(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池の容量低下を軽減し、使用期間中の容量を維持させる。【解決手段】正極電極に並列して、正極活物質よりも十分に高い比表面積を持つ活性炭を使用して、活性炭に接する電解液の酸化分解を起こさせる犠牲電極を設ける。これにより、正極上に接する電解液分解を極力少なくしつつ、容量の低下を抑えることができる。もしくは、正極電極の活物質をリチウムイオン電池正極活物質（ＬＦＰやＬＣＯ）などに活性炭を一定量まぜることにより、活性炭表面で酸化分解を起こさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極と負極電極と犠牲電極とセパレータと電解液を有し、
前記正極電極は正極電極層を正極集電体上に有し、
前記負極電極は負極電極層を負極集電体上に有し、
前記正極電極層と前記負極電極層は前記セパレータを介して対向し、
前記犠牲電極は前記正極電極と直接、電気的に接続し、
前記犠牲電極は前記正極電極層と前記負極電極層と対向しない、蓄電装置。
【請求項２】
正極電極と負極電極とセパレータと電解液を有し、
前記正極電極は正極電極層を正極集電体上に有し、
前記負極電極は負極電極層を負極集電体上に有し、
前記正極電極層と前記負極電極層は前記セパレータを介して対向し、
前記正極電極は活物質粒子と活性炭粒子を有し、
前記活性炭粒子の表面積は前記活物質粒子の表面積よりも高い、蓄電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記電解液は第１の溶媒と第２の溶媒を有し、
前記第２の溶媒は前記第１の溶媒よりも還元電位と酸化電位が低い、蓄電装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記電解液は第１の溶媒と第２の溶媒を有し、
前記第２の溶媒は前記正極活物質の酸化反応電位よりも酸化電位が低い、蓄電装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、前記電解液は第１の溶媒と第２の溶媒を有し、
前記第２の溶媒は前記正極活物質の酸化反応電位よりも酸化電位が高く、前記第１の溶媒よりも還元電位と酸化電位が低い、蓄電装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、エーテルである、蓄電装置。
【請求項７】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、少なくとも一つのエーテル結合を有する、蓄電装置。
【請求項８】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、少なくともテトラヒドロフラン、２‐メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピランのうち一つを含む、蓄電装置。
【請求項９】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、酸素に結合する炭素鎖の長さが３以上である、蓄電装置。
【請求項１０】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、環状エーテルである、蓄電装置。
【請求項１１】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記第２の溶媒は、スルフィドである、蓄電装置。
【請求項１２】
請求項３乃至５のいずれか一において、前記犠牲電極は前記第２の溶媒を含むゲルに保護され、前記ゲルは前記正極および前記負極に接しない、蓄電装置。
【請求項１３】
請求項１において、
前記正極電極層は正極活物質粒子を有し、
前記犠牲電極は、犠牲電極層を有し、
前記犠牲電極層は、活性炭粒子を有する蓄電装置。
【請求項１４】
請求項２および請求項１３において、前記活性炭粒子の総表面積は、前記正極活物質粒子の総表面積の１０倍以上である、蓄電装置。
【請求項１５】
請求項２および請求項１３において、前記活性炭粒子の全重量は、前記正極活物質の全重量の１０分の１以下である、蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、蓄電装置に関する。または、本発明の一態様は蓄電システムに関する。または、本発明の一態様は蓄電装置の容量回復方法に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において蓄電システムとは、蓄電装置を含む一以上の機器のことをいう。また、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶装置は、半導体装置の一態様である。
【背景技術】
【０００４】
近年、携帯電話、スマートフォン、電子書籍（電子ブック）、携帯型ゲーム機等の携帯型電子機器が広く普及している。このため、これらの駆動電源であるリチウムイオン二次電池に代表される蓄電装置が盛んに研究開発されている。また、地球環境の問題や石油資源の問題への関心の高まりからハイブリッド自動車や電気自動車が注目されるなど、様々な用途において蓄電装置の重要性が増している。
【０００５】
蓄電装置の中でも高エネルギー密度を有することで広く普及しているリチウムイオン二次電池は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）などの活物質を含む正極と、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な黒鉛等の炭素材料からなる負極と、エチレンカーボネートやジエチルカーボネートなどの有機溶媒に、ＬｉＢＦ４やＬｉＰＦ６等のリチウム塩からなる電解質を溶解させた電解液などにより構成される。リチウムイオン二次電池の充放電は、リチウムイオン二次電池中のリチウムイオンが電解液を介して正極−負極間を移動し、正極活物質及び負極活物質にリチウムイオンが挿入脱離することにより行われる。
【０００６】
リチウムイオン二次電池は上記のような充放電を繰り返すことで、負極における電解液（有機溶媒）の還元分解が起こる。正極でリチウムイオンが脱離することで生じた電子が該還元分解に消費されることで、正極活物質内のリチウムが欠乏する。すなわち、リチウムイオン二次電池は充放電を繰り返し行うことで容量が低下する。低下した容量を回復させるためには、正極活物質内に欠乏したリチウムイオンを補完する必要がある。
【０００７】
上記の問題を解決するために、電池内にリチウムイオンを放出できる活物質を有する第３電極を備え、欠乏したリチウムイオンを、正極および第３電極を通電することで補充するリチウムイオン電池の容量回復方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国公開ＵＳ２０１４／００２８２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
リチウムイオン電池など二次電池は充放電を可能とする電池であるが、繰り返しの充放電により徐々に容量が低下してしまう。容量が低下してしまうと、初期の装置設計から稼働限界などの条件がずれてきてしまい二次電池を搭載した機器において使用に不便が生じる。
【００１０】
従来のリチウムイオン電池は、使用する電圧範囲が電解液の電位窓を超えているために、電解液の分解が避けられない。特に負極は電位窓をはるかに超えた電位であるために、電解液の分解量が多く、電池容量を低下させる。
【００１１】
本発明は、リチウムイオン電池の容量低下を軽減し、使用期間中の容量を維持させることを課題とする。
【００１２】
また、そのための蓄電装置の新しい構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
リチウムイオン電池の容量減少の要因の一つは、負極における電解液の還元分解にある。充電時に正極はＬｉを放出し、負極で電解液の還元分解が生じると反応するＬｉ量が低下するために電池の容量が減少する。
【００１４】
対して、正極側では電解液の酸化分解が生じる。充電時に正極側で電解液が酸化分解する場合、負極ではＬｉの挿入か電解液の還元分解が生じる。このとき、電池の容量は増加あるいは変化しない。
【００１５】
そこで、正極電極に並列して、正極活物質よりも十分に高い比表面積を持つ活性炭を使用して、活性炭に接する電解液の酸化分解を起こさせる犠牲電極を設ける。これにより、正極上に接する電解液分解を極力少なくしつつ、容量の低下を抑えることができる。
【００１６】
もしくは、正極電極の活物質をリチウムイオン電池正極活物質（ＬＦＰやＬＣＯ）などに活性炭を一定量まぜることにより、活性炭表面で酸化分解を起こさせる。
【００１７】
本明細書で開示する発明の構成は、正極電極と負極電極と犠牲電極とセパレータと電解液を有し、正極電極は正極電極層を正極集電体上に有し、負極電極は負極電極層を負極集電体上に有し、正極電極層と負極電極層はセパレータを介して対向し、犠牲電極は正極電極と直接、電気的に接続し、犠牲電極は正極電極層と負極電極層と対向しない位置に配置されている蓄電装置である。
【００１８】
上記構成において、正極電極層は正極活物質粒子を有し、犠牲電極は、犠牲電極層を有し、犠牲電極層は、活性炭粒子を有している。上記構成において、活性炭粒子の総表面積（比表面積と重量の積）は、前記正極活物質粒子の総表面積の１０倍以上である。活性炭を使用しているのは電解液分解が表面積に比例して生じるという仮定のもと、活物質の総表面積よりも高い活性炭の総表面積となっていれば、活性炭上での分解量のほうが多くなるためである。活物質上での分解も同時に進行するので、活物質の総表面積と活性炭の総表面積の比が小さければ小さいほど（活性炭の重量比が高いほど）効果的である。ただし、活性炭の比率が高いと電池容量が低下する恐れがある。
【００１９】
また、上記構成において、活性炭粒子の全重量は、前記正極活物質の全重量の１０分の１以下である、蓄電装置である。
【００２０】
また、他の構成は、正極電極と負極電極とセパレータと電解液を有し、正極電極は正極電極層を正極集電体上に有し、負極電極は負極電極層を負極集電体上に有し、正極電極層と負極電極層はセパレータを介して対向し、正極電極は活物質粒子と活性炭粒子を有し、活性炭粒子の表面積は活物質粒子の表面積よりも高い蓄電装置である。
【００２１】
上記各構成において、電解液は第１の溶媒と第２の溶媒を有し、第２の溶媒は第１の溶媒よりも還元電位と酸化電位が低いことも特徴の一つである。
【００２２】
また、上記各構成において、電解液は第１の溶媒と第２の溶媒を有し、第２の溶媒は正極活物の酸化反応電位よりも酸化電位が低いことも特徴の一つである。
【００２３】
また、上記各構成において、第２の溶媒は、還元耐性が高い溶媒であるエーテル、或いは、少なくとも一つのエーテル結合を有する。第２の溶媒は、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピランのうち一つを含む。
【００２４】
また、上記各構成において、第２の溶媒は、酸素に結合する炭素鎖の長さが３以上である。酸素に結合する炭素鎖の長さが３以上とすることでＣ−Ｏ結合周辺の分子量が大きいと言え、分解時にガスが発生することを避けることができる。
【００２５】
また、上記各構成において、第２の溶媒は、環状エーテルであると粘度が低く好ましい。或いは、第２の溶媒は、スルフィドである。スルフィドは分解時にガスが発生しくいため好ましい硫黄を含む溶媒の一つである。
【００２６】
また、上記各構成において、犠牲電極は第２の溶媒を含むゲルで覆い、保護することも特徴の一つである。犠牲電極が第２の溶媒を含むゲルで少なくとも一部接して覆うことにより、犠牲電極における第２の溶媒の分解を第１の溶媒の分解を伴わずに行うことができる。保護するため、好ましくは犠牲電極の表面を第２の溶媒を含むゲルで覆うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、リチウムイオン電池の容量低下を軽減し、使用期間中の容量を維持させることができる。
【００２８】
また、蓄電装置の新しい構成を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様を示す断面図である。
【図２】本発明の一態様を示す断面図である。
【図３】蓄電装置の例を説明するための図。
【図４】本発明の一態様を示す電子機器の一例である。
【図５】実験サンプルの断面を示す図である。
【図６】実験結果を示す図である。
【図７】実験結果を示す図である。
【図８】実験結果を示す図である。
【図９】実験結果を示す図である。
【図１０】ＣＣ充電時における二次電池の等価回路および二次電池電圧と時間の関係及び二次電池の充電電流と時間の関係を示す図である。
【図１１】ＣＣＣＶ充電時における二次電池の等価回路および二次電池電圧と時間の関係及び二次電池の充電電流と時間の関係を示す図である。
【図１２】ＣＣ放電時における二次電池の二次電池電圧と時間の関係及び二次電池の充電電流と時間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１（Ａ）は、本実施の形態の蓄電装置の一例を示す断面模式図である。
【００３２】
図１（Ａ）において、平板１０と封止材１１で囲まれた内部は電解液１７で充填され、正極１２と電気的に接続された電極に犠牲電極層１８ａ、１８ｂが設けられている。正極１２上には正極活物質層１３、セパレータ１４、負極活物質層１５、負極１６が積層されている。また、犠牲電極層１８ａと他の電極との短絡防止のため絶縁シート１９が犠牲電極層１８ａと他の電極との間に設けられている。また、絶縁シート１９は、セパレータ１４と同一の材料を用いてもよい。
【００３３】
正極１２と接して電気的に接続されている電極に犠牲電極層１８ａ、１８ｂとして活性炭を設け、電解液１７と反応を生じさせることで容量の回復を図る構成となっている。電解液１７の分解を率先して行うことにより正極１２へのダメージを減らしつつ、電解液１７の分解を行う。図１（Ａ）の構成とすることで、正極上に接する電解液分解を極力少なくしつつ、容量の低下を抑えることができる。
【００３４】
犠牲電極層１８ａ、１８ｂとして活性炭を使用しているのは電解液１７の分解が表面積に比例して生じるという仮定のもと、活物質の総表面積（比表面積と重量の積）よりも高い活性炭の総表面積となっていれば、活性炭上での分解量のほうが多くなるためである。活物質上での分解も同時に進行するので、活物質の総表面積と活性炭の総表面積の比が小さければ小さいほど（活性炭の重量比が高いほど）効果的である。ただし、活性炭の比率が高いと電池容量が低下してしまう。
【００３５】
反応は電解液１７と電極で起こるので、図１（Ａ）に示すように正極１２とも負極１６とも対向しない位置に犠牲電極層を配置することができる。
【００３６】
電解液１７に添加する溶媒は、正極活物質層１３の酸化反応電位よりも高い酸化反応電位を持つ溶媒であれば、蓄電装置をある程度使用して、容量が低下したところで、充電電圧を酸化反応電位よりも高い電圧にして充電することで容量を追加することができる。
【００３７】
正極活物質層１３の酸化反応電位よりも低い酸化反応電位を持つ溶媒の場合、初回充電時に負極へのプリドープ（正極容量以上のリチウムが負極に挿入される）が自動で行われる。
【００３８】
電解液１７を分解させるために、添加剤を加えてもよい。さらに電解液の添加剤としては、ガスが発生することは好ましくないため、ガスが発生しにくく、且つ、酸素と結合する炭素鎖が長いことが好ましく、分解生成物がガス化しにくい硫黄を含む溶媒も好ましい。電解液の添加剤として具体的には、ＴＨＦなどのエーテル系、環状エーテル、チオエーテル（スルフィド）系などを用いればよい。
【００３９】
また、図１（Ｂ）に犠牲電極層１８ａ、１８ｂの設置位置が図１（Ａ）と異なる他の例を示している。正極１２において、正極活物質層が形成されている面ではないもう一方の面に犠牲電極層１８ａが設けられている例を示している。また、図１（Ｂ）において正極１２に接する正極活物質層１３が形成されている面ではないもう一方の面に犠牲電極層１８ａが設けられている。また、図１（Ｂ）に示す蓄電装置は、封止材１１で包んだ構成となっている。
【００４０】
図１（Ｂ）に示す蓄電装置においても、正極上に接する電解液の分解を極力少なくしつつ、容量の低下を抑えることができる。
【００４１】
（実施の形態２）
図２に図１とは一部異なる蓄電装置の断面模式図を示す。本実施の形態においては犠牲電極層１８ａをゲルで覆う例を示す。
【００４２】
図２において、平板１０と封止材１１で囲まれた内部は電解液１７で充填され、正極１２と電気的に接続された電極に犠牲電極層１８ｂが設けられている。正極１２上には正極活物質層１３、セパレータ１４、負極活物質層１５、負極１６が積層されている。
【００４３】
本実施の形態では、図２に示すように正極１２上に正極１２と接する犠牲電極１９と、犠牲電極１９上にゲル１８ｇで覆われた犠牲電極層１８ｂが形成されている。ゲル１８ｇとしては、ゲル化される高分子材料を含み、例えばシリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリル系ゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
【００４４】
また、ゲル１８ｇは第２の溶媒を含み、犠牲電極層１８ｂが電解液１７と接して分解することを防止している。第２の溶媒は、第２の溶媒は溶媒１７よりも還元電位と酸化電位が低い。また、第２の溶媒は正極活物の酸化反応電位よりも酸化電位が低いことも特徴の一つである。
【００４５】
また、ゲル１８ｇに含まれる第２の溶媒は、還元耐性が高い溶媒であるエーテル、或いは、少なくとも一つのエーテル結合を有する。ゲル１８ｇに含まれる第２の溶媒は、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピランのうち一つを含む。また、ゲル１８ｇに含まれる第２の溶媒は、酸素に結合する炭素鎖の長さが３以上としてもよい。酸素に結合する炭素鎖の長さが３以上とすることでＣ−Ｏ結合周辺の分子量が大きいと言え、分解時にガスが発生することを避けることができる。また、ゲル１８ｇに含まれる第２の溶媒は、環状エーテルであると粘度が低く好ましい。或いは、ゲル１８ｇに含まれる第２の溶媒は、スルフィドを用いてもよい。スルフィドは分解時にガスが発生しくいため好ましい硫黄を含む溶媒の一つである。
【００４６】
図２に示す蓄電装置はラミネート型であり、薄型電池の一例を示しているが、捲回型としてもよい。捲回型の蓄電装置の一例として図３に示す。図３（Ａ）に示す捲回体９９３は、負極９９４と、正極９９５と、セパレータ９９６と、を有する。
【００４７】
捲回体９９３は、セパレータ９９６を挟んで負極９９４と、正極９９５とが重なり合って積層され、該積層シートを捲回したものである。この捲回体９９３を角型の封止容器などで覆うことにより角型の蓄電池が作製される。
【００４８】
なお、負極９９４、正極９９５およびセパレータ９９６からなる積層の積層数は、必要な容量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。負極９９４はリード電極９９７およびリード電極９９８の一方を介して負極集電体（図示せず）に接続され、正極９９５はリード電極９９７およびリード電極９９８の他方を介して正極集電体（図示せず）に接続される。
【００４９】
図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示す蓄電池９９０は、外装体９９１の内部に上述した捲回体９９３を収納したものである。正極９９５の外側には犠牲電極層９９９が設けられている。犠牲電極層９９９は、第２の溶媒を含むゲルで覆うことが好ましい。犠牲電極層９９９を設けることにより、リチウムイオン電池の容量低下を軽減し、使用期間中の容量を維持させることができる。
【００５０】
捲回体９９３は、リード電極９９７およびリード電極９９８を有し、外装体９９１、９９２の内部で電解液に含浸される。外装体９９１、９９２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。外装体９９１、９９２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときに外装体９９１、９９２を変形させることができ、可撓性を有する薄型蓄電池を作製することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００５２】
（実施の形態３）
上記実施の形態で得られる犠牲電極層を用いて新規な蓄電装置を実現することができる。
【００５３】
新規な蓄電装置は、例えば、携帯電話などの携帯情報端末、補聴器、撮像装置、掃除機、電動工具、電気シェーバー、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、電気自動車（ハイブリッド自動車）などの駆動用電源、住宅を含む建築物の電力貯蔵用電源などに搭載し、使用することができる。
【００５４】
また、様々な部品に電力を供給するだけでなく、新規な蓄電装置は充電することができるため、他の電力源から電力を貯蔵することができ、太陽電池などの発電設備における蓄電装置としても用いることができる。従って、省エネルギーやＣＯ２削減に繋がる。
【００５５】
図４（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、蓄電装置７４０７を有している。
【００５６】
図４（Ｂ）は、情報処理装置２００の外観の一例を説明する投影図である。本実施の形態で説明する情報処理装置２００は、演算装置２１０と入出力装置２２０と、表示部２３０と、蓄電装置２５０とを有する。
【００５７】
情報処理装置２００は、通信部を有し、通信部は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機能を備える。また、通信部２９０を用いて特定の空間に配信された情報を受信して、受信した情報に基づいて、画像情報を生成してもよい。例えば、学校または大学等の教室で配信される教材を受信して表示して、教科書に用いることができる。または、企業等の会議室で配信される資料を受信して表示することができる。
【００５８】
また、図４（Ｃ）に示すようなウェアラブルデバイスに搭載する蓄電池の集電体に対して、本発明の一態様に係る犠牲電極層を設けることにより、リチウムイオン電池の容量低下を軽減し、使用期間中の容量を維持させることができる。
【００５９】
例えば、図４（Ｃ）に示すような眼鏡型デバイス４００に搭載することができる。眼鏡型デバイス４００は、フレーム４００ａと、表示部４００ｂを有する。湾曲を有するフレーム４００ａのテンプル部に蓄電装置を搭載することで、重量バランスがよく継続使用時間の長い眼鏡型デバイス４００とすることができる。
【００６０】
また、ヘッドセット型デバイス４０１に搭載することができる。ヘッドセット型デバイス４０１は、少なくともマイク部４０１ａと、フレキシブルパイプ４０１ｂと、イヤフォン部４０１ｃを有する。フレキシブルパイプ４０１ｂ内やイヤフォン部４０１ｃ内に蓄電装置を設けることができる。
【００６１】
また、身体に直接取り付け可能なデバイス４０２に搭載することができる。デバイス４０２の薄型の筐体４０２ａの中に、蓄電装置４０２ｂを設けることができる。
【００６２】
また、衣服に取り付け可能なデバイス４０３に搭載することができる。デバイス４０３の薄型の筐体４０３ａの中に、蓄電装置４０３ｂを設けることができる。
【００６３】
また、腕時計型デバイス４０５に搭載することができる。腕時計型デバイス４０５は表示部４０５ａおよびベルト部４０５ｂを有し、表示部４０５ａまたはベルト部４０５ｂに、蓄電装置を設けることができる。
【００６４】
表示部４０５ａには、時刻だけでなく、メールや電話の着信等、様々な情報を表示することができる。
【００６５】
また、腕時計型デバイス４０５は、腕に直接巻きつけるタイプのウェアラブルデバイスであるため、使用者の脈拍、血圧等を測定するセンサを搭載してもよい。使用者の運動量および健康に関するデータを蓄積し、健康維持に役立てることができる。
【００６６】
また、ベルト型デバイス４０６に搭載することができる。ベルト型デバイス４０６は、ベルト部４０６ａおよびワイヤレス給電受電部４０６ｂを有し、ベルト部４０６ａの内部に、蓄電装置を搭載することができる。
【００６７】
蓄電装置を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【００６８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００６９】
サイクル特性の改善を図るため、以下に示す容量増加の実験を行った。
【００７０】
図５に実験サンプルの断面模式図を示す。
【００７１】
本実施例では、正極１２上に正極１２と接する犠牲電極１９と、犠牲電極１９上に形成された犠牲電極層１８ｂが形成されている。
【００７２】
犠牲電極層１８ｂとして活性炭を用いる。容量は電圧に比例し、２６．７ｍＡｈ／ｇ／Ｖとなる。正極担持量は、高容量負極に対応するため、電極強度を無視して非常に高い担持量で作製している。正極容量に対して、犠牲電極容量は、４．０Ｖにおいて、全体の２．３％となり、ほとんど容量に寄与しない。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
また、比較例として犠牲電極１９と、犠牲電極１９上に形成された犠牲電極層１８ｂを設けないセル（電極サイズ  正極：２０．５ｃｍ２負極：２３．８ｃｍ２）を作製した。セパレータ１４としてＰＰ（ポリプロピレン）を用い、電解液：１．０Ｍ  ＬｉＰＦ６／ＥＣ・ＤＥＣ＝３：７とする。
【００７５】
充放電試験は東洋システムの充放電試験機ＴＯＳＣＡＴ（ＴＯＹＯ２号機）を使用した。測定環境温度は２５℃で行った。
【００７６】
結果を図６、図７、図８にそれぞれ示す。図６（Ａ）は充放電データであり、図６（Ｂ）はサイクル数と容量との関係を示すグラフである。図７は充電後の放電電圧推移であり、図８は充電保持電圧と、容量確認サイクルの放電容量を示す棒グラフである。
【００７７】
ＣＶ充電後の放電グラフ（図７）より、ＣＶ充電電圧が４．４Ｖまではプラトーの位置がほぼ変わらずにサイクルを行えている。ＣＶ充電電圧４．６Ｖでは徐々に電圧が低下しており、ＣＶ充電電圧４．８Ｖは途中から充放電が継続できないほどの電圧低下に至っている。容量の増加については、０．５Ｃ充電で全体の充電時間を４時間に設定しているが、僅かではあるが容量が増加していることが確認できた。
【００７８】
また、犠牲電極を設けた蓄電池の充電サイクル測定を行い、ＣＶ充電電圧の違いについて比較を行う実験を以下に示す。表２にサンプルの構成を示す。
【００７９】
【表２】
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【００８０】
また、蓄電池の各サンプルの仕様は、ラミネートセル（電極サイズ  正極：２０．５ｃｍ２負極：２３．８ｃｍ２）、セパレータ：ＰＰ（ポリプロピレン）、電解液：１Ｍ  ＬｉＴＦＳＡ  ＥＣ：ＤＥＣ＝１：１＋ＬｉＰＦ６  ２ｗｔ％＋ＶＣ１ｗｔ％とした。
【００８１】
充放電試験は東洋システムの充放電試験機ＴＯＳＣＡＴ（ＴＯＹＯ２号機）を使用した。測定環境温度は６０℃で行った。
【００８２】
充電サイクル測定の条件は、充放電レート：０．５Ｃとし、充電終止条件を以下の表３に示す４条件で行った。加えて、犠牲電極を設けていない蓄電池の比較例（ｒｅｆ）も充電サイクル測定を行った。
【００８３】
【表３】
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【００８４】
６０℃におけるサイクル測定結果（図９）より、６０℃においてはＣＶ充電電圧が４．２Ｖをすることにより容量維持率がほぼ変わらずにサイクルを行えている。４．０Ｖでは徐々に容量維持率が低下しており、犠牲電極を用いない条件よりも低下した。また、４．４Ｖは６０℃の条件下においては、途中から充放電が継続できないほどの電圧低下に至っている。本願の構成において、充電電圧を適切に設定することにより、サイクル充放電における容量低下を抑制できることが確認できた。
【００８５】
ここで、ＣＣ（定電流）充電、ＣＣＣＶ充電およびＣＣ放電について説明する。
【００８６】
≪ＣＣ充電≫ＣＣ充電について説明する。ＣＣ充電は、充電期間のすべてで一定の電流を二次電池に流し、所定の電圧になったときに充電を停止する充電方法である。二次電池を、図１０（Ａ）に示すように内部抵抗Ｒと二次電池容量Ｃの等価回路と仮定する。この場合、二次電池電圧ＶＢは、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲと二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣの和である。
【００８７】
ＣＣ充電を行っている間は、図１０（Ａ）に示すように、スイッチがオンになり、一定の電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉが一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過とともに上昇する。
【００８８】
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．１Ｖになったときに、充電を停止する。ＣＣ充電を停止すると、図１０（Ｂ）に示すように、スイッチがオフになり、電流Ｉ＝０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖとなる。そのため、内部抵抗Ｒにかかっていた電圧の分、二次電池電圧ＶＢが下降する。
【００８９】
ＣＣ充電を行っている間と、ＣＣ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図１０（Ｃ）に示す。ＣＣ充電を行っている間は上昇していた二次電池電圧ＶＢが、ＣＣ充電を停止してから若干低下する様子が示されている。
【００９０】
≪ＣＣＣＶ充電≫次に、ＣＣＣＶ充電について説明する。ＣＣＣＶ充電は、まずＣＣ充電にて所定の電圧まで充電を行い、その後ＣＶ（定電圧）充電にて流れる電流が少なくなるまで、具体的には終止電流値になるまで充電を行う充電方法である。
【００９１】
ＣＣ充電を行っている間は、図１１（Ａ）に示すように、定電流電源のスイッチがオン、定電圧電源のスイッチがオフになり、一定の電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉが一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過とともに上昇する。
【００９２】
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．３Ｖになったときに、ＣＣ充電からＣＶ充電に切り替える。ＣＶ充電を行っている間は、図１１（Ｂ）に示すように、定電圧電源のスイッチがオン、定電流電源のスイッチがオフになり、二次電池電圧ＶＢが一定となる。一方、二次電池容量Ｃの電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。ＶＢ＝ＶＲ＋ＶＣであるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、二次電池に流れる電流Ｉを小さくすることにより、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが、時間の経過とともに小さくなる。内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが小さくなることで、二次電圧ＶＢが一定となる。
【００９３】
そして二次電池に流れる電流Ｉが所定の電流、例えば０．０１Ｃ相当の電流となったとき、充電を停止する。ＣＣＣＶ充電を停止すると、図１１（Ｃ）に示すように、全てのスイッチがオフになり、電流Ｉ＝０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖとなる。しかし、ＣＶ充電により内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが十分に小さくなっているため、内部抵抗Ｒにかかっていた電圧がなくなっても、二次電池電圧ＶＢはほとんど降下しない。
【００９４】
ＣＣＣＶ充電を行っている間と、ＣＣＣＶ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図１１（Ｄ）に示す。ＣＣＣＶ充電を停止しても、二次電池電圧ＶＢがほとんど降下しない様子が示されている。
【００９５】
≪ＣＣ放電≫次に、ＣＣ放電について説明する。ＣＣ放電は、放電期間のすべてで一定の電流を二次電池から流し、二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば２．５Ｖになったときに放電を停止する放電方法である。
【００９６】
ＣＣ放電を行っている間の二次電池電圧ＶＢと放電電流の例を図１２に示す。放電が進むに従い、二次電池電圧ＶＢが降下していく様子が示されている。
【００９７】
次に、放電レート及び充電レートについて説明する。放電レートとは、電池容量に対する放電時の電流の相対的な比率であり、単位Ｃで表される。定格容量Ｘ（Ａｈ）の電池において、１Ｃ相当の電流は、Ｘ（Ａ）である。２Ｘ（Ａ）の電流で放電させた場合は、２Ｃで放電させたといい、Ｘ／５（Ａ）の電流で放電させた場合は、０．２Ｃで放電させたという。また、充電レートも同様であり、２Ｘ（Ａ）の電流で充電させた場合は、２Ｃで充電させたといい、Ｘ／５（Ａ）の電流で充電させた場合は、０．２Ｃで充電させたという。
【符号の説明】
【００９８】
１０：平板
１１：封止材
１２：正極
１３：正極活物質層
１４：セパレータ
１５：負極活物質層
１６：負極
１７：電解液
１８ａ、１８ｂ：犠牲電極層
１８ｇ：ゲル
１９：犠牲電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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