(57)【要約】  電力供給システムの低価格化及び小型化を図る。  電力供給システム１は、電力供給機構１０と、電気負荷１１と、送電線１２と、蓄電パック１３とを備える。電力供給機構１０は、直流電力を供給する。電気負荷１１は、電力供給機構１０に接続されている。送電線１２は、電力供給機構１０と電気負荷１１とを接続している。蓄電パック１３は、送電線１２に接続されている。蓄電パック１３の充放電曲線は、電力供給機構１０の定格電圧を通過する段差を有している。蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−２０％以上である。蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋２０％以下である。
2017057283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を供給する電力供給機構と、
前記電力供給機構に接続された電気負荷と、
前記電力供給機構と前記電気負荷とを接続している送電線と、
前記送電線に接続された蓄電パックと、
を備え、
前記蓄電パックの充放電曲線は、前記電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有しており、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が前記定格電圧の−２０％以上であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が前記定格電圧の＋２０％以下である、電力供給システム。
【請求項２】
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が前記定格電圧の−２％以下であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が前記定格電圧の＋２％以上である、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
直流電力を供給する電力供給機構と、
前記電力供給機構に接続された電気負荷と、
前記電力供給機構と前記電気負荷とを接続している送電線と、
前記送電線に接続された蓄電パックと、
を備え、
前記蓄電パックの充放電曲線は、前記電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有しており、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、前記蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の−２０％以上であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、前記蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の＋２０％以下である、電力供給システム。
【請求項４】
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、前記蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の−２％以下であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、前記蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の＋２％以上である、請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の正極が、正極活物質として、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、Ｌｉ［ＣｏｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．１≦ｘ≦１）、Ｌｉ［ＦｅｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、ＬｉＦｅａＭｎｂＣｏｃＮｉｄＰＯ４（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）及びＬｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３からなる群から選択された少なくとも一種を含む、請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の正極が、複数種類の正極活物質を含む、請求項５又は６に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の負極が、複数種類の負極活物質を含む、請求項５〜７のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項９】
前記蓄電パックは、直列に接続された複数の蓄電デバイスからなる複数の蓄電モジュールが並列に接続されてなり、
前記複数の蓄電モジュールは、接続段数が相互に異なる蓄電モジュールを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
前記蓄電パックは、異なる種類の蓄電デバイスを有する複数種類の蓄電モジュールを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項１１】
前記蓄電パックにおいて、前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と、前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比が１０：９０〜９０：１０の範囲にある、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商用電力系統、風力発電、太陽光発電といった電力供給機構と蓄電パックとを組み合わせて電気負荷に接続した電力供給システムの普及が進みつつある。この電力供給システムにおいて、蓄電パックは電力供給機構から供給された電力を貯蔵する機能や、電力供給機構からの供給電力を安定化する系統安定化機能を有している。【０００３】
例えば、特許文献１では、電力系統に蓄電池を接続した電力供給システムにおいて、電力系統と蓄電池との間で充放電をすることで、電力の安定供給や停電時のバックアップが可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３３０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に蓄電パックは過充電状態や過放電状態になることによって早期に劣化する。したがって、蓄電池の充電状態を表すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：満充電状態の充電量に対する充電容量の割合）が過充放電状態にならない範囲（ＳＯＣ使用範囲）で蓄電デバイスを使用することが望ましい。【０００６】
上記特許文献１記載の蓄電システムでは、電力系統と蓄電池との間に充放電指示受付部、操作指示受付部、ＳＯＣ監視部、適正値決定部、充放電制御部、及び充放電開始時刻決定部からなる制御装置やスイッチ回路を設けることによって、蓄電池のＳＯＣの監視や制御を行い、蓄電池が過充放電状態にならないように制御していると共に電力系統への充放電の制御を行っている。【０００７】
しかしながら、制御装置やスイッチ回路は高価かつ大型なものであるため、蓄電池のＳＯＣの監視や制御に制御装置やスイッチ回路が必須である上記特許文献１記載の電力供給システムには、高価かつ大型であるという問題がある。【０００８】
本発明の主な目的は、電力供給システムの低価格化及び小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電力供給システムは、電力供給機構と、電気負荷と、送電線と、蓄電パックとを備える。電力供給機構は、直流電力を供給する。電気負荷は、電力供給機構に接続されている。送電線は、電力供給機構と電気負荷とを接続している。蓄電パックは、送電線に接続されている。蓄電パックの充放電曲線は、電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有している。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−２０％以上である。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋２０％以下である。【００１０】
本発明に係る第１の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線は、電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有している。このため、蓄電パックの電圧が、蓄電パックの充放電曲線が有する段差において、電力供給機構の定格電圧とほぼ一致する。このため、蓄電パックに電流がほとんど流れない。よって、蓄電パックのＳＯＣをほぼ一定の状態に保持するために、蓄電パックのＳＯＣを監視したり、制御したりするための制御装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１１】
また、本発明に係る第１の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が電力供給機構の定格電圧の−２０％以上である。このため、電力供給機構からの電力供給量の減少や電気負荷における消費電力の増加が生じ、電力供給機構から供給される電力の電圧が電気負荷が必要としている電圧よりも低くなった場合に蓄電パックから電気負荷への放電が行われる。これにより、電気負荷に供給される電力の電圧が、電力供給機構の定格電圧の−２０％よりも低くなることを抑制することができる。よって、電気負荷に供給される電力の電圧低下による停電や、電気負荷に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構から供給される電力の電圧や、蓄電パックの電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１２】
本発明に係る第１の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が電力供給機構の定格電圧の＋２０％以下である。このため、電力供給機構からの電力供給量の増加や電気負荷における消費電力の減少が生じ、電力供給機構から供給される電力の電圧が電気負荷が必要としている電圧よりも高くなった場合に電力供給機構から蓄電パックへの充電が行われる。これにより、電気負荷に供給される電力の電圧が、電力供給機構の定格電圧の＋２０％よりも高くなることを抑制することができる。よって、電気負荷に供給される電力の電圧が過電圧になることに起因する停電や、電気負荷に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構から供給される電力の電圧や、蓄電パックの電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１３】
本発明に係る第１の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−２％以下であることが好ましい。この場合、蓄電パックの充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パックの充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システムの長寿命化が可能となる。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋２％以上であることが好ましい。この場合、蓄電パックの充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パックの充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システムの長寿命化が可能となる。【００１４】
本発明に係る第２の電力供給システムは、電力供給機構と、電気負荷と、送電線と、蓄電パックとを備える。電力供給機構は、直流電力を供給する。電気負荷は、電力供給機構に接続されている。送電線は、電力供給機構と電気負荷とを接続している。蓄電パックは、送電線に接続されている。蓄電パックの充放電曲線は、電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有している。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−２０％以上である。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋２０％以下である。【００１５】
本発明に係る第２の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線は、電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有している。このため、蓄電パックの電圧が、蓄電パックの充放電曲線が有する段差において、電力供給機構の定格電圧とほぼ一致する。このため、蓄電パックに電流がほとんど流れない。よって、蓄電パックのＳＯＣをほぼ一定の状態に保持するために、蓄電パックのＳＯＣを監視したり、制御したりするための制御装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１６】
また、本発明に係る第２の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−２０％以上である。このため、電力供給機構からの電力供給量の減少や電気負荷における消費電力の増加が生じ、電力供給機構から供給される電力の電圧が電気負荷が必要としている電圧よりも低くなった場合に蓄電パックから電気負荷への放電が行われる。これにより、電気負荷に供給される電力の電圧が、電力供給機構の定格電圧の−２０％よりも低くなることを抑制することができる。よって、電気負荷に供給される電力の電圧低下による停電や、電気負荷に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構から供給される電力の電圧や、蓄電パックの電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１７】
本発明に係る第２の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋２０％以下である。このため、電力供給機構からの電力供給量の増加や電気負荷における消費電力の減少が生じ、電力供給機構から供給される電力の電圧が電気負荷が必要としている電圧よりも高くなった場合に電力供給機構から蓄電パックへの充電が行われる。これにより、電気負荷に供給される電力の電圧が、電力供給機構の定格電圧の＋２０％よりも高くなることを抑制することができる。よって、電気負荷に供給される電力の電圧が過電圧になることに起因する停電や、電気負荷に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構から供給される電力の電圧や、蓄電パックの電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システムの低価格化及び小型化が可能となる。【００１８】
本発明に係る第２の電力供給システムでは、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−２％以下であることが好ましい。この場合、蓄電パックの充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パックの充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システムの長寿命化が可能となる。蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋２％以上であることが好ましい。この場合、蓄電パックの充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パックの充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システムの長寿命化が可能となる。【００１９】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池を含んでもよい。【００２０】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含んでもよい。その場合、リチウムイオン蓄電池の正極が、正極活物質として、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、Ｌｉ［ＣｏｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．１≦ｘ≦１）、Ｌｉ［ＦｅｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、ＬｉＦｅａＭｎｂＣｏｃＮｉｄＰＯ４（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）及びＬｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３からなる群から選択された少なくとも一種を含んでいてもよい。【００２１】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含んでもよい。その場合、リチウムイオン蓄電池の正極が、複数種類の正極活物質を含んでいてもよい。【００２２】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、リチウムイオン蓄電池の負極が、複数種類の負極活物質を含んでいてもよい。【００２３】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、直列に接続された複数の蓄電デバイスからなる複数の蓄電モジュールが並列に接続されてなり、複数の蓄電モジュールは、接続段数が相互に異なる蓄電モジュールを含んでいてもよい。【００２４】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムでは、蓄電パックが、異なる種類の蓄電デバイスを有する複数種類の蓄電モジュールを備えていてもよい。この場合、蓄電パックの充放電曲線に段差を設けることができる。【００２５】
本発明に係る第１及び第２の電力供給システムのそれぞれでは、蓄電パックにおいて、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と、蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比が１０：９０〜９０：１０の範囲にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電力供給システムの低価格化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの略図的回路図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における蓄電パックの略図的回路図である。
【図３】図３は、第１の変形例における蓄電パックの略図的回路図である。
【図４】図４は、第２の変形例における蓄電パックの略図的回路図である。
【図５】図５は、第３の変形例における蓄電パックの略図的回路図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における蓄電パックの充放電曲線を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における蓄電パックのｄＱ／ｄＶ曲線を説明する図である。
【図８】図８は、実施例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図９】図９は、実施例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図１０】図１０は、実施例２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図１１】図１１は、実施例２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図１２】図１２は、実施例３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図１３】図１３は、実施例３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図１４】図１４は、実施例４において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図１５】図１５は、実施例４において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図１６】図１６は、実施例５において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図１７】図１７は、実施例５において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図１８】図１８は、参考例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図１９】図１９は、参考例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図２０】図２０は、参考例２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図２１】図２１は、参考例２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図２２】図２２は、実施例６において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図２３】図２３は、実施例６において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図２４】図２４は、実施例７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図２５】図２５は、実施例７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図２６】図２６は、実施例８において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図２７】図２７は、実施例８において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図２８】図２８は、実施例９において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図２９】図２９は、実施例９において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図３０】図３０は、実施例１０において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図３１】図３１は、実施例１０において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図３２】図３２は、実施例１１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図３３】図３３は、実施例１１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図３４】図３４は、実施例１３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図３５】図３５は、実施例１３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図３６】図３６は、参考例３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図３７】図３７は、参考例３において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図３８】図３８は、参考例４において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図３９】図３９は、参考例４において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図４０】図４０は、参考例５において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図４１】図４１は、参考例５において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図４２】図４２は、参考例６において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図４３】図４３は、参考例６において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図４４】図４４は、参考例７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図４５】図４５は、参考例７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図４６】図４６は、実験例１７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図４７】図４７は、実験例１７において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図４８】図４８は、実験例１８において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図４９】図４９は、実験例１８において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図５０】図５０は、実験例１９において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図５１】図５１は、実験例１９において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図５２】図５２は、実験例２０において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図５３】図５３は、実験例２０において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図５４】図５４は、実験例２１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図５５】図５５は、実験例２１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【図５６】図５６は、実施例５６において作製した蓄電パックの略図的回路図である。
【図５７】図５７は、実験例２２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線である。
【図５８】図５８は、実験例２２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る電力供給システム１の略図的回路図である。
【００３０】
図１に示す電力供給システム１は、電力供給機構１０を備えている。電力供給機構１０は、直流電力を供給する機構である。電力供給機構１０は、例えば、ディーゼル発動機や風力発電機、原子力発電機、水力発電機、火力発電機、燃料電池、太陽電池等の各種発電機、内燃機関等を用いて構成することができる。また、電力供給機構１０は、複数種類の発電機構等を有していてもよい。
【００３１】
本実施形態では、電力供給機構１０が、発電機などにより構成されており、交流電力を供給する電力供給部１０ａと、電力供給部１０ａに接続されたＡＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部１０ｂとにより構成されている例について説明する。なお、ＡＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部１０ｂの後段に、さらにＤＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部を接続して電力供給機構を構成してもよい。
【００３２】
なお、太陽電池等の直流電力を発生させる発電機構を電力供給部として用いる場合は、電力供給部のみにより電力供給機構を構成してもよいし、電力供給部及びそれに接続されたＤＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部により電力供給機構１０を構成してもよい。
【００３３】
本願における電力供給機構の定格電圧とは、電力供給機構にＡＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部、ＤＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部等を含まない場合には、電力供給部の出力の定格電圧を示している。
【００３４】
また、電力供給機構にＡＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部、ＤＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部等を含む場合には、これらの最後段の出力の定格電圧を示している。
【００３５】
電力供給機構１０には、電気負荷１１が接続されている。電気負荷１１は、電力供給機構１０からの電力を、運動エネルギー等の電力以外のエネルギーに変換する機構である。電気負荷１１は、例えば、自動車、船舶、航空機等のモーター、一般家庭、公共施設、民間施設等で用いられる電気製品（例えば、エアーコンディショナー、コンピューター、サーバー等）であってもよい。なお、電気負荷１１の主体が交流電力を駆動力とするものである場合は、電気負荷１１に、ＤＣ−ＡＣ変換機能を有する電力変換部を含んでもよい。また、直流電圧を変換する必要がある場合には、電気負荷１１に、ＤＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部を含んでもよい。
【００３６】
電力供給機構１０と電気負荷１１とは、送電線１２により電気的に接続されている。送電線１２には、蓄電パック１３が接続されている。なお、送電線１２と蓄電パック１３との間には、必要に応じて、ヒューズ、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ等が設けられていてもよい。また、蓄電パック１３には、必要に応じて、過充電状態や過熱等の異常の発生を抑制するための制御装置が接続されていてもよい。
【００３７】
なお、本発明において、「蓄電パック」は、少なくとも一種の蓄電デバイスを含む。蓄電パックのうち、少なくともひとつの蓄電池により構成されたものを「蓄電池パック」とする。従って、リチウムイオン蓄電池パックは、少なくともひとつのリチウムイオン蓄電池により構成された蓄電池パックを意味する。鉛蓄電池パックは、少なくともひとつの鉛蓄電池により構成された蓄電池パックを意味する。ニッケル水素蓄電池パックは、少なくともひとつのニッケル水素蓄電池により構成された蓄電池パックを意味する。
【００３８】
蓄電パックは、ひとつの蓄電モジュールにより構成されていてもよい。蓄電パックは、並列に接続された複数の蓄電モジュールにより構成されていてもよい。蓄電パックは、直列に接続された複数の蓄電モジュールの少なくともひとつに蓄電モジュールが並列に接続されたものであってもよい。
【００３９】
本発明において、「蓄電デバイス」は、鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池等の蓄電池や、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタ等の単セルを意味している。
【００４０】
本発明において、「蓄電モジュール」は、直列に接続された少なくともひとつの蓄電デバイスを意味する。従って、蓄電パックは、蓄電モジュールを有し得る。
【００４１】
本発明において、蓄電パックが複数の蓄電デバイスを有する場合、それら複数の蓄電デバイスは、同種であってもよいし、複数種類の蓄電デバイスを含んでいてもよい。
【００４２】
図２に示すように、本実施形態では、蓄電パック１３が、直列に接続された複数の蓄電デバイス１３ａにより構成された一つの蓄電モジュール１３ｂにより構成されている例について説明する。具体的には、本実施形態では、蓄電パック１３が直列に接続された４つのリチウムイオン蓄電池デバイス１３ａにより構成されている例について説明する。
【００４３】
本発明において、蓄電パックは、一つの蓄電モジュールにより構成されている必要は必ずしもない。例えば、図３及び図４に示すように、蓄電パック１３において、複数の蓄電モジュール１３ｂが並列に接続されていてもよい。例えば、図５に示すように、蓄電パック１３において、直列に接続された複数の蓄電モジュール１３ｂの少なくともひとつに蓄電モジュール１３ｂが並列に接続されていてもよい。
【００４４】
蓄電パック１３がリチウムイオン蓄電池パックである場合、リチウムイオン蓄電池の正極に含まれる正極活物質としては、遷移金属とリチウムとの複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物、有機化合物などが挙げられる。具体的には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（１＋ａ）ＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（０≦ａ≦０．５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦０．５）、Ｌｉ［ＣｏｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ［ＦｅｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦１）、ＬｉＮｉＶＯ４、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＣｏｃＮｉｄＰＯ４（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、ＬｉＶＯＰＯ４などの遷移金属とリチウムとの複合酸化物；ＭｎＯ２、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属酸化物；ＦｅＳ、ＴｉＳなどの遷移金属硫化物；キノン化合物、ジスルフィド化合物、ジアジン化合物、ラジアレン化合物、ルベアン酸化合物、有機ラジカル化合物などの有機化合物等が好ましく用いられる正極活物質として挙げられる。上記の無機化合物の遷移金属元素を異種元素で置換した化合物を正極活物質として用いてもよい。これらの正極活物質は１種単独で用いてもよく、２種以上の正極活物質を同時に用いてもよい。
【００４５】
リチウムイオン蓄電池の負極に含まれる負極活物質としては、遷移金属とリチウムとの複合酸化物、金属酸化物、合金系材料、遷移金属硫化物等の無機化合物、炭素材料、有機化合物、リチウム金属などが挙げられる。具体的にはＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ２Ｔｉ３Ｏ７、ＬｉＭｇ１／２Ｔｉ３／２Ｏ４、ＬｉＣｏ１／２Ｔｉ３／２Ｏ４、ＬｉＺｎ１／２Ｔｉ３／２Ｏ４、ＬｉＦｅＴｉＯ４、ＬｉＣｒＴｉＯ４、Ｌｉ２ＳｒＴｉ６Ｏ１４、Ｌｉ２ＢａＴｉ６Ｏ１４などの遷移金属とリチウムとの複合酸化物；ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＭｏＯ２、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｎＯ２などの金属酸化物；Ｓｉ、Ｓｎなどの合金系材料；ＦｅＳ、ＴｉＳなどの遷移金属硫化物；黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素などの炭素材料；キノン化合物、ジスルフィド化合物、ジアジン化合物、ラジアレン化合物、ルベアン酸化合物、有機ラジカル化合物などの有機化合物等が負極活物質として挙げられる。無機化合物には、上記の化合物の遷移金属元素を異種元素で置換した化合物を用いてもよい。これらの負極活物質は１種単独で用いてもよく、２種以上の負極活物質を同時に用いてもよい。また、上記の負極活物質に対してリチウムイオンのプレドープ処理を行ったものを負極活物質として用いてもよい。
【００４６】
図６は、本実施形態における蓄電パックの充放電曲線を説明する図である。詳細には、図６に示す蓄電パック１３の充放電曲線は、２５℃±５℃の雰囲気において、０．２Ｃの電流値で放電終止電圧から充電終止電圧までの電圧範囲で定電流充放電を行ったときの充放電曲線である。
【００４７】
図６に示すように、電力供給システム１は、以下の条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を満たす。なお、図６において、定格電圧は電力供給機構１０の定格電圧を表しており、Ｃｈａは蓄電パック１３の充電曲線を表しており、Ｄｉｓは蓄電パック１３の放電曲線を表している。
【００４８】
（ａ）蓄電パックの充放電曲線は、電力供給機構１０の定格電圧を通過する段差を有している。
【００４９】
（ｂ）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−２０％以上である。
【００５０】
（ｃ）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋２０％以下である。
【００５１】
図７は、本実施形態における蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線を説明する図である。詳細には、図７に示す蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線は、２５℃±５℃の雰囲気において、０．２Ｃの電流値で放電終止電圧から充電終止電圧までの電圧範囲で定電流充放電を行ったときの充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）である。
【００５２】
なお、電力供給機構１０の定格電圧よりも低い電圧に蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線（放電曲線）のピークが複数存在する場合や、電力供給機構１０の定格電圧よりも高い電圧に蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線（充電曲線）のピークが複数存在する場合は、それぞれ、最大のピークの電圧を、ピークトップ電圧とするものとする。
【００５３】
図７に示すように、電力供給システム１は、さらに、以下の条件（ｄ）及び（ｅ）を満たす。
【００５４】
（ｄ）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−２０％以上である。
【００５５】
（ｅ）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋２０％以下である。
【００５６】
本発明において、「充放電曲線の段差」とは、第２の蓄電パックのＳＯＣが５％以上９５％以下の範囲において電圧が大きく変化する範囲のことを言い、具体的にはＳＯＣが５％以上９５％以下の範囲においてＳＯＣの変化量（ΔＳＯＣ）に対する充電曲線又は放電曲線の少なくとも一方の電圧の変化量（ΔＶ）の割合であるΔＶ／ΔＳＯＣの絶対値が（０．００８×定格電圧）Ｖ／％以上となる範囲のことを言う。ここで、定格電圧は電力供給機構１０の定格電圧の値（単位：Ｖ）である。
【００５７】
「段差の開始点」とは１つの段差の範囲における放電曲線の最小電圧及びその電圧におけるＳＯＣを意味する。
【００５８】
「段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での平均放電電圧」とは、ＳＯＣが０％から段差の開始点におけるＳＯＣまでの範囲での放電曲線の電圧の算術平均値のことである。
【００５９】
「段差の終了点」とは同じ１つの段差の範囲における充電曲線の最大電圧及びその電圧におけるＳＯＣを意味する。
【００６０】
「段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での平均充電電圧」とは、段差の終了点におけるＳＯＣからＳＯＣ１００％までの範囲での充電曲線の電圧の算術平均値のことである。
【００６１】
なお、本実施形態の電力供給システム１は、条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）の全てを満たしているが、本発明は、これに限定されなくてもよい。本発明に係る蓄電システムは、条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のみを満たしていてもよい。また、本発明に係る蓄電システムは、条件（ａ）、（ｄ）及び（ｅ）のみを満たしていてもよい。
【００６２】
本実施形態に係る電力供給システム１は、条件（ａ）を満たしている。このため、蓄電パック１３の電圧が、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差において、電極供給機構１０の定格電圧とほぼ一致する。このため、蓄電パック１３に電流がほとんど流れない。よって、蓄電パック１３のＳＯＣをほぼ一定の状態に保持するために、蓄電パック１３のＳＯＣを監視したり、制御したりするための制御装置を設けることが必ずしも必要ではない。また、蓄電パック１３に必要な容量を低減することができる。従って、電力供給システム１の低価格化及び小型化が可能となる。さらに、蓄電パック１３の充放電頻度を減らすことができる。このため、充放電サイクルが行われることによる蓄電パック１３の劣化や、充放電に伴う発熱に起因する劣化を抑制することができる。そのえっ過、蓄電パック１３の交換費用やメンテナンス費用を削減することができるため、電力供給システム１のランニングコストを低くすることができる。
【００６３】
また、電力供給システム１は、条件（ｂ）及び条件（ｄ）の少なくとも一方を満たしている。このため、電力供給機構１０からの電力供給量の減少や電気負荷１１における消費電力の増加が生じ、電力供給機構１０から供給される電力の電圧が電気負荷１１が必要としている電圧よりも低くなった場合に蓄電パック１３から電気負荷１１への放電が行われる。また、例えば、電力供給機構１０からの電力供給が停止した場合にも蓄電パック１３から電気負荷１１への放電が行われる。これにより、電気負荷１１に供給される電力の電圧が、電力供給機構１０の定格電圧の−２０％よりも低くなることを抑制することができる。よって、電気負荷１１に供給される電力の電圧低下による停電や、電気負荷１１に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構１０から供給される電力の電圧や、蓄電パック１３の電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システム１の低価格化及び小型化が可能となる。この観点から、電力供給システム１は、下記の条件（ｂ１）及び（ｄ１）の少なくとも一方を満たしていることが好ましい。
【００６４】
（ｂ１）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−１５％以上である。
【００６５】
（ｄ１）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−１５％以上である。
【００６６】
上述のように、蓄電パック１３からの電気負荷１１への放電が行われた後に、電力供給機構１０からの供給電力の減少や、電気負荷１１における消費電力の増加が解消された場合、電力供給システム１では、条件（ａ）が満たされるため、蓄電パック１３の電圧は、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差において電力供給機構１０の定格電圧とほぼ一致する。このため、蓄電パック１３は、電力供給機構１０からの電力によって自動的に充電される。このため、蓄電パック１３に特別な制御装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システム１の低価格化及び小型化が可能となる。
【００６７】
さらに、電力供給システム１は、条件（ｃ）及び条件（ｅ）の少なくとも一方を満たしている。このため、電力供給機構１０からの電力供給量の増加や電気負荷１１における消費電力の減少が生じ、電力供給機構１０から供給される電力の電圧が電気負荷１１が必要としている電圧よりも高くなった場合に電気負荷１１から蓄電パック１３への充電が行われる。また、例えば、電気負荷１１がモーターを有しており、そのモーターから回生エネルギーが発生した場合にも、電気負荷１１から蓄電パック１３への充電が行われる。これにより、電気負荷１１に供給される電力の電圧が、電力供給機構１０の定格電圧の＋２０％よりも高くなることを抑制することができる。よって、電気負荷１１に供給される電力の電圧が過電圧になることに起因する停電や、電気負荷１１に障害が生じることを抑制することができる。また、電力供給機構１０から供給される電力の電圧や、蓄電パック１３の電圧等を監視する監視装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システム１の低価格化及び小型化が可能となる。この観点から、電力供給システム１は、下記の条件（ｃ１）及び（ｅ１）の少なくとも一方を満たしていることが好ましい。
【００６８】
（ｃ１）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋１５％以下である。
【００６９】
（ｅ１）蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋１５％以上である。
【００７０】
上述のように、電力供給機構１０から蓄電パック１３への充電が行われた後に、電力供給機構１０からの電力供給量の増加や電気負荷１１における消費電力の減少が解消された場合、電力供給システム１では、条件（ａ）が満たされるため、蓄電パック１３の電圧は、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差において電極供給機構１０の定格電圧とほぼ一致する。このため、蓄電パック１３は、自動的に放電し、電気負荷１１に電力を供給する。このため、蓄電パック１３に特別な制御装置を設けることが必ずしも必要ではない。従って、電力供給システム１の低価格化及び小型化が可能となる。
【００７１】
電力供給システム１では、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側における平均放電電圧が定格電圧の−２％以下であることが好ましい。この場合、蓄電パック１３の充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パック１３の充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システム１の長寿命化が可能となる。同様の観点から、電力供給システム１では、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の−２％以下であることが好ましい。
【００７２】
また、電力供給システム１では、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側における平均充電電圧が定格電圧の＋２％以上であることが好ましい。この場合、蓄電パック１３の充放電頻度を減らすことができ、また、蓄電パック１３の充放電による劣化を防ぐことができるため、電力供給システムの長寿命化が可能となる。同様の観点から、電力供給システム１では、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側において、蓄電パック１３の充電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）において得られるピークトップの電圧が定格電圧の＋２％以上であることが好ましい。
【００７３】
電力供給システム１が条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）を満たすようにする方法としては、以下の方法が考えられる。
【００７４】
（方法１）
蓄電パック１３を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の正極を、正極活物質として、リチウムイオン蓄電池の充放電曲線が段差を有するようになる正極活物質を用いる方法。若しくは、リチウムイオン蓄電池の負極を、負極活物質として、リチウムイオン蓄電池の充放電曲線が段差を有するようになる負極活物質を用いる方法。
【００７５】
リチウムイオン蓄電池の充放電曲線が段差を有するようになる正極活物質の具体例としては、例えば、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、Ｌｉ［ＣｏｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．１≦ｘ≦１）、Ｌｉ［ＦｅｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４５）、ＬｉＦｅａＭｎｂＣｏｃＮｉｄＰＯ４（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。これらの正極活物質の１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
【００７６】
（方法２）
蓄電パック１３を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の正極に、複数種類の正極活物質を含ませる方法。
【００７７】
例えば、リチウムイオン蓄電池の正極に、以下、正極活物質を含ませることが考えられる。
【００７８】
１）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉＣｏＯ２
２）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉＭｎ２Ｏ４
３）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉ（１＋ａ）ＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（０≦ａ≦０．５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
４）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦０．５）
５）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉＭｎＰＯ４
６）ＬｉＦｅＰＯ４及びＬｉＣｏＰＯ４
７）ＬｉＭｎ２Ｏ４及びＬｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦０．５）
８）ＬｉＭｎ２Ｏ４及びＬｉＣｏＰＯ４
【００７９】
（方法３）
蓄電パック１３を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の負極に、複数種類の負極活物質を含ませる方法。
【００８０】
例えば、リチウムイオン蓄電池の負極に、以下、負極活物質を含ませることが考えられる。
【００８１】
１）黒鉛及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２
２）黒鉛及びＳｉＯ
３）黒鉛及びＳｎＯ２
４）黒鉛及びＳｉ
５）黒鉛及びＳｎ
６）難黒鉛化炭素及びＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２
７）難黒鉛化炭素及びＳｉＯ
８）難黒鉛化炭素及びＳｎＯ２
９）難黒鉛化炭素及びＳｉ
１０）難黒鉛化炭素及びＳｎ
１１）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２及びＳｉＯ
１２）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２及びＳｎＯ２
１３）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２及びＳｉ
１４）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２及びＳｎ
【００８２】
（方法４）
蓄電パック１３を、１種類の複数の蓄電デバイスにより構成し、かつ、並列に接続された接続段数の異なる蓄電モジュールにより構成する方法。
【００８３】
（方法５）
蓄電パック１３を、異なる種類の蓄電デバイスを有する複数種類の蓄電モジュールにより構成する方法。
【００８４】
例えば、蓄電パック１３に、以下の１）〜８）のように、正極活物質が異なるリチウムイオン蓄電池を含ませることが考えられる。
【００８５】
１）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＬｉＣｏＯ２を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００８６】
２）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＬｉＭｎ２Ｏ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００８７】
３）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｌｉ（１＋ａ）ＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（０≦ａ≦０．５、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００８８】
４）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦０．５）を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００８９】
５）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＬｉＭｎＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９０】
６）ＬｉＦｅＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＬｉＣｏＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９１】
７）ＬｉＭｎ２Ｏ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０≦ｘ≦０．５）を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９２】
８）ＬｉＭｎ２Ｏ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＬｉＣｏＰＯ４を正極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９３】
例えば、蓄電パック１３に、以下の９）〜２２）のように、負極活物質が異なるリチウムイオン蓄電池を含ませることが考えられる。
【００９４】
９）黒鉛を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９５】
１０）黒鉛を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｉＯを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９６】
１１）黒鉛を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｎＯ２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９７】
１２）黒鉛を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｉを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９８】
１３）黒鉛を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｎを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【００９９】
１４）難黒鉛化炭素を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１００】
１５）難黒鉛化炭素を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｉＯを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０１】
１６）難黒鉛化炭素を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｎＯ２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０２】
１７）難黒鉛化炭素を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｉを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０３】
１８）難黒鉛化炭素を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｎを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０４】
１９）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｉＯを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０５】
２０）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、ＳｎＯ２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０６】
２１）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｉを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０７】
２２）Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池と、Ｓｎを負極活物質として含むリチウムイオン蓄電池。
【０１０８】
また、例えば、蓄電パック１３に、リチウムイオン蓄電池モジュール、ニッケル水素蓄電池モジュール、鉛蓄電池モジュール及びキャパシタからなる群から選ばれた少なくとも２種の蓄電モジュールを含ませてもよい。
【０１０９】
（方法６）
蓄電パック１３を、並列に接続された、電圧が相互に異なる複数の蓄電モジュールと、少なくともひとつの蓄電モジュールに設けられたスイッチと、スイッチをオン/オフする制御部とにより構成する方法。方法６の場合、スイッチのオン/オフにより充放電曲線に段差が形成される。
【０１１０】
方法６においては、電圧が相対的に低い蓄電モジュールに対してスイッチが設けられていることが好ましい。この場合、スイッチが設けられた蓄電モジュールが過充電になる前にスイッチをオフすることにより充放電曲線に段差を形成することができる。
【０１１１】
一方、電圧が相対的に高い蓄電モジュールに対してスイッチが設けられている場合は、スイッチが設けられた蓄電モジュールが過放電になる前にスイッチをオフすることにより充放電曲線に段差を形成することができる。
【０１１２】
なお、上記（方法１）〜（方法６）は、適宜組み合わせて実施することができる。
【０１１３】
電力供給システム１では、蓄電パック１３において、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と、蓄電パック１３の充放電曲線が有する段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比が１０：９０〜９０：１０の範囲にあることが好ましい。この場合、電気負荷１１に供給される電力の電圧低下および過電圧の両方を蓄電パック１３によってさらに防止することができ、電力供給システム１のさらなる低価格化及び小型化が可能となる。
【０１１４】
（実施例）
（実施例１）
電力供給部１０ａとしての三相交流２００Ｖの電源と、ＡＣ−ＤＣ変換機能を有する電力変換部１０ｂとしての三相交流２００Ｖの電力を直流４８Ｖの電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバーターとによる定格電圧が４８Ｖの電力供給機構１０を用い、蓄電パック１３として以下の構成の蓄電モジュールを用いて、上記実施形態に係る電力供給システム１を構築した。
【０１１５】
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比が１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１１６】
図８に、本実施例において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図９に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１１７】
（実施例２）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．０５Ｍｎ１．９５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１１８】
図１０に、本実施例において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図１１に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１１９】
（実施例３）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．１５Ｍｎ１．８５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１２０】
図１２に、本実施例において作製した蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図１３に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１２１】
（実施例４）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．３５Ｍｎ１．６５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１２２】
図１４に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図１５に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１２３】
（実施例５）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．４０Ｍｎ１．６０］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１２４】
図１６に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図１７に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）曲線を示す。
【０１２５】
（参考例１）
正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１２個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１２６】
図１８に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図１９に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１２７】
（参考例２０）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．５０Ｍｎ１．５０］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１２８】
図２０に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図２１に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１２９】
（実施例６）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１２個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１３０】
図２２に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図２３に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１３１】
（実施例７）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてソフトカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１２個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１３２】
図２４に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図２５に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１３３】
（実施例８）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてＳｉを用い、Ａ／Ｃ比＝２．０で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１２個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１３４】
図２６に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図２７に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１３５】
表１に各実施例及び参考例における定格電圧、蓄電パック１３の構成、段差の開始点でのＳＯＣ及び電圧、段差の終了点でのＳＯＣ及び電圧、段差の開始点より低ＳＯＣ側での平均放電電圧及びｄＱ／ｄＶ曲線において得られるピークトップの電圧、段差の終了点より高ＳＯＣ側での平均充電電圧及びｄＱ／ｄＶ曲線において得られるピークトップの電圧、段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比を示す。
【０１３６】
実施例１〜８の結果から、充放電曲線に段差をもつ正極活物質であるＬｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４０）を用いることによって、上記条件（ａ）（ｂ）（ｃ）及び条件（ａ）（ｄ）（ｅ）の少なくとも一方を満たす蓄電パック１３の設計が可能となることが分かる。
【０１３７】
Ｌｉ［ＮｉｘＭｎ（２−ｘ）］Ｏ４（０．０５≦ｘ≦０．４０）においては、活物質組成におけるｘの値や合成条件を調整することによって、段差の開始点及び段差の終了点の位置を容易に調整することができ、それにより段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比も容易に調整することができる。また、ｘの値や合成条件だけでなく、異種元素（例えばＬｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｃｏなど）を添加又は異種元素でＮｉやＭｎを置換することによっても、段差の開始点及び段差の終了点の位置を調整することができる。
【０１３８】
（実施例９）
正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４とＬｉ［Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５］Ｏ４とを重量比（ＬｉＭｎ２Ｏ４：Ｌｉ［Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５］Ｏ４）が６０：４０となるように混合したものを用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１３９】
図２８に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図２９に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１４０】
（実施例１０）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）が３５：６５となるように混合したものを用い、負極活物質としてＳｉを用い、Ａ／Ｃ比＝３．０で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１６個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１４１】
図３０に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図３１に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１４２】
（実施例１１）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２とを重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）が５０：５０となるように混合したものを用い、負極活物質としてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を２４個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１４３】
図３２に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図３３に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１４４】
実施例９〜１０の結果から、複数種類の正極活物質を用いることによって、上記条件（ａ）（ｂ）（ｃ）及び条件（ａ）（ｄ）（ｅ）の少なくとも一方を満たす蓄電パック１３の設計が可能となることが分かる。また、正極活物質の混合比を変更することによって、充放電曲線の段差の開始点や終了点の位置を容易に調製することができる。それにより、段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比も容易に調整することができる。
【０１４５】
（実施例１２）
正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が６Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製し、このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続することで第１の蓄電モジュールを作製した。また、正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．５Ｍｎ１．５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が４Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製し、このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続することで第２の蓄電モジュールを作製した。さらに、第１の蓄電モジュールと第２の蓄電モジュールとを並列接続することで蓄電パック１３を作製した。この蓄電パック１３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１４６】
実施例１２において作製した蓄電パック１３の充放電曲線は、実施例９において作製した蓄電パック１３の充放電曲線と同様である。実施例１２において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線は、実施例９において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線と同様である。
【０１４７】
（実施例１３）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４を用い、負極活物質としてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、Ａ／Ｃ比＝０．８で容量が５Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を、２４個直列接続することで第１の蓄電モジュールを組み立てた。また、上記リチウムイオン蓄電池を２８個直列接続することで第２の蓄電モジュールを組み立てた。さらに第１の蓄電モジュールと第２の蓄電モジュールとを並列接続することで蓄電パック１３を組み立てた。この蓄電パック１３を用いたこと以外は実施例１と同様の方法で電力供給システム１を作製した。
【０１４８】
図３４に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図３５に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１４９】
実施例１３の結果から分かるように、直列接続数が異なる複数の蓄電モジュールを並列接続することによって、上記条件（ａ）（ｂ）（ｃ）及び条件（ａ）（ｄ）（ｅ）の少なくとも一方を満たす蓄電パック１３の設計が可能となることが分かる。また、２つの蓄電モジュールの容量比を変えた場合には、段差の開始点及び段差の終了点の位置を調整することができ、それにより段差の開始点よりも低ＳＯＣ側での容量と段差の終了点よりも高ＳＯＣ側での容量との比も調整することができる。
【０１５０】
（参考例３）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉ［Ｎｉ０．５０Ｍｎ１。５０］Ｏ４とを重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：Ｌｉ［Ｎｉ０．５０Ｍｎ１。５０］Ｏ４）が５０：５０となるように混合したものを用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．５で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１３個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１５１】
図３６に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図３７に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１５２】
（参考例４）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉＭｎ２Ｏ４とを重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：ＬｉＭｎ２Ｏ４）が５０：５０となるように混合したものを用い、負極活物質としてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を２１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１５３】
図３８に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図３９に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１５４】
（参考例５）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉＭｎ２Ｏ４とを重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：ＬｉＭｎ２Ｏ４）が５０：５０となるように混合したものを用い、負極活物質としてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を２３個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１５５】
図４０に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図４１に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１５６】
（参考例６）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を９個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１５７】
図４２に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図４３に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１５８】
（参考例７）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１３個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１５９】
図４４に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図４５に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１６０】
（実施例１４）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック１３として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電力供給システム１を構築した。
【０１６１】
実施例１４において作製した蓄電パック１３の充放電曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線と同様である。実施例１４において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線と同様である。
【０１６２】
（実施例１５）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が５０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続することで蓄電モジュールを組み立て、その蓄電モジュールを２つ並列接続することで蓄電パック１３を組み立てた。それ以外は実施例１と同様の方法で電力供給システム１を作製した。
【０１６３】
実施例１５において作製した蓄電パック１３の充放電曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線と同様である。実施例１５において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線と同様である。
【０１６４】
（実施例１６）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が５０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を１１個直列接続することで蓄電モジュールを組み立て、その蓄電モジュールを２０個並列接続することで蓄電パック１３を組み立てた。それ以外は実施例１と同様の方法で電力供給システム１を作製した。
【０１６５】
実施例１６において作製した蓄電パック１３の充放電曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３の充放電曲線と同様である。実施例１６において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線は、実施例１において作製した蓄電パック１３のｄＱ／ｄＶ曲線と同様である。
【０１６６】
（実施例１７）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を３個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１６７】
図４６に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図４７に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１６８】
本実施例１７において作製した蓄電パック１３は、定格電圧が直流１２Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１６９】
（実施例１８）
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４とＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２とを重量比（ＬｉＦｅＰＯ４：ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）が５０：５０となるように混合したものを用い、負極活物質としてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を７個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１７０】
図４８に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図４９に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１７１】
実施例１８において作製した蓄電パックは、定格電圧が直流１４．４Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１７２】
（実施例１９）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を６個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１７３】
図５０に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図５１に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１７４】
実施例１９において作製した蓄電パックは、定格電圧が直流２４Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１７５】
（実施例２０）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質として黒鉛を用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が１０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を８６個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１７６】
図５２に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図５３に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１７７】
実施例２０において作製した蓄電パックは、定格電圧が直流３８０Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１７８】
（実施例２１）
正極活物質としてＬｉ［Ｎｉ０．２５Ｍｎ１．７５］Ｏ４を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、Ａ／Ｃ比＝１．２で容量が５０Ａｈのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を３４５個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック１３として用いた。
【０１７９】
図５４に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図５５に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１８０】
実施例２１において作製した蓄電パックは、定格電圧が直流１５００Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１８１】
（実施例２２）
図５６に示すように、容量が５Ａｈのニッケル水素蓄電池を蓄電デバイス１３ａとして用い、このニッケル水素蓄電池を８個直列接続することで第１の蓄電モジュール１３ｂ１を作製した。また、このニッケル水素蓄電池を１０個直列接続することで第２の蓄電モジュール１３ｂ２を作製した。さらに、第１の蓄電モジュール１３ｂ１と第２の蓄電モジュール１３ｂ２とを並列接続し、第１の蓄電モジュール１３ｂ１側にスイッチ１４を設けることで蓄電パック１３を作製した。スイッチ１４は、第１の蓄電モジュール１３ｂ１の電圧が１２．０Ｖ以下でＯＮとなり、１２．０Ｖよりも大きくなるとＯＦＦとなるスイッチである。
【０１８２】
図５７に、この蓄電パック１３の充放電曲線を示し、図５８に、その充放電曲線を電圧で微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ曲線）を示す。
【０１８３】
実施例２２において作製した蓄電パックは、定格電圧が直流１２Ｖである電力供給機構１０を有する電力供給システム１に好適に用いられる。
【０１８４】
実施例２２の結果から分かるように、蓄電パック１３に一定の電圧でＯＮ／ＯＦＦをするスイッチ１４を設置することによって、充放電曲線に段差を形成することができる。また、スイッチを設けることで、充放電電圧が低い方の蓄電モジュールが過充電状態になったり充放電電圧が高い方の蓄電モジュールが過放電状態になったりすることを防ぐことができる。このため、蓄電パック１３にニッケル水素蓄電池や過充電耐性の低いリチウムイオン蓄電池を用いることができる。従って、蓄電パック１３により第１の蓄電パック１１の電圧が過充電領域又は過放電領域に入ることを防ぐことができる。
【０１８５】
【表１】
2017057283.tif 000003
【符号の説明】
【０１８６】
１  電力供給システム
１０  電力供給機構
１０ａ  電力供給部
１０ｂ  電力変換部
１１  電気負荷
１２  送電線
１３  蓄電パック
１３ａ  蓄電デバイス
１３ｂ  蓄電モジュール
１３ｂ１  第１の蓄電モジュール
１３ｂ２  第２の蓄電モジュール
１４  スイッチ
【図１】
2017057283.tif 000004
【図２】
2017057283.tif 000005
【図３】
2017057283.tif 000006
【図４】
2017057283.tif 000007
【図５】
2017057283.tif 000008
【図６】
2017057283.tif 000009
【図７】
2017057283.tif 000010
【図８】
2017057283.tif 000011
【図９】
2017057283.tif 000012
【図１０】
2017057283.tif 000013
【図１１】
2017057283.tif 000014
【図１２】
2017057283.tif 000015
【図１３】
2017057283.tif 000016
【図１４】
2017057283.tif 000017
【図１５】
2017057283.tif 000018
【図１６】
2017057283.tif 000019
【図１７】
2017057283.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【国際調査報告】
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