(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来よりも長時間出力、短時間充電、低コストの実用的なハイブリッド電池システムを提供する。【解決手段】ハイブリッド電池システムは、正極に導電性高分子を含む構造であり、かつ中エネルギー密度かつ高出力密度の第１電池と、高エネルギー密度かつ低出力密度の第２電池と、高電流出力利用の場合に、前記第１電池から電流を供給させ、低電流出力利用の場合に前記第２電池から電流を供給させるように制御する制御部とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極に導電性高分子を含む構造であり、かつ中エネルギー密度かつ高出力密度の第１電池と、
高エネルギー密度かつ低出力密度の第２電池と、
高電流出力利用の場合に、前記第１電池から電流を供給させ、低電流出力利用の場合に前記第２電池から電流を供給させるように制御する制御部と、を有するハイブリッド電池システム。
【請求項２】
前記第１電池は、６０〜１００Ｗｈ／ｋｇの中エネルギー密度かつ７０００〜９０００Ｗ／ｋｇの高出力密度の特性を有し、
前記第２電池は、１５０〜３５０Ｗｈ／ｋｇの高エネルギー密度かつ２００〜４００Ｗ／ｋｇの低出力密度の特性を有する、請求項１に記載のハイブリッド電池システム。
【請求項３】
前記第１電池は、高充電密度の特性を有し高電流による充電が可能である、請求項１または２に記載のハイブリッド電池システム。
【請求項４】
前記第１電池の充電残量を検出する第１検出部と、
前記第２電池の充電残量を検出する第２検出部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第２検出部で検出された第２電池の充電残量が閾値以下、かつ前記第１検出部で検出された第１電池の充電残量が規定値以上の場合に、前記第１電池を用いて前記第２電池を充電するように制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド電池システム。
【請求項５】
前記第２電池は、Ｌｉイオン電池である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中エネルギー密度かつ高出力密度の第１電池と、高エネルギー密度かつ低出力密度の第２電池とを有するハイブリッド電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、高出力型電池と高容量型電池のハイブリッド電池システムを記載している。特許文献１では、高出力型電池の負極活物質にハードカーボン、正極活物質にリチウムマンガン系複合酸化物を使用し、高容量型電池の負極活物質にグラファイト、正極活物質にリチウムニッケル系複合酸化物を使用した実施形態を記載している。しかしながら、このシステムは、２種類の異なるリチウム電池を用いていたため、性能のバランスが悪く、大型かつ大重量、コスト高になっており、実用的なハイブリッド電池とはいえず、例えば、電気自動車への使用に際してはさらなる改善が必要であった。
【０００３】
特許文献２は、複数電池の残容量を参照して最適出力を演算し電池の効率的利用を図ることを記載している。特許文献３は負荷に印加される電圧または供給される電流を参照して複数電池の最適出力を制御すること記載している。しかしながら、いずれも従来の電池を効率的に用いるための出力制御を開示しているにすぎない。
【０００４】
一般的に、電池自動車に使用されているＬｉイオン電池は、エネルギー密度を落として出力密度を上げており、電池性能としては中エネルギー密度８０〜１５０Ｗｈ／ｋｇ、中出力密度２０００Ｗ／ｋｇを採用している。これは、コストや電池性能の関係から一種類のＬｉイオン電池を搭載しているため、中エネルギー密度と中出力密度という設定になっている。しかしながら、このような電池性能では、走行距離が短く（例えば１６０ｋｍ以下）さらに充電時間も長く(例えば３０分以上)、さらなる改善が要求されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７９９８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４６２１１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実情に鑑みて、本発明の目的は、従来よりも長時間出力、短時間充電、低コストの実用的なハイブリッド電池システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、正極に導電性高分子を含む構造であり、かつ中エネルギー密度かつ高出力密度の第１電池と、高エネルギー密度かつ低出力密度の第２電池と、高電流出力利用の場合に、前記第１電池から電流を供給させ、低電流出力利用の場合に前記第２電池から電流を供給させるように制御する制御部と、を有するハイブリッド電池システムである。
【０００８】
この構成によって、高電流出力利用の場合に、第１電池から電流を供給させ、低電流出力利用の場合に第２電池から電流を供給させることができ、全体的にバランスのよい実用的なハイブリッド電池を提供できる。また、正極に導電性高分子を含む構造の第１電池は、その発熱が他の電池よりも大幅に低減されるため、他の大型電池に必要な冷却システムの必要がない。また、導電性高分子が活物質として機能するので、活物質が金属酸化物の場合に必要なバインダーや導電材などを省略できる。
【０００９】
本発明において「高電流出力」、「低電流出力」という用語は、使用目的に応じて出力値は異なる設定である。制御部は予め設定された高電流出力（例えば所定値以上あるいは所定範囲）の時に第１電池を利用し、予め設定された低電流出力（例えば所定値未満あるいは所定範囲）の時に第２電池を利用する。「高電流出力」は「低電流出力」よりも大きい値である。
【００１０】
また、本発明の実施系形態の一例として、第１電池は、正極基材（集電体）と、正極基材上に形成された導電性高分子の正極活物質と、セパレータと、負極活物質と、負極基材（集電体）とがこの順番に形成された構造である。
【００１１】
上記発明の実施形態の一例として、前記第１電池は、６０〜１００Ｗｈ／ｋｇの中エネルギー密度かつ７０００〜９０００Ｗ／ｋｇの高出力密度の特性を有する。さらに、前記第２電池は、１５０〜３５０Ｗｈ／ｋｇの高エネルギー密度かつ２００〜４００Ｗ／ｋｇの低出力密度の特性を有する。
【００１２】
上記発明の実施形態の一例として、前記第１電池は、高充電密度の特性を有し高電流による充電が可能である。
【００１３】
この構成によれば、短時間充電（例えば１０分以内、好ましくは８分以内、より好ましくは５分）が可能である。
【００１４】
上記発明の実施形態の一例として、前記第１電池の充電残量を検出する第１検出部と、
前記第２電池の充電残量を検出する第２検出部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第２検出部で検出された第２電池の充電残量が閾値以下、かつ前記第１検出部で検出された第１電池の充電残量が規定値以上の場合に、前記第１電池を用いて前記第２電池を充電するように制御する。
【００１５】
この構成によれば、第２電池の充電容量が閾値より減少したときに、第１電池の充電容量が規定値以上あれば第１電池を利用して第２電池を充電することができる。
【００１６】
上記発明の実施形態の一例として、前記第２電池は、Ｌｉイオン電池である。
【００１７】
この構成によれば、一般的に安価なＬｉイオン電池を利用することができるため、システム全体を低コストで構成でき、特定の電池特性のＬｉイオン電池を新しく製造する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１電池の構造の一例を説明する図
【図２】実施形態１の機能ブロックを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図１，２を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１電池１の積層構造を示す。第１電池１は、正極基材１１と、正極基材１１上に形成された導電性高分子の正極活物質１２と、セパレータ１３と、負極活物質１５と、負極基材１４とがこの順番に形成されている。
【００２０】
正極基材１１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケルで構成される。正極活物質１２は、正極基材１１上に電解重合で形成された導電性高分子（膜）である。
【００２１】
セパレータ１３は、電解液を保持し、正極と負極の短絡を防止する構成であって、例えば、セルロース、ポリオレフィン系の微多孔性膜である。
【００２２】
負極基材１４は、例えば、銅、ニッケル、ステンレス、鉄で構成される。負極活物質１５は、例えば、負極基材１４上に形成されたグラファイト、非晶質炭素、ハードカーボン、易黒鉛化炭素である。
【００２３】
電解液は、有機溶媒に溶解された電解質を含む非水電解液が好ましい。有機溶媒は、高誘電率溶媒および／または低粘度溶媒で構成されている、高誘電率溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボレート（ＶＣ）などが挙げられる。また、低粘度溶媒としては、例えば、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタンなどのエーテル類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン類、アセトニトリルなどのニトリル類、プロピオン酸メチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類が挙げられる。高誘電率溶媒は、１種類で使用してもよく、また２種類以上を組み合わせて使用してもよい。低粘度溶媒は１種類で使用してもよく、また２種類以上を組み合わせて使用してもよい。高誘電率溶媒と低粘度溶媒とをそれぞれ任意に選択し、組み合わせて使用してもよい。なお、前記の高誘電率溶媒および低粘度溶媒は、容量比（高誘電率溶媒：低粘度溶媒）で１：１〜１：９または９：１〜１：１、好ましくは１：１〜１：５または５：１〜１：１の割合である。
【００２４】
電解質としては、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＰＦ3（ＣＦ3）3、ＬｉＰＦ3（Ｃ2Ｆ5）3、ＬｉＰＦ4（Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＰＦ3（ｉｓｏ−Ｃ3Ｆ7）3、ＬｉＰＦ5（ｉｓｏ−Ｃ3Ｆ7）などが挙げられる。これらの電解質は、１種類で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。これら電解質は、前記の有機溶媒に通常０．１〜３Ｍ、好ましくは０．５〜２Ｍ、より好ましくは０．７〜１．５Ｍの濃度で溶解されて使用される。
【００２５】
上記第１電池の構成において、電解液の電解質がＬｉＢＦ4であれば、充電時に電解液中のＬｉ＋が負極活物質（例えばグラファイト）にドープされ、ＢＦ４−（テトラフルオロホウ酸アニオン）が正極の導電性高分子にドープされる。一方、放電時に負極活物質（例えばグラファイト）からＬｉ＋が脱ドープされ、正極の導電性高分子からＢＦ４−が脱ドープする。
【００２６】
また、電極、電解質、セパレータ以外においても、公知の電池の構成部品を用いることがでる。前記構成部品としては、例えば、リード、ターミナル、ガスケット、ケース、パッキン、封止剤などを例示することができる。
【００２７】
第１電池１は、６０〜１００Ｗｈ／ｋｇの中エネルギー密度かつ７０００〜９０００Ｗ／ｋｇの高出力密度の特性を有する。また、実施例として、第１電池１は、８０Ｗｈ／ｋｇの中エネルギー密度かつ８０００Ｗ／ｋｇの高出力密度の特性を有する。
【００２８】
第２電池２は、１５０〜３５０Ｗｈ／ｋｇの高エネルギー密度かつ２００〜４００Ｗ／ｋｇの低出力密度の特性を有する。また、実施例として、第２電池２は、２５０Ｗｈ／ｋｇの高エネルギー密度かつ３００Ｗ／ｋｇの低出力密度の特性を有する。第２電池２は、Ｌｉイオン電池が好ましい。
【００２９】
図２を参照しながら制御部３の機能を説明する。制御部３は、高電流出力利用の場合に、第１電池１から電流を負荷４へ供給させる（図２のＡ１、Ａ２の矢印）。また、制御部３は、低電流出力利用の場合に、第２電池２から電流を負荷４へ供給させる（図２のＢ１、Ｂ２の矢印）。
【００３０】
例えば、本実施形態のハイブリッド電池システムを電気自動車に使用した場合には、制御部３が発進時、走行加速時に第１電池１を使用し、低速運転および／または一定速度運転時に第２電池２を使用するように制御することが好ましい。また、制御部３は、負荷４からの回生充電時に、負荷４からの高電流を第１電池１へ供給し高速充電（短時間充電）が可能になる（図２のＣ１、Ｃ２の矢印）。
【００３１】
また、図示していないが、本実施形態のハイブリッド電池システムは、第１電池１の充電残量を検出する第１検出部と、第２電池２の充電残量を検出する第２検出部とをさらに有する。制御部３は、第２検出部で検出された第２電池の充電残量が閾値以下（例えば、閾値が満充電の２０％以下）、かつ第１検出部で検出された第１電池の充電残量が規定値以上（例えば、規定値が満充電の７０％以上）の場合に、第１電池１を用いて第２電池２を充電するように制御する。
【００３２】
制御部３は、コンピュータとソフトウエアプログラムの協働作用で機能する構成でもよく、専用回路、ファームウエア、それらの組み合わせで構成されていてもよい。
【００３３】
（導電性高分子の説明）
本発明に用いられる導電性高分子(層)を構成する単量体(導電性高分子単量体)としては、電解重合法に用いられる電解液に含まれるものであり、電解重合法による酸化により、高分子化して導電性を示す化合物であれば特に限定されるものではない。例えば、単量体としては、ピロール、チオフェン、アニリン、フェニレン等の環式化合物、及びそのアルキル基、オキシアルキル基等の誘導体が挙げられる。その中でもアニリン、ピロール、チオフェン等の複素五員環式化合物及びその誘導体が好ましく、特にアニリン、ピロールやその誘導体を含む導電性高分子の場合、製造が容易であり、導電性高分子として化学的に安定であるため好ましい。
【００３４】
（電解質アニオン（ドーパント））
前記電解重合法の際に前記単量体と共に電解液に配合される電解質アニオン(ドーパント)としては、電解重合に用いられる溶媒中で溶解する化合物であれば特に限定されるものではない。前記電解質アニオンを構成するものとしては、例えば、ハロゲン、ハロゲン酸、硝酸、硫酸、ヒ酸、アンチモン酸、ホウ酸、リン酸、カルボン酸、スルホン酸、スルホイミド、スルホメチド等の誘導体や色素化合物が挙げられる。また、前記電解質アニオンを構成するものとしては、具体的には、過塩素酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、ヘキサフルオロヒ酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ-トルエンスルホン酸、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、ベンジルエチル-[４'-(４''-(ベンジルエチルアミノ)-ジフェニルメチレン)-２'，５-シクロヘキサジエニリデン]アンモニウム-２'''、３、３'''-トリスルホン酸、３-ヒドロキシ-４-[２-スルホ-４-(４-スルホフェニルアゾ)フェニルアゾ]-２,７-ナフタレンジスルホン酸を例示することができる。これらと共に、対イオンを伴う塩としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、イミダゾリウム塩、ヨードニウム塩等の誘導体が挙げられる。更に詳しくは、前記塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、テトラブチルホスホニウム塩、１,３-ジメチルイミダゾリウム塩、４-イソプロピル４’-メチルジフェニルヨードニウム塩を例示することができる。前記電解質アニオンを構成するものの中でも、フッ素原子を含有するもの（支持電解質）を使用することが好ましく、アルキル化されたスルホニル基を有する化合物及びその誘導体がより好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸イオン（もしくはビス(トリフルオメタンスルホニル)イミドイオン）や、中心原子に対してフッ素原子を複数含むアニオンを含む支持電解質を用いることが更に好ましい。また、上記支持電解質は２種以上併用することができる。なお、前記支持電解質が電離することにより、前記電解質アニオンを生成することができ、前記電解質アニオンが、本発明で使用される導電性高分子層中に、ドーパントとして、作用することになる。また、前記電解質に加えて、イオン性液体等も配合することができる。
【００３５】
前記電解質アニオンは、電解液中の含有量が特に限定されるものではないが、電解液中に０．１〜３５重量％含まれるのが好ましく、１〜２０重量％含まれるのがより好ましい。前記範囲内において、前記支持電解質を用いて電解重合を行うことにより、蓄電デバイスにおいて、容量密度に優れた導電性高分子(層)を得ることができる。
【００３６】
（その他の添加剤）
前記電解重合法に用いられる電解液には、前記単量体や電解質アニオン(ドーパント)(もしくは支持電解質)のほかに、さらにポリエチレングリコールやポリアクリルアミドなどの公知のその他の添加剤を配合することができる。
【００３７】
（電解液の溶媒）
前記電解重合時の電解液に含まれる溶媒としては、特に限定されるものではないが、水、若しくは極性有機溶媒を用いることができる。前記極性有機溶媒は、化学的に安定であり、電気化学反応の反応場として用いることができるものであれば、特に限定されるものではなくエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち少なくとも１つ以上の結合あるいは官能基を含む有機化合物及び／またはハロゲン化炭化水素を電解液の溶媒として含む。これらの溶媒を２種以上併用することもできる。
【００３８】
前記有機化合物としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン（以上、エーテル結合を含む有機化合物）、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ｎブチル、酢酸-ｔ-ブチル、１，２−ジアセトキシエタン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ベンジル-２-エチルへキシル（以上、エステル結合を含む有機化合物）、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート（以上、カーボネート結合を含む有機化合物）、エチレングリコール、１−ブタノール、１−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−オクタノール、１−デカノール、１−ドデカノール、１−オクタデカノール（以上、ヒドロキシル基を含む有機化合物）、ニトロメタン、ニトロベンゼン（以上、ニトロ基を含む有機化合物）、スルホラン、ジメチルスルホン（以上、スルホン基を含む有機化合物）、及びアセトニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル（以上、ニトリル基を含む有機化合物）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを例示することができる。なお、前記有機化合物は、前記の例示以外にも、分子中にエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基及びニトリル基のうち、２つ以上の結合あるいは官能基を任意の組み合わせで含む有機化合物であってもよい。それらは、例えば、３−メトキシプロピオン酸メチル、２−フェノキシエタノールなどである。
【００３９】
(作用電極、集電体)
本発明における導電性高分子層を得るためには、前記導電性高分子単量体と共に、重合用作用電極を用いることにより、前記作用電極上に、導電性高分子層(膜)を製造することができる。
【００４０】
前記重合作用電極の種類としては、金属を用いた金属電極や、非金属電極などを用いることができる。例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷからなる群より選択される金属元素の単体、もしくは合金の電極（ＳＵＳなど）や、カーボン電極やＩＴＯガラス電極といった非金属電極、これら異種金属またはカーボンなどの非金属をメッキやスパッタリング、被覆する等の処理で組み合わせた電極を好適に用いることができる。前記得られる導電性高分子の伸縮率及び発生力が大きく、且つ、電極を容易に入手できることから、Ａｌ、ＮｉやＴｉなどの金属元素を含む金属電極を用いることが特に好ましい。また、蓄電デバイスとして使用する場合には、ＡｌやＡｌ合金等のように、比重の小さいものは、重合用作用電極としてだけではなく、直接、集電体（集電極）に適用することができ、好ましい態様である。
【００４１】
（電解重合条件）
本発明で使用する導電性高分子(層)は、導電性高分子単量体を公知の電解重合法を用いることにより得ることができ、例えば、定電位法、定電流法及び電気掃引法のいずれをも用いることができる。例えば、前記電解重合法は、電流密度０．０１〜２０ｍＡ／ｃｍ2、重合時間０．４〜１００時間、反応温度−７０〜８０℃で行うことができ、良好な膜質の導電性高分子を得るために、電流密度０．１〜２ｍＡ／ｃｍ２、重合時間４〜２０時間、反応温度−４０〜４０℃の条件下で行うことが好ましく、反応温度が−３０〜３０℃の条件であることがより好ましい。
【００４２】
(第１電池として使用する蓄電デバイス)
前記導電性高分子複合構造体を蓄電デバイスとして、使用することができる。前記蓄電デバイスには、前記電極を正極または負極のどちらか一方に用い電池として高い容量密度を得ることができる。
【００４３】
前記蓄電デバイスは、電解質を含むことになるが、前記電解質は、公知の電解質を使用することができ特に限定されるものではなく、前記電解液に含まれる溶媒は、特に限定されるものではなく、極性有機溶媒を用いることができる。前記極性有機溶媒は、化学的に安定であり、電気化学反応の反応場として用いることができるものであれば、特に限定されるものではなく、
【実施例１】
【００４４】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明は以下に限定されるものではない。
【００４５】
（１）水溶媒を用いて、モノマーであるアニリン（東京化成工業株式会社製）を０．２ｍｏｌ／Ｌ、パラトルエンスルホン酸（関東化学社製）０．２ｍｏｌ／Ｌになるように溶解し、重合電解液とした。
（２）続いて、厚さ３０μｍのアルミニウム箔（重合作用電極：集電体）に、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２で、１時間、２０℃、定電流電解重合した。これにより、集電体とポリアニリン(層)が一体化した導電性高分子複合体を得た。ポリアニリン(層)の厚さは３９４μｍであった。これを正極（正極基材、正極活物質）とした。
【００４６】
セパレータにセルロース系セパレーター（ニッポン高度紙工業社製、３０μｍ）を使用した。負極基材に厚さ５μｍの銅箔を、負極活物質に容量密度１．１ｍＡｈ／ｃｍ２、厚さ３０μｍのグラファイト（エレクセル社製）を使用した。電解液は、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ６をプロピレンカーボネート（ＰＣ）に溶解したものである。上記正極、セパレータ、負極を積層した後、密閉容器中に封入し、電解液を浸透させて測定セルを作製した。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、モノマーをアニリンからピロールとした以外は実施例１と同様とした。
【００４８】
電池の組み立て方法は、特に限定されないが、ここでは、乾燥Ａｒガス雰囲気のグローブボックス内で行った。充放電評価は、北斗電工株式会社製「ＨＪ１００１ＳＤ８」を使用した。充電条件は、１０ＣＡ（１０００ｍＡ/ｇ＠ＰＡｎ）の一定電流によって性能評価を行った。実施例１，２の各放電レートと電池セルとしての放電電気容量を表１に示す。
【表１】
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【００４９】
実施例１では、Ｃレートが０．１のときに、容量密度が７７．８Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが１のときに容量密度が６２．２Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが１０のときに容量密度が４１．８Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが２０のときに容量密度が２７．５Ｗｈ／ｋｇであった。実施例２では、Ｃレートが０．１のときに、容量密度が７０．３Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが１のときに容量密度が５６．６Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが１０のときに容量密度が３６．５Ｗｈ／ｋｇ、Ｃレートが２０のときに容量密度が２５．２Ｗｈ／ｋｇであった。これに対し、従来の電池では、Ｃレートで３から５Ｃ程度で放電ができなくなり、使用の限界であり、本発明が極めて有意であることが分かる。
【００５０】
また、この結果から、第1電池は本発明のハイブリッド電池システムを電気自動車へ応用する場合に非常に有効であることが分かった。例えば、電気自動車の電池重量を１５０ｋｇと設定したときに、第１電池（導電性高分子の電池）を３５ｋｇ、第２電池（Ｌｉイオン電池）を１１５ｋｇ使用するとした場合、上記第１電池の重量３５ｋｇは以下のように算出できる。電気自動車の発進時に必要な出力は、出力密度３０００Ｗ／ｋｇを３０秒間維持するものとして、３０００×３０/３６００＝２５Ｗｈ／ｋｇとなる。電池重量が１５０ｋｇとして２５Ｗｈ／ｋｇ×１５０ｋｇ＝３．７５ｋＷｈとなり、その７０％（２．８ｋＷｈ）を、第１電池を用いると設定した。第１電池のエネルギー密度は８０Ｗｈ／ｋｇとして、２８００÷８０＝３５ｋｇとなる。
【００５１】
上記の通り、第１電池（導電性高分子の電池）を３５ｋｇ、第２電池（Ｌｉイオン電池）を１１５ｋｇ使用することで以下の効果がある。第１に、高容量のＬｉイオン電池を使用することができるため走行距離が７０％向上する。
【００５２】
第２に、第１電池（導電性高分子の電池）の高出力密度、高充電密度の性能により、８０００Ｗ／ｋｇの高出力が可能となり、走行加速時の高電流および回生充電時の高電流が可能となる。このことにより、Ｌｉイオン電池への高電流の負荷がなくなり、結果としてＬｉイオン電池の劣化が抑えられ、寿命が大幅に伸びる。
【００５３】
第３に、第１電池の充電時間を例えば５分以下にでき、短時間充電の第１電池分の充電で２５ｋｍの走行が可能である。
【００５４】
第４に、第２電池を汎用品のものを使用できるため、現在の電気自動車用電池よりも大幅に（例えば５０％）コストダウンできる。
【００５５】
第５に、第１電池（導電性高分子の電池）は、ほとんど発熱しないため他の大型電池に必要な冷却システムを必要としない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のハイブリッド電池システムを電気自動車、電動スクーター、電動アシスト自転車、フォークリフト、パワーショベル、電動工具に採用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１      第１電池
１１    正極基材
１２    導電性高分子膜
１３    セパレータ
１４    負極基材
１５    グラファイト
２      第２電池
３      制御部
４      負荷
【図１】
2014241224.tif 000004
【図２】
2014241224.tif 000005