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WO1997013288A1 - Systeme faisant appel a des batteries auxiliaires - Google Patents

Systeme faisant appel a des batteries auxiliaires Download PDF

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WO1997013288A1
WO1997013288A1 PCT/JP1995/002054 JP9502054W WO9713288A1 WO 1997013288 A1 WO1997013288 A1 WO 1997013288A1 JP 9502054 W JP9502054 W JP 9502054W WO 9713288 A1 WO9713288 A1 WO 9713288A1
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WO
WIPO (PCT)
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secondary battery
battery
capacity
less
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1995/002054
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kyouko Ikawa
Yasushi Muranaka
Yoshimi Komatu
Tatuo Horiba
Yoshirou Mikami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to EP95933633A priority patent/EP0860889A1/en
Priority to PCT/JP1995/002054 priority patent/WO1997013288A1/ja
Publication of WO1997013288A1 publication Critical patent/WO1997013288A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a system using a secondary battery, and more particularly to a system using a secondary battery having excellent quick charge and quick discharge characteristics.
  • rechargeable batteries have become one of the essential components for power supplies for personal computers and mobile phones, or for electric vehicles and power storage.
  • Portable Computers including Pen Computers
  • Personal Information Personal Information
  • mobile communication such as intelligent communication and node-to-node communication
  • characteristics required for mobile communication include low power consumption, high-performance long-life batteries, and small size. Is becoming more important.
  • the battery due to the inadequate performance of the secondary battery and the high power consumption of the LCD panel backlight and drawing control, the battery has been used for eight hours, It is less than 8 hours, and it has not been able to fully fulfill its function as mobile-computing.
  • secondary batteries In terms of secondary batteries, there is a growing demand for higher capacity, which can extend the operating time of devices with a single charge, in terms of ease of use. Consumers' demands for higher capacity are persistent.
  • secondary batteries that have been rapidly developed include nickel-metal hydride batteries and lithium secondary batteries.
  • a nickel-metal hydride battery a negative electrode mainly composed of a hydrogen storage alloy is used.
  • Nickel-metal hydride batteries are compatible with nickel-cadmium batteries in terms of battery voltage and discharge characteristics, and can be expected to increase battery capacity by 50 to 100%.
  • the lithium secondary battery has a high battery voltage and is light, so it has a high capacity like a nickel-metal hydride battery.
  • a hydrogen storage alloy electrode composed of ultrafine particles having an average particle size of 5 micron or less has been used (Japanese Patent Application Laid-Open No. No. 1 19079), a sheet-like hydrogen-absorbing alloy electrode containing a binder is provided with pores with a diameter of 30 microns or more (Japanese Patent Laid-Open No. 61-153947), and hydrogen-absorbing alloy particles (base particles).
  • the electrodes used in batteries are made by forming particles of substances involved in the battery reaction into fine particles, and then adding a binder to adhere them in a sheet form, or by bonding the particles by sintering.
  • a porous electrode plate is produced. Therefore, reducing the average particle size becomes a porous material layer involved in the battery reaction, and the area of the reaction field increases.
  • the more the material involved in the battery reaction is made finer the more the material falls off from the electrode. This causes problems such as the formation of a film due to the above, which becomes a reaction resistance and the rapid charge / discharge characteristics are rather deteriorated.
  • the method of arranging the conductive particles around the material particles involved in the battery reaction may be in the form of fibers or a film, provided that the type of particles does not impair the conductivity.
  • a reaction catalyst may be used in addition to carbon and metal.
  • the addition of a substance having no or low action as a substance involved in such a battery reaction causes a problem of lowering the capacity density.
  • a method for converting the crystal structure of a substance involved in the battery reaction into an irregular multicomponent substance combining amorphous ⁇ microcrystalline and polycrystalline with low crystallinity is achieved by using a disordered structure to reduce storage and active sites. Appears, and a substantial increase in surface area is obtained.
  • the grain boundaries are disorderly and unclear, so that stress due to expansion and contraction during charge and discharge is relaxed, and cracks and cavities are less likely to be formed. Storage capacity is large and cycle life is long.
  • the charge transfer reaction on the surface of a battery in rapid charge / discharge is rate-determining.
  • the reaction area on the surface is small, the charge transfer is rate-limiting. However, it cannot keep up with the rapid charge / discharge speed.
  • the method is performed to reduce the contact resistance between the current collector and a substance involved in a battery reaction.
  • the resistance inside the electrode rather than the contact resistance between the current collector and the substance involved in the battery reaction, such as the contact resistance between particles and the reaction resistance at the interface between particles and the electrolyte Is much larger.
  • An object of the present invention is to provide a system using a secondary battery in which the rapid charge / discharge characteristics of the secondary battery are improved. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a secondary battery using system including at least one of a heat source having a capacity of 0.5 Wh or more and 50 kWh or less, a power, a control circuit, a drive circuit, an LSI, an IC, and a display element. It is characterized in that at least one of the secondary cells can discharge for more than 15 minutes at 580 W / & or more.
  • At least one of the cells of the secondary battery is capable of discharging at least 90% of the battery capacity and charging at least 200 WhZ ⁇ by charging at least 30 OWZ £. .
  • a ratio of a maximum time for operating a system using the secondary battery to a charging time of the secondary battery is 10 or more, preferably 40 or more and 200 or less.
  • the secondary battery use system includes a liquid crystal display, a multilayer wiring board,
  • PCMCIA card PC card
  • voice card modem
  • mobile phone FAX
  • battery IC or a combination of these It is characterized by including alignment.
  • the present invention relates to a liquid crystal display system including a liquid crystal panel, a panel driving peripheral circuit, and a display interface circuit, and having a memory unit, capable of quick charging of 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and It is characterized by having a secondary battery capable of continuous use for 0 hours or more, preferably 40 hours or more.
  • the liquid crystal display system may or may not include a backlight as a component. When a display is performed using the reflective display mode, no backlight is required, so that power can be saved. Further, the liquid crystal display system may be one in which a circuit and a display are integrated on a panel. Further, it may be used in a power saving system in which the periodic reading of the field memory and the periodic writing to the pixel are omitted.
  • the power consumption of liquid crystal display systems will be further reduced, and in the future, the power consumption will be reduced to one-fiftieth of the current level.
  • the liquid crystal display system can be used continuously for more than 5 days in 8 hours per day.
  • a secondary battery having a capacity of 2 Wh or more per 1 inch of the size of the liquid crystal panel is provided, and 2 W or more, preferably 8 W or more 36 W per 1 inch of the size of the liquid crystal panel.
  • the battery is provided with one or a combination of a charger, a charge control device, a charge control circuit, or a management system having a rapid charge function of one hour or less.
  • the power control may be constant current charging, constant voltage charging, or constant current constant voltage charging.
  • a-- ⁇ method a method of stopping charging at a fixed time, a method of stopping charging at a constant voltage, or a method of stopping charging due to a rise in temperature may be used.
  • pulse charging may be used.
  • the voltage of each cell may be monitored, and a current may be bypassed so that even one cell does not become overcharged.
  • charging may be controlled by extracting a signal from a microcomputer built in the cell.
  • a management system such as a battery type, charging voltage, charging current, alarm signal and data indicating the state of the battery, and a display may be provided.
  • the liquid crystal display system has a secondary battery, has a width of 0.85 or more and 1.2 or less with respect to the width of the display surface of the liquid crystal display panel, and has a width of 1.0 or more with respect to the length of the display surface of the liquid crystal display panel.
  • the battery is characterized in that the secondary battery has a length of 0 to 1.8 and a thickness of 3 to 50 mm.
  • the secondary battery of the present invention has a built-in microcomputer for controlling either or both of charging and discharging, the secondary battery may have a volume containing the microcomputer.
  • the liquid crystal display system is characterized in that the liquid crystal display system includes a secondary battery composed of an assembled battery of 2 series or less and 6 parallels or less, and a lithium secondary battery is used as the secondary battery.
  • This lithium secondary battery may be what is called a lithium ion battery.
  • the secondary battery is characterized by having a secondary battery composed of an assembled battery of 3 series or more and 5 series or less and 4 parallels or less, and a nickel-hydrogen secondary battery is used as the secondary battery.
  • This nickel-hydrogen secondary battery means a battery using a hydrogen storage alloy.
  • the secondary battery applicable to the present invention is a lithium secondary battery or nickel-hydrogen battery. Next battery. Other nickel-aluminum dommium batteries and lead-acid batteries are not suitable for the present invention because of their small capacity, even though rapid charging is possible.
  • At least one of the liquid crystal display, the multilayer wiring board, a PCMCIA card (PC card), a voice card, a modem, and a battery IC is integrated with the secondary battery. It is characterized by
  • the overcharge or over-discharge protection circuit for a secondary battery or a charging and discharging control circuit, a liquid crystal display system characterized in that integrated with the circuits in the system (the present invention, a portable information terminal or The present invention can be applied to a portable computer, a pen computer, a mobile phone, a personal handy phone, or a system having a videophone function.
  • the secondary battery use system of the present invention is characterized by including at least one of an electric vehicle, an elevator, a train, and an emergency power supply.
  • the present invention relates to an electric vehicle including a drive unit including a motor and an inverter, and a secondary battery, wherein the secondary battery can be rapidly charged for 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and It is characterized in that the vehicle can travel at a vehicle speed of 4 O km / h when charged and the traveling distance is 250 km or more and the battery weight is 200 kg or less.
  • the electric vehicle of the present invention is characterized by using a secondary battery which can be rapidly charged for 1 hour or less, preferably 30 minutes or less. Further, since the secondary battery applicable to the present invention has a high capacity, it can run at 250 V km or more at a vehicle speed of 4 OkmZh with one charge. Furthermore, a secondary battery capable of securing the above-mentioned traveling distance is used even if the total weight of the batteries mounted on the electric vehicle is 200 kg or less.
  • the above electric vehicle is characterized in that the minimum time required to move from the stop point to 400 m is 18 seconds or less.
  • the present invention is characterized by using a secondary battery capable of rapid discharge. Therefore, in the acceleration of the electric vehicle according to the present invention, the minimum time required for moving from the stop point to 400 m is 18 seconds or less.
  • an electric vehicle using a secondary battery using system having at least a secondary battery as a power source, a motor driven by a fuel cell and / or a solar battery, and a control unit for controlling the operation of these outputs.
  • the secondary battery is capable of rapid charging for 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and has a vehicle speed of 40 O after one discharge from the secondary battery and power generation from the fuel cell and / or solar cell.
  • the driving distance that can be traveled at kmZh is not less than 300 km, and the total weight of the secondary battery, the fuel cell, and / or the solar cell is not more than 250 kg. At this time, it may be used as a hybrid power source with the engine.
  • the positive electrode or the negative electrode contains material particles involved in a charge / discharge reaction, wherein the particles are composed of at least two or more phases, and at least one of the phases is composed of an electrode having pores. I do.
  • the particles are characterized by comprising at least two or more phases, and at least one of the phases having pores and having cracks.
  • the particles are characterized by having pores formed by dissolving or evaporating at least one of the phases, and having cracks formed by generation of a charge product or a discharge product.
  • At least two of the phases alone are substances that exhibit different charge or discharge capacities and are capable of participating in a charge or discharge reaction.
  • the magnitude of the charge capacity or the discharge capacity does not matter (the difference between the two phases of the charge capacity or the discharge capacity leads to stress breakdown, which is necessary for the formation of cracks.
  • At least two of the phases are substances exhibiting different expansion rates or contraction rates in a charge or discharge reaction.
  • the magnitude of the expansion or shrinkage does not matter.
  • the difference between the expansion and shrinkage ratios of the two phases causes stress fracture, which is necessary for the formation of cracks.
  • the expansion rate or contraction rate can be obtained from the increase or decrease of the lattice constant obtained from the results of X-ray diffraction measurement.
  • the particles are selected from the group consisting of at least one of the phases capable of participating in a charge or discharge reaction, pores, boundaries thereof, and any combination thereof. Cracks are formed in at least one area. The cracks pin the phases that do not participate in the charge or discharge reaction, or the phases that remain inside without being completely dissolved or evaporated, and do not spread any further. Thus, cracks do not develop and cavities are created from deep cracks, and electrical contact is not broken. However, there are many sources of cracks, such as the presence of two or more phases involved in the charge or discharge reaction, the presence of pores, and the boundaries between them where stress is likely to be applied. Reaction area can be increased.
  • the particles form cracks that form at least one of the following: battery charging, discharging, and similar reactions, electrolytes, acids, alkalis, oxidizing agents, and reducing agents. And formed by at least one means selected from the group consisting of:
  • the similar reaction is, for example, a reaction of a hydrogen storage alloy of a nickel-metal hydride secondary battery with hydrogen in a gas phase at a temperature and pressure capable of storing and releasing hydrogen. Alternatively, it is a reaction that causes the alloy to absorb hydrogen using a reaction that generates hydrogen gas in the liquid phase. In the case of a lithium secondary battery, for example, it is to react thermodynamically with lithium.
  • the reaction with the electrolytic solution refers to the corrosion or oxidation reaction of the electrolytic solution and the alloy generally used in nickel-metal hydride secondary batteries in the case of nickel-metal hydride secondary batteries. That is.
  • a lithium secondary battery it refers to a decomposition reaction of an electrolytic solution on the surface of a negative electrode or a positive electrode, or a reaction between an impurity or an active site such as a radical, for example, a radical, and an electrolytic solution in a negative electrode or a positive electrode.
  • the pores are present on the surface of the particles in contact with the electrolyte. Since the pores contribute to the battery reaction, they need only be present at least on the surface of the particles that come into contact with the electrolytic solution.
  • the material particles involved in the charge / discharge reaction constituting the electrode of the battery according to the present invention wherein the particle surface has pores, and the composition of the pore surface is different from the composition of the particle surface around the pores. It is characterized by the following.
  • the particles are so-called primary particles. Unlike the pores formed between the particles by aggregating the particles, due to the elements present in the dissolved or evaporated phase and the elements present at the grain boundary between the phase due to dissolution and other phases, etc.
  • An active film can be formed on the surface of the pores formed by dissolution or the like.
  • the particles are composed of a plurality of phases, the pores are formed by dissolving or evaporating at least one of the phases, and the pores have at least one transition metal or a noble metal on the surface of the pores.
  • transition metal is a film of a metal or noble metal oxide, hydroxide, carbonate, chelate complex, or solid solution with a different kind of metal.
  • the particles are alloys containing at least two or more elements, and the alloy has a first phase and at least one second phase precipitated in the first phase.
  • the second phase has pores formed by dissolving or evaporating at least one phase.
  • At least one phase of the second phase alone is a substance that exhibits a charge capacity or a discharge capacity different from that of the first phase and can participate in a charge or discharge reaction. Further, cracks are formed in the particles.
  • the main component of the particles is made of carbon, it is carbon having at least one phase, and the carbon surface has pores formed by dissolving or evaporating at least one of the phases. It is characterized by the following. The pores may exist only on the surface that can come into contact with the electrolyte, and may not exist inside the particles that cannot come into contact with the electrolyte.
  • the particles are made of carbon and an additive component
  • the one or more phases may be made of an additive component or a compound of the additive component and carbon. At least one of the phases alone is a substance which exhibits a charge capacity or a discharge capacity different from that of the carbon and is capable of participating in a charge or discharge reaction. In addition, cracks are formed in the particles.
  • the particles are composed of oxides or sulfides, they are oxides or sulfides containing at least two or more types of elements, and these compounds are composed of a first phase and at least one precipitated in the first phase. It has one kind of second phase, and has pores formed by dissolving or evaporating at least one of the second phases. At least one phase of the second phase alone is the first phase It is characterized in that it is a substance that can participate in a charge or discharge reaction exhibiting a charge capacity or a discharge capacity different from that of a phase. A crack is formed in the particles.
  • the secondary battery used in the present invention having the above characteristics is a unit cell and can discharge for more than 15 minutes at 58 OWZ fi or more.
  • the secondary battery used in the present invention will be specifically described.
  • the present invention relates to the method for producing a positive electrode or a negative electrode used for a secondary battery in which the positive electrode and the negative electrode are interposed with an electrolytic solution, wherein the negative electrode is produced by assembling material particles involved in a battery reaction to form the negative electrode.
  • a first phase containing at least two or more phases capable of participating in a charge or discharge reaction, and a second phase that is dissolved or evaporated to form pores in the first phase.
  • a step of producing the positive electrode or the negative electrode by assembling and molding material particles involved in a battery reaction, performing a charging reaction or a discharging reaction or a similar reaction on the electrode, and partially forming a charge product, Or a step of generating a discharge product and forming a crack.
  • the present invention provides the method for producing an electrode used for a secondary battery in which a positive electrode and a negative electrode are interposed with an electrolytic solution, wherein the first phase and at least one or more kinds of charge or discharge reactions other than the first phase are performed.
  • the substance particles involved in the battery reaction in which the second phase capable of participating and the third phase that dissolves or evaporates to form pores, are present, and the components of the first phase, the components of the second phase, and the third Of the phase Dispersing these phases in the first phase; crushing the second phase and the third phase dispersed in the first phase; A process in which a charge reaction or a discharge reaction or a similar reaction is performed on the crushed particles to partially generate a charge product or a discharge product to form a crack, and the particles having the crack are formed into a plate shape. And a step of performing.
  • a synthesis method by a mechanical alloying method, a solid-phase reaction, a liquid-phase reaction, a gas-phase reaction, or a gas atomization eg, spraying at a temperature near the deposition temperature of the second phase
  • a gas atomization eg, spraying at a temperature near the deposition temperature of the second phase
  • a third phase component that dissolves or evaporates to form pores with a component of the first phase and at least one other component of the second phase that can participate in a charging or discharging reaction in addition to the first phase.
  • the components of the first phase are mixed, the components of the first phase are melted, then cooled and crushed, and the third phase of the crushed particles is treated with any of an acid, an alkali, an oxidizing agent and a reducing agent.
  • the particles having the pores can be formed into a plate shape.
  • pores can be formed by contacting with the reaction gas and selectively evaporating the third phase.
  • the second phase and the third phase can be formed by adding the components of the second phase and the third phase to the melt of the first phase component.
  • a reagent capable of dissolving the phase is prepared.
  • the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution distributed in each part thereof. Applicable to the secondary battery to be formed. If necessary, a separator is provided between the positive and negative electrodes.
  • the present invention is preferably applied to a sealed secondary battery such as a nickel-metal hydride battery and a lithium battery.
  • the alloy used in the present invention is understood to include a so-called intermetallic compound.
  • a secondary battery having an electrolyte in which a positive electrode and a hydrogen storage alloy negative electrode are accommodated in a container can be provided.
  • the hydrogen storage alloy negative electrode is preferably formed by assembling hydrogen storage alloy particles.
  • a separator may be interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • a catalytic action of a hydrogen storage reaction can be obtained. Due to the active species remaining in the pores (which are considered to be vacancies, active elements having unpaired electrons, etc.), the above-mentioned action can improve the rapid charge / discharge characteristics and extend the life.
  • a secondary battery in which a positive electrode and a negative electrode are housed in a container and filled with a non-aqueous electrolytic solution, in which alkali metal (eg, lithium) ions are inserted and released * from the positive electrode and the negative electrode to perform charging and discharging.
  • alkali metal eg, lithium
  • lithium is inserted from an edge portion of a six-membered ring, and an intercalation reaction is performed. Due to the presence of many pores at the edges of the six-membered ring, so-called terminals, the reaction can be facilitated. As a result, rapid charge / discharge performance can be improved, and high capacity can be achieved.
  • the active material of the positive electrode is an anion in the electrolytic solution, the amount of the electrolytic solution absorbed into the pores can be increased, and the charge / discharge reaction can proceed smoothly.
  • the addition of a transition metal replaces the metal in the cathode, causing defects, and inserting lithium into these defects Therefore, the increase in defects can increase the reaction site of lithium and increase the capacity.
  • the shape of the material particles and pores involved in the battery reaction can be spherical, elliptical, conical, fibrous, donut-shaped, basket-shaped, cubic, rectangular, or irregular.
  • the present invention can be used for the following battery electrodes.
  • the performance can be improved by forming the pores as in the present invention, it goes without saying that the present invention can be applied to other battery electrodes.
  • a hydrogen storage alloy comprising the following components can be used. It has a first phase of the present invention and at least one or more second phases that can participate in a charge or discharge reaction in addition to the first phase and a third phase that dissolves or evaporates to form pores.
  • the following alloys can be used.
  • An alloy consisting of a combination of at least one of magnesium, lanthanum, cerium, neodymium, praseodymium, titanium, zirconium, hafnium, niobium, palladium, yttrium, scandium, calcium and nickel.
  • the following alloys can be applied.
  • (Zr)-(Ni-V-n) may be used.
  • the (Zr) side may further have at least one of Ti, Hf, ⁇ , and Nb, or a combination thereof.
  • the combination may be Co and Mo, ⁇ 0 and 8, Cr and -Mo, C 0 and W, and the like.
  • the second phase involved in the charge or discharge reaction is Zr 0.5 to 2.s Co, d i.o. 5 to 2.5 V, Zr 0.5 to 2.5 N i, Z r o. & ⁇ 2., etc. 5 n, Z r 0. & ⁇ 2. & V, T i 0. 5 ⁇ 2. 5 N 1, N b o. 5 ⁇ 2. 5 N i.
  • Ca, La, Ce, etc. are added to the mixture to obtain La. .
  • the second phase comprising a combination presence of 5 V or the like may be deposited.
  • the (M g) side may further include at least one of Z r, T i, H f, Y, and N b, or a combination thereof.
  • the second phase involved in the charge or discharge reaction is Mg. .... 5 ⁇ 2 5 Co, M g 0. 5 ⁇ 2 5 N i, M g o 5 Mn, T i 0 s -. -... 3 ⁇ 4 C ⁇ , ⁇ "2 5 F e ⁇ i ⁇ ........ s - i 5 V, ⁇ i ⁇ ⁇ ⁇ & ⁇ i, ⁇ i;> ⁇ 2.
  • C a in addition to the above elements, L a, and C e such ⁇ Q, L a.. 2 ⁇ 2, 5 N i, C e 0. a ⁇ 2. 5 N i,
  • a second phase including a combination of 2 to 2.5 ⁇ may be precipitated.
  • At least one of Co, Fe, Cr, Sn, B, Mo, W, and C , Or a combination thereof, and () / () 10.5 to 2.5 in terms of atomic ratio.
  • at least one of Zr, Mg, Hf, Y, and Nb may be further provided on the (T i) side, or a combination thereof.
  • the second phase involved in the charge or discharge reaction is Mg. . 2. 5 Co, M g 0. 5 ⁇ 2. 5 N i, M g 0. 5 ⁇ 2. 5 Mn, Ding i. .... 5 ⁇ 2 b C o, T i o 5 ⁇ 2 5 F e, T i o.6 -. 2. s V, T i o b ⁇ 2. 5 N i, T io 5 -. 2 5 Mn, Zro. 5 ⁇ 2.5 Ni, Hf. ., Etc. 5 ⁇ 2. 5 N i.
  • C a, L a, C e, etc. are added in addition to the above elements to obtain L a. . 2 ⁇ 2.
  • a second phase including a combination of & V ⁇ may be deposited.
  • a phase having the following components can be used.
  • a compound (alloy or the like) composed of the following components can be used as a substance that contributes to the charge / discharge reaction of the positive electrode of a lithium battery.
  • the following compounds having the dissolving phase and the second phase involved in charge and discharge can be used.
  • a compound consisting of at least one of titanium, molybdenum, iron, tantalum, strontium, lead, niobium, boron, magnesium, aluminum, tungsten, copper, nickel, vanadium, bismuth, and manganese (so-called sulfide) State).
  • the compound (alloy) containing lithium in the two compounds having oxygen or the compound having sulfur may be in a so-called sulfide state.
  • Conductive polymers eg, polyaniline, polyparaphenylene, polyacene, polypyrrole.
  • a conductive polymer and at least one of iron, silicon, sulfur, copper, lead, nickel, vanadium, silver, boron, molybdenum, tungsten, carbon, aluminum, and magnesium Can be used.
  • a compound of the above carbon and at least one of iron, silicon, sulfur, copper, lead, nickel, vanadium, silver, boron, molybdenum, tungsten, aluminum, and magnesium can be used.
  • a substance that contributes to the charge / discharge reaction of the positive electrode of the lithium battery for example, a substance containing at least one of the following compositions can be used.
  • the following compounds having the dissolving phase and the second phase involved in charge / discharge can be used.
  • the sum of the transition metal components only needs to be 0.8 to 1.3, and does not need to be evenly distributed to 0.5.
  • the X ranges from 1.5 to 2.5.
  • a substance that contributes to the charge / discharge reaction of the negative electrode of a lithium battery a substance containing at least one or more of compounds (alloys and the like) composed of the following components can be used.
  • the following compounds having the dissolving phase and the second phase involved in charge / discharge can be used.
  • Carbon carbon black, furnace black, pitch-based carbon, mesophase-based carbon, PAN-based carbon, glassy carbon, Graphite, amorphous carbon, fullerene or a combination of these.
  • at least one compound of carbon and iron, silicon, sulfur, copper, lead, nigel, vanadium, silver, boron, molybdenum, tungsten, aluminum, and magnesium can be used.
  • the conductive polymer e.g., Poria diphosphate, polyacene, polypyrrole
  • the conductive polymer and iron, silicon, sulfur, copper, lead, nickel, vanadium, silver, boron, molybdenum, tungsten, aluminum It is also possible to use at least one compound of magnesium and carbon.
  • An alloy that combines at least one of manganese, nickel, copper, calcium, and magnesium with at least one of germanium, silicon, tin, lead, and silver.
  • S i -N i, G e -S i, Mg -S i, S i -N i —G e, S i —N i —M g, S i -N i -M n, S i — N i — Cu can be used.
  • a precipitation phase that dissolves in acids, aluminum alloys, etc. by aging treatment or cooling (for example, cooling) rate adjustment.
  • ⁇ ⁇ Form a second phase involved in charging and discharging, and cracks.
  • an additive element may be contained and dispersed in order to disperse a precipitation phase having a predetermined size. It is preferable that the additional element has an effect of inducing precipitation.
  • the dissolving phase is formed so as to be dispersed in the produced alloy (so-called primary particles when present in the form of particles).
  • the mechanical alloying method or mechanical grinding method can also be produced by more mixing.
  • the degree of alloying is related to the relative charging and discharging, which dissolves in the aluminum alloy without making it uniform by adjusting the rotation speed and time in the mechanical coloring method and mechanical grinding method. This phase is segregated to produce the desired negative electrode (or particles constituting the negative electrode).
  • the dissolving phase (the so-called primary particles) is formed such that the second phase involved in charging and discharging is dispersed. This can also be applied when the substance that contributes to the charge / discharge reaction is an oxide (composite oxide) or sulfide (complex sulfide).
  • the dissolved phase can be dispersed by mixing and ripening the components of the soluble phase with carbon or a conductive polymer.
  • the heat treatment temperature is preferably set at 300 ° C. to 350 ° C. When used for the positive electrode of lithium batteries, the temperature should be between 300 ° C and several hundreds. When used as a negative electrode at about C, it is preferable to use carbonized carbon at about 1000 ° C. to 350 ° C. for use.
  • a substance involved in the charge / discharge reaction (so-called active material) suitable for a battery can be obtained by dissolving with an acid to form pores and then performing a heat treatment. Instead of the dissolution, it may be evaporated by contact with a reaction gas. By a predetermined heat treatment (for example, homogenization treatment, etc.), it is formed so that the composition in the substance contributing to the charge / discharge reaction (the so-called primary particles if present in the form of particles) becomes uniform as a whole.
  • the present invention is difficult to apply. It is preferable that the precipitated phase, which is more soluble in the acid or alkali, than the mother phase (first phase), and the second phase involved in charge / discharge are dispersed.
  • the second phase involved in the dissolving phase charge / discharge may form a phase by precipitation as long as it is an alloy as described above.
  • particles as a second phase that is dissolved in a matrix (first phase) made of carbon or a conductive polymer and that participates in charge / discharge may be mixed.
  • the electrode of the present invention is a porous electrode formed by any of the following methods: bonding the particles using a binder, mechanically compacting, thermally sintering, or chemically aggregating the particles. It can be.
  • An electrode particularly suitable for the present invention is preferably adapted to a so-called intercalation type in which the substance in the electrode that contributes to the charge / discharge reaction is charged with the component of the substance in the electrode that participates in the charge / discharge reaction.
  • the so-called dissolution-precipitation type electrode which is sequentially dissolved from the surface by the discharge reaction, cannot sufficiently exert the effect of the pores of the present invention when charge and discharge are repeated.
  • a method of forming a crack particularly suitable for the present invention is a method of precharging or predischarging after assembling into a battery. Thereby, a charge product or a discharge product is generated, and the crack of the present invention is formed.
  • Examples of the acids, alkalis, oxidizing agents, and reducing agents used to form pores or cracks upon dissolution as in the present application are as follows. Needless to say, the present invention is not limited to this purpose.
  • Acids nitric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid,
  • Al power Hydroxylative power, Hydroxylium,
  • Oxidizing agent sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, hydrogen peroxide
  • reducing agent formalin, sodium borohydride, potassium hypophosphite, sodium hypophosphite.
  • a reactive gas such as halogen / oxygen can be used as a gas used to form pores by evaporation.
  • the phase is brought into contact with a halogen gas such as Br 2 or a phase for evaporating ⁇ 2 , and the phase is selectively evaporated or pores are formed by volume change.
  • a halogen gas such as Br 2 or a phase for evaporating ⁇ 2
  • the present invention can be applied to electrodes as they are.
  • the positive electrode or the negative electrode contains material particles involved in a charge / discharge reaction, and the particles contain at least 2 particles. It is composed of the above phases, and at least one of the phases has pores and cracks.
  • the output of the secondary battery is 580 W / £ or more, and the discharge for 15 minutes or more is performed.
  • the present invention can also be applied to a power supply system having a power supply characterized by the above and an operation control unit therefor.
  • the secondary battery applied to the system of the present invention has a rapid charge characteristic of more than 90% of the capacity and more than 20 OWhZfi at a charge of 300 W / or more due to the effect of pores or cracks. Discharge is possible, and rapid discharge characteristics are 580 W / ⁇ or more, and discharge is possible for 15 minutes or more.
  • this battery is used in a secondary battery-based system that includes at least one of a heat source, power, control circuit, drive circuit, LSI, IC, and display element having a capacity of 0.5 Wh or more and 50 kWh or less
  • the maximum operating time of the system is at least 10 times, preferably at least 40 times and no more than 200 times the power time. If only cells that can discharge more than 30 OW / ⁇ and have a capacity of 90% or more and cannot discharge more than 20 OWhZ £ are used, if the maximum operating time of the system is less than 10 times the charging time, A match appears.
  • the secondary battery of the present invention is used.
  • the rechargeable battery can be charged for less than one hour and can be used continuously for a long time, which was difficult in the past.
  • the secondary battery used in the present invention has both the characteristics of rapid charging, particularly for 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and continuous use for 40 hours or more. 4 Ohh is a response to the demands of businessmen who can use the machine 8 hours a day for 5 consecutive days.
  • the effect is determined on the assumption that the power consumption of the liquid crystal display is 0.05 W or more per inch of the size of the display.
  • the battery capacity needs to be 2 Wh or more per inch. If it is less than 2 Wh, it is difficult to use it continuously for more than 40 h.
  • the secondary battery of the present invention by charging the secondary battery of the present invention at 2 W or more per inch, charging is completed in one hour or less. If it is smaller than 2 W, a charging time of one hour or more is required, so that the secondary battery of the present invention need not be used, and the effect of the present invention is not obtained.
  • the present invention provides an extremely miniaturized structure in which a secondary battery can be arranged on the back surface of a liquid crystal display. Therefore, it is convenient to carry.
  • the display surface of the liquid crystal display panel In order to achieve a maximum continuous use of 40 hours or more, the display surface of the liquid crystal display panel must be The width is 0.85 or more and 1.2 or less with respect to the width, the length is 1.0 or more and 1.8 or less with respect to the length of the display surface of the liquid crystal display panel, and the thickness is 3 or more and 2 It is necessary to equip a secondary battery within the capacity of 0 dragon or less. On the other hand, if it is larger than this size, it will not fit on the back side of the panel equipped with the liquid crystal display and circuit, and the overall thickness will be too thick, which will make portability worse.
  • the liquid crystal display system of the present invention is driven on the order of 5 V, and is assumed to be 5 inches or less. Also, a booster circuit or a step-down circuit is used. Therefore, in the case of using a lithium secondary battery, the assembled battery should be two or less in series and six or less in parallel. The voltage of the battery at this time is 3.6 V to 7.2 V, and a voltage of about 5 V is obtained by using a booster circuit or a step-down circuit. If there are more than six parallel connections, the battery life will be greatly reduced due to variations in the capacity of individual batteries.
  • the battery pack When a nickel-hydrogen secondary battery is used, the battery pack must have at least 3 series and no more than 5 series and no more than 6 parallel. As a result, the voltage of the battery is obtained between 3.6 V and 6.0 V, and a voltage of about 5 V is obtained by using a booster circuit or a step-down circuit. If there are more than six parallel batteries, the battery life will be greatly reduced due to variations in the capacity of individual batteries.
  • an electric vehicle is excellent in acceleration without reducing the traveling distance.
  • the charging time can be reduced to one hour or less, so that charging can be performed even while traveling.
  • the electric vehicle of the present invention can be rapidly charged for 1 hour or less, can travel at a vehicle speed of 4 OkmZh per charge at a speed of 25 Okiii or more, and has a battery weight of 200 kg. It is as follows. Fast charging for less than one hour is possible using nickel-cadmium batteries and lead-acid batteries. However, when these batteries are used, the battery travels at a vehicle speed of 40 km / h with a battery weight of 200 kg or less and a single charge. It is impossible to exceed 25 O km.
  • the effect of the electric vehicle of the present invention is judged based on a general vehicle weight of 100 kg or more. Therefore, the mileage of more than 250 km cannot be achieved by reducing the body weight.
  • the battery weight is less than 200 kg. Therefore, it does not increase the battery weight to achieve a mileage of more than 250 km.
  • an electric vehicle satisfying these values can be realized.
  • an electric vehicle using a secondary battery using system having at least a secondary battery as a power source and a motor driven by a fuel cell and / or a solar battery, and a control unit for controlling the operation of these outputs.
  • the secondary battery can be rapidly charged for 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, and has a vehicle speed of 4 from one discharge from the secondary battery and power generation from the fuel cell and / or solar cell.
  • the driving distance at O km, h is 300 km or more, and the total weight of the secondary battery, the fuel cell, and / or the solar cell is 250 kg or less. At this time, it may be used as a hybrid power source with the engine.
  • the secondary battery of the present invention there are a plurality of phases involved in charge / discharge reactions having different discharge capacities or charge capacities or different expansion rates or contraction rates during charge / discharge.
  • stress rupture progresses due to expansion and contraction of the crystal during charge and discharge, and cracks occur.
  • the formation of cracks leads to an increase in the reaction area, and the rapid charging and discharging characteristics are greatly improved.
  • the crack has a very large number of sources.
  • One is the phase involved in charging and discharging.
  • the other is cracks that occur along grain boundaries. So Thus, cracks are generated from the pores.
  • the phases involved in charge / discharge consist of multiple phases with different discharge capacities or charge capacities, or different expansion or contraction rates during charge / discharge, and each phase is formed of a highly ordered and highly crystalline material. ing. Clear grain boundaries exist between the phases. As described above, a large stress is accumulated between phases having high crystallinity due to expansion and contraction during charge and discharge. Therefore, generation of cracks is easy. But this crack does not lead to deep cracks or cavities. That is, the undissolved dissolving phase present inside the particles and the precipitating phase not involved in charging and discharging are pinned to prevent the crack from progressing.
  • Substances (so-called primary particles in the case of particles) that contribute to the charge / discharge reaction have pores formed by dissolving them with an acid, aluminum oxide, or the like.
  • the pores formed between the particles, which are present in the electrode produced by compression or particle molding, or the surface area of primary particles is increased by providing extraneous matter (for example, a carrier) to increase the specific surface area
  • extraneous matter for example, a carrier
  • the packing density of a substance that contributes to the charge / discharge reaction in the electrode can be improved. As a result, the capacity can be further improved.
  • the specific surface area of a substance involved in the charge / discharge reaction increases and the area of the reaction field increases. Therefore, the rapid charging and rapid discharging reactions proceed smoothly.
  • the particles provided with the pores of the present invention can sufficiently participate in the reaction. Therefore, current concentration, etc., is higher than when the electrode surface is simply treated by high-temperature treatment after the electrode is manufactured. 2 is less likely to occur and the life can be extended.
  • the electrolytic solution is held in the pores, the amount of the held solution is larger than before, and the charge / discharge reaction can be smoothly performed.
  • the pores of the present invention dissolve a phase that is dissolved using a very reactive reagent such as an acid, an alkali, an oxidizing agent, and a reducing agent.
  • a very reactive reagent such as an acid, an alkali, an oxidizing agent, and a reducing agent.
  • Inert film, such as a strong oxide film which is different from the pores formed by the voids between particles, and usually occurs.
  • an insulating film is hardly formed, so that the reactivity can be further increased.
  • a film that is not as strong and has a high activity for example, a conductive oxide film
  • the surface of the pores formed by dissolution of the phase becomes discontinuous and non-equilibrium atomic arrangement, which generates defects and vacancies, and can form an electronically positive or negatively charged state, thereby increasing the activity. It is thought that it has contributed to.
  • the active layer changes to a different composition. Therefore, the activity on the surface of the pores is high, and it is not just a pore but also a catalyst layer that has electron vacancies / holes or is finely etched (contributes to promoting the reaction) And an unstable layer (for example, the charged layer).
  • the electrolyte is retained in the pores, where the reactants are catalytically activated and the reaction rate increases.
  • the pores of the present invention are clearly different from the pores formed between the particles in the porous electrode and the reactivity thereof.
  • the pores of the present invention dissolve the dissolved phase (second phase, precipitated phase) using reagents such as acids, alkalis, oxidizing agents, and reducing agents.
  • a hole is formed.
  • pores exist only on the surface that can be in contact with the electrolyte, and form an active reaction field. Therefore, the components of the dissolvable phase (second phase, precipitated phase) that existed in the closed part inside the particle and could not be dissolved remain as they are inside, so their presence can be easily confirmed by analysis. it can. Since this part is originally added for dissolution, it does not participate in the charge / discharge reaction, or its action and capacity are small. Therefore, it is important to optimize the dissolution conditions with reagents in order to reduce the residual amount as much as possible. For reliable dissolution, it is preferable to apply external heat, such as a mature acid or hot alkali, to ensure dissolution. If the electrolyte is acid or alkaline, the dissolved phase could not be completely dissolved in the dissolution operation.
  • components and reactants of the electrolyte may remain in the pores.
  • the dissolved phase facing the new surface remains in the electrolyte. Reacts with liquid to form new pores.
  • FIG. 1 is a diagram showing the results of analysis of the segregated phase according to Example 1.
  • FIG. 2 is a view showing an analysis result after dissolution of the segregation phase according to Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the structure of a sealed battery.
  • FIG. 4 is a diagram showing an analysis result of the alloy of Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of analysis of the alloy of Comparative Example 1 after melting.
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of analyzing the segregated phase obtained in Example 2.
  • FIG. 7 is a diagram showing crack formation according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the average pore diameter to the average particle diameter of the alloy and the volume ratio in Example 7 and Comparative Examples 7 and 8.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the ratio of the pore area of Example 8 and Comparative Examples 9 and 10 to the particle surface area and the capacity ratio.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the ratio of the pore volume to the particle volume and the volume ratio in Example 8 and Comparative Examples 9 and 10.
  • Fig. 11 is a diagram showing an example of a guidance system using a voice card composed of Example 19 and Comparative Example 13.
  • Fig. 12 is a diagram showing the structure of the server and the voice head of Example 19 and Comparative Example 13.
  • FIG. 13 is a view showing a structure of a PC card according to Example 19 and Comparative Example 13;
  • FIG. 14 is a view showing a structure of a card according to Example 19 and Comparative Example 13;
  • FIG. 15 is a diagram showing a structure of a TFT circuit board of a liquid crystal display system according to Example 15 and Comparative Example 14.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a liquid crystal display system comprising the embodiments 21 to 24. It is.
  • FIG. 17 is a diagram showing the capacity of the assembled battery composed of Examples 21 to 24.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the power management function of the notebook personal computer according to the twenty-fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a hybrid power supply device according to Embodiment 27.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a hybrid power supply according to Embodiment 27.
  • Hydroxypropyl methylcellulose was added as a binder and the mixture was filled into a nickel foam substrate, and a metal hydride electrode having a predetermined thickness was obtained by a roller press.
  • a paste electrode using foamed nickel with a porosity of 95% as an electrode substrate was used. From these electrodes, AA sealed nickel-metal hydride batteries were fabricated.
  • Fig. 3 shows the structure.
  • the positive electrode and the negative electrode were wound around a 0.17 mm thick polypropylene resin nonwoven fabric separator and inserted into the battery can.
  • the electrolyte used was an aqueous solution containing 31% by weight of a hydroxylating water to which a small amount of lithium hydroxide was added.
  • the battery capacity was designed at 1400 mAh. At room temperature, charge 150% of the capacity at 0.3 CmA and 3 CmA, and after a 1-hour pause, until the final voltage reaches 1.0 V at 0.2 CmA and 3 CmA. Discharged. The discharge capacity is 0.3 CmA after discharge and the discharge capacity is 0.2 CmA, and the capacity ratio of 0.2 CmA discharge after 0.3 CmA charge is 0.3 After the C mA charge, the capacity ratio of 3 CmA discharge was measured. Discharge capacity of 0.2 CmA after charging at 0.3 CmA is as high as 144 mAh, and the cycle life is as long as 520 times.
  • 95% capacity is obtained with 3 CmA discharge and 92% capacity with 3 CmA charge, and it is possible to discharge for more than 15 minutes with an output of 580 W / ⁇ , and with a charge of 300 WZ ⁇ A discharge of 90% or more of the capacity and 200 Wh / ⁇ or more was possible.
  • An electrode was fabricated in the same manner as in Example 1, and an AA sealed nickel-metal hydride battery was fabricated and its capacity was measured.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging 0.3 CmA is as high as 141 OmAh, but the cycle life is short at 380 times.
  • the capacity was as low as 45% for 3CmA discharge and 56% for 3CmA charge.
  • T i 0 as a hydrogen storage alloy negative electrode.
  • 2 Z r. I M n. 6 Vo. 2 alloy were produced alloy particles having an average particle size of 5 ⁇ microns in the same manner as in Comparative Example 1.
  • Hydroxypropyl methylcellulose was added as a binder to the foamed nickel base, which was then pressed to a predetermined thickness by a roller press.
  • the molded body was provided with electrodes of 100 ⁇ m in diameter on both sides at a rate of 100 / cm 2 .
  • an AA sealed nickel-metal hydride battery was manufactured and its capacity was measured.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after 0.3 CmA charge is as low as 125 mAh, and the cycle life is as short as 325 times.
  • the capacity was slightly lower at 72% for 3 CmA discharge and 70% for 3 CmA charge.
  • This alloy was dissolved in a mixed solution of a 30 wt% KOH aqueous solution, a 1 wt% Na BH, aqueous solution, and a 5 wt% CH 3 C 00 H aqueous solution at 70 ° C. for 2 hours, and sufficiently washed with water.
  • V and T i with an average diameter of 1 micron, V and B are completely dissolved, and T i remains in the pores, and the composition with the surrounding phase resulting from the difference in dissolution rate due to the element. A discontinuity was indicated. Further, SEM observation of the alloy particles revealed a plurality of fine cracks in the particles as shown in FIG.
  • the alloy was ground to particles having an average particle size of 50 microns.
  • an AA sealed nickel-metal hydride battery was fabricated and the capacity was measured.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after 0.3 CmA charge is as low as 1150 mAh, and the cycle life is short at 383 times.
  • the capacity was slightly lower at 72% for 3 CmA discharge and 68% for 3 CmA charge.
  • Graphite powder was used as a carbon material for the negative electrode.
  • Graphite powder having a mean particle size of less than 0.1 micron was used, and 0.2% by weight of a copper powder of 0.01 micron was added and heat-treated at 300 ° C. for 5 hours while mixing. Then, it was pulverized to obtain granules having the size of the present invention. This was dissolved in an aqueous solution of nitric acid at 70 ° C for 2 hours, washed sufficiently with water, and analyzed using SEM-WDX to confirm pores having an average particle size of 0.01 to 0.05 ⁇ m and traces of copper.
  • Heat K 0 H water In addition to the dissolution treatment using a solution, similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas or fluorine gas. A fluorine-based binder was added thereto and applied on a copper foil, and a carbon electrode having a predetermined thickness was obtained by a roller press.
  • electrodes mainly composed of LiCo 2 were used : AA type sealed lithium batteries were fabricated with these electrodes, and the capacity was measured. The battery capacity was designed at 600 mAh. After 0.3 CmA charge, the discharge capacity of 0.2 CmA is as high as 65 mA mAh, and the cycle life is as long as 520 times. With 3 CmA discharge, 92% capacity was obtained, and with 3 CmA charge, 89% capacity was obtained, and discharge of more than 15 minutes was possible at 580 W / ⁇ output.
  • Graphite powder was used as a carbon material for the negative electrode.
  • the graphite powder having an average particle size of 0.1 ⁇ m or less was used and heat-treated while mixing at 300 ° C. for 5 hours.
  • the surface of this carbon was analyzed using SEM-WDX and subjected to a dissolution treatment under the same conditions as in Example 2, but no pores appeared.
  • a fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied onto a copper foil, and a carbon electrode having a predetermined thickness was obtained by a single-hole press.
  • For the positive electrode using an electrode composed mainly of L i C o 0 2. Using these electrodes, an AA sealed lithium battery was fabricated and its capacity was measured. The battery capacity was designed at 60 O mA h.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging at 0.3 CmA is slightly lower at 550 mAh, and the cycle life is slightly shorter at 420 times. It is as low as 72% for 3 CmA discharge and 69%
  • Graphite powder was used as a carbon material for the negative electrode.
  • Graphite powder having a mean particle size of 0.1 ⁇ m or less was used, and 0.2% by weight of 0.01 ⁇ m copper powder was added thereto and heat-treated while mixing with 300 (TC for 5 h). That After grinding, granules having the size of the present invention were obtained. Further, 0.2% by weight of 0.01 micron silver powder was added and mixed with a ball mill at 25 Orpm.
  • the expansion rate of Ag was 18%, and the expansion rate of carbon was 25%.
  • the discharge capacity of Ag alone was 15 O mAh, and the discharge capacity of the matrix carbon was 370 mAh / g. Therefore, the discharge capacity ratio is (matrix) Z (A g) force 2.47.
  • the ratio of the expansion rate of the charged lattice volume obtained from the X-ray diffraction measurement is (matrix) / (Ag) is 1.39.
  • Lithium-cobalt oxide was used for the positive electrode. This was pulverized to an average particle size of 1 micron or less, heat-treated while adding 0.2% by weight of 0.1 micron A1 powder and mixing at 300 ° C for 5 hours. Then, it was pulverized to obtain particles of the size of the present invention. Dissolve this in an aqueous KOH solution at 70 ° C for 2 h and wash thoroughly with water. After that, it was analyzed using SEM-WDX, and it was confirmed that pores having an average particle size of 0.2 micron were formed. Similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas or fluorine gas.
  • a fluorine-based binder was added thereto and applied on an A1 foil, and an electrode having a predetermined thickness was obtained by roller pressing.
  • a carbon negative electrode was used as the negative electrode.
  • AA type sealed lithium batteries were fabricated using these electrodes, and the capacities were measured.
  • the battery capacity was designed at 600 mAh. After discharging at 0.3 CmA, the capacity of 0.2 CmA discharge is as high as 710 mAh, and the cycle life is as long as 580 times. 85% capacity was obtained with 3 CmA discharge and 80% capacity with 3 CmA charge, and a discharge of 580 WZ £ was possible for more than 15 minutes.
  • Lithium cobalt oxide was used for the positive electrode. This was pulverized to an average particle size of 1 micron or less, and heat-treated at 300 ° C for 5 hours while mixing. The surface was analyzed using SEM-WDX and subjected to dissolution treatment under the same conditions as in Example 3, but no pores appeared. A fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied onto an A1 foil, and a carbon electrode having a predetermined thickness was obtained by roller pressing. A carbon negative electrode was used as the negative electrode. AA type sealed lithium batteries were fabricated using these electrodes, and the capacities were measured.
  • the capacity of 0.2 C mA discharge after charging at 0.3 C mA is slightly lower at 570 mA h, and the cycle life is short at 380 times. It is as low as 65% for 3 CmA discharge and 57% for 3CmA charge.
  • Lithium-cobalt oxide was used for the positive electrode. This was pulverized to an average particle size of 1 micron or less, and heat-treated while adding 2% by weight of 0.1 ⁇ m A1 powder and V powder at 37 ° C. for 15 hours. Thereafter, the mixture was pulverized to obtain grains having the size of the present invention. This is added to a 15 wt% aqueous KOH solution at 70 ° C for 1 h. After dissolving and thoroughly washing with water, the mixture was treated with a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl oxyethane for 401 h.
  • Example 1 As the hydrogen storage alloy negative electrode T i 0. 2 Z r ⁇ . 8 N i and n 0. 6 ⁇ ⁇ . Average particle size using a 2 alloy of ⁇ of 0.0 5 microns and 0.1 added in atomic ratio An alloy was prepared in the same manner as in Example 1. The alloy was pulverized into particles having an average particle size of 50 microns. A pore portion was produced in the same manner as in Example 1. The average particle size of the pores obtained at this time was 0.3 micron or less (smaller than 150 times the average particle size of the alloy). An electrode was prepared in the same manner as in Example 1, and an AA sealed nickel-metal hydride battery was prepared and its capacity was measured.
  • Figure 8 shows the relationship between the average particle size of the pores and the capacity ratio at 3 Cm m charge and 3 CmA discharge.
  • 0.2 CmA discharge capacity after 0.3 CmA charge 0.2 CmA discharge capacity is as high as 950 to 91 OmAh, cycle life is as long as 520 to 480 times and 4 C for 3 CmA discharge It is as low as 55 to 68% when charged at 5 to 65% and 3 C mA.
  • the negative electrode is used as a hydrogen storage alloy. . 2 Z r 0. s N i !., ⁇ ⁇ o. 6 V o.
  • An average particle size using a 2 alloy is 0.1 added 1 5 micron B atomic ratio, in the same manner as in Example 1
  • An alloy was made. The alloy has a mean particle size of 50 microns. Crushed. A pore portion was produced in the same manner as in Example 1. The average particle size of the pores obtained at this time was 30 microns or more (greater than half the average particle size of the alloy).
  • An electrode was fabricated in the same manner as in Example 1, and an AA sealed nickel-metal hydride battery was fabricated and its capacity was measured.
  • Figure 8 shows the relationship between the average particle size of the pores and the capacity ratio at 3 CmA charge and 3 CmA discharge. After discharging 0.3 C mA, the discharging capacity of 0.2 C mA is as high as 970-920 mAh, and the cycle life is as long as 50,000-450 times, but discharging at 3 C mA It is as low as 45-63% for 3 CmA charging and 66-48% for 3 CmA charging.
  • the ratio of the pore volume to the particle volume shows the ratio of the pore volume to the particle volume.
  • the relationship between the ratio and the capacity ratio at 3 C mA charge and 3 C mA discharge is shown.
  • the discharge capacity of 0.2 C mA discharge is as high as 150 to 140 mAh, and the cycle life is as long as 580 to 430 times. It is as high as 95 to 75% for 3 CmA discharge and 98 to 75% for 3 CmA charge, and the proportion of the pores is 10 to 50% based on the particle surface area, or based on the particle volume.
  • Particularly high capacities were between 1 and 40%.
  • the relationship between the capacity ratio at 3 CmA charge and 3 CmA discharge is shown.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging at 0.3 CmA is as high as 140 mAh, but the cycle life is as short as 320 times. It is as low as 50% for 3 CmA discharge and 55% for 3 CmA charge.
  • the relationship between the ratio occupied by and the capacity ratio at 3 CmA charge and 3 CmA discharge is shown.
  • the discharge capacity of 0.2 CmA after 0.3 CmA charge is slightly lower at 112 mAh, and the cycle life is as short as 300 times. It is as low as 55% for 3 C mA discharge and 60% for 3 C mA charge.
  • a segregated phase was formed using the alloy shown in Table 1 as a hydrogen storage alloy for the negative electrode.
  • A1, V, Mn, Sn, B, Mg, o, W, Zr, K, Na, Li, Ni, Ti in the segregated phase contain 30% by weight or more. This was dissolved in an aqueous solution containing an acid and an alkali : an oxidizing agent and a reducing agent at 50 ° C. for 1 hour, washed with water, and then an electrode was prepared in the same manner as in Example 1.
  • a metal hydride battery was fabricated and its capacity was measured. Table 1 shows the results.
  • the discharge capacity of 0.2 CmA after charging at 0.3 CmA is as high as 150 mA to 140 mAh, and the cycle life is as long as 550 to 480 times. It is as high as 95-78% for 3 CmA discharge and 98-88% for 3 CmA charge.
  • Graphite powder was used as the carbon material for the negative electrode. This was pulverized to an average particle size of 0.1 micron or less, and heat-treated while adding 0.2% by weight of a 0.1 micron powder shown in Table 2 and mixing at 300 ° C. for 5 hours. Thereafter, it was pulverized to obtain the powder of the present invention. This was dissolved in an aqueous nitric acid solution at 70 ° C for 2 h, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX to confirm that pores with an average particle diameter of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 0.1 micron were formed. did. In the same manner as in Example 3, an AA sealed lithium battery was prepared, and the capacity was measured. Table 2 shows the results.
  • the capacity of 0.2 C mA discharge after charging 0.3 C mA is as high as 750 to 67 O mAh, and the cycle life is as long as 520 to 480 times.
  • the capacity is as high as 85 to 82% for 3 C mA discharge and 85 to 79% for 3 C mA charge.
  • Graphite powder was used as a carbon material for the negative electrode. This was pulverized to an average particle diameter of 0.1 ⁇ m or less, and heat treated while adding 55% by weight of 0.01 ⁇ m iron powder and mixing at 300 ° C. for 5 hours. This was dissolved in a nitric acid aqueous solution at 70 ° C for 2 h, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX to confirm that pores with an average particle size of 0.08 ⁇ m were formed. . In the same manner as in Example 3, an AA sealed lithium battery was prepared, and the capacity was measured.
  • the capacity of 0.2 C mA discharge after charging 0.3 C mA is as low as 470 mAh, and the cycle life is short as 380 times.
  • the capacity is as low as 50 to 71% for 3 CmA discharge and 55 to 64% for 3 CmA charge.
  • Graphite powder was used as a carbon material for the negative electrode. This was pulverized to an average particle size of 0.1 ⁇ m or less, and heat-treated while adding 0.01% by weight of 0.01 ⁇ m iron powder and mixing at 300 ° C. for 5 hours. This was dissolved in a nitric acid aqueous solution at 70 ° C for 2 hours, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX to confirm that pores with an average particle size of 0.004 micron were formed. confirmed. In the same manner as in Example 3, an AA sealed lithium battery was manufactured and its capacity was measured. 0.3 CmA after charging 0.2 CmA discharge capacity is as high as 670 mAh; cycle life is as short as 280 times, 3 CmA discharge is 57 to 72 % And 3 CmA charge, the capacity is as low as 55-69%.
  • Polyacetylene powder was used as a conductive polymer material for the positive electrode. This is pulverized to an average particle size of 0.1 micron or less, and 0.1% by weight of 0.05 micron powder shown in Table 3 is added and mixed at 300 to 500 ° C for 5 hours. Heat treatment. Thereafter, it was pulverized to obtain a powder having the size of the present invention. This is dissolved in a nitric acid solution at 70 ° C for 2 h, washed thoroughly with water, and then subjected to SEM-WDX. The analysis confirmed that pores having an average particle size of 0.08 microns were formed. Similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas or fluorine gas.
  • a fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied onto an A1 foil, and an electrode having a predetermined thickness was obtained by roller pressing.
  • As a negative electrode a carbon-carbon negative electrode was used. Using these electrodes, an AA sealed lithium battery was fabricated and its capacity was measured. The battery capacity was designed at 500 mAh. Table 3 shows the results. After 0.3 CmA charge, the capacity of 0.2 CmA discharge is as high as 640 to 570 mAh, and the cycle life is as long as 670 to 490 times. 91% to 81% was obtained with 3 CmA discharge, and 87% to 78% with 3 CmA charge.
  • polyacene powder as the conductive polymer material for the negative electrode Pulverize to a particle size of 0.1 micron or less, add 0.2% by weight of the 0.1 micron powder shown in Table 4 and mix at 100-300 ° C for 5 h. While ripening. This was dissolved in an aqueous nitric acid solution at 70 ° C for 2 hours, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX, confirming that pores with an average particle size of 0.02 microns were formed. . Similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas or fluorine gas.
  • a fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied onto a copper foil, and an electrode having a predetermined thickness was obtained by roller pressing.
  • As the positive electrode an electrode mainly composed of LiCo 2 was used. Using these electrodes, an AA sealed lithium battery was fabricated and its capacity was measured. The battery capacity was designed at 600 mAh. Table 4 shows the results. After 0.3 CmA charge, 0.2 CmA discharge capacity is as high as 860 to 700 mAh, and the cycle life is as long as 700 to 580 times. A capacity of 93 to 88% was obtained with 3 CmA discharge and a capacity of 90 to 82% with 3 CmA charge.
  • the alloys shown in Table 5 were used for the negative electrode.
  • the alloy melts between 110 ° C and 150 ° C and is cooled at a rate of 0.01 ° C / min to 0.5 ° C / min. It was obtained by annealing for about 2 h in the range of C. This was pulverized to an average particle size of 50 microns or less, dissolved in a nitric acid aqueous solution at 70 ° C for 2 hours, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX. Was formed. Similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas or fluorine gas.
  • a fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied on a copper foil, and an electrode having a predetermined thickness was obtained by a roller press.
  • an electrode mainly composed of LiCo ⁇ was used for the positive electrode.
  • AA type sealed lithium batteries were fabricated using these electrodes, and the capacities were measured.
  • the battery capacity was designed at 600 mAh. Table 5 shows the results.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging 0.3 CmA is as high as 760 to 70 OmAh, and the cycle life is as long as 530 to 480 times.
  • a 3 CmA discharge yielded 91-85%, and a 3 CmA charge gave 98-88%.
  • the oxides and sulfides shown in Table 6 were used for the positive electrode. This was pulverized to an average particle size of 1 micron or less, and 0.1 micron of the powder shown in Table 6 in an amount of 0.2% by weight was added and heat-treated at 900 to 300 ° C for 5 hours while mixing. . Thereafter, the powder was ground to obtain a powder having the size of the present invention. This was dissolved in a nitric acid aqueous solution at 70 ° C for 2 hours, washed thoroughly with water, and analyzed using SEM-WDX to confirm that pores with an average particle size of 0.2 micron were formed. . Similar results were obtained by reacting and evaporating the precipitated phase by flowing chlorine gas and fluorine gas.
  • a fluorine-based binder was added thereto, and the mixture was applied on an A1 foil, and an electrode having a predetermined thickness was obtained by a roller press.
  • a carbon negative electrode was used as the negative electrode.
  • AA size sealed lithium batteries were fabricated using these electrodes, and the capacities were measured.
  • the battery capacity was designed at 600 mAh. The results are shown in Table 6.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging at 0.3 CmA is as high as 770-680 mAh, and the cycle life is as long as 640-490 times. 90-81% capacity was obtained with 3 CmA discharge, and 85-78% capacity was obtained with 3 CmA charge.
  • An alloy containing the two phases shown in Table 7 was used as a hydrogen storage alloy for the negative electrode, and 1 wt% of B was added.
  • the alloys were prepared by a melting method, mechanical alloying method, mechanical grinding method, molten metal quenching method, and spraying method, and were subjected to a heat treatment at 65 to 110 ° C. This was subjected to a dissolving treatment with an aqueous KOH solution at 60 to 100 ° C for 1 to 50 h, and after washing with water, the formation of pores of the present invention was confirmed. Electrodes were produced in the same manner as in Example 1, an AA sealed nickel-metal hydride battery was produced, and the capacity was measured. Table 7 shows the results.
  • the capacity of 0.2 CmA discharging is as high as 156 to 1400 mAh, and the cycle life is as long as 102 to 880 times. It is as high as 97 to 77% for 3 CmA discharge and 98 to 79% for 3 CmA charge.
  • the battery was disassembled, and SEM observation of the electrode confirmed that fine cracks had formed.
  • a material containing the two types of phases shown in Table 8 was used as the carbon material for the negative electrode, B was added in an amount of lwt%, and heat treatment was performed at 500 to 260 ° C. This is dissolved in a mixed solution of KOH aqueous solution and sodium borohydride aqueous solution at 50 to 100 ° C for 50 to 50 hours, washed with water, and then mixed with a mixed solution of propylene carbonate and dimethylxetane. After treatment at 30 to 60 ° C for 1 to 5 Oh, the formation of pores of the present invention was confirmed. Electrodes were produced in the same manner as in Example 3, an AA sealed lithium battery was produced, and the capacity was measured.
  • Table 8 shows the results.
  • the capacity of 0.2 CmA discharge after charging 0.3 CmA is as high as 830 to 61 OmAh, and the cycle life is as long as 980 to 780 times. . It is as high as 93-83% for 3 C mA discharge and 95-86% for 3 C mA charge.
  • the battery was disassembled, and SEM observation of the electrodes confirmed that fine cracks had formed.
  • the positive electrode was made of a material containing two kinds of phases shown in Table 9 as oxides and sulfides, and B was added in an amount of 1% to 1%, followed by heat treatment at 250 to 600C. This was dissolved in an acetic acid aqueous solution at 50 to 100 ° C. for 1 to 50 h, washed with water, and the formation of pores of the present invention was confirmed.An electrode was prepared in the same manner as in Example 3, A three-type sealed lithium battery was prepared and its capacity was measured. Table 9 shows the results. After 0.3 CmA charge, the capacity of 0.2 CmA discharge is as high as 810 to 68 OmAh, and the cycle life is as long as 820 to 580 times. It is as high as 95-80% for 3 C mA discharge and 98-82% for 3 C mA charge. The battery was disassembled, and SEM observation of the electrodes confirmed that fine cracks had formed.
  • Table 9 shows the results. After 0.3 CmA charge, the capacity of 0.2 CmA
  • the capacity of 0.2 CmA discharge is as high as 1540 mAh, and the cycle life is as long as 108 times. It is as high as 97% for 3 CmA discharge and 89% for 3 CmA charge.
  • the battery was disassembled, and SEM observation of the electrodes confirmed that fine cracks had formed.
  • FIG. 11 shows an example of a guidance system using a voice card
  • Fig. 12 shows an example of the schematic structure of a server and a card
  • Figs. 13 and 14 show an example of a PC card. It consists of a semiconductor memory, a voice card with a built-in voice playback function, and a server that stores compressed digital voice data.
  • the secondary batteries of Examples 1 to 18 were mounted on a server. The capacity of the secondary battery used was 2 to 10 Wh-the charging time was 30 minutes. The maximum operating time of the server at this time was 5 to 50 hours. The ratio of the longest operation time to the charging time was 10 to 100.
  • the secondary batteries of Examples 1 to 18 were mounted on a PC card. The capacity of the secondary battery was 0.5 Wh. The charging time was 30 minutes. The maximum operating time of the PC card at this time was 50 to 100 hours. Maximum operating time for charging time was 100 to 200.
  • the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 were mounted on a server.
  • the capacity of the secondary battery was 2 to 1 O W h.
  • the charging time was one hour.
  • the maximum operating time of the server at this time is as short as 0 to 8 hours. Most of the batteries leaked and could not be discharged properly.
  • the ratio of the longest operating time to the charging time was 0-8.
  • the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 were also mounted on the PC card.
  • the capacity of the secondary battery was 0.5 Wh.
  • the charging time was one hour.
  • the maximum operating time of the PC card at this time was as short as 0 to 9.5 hours, and the ratio of the maximum operating time to the charging time was 0 to 9.5. Most of the batteries leaked and were unable to discharge properly.
  • a TFT circuit board that integrates a 5-inch liquid crystal panel, a high-speed bus interface, a drawing control circuit, a display interface, synchronization control, a field memory, a controller, a panel driving peripheral circuit, and a field memory is manufactured.
  • the secondary batteries of Examples 1 to 18 were mounted on the back side of the battery.
  • the reflective display mode was used for the liquid crystal panel.
  • Fig. 15 shows the configuration of the TFT circuit board. This was used to create a liquid crystal display system.
  • the capacity of the secondary battery was 30 to 85 Wh.
  • the charging time was 60 to 170 W and the time was 30 minutes.
  • the maximum operation time of the display at this time was 40 to 100 hours.
  • the ratio of the longest operation time to the charging time was 80 to 200.
  • Example 21 the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 were placed on the back side of the substrate. equipped. Using this, a liquid crystal display system was produced. The capacity of the secondary battery was 30 to 85 Wh. The charging time was 60 to 170 W and the time was 30 minutes. At this time, the longest operation time of the display was as short as 0 to 4 hours, and the ratio of the longest operation time to the charging time was 0 to 8. Most batteries leaked and were unable to discharge normally. [Example 21]
  • FIG. 16 shows an example of a 2.5-inch liquid crystal display system.
  • a secondary battery was placed behind this liquid crystal panel.
  • FIG. 17 shows the capacity of the assembled battery of the secondary battery of Example 1 arranged in FIG.
  • the rechargeable battery was housed in a 4.5 cm wide, 9 cm long, 2 cm thick volume.
  • the capacity of the secondary battery was 2 OWh.
  • the charge was 40 W and the time was 30 minutes.
  • the maximum operation time of the display at this time was 20 hours.
  • the ratio of the longest running time to the charging time was 40.
  • FIG. 16 shows an example of a 2.5-inch liquid crystal display system.
  • a secondary battery was placed behind this liquid crystal panel.
  • FIG. 17 shows the capacity of the assembled battery of the secondary battery of Example 10 arranged in FIG.
  • the rechargeable battery was placed in a volume of 3.3 cm in width, 6.5 cm in length, and 2 cm in thickness.
  • the capacity of the secondary battery was 15 Wh.
  • the charge was 30 W and the time was 30 minutes:
  • the maximum operating time of the display at this time was 10 hours.
  • the ratio of the longest operating time to the charging time was 20.
  • FIG. 16 shows an example of a 2.5-inch liquid crystal display system.
  • a secondary battery was placed behind this liquid crystal panel.
  • FIG. 17 shows the capacity of the assembled battery of the secondary battery of Example 10 arranged in FIG.
  • the rechargeable battery was placed in a volume of 4.5 cm in width, 5.1 cm in length, and 2 cm in thickness.
  • the capacity of the secondary battery was 15 Wh. charging was 30 W and the time was 30 minutes.
  • the maximum operating time of the display at this time was 10 hours.
  • the ratio of the longest operating time to the charging time was 20.
  • FIG. 16 shows an example of a 2.5-inch liquid crystal display system.
  • a secondary battery was placed behind this liquid crystal panel.
  • FIG. 17 shows the capacity of the assembled battery of the secondary battery of Example 10 arranged in FIG.
  • the rechargeable battery was placed in a 4.5 cm wide, 9 cm long, 0.3 cm thick volume.
  • the capacity of the secondary battery was 5 Wh.
  • the charge was 10 W and the time was 30 minutes:
  • the maximum operating time of the display at this time was 10 hours.
  • the ratio of the longest operating time to the charging time was 20.
  • Fig. 18 shows an example of the power management function of a notebook personal computer. The operation was confirmed by applying the secondary batteries of the batteries of Examples 1 to 18 to the secondary batteries. The longest operation time of 10 to 50 hours was shown for a charge of 30 minutes. It is also applied to mobile phones and PHS, and the reception standby time, which is the longest operation time, is 10 to
  • the secondary batteries of Examples 1 to 18 were applied to electric vehicles.
  • the body weight was 1 000 kg, and the weight of the rechargeable battery mounted was 20 O kg.
  • the charging time was 30 minutes. At this time, the mileage at a vehicle speed of 4 O km / h was 250 to 550 km.
  • the minimum time required to move from the stop point to 400 m was 10 to 18 seconds.
  • FIG. 19 shows a drive control system for an electric vehicle using an embodiment of the hybrid power supply device.
  • the hybrid power supply is connected to the control unit via the output terminal.
  • the power supplied from the hybrid power supply is converted to three-phase alternating current via a bridge circuit, and the rotating shaft of the brushless DC motor is connected to the drive mechanism of the electric vehicle and to the resolver, which is a rotor position detector. It is connected.
  • the resolver circuit inputs the resolver signal and outputs a signal indicating the excitation position to the current waveform control circuit.
  • the main computer receives signals from the voltage detection circuit as well as signals from the speed sensor. These signals are supplied to the current waveform control circuit.
  • the current waveform control circuit outputs a pulse width modulation signal to the base drive circuit.
  • the base drive circuit drives the bridge circuit according to the pulse width modulation signal.
  • Figure 20 shows an example of a hybrid power supply.
  • the secondary batteries of Examples 1 to 18 were used as the power source of the secondary battery for supplying power to the control unit.
  • As the fuel cell a phosphoric acid type, a methanol type, a molten carbonate type, a polymer solid electrolyte type, or the like can be used.
  • the fuel cell is placed in parallel with the secondary battery via a diode to prevent backflow. Further, power can be selectively supplied to the control unit by the fuel cell and the secondary battery depending on the driving conditions of the electric vehicle.
  • the body weight was 100 O kg
  • the weight of the secondary battery mounted was 100 kg
  • the weight of the fuel cell was 100 O kg.
  • the charging time was 30 minutes. At this time, the mileage at a vehicle speed of 40 km / h was 300 to 550 km.
  • the capacity of the secondary battery using system and the rapid charging characteristics and the rapid discharging characteristics have been greatly improved.

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Description

明 細 書
二次電池使用システム 技術分野
本発明は二次電池を用いたシステムに係わリ、 特に急速充電及び急速 放電特性に優れた二次電池使用システムに関する。 背景技術
近年、 二次電池はパソコンや携帯電話などの電源として、 あるいは電 気自動車や電力貯蔵用の電源として、 なくてはならない重要な構成要素 の一つとなっている。
携帯型コンピュータ （ペンコンピュータと呼ばれるものも含む） ゃ携 帯情報 末 (Personal Digi tal Ass i s tant , あるレ、は Persona l
I ntel l igent Communi cator, あるいはノヽン ドへノレド · コミュニケータ） といった移動体通信 （モービル ' コンピューティ ング） が必要とする特 性として、 低消費電力化， 高性能長寿命電池の搭載， 小型化が挙げられ る。 しかし、 二次電池の性能がまだ、 不十分であることや、 液晶表示パ ネルのバックライ 卜や描画制御における高消费電力から、 電池の使用時 間は、 8時間の充電時間にもかかわらず、 8時間以下であり、 モービル - コンピューティ ングとしての機能を十分に発揮できていないのが実情 である。
さらに、 地球環境問題の高ま りとともに排ガスや騒音を出さない電気 自動車が関心を集めている。 しかし、 実際には高速走行ができないこと や、 加速性が悪い， 走行距離が短い， 充電時間が 6 〜 8時間もかかるな どの問題点が多い。 これらは、 二次電池の性能が不十分なためである。 二次電池の高性能化が 2 1 世紀対応電気自動車システムとして高信頼性 ， 高効率化， 超小型化を実現するカギである。
二次電池について言えば、 使い易さの点から一回の充電による機器の 使用時間の長くできる高容量化の要求が高まっている。 高容量化に対す る消費者の要求は根強いものがある。 近年、 開発が急速に進められた二 次電池としてニッケル一金属水素化物電池と リチウム二次電池がある。 ニッケル一金属水素化物電池では、 水素吸蔵合金を主成分とする負極が 用いられる。 ニッケル一金属水素化物電池は、 電池電圧， 放電特性など においてニッケル—カ ドミゥム電池と互換性を有しており、 かつ電池容 量が 5 0〜 1 0 0 %增加することが期待できる。 また、 リチウム二次電 池は、 電池電圧が高く、 軽いためニッケル一金属水素化物電池と同様に 高容量の電池である。 また、 今後、 石油資源の枯渴， 炭酸ガスによるォ ゾン層破壊等環境への配慮から、 あるいは電力の平準化といった観点か ら電気自動車や分散型電力貯蔵電源などの大型の電源としての使用が考 えられる。
電池の使い勝手を考えるならば、 いかに短時間で充電ができるかを示 す急速充電特性の向上が要求される。 また、 電気自動車のような大電流 放電を必要とする機器側から考えると、 急速放電特性も重要であり、 こ の特性が不十分だと電池の用途は限られたものとなる。 鉛電池やニッケ ルー力 ドミゥム電池では急速充電特性も急速放電特性もある程度満足の いく特性が得られているが、 二ッケルー金属水素化物電池やリチウム二 次電池では急速充電も急速放電も不足している。
従来、 ニッケル一金属水素化物電池については急速充放電特性を改善 するためにいくつかの方法が考えられている。 例えば、 平均粒径が 5 ミ ク口ン以下の超微粒子からなる水素吸蔵合金電極を用いたり （特開昭 60 一 1 19079号） 、 結着剤を含むシー ト状水素吸蔵合金電極に直径 3 0 ミク ロン以上の細孔を設けたり （特開昭 6 1— 1 53947号） 、 水素吸蔵合金粒子 (母粒子）の表面に平均粒子径が 1 Z 1 0〜 1 Z 2 0 0の金属単体， ニッ ケル基合金， ステンレス鋼の粒子で被覆することや（特開昭 64— 6366号） 、 無定形， 微晶質， 長距離の構造的秩序を欠如する多結晶を組み合わせ た無秩序な多成分物質からなる水素吸蔵合金を用いる （特公平 4一 805 1 2 号） などがある。 また、 リチウム電池では、 集電体の表面をニッケルや チタンで被覆 （特開平 5— 159781 号） して急速充放電特性を改善してい る。
携帯型コンピュータや携帯情報端末の電源としては、 急速充電特性に 優れ、 かつ、 高容量で上記のシステムのサイズ要求に合わせた平板型の 二次電池が必要であるが、 これらすベてを満たす二次電池はまだない。 電気自動車に関しては、 走行距離を延ばすためには高容量二次電池を 用いなければならないが、 現状のリチウム二次電池やニッケル一水素二 次電池では高出力では電圧特性が大幅に低下する。 また、 ブレーキをか けた時の回生エネルギーの回収率を上げることが高効率の運転を実現す るうえで不可欠となる。 そのためには、 急速充電特性及び急速放電特性 に優れた高容量二次電池が必要となる。
—般に、 電池に使用される電極は、 電池反応に関与する物質の粒子を 微粒子化した後、 結着剤を加えてシー ト状に接着したり、 焼結法により 粒子と粒子を結合させることによって多孔質な極板を作製する。 従って 平均粒径を小さくすることはそれだけ多孔質な電池反応に関与する物質 層となり反応場の面積も増加する。 しかし、 実際には電池反応に関与す る物質を微粒子化するほど電極からの脱落が多くなり、 このため容量が 低下したり、 微粒子化する過程で電池反応に関与する物質表面に不純物 による皮膜が生成し、 反応抵抗となって急速充放電特性がかえって悪く なるなどの問題がある。
ここで、 電池反応に関与する物質表面に孔を形成すれば反応面積向上 に効果があると考えられるが、 結着剤の部分や粒子と粒子の間に細孔を 形成してもその効果はない。 電極に複数個の孔を設けることは、 反応面 積向上よりむしろ電極の電池反応に関与する物質の充填密度低下を招き. 実際には容量が低下する。 さらに、 こう した空洞の生成は粒子と粒子の 間の電気的接触を低下させるため、 急速充放電特性はかえつて悪くなる t とどまることのない亀裂の生成も同様である。
導電性の粒子を電池反応に関与する物質粒子のまわりに配置する方法 は配置する粒子の形状は繊維状のものでも膜状ものでもよく、 粒子の種 類も導電性を阻害しないものであるならば、 カーボンや金属などの他、 反応触媒でもよい。 しかし、 このような電池反応に関与する物質と して の作用がない、 あるいは作用が低いものは添加すると容量密度を低下さ せる問題を生じる。
電池反応に関与する物質の結晶構造を、 無定形ゃ微晶質， 結晶性の低 い多結晶を組み合わせた無秩序な多成分物質とする方法は、 無秩序構造 とすることで貯蔵部位と活性部位とが現れ、 実質的な表面積の増大が得 られる。 上記のような無秩序物質は、 粒界も無秩序で明確でなく、 その ため充放電時の膨張収縮による応力も緩和され、 亀裂や空洞が生成しづ らいことから、 粒子と粒子の間の電気的接触を低下させることがなく、 貯蔵容量は大きく、 サイクル寿命も長い。 しかし、 急速充放電における 電池反応は、 表面の電荷移動反応が律速であり、 物質内部に三次元的に 貯蔵部位と活性部位をたくさん作っても、 表面の反応面積が小さければ、 電荷移動律速となり、 急速充放電の速度に追いつかない。 集電体に被覆する方法はその手段はさまざまであるが、 集電体と電池 反応に関与する物質との接触抵抗を小さくするために行われる。 しかし. 実際には集電体と電池反応に関与する物質との接触抵抗よりも電極内部 の抵抗、 例えば、 粒子と粒子の間の接触抵抗や、 粒子と電解液との間の 界面の反応抵抗の方がはるかに大きい。
このように、 電池の急速充放電特性を改善するのに有効な方法は見出 されていない。
本発明は二次電池の急速充放電特性を改善した二次電池を用いたシス テムを提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 0. 5Wh 以上 5 0 kWh以下の容量を有する熱源， 動力， 制御回路， 駆動回路， L S I , I C, 表示素子のうち少なく とも一つ以 上を含む二次電池使用システムにおいて、 該二次電池の単電池の少なく とも一つが 5 8 0 W/ &以上で 1 5分以上の放電が可能であることを特 徴とする。
また、 該二次電池の単電池の少なく とも一つが 3 0 OWZ £以上の充 電で電池容量の 9 0 %以上で、 かつ 2 0 0 WhZ β以上の放電が可能で あることを特徴とする。
さらに、 該二次電池の充電時間に対する該二次電池を用いてシステム が稼働する最長時間の比が 1 0以上、 好ましくは 4 0以上 2 0 0以下で あることを特徴とする。
前記二次電池使用システムは、 液晶ディスプレイ， 多層配線基板，
P CMC I Aカー ド （ P Cカー ド） ， 音声カー ド， モデム， 携帯電話， F AX, 電池用 I Cのうち少なくとも一つあるいはこれらの複数の組み 合わせを含むことを特徴とする。
本発明は、 液晶パネルとパネル駆動用周辺回路とディスプレイインタ —フェイス回路を含み、 メモリー部を有する液晶ディスプレイシステム において、 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であり かつ、 1 0時間以上、 好ましくは 4 0時間以上の最長連続使用が可能な 二次電池を備えることを特徴とする。
前記液晶ディスプレイシステムは構成要素にバックライ 卜を含むもの であってもよく、 含まないものであっても良い。 反射型の表示モー ドを 用いて表示する場合、 バックライ 卜は必要ないため、 省電力が図れる。 また、 前記液晶ディスプレイシステムは回路とディスプレイ をパネル上 に一体化させたものであっても良い。 さらに、 フィールドメモリーの周 期的読み出しや、 画素への周期的書き込みを省略した省電力システムに おいて用いても良い。
液晶ディスプレイシステムの低消費電力化は今後さらに進み、 将来、 消费電力は現在の 5 0分の 1 になる。 これによリ本発明の二次電池を適 用した場合、 液晶ディスプレイシステムは 1 日当たり 8時間で 5 日間以 上の連続使用が可能となる。
さらに、 液晶パネルの大きさの 1 インチ当たりで 2 W h以上の容量を 有する二次電池を備え、 かつ、 液晶パネルの大きさの 1 インチ当たりで 2 W以上、 好ましくは 8 W以上 3 6 W以下で、 かつ、 1 時間以下の急速 充電機能を有する充電器あるいは充電制御装置あるいは充電制御回路あ るいはマネジメン トシステムのいずれか一つもしくはこれらの組み合わ せを備えることを特徴とする。
本発明に適用する二次電池は組電池で用いた場合、 1 C m A以上の急 速充電、 好ましくは 2 C m A以上の急速充電が可能である。 本発明の充 電制御は定電流充電であっても、 定電圧充電であっても、 定電流定電圧 充電であってもよい。 また、 - - Δ ν方式でも、 一定時間での充電停止方 法でも、 一定電圧での充電停止方法でもよく、 温度上昇から充電を停止 する方法でもよい。 また、 パルス充電であっても良い。 また、 単電池の 電圧をそれぞれ監視して、 単電池が 1 個でも過充電にならないように、 バイパスして電流を流しても良い。 また、 単電池に内蔵したマイコンか ら信号を取り出し、 充電を制御しても良い。 電池の種類や充電電圧， 充 電電流， アラーム信号や電池の状態を表わすデータ—や、 表示などのマ ネジメン 卜システムを備えても良い。
前記液晶ディスプレイシステムは二次電池を有し、 液晶ディスプレイ パネルの表示面の幅に対し 0 . 8 5以上 1 . 2以下の幅であり、 液晶ディ スプレイパネルの表示面の長さに対し 1 . 0以上 1 . 8以下の長さであり、 かつ、 厚みが 3 nun以上 2 0 mm以下の容積内に二次電池を備えることを特 徴とする。 本発明の二次電池が充電あるいは放電のいずれかもしくは両 方を制御するマイコンを内蔵する場合には、 マイコンを内蔵した容積で あっても良い。
前記液晶ディスプレイシステムは、 2直列以下でかつ 6並列以下の組 電池で構成された二次電池を備えることを特徴とし、 この二次電池には リチウム二次電池を用いる。 このリチウム二次電池はリチウムイオン電 池と呼ばれるものであっても良い。
また、 3直列以上 5直列以下でかつ 4並列以下の組電池で構成された 二次電池を備えることを特徴とし、 この二次電池にニッケル—水素二次 電池を用いる。 このニッケル一水素二次電池とは水素吸蔵合金を用いた 電池を意味する。
本発明に適用できる二次電池はリチウム二次電池か二ッケルー水素二 次電池である。 その他のニッケル一力 ドミゥム電池や鉛電池では急速充 電は可能であっても、 容量が小さいため、 本発明には適さない。
本発明の二次電池使用システムにおいて、 前記液晶ディスプレイ， 多 層配線基板， P C M C I Aカー ド （ P Cカー ド） ， 音声カー ド， モデム, 電池用 I Cのうち少なく とも一つと前記二次電池とが一体化することを 特徴とする。
さらに、 前記二次電池の過充電あるいは過放電防止回路、 あるいは充 放電制御回路を有し、 システム内の回路と一体化することを特徴とする ( 本発明の液晶ディスプレイシステムは、 携帯情報端末あるいは携帯型 コンピュータ、 あるいはペンコンピュータあるいは携帯電話あるいはパ 一ソナルハンディフォンあるいはテレビ電話の機能を有するシステムに 適用することができる。
さらに、 本発明の二次電池使用システムは、 電気自動車， エレベータ， 電車， 非常用電源のうち少なく とも一つを含むことを特徴とする。
本発明はモータとィンバータを含む駆動部を有し、 二次電池を含む電 気自動車において、 該二次電池は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の 急速充電が可能であり、 かつ、 一充電で車速 4 O km/ hで走行できる走 行距離が 2 5 0 km以上であり、 かつ、 電池重量が 2 0 0 kg以下であるこ とを特徵とする。
本発明の電気自動車は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電 が可能な二次電池を使用することを特徴とする。 さらに、 本発明に適用 できる二次電池は高容量であるため、 一充電で車速 4 O kmZ hにおいて 2 5 0 km以上の走行が可能である。 さらに、 電気自動車に搭載する電池 の総重量が 2 0 0 kg以下であっても上記の走行距離が確保できる二次電 池を用いることを特徴とする。 上記電気自動車において、 停止地点から 4 0 0 mまでの移動に必要な 最短時間が 1 8秒以下であることを特徴とする。 本発明は急速放電が可 能な二次電池を用いることを特徴とする。 従って、 本発明の電気自動車 での加速性は停止地点から 4 0 0 mまでの移動に必要な最短時間が 1 8 秒以下である。
動力源として少なく とも二次電池、 並びに燃料電池及び又は太陽電池 により駆動するモータを備え、 かつ、 これらの出力の動作を制御する制 御部を備えた二次電池使用システムを用いた電気自動車において、 該ニ 次電池は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であり、 かつ、 1 回の二次電池からの放電並びに燃料電池及び又は太陽電池から の発電で、 車速 4 O kmZ hで走行できる走行距離が 3 0 0 km以上であり、 かつ、 二次電池と燃料電池及び又は太陽電池の重量の合計が 2 5 0 kg以 下であることを特徴とする。 このとき、 エンジンとのハイブリ ッ ト電源 として用いてもよい。
本発明のシステムに用いる二次電池の特徴を以下に説明する。
正極或いは負極が、 充放電反応に関与する物質粒子を含有し、 該粒子 は、 少なく とも 2以上の相からなり、 かつ前記相の少なく とも 1 相が細 孔を有する電極からなることを特徴とする。
該粒子は、 少なく とも 2以上の相からなり、 かつ前記相の少なく とも 1相が細孔を有し、 かつクラックを有することを特徴とする。
また、 前記相の少なく とも 1相が溶解して形成される細孔を有するこ とを特徴とする。
該粒子は、 前記相の少なく とも 1相が溶解あるいは蒸発して形成され る細孔を有し、 かつ充電生成物あるいは放電生成物の生成により形成さ れるクラックを有することを特徴とする。 前記相のうち少なく とも 2相が単独では異なる充電容量もしくは放電 容量を示す充電もしくは放電反応に関与が可能な物質であることを特徴 とする。 充電容量もしくは放電容量のそれぞれの大きさは問題ではない ( 2相の充電容量もしくは放電容量を比較してその値が異なっていること が応力破壊を招き、 すなわちクラックの形成に必要なのである。
前記相のうち少なく とも 2相が充電もしくは放電反応において異なる 膨張率もしくは収縮率を示す物質であることを特徴とする。 膨張率もし くは収縮率のそれぞれの大きさは問題ではない。 2相の膨張率もしくは 収縮率を比較してその値が異なっていることが応力破壊を招き、 すなわ ちクラックの形成に必要なのである。 膨張率もしくは収縮率は X線回折 測定結果よリ求めた格子定数の増加あるいは減少から格子体積の膨張率 あるいは収縮率を求めることができる。
該粒子は、 前記相のうち充電もしくは放電反応に関与が可能な相の少 なく とも 1 相の、 細孔の、 それらの境界の、 及びこれらのいずれかの組 み合わせからなる群よリ選ばれた少なく とも一つの領域でクラックが生 成することを特徴とする。 クラックは充電もしくは放電反応に関与しな い相や内部に存在する溶解あるいは蒸発しきれずに残った相をピン止め にし、 それ以上クラックが広がることがない。 従って、 クラックが進行 し、 深い亀裂から空洞を生成して、 電気的接触が断たれることはない。 しかし、 充電もしくは放電反応に関与する相が 2相以上あることや、 細 孔の存在、 さらに応力がかかりやすいそれらの境界など、 クラックの発 生源は極めて多くあり、 短いクラックが多数生じて、 表面の反応面積を 増大させることができる。
該粒子は、 クラックが、 電池の充電反応， 放電反応、 これらに類似の 反応， 電解液， 酸， アルカリ， 酸化剤， 還元剤のうち少なく とも一つと の反応、 およびこれらのいずれかの組み合わせからなる群より選ばれた 少なく とも一つの手段で形成されることを特徴とする。 類似の反応とは. ニッケル一金属水素化物二次電池の水素吸蔵合金で言えば、 例えば、 気 相中の水素と水素を吸蔵放出できる温度及び圧力で反応させることであ る。 あるいは、 液相中で水素ガスの発生を伴う反応を使って、 合金に水 素を吸蔵させる反応である。 リチウム二次電池で言えば、 例えば、 リチ ゥムと熱力学的に反応させることである。 電解液との反応とは、 ニッケ ルー金属水素化物二次電池の水素吸蔵合金で言えば、 二ッケルー金属水 素化物二次電池で一般に用いられている電解液と合金の腐食あるいは酸 化反応のことである。 リチウム二次電池で言えば、 負極あるいは正極表 面における電解液の分解反応、 または、 負極あるいは正極中の不純物や、 活性サイ 卜、 例えばラジカルと電解液との反応である。
前記細孔は、 前記電解液と接触する前記粒子表面に存在することを特 徴とする。 本細孔は電池反応に寄与するものであるので、 少なく とも電 解液と接触する前記粒子表面に存在していればよい。
本発明の電池の電極を構成する、 充放電反応に関与する物質粒子は、 該粒子表面は細孔を有し、 該細孔表面の組成は該細孔周囲の前記粒子表 面の組成と異なることを特徴とする。 該粒子はいわゆる一次粒子である。 粒子を集合させることによリ粒子間で形成される細孔等とは異なり、 溶 解あるいは蒸発した相に存在する元素や溶解等による相と他の相の粒界 に存在する元素等により、 溶解等によってできた細孔の表面には、 活性 な皮膜を有することができる。
前記粒子は複数の相から構成され、 前記細孔は相のうち少なく とも 1 種の相が溶解あるいは蒸発されてなり、 前記細孔表面には少なく とも 1 種の遷移金属もしくは貴金属を有することを特徴とする。 例えば、 遷移 金属あるいは貴金属の酸化物， 水酸化物， 炭酸塩， キレー 卜錯体， 異種 の金属との固溶体の皮膜の状態である。
前記粒子が合金からなる場合は、 少なく とも 2種以上の元素を含有す る合金であり、 該合金は第 1 の相と該第 1 の相に析出した少なく とも一 つの第 2の相を有し、 該第 2の相のうち少なく とも 1相が溶解あるいは 蒸発してなる細孔を有するものである。 該第 2の相のうち少なく とも 1 相が単独では該第 1 の相とは異なる充電容量もしくは放電容量を示す充 電もしくは放電反応に関与が可能な物質であることを特徴とする。 さら に、 前記粒子にクラックが形成されることを特徴とする。
前記粒子の主成分がカーボンからなる場合は、 少なく とも 1種以上の 相を有するカーボンであり、 該カーボン表面には前記相のうち少なく と も 1相が溶解もしくは蒸発してなる細孔を有することを特徴とする。 前 記細孔は、 電解液と接することのできる面のみに存在し、 電解液と接す ることのできない粒子内部では細孔が存在しないようにしてもよい。 前 記粒子がカーボンと添加成分からなる場合は、 前記一つ以上の相は、 添 加成分又は添加成分とカーボンとの化合物からなるものであってもよい。 前記相のうち少なく とも 1相が単独では該カーボンとは異なる充電容量 もしくは放電容量を示す充電もしくは放電反応に関与が可能な物質であ ることを特徴とする。 また、 前記粒子にクラックが形成されることを特 徴とする。
前記粒子が酸化物あるいは硫化物からなる場合は少なく とも 2種類以 上の元素を含有する酸化物あるいは硫化物であり、 これらの化合物は第 1 の相と該第 1 の相に析出した少なく とも 1種の第 2相を有し、 該第 2 相のうち少なく とも 1 の相が溶解あるいは蒸発してなる細孔を有するこ とを特徴とする。 該第 2の相のうち少なく とも 1相が単独では該第 1 の 相とは異なる充電容量もしくは放電容量を示す充電もしくは放電反応に 関与が可能な物質であることを特徴とする。 前記粒子にクラックが形成 されることを特徴とする。
前記の特徴を持つ本発明に用いる二次電池は単電池で 5 8 O WZ fi以 上で 1 5分以上の放電が可能である。
また、 3 0 0 WZ £以上の充電で電池容量の 9 0 %以上でかつ 2 0 0 W h / £以上の放電が可能である。
本発明に用いる二次電池を具体的に説明する。
本発明は、 正極と負極が電解液を介してなる二次電池に使用する前記 正極あるいは負極の製造方法において、 該負極を電池反応に関与する物 質粒子を集合して成形して製造する工程、 少なく とも 2種以上の充電も しくは放電反応に関与できる相を含有する第 1 の相と、 該第 1 の相のな かに、 溶解あるいは蒸発して細孔を形成する第 2相を存在してなり、 該 第 2相の少なく とも一つの相を酸， アルカリ， 酸化剤， 還元剤のいずれ かで溶解あるいは蒸発して細孔を形成する工程、 とを有することを特徴 とする。
さらに、 該正極あるいは負極を電池反応に関与する物質粒子を集合し て成形して製造する工程， 前記電極に充電反応あるいは放電反応あるい はそれに類似の反応を行い、 一部に充電生成物、 あるいは放電生成物を 生成させ、 クラックを形成させる工程、 とを有することを特徴とする。 本発明は、 正極と負極が電解液を介してなる二次電池に使用する前記 電極の製造方法において、 第 1 の相と、 第 1 の相以外に少なく とも 1種 以上の充電もしくは放電反応に関与できる第 2の相と溶解あるいは蒸発 して細孔を形成する第 3の相を存在させた電池反応に関与する物質粒子 を、 第 1 の相の成分と第 2の相の成分と第 3の相の成分とを化合して第 1 の相の中にこれらの相を分散して存在させる工程， 該第 1 の相の中に 第 2の相と第 3の相とを分散して存在させたものを破砕する工程， 該破 砕した粒子に充電反応あるいは放電反応あるいはそれに類似の反応を行 い、 一部に充電生成物、 あるいは放電生成物を生成させ、 クラックを形 成させる工程， 該クラックを有する粒子を板状に成形する工程、 とを有 することを特徴とする。
前記化合する際は、 メカニカルァロイ ング法， 固相反応， 液相反応， 気相反応， ガスア トマイズ （第 2相の析出する温度付近で噴霧する等） による合成法を用いることができる。
または、 第 1の相の成分と、 第 1 の相以外に少なく とも 1種以上の充 電もしくは放電反応に関与できる第 2の相の成分と溶解あるいは蒸発し て細孔を形成する第 3の相の成分とを混合し、 第 1 の相の成分を溶融し、 その後冷却して破砕して、 該破砕した粒子の前記第 3の相を酸， アル力 リ， 酸化剤， 還元剤のいずれかで溶解して該粒子表面に細孔を形成して、 該細孔を有する前記粒子を板状に成形することができる。 もちろん前記 のように反応ガスと接触して第 3の相を選択的に蒸発させて細孔を形成 することができる。
第 1 の相成分の溶湯の中に第 2の相や第 3の相の成分を加えて第 2の 相や第 3の相を形成することができる。
溶解する相は、 酸， アルカリ， 酸化剤， 還元剤のいずれかで選択的に 溶解する合金， 金属間化合物あるいは単体の第 3の相 （析出相） を作製 し、 該相が溶解できる試薬を使って溶解して、 該細孔を作製した後、 電 極形状 （例えば板状） に成形することができる。 あるいは、 先に電極形 状に成形した後、 溶解させて細孔を作製することも可能である。
本発明は正極， 負極、 及びそれらの各部分に分布する電解液により構 成される二次電池に適応できる。 必要に応じて正極と負極間にセパレー タを備えるものである。 本発明は、 特にニッケル一金属水素化物電池や リチウム電池などの密閉型二次電池に適応することが好ましい。
本発明において使用する合金は、 いわゆる金属間化合物を含むものと 解される。 例えば、 正極と水素吸蔵合金負極とが容器に収容され、 電解 液を有する二次電池であることができる。 水素吸蔵合金負極は水素吸蔵 合金粒子を集合して形成されたものであることが好ましい。 正極と負極 の間には、 セパレータを介されたものでもよい。
水素吸蔵合金負極に本願発明を用いることによリ、 水素吸蔵反応の触 媒作用を得ることができる。 前記作用は細孔に残存する活性種 （空孔， 不対電子を有する活性な元素等と考えられる） により、 急速充放電特性 が向上し、 長寿命化を図ることができる。
正極と負極とが容器に収容され、 非水電解液が充填された二次電池で、 アルカリ金属 （例えば、 リチウム） イオンを正極や負極で挿入 * 放出し て充放電を行うものに適応できる。
カーボンあるいは導電性高分子負極の場合では、 例えばカーボンでは、 六員環のエツジ部分からリチウムが挿入され、 インターカレーシヨン反 応が行われる。 本細孔により六員環のエッジ部分、 いわゆる末端が多く 存在するために、 反応を進み易くすることができる。 これにより、 急速 充放電性を向上させ、 高容量化を図ることができる。
導電性高分子正極の場合では、 正極の活物質は電解液中のァニオンで あるので、 細孔に電解液の吸液量を増加させることができ、 充放電反応 を円滑に進行させることができる。
金属酸化物， 硫化物正極の場合では、 遷移金属を添加することにより、 正極中の金属と置換して欠陥を生じさせ、 この欠陥にリチウムを入れる ことができるので、 欠陥の増加はリチウムの反応サイ 卜を増加させるこ とができ、 高容量化を図ることができる。
電池反応に関与する物質粒子の形状及び細孔の形状は球状， 楕円状， 円錐状， 繊維状， ドーナッツ状， 籠 （力ゴ） 形状， 立方体， 直方体， 不 定形状であることができる。
例えば、 本発明は以下の電池電極に使用できる。 もちろん、 本発明の ような細孔を形成することにより性能の向上を図ることができるもので あれば、 他の電池電極に適応できることはいうまでもない。
ニッケル一水素電池の負極の充放電反応に関与する物質と して下記の 成分からなる水素吸蔵合金を用いることができる。 本願発明の第 1の相 と、 第 1の相以外に少なく とも 1種以上の充電もしくは放電反応に関与 できる第 2の相と溶解あるいは蒸発して細孔を形成する第 3の相を有す る下記の合金等を使用できる。
• マグネシウム， ランタン， セリウム， ネオジゥム， プラセォジゥム， チタ ン， ジルコニウム， ハフニウム， ニオブ， パラジウム， イ ッ ト リウ ム， スカンジウム， カルシウムの少なく とも一つとニッケルを組み合わ せた成分からなる合金。
' 上記組み合わせにアルミニウム， コバルト， クロム， バナジウム， マ ンガン， 錫， ノ リウム， モリブデン， タングステン， カーボン， 鉛， 鉄. カリウム， ナト リウム， リチウム， ほう素の少なく とも一つとの組み合 わせた成分からなる合金。
例えば、 下記の合金に適応できる。
(L a - C e - N d - P r ) - (N i -Mn -A l - C o ) ,
( L a - C e -N d - P r ) - (N i -Mn -A l - C o - B) , (L a - C e -N d - P r ) - (N i -Mn -A l - C o - W) ， ( L a - C e -N d - P r ) - (N i - Mn -A 1 - C o -M o ) かつ、 原子比で換算して、 前記 （） / 0 = 1 Z4. 5〜 5. 5の範囲 である。
このうち充電もしくは放電反応に関与する第 2の相は L a 0. 5-2. 5 Co,
L a。. 5〜2. 5 N i ， L a 5〜 2. 5 M n , C e o. 5〜 2. 5 C o， L a 0. 5 ~ a. 5 A 1 C e。 . 5 ~ 2. 6 N iでめる また、 上記の元素以外に V, F e， T i， N b C a等を添加し、 T i 0. ~ a .5 N i , N b0. 5〜2.5N i， C a c,.5~2.5N i Τ i ο.5 - 2. 5 F e , T l 6~2.5 Vなどの組み合わせを含む第 2の相を析 出させても良い。
また、 (Z r)-(N i - V- n) でもよい。 この（N i — V— Mn ) 側にはさらに C o， F e， C r， S n, B， M o， W， Cのうち少なく とも一つ、 もしくはこれらの組み合わせを有し、 かつ、 原子比で換算し て、 前記 （） / 0 = 1 1. 5〜 2. 5の範囲である。 あるいは、
( Z r ) 側にはさらに T i， H f , Υ , N bのうち少なく とも一つ、 も しくはこれらの組み合わせを有してもよい。 前記組み合わせは、 C o及 び Mo， 〇 0及び8, C r及び- M o , C 0及び W等であってもよい。 このうち充電もしくは放電反応に関与する第 2の相は Z r 0. 5 ~ 2. s Co, 丁 i o. 5~ 2. 5 V， Z r 0. 5- 2. 5 N i , Z r o. & ~ 2. 5 n , Z r 0. &~ 2. & V , T i 0. 5~ 2. 5N 1 , N b o. 5~2.5N i などである。 また、 上記の元素以外 に C a， L a, C e等を添カ卩し、 L a。.2~2.5N i， C e。.2〜2.5N i， し a o. 2~ 2. 5 N i L a o. 2~ 2. 5 F e ， し e o. 2~ 2. ;>C o， し a 0.2~2.5V等 の組み合わせを含む第 2の相を析出させても良い。
または、 （Mg) — （N i — A 1 — Mn) ，
(M g ) 一 ( N i -V-Mn) ,
この （N i — V— Mn) ， （N i — A 1— Mn) 側にはさらに C o， F e , C r， S n , B， M o , W, Cのうち少なく とも一つ、 もしくは これらの組み合わせを有し、 かつ、 原子比で換算して、 前記 （） / () = 2ノ 0.5〜 1.5の範囲である。 あるいは、 （M g ) 側にはさらに、 Z r , T i , H f , Y， N bのうち少なく とも一つ、 もしくはこれらの 組み合わせを有してもよい。
このうち充電もしくは放電反応に関与する第 2の相は M g。.5~2.5Co, M g 0.5〜 2.5 N i , M g o. 5Mn, T i 0. s - - . ¾ C ο , Τ " . 2.5 F e Τ i ο . s - i . 5 V , Τ i ο . ί~ . & Ν i , Τ i ； >〜 2.5 Μ η， Ζ r , . 2.5 Ν i : Η f ο . ^ , . 5 Ν i である。 また、 上記の元素以外に C a， L a， C e等 添力 Qし、 L a。 .2 ~ 2 , 5 N i , C e 0. a ~ 2.5 N i ,
し 3 0. 2〜2.
Figure imgf000020_0001
1 1_| & 0. 2~ 2. 5ト 6， し Θ θ. 2〜：！， 5し O j し 3 ο. 2〜2. 5 ^ の組み合わせを含む第 2の相を析出させても良い。
または、 （T i ) - (N i - A 1 - M n ) ，
(T i ) 一 ( N i - V - M n ) ,
この （N i —V— Mn) , ( N i - A 1 - M n ) 側にはさらに C o， F e， C r， S n， B， M o , W， Cのうち少なく とも一つ、 もしくは これらの組み合わせを有し、 かつ、 原子比で換算して、 前記 （） / () = 1 0.5〜 2.5の範囲である。 あるいは、 （T i ) 側にはさらに Z r , M g , H f ， Y, N bのうち少なく とも一つ、 もしくはこれらの 組み合わせを有してもよい。
このうち充電もしくは放電反応に関与する第 2の相は M g。. 2.5 Co, M g 0.5〜2.5N i， M g 0.5〜2.5Mn，丁 i。.5~2. bC o， T i o. 5〜2.5F e， T i o.6 - 2. s V , T i o. b~ 2. 5 N i , T i o . 5 - 2. 5Mn, Z r o. 5~ 2. 5 N i , H f 。.5〜2.5N iなどである。 また、 上記の元素以外に C a， L a , C e 等を添加し、 L a。. 2 ~2.5N i， C e 0.2~2.5N i， C a。. 2〜2. 5N i L a。. 2〜； i. s F e， C e o. 2~2. 5 C o , C a 0. 2-2. & V ^ の組み合わせを含む第 2の相を析出させても良い。
水素吸蔵合金の溶解される相としては、 例えば下記の成分の相を使用 できる。 V及び T i に加えて、 B， C , C r， W， M o， S n , M g， , L i 、 あるいは N aのいずれかを有する相， A 1及び M nに加えて, B， W、 あるいは M oのいずれかを有する相， N i — T i , Z r — N i , Z r - M n , B - A 1 - C o , B— N i — M n等が挙げられる。
リチウム電池の正極の充放電反応に寄与する物質として、 下記の成分 からなる化合物 （合金等） 等を用いることができる。 前記溶解する相と 充放電に関与する第 2の相を有する下記の化合物等を使用できる。
• 鉛， マンガン， バナジウム， 鉄， ニッケル， コバルト， 銅， クロム， アルミニウム， モリブデン， ほう素， タングステン， チタン， ニオブ， タンタル， ス トロンチウム， ビスマス， マグネシウムのうち少なく とも 一つと酸素からなる化合物 （合金） （いわゆる複合酸化物の状態である ことができる） 。
' チタン， モリブデン， 鉄， タンタル， ス トロンチウム， 鉛， ニオブ， ほう素， マグネシウム， アルミニウム， タングステン， 銅， ニッケル， バナジウム， ビスマス， マンガンのうちの少なく とも一つと硫黄とから なる化合物（いわゆる硫化物の状態であることができる）。
上記二つの酸素を有する化合物あるいは硫黄を有する化合物にリチウ ムを含有する化合物 （合金） 、 いわゆる硫化物の状態であってもよい。
• 導電性高分子 （例えば、 ポリア二リン， ポリパラフエ二レン， ポリア セン， ポリ ピロール） 。 あるいは、 導電性高分子と、 鉄， シリコン， 硫 黄， 銅， 鉛， ニッケル， バナジウム、 銀， ほう素， モリブデン， タング ステン， カーボン， アルミニウム， マグネシウムのうち少なく とも一つ との化合物を用いることができる。
' カーボン。 あるいは、 前記カーボンと、 鉄， シリコン， 硫黄， 銅， 鉛, ニッケル， バナジウム， 銀， ほう素， モリブデン， タングステン， アル ミニゥム， マグネシウムのうち少なく とも一つとの化合物を用いること ができる。
前記リチウム電池の正極の充放電反応に寄与する物質は、 例えば下記 の組成のもののうち少なく とも一つ以上を含むものを使用できる。 前記 溶解する相と充放電に関与する第 2の相を有する下記の化合物等を使用 できる。
L i C o〇x, L i Mn〇x， L i N i Ox, L i F e Ox,
L i N i o . 5 C o o. 50 x, L i C o o. 5M n o . b O x, L i N i0. ¾ Mn0.60 x, L i N i 0.5F e 0. 6 O x , L i F e 0.5C o 0. bOx, L i F e0. & Mn0. s O x , L i M n 202 x , T i Sx, M o Sx, L i V302x、 あるいは C u V203x である。
また、 例えば、 L i A β 0.5 C o o. 5〇x， L i A £ o. 5Mn0.5Ox, L i M g o. 6 n o. b Ox, L i A £ . & F e &. b O x , L i Fe0.5 g&.5 O x, L i N i o. & A β o. 5 Ox である。 この化合物については遷移金属成分の 合計が 0.8〜 1.3になればよく、 0. 5 ずつに均等配分される必要は ない。 前記 Xは 1.5〜 2.5の範囲である。
リチウム電池の負極の充放電反応に寄与する物質として、 下記の成分 からなる化合物（合金等）等のうち少なく とも一つ以上を含むものを用い ることができる。 前記溶解する相と充放電に関与する第 2の相を有する 下記の化合物等を使用できる。
• カーボン （カーボンブラック， ファーネスブラック， ピッチ系カーボ ン， メソフェーズ系カーボン， PAN系カーボン， グラッシ一カーボン， グラフアイ 卜， 非晶質カーボン， フラーレンまたはこれらを組み合わせ た物質） 。 あるいは、 前記カーボンと鉄， シリコン， 硫黄， 銅， 鉛， 二 ッゲル， バナジウム、 銀， ほう素， モリブデン， タングステン， アルミ 二ゥム， マグネシゥムのうち少なく とも一つとの化合物を用いることも できる。
• 導電性高分子 （例えば、 ポリア二リン， ポリアセン， ポリピロール） t あるいは、 前記導電性高分子と鉄， シリコン， 硫黄， 銅， 鉛， ニッケル, バナジウム， 銀， ほう素， モリブデン， タングステン， アルミニウム， マグネシウム， カーボンのうち少なく とも一つとの化合物を用いること もできる。
• マンガン， ニッケル， 銅， カルシウム， マグネシウムのうち少なく と も一つとゲルマニウム， シリコン， 錫， 鉛， 銀のうちの少なく とも一つ とを組み合わせた合金。
具体的には、 例えば S i - N i , G e - S i ,Mg - S i , S i - N i — G e， S i — N i — M g , S i - N i - M n , S i — N i — C u等を 用いることができる。
合金からなる充放電反応に寄与する物質を作製する際は、 前記成分を 溶解して、 時効処理や冷却 （例えば除冷） 速度調節により、 酸やアル力 リ等に溶解する析出相 （偏析相） ゃ充放電に関与する第 2の相、 及びク ラックを形成する。 合金成分としては、 所定の大きさの析出相を分散さ せるために添加元素を含有して、 調整しても良い。 前記添加元素は析出 を誘発させる作用を有するものであることが好ましい。 例えば、 作製し た合金 （粒子状で存在する場合は、 いわゆる一次粒子） 中に前記溶解す る相が分散するように形成する。
または、 メカニカルァロイング法やメカニカルグラインデイ ング法に より混合することによつても作製することができる。 合金化の度合はメ 力二カルァロイング法やメカニカルグラインデイ ング法では回転数や時 間を適正化することにより、 均一化させないようにしてアル力リに溶解 する相ゃ充放電に関与する第 2の相を偏析させて目的の負極 （あるいは 負極を構成する粒子） を作製する。
カーボンや導電性高分子からなる充放電反応に寄与する物質を作製す る際は、 原料に溶解する相の成分を混合して溶融等して、 前記カーボン 等 （粒子状で存在する場合は、 いわゆる一次粒子） 中に前記溶解する相 ゃ充放電に関与する第 2の相が分散するように形成することが好ま しい。 これは、 充放電反応に寄与する物質が酸化物 （複合酸化物） や硫化物 (複合硫化物） の場合にも適応することもできる。
例えば、 カーボンや導電性高分子と溶解する相の成分とを混合して熟 処理することにより溶解する相を分散することができる。 熱処理温度は 3 0 0 °C〜 3 5 0 0 °Cにすることが好ましい。 リチウム電池の正極に使 用する場合は、 3 0 0 °C〜数百。 C程度、 負極と して使用する場合は、 1 0 0 0 °C〜 3 5 0 0 °C程度にしてカーボン化して用いることが好まし い。
例えば、 酸で溶解して細孔を形成した後、 さらに熱処理して電池に適 する、 充放電反応に関与する物質 （いわゆる活物質） を得ることができ る。 前記溶解の代わりに反応ガスと接触して蒸発させてもよい。 所定の 熱処理（例えば、 均一化処理等）により、 前記充放電反応に寄与する物質 (粒子状で存在する場合は、 いわゆる一次粒子） 中の組成が全体として 均一になるように形成されたものに対しては本発明は適応し難い。 酸や アルカリ等に対し母相 （第 1 の相） より溶解しやすい析出相ゃ充放電に 関与する第 2の相が分散していることが好ましい。 このように、 溶解する相ゃ充放電に関与する第 2の相は、 前記のよう に、 合金であれば析出により相を形成してもよい、 また、 例えば、 カー ボンや導電性高分子においては、 カーボンや導電性高分子からなる母相 (第 1相） に溶解する相ゃ充放電に関与する第 2の相としての粒子を混 在させてもよい。
本発明の電極は、 結着剤を用いて前記粒子を接着するか， 機械的に圧 粉するか， 熱的に焼結するか， 化学的に凝集させるかのいずれかの方法 で多孔質電極とすることができる。
本発明に特に適する電極は、 電極中の充放電反応に寄与する物質がい わゆるインタ一カレーシヨン型のものに対して適応することが好ましい 電極中の充放電反応に関与する物質の成分が充放電反応により、 その表 面から順次溶解するような、 いわゆる溶解析出型の電極に対しては、 充 放電を繰り返した際に本発明の細孔の効果が十分発揮し難い。
本発明に特に適するクラック形成方法は、 電池に組み立てた後に前充 電あるいは前放電する方法である。 これにより、 充電生成物、 あるいは 放電生成物が生成し、 本発明のクラックが形成される。
本願のように溶解して細孔、 あるいはクラックを形成をするために使 用する酸， アルカリ， 酸化剤， 還元剤は、 例えば以下のものがあげられ る。 本目的に使用するのであれば、 これに限られないことはいうまでも ない。
酸 ： 硝酸， フッ酸， 塩酸， 硫酸，
アル力リ ： 水酸化力リゥム， 水酸化ナ卜リゥム，
酸化剤 ： 次亜塩素酸ナトリウム， 次亜塩素酸カリウム， 過酸化水素水， 還元剤 ： ホルマリン， 水素化ホウ酸ナトリウム， 次亜リ ン酸カリウム， 次亜リン酸ナトリウム。 また、 蒸発させて細孔を形成させるのに使用するガスとして、 ハロゲ ンゃ酸素等の反応ガスを用いることができる。 例えば、 F2, C l 2，
B r 2などのハロゲンガスや〇2を蒸発させる相に接触させ、 該相を選択 的に蒸発させたり、 体積変化により細孔を形成するものである。
本発明は、 電極についてもそのまま適用できる。
本発明は、 正極と負極が電解液を介してなる二次電池を使用する電源 システムにおいて、 前記正極あるいは負極は、 充放電反応に関与する物 質粒子を含有し、 該粒子は、 少なく とも 2以上の相からなり、 かつ前記 相の少なく とも 1相が細孔を有し、 かつクラックを有する電極からなり， 二次電池の出力が 5 8 0 W/ £以上で 1 5分以上の放電が可能であるこ とを特徴とする二次電池と燃料電池， 太陽電池， 空気電池， ナ ト リウム 一硫黄電池のうち少なく とも一つとを混合し、 該二次電池を高出力での 放電時に使用することを特徴とする電源及びそのための運転制御部を備 えた電源システムにも適用できる。
本発明のシステムに適用する二次電池は、 細孔あるいはクラック等の 効果によリ、 急速充電特性は 3 0 0 W/ 以上の充電で容量の 9 0 %以 上でかつ 2 0 OWhZfi以上の放電が可能であり、 さらに、 急速放電特 性は 5 8 0 W/ β以上で 1 5分以上の放電が可能な、 従来にない極めて 優れた特性を有する。 この電池を 0.5Wh 以上 5 0 kWh以下の容量 を有する熱源， 動力， 制御回路， 駆動回路， L S I , I C， 表示素子の うち少なく とも一つ以上を含む二次電池使用システムに用いた場合、 充 電時間に対しシステムが稼働する最長時間は 1 0倍以上、 好ましくは 4 0倍以上 2 0 0倍以下である。 単電池で 3 0 OW/β以上で容量の 9 0 %以上でかつ 2 0 OWhZ £以上の放電ができない電池のみ用いる と、 充電時間に対しシステムが稼働する最長時間が 1 0倍より小さい場 合が出現する。
本発明により、 液晶ディスプレイシステム、 及び、 液晶ディスプレイ システムを用いた携帯情報端末あるいは携帯型コンピュータ、 あるいは ペンコンピュータあるいは携帯電話の機能を有するシステム， 電気自動 車などの使い勝手が飛躍的に良くなる。 液晶ディスプレイシステム、 及 び、 液晶ディスプレイシステムを用いた携帯情報端末あるいは携帯型コ ンピュータ、 あるいはペンコンピュータあるいは携帯テレビあるいは携 帯電話の機能を有するシステムにおいては、 本発明の二次電池を用いる ことにより、 二次電池の充電時間が 1 時間以下に短縮でき、 かつ、 従来 は難しかった長時間の連続使用が可能であるため、 屋外や出張先， 乗り 物の中など使用範囲が広がる。 本発明に用いる二次電池は、 特に 1 時間 以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電と 4 0 h以上の長時間連続使用 の両特性を兼ね備えている。 4 O hとは 1 日 8 hの使用で 5 日間連続使 用できるビジネスマンの要求に答えるものである。
本発明では、 液晶ディスプレイの消費電力がディスプレイの大きさの 1 インチ当たり 0 . 0 5 W 以上としてその効果を判断している。 このと き、 電池の容量は 1 インチ当たり 2 W h以上が必要である。 2 W hより 少ない場合、 4 0 h以上の最長連続使用は困難である。 また、 本発明の 二次電池は 1 インチ当たり 2 W以上で充電することにより、 1 時間以下 で充電が完了する。 2 Wより小さい場合には、 1 時間以上の充電時間を 必要とするため、 本発明の二次電池を用いなくても良く、 本発明の効果 はない。
本発明では液晶ディスプレイの裏面に二次電池が配置できる極めて小 型化した構造を提供する。 よって、 携帯に便利である。 4 0時間以上の 最長連続使用を実現するためには、 液晶ディスプレイパネルの表示面の 幅に対し 0 . 8 5以上 1 . 2以下の幅であり、 液晶ディスプレイパネルの 表示面の長さに対し 1 . 0以上 1 . 8以下の長さであり、 かつ、 厚みが 3 匪以上 2 0龍以下の容積内に二次電池を備える必要がある。 また、 この 大きさより大きい場合には液晶ディスプレイと回路を備えたパネルの裏 面に収まらないことや、 全体の厚みが厚くなり、 携帯性が悪くなる。 本発明の液晶ディスプレイシステムは 5 V前後で駆動し、 かつ 5イン チ以下のものを前提と している。 また、 昇圧回路あるいは降圧回路を用 いる。 よって、 リチウム二次電池を用いる場合、 2直列以下でかつ 6並 列以下の組電池とする。 このときの電池の電圧は 3 . 6 V 〜 7 . 2 Vを得, 昇圧回路あるいは降圧回路を用いることにより 5 V前後の電圧を得る。 6並列よリ多い場合には個々の電池の容量のバラツキが原因となって、 電池の寿命低下が大きい。
ニッケル—水素二次電池を用いる場合には、 3直列以上 5直列以下で かつ 6並列以下の組電池とする。 これにより、 電池の電圧は 3 . 6 V〜 6 . 0 V を得、 昇圧回路あるいは降圧回路を用いることにより 5 V前後 の電圧を得る。 6並列より多い場合には個々の電池の容量のバラツキが 原因となって、 電池の寿命低下が大きい。
本発明の二次電池を用いた場合、 電気自動車では走行距離を短くする ことなく、 加速性に優れる。 加えて、 充電時間が 1 時間以下に短縮でき ることから、 移動の途中でも充電することができる。 本発明の電気自動 車は、 1 時間以下の急速充電ができ、 かつ、 一充電で車速 4 O kmZ hで 走行できる走行距離が 2 5 O kiii以上であり、 かつ、 電池重量が 2 0 0 kg 以下である。 1 時間以下の急速充電は二ッケルーカ ドミゥム電池ゃ鉛電 池を用いれば可能である。 しかし、 これらの電池を用いた場合、 電池重 量が 2 0 0 kg以下で、 一充電で車速 4 0 km/ hで走行できる走行距離を 2 5 O km以上にするのは不可能である。 本発明の電気自動車は一般的な 車両重量として 1 0 0 0 kg以上のものでその効果を判断している。 従つ て、 車体重量を軽量化することによって 2 5 0 km以上の走行距離を達成 するものではない。 また、 電池重量は 2 0 0 kg以下である。 従って電池 重量を増加して 2 5 0 km以上の走行距離を達成するものでもない。 本発 明の二次電池を用いることによってこれらの値を満足する電気自動車が 可能となる。
動力源として少なく とも二次電池、 並びに燃料電池及び又は太陽電池 により駆動するモータ を備え、 かつ、 これらの出力の動作を制御する制 御部を備えた二次電池使用システムを用いた電気自動車において、 該ニ 次電池は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であリ、 かつ、 1 回の二次電池からの放電並びに燃料電池及び又は太陽電池から の発電で、 車速 4 O km, hで走行できる走行距離が 3 0 0 km以上であり、 かつ、 二次電池と燃料電池及び又は太陽電池の重量の合計が 2 5 0 kg以 下であることを特徴とする。 このとき、 エンジンとのハイブリ ッ ト電源 として用いてもよい。
本発明に用いる二次電池の作用を説明する。
本発明の二次電池において、 放電容量あるいは充電容量が異なるか、 充放電時の膨張率あるいは収縮率が異なる充放電反応に関与する相が複 数存在する。 これに加え、 溶解や蒸発により生成する細孔が存在する。 これらの相は充放電時の結晶の膨張収縮により、 応力破壊が進行しクラ ックを生じる。 クラックの形成は反応面積の増大につながり、 急速充電 特性及び急速放電特性が大幅に改善される。
本クラックは極めて多くの発生源を有している。 一つは充放電に関与 する相内である。 もう一つは粒界にそって発生するクラックである。 そ して、 細孔から生じるクラックである。 充放電に関与する相は放電容量 あるいは充電容量が異なるか、 充放電時の膨張率あるいは収縮率が異な る複数の相からなり、 一相一相は高秩序な高結晶性の物質で形成されて いる。 その相と相との間には明確な粒界が存在する。 このように結晶性 の高い相と相との間には充放電時の膨張収縮により大きな応力が蓄積す る。 このため、 クラックの生成は容易である。 しかし、 このクラックは 深い亀裂や空洞には至らない。 すなわち、 粒子内部に存在する溶解でき なかった溶解相ゃ充放電に関与しない析出相がピン止めとなり、 クラッ クの進行を防ぐためである。
このような微細なクラックの生成は、 反応面積を 2倍から 1 0倍に増 加させるため、 表面における電荷移動反応を円滑に進行させることがで きる。 急速充電及び急速放電においては電荷移動反応が律速であること から、 急速充電及び急速放電特性は飛躍的に改善できる。
充放電反応に寄与する物質 （粒子の場合はいわゆる一次粒子） に、 酸 やアル力リ等で溶解されてできた細孔がある。 圧縮や粒子の成形により 作製した電極において存在する、 粒子同士の間に形成される細孔を設け、 あるいは一次粒子表面に付着物 （例えば担持物等） を設け比表面積を増 加させたものよりも、 電極中の充放電反応に寄与する物質の充填密度を 向上させることができる。 これにより、 より容量の向上を図ることがで さる。
本発明の細孔を設けた粒子はまず第一に、 金属粉末や触媒粉末を添加 した場合と異なり、 充放電反応に関与する物質の比表面積が増大し反応 場の面積が広がる。 そのため急速充電及び急速放電反応が円滑に進行す る。 本発明の細孔を設けた粒子は充分反応に関与できる。 よって電極を 作製後高温処理等で単に電極表面を処理したものに比べて、 電流集中等 2 が起こり難く長寿命化を図ることができる。
本細孔には電解液が保持されるので、 従来より保持される液量が多く 充放電反応を円滑に行うことができる。
また、 本発明の細孔は酸やアルカリ， 酸化剤， 還元剤など極めて反応 性の高い試薬を用いて溶解される相を溶解する。 粒子間の空隙により構 成される細孔と異なリ、 通常生じる強固な酸化被膜のような不活性膜
(例えば絶縁膜） が形成され難いため、 より反応性を高めることができ る。 細孔の周囲部表面で形成されるような通常の酸化皮膜のように強固 でなく、 活性の高い皮膜 （例えば導電性の酸化皮膜） ができる。 相が溶 解されてできた細孔表面が不連続な非平衡な原子配列となり欠陥ゃ空孔 が生じ、 電子的にプラスあるいはマイナスに帯電した状態を形成するこ とができ、 活性を高めることに寄与していると考えられる。
溶解される相に存在する元素、 あるいは溶解される相と他の相との粒 界に存在する元素の種類によって、 短時間で溶解速度に大きな差が生じ、 細孔表面の組成は処理前の組成とは異なった活性層に変化する。 そのた め、 細孔表面での活性が高く、 単なる細孔ということだけでなく、 電子 の空孔ゃ正孔を持ち、 あるいは微細なエッチングがなされた触媒層 （反 応を促進させることに寄与する層） ， 不安定層 （例えば、 前記帯電して いる層） を形成している。 従って、 単に毛細管現象というだけでなく、 電子的な吸着によって電解液が細孔に保持され、 そこで反応物質が触媒 活性化されて反応速度が増加するのである。 このように、 本発明の細孔 は多孔質電極における粒子と粒子の間にできる細孔とその反応性の面で あきらかに異なる。
本発明の細孔は酸やアルカリ， 酸化剤， 還元剤などの試薬を用いて、 溶解される相 （第 2相， 析出相） を溶解するため、 試薬が接する面で細 孔が形成される。 例えば、 電解液と接することのできる面のみに細孔が 存在して活性な反応場を形成する。 従って粒子内部の閉ざされた部分に 存在する溶解できなかった、 溶解される相 （第 2相， 析出相） の成分は そのまま内部に残された状態となるので、 分析によりその存在を容易に 確認できる。 この部分は本来、 溶解させるために加えているため、 充放 電反応に関与しない、 あるいは、 作用や容量が小さい。 そのため、 でき るだけ残存量を少なくするために試薬による溶解条件の適正化が重要で ある。 確実に溶解させるためには熟酸， 熱アルカ リのように外部から熱 を加えて確実に溶解させることが好ましい。 電解液が酸またはアル力リ である場合には溶解操作において溶解しきれなかった、 溶解される相
(第 2相， 析出相） 力 電解液で溶解される場合、 電池内で電解液と接 する際に再び溶解する。 従って溶解される相 （第 2相， 析出相） の成分 が電解液中に溶出し、 電解液の分析によってその存在を確認できる。 溶解される相が電解液に溶解できるものである場合は、 充放電反応に 関与する物質粒子表面にあった細孔は、 電池運転により、 前記粒子が分 割等の破損を生じても、 そこが電解質と接触することにより新たな細孔 が形成され、 充放電反応を良好に維持できる。
前記溶出した成分は、 積極的に他の場所に析出させる等の作用を利用 する必要はない。 溶解させて細孔を形成することで本発明の効果を得る ことができる。
また、 電解液の成分と反応物が細孔に残留してしまうこともある。 充 放電の際に、 電極中の、 充放電反応に関与する物質が崩壊 （割れ， 分割 等も含む） し、 電解液に接する新生面が形成されても、 新生面に面した 前記溶解相は前記電解液と反応し、 新たな細孔が形成される。 図面の簡単な説明
第 1 図は実施例 1 よりなる偏析相の分析結果を示す図である。
第 2図は実施例 1 よりなる偏析相溶解後の分析結果を示す図である。 第 3図は密閉電池の構造を示す図である。
第 4図は比較例 1 よりなる合金の分析結果を示す図である。
第 5図は比較例 1 よりなる合金の溶解後の分析結果を示す図である。 第 6図は実施例 2よりなる偏析相の分析結果を示す図である。
第 7図は実施例 2よりなるクラック形成を示す図である。
第 8図は実施例 7 , 比較例 7， 8よりなる合金平均粒径に対する細孔 部平均径の比率と容量比との関係を示す図である。
第 9図は実施例 8， 比較例 9 , 1 0よりなる細孔部面積の粒子表面積 に対する割合と容量比との関係を示す図である。
第 1 0図は実施例 8， 比較例 9， 1 0よりなる細孔部体積の粒子体積 に対する割合と容量比との関係を示す図である。
第 1 1 図は実施例 1 9， 比較例 1 3よりなる音声カー ドによるガイダ ンスシステムの例を示す図である。
第 1 2図は実施例 1 9， 比較例 1 3よりなるサーバーおよび音声力一 ドの構造を示す図である
第 1 3図は実施例 1 9 比較例 1 3よりなる P Cカー ドの構造を示す 図である。
第 1 4図は実施例 1 9 比較例 1 3よりなるカー ドの構造を示す図で ある。
第 1 5図は実施例 1 5 比較例 1 4よりなる液晶ディスプレイシステ ムの T F T回路基板の構造を示す図である。
第 1 6図は実施例 2 1〜 2 4 よりなる液晶表示システムの例を示す図 である。
第 1 7図は実施例 2 1 〜 2 4 よりなる組電池の容積を示す図である。 第 1 8図は実施例 2 5よりなるノー 卜パソコンのパワーマネジメン ト 機能の一例を示す図である。
第 1 9図は実施例 2 7よりなるハイプリ ッ ド電源装置の一例を示す図 である。
第 2 0図は実施例 2 7 よりなるハイプリッ ド電源の一例を示す図であ る。 発明を実施するための最良の形態
〔実施例 1〕
負極に水素吸蔵合金として T i。.2 Z r 8N i し ,Mn0.6 V0. 2 B。.03 合金を用いた。 合金は 1 1 0 0でから 1 5 0 0 °Cの間で溶解し、 これを 0. 0 1 ^CZminから 0. 5 °CZminの速度で冷却し、 3 0 0 °Cから 9 0 0 での範囲で 2 hほど焼鈍して得た。 合金は平均粒径が 5 0 ミクロンの粒 子に粉砕した。 この合金の表面を走査型電子顕微鏡一波長分散型 X線分 析装置 （ S EM— WDX) を用いて分析したところ平均径 5 ミクロンの Vと Bと T i の偏析相が形成した。 第 1 図にその分布状態を示す。 この 合金を 3 0 w t % K 0 H水溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した 後再び合金粉末を S EM— WDXを用いて分析し第 2図に示す。 平均径 5 ミクロンの偏析相中の Vと Bが完全に溶解し、 かつ細孔に T i が残り、 元素による溶解速度の差から生ずる周りの相との組成の不連続性が示さ れた。 このときの細孔部の占める割合は粒子表面積の 1 5 %であり、 粒 子体積の 5 %であった。 熱 KO H水溶液での溶解処理以外に、 塩素ガス やフッ素ガスを流して偏析相を反応， 蒸発させることによつても、 同種 の結果が得られた。 これにヒ ドロキシプロピルメチルセルロースを結着 剤として加えて発泡ニッケル基体に充填し、 ローラプレスによリ所定の 厚さの金属水素化物電極を得た。 ニッケル極には、 気孔率 9 5 %の発泡 ニッケルを電極基体に用いたペース ト式電極を用いた。 これらの電極に より単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を作製した。 第 3図に その構造を示す。 正極及び負極を厚さ 0. 1 7 mm のポリプロピレン樹脂 製不織布のセパレータを介して捲回し、 電池缶内に挿入した。 電解液に は 3 1 w t %の水酸化力リゥムを含む水溶液に少量の水酸化リチウムを 添加したものを用いた。 電池容量は 1 4 0 0 m A hで設計した。 室温下 で 0. 3 CmA と 3 C m Aで容量に対し 1 5 0 %充電， 1 時間の休止時 間を置いた後、 0. 2CmAと 3 C m Aで終止電圧の 1. 0 Vまで放電した。 容量は 0. 3じ 111 充電後 0. 2 C m A放電の放電容量と、 この容量を 1 〇 0としたときの 3 C m A充電後 0. 2 C mA放電の容量比と 0. 3 C mA充電後 3 CmA放電の容量比を測定した。 0. 3 C mA 充電後 0. 2 C m A 放電の容量は 1 4 5 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 520 回と長い。 3 CmA放電では 9 5 %， 3 C m A充電では 9 2 %の容量が 得られ、 5 8 0W/ βの出力で 1 5分以上の放電が可能であり、 3 0 0 WZ βの充電で容量の 9 0 %以上でかつ 2 0 0 W h / β以上の放電が可 能であった。
(比較例 1 )
負極に水素吸蔵合金として T i。.2 Z r o.8N i ！. , M n 0.6 V0.2 合金 を用いた。 合金は 1 1 0 0 °Cから 1 5 0 0 °Cの間で溶解し、 アルゴンガ ス雰囲気中で 3から 1 O h , 1 0 5 0 °Cで均一化処理した。 合金は平均 粒径が 5 0 ミクロンの粒子に粉砕した。 この合金の表面を SEM— WDXを用 いて分析したところ T i と N i の第 2相は形成されたが偏析相は得られ なかった。 第 4図にその分布状態を示す。 実施例 1 と同じ条件で溶解を 試みたが第 5図より溶解による細孔部の出現はなかった。 これを実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物 電池を作製し容量を測定した。 0.3 C m A充電後 0.2 C mA放電の容 量は 1 4 1 O mA hと高いが、 サイクル寿命は 3 8 0回と短い。 3CmA 放電では 4 5 %, 3 C m A充電では 5 6 %と容量が低かった。
(比較例 2 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0.2 Z r . i M n .6 Vo.2 合金 を用い、 比較例 1 と同様にして平均粒径 5 ◦ ミクロンの合金粒子を作製 した。 これにヒ ドロキシプロピルメチルセルロースを結着剤として加え て発泡ニッケル基体に充填しローラ一プレスによ り所定の厚さに加圧成 型した。 この成型体を 1 0 0ミクロンの孔を 1 0 0個/ cm2 の割合で両 面にあけ電極とした。 実施例 1 と同様にして単三型の密閉型ニッケル一 金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 0.3 Cm A充電後 0. 2 Cm A放電の容量は 1 2 5 0 mA hと低く、 サイクル寿命は 3 2 5回と 短い。 3 CmA放電では 7 2 % 3 C m A充電では 7 0 %と容量がやや 低かった。
(比較例 3 )
負極に水素吸蔵合金として T i .2 Ζ Γ ο. 8N 1 iMno.6V0.2 合金 を用い、 比較例 1 と同様にして平均粒径 5 0ミクロンの合金粒子を作製 した。 これに結着剤であるヒ ドロキシプロピルメチルセルロースとラネ 一ニッケル触媒粉末を加え、 発泡ニッケル基体に充填しローラープレス により所定の厚さに加圧成型した。 実施例 1 と同様にして単三型の密閉 型ニッケル一金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 0. 3 CmA 充電後 0.2 CmA 放電の容量は 1 3 5 0 mA hとやや低く、 サイクル 寿命は 3 8 3回と短い。 3 C mA放電では 7 2 %， 3 C mA充電では 6 8 %と容量がやや低かった。
〔実施例 2 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0. 2 Z r。. 8N i し tMn0. 6 Vo. a Bo.0 3 合金を用いた。 合金は 1 1 0 0 °Cから 1 5 0 0 °Cの間で溶解し、 ァルゴ ンガス雰囲気中で 3から 1 0 h， 8 0 0 °Cで均一化処理した。 合金は平 均粒径が 5 0 ミクロンの粒子に粉砕した。 この合金の表面を S EM- WD Xを用いて分析したところ 4種類の偏析相が得られた。 第 6図にそ の分布状態を示す。 Z r析出物， TiNi， T i 2 N i ， Bと Vと T i の 偏析相の 4種類であった。 T i N i , T i 2 N i の単独での放電容量は それぞれ I S O mA h Z g , 2 0 0 mA h Z gであり、 母相の
T i 0. 2 Z r 0. 8N i !. , M n 0. 6 Vo.2 の放電容量は 3 3 O mA h Z gで あった。 よって放電容量比は、 （母相） Z(T i N i ) が 2. 2であり、
(母相） ノ （丁 i 2 N i ) が 1 . 6 5である。 また、 X線回折の測定から 得られた充電後の格子体積の膨張率は、 T i N i が 1 0 %, T i 2 N i が 1 8 %、 母相の T i 0. 2 Z r。. 8 N i . M n . 6 V 0. 2 が 2 2 %であつ た。 よって膨張率の比は、 （母相） Z(T i N i ) が 2. 2であり、 （母相）' /(T i 2 N i )力 1 . 2 2である。 この合金を 3 0 w t % K O H水溶液と 1 w t % N a B H,水溶液、 及び 5 w t % C H3 C 00 H水溶液の混合溶 液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した。 平均径 1 ミクロンの Bと V と T i の偏析相中、 Vと Bが完全に溶解し、 かつ細孔に T i が残り、 元 素による溶解速度の差から生ずる周りの相との組成の不連続性が示され た。 さらに、 合金粒子の S EM観察をしたところ、 第 7図に示すように 粒子内に複数個の細かなクラックが観察された。 このときの細孔部の占 める割合は粒子表面積の 5 %であり、 粒子体積の 0. 2 % であった。 こ れを実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル—金 属水素化物電池を作製し容量を測定した。 0.3〇111 充電後 0. 2CmA 放電の容量は 1 4 7 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 5 5 0回と長い。 3 C m A放電では 9 5 %， 3 C m A充電では 9 0 %の容量が得られ、 5 8 0 WZ βの出力で 1 5分以上の放電が可能であった。
(比較例 4 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0. 2 Z r。.8N i に η 0. 6 V。. 2 合金 を用い、 合金は 1 1 0 0°Cから 1 5 0 0 °Cの間で溶解し、 1 0 0°CZ sec の冷却速度で冷却した。 この合金の表面を S EM— WDXを用いて 分析したところ 4種類の偏析相が得られた。 Z r析出物， T i と N iの 偏析相， Vと T iの偏析相， V析出相の 4種類であった。 微少部 X線回 折、 及び T EM— E PMAより T i と N iの偏析相、 及び Vと T iの偏 析相はァモルファスから微結晶の極めて結晶性の低い相であることが観 察された。 この合金を平均粒径が 5 0ミクロンの粒子に粉砕した。 これ を実施例 1 と同様にして単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を 作製し容量を測定した。 0.3 C mA充電後 0.2 C m A放電の容量は 1 1 5 0 mA hと低く、 サイクル寿命は 3 8 3回と短い。 3 CmA放電 では 7 2 %, 3 C mA充電では 6 8 %と容量がやや低かった。
〔実施例 3〕
負極にカーボン材料として黒鉛粉末を用いた。 黒鉛粉末は平均粒径が 0. 1 ミクロン以下に粉砕したものを用い、 0.0 1 ミクロンの銅粉末を 0.2 重量％添加して 3 0 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 その 後粉砕して本発明の大きさの粒を得た。 これを硝酸水溶液で 7 0 °C 2 h 溶解処理し十分に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 0.0 1〜 0.0 5 ミクロンの細孔部と銅の痕跡を確認した。 熱 K 0 H水 溶液での溶解処理以外に、 塩素ガスやフッ素ガスを流して析出相を反応 蒸発させることによつても、 同種の結果が得られた。 これにフッ素系結 着剤を加えて銅箔上に塗布し、 ローラープレスにより所定の厚さのカー ボン電極を得た。 正極には、 L i C o 〇2 を主成分とする電極を用いた : これらの電極により単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定し た。 電池容量は 6 0 0 m A hで設計した。 0. 3 C m A充電後 0. 2 CmA 放電の容量は 6 5 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 5 2 0回と長い。 3 C m A放電では 9 2 %， 3 C m A充電では 8 9 %の容量が得られ、 580 W/ βの出力で 1 5分以上の放電が可能であった。
(比較例 5 )
負極にカーボン材料として黒鉛粉末を用いた。 黒鉛粉末は平均粒径が 0. 1 ミクロン以下に粉砕したものを用い 3 0 0 0 Cで 5 h混合しなが ら熱処理した。 このカーボンの表面を S EM— WDXを用いて分析し、 実施例 2 と同じ条件で溶解処理を行ったが、 細孔部の出現はなかった。 これにフッ素系結着剤を加えて銅箔上に塗布し、 口一ラープレスにより 所定の厚さのカーボン電極を得た。 正極には、 L i C o 02 を主成分と する電極を用いた。 これらの電極によリ単三型の密閉型リチウム電池を 作製し容量を測定した。 電池容量は 6 0 O mA hで設計した。 0. 3CmA 充電後 0. 2 CmA 放電の容量は 5 5 0 mA hとやや低く、 サイクル寿 命は 4 2 0回とやや短い。 3 C m A放電では 7 2 %, 3 C mA充電では 6 9 %と低い。
〔実施例 4〕
負極にカーボン材料として黒鉛粉末を用いた。 黒鉛粉末は平均粒径が 0. 1 ミクロン以下に粉碎したものを用い、 0. 0 1 ミクロンの銅粉末を 0. 2 重量％添加して 3 0 0 (TCで 5 h混合しながら熱処理した。 その 後粉砕して本発明の大きさの粒を得た。 さらに 0. 0 1 ミクロンの銀粉 末を 0. 2 重量％加えて 2 5 Orpm でボールミル混合した。 これを 2 w t %ホルマリン水溶液と 5 w t %アンモニア水溶液の混合溶液で 6 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した後、 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 0. 0 1〜0. 0 5 ミ クロンの細孔部と銅の痕跡を、 さらに銀の 析出物を確認した。 これにフッ素系結着剤を加えて銅箔上に塗布し、 口 一ラープレスにより所定の厚さのカーボン電極を得た。 正極には、
L i C 0 02 を主成分とする電極を用いた。 これらの電極によ り単三型 の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 電池容量は 6 0 OmAh で設計した。 0. 3 CmA 充電後 0. 2 C mA 放電の容量は 6 8 OmAh と高く、 サイクル寿命は 5 7 0回と長い。 3 CmA放電では 9 4 %, 3 C mA充電では 9 1 %の容量が得られ、 5 8 0 \Ν / βの出力で 1 5分以 上の放電が可能であった。 電池を解体し、 カーボン粒子の S ΕΜ観察を したところ、 銀粒子内に複数個の細かなクラックが観察され、 X線回折 の測定結果より、 L i A gのピークが観察された。 この時の A gの膨張 率は 1 8 %であり、 カーボンの膨張率は 2 5 %であった。 A g単独での 放電容量は 1 5 O mA h であり、 母相のカーボンの放電容量は 370 mA h/gであった。 よって放電容量比は、 （母相） Z(A g ) 力 2.4 7 である。 また、 X線回折の測定から得られた充電後の格子体積の膨張率 の比は、 （母相） / ( A g ) が 1. 3 9である。
〔実施例 5〕
正極にリチウム—コバルト酸化物を用いた。 これを平均粒径が 1 ミク 口ン以下に粉碎し、 0. 1 ミクロンの A 1粉末を 0. 2重量％添加して 3 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 その後粉砕して本発明の大き さの粒を得た。 これを KO H水溶液で 7 0°C 2 h溶解処理し十分に水洗 した後 S EM— WD Xを用いて分析し、 平均粒径 0. 2 ミクロンの細孔 部を形成していることを確認した。 塩素ガスやフッ素ガスを流して析出 相を反応， 蒸発させることによつても、 同種の結果が得られた。 これに フッ素系結着剤を加えて A 1箔上に塗布し、 ローラープレスにより所定 の厚さの電極を得た。 負極には、 カーボン負極を用いた。 これらの電極 により単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 電池容量 は 6 0 0 mA hで設計した。 0.3 CmA充電後 0. 2 C m A放電の容量 は 7 1 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 5 8 0回と長い。 3 CmA放電 では 8 5 %， 3 C mA充電では 8 0 %の容量が得られ、 5 8 0 WZ£の 出力で 1 5分以上の放電が可能であった。
(比較例 6 )
正極にリチウムーコバル卜酸化物を用いた。 これを平均粒径が 1 ミク ロン以下に粉砕し、 3 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 この表面 を S EM— WDXを用いて分析し、 実施例 3と同じ条件で溶解処理を行 つたが、 細孔部の出現はなかった。 これにフッ素系結着剤を加えて A 1 箔上に塗布し、 ローラープレスにより所定の厚さのカーボン電極を得た。 負極には、 カーボン負極を用いた。 これらの電極により単三型の密閉型 リチウム電池を作製し容量を測定した。 0.3 C mA充電後 0.2 C mA 放電の容量は 5 7 0 mA hとやや低く、 サイクル寿命は 3 8 0回と短い。 3 C m A放電では 6 5 %, 3CmA充電では 5 7 %と低い。
[実施例 6〕
正極にリチウム—コバルト酸化物を用いた。 これを平均粒径が 1 ミク ロン以下に粉砕し、 0. 1 ミクロンの A 1粉末と V粉末を 2重量％ずつ 添加して 3 7 0 °Cで 1 5 h混合しながら熱処理した。 その後粉碎して本 発明の大きさの粒を得た。 これを 1 5 w t %KOH水溶液で 7 0 °C 1 h 溶解処理し十分に水洗した後、 ェチレンカーボネー 卜とジメ 卜キシエタ ンの混合溶媒で 4 0 1 h処理した。 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 0. 1 ミクロンの細孔部と A 1の痕跡、 さらに Vの析出物、 及 び L i C o ,— xVx02 (x = 0〜 0. 5 ) の母相を確認した。 これにフッ 素系結着剤を加えて A 1箔上に塗布し、 口一ラープレスにより所定の厚 さの電極を得た。 負極には、 力一ボン負極を用いた。 これらの電極によ り単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 電池容量は
6 0 0 mA hで設計した。 0.3 C m A充電後 0. 2 C m A放電の容量は
7 5 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 6 4 0回と長い。 3 CmA放電で は 8 8 %, 3 C mA充電では 8 5 %の容量が得られ、 5 8 0WZ fiの出 力で 1 5分以上の放電が可能であった。 電池を解体し、 粒子の S EM観 察をしたところ、 V析出粒子内に複数個の細かなクラックが観察され、 X線回折の測定結果より、 L i xVY〇2 のピークが観察された。 この時 の V析出物の膨張率は 1 4 %であり、 母相の膨張率は 2 0 %であった。 L i xVv02 単独での放電容量は 5 0 m A h gであり、 母相の放電容 量は 1 5 0 mA h,gであった。 よつて放電容量比は、 （母相） /
(L i xVv02) が 3.0である。 また、 X線回折の測定から得られた充 電後の格子体積の膨張率の比は、 （母相） ノ （L i XVY02) が 1.4 3 である。
[実施例 7〕
負極に水素吸蔵合金として T i。.2Z r。.8N i し ，Μηο.6V0.2 合金 を用い平均粒径が 1 0〜 0. 1 ミクロンの Bを原子比で 0. 1から 0.01添 加し、 実施例 1 と同様にして合金を作製した。 合金は平均粒径が 5 0ミ クロンの粒子に粉砕した。 実施例 1 と同様にして細孔部を作製した。 こ のとき得られた細孔部の平均粒径は 2 5〜 0.4 ミクロン （合金の平均 粒径の 2分の 1 〜 1 5 0分の 1 ) であった。 これを実施例 1 と同様にし て電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を作製し 容量を測定した。 第 8図に細孔部の平均粒径と 3 C mA充電および 3 C m A放電での容量比との関係を示す。 0. 3〇 111 充電後 0. 2 C mA 放電の容量は 1 1 0 0〜 9 2 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 6 8 0〜 5 0 0回と長い。 3 C m A放電では 9 5〜 7 5 %， 3 C m A充電では 9 8〜 7 5 %と高く、 5 8 0 W / &の出力で 1 5分以上の放電が可能で あった。 細孔部の平均粒径が合金の平均粒径の 5分の 〗 〜 5 0分の 1 で 特に容量が高かった。
(比較例 7 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0. 2 Z r υ. 8 N i し n 0. 6 ν υ . 2 合金 を用い平均粒径が 0. 0 5 ミクロンの Βを原子比で 0. 1添加し、 実施例 1 と同様にして合金を作製した- 合金は平均粒径が 5 0 ミクロンの粒子 に粉砕した。 実施例 1 と同様にして細孔部を作製した。 このとき得られ た細孔部の平均粒径は 0. 3 ミ クロン以下 （合金の平均粒径の 1 5 0分 の 1 より小） であった。 これを実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単 三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 第 8図に細孔部の平均粒径と 3 C m Α充電および 3 C m A放電での容量比 との関係を示す。 0. 3 C mA充電後 0. 2 C m A放電の容量は 9 5 0〜 9 1 O mA hと高く、 サイクル寿命は 5 2 0〜 4 8 0回と長い力、 3 C mA放電では 4 5〜 6 5 %, 3 C mA充電では 5 5 〜 6 8 %と低い。 (比較例 8 )
負極に水素吸蔵合金として丁 i 。. 2 Z r 0. s N i !. , Μ η o. 6 V o. 2 合金 を用い平均粒径が 1 5 ミクロンの Bを原子比で 0. 1 添加し、 実施例 1 と同様にして合金を作製した。 合金は平均粒径が 5 0ミクロンの粒子に 粉碎した。 実施例 1 と同様にして細孔部を作製した。 このとき得られた 細孔部の平均粒径は 3 0 ミクロン以上 （合金の平均粒径の 2分の 1 より 大） であった。 これを実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密 閉型ニッケル一金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 第 8図に細 孔部の平均粒径と 3 C mA充電および 3 C m A放電での容量比との関係 を示す。 0. 3 C m A充電後 0. 2 C m A放電の容量は 9 7 0〜 9 2 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 5 0 0〜4 5 0回と長いが、 3 C mA放 電では 4 5〜 6 3 %, 3 C m A充電では 6 6〜 4 8 %と低い。
[実施例 8〕
負極に水素吸蔵合金として T i .2 Z r o. 8 N l ;. , M n 0.6 V o. 2 BX (X= 0. 0 1〜 0. 8 ) 合金を用いて実施例 1 と同様にして細孔部を作 製した。 このとき得られた細孔部の占める割合は粒子表面積に対し 5か ら 8 0 %であり、 粒子体積に対し 0. 2 から 6 0 %であった。 これを実 施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素 化物電池を作製し容量を測定した。 第 9図に粒子表面積に対し細孔部断 面積の占める割合と 3 C mA充電および 3 C mA放電での容量比との関 係を、 第 1 0図に粒子体積に対する細孔部体積の占める割合と 3 C mA 充電および 3 C m A放電での容量比との関係を示す。 0. 3 C mA 充電 後 0. 2 C m A 放電の容量は 1 5 5 0〜 1 4 2 0 mA hと高く、 サイク ル寿命は 5 8 0〜 4 3 0回と長い。 3 C m A放電では 9 5〜 7 5 %， 3 C mA充電では 9 8〜 7 5 %と高く、 細孔部の占める割合が粒子表面積 に対し 1 0から 5 0 %、 もしくは粒子体積に対し 1 から 4 0 %で特に容 量が高かった。
(比較例 9 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0. a Z r o. SN i ,Mn0.6 V .2 BX (X= 0.0 0 1〜 0.0 0 5， X= 1.0〜 1.8 ) 合金を用いて実施例 1 と同様にして細孔部を作製した。 このとき得られた細孔部の占める割 合は粒子表面積に対し 0.3 %であり、 粒子体積に対しては 0. 1 %であ つた。 これを実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッ ケルー金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 第 9図に粒子表面積 に対し細孔部断面積の占める割合と 3 CmA充電および 3 Cm A放電で の容量比との関係を、 第 1 0図に粒子体積に対する細孔部体積の占める 割合と 3 CmA充電および 3 C m A放電での容量比との関係を示す。 0.3 C m A 充電後 0.2 CmA 放電の容量は 1 4 0 0 mA hと高いが、 サイクル寿命は 3 2 0回と短い。 3 CmA放電では 5 0 %, 3 C mA充 電では 5 5 %と低い。
(比較例 1 0 )
負極に水素吸蔵合金として T i 0. 2 Z r 0. 8 N i に ,Μηο.6V0.2BX (X= 1.0〜 .8 ) 合金を用いて実施例 1 と同様にして細孔部を作製 した。 このとき得られた細孔部の占める割合は粒子表面積に対し 9 0 % であり、 粒子体積に対しては 7 0 %であった。 これを実施例 1 と同様に して電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を作製 し容量を測定した。 第 9図に粒子表面積に対し細孔部断面積の占める割 合と 3 C m A充電および 3 C m A放電での容量比との関係を、 第 1 0図 に粒子体積に対する細孔部体積の占める割合と 3 CmA充電および 3 C m A放電での容量比との関係を示す。 0.3 C m A充電後 0. 2 C m A 放電の容量は 1 1 2 0 mA hとやや低く、 サイクル寿命は 3 0 0回と短 い。 3 C mA放電では 5 5 %， 3 C m A充電では 6 0 %と低い。
〔実施例 9 ]
負極に水素吸蔵合金として第 1表に示す合金を用いて偏析相を形成し た。 偏析相中の A 1， V， M n , S n， B， M g , o , W， Z r， K, N a , L i， N i， T i は 3 0重量％以上を含む。 これを酸， アルカリ : 酸化剤， 還元剤を含む水溶液で 5 0°C 1 h溶解処理し、 水洗した後、 実 施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素 化物電池を作製し容量を測定した。 第 1 表に結果を示す。 0. 3 C mA 充電後 0. 2 C m A放電の容量は 1 5 1 0〜 1 4 0 0mAhと高く、 サイク ル寿命は 5 5 0〜4 8 0回と長い。 3 C m A放電では 9 5〜 7 8 %， 3 C m A充電では 9 8〜 8 8 %と高い。
第 1表
Figure imgf000047_0001
〔実施例 1 o ]
負極にカーボン材料と して黒鉛粉末を用いた。 これを平均粒径が 0.1 ミクロン以下に粉砕し、 0. 0 1 ミクロンの第 2表に示す粉末を 0. 2重 量％添加して 3 0 0 0°Cで 5 h混合しながら熱処理した。 その後粉砕し て本発明の粉を得た。 これを硝酸水溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に 水洗した後 S EM— WD Xを用いて分析し、 平均粒径◦. 0 1 ミクロン の細孔部を形成していることを確認した。 実施例 3 と同様に単三型の密 閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 第 2表に結果を示す。 0.3 C mA充電後 0. 2 C mA放電の容量は 7 5 0〜 6 7 O mA hと高く、 サイクル寿命は 5 2 0〜4 8 0回と長い。 3 C mA放電では 8 5〜 8 2 %， 3 C m A充電では 8 5〜 7 9 %と容量が高い。
第 2表
Figure imgf000048_0001
(比較例 1 1 ) 負極にカーボン材料として黒鉛粉末を用いた。 これを平均粒径が 0.1 ミクロン以下に粉砕し、 0. 0 1 ミクロン鉄粉末を 5 5重量％添加して 3 0 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 これを硝酸水溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平均 粒径 0. 0 8 ミクロンの細孔部を形成していることを確認した。 実施例 3と同様に単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 0.3 C mA充電後 0. 2 C mA 放電の容量は 4 7 0 m A hと低く、 サイクル 寿命は 3 8 0回と短い。 3 C m A放電では 5 0〜 7 1 %， 3 CmA充電 では 5 5〜 6 4 %と容量が低い。
(比較例 1 2 )
負極にカーボン材料として黒鉛粉末を用いた。 これを平均粒径が 0.1 ミクロン以下に粉碎し、 0. 0 1 ミクロン鉄粉末を 0. 0 1重量％添加し て 3 0 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 これを硝酸水溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平 均粒径 0. 0 0 4 ミクロンの細孔部を形成していることを確認した。 実 施例 3と同様に単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 0. 3 C m A 充電後 0. 2 C m A 放電の容量は 6 7 0 m A hと高い力；、 サイクル寿命は 2 8 0回と短く、 3 C m A放電では 5 7〜 7 2 %， 3 C m A充電では 5 5〜 6 9 %と容量が低い。
[実施例 1 1 〕
正極に導電性高分子材料としてポリアセチレン粉末を用いた。 これを 平均粒径が 0. 1 ミクロン以下に粉砕し、 0. 0 5 ミクロンの第 3表に示 す粉末を 0. 1 重量％添加して 3 0 0〜 5 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱 処理した。 その後粉砕して本発明の大きさの粉末を得た。 これを硝酸水 溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分に水洗した後 S E M— WD Xを用いて 分析し、 平均粒径 0. 0 8 ミクロンの細孔部を形成していることを確認 した。 塩素ガスやフッ素ガスを流して析出相を反応， 蒸発させることに よっても、 同種の結果が得られた。 これにフッ素系結着剤を加えて A 1 箔上に塗布し、 ローラープレスにより所定の厚さの電極を得た。 負極に は、 力一ボン負極を用いた。 これらの電極により単三型の密閉型リチウ ム電池を作製し容量を測定した。 電池容量は 5 0 0 m A hで設計した。 第 3表に結果を示す。 0. 3 CmA充電後 0. 2 C m A放電の容量は 640 〜 5 7 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 6 7 0〜 4 9 0回と長い。 3 C m A放電では 9 1 〜 8 1 %, 3 C m A充電では 8 7〜 7 8 %の容量が 得られた。
《 衣
Figure imgf000050_0001
[実施例 1 2〕
負極に導電性高分子材料としてポリァセン粉末を用いた れを平均 粒径が 0. 1 ミクロン以下に粉砕し、 0. 0 1 ミクロンの第 4表に示す粉 末を 0. 2 重量％添加して 1 0 0 0〜 3 0 0 0 °Cで 5 h混合しながら熟 処理した。 これを硝酸水溶液で 7 0°C 2 h溶解処理し十分に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 0. 0 2 ミクロンの細孔部を 形成していることを確認した。 塩素ガスやフッ素ガスを流して析出相を 反応， 蒸発させることによつても、 同種の結果が得られた。 これにフッ 素系結着剤を加えて銅箔上に塗布し、 ローラープレスにより所定の厚さ の電極を得た。 正極には、 L i C o 〇2 を主成分とする電極を用いた。 これらの電極によリ単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定し た。 電池容量は 6 0 0 mA hで設計した。 第 4表に結果を示す。 0. 3 C m A充電後 0. 2 C m A 放電の容量は 8 6 0〜 7 0 0 mA hと高く、 サイクル寿命は 7 0 0〜 5 8 0回と長い。 3 C m A放電では 9 3〜 8 8 %， 3 C m A充電では 9 0〜 8 2 %の容量が得られた。
第 4表 添加剤 0.3CmA充電後 0.2CmA放電 サイクル寿命 3CmA放電 3CmA充電
F e 8 6 0 mA h 6 6 0回 9 1 % 8 8 %
N i 7 6 0 7 00 8 8 9 0
S 74 0 6 5 0 9 0 8 2
S i 7 9 0 6 00 9 0 8 2
S n 7 00 5 8 0 9 1 8 3 し i 7 1 0 6 00 8 8 8 5
N a 7 00 59 0 8 8 8 2
K 7 00 58 0 8 9 8 6
P b 7 1 〇 58 0 9 3 8 3
F e Ox 8 6 0 5 8 0 9 0 8 9
N i 〇x 8 00 6 00 9 3 9 0
S i 〇x 8 1 0 6 6 0 9 2 8 8
S n Ox 7 1 0 6 9 0 8 9 8 9
L i Ox 7 00 7 00 9 3 8 2
P b Ox 7 00 6 0 0 9 0 8 5 〔実施例 1 3〕
負極に第 5表に示す合金を用いた。 合金は 1 1 0 0°Cから 1 5 0 0 °C の間で溶解し、 これを 0.0 1 °CZminから 0. 5 °C/minの速度で冷却し 3 0 0 °Cから 5 0 0 °Cの範囲で 2 hほど焼鈍して得た。 これを平均粒径 が 5 0ミクロン以下に粉砕し、 硝酸水溶液で 7 0 °C 2 h溶解処理し十分 に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 2 ミクロンの細 孔部を形成していることを確認した。 塩素ガスやフッ素ガスを流して析 出相を反応， 蒸発させることによつても、 同種の結果が得られた。 これ にフッ素系結着剤を加えて銅箔上に塗布し、 ローラープレスによ リ所定 の厚さの電極を得た。 正極には、 L i C o〇 を主成分とする電極を用 いた。 これらの電極により単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を 測定した。 電池容量は 6 0 0 m A hで設計した。 第 5表に結果を示す。 0.3 C m A充電後 0.2 CmA放電の容量は 7 6 0〜 7 0 O mA hと高 く、 サイクル寿命は 5 3 0〜4 8 0回と長い。 3 CmA放電では 9 1〜 8 5 %, 3 C m A充電では 9 8〜 8 8 %の容量が得られた。
第 5表 合 -金 組 成 0.3C 充電後 0.2CmA廳 サイクソ 命 3CmA腿 3CmA充電
S i -N i 76 OmAh δ 10回 91% 98%
G e— i> i 720 530 90 90
Mg— S i 700 480 85 91
S i -N i一 Ge 750 480 88 88
S i -N i— Mg 700 500 91 90
S i— N i -Mn 720 δ 1〇 90 88
S i -N i -Cu 750 480 88 95 〔実施例 1 4 ]
正極に第 6表に示す酸化物及び硫化物を用いた。 これを平均粒径が 1 ミクロン以下に粉砕し、 0. 1 ミクロンの第 6表に示す粉末を 0. 2重量 %添加して 9 0 0〜 3 0 0 °Cで 5 h混合しながら熱処理した。 その後粉 砕して本発明の大きさの粉末を得た。 これを硝酸水溶液で 7 0°C 2 h溶 解処理し十分に水洗した後 S EM— WDXを用いて分析し、 平均粒径 0. 2 ミクロンの細孔部を形成していることを確認した。 塩素ガスゃフ ッ素ガスを流して析出相を反応， 蒸発させることによつても、 同種の結 果が得られた。 これにフッ素系結着剤を加えて A 1箔上に塗布し、 ロー ラープレスにより所定の厚さの電極を得た。 負極には、 カーボン負極を 用いた。 これらの電極により単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量 を測定した。 電池容量は 6 0 0 m A hで設計した。 第 6表に結果を示す 0. 3 C m A 充電後 0. 2 CmA 放電の容量は 7 7 0〜 6 8 0 m A hと 高く、 サイクル寿命は 6 4 0〜4 9 0回と長い。 3 C mA放電では 9 0 〜 8 1 %， 3 C m A充電では 8 5〜 7 8 %の容量が得られた。
第 6表
Figure imgf000054_0001
[実施例 1 5〕
負極に水素吸蔵合金として第 7表に示す 2種類の相を含有する合金を 用い、 Bを 1 w t %添加した。 合金の作製方法は、 溶解法， メカニカル ァロイング法， メカニカルグライディ ング法， 溶湯急冷法， 噴霧法を用 いて行い、 6 5 0〜 1 1 0 0°Cの熱処理を施した。 これを KO H水溶液 で 6 0〜 1 0 0°C， l〜 5 0 h溶解処理し、 水洗した後、 本発明の細孔 の形成を確認した。 実施例 1 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉 型ニッケル一金属水素化物電池を作製し容量を測定した。 第 7表に結果 を示す。 0. 3 CmA充電後 0. 2 CmA放電の容量は 1 5 6 0〜1400 mA hと高く、 サイクル寿命は 1 0 2 0〜 8 8 0回と長い。 3 C mA放 電では 9 7〜 7 7 %， 3 CmA充電では 9 8〜 7 9 %と高い。 電池を解 体し、 電極を S EM観察したところ微細なクラックが生成していること を確認した。
第 7表
Figure imgf000056_0001
〔実施例 1 6 ]
負極にカーボン材料として第 8表に示す 2種類の相を含有する材料を 用い、 Bを l w t %添加し、 5 0 0〜 2 6 0 0 °Cの熱処理を施した。 こ れを KO H水溶液と水素化硼素ナト リウム水溶液の混合溶液で 5 0〜 1 0 0°C l 〜 5 0 h溶解処理し、 水洗した後、 プロピレンカーボネー ト とジメ 卜キシェタンの混合溶液で 3 0〜 6 0°C 1 〜 5 O h処理し、 本発 明の細孔の形成を確認した。 実施例 3 と同様にして電極を作製し、 単三 型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 第 8表に結果を示す, 0. 3 C mA充電後 0. 2 C mA放電の容量は 8 3 0〜 6 1 O mA hと高 く、 サイクル寿命は 9 8 0〜 7 8 0回と長い。 3 C mA放電では 9 3〜 8 3 %, 3 C m A充電では 9 5〜 8 6 %と高い。 電池を解体し、 電極を S E M観察したところ微細なクラックが生成していることを確認した。
第 8 表 第 1の相 第 2の相 0. 3CmA充電— 0. 2CmA放電 サイクル寿命 3CmA放電 3CmA充電 黒鉛 A g 8 0 0 m A h 9 3 0回 9 1 % 8 8 % 黒鉛 S n 6 6 0 8 2 0 8 8 8 9 黒鉛 P d 7 6 0 8 7 0 9 3 9 5 黒鉛 G a 6 9 0 8 8 0 8 8 8 9 黒鉛 I n 7 8 0 8 6 0 8 9 9 1 黒鉛 A g - I n 7 7 0 9 0 0 8 4 9 2 黒鉛 S n— G a 8 3 0 9 4 0 8 7 9 4 黒鉛 ポリア二リン 8 1 0 9 2 0 8 6 9 1 黒鉛 A g - C u 7 9 0 8 5 0 8 3 8 9 非晶質カーボン A g 6 7 0 8 4 0 9 0 9 4 非晶質カーボン し a 6 9 0 7 9 0 8 9 9 5 非晶質カーボン P d 8 0 0 9 2 0 9 1 8 9 非晶質カーボン ポリアセン 6 5 0 9 8 0 9 1 8 7 非晶質カーボン ポリパラフエ二レン 6 4 0 8 2 0 9 3 8 9 非晶質カーボン I n 6 1 0 7 8 0 9 0 8 6
[実施例 1 7 ]
正極に酸化物及び硫化物として第 9表に示す 2種類の相を含有する材 料を用い、 Bを 1 \^ 1 %添加し、 2 5 0〜 6 0 0 Cの熱処理を施した。 これを酢酸水溶液で 5 0〜 1 0 0°C 1 〜 5 0 h溶解処理し、 水洗した後, 本発明の細孔の形成を確認した- 実施例 3 と同様にして電極を作製し、 単三型の密閉型リチウム電池を作製し容量を測定した。 第 9表に結果を 示す。 0. 3 CmA充電後 0. 2 CmA放電の容量は 8 1 0〜 6 8 OmAh と高く、 サイクル寿命は 8 2 0〜 5 8 0回と長い。 3 C mA放電では 9 5〜 8 0 %, 3 C m A充電では 9 8〜 8 2 %と高い。 電池を解体し、 電極を S EM観察したところ微細なクラックが生成していることを確認 した。
第 9 表
Figure imgf000060_0001
〔実施例 1 8 )
負極に N b o. i Z r 0. HN i ！. ： M n 0. 6Vo. 2 C o . ι Β ,. ΰ 3なる組成の 水素吸蔵合金を用いた。 合金の作製方法は、 噴霧法（ガスア トマイズ法） を用いて 1 0〜 1 0 0 0 p p mの酸素を混入させた A rガス雰囲気中で 噴霧し、 6 5 0〜 1 1 0 0 °Cの熱処理を施した。 これの断面を S E M観 察したところ、 複数個の細孔を確認し、 さらに、 細孔部分の組成を調べ たところ、 酸素と Z rからなる皮膜の形成を確認した。 実施例 1 と同様 にして電極を作製し、 単三型の密閉型ニッケル一金属水素化物電池を作 製し容量を測定した。 0. 3 〇 ^1八充電後 0. 2 C m A放電の容量は 1540 mA hと高く、 サイクル寿命は 1 0 8 0回と長い。 3 C m A放電では 9 7 %, 3 C m A充電では 8 9 %と高い。 電池を解体し、 電極を S EM 観察したところ微細なクラックが生成していることを確認した。
〔実施例 1 9 ]
音声力一 ドシステムに実施例 1 〜 1 8の電池の組電池を適用した例を 示す。 第 1 1 図に音声カー ドによるガイダンスシステム例を、 第 1 2図 にサーバ一およびカー ドの構造略図の一例を、 第 1 3図および第 1 4図 に P Cカー ドの一例を示す。 半導体メモリ一と音声再生機能を内蔵した 音声カー ドと圧縮されたデジタル音声データを蓄えたサーバーで構成す る。 実施例 1 〜 1 8の二次電池をサーバーに装着した。 二次電池の容量 は 2〜 1 0 Whのものを用いた- また、 充電時間は 3 0分とした。 この 時のサーバーの最長稼働時間は 5〜 5 0時間であった。 充電時間に対す る最長稼働時間の比は 1 0〜 1 0 0であった。 また、 P Cカー ドに実施 例 1 〜 1 8の二次電池を装着した。 二次電池の容量は 0. 5 Wh のもの を用いた。 また、 充電時間は 3 0分とした。 この時の P Cカー ドの最長 稼働時間は 5 0〜 1 0 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間 の比は 1 0 0〜 2 0 0であった。
(比較例 1 3 )
実施例 1 9 と同様にして、 比較例 1 〜 1 2の二次電池をサーバーに装 着した。 二次電池の容量は 2〜 1 O W hのものを用いた。 また、 充電時 間は 1 時間とした。 この時のサーバーの最長稼働時間は 0〜 8時間と短 い。 ほとんどの電池が液もれを起し、 正常な放電ができない状態であつ た。 充電時間に対する最長稼働時間の比は 0〜 8であった。 また、 P C カー ドにも比較例 1 〜 1 2の二次電池を装着した。 二次電池の容量は 0 . 5 W h のものを用いた。 また、 充電時間は 1 時間とした。 この時の P Cカー ドの最長稼働時間は 0〜 9 . 5 時間と短く、 充電時間に対する 最長稼働時間の比は 0〜 9 . 5 であった。 ほとんどの電池が液もれを起 し、 正常な放電ができない状態であった。
[実施例 2 0〕
5インチの液晶パネルと高速バスインターフェイスと描画制御回路と ディスプレイイ ンターフェイスと同期制御とフィールドメモリ一コン 卜 ローラーとパネル駆動用周辺回路とフィールドメモリ一を一体化した T F T回路基板を作製し、 基板の裏側に実施例 1 〜 1 8の二次電池を搭 載した。 液晶パネルには反射型表示モー ドを用いた。 第 1 5図に T F T 回路基板の構成図を示す。 これを用いて液晶ディスプレイシステムを作 製した。 二次電池の容量は 3 0〜 8 5 W hのものを用いた。 また、 充電 は 6 0〜 1 7 0 Wで時間は 3 0分とした。 この時のディスプレイの最長 稼働時間は 4 0〜 1 0 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間 の比は 8 0〜 2 0 0であった。
(比較例 1 4 )
実施例 2 0と同様にして、 比較例 1〜 1 2の二次電池を基板の裏側に 搭載した。 これを用いて液晶ディスプレイシステムを作製した。 二次電 池の容量は 3 0〜 8 5Whのものを用いた。 また、 充電は 6 0〜 1 7 0 Wで時間は 3 0分とした。 この時のディスプレイの最長稼働時間は 0〜 4時間と短く、 充電時間に対する最長稼働時間の比は 0〜 8であった。 ほとんどの電池が液もれを起し、 正常な放電ができない状態であった。 〔実施例 2 1 ]
第 1 6図に 2. 5 インチの液晶表示システムの例を示す。 この液晶パ ネルの裏側に二次電池を配置した。 第 1 7図に配置した実施例 1 の二次 電池の組電池の容積を示す。 幅 4. 5 cm 長さ 9 cm厚み 2 cmの容積内に二 次電池を納めた。 二次電池の容量は 2 OWhのものを用いた。 充電は 4 0Wで時間は 3 0分とした。 この時のディスプレイの最長稼働時間は 2 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間の比は 4 0であった。 〔実施例 2 2 )
第 1 6図に 2. 5 インチの液晶表示システムの例を示す。 この液晶パ ネルの裏側に二次電池を配置した。 第 1 7図に配置した実施例 1 0の二 次電池の組電池の容積を示す。 幅 3. 3 cm長さ 6. 5 cm厚み 2 cmの容積内 に二次電池を納めた。 二次電池の容量は 1 5Whのものを用いた。 充電 は 3 0 Wで時間は 3 0分とした： この時のディスプレイの最長稼働時間 は 1 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間の比は 2 0であつ た。
〔実施例 2 3〕
第 1 6図に 2. 5 インチの液晶表示システムの例を示す。 この液晶パ ネルの裏側に二次電池を配置した。 第 1 7図に配置した実施例 1 0の二 次電池の組電池の容積を示す。 幅 4. 5 cm長さ 5. 1 cm厚み 2 cmの容積内 に二次電池を納めた。 二次電池の容量は 1 5Whのものを用いた。 充電 は 3 0 Wで時間は 3 0分とした。 この時のディスプレイの最長稼働時間 は 1 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間の比は 2 0であつ た。
[実施例 2 4〕
第 1 6図に 2 . 5 イ ンチの液晶表示システムの例を示す。 この液晶パ ネルの裏側に二次電池を配置した。 第 1 7図に配置した実施例 1 0の二 次電池の組電池の容積を示す。 幅 4 . 5 cm 長さ 9 cm厚み 0 . 3 cm の容積 内に二次電池を納めた。 二次電池の容量は 5 W hのものを用いた。 充電 は 1 0 Wで時間は 3 0分とした： この時のディスプレイの最長稼働時間 は 1 0時間であった。 充電時間に対する最長稼働時間の比は 2 0であつ た。
〔実施例 2 5〕
第 1 8図にノー トパソコンのパワーマネジメン 卜機能の一例を示す。 二次電池に実施例 1 〜 1 8の電池の二次電池を適用し、 動作確認を行つ た。 3 0分の充電に対し、 1 0〜 5 0時間の最長稼働時間を示した。 携 帯電話， P H Sにも適用し、 最長稼働時間となる受信待機時間が 1 0〜
1 5時間を示した。
[実施例 2 6 )
実施例 1 〜 1 8の二次電池を電気自動車に適用した。 車体重量は 1 000 kgであり、 搭載する二次電池の重量は 2 0 O kgとした。 充電時間は 3 0 分とした。 このとき、 車速 4 O km/ hでの走行距離は 2 5 0〜 5 5 0 km であった。 また、 停止地点から 4 0 0 mまでの移動に必要な最短時間は 1 0〜 1 8秒であった。
[実施例 2 7〕
実施例 1 〜 1 8の二次電池を電気自動車のモータ駆動用に使用される ハイプリ ッ 卜電源装置に適用した。 図 1 9にハイブリ ツ 卜電源装置の一 実施例を用いた電気自動車の駆動制御システムを示す。 ハイプリ ッ 卜電 源は出力端子を介して制御部と接続されている。 ハイブリ ツ 卜電源から 供給される電力はプリッジ回路を介して三相交流に変換され、 ブラシレ ス D Cモータの回転軸は電気自動車の駆動機構に連結されるとともに回 転子位置検出器であるレゾルバに接続されている。 レゾルバ回路はレゾ ルバ信号を入力し、 電流波形制御回路へ励磁位置を表わす信号を出力す る。 メイ ンコンピュータには速度センサからの信号等の他、 電圧検出回 路からの信号が入力される。 これらの信号は電流波形制御回路に供給さ れる。 電流波形制御回路はパルス幅変調信号をベース ドライブ回路に出 力する。 ベース ドライブ回路はパルス幅変調信号に従いプリ ッジ回路を 駆動する。 図 2 0にハイブリ ッ ト電源の一例を示す。 制御部に電力を供 給する二次電池電力供給源として実施例 1 〜 1 8の二次電池を用いた。 燃料電池と しては、 リン酸型， メタノール型， 溶融炭酸塩型， 高分子固 体電解質型等を用いることができる。 燃料電池は逆流防止のためのダイ オー ドを介して二次電池に並列に配置する。 さらに、 電気自動車の走行 条件により電力を燃料電池と二次電池とにより選択的に制御部に供給で きる。 車体重量は 1 0 0 O kgであり、 搭載する二次電池の重量を 1 0 0 kg、 燃料電池の重量を 1 0 O kgとした。 充電時間は 3 0分とした。 この とき、 車速 4 0 km/ hでの走行距離は 3 0 0〜 5 5 0 kmであった。 産業上の利用可能性
本発明により二次電池使用システムの高容量化および急速充電特性， 急速放電特性が大幅に改善された。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 0. 5 W h 以上 5 0 kWh以下の容量を有する熟源， 動力， 制御回 路， 駆動回路， L S I , I C, 表示素子のうち少なく とも一つ以上を含 む二次電池使用システムにおいて、 該二次電池の単電池の少なく とも一 つが 5 8 OW/ β以上で 1 5分以上の放電が可能であることを特徴とす る二次電池使用システム。
2. 0. 5 W h 以上 5 0 kWh以下の容量を有する熱源， 動力， 制御回 路， 駆動回路， L S I , I C， 表示素子のうち少なく とも一つ以上を含 む二次電池使用システムにおいて、 該二次電池の単電池の少なく とも一 つが 3 0 0 W/ £以上の充電で電池容量の 9 0 %以上で、 かつ 2 0 0 Wh/ β以上の放電が可能であることを特徴とする二次電池使用システ ム。
3. 0. 5 W h 以上 5 ◦ kWh以下の容量を有する熱源， 動力， 制御回 路， 駆動回路， L S I , I C, 表示素子のうち少なく とも一つ以上を含 む二次電池使用システムにおいて、 該二次電池の充電時間に対する該ニ 次電池を用いてシステムが稼働する最長時間の比が 1 0以上、 好ましく は 4 0以上 2 0 0以下であることを特徴とする二次電池使用システム。
4. 請求項 1〜 3の二次電池使用システムにおいて、 液晶ディスプレイ， 多層配線基板， P CMC I Aカー ド （ P Cカー ド） ， 音声カー ド， モデ ム， 携帯電話， FAX, 電池用 I Cのうち少なく とも一つあるいはこれ らの複数の組み合わせを含むことを特徴とする二次電池使用システム。
5. 液晶パネルとパネル駆動用周辺回路とディスプレイインターフェイ ス回路を含み、 メモリー部を有する二次電池使用システムにおいて、 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であり、 かつ、 1 0 時間以上、 好ましくは 4 0時間以上の最長連続使用が可能な二次電池を 備えることを特徴とする液晶ディスプレイ用の二次電池使用システム。
6 . 液晶パネルとパネル駆動用周辺回路とディスプレイインターフェイ ス回路を含み、 メモリー部を有する請求項 5の二次電池使用システムを 用いた液晶ディスプレイシステムにおいて、 液晶パネルの大きさの 1 ィ ンチ当たりで 2 W h以上の容量を有する二次電池を備え、 かつ、 液晶パ ネルの大きさの 1 イ ンチ当たりで 2 W以上、 好ましくは 8 W以上 3 6 W 以下でかつ、 1 時間以下の急速充電機能を有する充電器あるいは充電制 御装置あるいは充電制御回路あるいはマネジメン トシステムのいずれか 一つもしくはこれらの組み合わせを備えることを特徴とする二次電池使 用システムを用いた液晶ディスプレイシステム。
7 . 請求項 6の液晶ディスプレイシステムにおいて、 前記液晶ディスプ レイシステムは、 液晶ディスプレイパネルの表示面の幅に対し 0 . 8 5 以上 1 . 2 以下の幅であり、 液晶ディスプレイパネルの表示面の長さに 対し 1 . 0以上 1 . 8以下の長さであり、 かつ、 厚みが 3匪以上 2 0匪以 下の容積内に二次電池を備えることを特徴とする液晶ディスプレイシス テム。
8 . 請求項 6の液晶ディスプレイシステムにおいて、 2直列以下でかつ 6並列以下の組電池で構成された二次電池を備えることを特徴とする液 晶ディスプレイシステム。
9 . 請求項 8の液晶ディスプレイシステムの二次電池にリチウム二次電 池を用いることを特徴とする液晶ディスプレイシステム。
1 0 . 請求項 6の液晶ディスプレイシステムにおいて、 3直列以上 5直 列以下でかつ 4並列以下の組電池で構成された二次電池を備えることを 特徴とする液晶ディスプレイシステム。
1 1 . 請求項 1 0の液晶ディスプレイシステムの二次電池にニッケル一 水素二次電池を用いることを特徴とする液晶ディスプレイ システム。
1 2 . 請求項 4の二次電池使用システムの液晶ディスプレイ， 多層配線 基板， P C M C I Aカー ド （ P Cカー ド） ， 音声カー ド， モデム， 電池 用 I Cのうち少なく とも一つと二次電池とが一体化してなることを特徴 とする二次電池使用システム。
1 3 . 請求項 1 2の二次電池使用システムが二次電池の過充電あるいは 過放電防止回路、 あるいは充放電制御回路を有し、 システム内の回路と 一体化することを特徴とする二次電池使用システム。
1 4 . 請求項 5〜 1 1 の液晶ディスプレイシステムを用いた携帯情報端 末あるいは携帯型コンピュータ、 あるいはペンコンピュータあるいは携 帯電話あるいはパーソナルハンディフォンあるいはテレビ電話の機能を 有するシステム。
1 5 . 請求項 1〜 2の二次電池使用システムにおいて、 電気自動車， ェ レベータ， 電車， 非常用電源のうち少なく とも一つを含むことを特徴と する二次電池使用システム。
1 6 . 動力源として二次電池により駆動されるモータを備え、 二次電池 使用システムを用いた電気自動車において、 該二次電池は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であり、 かつ、 一充電で車速
4 O km/ hで走行できる走行距離が 2 5 O km以上であり、 かつ、 電池重 量が 2 0 O kg以下であることを特徴とする電気自動車。
1 7 . 請求項 1 6の電気自動車において、 停止地点から 4 0 0 までの 移動に必要な最短時間が 1 8秒以下であることを特徴とする電気自動車
1 8 . 動力源として少なく とも二次電池、 並びに燃料電池及び又は太陽 電池により駆動するモータを備え、 かつ、 これらの出力の動作を制御す る制御部を備えた二次電池使用システムを用いた電気自動車において、 該二次電池は 1 時間以下、 好ましくは 3 0分以下の急速充電が可能であ り、 かつ、 1 回の二次電池からの放電並びに燃料電池及び又は太陽電池 からの発電で、 車速 4 O kmZ hで走行できる走行距離が 3 0 O km以上で あり、 かつ、 二次電池と燃料電池及び又は太陽電池の重量の合計が 250 kg以下であることを特徴とする電気自動車。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115109A (ja) * 1999-11-02 2010-05-20 Shigeo Yamamoto 照合装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030070850A1 (en) 2001-02-16 2003-04-17 Cellex Power Products, Inc. Hybrid power supply apparatus for battery replacement applications
EP1403952B1 (de) * 2002-09-25 2008-08-20 SFC Smart Fuel Cell AG Externe Hybridisierung
GB0426879D0 (en) * 2004-12-08 2005-01-12 Secr Defence A fuel cell
US20070141464A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 Qunjian Huang Porous metal hydride electrode
KR100912787B1 (ko) * 2006-09-11 2009-08-18 주식회사 엘지화학 하이브리드형 전극조립체
WO2009013848A1 (ja) * 2007-07-24 2009-01-29 Panasonic Corporation ニッケル水素電池用負極材料とその処理方法およびニッケル水素電池
IT1391275B1 (it) * 2008-08-08 2011-12-01 Nrl Naval Res Lab Materiale da utilizzare per la produzione di eccesso di potenza, con elevato caricamento di isotopi dell'idrogeno, e relativo procedimento di produzione

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431656U (ja) * 1987-08-20 1989-02-27
JPH02111204A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Brother Ind Ltd 電気自動車
JPH04264353A (ja) * 1990-10-25 1992-09-21 Ta Triumph Adler Ag 電気器具用電圧供給装置
JPH05260606A (ja) * 1992-03-09 1993-10-08 Sanyo Electric Co Ltd 電気自動車
JPH064818U (ja) * 1992-06-10 1994-01-21 日本電気株式会社 情報カード
JPH07168653A (ja) * 1993-12-14 1995-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 携帯端末装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431656U (ja) * 1987-08-20 1989-02-27
JPH02111204A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Brother Ind Ltd 電気自動車
JPH04264353A (ja) * 1990-10-25 1992-09-21 Ta Triumph Adler Ag 電気器具用電圧供給装置
JPH05260606A (ja) * 1992-03-09 1993-10-08 Sanyo Electric Co Ltd 電気自動車
JPH064818U (ja) * 1992-06-10 1994-01-21 日本電気株式会社 情報カード
JPH07168653A (ja) * 1993-12-14 1995-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 携帯端末装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Secondary Battery is Interesting", No. 141, May 1994, of NIKKEI MATERIAL & TECHNOLOGY, page 26, page 28, pages 30-31. *
PUBLICATIONS DELIVERED IN THE 1ST BATTERY FORUM, 27 Sept. 1993, MASAYUKI NAGAMINE, "Lithium Ion Secondary Battery and Its Characteristics", page 1, page 6, Fig. 10, NOBUHIRO FURUKAWA, "Development of Nickel-Hydrogen Secondary Battery and Its Utility", pages 4, 16, 18. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115109A (ja) * 1999-11-02 2010-05-20 Shigeo Yamamoto 照合装置

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