, polyurethane, polypropylene, ABS rubber, fluororesin, or the like. The thickness of the waterproof layer is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 10 mm.

電力貯蔵槽に防浸層を設ける場合、防浸層を構成する材料は例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等で構成されていることが望ましい。 When the water-proof layer is provided in the power storage tank, it is desirable that the material constituting the water-proof layer is, for example, polyethylene, polypropylene, fluororesin, or the like.

電力貯蔵槽内には、蓄電層、集電体層、強電部以外にも、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ等のセンサ類や、冷却素子、加熱素子等の温度調整機器を備えていてもよい。
センサ類を搭載することで、セルユニットの状態を把握しやすくなり、温度調整機器と併用することで、セルユニットの状態を、充放電に最適化することができる。
In addition to the power storage layer, current collector layer, and high power section, the power storage tank may be equipped with sensors such as temperature sensors, humidity sensors, and pressure sensors, and temperature control devices such as cooling elements and heating elements. Good.
By installing sensors, it becomes easier to grasp the state of the cell unit, and by using it together with a temperature control device, the state of the cell unit can be optimized for charging and discharging.

本発明の電力貯蔵装置は屋外に設置されていてもよいが、水分、埃等の不純物が電力貯蔵槽内に混入することを抑制する観点から、屋内に設置されていることが望ましい。
本発明の電力貯蔵装置を設置する空間は、温度及び湿度が管理されていることが望ましい。
The power storage device of the present invention may be installed outdoors, but it is desirable that the power storage device is installed indoors from the viewpoint of suppressing impurities such as moisture and dust from being mixed into the power storage tank.
It is desirable that the temperature and humidity of the space in which the power storage device of the present invention is installed are controlled.

本発明の電力貯蔵装置には、蓄電層に流れる電流、電圧を制御するための電力制御装置が接続されていてもよい。電力制御装置を本発明の電力貯蔵装置に接続して充放電を行うことで、過充電、過放電を起こすことなく充放電を行うことができる。
電力制御装置は、電力貯蔵槽内にあってもよく、電力貯蔵槽外にあってもよい。
本発明の電力貯蔵装置が、電力貯蔵槽内に圧力センサ、温度センサ等のセンサ類、及び、加熱素子、冷却素子等の温度調整機器を備えている場合、センサ類及び温度調整機器は該電力制御装置に接続されていてもよい。
The power storage device of the present invention may be connected to a power control device for controlling the current and voltage flowing through the storage layer. By connecting the power control device to the power storage device of the present invention and performing charging / discharging, charging / discharging can be performed without causing overcharging or overdischarging.
The power control device may be inside the power storage tank or outside the power storage tank.
When the power storage device of the present invention includes sensors such as a pressure sensor and a temperature sensor, and temperature control devices such as a heating element and a cooling element in the power storage tank, the sensors and the temperature control device have the power. It may be connected to a control device.

本発明の電力貯蔵装置の総電気容量は、5kWh以上であればよいが、10kWh〜1GWhであることが望ましい。
本発明の電力貯蔵装置は、蓄電層の大きさ、数及び接続方法(直列又は並列)、並びに、電力貯蔵槽の大きさを調整することによって、総電気容量及び出力特性を容易にコントロールすることができる。
The total electric capacity of the power storage device of the present invention may be 5 kWh or more, but is preferably 10 kWh to 1 GWh.
The power storage device of the present invention can easily control the total electric capacity and output characteristics by adjusting the size, number and connection method (series or parallel) of storage layers, and the size of the power storage tank. Can be done.

本発明の電力貯蔵装置を設置する場所は特に限定されず、例えば、大出力の発電機が稼働する場所において電力平準化のために使用することができ、発電所、船舶、潜水艦等に好適に使用することができる。発電所としては、出力を変動させにくい原子力発電所、発電量の変動が激しい風力発電所、太陽光発電所、太陽熱発電所等に好適に用いることができる。
また、無停電電源装置として、安定的な電力供給が必須となる医療施設、データセンター、半導体工場等で使用するのに適している。
さらに、顧客の要求に応じて電気自動車、電気推進船等に電力を供給する電気ステーション(充電スタンド、充電スポット等ともいう)等においても好適に使用することができる。本発明の電力貯蔵装置を電気ステーション等に用いることで、電気ステーションを電力会社の送電網から切り離すことができるため、送電網への過負荷を回避することができる。
The place where the power storage device of the present invention is installed is not particularly limited, and can be used for power leveling in a place where a high-power generator operates, and is suitable for a power plant, a ship, a submarine, or the like. Can be used. As the power plant, it can be suitably used for a nuclear power plant whose output is hard to fluctuate, a wind power plant whose power generation amount fluctuates drastically, a solar power plant, a solar thermal power plant and the like.
Further, as an uninterruptible power supply, it is suitable for use in medical facilities, data centers, semiconductor factories, etc. where stable power supply is indispensable.
Further, it can be suitably used in an electric station (also referred to as a charging stand, a charging spot, etc.) that supplies electric power to an electric vehicle, an electric propulsion ship, or the like according to a customer's request. By using the power storage device of the present invention for an electric station or the like, the electric station can be separated from the power transmission network of the electric power company, so that an overload on the power transmission network can be avoided.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法について説明する。
本発明の電力貯蔵装置の製造方法は、電力貯蔵槽を施工する電力貯蔵槽施工工程と、上記電力貯蔵槽内に、互いに結着されていない正極活物質を含んでなる正極活物質層、セパレータ層及び互いに結着されていない負極活物質を含んでなる負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層を配置する蓄電層配置工程とからなる電力貯蔵装置の製造方法であって、上記蓄電層配置工程が、上記正極活物質層、上記セパレータ層及び上記負極活物質層を上記電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備え、上記蓄電層配置工程において配置される上記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つを5kWh以上とすることを特徴とする。
The method for manufacturing the power storage device of the present invention will be described.
The method for manufacturing the power storage device of the present invention includes a power storage tank construction step for constructing a power storage tank, and a positive electrode active material layer and a separator comprising a positive electrode active material that is not bound to each other in the power storage tank. A power storage device comprising a storage layer arrangement step of arranging a storage layer including one or more cell units in which a layer and a negative electrode active material layer including a negative electrode active material not bonded to each other are arranged in this order. In the manufacturing method, the power storage layer arranging step includes a step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer, and the negative electrode active material layer in the power storage tank, and is arranged in the power storage layer arranging step. At least one of the electric capacities of the cell unit is set to 5 kWh or more.

まず、電力貯蔵槽施工工程について説明する。
本発明の電力貯蔵装置の製造方法において、電力貯蔵槽施工工程では、電力貯蔵槽を施工する。
電力貯蔵槽を施工する方法は、特に限定されないが、一般的に構造体の施工方法として採用されている方法を用いることができ、例えば、木材等で型枠を作製し、その型枠内に硬化前のコンクリート等を流し込み、硬化させる方法が挙げられる。
また、電力貯蔵槽内には後の蓄電層配置工程により、順次、蓄電層が配置されるため、電力貯蔵槽内の最底部には、あらかじめ強電部を配置しておくことが望ましい。
さらに、電力貯蔵槽には、必要に応じて、強電部、センサ類、温度調整機器等を制御するための配線等を敷設するための空間を設けてもよい。
First, the power storage tank construction process will be described.
In the method for manufacturing the power storage device of the present invention, the power storage tank is constructed in the power storage tank construction process.
The method of constructing the power storage tank is not particularly limited, but a method generally adopted as a construction method of a structure can be used. For example, a formwork is made of wood or the like, and the formwork is formed in the formwork. An example is a method in which concrete or the like before hardening is poured and hardened.
Further, since the storage layers are sequentially arranged in the power storage tank by the subsequent storage layer arrangement step, it is desirable to arrange the high power unit in advance at the bottom of the power storage tank.
Further, the power storage tank may be provided with a space for laying wiring or the like for controlling a high power unit, sensors, temperature adjusting devices and the like, if necessary.

電力貯蔵槽施工工程では、さらに、電力貯蔵槽に防水層を設けてもよい。
防水層は、電力貯蔵槽の表面に設けられていてもよく、内部に設けられていてもよい。
従って、電力貯蔵槽施工工程において電力貯蔵槽の内部に防水層を設けてもよいし、電力貯蔵槽施工工程が完了した後に、電力貯蔵槽の内面及び/又は外面に防水層を設ける防水層配置工程を別途行ってもよい。
In the power storage tank construction step, a waterproof layer may be further provided in the power storage tank.
The waterproof layer may be provided on the surface of the power storage tank or may be provided inside.
Therefore, a waterproof layer may be provided inside the power storage tank in the power storage tank construction process, or a waterproof layer is provided on the inner surface and / or outer surface of the power storage tank after the power storage tank construction process is completed. The process may be performed separately.

電力貯蔵槽施工工程では、さらに、電力貯蔵槽に防浸層を設けてもよい。
防浸層は、防水層よりも内側(蓄電層側)に設けられることが望ましく、防浸層を設ける工程は、上記防水層を設ける工程よりも後に行われることが望ましい。
In the power storage tank construction step, an immersion-proof layer may be further provided in the power storage tank.
The immersion-proof layer is preferably provided inside the waterproof layer (on the storage layer side), and the step of providing the immersion-proof layer is preferably performed after the step of providing the waterproof layer.

続いて、蓄電層配置工程について説明する。
蓄電層配置工程では、上記電力貯蔵槽施工工程により施工された電力貯蔵槽内に、互いに結着されていない正極活物質を含んでなる正極活物質層、セパレータ層及び互いに結着されていない負極活物質を含んでなる負極活物質層を直接配置する。電力貯蔵装置を大型化し易い等の観点から、上記正極活物質層、上記セパレータ層及び上記負極活物質層を上記電力貯蔵槽内に直接配置する工程において、上記正極活物質層となる材料及び上記負極活物質層となる材料を上記セパレータ層を介して順次、上記電力貯蔵槽内に投入することが望ましい。
Subsequently, the storage layer arrangement process will be described.
In the storage layer arrangement step, the positive electrode active material layer, the separator layer, and the negative electrode which are not bonded to each other contain the positive electrode active material which is not bonded to each other in the power storage tank constructed by the power storage tank construction process. The negative electrode active material layer containing the active material is directly arranged. From the viewpoint of easily increasing the size of the power storage device, in the step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank, the material to be the positive electrode active material layer and the above. It is desirable that the material to be the negative electrode active material layer is sequentially charged into the power storage tank via the separator layer.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法では、蓄電層配置工程において、互いに結着されていない活物質を用いて活物質層を形成している。従って、正極活物質層及び負極活物質層を構成する活物質が互いに結着されていないため、結着の破壊による活物質層の剥離やクラックが起こらず、従来よりも活物質層の厚さを厚くすることができる。
さらに、正極活物質層及び負極活物質層は活物質を結着剤等により結着させる必要がないため、従来のリチウムイオン電池の製造において必須の工程となっていた、結着剤を含むスラリーを集電体の表面に塗布し、乾燥又は焼成するという工程を経る必要がない。そのため、正極活物質層となる材料及び負極活物質層となる材料をそれぞれ、セパレータを介するように順次、電力貯蔵槽内に投入し、層状に積層するという方法で蓄電デバイス(本発明の電力貯蔵装置の製造方法におけるセルユニット)を製造することができる。このとき、スラリーを乾燥・焼成するための乾燥装置又は焼成装置が不要となるため、正極活物質層及び負極活物質層を製造することができる限界サイズが、上述した乾燥装置、焼成装置等の制限を受けることがない。従って、従来よりも平面視サイズが大きい活物質層を製造することができる。以上より、本発明の電力貯蔵装置の製造方法では、セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つを、5kWh以上とすることができる。
In the method for manufacturing an electric power storage device of the present invention, an active material layer is formed by using active materials that are not bound to each other in the storage layer arrangement step. Therefore, since the positive electrode active material layer and the active material constituting the negative electrode active material layer are not bound to each other, the active material layer does not peel off or crack due to the breaking of the binding, and the thickness of the active material layer is higher than before. Can be thickened.
Further, since it is not necessary to bind the active material to the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer with a binder or the like, a slurry containing a binder, which has been an indispensable process in the production of a conventional lithium ion battery. It is not necessary to go through the steps of applying the above-mentioned material to the surface of the current collector and drying or firing it. Therefore, the material to be the positive electrode active material layer and the material to be the negative electrode active material layer are sequentially put into the power storage tank so as to pass through the separator, and are laminated in a layered manner (power storage of the present invention). A cell unit) in a method of manufacturing an apparatus can be manufactured. At this time, since a drying device or a firing device for drying and firing the slurry is not required, the limit size capable of producing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is the above-mentioned drying device, firing device, or the like. There are no restrictions. Therefore, it is possible to manufacture an active material layer having a larger plan view size than the conventional one. From the above, in the method for manufacturing the power storage device of the present invention, at least one of the electric capacities of the cell unit can be set to 5 kWh or more.

電力貯蔵槽内に、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層を直接配置する工程の実施にあたっては、電力貯蔵槽上に、可動式アームを敷設し、当該可動式アームを用いて、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置してもよい。 In carrying out the step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank, a movable arm is laid on the power storage tank, and the positive electrode is used by using the movable arm. The active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer may be arranged directly in the power storage tank.

蓄電層配置工程について、図3(a)、図3(b)、図4(a)、図4(b)、図5(a)及び図5(b)を用いて説明する。
まず、図3(a)及び図3(b)を用いて、正極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程について説明する。
The storage layer arrangement step will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), 4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b).
First, the step of directly arranging the positive electrode active material layer in the power storage tank will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).

図3(a)及び図3(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、正極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程の一例を模式的に示す模式図である。
図3(a)に示すように、電力貯蔵槽10の底部には、電力貯蔵槽10から外部に電流を移動させるための強電部50が形成され、その上部に集電体層30が設けられている。そして、集電体層30の上面に、正極活物質層となる材料21aを直接投入し、集電体層30上でこれを展開し、均一な厚さとする。正極活物質層となる材料21aは、結着剤を含まず、正極活物質と、必要に応じて導電助剤を含んでいればよい。
正極活物質層となる材料21aに結着剤を含まないことで、互いに結着されていない正極活物質を含んでなる正極活物質層が得られる。
なお、結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリビニルアルコール(PVA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルピロリドン(PVP)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられ、これらは正極活物質層となる材料及び正極活物質層に含まないことが望ましい。
図3(a)に示す工程を経ることで、図3(b)に示すように、集電体層30の上面に正極活物質層21が形成される。
なお、図3(a)において、正極活物質層となる材料21aは液滴のような形状で示しているが、正極活物質層となる材料21aは液体状のものに限定されず、粉末であってもよい。
3 (a) and 3 (b) are schematic views schematically showing an example of a step of directly arranging the positive electrode active material layer in the power storage tank, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. is there.
As shown in FIG. 3A, a strong electric current portion 50 for moving a current from the electric power storage tank 10 to the outside is formed at the bottom of the electric power storage tank 10, and a current collector layer 30 is provided on the upper portion thereof. ing. Then, the material 21a to be the positive electrode active material layer is directly put into the upper surface of the current collector layer 30, and this is developed on the current collector layer 30 to have a uniform thickness. The material 21a to be the positive electrode active material layer may not contain a binder, but may contain a positive electrode active material and, if necessary, a conductive auxiliary agent.
By not including the binder in the material 21a to be the positive electrode active material layer, a positive electrode active material layer containing the positive electrode active material which is not bound to each other can be obtained.
Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF), styrene-butadiene rubber (SBR), polyvinyl alcohol (PVA), carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinylpyrrolidone (PVP), and polytetrafluoroethylene (PTFE). It is desirable that these are not contained in the material to be the positive electrode active material layer and the positive electrode active material layer.
By going through the steps shown in FIG. 3A, the positive electrode active material layer 21 is formed on the upper surface of the current collector layer 30 as shown in FIG. 3B.
In FIG. 3A, the material 21a to be the positive electrode active material layer is shown in a shape like a droplet, but the material 21a to be the positive electrode active material layer is not limited to a liquid material and is a powder. There may be.

続いて、図4(a)及び図4(b)を用いて、セパレータ層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程について説明する。なお、図4(a)に示す工程は、図3(b)に続いて行われる。
図4(a)及び図4(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、セパレータ層を電力貯蔵装置内に直接配置する工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。
図4(a)に示すように、電力貯蔵槽10内には、強電部50、集電体層30、正極活物質層21がこの順で下側から形成されている。そして、正極活物質層21の上面に、セパレータ層となる材料22aを直接投入し、必要に応じて、正極活物質層21上でこれを展開し、均一な厚さとする。セパレータ層となる材料22aは、ポリエチレンやポリプロピレン製の多孔質フィルムをロールに巻きとったものであってもよく、アルミナ等の無機粒子を必要に応じて非水溶媒と混合したものであってもよい。
図4(a)に示す工程を経ることで、図4(b)に示すように、正極集電体層21の上面にセパレータ層22が形成される。
なお、図4(a)において、セパレータ層となる材料22aは液滴のような形状で示しているが、セパレータ層となる材料22aは液体状のものに限定されず、粉末であってもよい。
Subsequently, a step of directly arranging the separator layer in the power storage tank will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). The step shown in FIG. 4 (a) is performed following FIG. 3 (b).
4 (a) and 4 (b) are perspective cross-sectional views schematically showing an example of a step of directly arranging the separator layer in the power storage device, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. ..
As shown in FIG. 4A, a strong current portion 50, a current collector layer 30, and a positive electrode active material layer 21 are formed in the power storage tank 10 from the lower side in this order. Then, the material 22a to be the separator layer is directly put onto the upper surface of the positive electrode active material layer 21, and if necessary, this is developed on the positive electrode active material layer 21 to obtain a uniform thickness. The material 22a to be the separator layer may be a material obtained by winding a porous film made of polyethylene or polypropylene on a roll, or may be a material obtained by mixing inorganic particles such as alumina with a non-aqueous solvent, if necessary. Good.
By going through the steps shown in FIG. 4A, the separator layer 22 is formed on the upper surface of the positive electrode current collector layer 21 as shown in FIG. 4B.
In FIG. 4A, the material 22a to be the separator layer is shown in a shape like a droplet, but the material 22a to be the separator layer is not limited to a liquid material and may be a powder. ..

続いて、図5(a)及び図5(b)を用いて、負極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程について説明する。なお、図5(a)に示す工程は、図4(b)に続いて行われる。
図5(a)及び図5(b)は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する、負極活物質層を電力貯蔵装置内に直接配置する工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。
図5(a)に示すように、電力貯蔵槽10内には、強電部50、集電体層30、正極活物質層21、セパレータ層22がこの順で下側から形成されている。そして、セパレータ層22の上面に、負極活物質層となる材料23aを直接投入し、セパレータ層22上でこれを展開し、均一な厚さとする。負極活物質層となる材料23aは、結着剤を含まず、負極活物質と、必要に応じて導電助剤を含んでいればよい。
負極活物質層となる材料23aに結着剤を含まないことで、互いに結着されていない負極活物質を含んでなる負極活物質層が得られる。
図5(a)に示す工程を経ることで、図5(b)に示すように、セパレータ層22の上面に負極活物質層23が形成され、電力貯蔵槽10内に、正極活物質層21、セパレータ層22及び負極活物質層23がこの順で配置されたセルユニット30が形成されることとなる。
なお、図5(a)において、負極活物質層となる材料23aは液滴のような形状で示しているが、負極活物質層となる材料23aは液体状のものに限定されず、粉末であってもよい。
Subsequently, a step of directly arranging the negative electrode active material layer in the power storage tank will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). The step shown in FIG. 5 (a) is performed following FIG. 4 (b).
5 (a) and 5 (b) are perspective cross-sectional views schematically showing an example of a step of directly arranging the negative electrode active material layer in the power storage device, which constitutes the method for manufacturing the power storage device of the present invention. Is.
As shown in FIG. 5A, a strong current section 50, a current collector layer 30, a positive electrode active material layer 21, and a separator layer 22 are formed in this order from the lower side in the power storage tank 10. Then, the material 23a to be the negative electrode active material layer is directly put into the upper surface of the separator layer 22, and this is developed on the separator layer 22 to have a uniform thickness. The material 23a to be the negative electrode active material layer may not contain a binder, but may contain a negative electrode active material and, if necessary, a conductive auxiliary agent.
By not including the binder in the material 23a to be the negative electrode active material layer, a negative electrode active material layer containing negative electrode active materials that are not bound to each other can be obtained.
By going through the steps shown in FIG. 5 (a), as shown in FIG. 5 (b), the negative electrode active material layer 23 is formed on the upper surface of the separator layer 22, and the positive electrode active material layer 21 is formed in the power storage tank 10. , The cell unit 30 in which the separator layer 22 and the negative electrode active material layer 23 are arranged in this order is formed.
In FIG. 5A, the material 23a to be the negative electrode active material layer is shown in a shape like a droplet, but the material 23a to be the negative electrode active material layer is not limited to a liquid material and is a powder. There may be.

なお、本発明の電力貯蔵装置の製造方法においては、電力貯蔵槽施工工程において、電力貯蔵槽の水平方向の内部寸法が電力貯蔵槽の垂直方向において段階的に変化するよう、電力貯蔵槽を構成する内壁面及び底面の形状が略階段状となるように施工し、蓄電層配置工程において、電力貯蔵槽の水平方向の内部寸法に追従するように複数個のセルユニットを配置し、一のセルユニットと鉛直方向下側に配置される他のセルユニットとの間に、一のセルユニットの水平方向の面積と略同一の面積を有する支持板を配置することが望ましい。
このように構成すると、図2に示すように、略階段状となった電力貯蔵槽10の底面上に、電力貯蔵槽の水平方向の面積と略同一の面積を有する支持板31aが配置されることとなり、支持板31a上に配置されるセルユニット20aの重量を、電力貯蔵槽10を構成する壁面又は底面に分散させることができる。また、支持板31bが配置されることにより、支持板31b上に配置されるセルユニット20bの重量を、電力貯蔵槽10を構成する壁面又は底面に分散させることができる。
従って、セルユニットが多数積層された場合であっても、鉛直方向下側に配置されたセルユニットが鉛直方向上側に配置されたセルユニットからの荷重が加わりすぎることを抑制することができる。
In the method for manufacturing the power storage device of the present invention, the power storage tank is configured so that the horizontal internal dimensions of the power storage tank change stepwise in the vertical direction of the power storage tank in the power storage tank construction process. In the process of arranging the storage layer, a plurality of cell units are arranged so as to follow the horizontal internal dimensions of the power storage tank, and one cell is constructed so that the shape of the inner wall surface and the bottom surface thereof is substantially stepped. It is desirable to arrange a support plate having substantially the same area as the horizontal area of one cell unit between the unit and another cell unit arranged on the lower side in the vertical direction.
With this configuration, as shown in FIG. 2, a support plate 31a having an area substantially the same as the horizontal area of the power storage tank is arranged on the bottom surface of the power storage tank 10 having a substantially stepped shape. Therefore, the weight of the cell unit 20a arranged on the support plate 31a can be distributed to the wall surface or the bottom surface constituting the power storage tank 10. Further, by arranging the support plate 31b, the weight of the cell unit 20b arranged on the support plate 31b can be dispersed on the wall surface or the bottom surface constituting the power storage tank 10.
Therefore, even when a large number of cell units are stacked, it is possible to prevent the cell units arranged on the lower side in the vertical direction from being excessively loaded from the cell units arranged on the upper side in the vertical direction.

支持板には、上側に配置されたセルユニットの荷重を下側に配置されたセルユニットに伝えず、電力貯蔵槽に分散させることができる程度の剛性があればよく、支持板の材質及び厚さは特に限定されない。 The support plate may have enough rigidity to disperse the load of the cell unit arranged on the upper side to the cell unit arranged on the lower side without transmitting it to the power storage tank, and the material and thickness of the support plate may be sufficient. The size is not particularly limited.

続いて、蓄電層配置工程において、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する具体的な方法について説明する。
正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層を電力貯蔵槽内に直接配置する方法としては、配置したい層となる材料を必要に応じて非水溶媒等と混合して電力貯蔵槽内に投入すればよいが、具体的には、電力貯蔵槽上に設置されたアームや台車等を使用することができる。
Subsequently, a specific method for directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer, and the negative electrode active material layer in the power storage tank in the storage layer arranging step will be described.
As a method of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank, the material to be the layer to be placed is mixed with a non-aqueous solvent or the like as necessary and put into the power storage tank. However, specifically, an arm, a trolley, or the like installed on the power storage tank can be used.

まず、電力貯蔵槽上に設置されたアームを用いて蓄電層配置工程を行う場合を、図6を用いて説明する。
図6は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する蓄電層配置工程の一例を模式的に示す斜視断面図である。
図6に示すように、電力貯蔵槽10上に設置されたアーム60には、正極活物質層となる材料21aを貯蔵するタンク(図示しない)から伸びる輸送管61が接続されており、アーム60が電力貯蔵槽10内を自在に移動しながら正極活物質層となる材料21aを直接、電力貯蔵槽10内に投入している。この時、アーム60の下面に備えられた測距器62により、アーム60から電力貯蔵槽10内に投入された正極活物質層となる材料21aまでの距離を測定することにより、投入する正極活物質層となる材料21aの量を調整し、正極活物質層21の厚さを制御することができる。
なお測距器の種類は特に限定されないが、測定精度の観点からレーザー式が望ましい。
First, a case where the storage layer arrangement step is performed using the arm installed on the power storage tank will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a perspective sectional view schematically showing an example of a storage layer arrangement process constituting the method for manufacturing the power storage device of the present invention.
As shown in FIG. 6, the arm 60 installed on the power storage tank 10 is connected to a transport pipe 61 extending from a tank (not shown) for storing the material 21a serving as the positive electrode active material layer, and the arm 60 21a, which is the positive electrode active material layer, is directly put into the power storage tank 10 while freely moving in the power storage tank 10. At this time, the distance measuring device 62 provided on the lower surface of the arm 60 measures the distance from the arm 60 to the material 21a to be the positive electrode active material layer charged into the power storage tank 10, thereby charging the positive electrode activity. The thickness of the positive electrode active material layer 21 can be controlled by adjusting the amount of the material 21a to be the material layer.
The type of rangefinder is not particularly limited, but the laser type is desirable from the viewpoint of measurement accuracy.

続いて、電力貯蔵槽上に設置された台車を用いて蓄電層配置工程を行う場合を、図7を用いて説明する。
図7は、本発明の電力貯蔵装置の製造方法を構成する蓄電層配置工程の別の一例を模式的に示す斜視断面図である。
図7に示すように、電力貯蔵槽10上には平行な2本のレール80が敷設されており、2本のレール80の間に跨って台車70が設置されている。台車70はレール80の長手方向に沿って自在に移動することができる。さらに、台車70は材料タンク(図示しない)から供給される正極活物質層となる材料21aを電力貯蔵槽10内に噴射することができる噴射口71を備え、さらにアーム72により、噴射口71から電力貯蔵槽10内の、原料を噴射する対象となる面までの距離を調整可能としている。
さらに、噴射口71付近には測距器73が設けられており、噴射口71から噴射された材料が、電力貯蔵槽10内にどれだけの厚さになっているかを把握することができる。
従って、図7に示す台車70を用いることで、正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層を任意の厚さで電力貯蔵槽10内に配置することができる。
なお、測距器の種類は特に限定されないが、測定精度の観点からレーザー式が望ましい。
Subsequently, a case where the storage layer arrangement step is performed using the trolley installed on the power storage tank will be described with reference to FIG. 7.
FIG. 7 is a perspective sectional view schematically showing another example of the storage layer arrangement process constituting the method for manufacturing the power storage device of the present invention.
As shown in FIG. 7, two parallel rails 80 are laid on the power storage tank 10, and a carriage 70 is installed straddling between the two rails 80. The carriage 70 can freely move along the longitudinal direction of the rail 80. Further, the carriage 70 is provided with an injection port 71 capable of injecting a material 21a to be a positive electrode active material layer supplied from a material tank (not shown) into the power storage tank 10, and further, from the injection port 71 by an arm 72. The distance to the surface of the power storage tank 10 to which the raw material is injected can be adjusted.
Further, a range finder 73 is provided in the vicinity of the injection port 71, and it is possible to grasp how thick the material injected from the injection port 71 is in the power storage tank 10.
Therefore, by using the carriage 70 shown in FIG. 7, the positive electrode active material layer, the separator layer, and the negative electrode active material layer can be arranged in the power storage tank 10 with an arbitrary thickness.
The type of rangefinder is not particularly limited, but the laser type is desirable from the viewpoint of measurement accuracy.

正極活物質層となる材料は、正極活物質が互いに結着されないよう、結着剤を含んでいなければよく、必要に応じて、非水溶媒や導電助剤を含んでいてもよい。また、正極活物質として、高分子化合物(と必要に応じて添加される導電材料)からなる正極被覆層により正極活物質の表面の一部又は全部が被覆された被覆正極活物質を用いてもよい。 The material to be the positive electrode active material layer may not contain a binder so that the positive electrode active materials are not bound to each other, and may contain a non-aqueous solvent or a conductive auxiliary agent, if necessary. Further, as the positive electrode active material, a coated positive electrode active material in which a part or all of the surface of the positive electrode active material is coated with a positive electrode coating layer made of a polymer compound (and a conductive material added as needed) may be used. Good.

負極活物質層となる材料は、負極活物質が互いに結着されないよう、結着剤を含んでいなければよく、必要に応じて、非水溶媒や導電助剤を含んでいてもよい。また、負極活物質として、高分子化合物(と必要に応じて添加される導電材料)からなる負極被覆層により負極活物質の表面の一部又は全部が被覆された被覆負極活物質を用いてもよい。 The material to be the negative electrode active material layer may not contain a binder so that the negative electrode active materials are not bound to each other, and may contain a non-aqueous solvent or a conductive auxiliary agent, if necessary. Further, as the negative electrode active material, a coated negative electrode active material in which a part or all of the surface of the negative electrode active material is coated with a negative electrode coating layer made of a polymer compound (and a conductive material added as needed) may be used. Good.

電力貯蔵槽内に正極活物質層及び負極活物質層を形成する際には、必要に応じて、形成された正極活物質層又は負極活物質層の表面に圧力を加えて隣接する層との密着性を向上させてもよい。 When forming the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank, if necessary, pressure is applied to the surface of the formed positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer to form an adjacent layer. Adhesion may be improved.

セパレータ層となる材料としては、電力貯蔵槽内に投入した後にセパレータ層として機能するものや、セパレータ層として機能するシート状物を芯に巻きとったもの等が挙げられ、これらの材料を、電力貯蔵槽内に直接投入、敷設することにより、電力貯蔵槽内にセパレータ層を直接配置することができる。電力貯蔵槽内でセパレータ層として機能するものとしては、アルミナ等の無機粉末やアルミナ等の無機粉末を非水溶媒と混合したものなどが挙げられる。さらに、リチウムイオン導電性を有する固体電解質を用いてもよい。
セパレータ層として機能するシート状物としては、高分子化合物を押出成形後に延伸処理した多孔質フィルム等が挙げられる。
なお、アルミナ等の無機粉末及び固体電解質をセパレータ層とする場合、セパレータ層中を負極活物質及び/又は正極活物質が移動しないよう、無機粒子を密に充填することが望ましい。
Examples of the material to be the separator layer include a material that functions as a separator layer after being put into an electric power storage tank and a material obtained by winding a sheet-like material that functions as a separator layer around a core. The separator layer can be directly arranged in the power storage tank by directly charging and laying it in the storage tank. Examples of those that function as a separator layer in the power storage tank include those obtained by mixing an inorganic powder such as alumina or an inorganic powder such as alumina with a non-aqueous solvent. Further, a solid electrolyte having lithium ion conductivity may be used.
Examples of the sheet-like material that functions as a separator layer include a porous film obtained by drawing a polymer compound after extrusion molding.
When an inorganic powder such as alumina or a solid electrolyte is used as the separator layer, it is desirable to densely fill the separator layer with inorganic particles so that the negative electrode active material and / or the positive electrode active material does not move.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法において、電力貯蔵槽施工工程及び蓄電層配置工程は2回以上に分けて行ってもよく、電力貯蔵槽施工工程と蓄電層配置工程を交互に行ってもよい。
例えば、1回目の電力貯蔵槽施工工程において、1回目の蓄電層配置工程で配置する蓄電層の大きさに対応した電力貯蔵槽を施工し、続いて2回目の電力貯蔵槽施工工程において、2回目の蓄電層配置工程で配置する蓄電層の大きさに対応した電力貯蔵槽を施工することにより、一度施工した電力貯蔵槽を破壊することなく、2回目の電力貯蔵槽施工工程で施工される電力貯蔵槽の内部に強電部や、各種センサ、温度調整機器等を配置する配線を設けることができる。
In the method for manufacturing the power storage device of the present invention, the power storage tank construction step and the storage layer arrangement step may be performed in two or more times, or the power storage tank construction step and the storage layer placement step may be alternately performed. ..
For example, in the first power storage tank construction step, a power storage tank corresponding to the size of the storage layer to be arranged in the first power storage layer placement step is constructed, and then in the second power storage tank construction step, 2 By constructing the power storage tank corresponding to the size of the power storage layer to be arranged in the second power storage layer placement process, the power storage tank is constructed in the second power storage tank construction process without destroying the power storage tank once constructed. Wiring for arranging a high power unit, various sensors, temperature control equipment, etc. can be provided inside the power storage tank.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法において、電力貯蔵槽内に非水溶媒と電解質からなる電解液を投入してもよい。電力貯蔵槽内に電解液を投入するタイミングは、特に限定されないが、蓄電層配置工程と平行して、又は、蓄電層配置工程後に行うことが望ましい。
電力貯蔵槽内に投入する電解液としては、本発明の電力貯蔵装置を構成する電解液と同様のものを好適に用いることができる。
In the method for manufacturing the power storage device of the present invention, an electrolytic solution composed of a non-aqueous solvent and an electrolyte may be charged into the power storage tank. The timing of charging the electrolytic solution into the power storage tank is not particularly limited, but it is desirable to perform the electrolytic solution in parallel with the storage layer arranging step or after the storage layer arranging step.
As the electrolytic solution to be charged into the electric power storage tank, the same electrolytic solution as the electrolytic solution constituting the electric power storage device of the present invention can be preferably used.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法は、蓄電層配置工程において、さらに、集電体層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備えていてもよい。
集電体層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備えることにより、蓄電層配置工程によって配置された蓄電層同士を直列で接続することができるため、放電電圧の高い電力貯蔵装置を製造することができる。
このとき、集電体層を介して正極活物質層と負極活物質層とが対向するように、複数個のセルユニットを鉛直方向に積層して蓄電層を配置することが望ましい。
The method for manufacturing the power storage device of the present invention may further include a step of directly arranging the current collector layer in the power storage tank in the storage layer arranging step.
By providing a step of directly arranging the current collector layer in the power storage tank, the storage layers arranged by the storage layer arrangement step can be connected in series, so that a power storage device having a high discharge voltage can be manufactured. be able to.
At this time, it is desirable to arrange the storage layer by vertically stacking a plurality of cell units so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other via the current collector layer.

蓄電層配置工程において、集電体層を電力貯蔵槽内に直接配置する工程は、フィルム状の集電体を電力貯蔵槽内に直接設置する方法や、集電体層となる材料を電力貯蔵槽内に直接投入する方法等により行うことができる。集電体層となる材料を電力貯蔵槽内に直接投入する方法としては、例えば、集電体層を構成する材料が樹脂集電体の場合には、導電剤と樹脂との混合物を、樹脂の融点又は軟化点以上まで加熱したもの(以下、高温樹脂ともいう)を、電力貯蔵槽内に直接投入する方法が挙げられる。
高温樹脂を電力貯蔵槽内に投入すると、冷却が進むに従って導電剤と樹脂からなる樹脂集電体を形成する。このとき、冷却物である樹脂集電体の厚みを均一にするために、電力貯蔵槽内に投入される高温樹脂に対して、スキージ等を当てて水平方向にスライドさせることにより、高温樹脂の状態で厚みを調整してもよい。
高温樹脂を電力貯蔵槽内に直接投入する方法としては、蓄電層配置工程において、正極活物質層となる材料、セパレータ層となる材料、負極活物質層となる材料を電力貯蔵槽内に直接投入する方法と同様の方法を好適に用いることができる。
In the storage layer arrangement process, the process of directly arranging the current collector layer in the power storage tank includes a method of directly installing the film-shaped current collector in the power storage tank and power storage of the material to be the current collector layer. This can be done by a method such as putting it directly into the tank. As a method of directly charging the material to be the current collector layer into the power storage tank, for example, when the material constituting the current collector layer is a resin current collector, a mixture of a conductive agent and a resin is used as a resin. A method of directly charging a resin heated to a melting point or a softening point or higher (hereinafter, also referred to as a high-temperature resin) into an energy storage tank can be mentioned.
When the high-temperature resin is put into the power storage tank, a resin current collector composed of a conductive agent and a resin is formed as the cooling progresses. At this time, in order to make the thickness of the resin current collector, which is a cooling material, uniform, the high-temperature resin is slid in the horizontal direction by applying a squeegee or the like to the high-temperature resin charged in the power storage tank. The thickness may be adjusted in the state.
As a method of directly charging the high-temperature resin into the power storage tank, in the storage layer arrangement step, the material to be the positive electrode active material layer, the material to be the separator layer, and the material to be the negative electrode active material layer are directly charged into the power storage tank. A method similar to the method used for the above can be preferably used.

蓄電層配置工程において、集電体層を電力貯蔵槽内に直接配置する場合、セルユニットが、集電体層を介して正極活物質層と負極活物質層とが対向するように、複数個のセルユニットを鉛直方向に積層することが望ましい。 In the storage layer arrangement step, when the current collector layer is directly arranged in the power storage tank, a plurality of cell units are provided so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other via the current collector layer. It is desirable to stack the cell units of the above in the vertical direction.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法は、強電部を電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備えていてもよい。
強電部を設けることにより、蓄電層から外部に電流を取り出すことができる。また、必要に応じて、複数個のセルユニットや複数個の蓄電層を並列で接続することができる。
強電部を電力貯蔵槽内に直接配置する方法としては、強電部を集電体層に接続する方法や、集電体層の一部を正極集電体及び負極集電体と接触しないようにし、該接触していない部分を強電部とする方法等が挙げられる。集電体層に強電部を接続する方法としては、集電体層の表面に別途用意した強電部を接着、溶接等の手段によって固定する方法が挙げられる。
集電体層の表面に強電部を固定する方法は特に限定されず、導電性接着剤を用いて接着してもよいし、溶接等により接触させてもよい。また、集電体層の導電性が十分でない場合には、集電体層の強電部と接触する領域にニッケル蒸着等を施して導電率を高めてもよい。
The method for manufacturing the power storage device of the present invention may include a step of arranging the high power unit directly in the power storage tank.
By providing the high power unit, a current can be taken out from the power storage layer. Further, if necessary, a plurality of cell units and a plurality of storage layers can be connected in parallel.
As a method of arranging the strong current part directly in the power storage tank, a method of connecting the strong current part to the current collector layer or a part of the current collector layer so as not to come into contact with the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. , A method in which the non-contact portion is used as a high electric power portion and the like can be mentioned. Examples of the method of connecting the high current portion to the current collector layer include a method of fixing the high current portion separately prepared to the surface of the current collector layer by means such as adhesion and welding.
The method of fixing the strong current portion to the surface of the current collector layer is not particularly limited, and the strong current portion may be adhered using a conductive adhesive, or may be brought into contact by welding or the like. When the conductivity of the current collector layer is not sufficient, nickel vapor deposition or the like may be applied to the region of the current collector layer in contact with the strong current portion to increase the conductivity.

本発明の電力貯蔵装置の製造方法において、蓄電層配置工程は、露点が−40℃以下の雰囲気で行うことが望ましい。
蓄電層配置工程を露点が−40℃以下の雰囲気で行う方法としては、電力貯蔵槽を配置する前に、露点を−40℃以下に保つことができる乾気室を建設し、乾気室の内部で電力貯蔵槽施工工程及び蓄電層配置工程を行う方法や、電力貯蔵槽の周囲を透湿性の低い材料からなるテント状の構造物で覆い、内部に露点が−40℃以下の気体を流入させ、該テント状の構造物の内部を陽圧に維持する方法等が挙げられる。
In the method for manufacturing the power storage device of the present invention, it is desirable that the storage layer arrangement step is performed in an atmosphere having a dew point of −40 ° C. or lower.
As a method of performing the storage layer arrangement process in an atmosphere where the dew point is -40 ° C or less, before arranging the power storage tank, a dry air chamber capable of keeping the dew point at -40 ° C or less is constructed, and the dry air chamber is installed. A method of performing the power storage tank construction process and storage layer placement process inside, or covering the power storage tank with a tent-like structure made of a material with low moisture permeability, and inflowing gas with a dew point of -40 ° C or less inside. Examples thereof include a method of maintaining the inside of the tent-shaped structure at a positive pressure.

本発明の電力貯蔵設備は、本発明の電力貯蔵装置を備えることを特徴とする。
本発明の電力貯蔵設備は、本発明の電力貯蔵装置を備えるため、電力貯蔵効率及び電力貯蔵密度に優れる。
例えば、本発明の電力貯蔵装置をその内部に格納する部屋及び建造物は本発明の電力貯蔵設備であり、医療施設、半導体工場、データセンター等に隣接してこれを建設することで、予備電源や無停電電源装置として機能させることができる。
The power storage facility of the present invention is characterized by comprising the power storage device of the present invention.
Since the power storage equipment of the present invention includes the power storage device of the present invention, it is excellent in power storage efficiency and power storage density.
For example, the room and the building in which the power storage device of the present invention is stored are the power storage equipment of the present invention, and by constructing the power storage device adjacent to a medical facility, a semiconductor factory, a data center, etc. It can function as an uninterruptible power supply.

本発明の電力貯蔵装置は、特に、医療施設、半導体工場、データセンター等における無停電電源装置や、発電所等のピークシフトに用いられる電力貯蔵装置として有用である。 The power storage device of the present invention is particularly useful as an uninterruptible power supply device in medical facilities, semiconductor factories, data centers, etc., and a power storage device used for peak shifts in power plants, etc.

1、2 電力貯蔵装置
10 電力貯蔵槽
20、20a、20b、20c セルユニット
21 正極活物質層
22 セパレータ層
23 負極活物質層
30 集電体層
31a、31b 支持板
40 蓄電層
50 強電部
60、72 アーム
61 輸送管
62、73 測距器
70 台車
71 噴射口
80 レール
1, 2 Power storage device 10 Power storage tank 20, 20a, 20b, 20c Cell unit 21 Positive electrode active material layer 22 Separator layer 23 Negative electrode active material layer 30 Current collector layer 31a, 31b Support plate 40 Power storage layer 50 High power section 60, 72 Arm 61 Transport pipe 62, 73 Rangefinder 70 Cart 71 Injection port 80 Rail

Claims (12)

電力貯蔵槽を施工する電力貯蔵槽施工工程と、
前記電力貯蔵槽内に、互いに結着されていない正極活物質を含んでなる正極活物質層、セパレータ層及び互いに結着されていない負極活物質を含んでなる負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層を配置する蓄電層配置工程とからなる電力貯蔵装置の製造方法であって、
前記正極活物質及び前記負極活物質は、リチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物であり、
前記蓄電層配置工程が、前記正極活物質層、前記セパレータ層及び前記負極活物質層を前記電力貯蔵槽内に直接配置する工程を備え、
前記蓄電層配置工程において配置される前記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つを5kWh以上とすることを特徴とする電力貯蔵装置の製造方法。
The power storage tank construction process for constructing the power storage tank and
In the power storage tank, a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material that is not bound to each other, a separator layer, and a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material that is not bound to each other are arranged in this order. It is a method of manufacturing a power storage device including a storage layer arranging step of arranging a storage layer including one or more of the cell units.
The positive electrode active material and the negative electrode active material are compounds capable of inserting and removing lithium ions.
The storage layer arrangement step includes a step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer, and the negative electrode active material layer in the power storage tank.
A method for manufacturing an electric power storage device, characterized in that at least one of the electric capacities of the cell unit arranged in the storage layer arrangement step is 5 kWh or more.
前記正極活物質層、前記セパレータ層及び前記負極活物質層を前記電力貯蔵槽内に直接配置する工程において、前記正極活物質層となる材料及び前記負極活物質層となる材料を、前記セパレータ層を介して順次、前記電力貯蔵槽内に投入する請求項1に記載の電力貯蔵装置の製造方法。 In the step of directly arranging the positive electrode active material layer, the separator layer and the negative electrode active material layer in the power storage tank, the material to be the positive electrode active material layer and the material to be the negative electrode active material layer are separated into the separator layer. The method for manufacturing an power storage device according to claim 1, wherein the power storage tank is sequentially charged into the power storage tank via the above. 前記蓄電層配置工程は、集電体層を前記電力貯蔵槽内に直接配置する工程をさらに備え、
前記蓄電層配置工程では、前記集電体層を介して前記セルユニットの前記正極活物質層と他のセルユニットの前記負極活物質層とが対向するように、複数個の前記セルユニットを鉛直方向に積層して前記蓄電層を配置する請求項1又は2に記載の電力貯蔵装置の製造方法。
The storage layer arranging step further includes a step of arranging the current collector layer directly in the power storage tank.
In the storage layer arrangement step, the plurality of cell units are vertically arranged so that the positive electrode active material layer of the cell unit and the negative electrode active material layer of another cell unit face each other via the current collector layer. The method for manufacturing an energy storage device according to claim 1 or 2, wherein the storage layers are arranged in a stack in the direction.
前記集電体層は、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体である請求項3に記載の電力貯蔵装置の製造方法。 The method for manufacturing an energy storage device according to claim 3, wherein the current collector layer is a resin current collector composed of a conductive agent and a resin. 前記正極活物質及び前記負極活物質の少なくとも一方は、その表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる被覆層により被覆された被覆活物質である請求項1〜4のいずれかに記載の電力貯蔵装置の製造方法。 The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material is a coating active material whose surface is partially or wholly covered with a coating layer containing a polymer compound. How to make a power storage device. 正極活物質層、セパレータ層及び負極活物質層がこの順で配置されたセルユニットを1つ以上備えた蓄電層が電力貯蔵槽内に格納されてなる電力貯蔵装置であって、
前記正極活物質層は、互いに結着されていない正極活物質を含んでなり、
前記負極活物質層は、互いに結着されていない負極活物質を含んでなり、
前記正極活物質及び前記負極活物質は、リチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物であり、
前記セルユニットの電気容量のうち少なくとも1つが、5kWh以上であることを特徴とする電力貯蔵装置。
A power storage device in which a power storage layer including one or more cell units in which a positive electrode active material layer, a separator layer, and a negative electrode active material layer are arranged in this order is stored in a power storage tank.
The positive electrode active material layer comprises a positive electrode active material that is not bound to each other.
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material that is not bound to each other.
The positive electrode active material and the negative electrode active material are compounds capable of inserting and removing lithium ions.
A power storage device characterized in that at least one of the electric capacities of the cell unit is 5 kWh or more.
前記正極活物質及び前記負極活物質の少なくとも一方は、その表面の一部又は全部が前記高分子化合物を含んでなる被覆層により被覆された被覆活物質である請求項6に記載の電力貯蔵装置。 The power storage device according to claim 6, wherein at least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material is a coating active material whose surface is partially or wholly covered with a coating layer containing the polymer compound. .. 前記電力貯蔵槽には、防水層が設けられている請求項6又は7に記載の電力貯蔵装置。 The power storage device according to claim 6 or 7, wherein the power storage tank is provided with a waterproof layer. 一のセルユニットの前記正極活物質層と他のセルユニットの前記負極活物質層とが集電体層を介して対向するように、複数個の前記セルユニットが、鉛直方向に積層されて前記蓄電層を構成している請求項6〜8のいずれかに記載の電力貯蔵装置。 A plurality of the cell units are laminated in the vertical direction so that the positive electrode active material layer of one cell unit and the negative electrode active material layer of the other cell unit face each other via the current collector layer. The power storage device according to any one of claims 6 to 8, which constitutes a power storage layer. 前記集電体層は、導電剤と樹脂からなる樹脂集電体で構成されている請求項9に記載の電力貯蔵装置。 The power storage device according to claim 9, wherein the current collector layer is composed of a resin current collector composed of a conductive agent and a resin. 前記電力貯蔵槽の内部寸法が複数個の前記セルユニットの水平方向の面積の変化に追従しており、
一のセルユニットの水平方向の面積が、鉛直方向下側に配置されている他のセルユニットの水平方向の面積よりも大きく、
前記一のセルユニットの鉛直方向下側に、前記一のセルユニットの水平方向の面積と略同一の面積を有する支持板が配置されている請求項9又は10に記載の電力貯蔵装置。
The internal dimensions of the power storage tank follow changes in the horizontal area of the plurality of cell units.
The horizontal area of one cell unit is larger than the horizontal area of the other cell units located vertically below.
The power storage device according to claim 9 or 10, wherein a support plate having substantially the same area as the horizontal area of the one cell unit is arranged on the lower side in the vertical direction of the one cell unit.
請求項6〜11のいずれかに記載の電力貯蔵装置を1つ以上備えることを特徴とする電力貯蔵設備。 A power storage facility comprising one or more of the power storage devices according to any one of claims 6 to 11.
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