(57)【要約】【課題】  蓄電デバイスを放電回路から取り外す、または放電回路を切断するだけで充電システムを使用することなく自然に電気エネルギーを貯蔵できる蓄電デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】活性炭を主とした分極体に磁性粉を分散させた磁性層を積層させた電極板を作製することにより、磁力によりイオンを誘導させることができ、この作用により、蓄電デバイスを放電回路から取り外す、または放電回路を切断するだけで充電システムを使用することなく自然に性能が復帰し、また何度も充放電が可能で繰り返し使用できる蓄電デバイスを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体、分極性電極、セパレータ、イオン性電解液からなり、分極性電極の片面に、磁性粉を含有する誘電体層を積層させることを特徴とした蓄電デバイス。
【請求項２】
磁性粉として最大エネルギー積ＢＨｍａｘが３０ＭＧＯｅ以上の希土類磁石を含む、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、畜電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  様々な民生用ポータブル機器、自動車、工業分野でもエネルギーの有効利用の観点から蓄電デバイスへの要求はますます高くなっている。【０００３】  電気を蓄え電源として用いる蓄電デバイスとしては、マンガン乾電池やアルカリ乾電池に代表される放電のみの一次電池、ニッケル・カドミウム電池を始めとし、ニッケル水素電池やリチウム・イオン電池のような充放電可能な二次電池、及び、電気二重層キャパシタに代表される大容量キャパシタがある。【０００４】電池の電気化学的なエネルギー貯蔵デバイス（蓄電デバイス）の貯蔵機構は、電極活物質のファラデー的な酸化還元反応を利用して化学エネルギーとして貯蔵するしくみであることから、化学反応に要する時間による充電時間の長さ、充電のサイクル寿命の短さによる頻繁な電池交換等の欠点がある。【０００５】  このような電池に比べ、電気エネルギーの変換無しで電気を蓄えるキャパシタは、充電時間が極端に短くなり、サイクル寿命も理論的には半永久的となる。また、構成材料に有害物質を含まないことから、廃棄に伴う環境への影響も著しく低いなどの利点がある。【０００６】  しかし、キャパシタの最大の弱点は、エネルギー密度が電池に比べて極めて低いことがあり、これまでは、半導体メモリのバックアップや腕時計の電源等の特定用途の電源として使用されるのみであったが、近年の技術改良の結果、電気二重層キャパシタにおいては、リチウム・イオン電池に迫る製品が開発されている。特許文献１には、電気二重層コンデンサを用いた電源装置の技術が開示されている。【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０９２２３４
【０００８】  さらに近年では、大容量の電気二重層キャパシタが製品化されたことにより、二次電池に替わって、電気二重層キャパシタを蓄電手段として用いた電源装置や電気自動車やハイブリッドカーの電源が実用化されている。また、太陽電池や発電機構等を組み合わせたハイブリッド型の電源装置も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  しかしながら、いずれの蓄電デバイスも、蓄電させる際には充電システムを必要とし、性能を回復させる必要があり、単独で電気エネルギーを貯蔵することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、活性炭を主とした分極体に磁性粉を分散させた磁性層を積層させた電極板を作製することにより、磁力によりイオンを誘導させることができ、この作用により、蓄電デバイスを放電回路から取り外す、または放電回路を切断するだけで充電システムを使用することなく電気エネルギーを貯蔵できる蓄電デバイスを提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の蓄電デバイスを使用することにより、充電システムを携帯することなく蓄電デバイスを放電回路から取り外す、または放電回路を切断するだけで自然に性能が復帰し、また何度も充放電が可能で繰り返し使用できる蓄電デバイスを提供することができる。さらに、この蓄電デバイスを使用することで、通常蓄電デバイスを蓄電するための充電システムが消費する電力が節約できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下に、本発明の蓄電デバイスについて詳細に説明する。【００１３】  図１は、本発明を適用した蓄電デバイスの構成の一例を示す模式図である。本発明に係る蓄電デバイスは、集電体に分極性電極を取り付けた一対の電極間に電解液を充填した蓄電デバイスにおいて、前記分極性電極の負極側に多孔質膜を介して磁性層を積層させることを特徴とするものである。【００１４】  磁性層は、磁性粉をセラミック等の誘電体と混合したものである。【００１５】  すなはち、分極性電極の負極側に磁性層を積層することにより、当該蓄電デバイスを放電回路から取り外す、または放電回路を切断すると、充電時の状態と同じように分極性電極を自然に正および負に帯電させることができ、外部の充電システムと接続させることなく、繰り返し電気エネルギーを供給することができる。【００１６】  磁性粉は、サマリウムコバルト、プラセオジムコバルト、フェライト、イットリウム鉄ガーネットなど磁気エネルギーが大きいものであれば特に限定されないが、好ましくは最大エネルギー積ＢＨｍａｘが３０ＭＧＯｅ以上の希土類磁石である。特に、ネオジウム鉄ボロンはＢＨｍａｘが４０ＭＧＯｅ以上を有するため好ましい。また、磁性層にはトルマリン等の圧電体を添加してもよい。【００１７】  集電体としては、例えばアルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケルなどを挙げることができるが、その中でも、アルミニウムは他の金属と比較して保有電子量が多く、磁力により陰イオンの流動性を高めるため好ましい。また、その厚さとしては、５〜５０μｍのものが好ましい。【００１８】  使用される活性炭としては、特に限定されないが、比表面積が１０００〜１００００ｍ２／ｇの活性炭が好ましい。さらに好ましくは、比表面積が５０００〜１００００ｍ２／ｇの活性炭である。具体的には、カエデ、イチョウ及び熊笹の葉由来の活性炭であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。これらは、単独で使用することも、二種類以上を混合して使用することもできる。また、従来使用されている公知の結合剤、導電剤、各種添加剤を混合してもよい。【００１９】  電解液は、一般的に水溶液系と有機系の２種があり、特に限定されないが、ｐＨ０〜１の水素イオン水がプロトンを多く含んでおり、且つ腐食性も低いため好ましい。また、水素イオン水を使用することで、人体及び環境に対する安全性も向上する。【００２０】  さらに、電解液中に、高分子化合物を添加してもよい。高分子化合物の添加は、イオン導電性を高める効果がある他、電解液に適度な粘性を持たせることで塗布しやすくしたり、電極とセパレータの密着性を上げることができる。具体的には、アクリロニトリル系重合体、アクリレートもしくはメタクリレート共重合体、芳香族ポリアミド、含フッ素ポリマー及びセルロース類が挙げられる。加えて、安全性向上を目的として酸化アルミニウム、酸化チタン、二酸化マンガンあるいは酸化硅素などの絶縁性粒子を含有させてもよい。【００２１】  セパレータは、正極板と負極板とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながら電極反応物質のイオンを通過させるものである。このセパレータは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあ��いはポリエチレンなどの合成樹脂からなる多孔質膜や、セラミックからなる多孔質膜などにより構成されており、これらの２種以上の多孔質膜が積層されたものであってもよい。【００２２】  本発明が適用される蓄電デバイスの構造は特に限定されないが、通常、正極および負極と、セパレータとを、扁平渦巻状に巻回して巻回式極板群としたり、これらを平板状として積層して積層式極板群とし、これら極板群を外装体中に封入した構造とするのが一般的である。これらは、外装に応じて、ペーパー型電池、ボタン型電池、コイン型電池、積層型電池、円筒型電池などとして使用される。
【実施例】
【００２３】  次に、本発明について具体的実施例を挙げて説明する。ただし、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。【００２４】  減圧窒素雰囲気下において、アルミ箔に、比表面積５０００ｍ２／ｇの活性炭、カーボンブラック等の混合物からなる分極性電極、多孔質膜、ネオジウム鉄ボロンおよび酸化マンガン等からなる磁性層を合わせた正極体、負極体と、ＰＰ製セパレータを、正極体および負極体のリード部が各々電極端子に接続できるように積層させて積層体を得た。次に、正極体および負極体のリード部を各々電極端子に溶接により接着した。この積層体を、電極端子が開口部側になるよう、アルミ袋に挿入し、水素イオン水を注入した。続いて、積層体を減圧処理した後密封して、本発明の蓄電デバイスを得た。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明の蓄電デバイスは、ノートパソコン等の情報機器や携帯電話等の移動通信機器、デジタルカメラ等、小型電子機器用途として利用できる。さらには積層数を増加するまたは複数個組み合わせることによって、自動車等や大型機器への利用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の蓄電デバイスの基本構造
【符号の説明】
【００２７】１；正極集電体
２；分極性電極
３；多孔質膜
４；磁性層
５；セパレータ
６；負極集電体
【図１】
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