(57)【要約】【課題】高速充電が可能で、安全性が高く、電池寿命も長い、優れた電源装置を提供する。【解決手段】導電性ポリマー型電池１と、高容量密度型リチウムイオン二次電池２と、それぞれの電池１，２の電池残量を検出するＳＯＣ検出器３，４と、コントローラ５と、負荷８への電力を出力する電力出力部とを備え、外部電源からの充電が、上記導電性ポリマー型電池１に対して優先的に行われ、上記電力出力部への電力出力が、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池２から優先的に行われるようになっているとともに、上記導電性ポリマー型電池１を用いて上記高容量密度型リチウムイオン二次電池２が充電されるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電速度の速い第１電池と、充放電速度の遅い第２電池と、上記第１電池の電池残量を検出する第１の電池残量検出回路と、上記第２電池の残量を検出する第２の電池残量検出回路と、上記第１電池の出力部と第２電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備え、
上記第１電池として導電性ポリマー型電池が用いられ、上記第２電池として高容量密度型電池が用いられており、
外部電源からの充電が、上記第１電池に対して優先的に行われ、上記電力出力部への電力出力が、上記第２電池から優先的に行われるようになっているとともに、上記第１の電池残量検出回路および第２の電池残量検出回路の出力に応じて、上記第１電池から上記第２電池への放電により第２電池が充電されるようになっていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記導電性ポリマー型電池の少なくとも一方の電極が、導電性ポリマーと、電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものである請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
上記アニオン性材料が、ポリマーアニオンである請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
上記ポリマーアニオンが、ポリカルボン酸である請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
上記導電性ポリマーがポリアニリンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備える電源装置であって、
上記第１電池および第２電池の少なくとも一方が、上記受信アンテナに接続され、受信アンテナが受信した電力を蓄えるものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
上記請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置を用いてなることを特徴とするモバイルデバイス。
【請求項８】
上記請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置を用いてなることを特徴とするバッテリー式電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置およびそれを用いたモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車に関するものであり、詳しくは、モバイルデバイスやバッテリー式電気自動車等に電力供給するための電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや、スマートフォン等の携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯型オーディオ機器等の携帯型電気・電子機器（以下、「モバイルデバイス」と総称する）の普及が著しい。このようなモバイルデバイスを駆動するための電源としては、リチウムイオン電池等の二次電池（化学二次電池ともいう）が利用されており、予め家庭やオフィス等に設置された商用電源を利用して、繰り返し充電しながら使用することができるようになっている。
【０００３】
そして、このような二次電池では、つぎつぎと大容量タイプのものが出現しており、大容量のものであればあるほど、１回の充電で使用できる時間が長くなり、携帯ツールとして持ち歩いて使用しやすいものとなる。しかし、その半面、大容量のものほど充電に時間がかかり、例えば容量（満充電）の８０％に達する充電を行うのに３０分から数時間を要する場合があり、モバイルデバイスといいながら、その充電中は電源のある場所から移動することができず、利便性が悪くなるという問題を有する。
【０００４】
そこで、上記モバイルデバイス等の電源装置において、充電時間をより短縮化するために、２つの異なるタイプの電池、すなわち、電気容量は小さいが短時間で充放電して大きな出力（大きな電流）を供給することのできる高出力密度型の電池と、大きな出力を供給することはできないが、電気容量密度の高い（電力容量が大きい）、充放電に比較的時間を要する電池とを組み合わせ、充放電速度の速い高出力密度型電池を優先的に充電することが検討されている。なお、以下、前者を「高出力密度型電池」といい、後者を「高容量密度型電池」という。なお、出力密度は、電池の単位重量当たりの出力〔Ｗ／ｋｇ〕で表され、容量密度は、電池の単位重量当たりの容量〔Ａｈ／ｋｇ〕で表される。また、上記の表現において、「大きな出力」、「大きな容量」とは、２種類の異なる電池（高出力密度型電池と高容量密度型電池）を比較した際の相対的なものである。
【０００５】
このような、高出力密度型電池と高容量密度型電池を組み合わせた例として、例えば、高出力密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池と、高容量密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池とを組み合わせたバッテリーモジュールがあげられる（特許文献１を参照）。このものは、上記高出力密度型電池タイプのリチウムイオン二次電池を充電用電池として用いることにより、高速充電可能な予備電源として用いることができるようにしたものである。
【０００６】
また、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタ等のコンデンサ型蓄電池を用い、高容量密度型電池としてリチウムイオン二次電池を用いた電源装置もある（特許文献２を参照）。このものは、上記コンデンサ型蓄電池による充放電動作を優先的に行うことによって、電源装置全体としての充電時間を短縮することができるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０９５２９２号
【特許文献２】特開２００２−９５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記リチウムイオン二次電池は、極端な過充電や過放電によって電極が不安定な状態になり発熱することがあり、その暴走を防ぐために複数の安全装置を具備している。そして、その発熱は、リチウムイオン二次電池を、高出力が要求される高出力密度型電池として用いる場合に、とりわけ大きいものとなるため、これを、外部からの衝撃を受けやすいモバイルデバイス等に搭載して用いることは好ましいものとはいえない。
【０００９】
一方、最近になって、大気汚染や、地球の温暖化の問題においても、真剣にこれを解決する方策が研究されており、その一つとして、ハイブリッド車や電気自動車等のバッテリー式電気自動車が既に実用化の段階に入っている。リチウムイオン二次電池はこれらの主なバッテリーとして実用化されている。
【００１０】
しかし、バッテリー式電気自動車のためのバッテリーは、特に、回生ブレーキによる急速充電や加速時に高い出力密度が求められるところ、リチウムイオン二次電池は、電気量は大きいが、上述したように出力密度が低いという問題がある。
【００１１】
そこで、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタが注目されている。しかし、高出力密度型電池として電気二重層キャパシタを用いたものは、リチウムイオン二次電池よりも安全性は高いものの、その電気容量が、前記リチウムイオン二次電池より一桁小さいため、リチウムイオン二次電池に匹敵する電気容量のものを得ようとすれば、電池が嵩高いものとなり、コンパクトなモバイルデバイスや大きな電気容量を必要とするバッテリー式電気自動車に搭載するには、その大きさや電気容量に限界がある。
【００１２】
また、一般に、二次電池は、充放電を繰り返すと劣化する。電池の劣化を示す指標として、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）がある。ＳＯＨは、初期の満充電容量（Ａｈ：アンペアアワー）に対する劣化時の満充電容量（Ａｈ）の割合で表される。ＳＯＨが低くなれば交換した方がよい（その目安は、一般に７５％とされる）とされているが、２種類の電池を組み合わせた場合、一方の電池で頻繁に充放電を繰り返すと、その電池のＳＯＨが早く低下する。このため、他方の電池はまだまだ使用可能であっても、電源装置全体として廃棄処分せざるを得ないという事態が生じて不経済であるという問題もある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高速充電が可能で、しかも安全性が高く、電池寿命も長い、優れた電源装置およびそれを用いたモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、充放電速度の速い第１電池と、充放電速度の遅い第２電池と、上記第１電池の電池残量を検出する第１の電池残量検出回路と、上記第２電池の残量を検出する第２の電池残量検出回路と、上記第１電池の出力部と第２電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備え、上記第１電池として導電性ポリマー型電池が用いられ、上記第２電池として高容量密度型電池が用いられており、外部電源からの充電が、上記第１電池に対して優先的に行われ、上記電力出力部への電力出力が、上記第２電池から優先的に行われるようになっているとともに、上記第１の電池残量検出回路および第２の電池残量検出回路の出力に応じて、上記第１電池から上記第２電池への放電により第２電池が充電されるようになっている電源装置を第１の要旨とする。また、上記電源装置を用いてなるモバイルデバイス並びにバッテリー式電気自動車を第２の要旨とする。
【００１５】
すなわち、本発明者らは、安全で優れた電源装置を開発するために鋭意研究を行った結果、充放電速度の速い導電性ポリマー型電池と、充放電速度の遅い、高容量密度型電池とを組み合わせ、上記導電性ポリマー型電池を、優先的に外部電源からの充電用として用い、携帯時や移動時に、この導電性ポリマー型電池から上記高容量密度型電池への充電を行うようにすると、安全性が高く、高速充電が可能になるだけでなく、上記導電性ポリマー型電池の高容量、高出力、高いサイクル特性により、電源装置としての寿命が長くなることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電源装置における充電のための高出力密度型電池として、従来このような用途に全く用いられていなかった導電性ポリマー型電池を用いているため、極めて短時間の充電をするだけで、充分な充電量を得ることができ、これを充電装置から外して安心して使用することができる。しかも上記導電性ポリマー型電池の高容量、高出力、高いサイクル特性によって、導電性ポリマー型電池と、これに組み合わせるもう一方の高容量密度型電池との電池寿命が長くなり、電源装置全体としての寿命が延びて経済的である。さらに、高出力密度型電池の安全性が高い。
【００１７】
なお、本発明において、「充放電速度の遅い」、「充放電速度の速い」の区別は、２つの種類の異なる電池を対比した場合の相対的な区別である。
【００１８】
そして、本発明において、特に、上記導電性ポリマー型電池の少なくとも一方の電極が、導電性ポリマーと、電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものであると、導電性ポリマー型電池がロッキングチェア型の機構を有するものとなり、より優れたサイクル特性を発揮して好ましいものとなる。
【００１９】
ここで、上記「電極内に固定されたアニオン性材料」とは、このアニオン性材料が、他の電極形成材料とともに複合体として形成されて、その複合体内に固定された状態にあるものをいい、アニオン性材料が固定されて動かないことによって、対するカチオンが移動する性質を有するようになり、ひいては、これを用いた導電性ポリマー型電池がロッキングチェア型の機構を有するようになることを意味する。
【００２０】
また、本発明において、上記アニオン性材料が、ポリマーアニオンであると、このポリマーアニオンが電極形成材料のバインダーとしても機能するため好ましく、なかでも、ポリマーアニオンがポリカルボン酸であると、導電性ポリマー型電池の性能がさらに向上して、より好ましいものとなる。
【００２１】
そして、本発明において、上記導電性ポリマーがポリアニリンであると、ポリアニリンの電気化学的容量が大きく、導電性ポリマー型電池の性能がより一層向上するため、とりわけ好ましいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電源装置の構成を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施例に用いられる導電性ポリマー型電池の放電レート特性を示すグラフ図、（ｂ）は上記導電性ポリマー型電池の充電レート特性を示すグラフ図である。
【図３】上記導電性ポリマー型電池の充放電サイクル特性を示すグラフ図である。
【図４】比較のために示される、リチウムイオン二次電池の充電レート特性を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例と比較例における電池寿命のシミュレーションデータを示すグラフ図である。
【図６】上記シミュレーションデータに用いた比較例の構成を示す説明図である。
【図７】本発明の電源装置を用いたモバイルデバイスの利便性を説明するための説明図である。
【図８】比較のために示される、リチウムイオン二次電池を単独で電源装置として用いたモバイルデバイスの説明図である。
【図９】本発明の電源装置を非接触充電システムにて充電する際の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の実施態様の一例を説明するものであり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００２４】
まず、本発明の電源装置は、各種のモバイルデバイスやバッテリー式電気自動車等を駆動させるための電源として用いられる装置である。上記モバイルデバイスとしては、ノートパソコンや、スマートフォン等の携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯型オーディオ機器等があげられる。また、上記バッテリー式電気自動車（以下、「電気自動車」ということがある）としては、移動能力の一部として、１つまたは複数の再充電可能なバッテリーから得られた電力を含む車という意味で使われる。例えば、車の減速から得られたエネルギーと、従来のモーターとを使って車を充電する車載充電装置を含むハイブリッド型電気自動車であってもよいし、全ての移動能力を電力から取り出してもよい。これらのモバイルデバイスや電気自動車は、携帯や移動のために充分な量の充電を、できるだけ短時間で行うことが望ましく、本発明の電源装置を用いることが最適である。
【００２５】
このようなモバイルデバイスや電気自動車等を駆動させるための、本発明の電源装置は、例えば図１の電源装置９に示すような構成を備えている。電源装置９では、その内部に備えた変換部６が、外部電源１０から得た電力を充電に適した電力に変換し、この変換された電力が充放電速度の遅い第２電池より、充放電速度の速い第１電池に対して優先的に伝送され、そこで充電される。上記充放電速度の速い第１電池として、導電性ポリマー型電池１が設けられている。また、モバイルデバイスを携帯して使用する際や電気自動車で移動する際に、電力を出力するための、充放電速度の遅い第２電池として、高容量密度型リチウムイオン二次電池２が設けられている。
【００２６】
そして、上記導電性ポリマー型電池１と高容量密度型リチウムイオン二次電池２は、それぞれＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）検出器３，４を介してコントローラ５に接続され、さらに変換部７を介して並列に接続されている。また、上記導電性ポリマー型電池１および高容量密度型リチウムイオン二次電池２は、それぞれに接続されている変換部７（本発明の「電力出力部」に相当）を介して負荷（モバイルデバイスや電気自動車等）８に接続されており、負荷８に電力を供給するようになっている。
【００２７】
上記変換部６は、外部電源１０より得た電力を種々変換し、上記第１電池および第２電池の少なくとも一方へ出力する。例えば、電池を充電するのに適した電力出力に変換したり、蓄電に適した電圧に制御変換したりする。なかでも、上記変換部６としては、交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流機能と、電圧を制御する電圧制御機能とを有することが好ましい。
【００２８】
また、上記変換部６は、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、マッチング回路、インバータ、コンバータ、スイッチング回路、保護回路等を含んでもよい。
【００２９】
上記発振器は、所望の周波数を発生させるように構成されており、この周波数は、調整信号に応じて調整されてもよい。また、上記発振器の信号は、電力増幅器が、整合信号に応じた増幅量で増幅してもよい。上記フィルターおよびマッチング回路は、高調波や他の不要な周波数をフィルターをかけて除去するために、または、電力変換モジュールのインピーダンスを送受信アンテナに整合させるために含まれていてもよい。
【００３０】
そして、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池２の充電量が低下して、上記コントローラ５に予め設定された充電量の値よりも低くなると、上記コントローラ５および変換部７により、上記導電性ポリマー型電池１を用いて上記高容量密度型リチウムイオン二次電池２の充電が行われるようになっている。また、その充電を繰り返すことによって、上記導電性ポリマー型電池１の充電量が低下した場合には、その都度、外部電源１０を使って上記導電性ポリマー型電池１を充電するようになっている。
【００３１】
上記変換部７においては、負荷に適した電力・電圧に制御変換したり、導電性ポリマー型電池１から高容量密度型リチウムイオン二次電池２の充電を行えるように、スイッチング回路を有していてもよい。すなわち、変換部７においても、上記変換部６と同様に、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、マッチング回路、インバータ、コンバータ、スイッチング回路、保護回路等を含んでもよい。
【００３２】
この電源装置９において、外部電源１０からの充電用電池として用いる導電性ポリマー型電池１は、高容量密度型リチウムイオン二次電池２に比べて充放電速度が極めて速く、しかもサイクル特性が良好で、単独でのＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ：〔劣化時の満充電容量／初期の満充電容量〕、電池劣化の指標、一般に７５％が廃棄の目安とされる）の低下が小さいという特徴を有する。したがって、電源装置９は、外部電源１０からの充電を、ごく短時間で一気に行うことができ、携帯時もしくは移動時の安心感に優れたものとなる。そして、充放電を繰り返すとＳＯＨが低下しやすい高容量密度型リチウムイオン二次電池２は、放電（負荷８への出力）が主であり、ＳＯＣがかなり低下したときに導電性ポリマー型電池１からの充電を受けるため、充電の回数が少なく、電源装置９全体としてのＳＯＨの低下が抑えられる。したがって、電源装置９の寿命が長くなり、経済的である。
【００３３】
しかも、上記導電性ポリマー型電池１は、熱や過充電、過放電によって導電性が低下する特性から、それ自身が安定、安全であるとともに、電源装置９以外の周囲から仮に熱を受けても暴走しにくい。したがって、高速充電のために安全なものとなり、これを搭載した機器、例えば、モバイルデバイスや電気自動車は、より安心して使用することができる。
【００３４】
なお、上記電源装置において、導電性ポリマー型電池１は、必ずしも高容量密度型リチウムイオン二次電池２への充電のみを行うものである必要はなく、場合によっては、その放電によって、負荷８への出力を補う機能を果たすよう設定することもできる。
【００３５】
また、上記電源装置９において、導電性ポリマー型電池１と高容量密度型リチウムイオン二次電池２とが組み合わせられており、上述のように、導電性ポリマー型電池１が主として外部電源１０から充電されて、携帯時や移動時には、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池２への充電を行う機能を果たすものであれば、それ以外の設定は、図１の構成に限るものではない。そして、上記導電性ポリマー型電池１からの充電を受ける高容量密度型電池も、リチウムイオン二次電池に限らず、異なるタイプの電池を用いるようにしても差し支えない。
【００３６】
また、上記電源装置９では、導電性ポリマー型電池１と高容量密度型リチウムイオン二次電池２とを組み合わせた回路等を、一つの装置として組み立てているが、例えば充電に供する導電性ポリマー型電池１とそのための回路等を、単独のユニットとして組み立て、これを、モバイルデバイスや電気自動車等の電源装置９部分に着脱自在に取り付けることができるようにしてもよい。この構成によれば、外部電源１０から導電性ポリマー型電池１に充電を行う際、モバイルデバイスや電気自動車等の機器全体を外部電源１０に接続する必要がなく、導電性ポリマー型電池１のユニットのみを外部電源１０に接続することができ、より簡便に充電作業を行うことができる。
【００３７】
上記電源装置９に用いられる導電性ポリマー型電池１とは、導電性ポリマーを含む電極を有する二次電池をいい、その電極の活物質の主成分が導電性ポリマーからなるものをいう。ここで主成分とは、全体の過半を占める成分のことをいい、全体が主成分のみからなる場合も含む意味である。そして、この導電性ポリマー型電池１は、高容量、高出力、高いサイクル特性を備えるものである。
【００３８】
上記導電性ポリマーとは、ポリマー主鎖の酸化反応または還元反応によって生成し、または消失する電荷の変化を補償するために、イオン種がポリマーに挿入され、またはポリマーから離脱することによって、ポリマー自身の導電性が変化する特性を備えたポリマーをいい、このようなポリマーにおいて、イオン種がポリマーに挿入されて導電性が高い常態を「ドープ状態」といい、イオン種がポリマーから離脱して導電性が低い状態を「脱ドープ状態」という。導電性を有するポリマーが酸化反応または還元反応によって導電性を失い、絶縁性（すなわち脱ドープ状態）となっても、そのようなポリマーは、酸化還元反応によって、再度、可逆的に導電性を有することができることから、脱ドープ状態にある絶縁性のポリマーも、本発明においては、導電性ポリマーの範疇に含むものとする。
【００３９】
したがって、本発明において、好ましい導電性ポリマーの一つは、無機酸アニオン、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、ポリマースルホン酸アニオンおよびポリビニル硫酸アニオンから選ばれる少なくとも一種のプロトン酸アニオンをドーパントとして有するポリマーである。また、本発明において好ましい導電性ポリマーの他の一つは、上記導電性ポリマーを脱ドープした脱ドープ状態のポリマーである。
【００４０】
このような導電性ポリマーを構成するポリマーとしては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリアズレン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアセン等や、これらの種々の誘導体をあげることができる。そして、これらのなかでも、特に、単位重量当たりの電気容量が大きいポリアニリンまたはポリピロール、そしてそれらの誘導体から選ばれる少なくとも一種のポリマーが好適である。
【００４１】
上記ポリアニリンとは、アニリンを電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいい、ポリアニリンの誘導体とは、アニリンの誘導体を電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいう。また、アニリンの誘導体としては、アニリンの４位以外の位置にアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基等の置換基を少なくとも一つ有するものを例示することができる。好ましい具体例として、例えば、ｏ−メチルアニリン、ｏ−エチルアニリン、ｏ−フェニルアニリン、ｏ−メトキシアニリン、ｏ−エトキシアニリン等のｏ−置換アニリン、ｍ−メチルアニリン、ｍ−エチルアニリン、ｍ−メトキシアニリン、ｍ−エトキシアニリン、ｍ−フェニルアニリン等のｍ−置換アニリンをあげることができる。
【００４２】
ただし、４位に置換基を有するアニリン誘導体であっても、ｐ−フェニルアミノアニリンは、酸化重合によってポリアニリンを与えるため、例外的に、アニリン誘導体として好適に用いることができる。
【００４３】
また、上記ポリピロールとは、ピロールを化学酸化重合や電解酸化重合させることによって得られるポリマーをいい、ポリピロールの誘導体とは、ピロールの誘導体を化学酸化重合や電解酸化重合させて得られるポリマーをいう。ここに、ピロールの誘導体としては、ピロールの２位および５位以外の位置にアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基等の置換基を少なくとも一つ有するものを例示することができる。好ましい具体例として、例えば、３−メチルピロール、３−エチルピロール、３−エテニルピロール、３−メトキシピロール、３−エトキシピロール、３−フェニルピロール、３−フェノキシピロール、３−ｐ−トルイルピロール、３−ベンジルピロール、３−メトキシメチルピロール、３−ｐ−フルオロフェニルピロール、３，４−ジメチルピロール、３，４−ジエチルピロール、３，４−ジエテニルピロール、３，４−ジメトキシピロール、３，４−ジエトキシピロール、３，４−ジフェニルピロール、３，４−ジフェノキシピロール、３，４−ジ（ｐ−トルイル）ピロール、３，４−ジベンジルピロール、３，４−ジメトキシメチルピロール、３，４−ジ（ｐ−フルオロフェニル) ピロール等をあげることができる。
【００４４】
なお、以下、本発明において、特に断らない限り「アニリンまたはその誘導体」を単に「アニリン」といい、また、「ポリアニリンおよびその誘導体から選ばれる少なくとも一種」を単に「ポリアニリン」という。また、同様に、特に断らない限り「ピロールまたはその誘導体」を単に「ピロール」といい、また、「ポリピロールおよびその誘導体から選ばれる少なくとも一種」を単に「ポリピロール」という。したがって、導電性ポリマーを構成するポリマーがアニリン誘導体またはピロール誘導体から得られる場合であっても、それぞれ「導電性ポリアニリン」または「導電性ポリピロール」ということがある。
【００４５】
そして、上記導電性ポリマーをドープ状態で得るには、上記導電性ポリマーを形成しうるモノマーの化学酸化重合または電解酸化重合時に、ドーパントを共存させることが好適である。
【００４６】
また、本発明で用いられる導電性ポリマー型電池１は、その少なくとも一方の電極、例えば正極が、上記導電性ポリマーと電極内に固定されたアニオン性材料とを有するものであることが好ましい。
【００４７】
上記アニオン性材料の具体例としては、ポリマーアニオンや分子量の比較的大きなアニオン化合物、電解液に溶解性の低いアニオン化合物等があげれら、なかでも、ポリマーアニオンは、電極形成材料のバインダーとしても機能するため、より好ましく用いられる。
【００４８】
このようなポリマーアニオンとしては、分子中にカルボキシル基を有する活物質化合物、特に、ポリカルボン酸およびその金属塩から選ばれる少なくとも一種が好ましく用いられる。ポリカルボン酸の具体例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニル安息香酸、ポリアリル安息香酸、ポリメタリル安息香酸、ポリマレイン酸、ポリフマル酸、ポリグルタミン酸およびポリアスパラギン酸、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、およびこれらポリマーの繰り返し単位の少なくとも二種を含む共重合体から選ばれる少なくとも一種である。なお、上記共重合体は、グラフト共重合体を含むものとする。
【００４９】
また、上記ポリカルボン酸の金属塩の具体例としては、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも一種があげられ、アルカリ金属塩としては、リチウム塩やナトリウム塩が好ましく、アルカリ土類金属塩としては、マグネシウム塩やカルシウム塩が好ましい。
【００５０】
本発明に用いられる導電性ポリマー型電池１の構成をより詳しく説明すると、例えば、電解質層と、これを挟んで対向して設けられる正極と負極とを備え、その少なくとも一方、すなわち、この例では正極に、上記導電性ポリマーとそのドーパントを含む固体を活物質とを有する正極シートを用いた構成になっている。
【００５１】
なお、上記正極と負極には、それぞれ集電体が設けられており、この集電体に、導電性ポリマー等の活物質を一体的に固定するようになっている。このような集電体としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、銅等の金属箔やメッシュが好適に用いられる。
【００５２】
上記正極に用いられる正極シートは、例えば、つぎのようにして得ることができる。すなわち、まず、前記ポリカルボン酸等のアニオン性材料を水に溶解させ、または分散させ、これに導電性ポリマー粉末と、必要に応じて、導電性カーボンブラックのような導電助剤を加え、これを充分に分散させて、溶液粘度（３０℃、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、粘度弾性測定装置  ＨＡＡＫＥ  Ｒｈｅｏｓｔｒｅｓｓ６００粘度計にて測定）が０．０５〜５０Ｐａ・ｓ程度である高粘性のペーストを調製する。そして、これを集電体上に塗布した後、水を蒸発させることによって、集電体上に、上記導電性ポリマー粉末と前記アニオン性材料と（必要に応じて用いられる導電助剤と）からなる均一な正極活物質の層を有する複合体シートとして得ることができる。
【００５３】
上記導電助剤は、導電性に優れるとともに、電池の活物質間の電気抵抗を低減するために有効であり、さらに、電池の充放電時に印加する電位によって性状の変化しない導電性材料であることが望ましい。通常、上述したような導電性カーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等や、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等の繊維状炭素材料が用いられる。
【００５４】
なお、上記アニオン性材料は、何ら理論によって制約されるものではないが、正極の製造において、バインダーとしての機能を有するとともに、正極の導電性ポリマーのドーパントとしても機能して、導電性ポリマー型電池１としての特性の向上にも関与しているものと考えられる。
【００５５】
上記アニオン性材料は、例えば、導電性ポリマー１００重量部に対して１〜１００重量部用いることガ好ましく、より好ましくは２〜５０重量部、最も好ましくは５〜３０重量部の範囲で用いられる。導電性ポリマーに対する上記アニオン性材料の量が少なすぎると、重量出力密度に優れた導電性ポリマー型電池１を得ることができなくなるおそれがあり、他方、導電性ポリマーに対する上記アニオン性材料の量が多すぎると、正極活物質以外の成分重量が増大することによる正極の重量の増大によって、電池全体の重量を考慮したとき、高重量エネルギー密度の導電性ポリマー型電池１を得ることができなくなるおそれがある。
【００５６】
また、上記正極シートの正極活物質層は、多孔質層として形成されるが、その空隙率は３５〜８０％の範囲であることが望ましい。
【００５７】
なお、上記「空隙率」は、下記の〔式１〕により算出することができる。
〔式１〕
正極シートの正極活物質層の空隙率Ｐ（％）＝（（ＳＴ−Ｖ）／ＳＴ）×１００
【００５８】
ここで、Ｓは正極シートの面積（ｃｍ2 ）、Ｔは集電体の厚みを除いた正極シートの厚み（ｃｍ）、Ｖは集電体を除いた正極シートの体積（ｃｍ3 ）である。集電体を除いた正極シートの体積は、正極シートを構成する材料の重量割合とそれぞれの材料の真密度の値を用いて、正極シートを構成する材料全体の平均密度を算出しておき、正極シートを構成する材料の重量の総和をこの平均密度で除することによって求められる。
【００５９】
そして、上記導電性ポリマー型電池１に用いられる電解質層は、例えば、セパレータに電解液を含浸させてなるシートや、固体電解質からなるシートが好ましく用いられる。固体電解質からなるシートは、それ自体がセパレータを兼ねている。
【００６０】
このようにセパレータに含浸させるとともに、電極にも含浸させるための電解液を構成する電解質としては、例えば、卑金属イオンとこれに対する適宜のカウンターイオン、例えば、スルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ素イオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドイオン、ハロゲンイオン等を組み合わせてなるものが好ましく用いられる。
【００６１】
なお、上記「卑金属」とは、イオン化傾向が水素よりも大きく、空気中で（加熱すると、）容易に酸化される金属をいい、リチウム、ナトリウムやカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムやカルシウムのようなアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛、鉛等がこれに属する。
【００６２】
したがって、このような電解質の具体例としては、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｃ2 Ｆ5 ）2 ＬｉＣｌ、ＮａＣＦ3 ＳＯ3 、ＮａＣｌＯ4 、ＮａＢＦ4 、ＮａＰＦ6 、ＮａＡｓＦ6 、Ｃａ（ＣＦ3 ＳＯ3 ) 2 、Ｃａ（ＣｌＯ4 ）2 、Ｃａ（ＢＦ4 ）2 、Ｃａ（ＰＦ6 ）2 、Ｃａ（ＡｓＦ6 ）2 等をあげることができる。
【００６３】
そして、電解液を構成する溶媒としては、カーボネート類、ニトリル類、アミド類、エーテル類等の少なくとも一種の非水溶媒、すなわち、有機溶媒が用いられる。このような有機溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブ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、エチルメチルカーボネート、アセトニトリル、プロピオニトリル、Ｎ，Ｎ' −ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン等をあげることができる。
【００６４】
また、上記導電性ポリマー型電池１において、セパレータを用いる場合、セパレータは、これを挟んで対向して配設される正極と負極の間の電気的な短絡を防ぐことができ、さらに、電気化学的に安定であり、イオン透過性が大きく、ある程度の機械強度を有する絶縁性の多孔質シートであればよい。したがって、例えば、紙、不織布や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド等の樹脂からなる多孔性のフィルムが好ましく用いられる。
【００６５】
さらに、上記導電性ポリマー型電池１において、負極には、卑金属や、また、酸化還元時に卑金属イオンを挿入、脱離し得る材料が好ましく用いられる。上記卑金属としては、金属リチウムや金属ナトリウム等のアルカリ金属類、金属マグネシウム、金属カルシウム等のアルカリ土類金属をあげることができ、また、上記卑金属イオンとしては、上記卑金属のイオンをあげることができる。また、上記卑金属イオンを挿入、脱離し得る材料としては、好ましくは、炭素材料が用いられるが、ケイ素やスズ等も用いることができる。なお、本発明において、「用いる」とは、その形成材料のみを使用する場合以外に、その形成材料と他の形成材料とを組み合わせて使用する場合も含める趣旨であり、通常、他の形成材料の使用割合は、その形成材料の５０重量％未満に設定される。
【００６６】
また、導電性ポリマー型電池１は、上述の正極、電解質層、負極等のほかに、集電体を用いることができる。集電体は、導電性がよく安定なものであれば特に限定されないが、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、銅等の金属箔やメッシュ等が好ましく用いられ、さらにステンレス製の材料が好ましく用いられる。さらに負極が金属の場合には負極そのものが集電体を兼ねてもよい。
【００６７】
そして、上記導電性ポリマー型電池１の組立ては、これらの材料を用いて、例えばグローブボックス中、超高純度アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００６８】
このようにして得られる、本発明に用いられる導電性ポリマー型電池１は、電気二重層キャパシタのように、重量出力密度とサイクル特性に優れるだけでなく、従来の電気二重層キャパシタの重量エネルギー密度よりも非常に高い重量エネルギー密度を有している。したがって、モバイルデバイスや電気自動車等の電源装置において、外部電源１０からの高速充電用の電池として導電性ポリマー型電池１を用いると、安全で電池寿命の長い、優れた電源装置を得ることができる。
【００６９】
なお、上記導電性ポリマー型電池１が、このように高容量、高出力であり、高速充電が可能である理由は、電解液量が少なくてすむカチオン移動型であるロッキングチェア型電池と、出力特性が優れるアニオン移動型のリザーブ型電池の、両方の優れた特性を兼ね備えていることによると考えられる。
【００７０】
＜非接触充電システム＞
つぎに本発明の電源装置では、非接触充電を可能とするため、さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備えるものであってもよい。言い換えると、本願発明の電源装置は、上述のように、充放電速度の速い第１電池と、充放電速度の遅い第２電池と、上記第１電池の電池残量を検出する第１の電池残量検出回路と、上記第２電池の残量を検出する第２の電池残量検出回路と、上記第１電池の出力部と第２電池の出力部とがともに接続され負荷への電力を出力する電力出力部とを備えているものであるが、これらに加えて、さらに、外部電源から供給される電力を受信する受信アンテナとを備えるものであってもよい。
【００７１】
上記受信アンテナを加えた電源装置は、例えば、図９に示した非接触充電システムにより充電される。充電時には、外部電源１０から供給される電力が、送電装置１３（充電装置）内にある送信アンテナ１１から、電磁的結合による交流電力誘起により受信アンテナ１２（例えばコイルで構成されている）へ伝送される。そして変換部６が、受信アンテナ１２に伝送された電力を充電するのに適した電力に変換し、この変換された電力が、導電性ポリマー型電池１および高容量密度型リチウムイオン二次電池２の少なくとも一方へ伝送され、蓄電されることとなる。
【００７２】
すなわち、非接触充電システムでは、送信アンテナ１１を有する送電装置１３の近くに電源装置９’を置くことで、電源装置９’内の受信アンテナ１２と、送電装置１３内の送信アンテナ１１とが揃い、その結果、近接場結合を生じさせ、効率的なエネルギー伝送が可能となる。近接場内であれば、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２との間で結合モードが起こりうるからである。
【００７３】
上記送信アンテナ１１は、電力を送信する機能を有するものであり、一方、受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１から送信された電力を必要に応じて変換部６を介し、蓄電デバイスへ伝送する機能を有するものである。
【００７４】
そして、上記送信アンテナ１１および受信アンテナ１２は、「ループ」アンテナとして構成してもよく、より具体的には、複数回巻のループアンテナとして構成してもよい。このループアンテナは、「磁気」アンテナと呼ぶこともある。ループアンテナは、空芯、またはフェライト芯のような物理的な芯を含むように構成してもよい。空芯ループアンテナは、他の要素をコア領域内に置いてもよい。物理的な芯のアンテナであると、より強力な電磁場が起こりうるためより好ましい。
【００７５】
上記変換部６は、受信アンテナ１２より伝送された電力を種々変換し、導電性ポリマー型電池１および高容量密度型リチウムイオン二次電池２の少なくとも一方へ出力する。例えば、導電性ポリマー型電池１や高容量密度型リチウムイオン二次電池２を充電するのに適した電力出力に変換したり、蓄電に適した電圧に制御変換したりする。なかでも、上記変換部６としては、交流電力を整流して直流電力に変換する整流機能と、電圧を制御する電圧制御機能とを有することが好ましい。
【００７６】
また、上記変換部６は、例えば、発振器、電力増幅器、フィルター、および送受信アンテナと効率的に結合するためのマッチング回路、インバータ、コンバータ、スイッチング回路等を含んでもよい。
【００７７】
上記送電装置１３は、その内部に送信アンテナ１１を備え、交流または直流の電源に接続される。この送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とが充電時に電磁的結合することにより、接点なしで充電が可能となる。
【００７８】
上記のように電源装置９’を用いたシステムとして、例えば、携帯電話等のモバイルデバイス、バッテリー式電気自動車等があげられる。以下順に説明する。
【００７９】
＜携帯電話＞
電源装置９’を用いてなる携帯電話の非接触充電システムについて次に説明する。この電源装置９’を用いた携帯電話は、外部から供給される電力を受信する受信アンテナ１２と、上記受信アンテナ１２に接続された導電性ポリマー型電池１および高容量密度型リチウムイオン二次電池２の少なくとも一方を備えることから、つぎに説明する送電装置１３（いわゆる充電器）の上に置く等、送信アンテナ１１の近接場に置くだけで、従来にはない大容量の充電が短時間でできるようになる。
【００８０】
本発明の電源装置９’は、電磁エネルギーを媒体とする電力供給を受けることができるので、具体的な使用シーンとしては、例えば、次のようなものが想定される。
【００８１】
まず、本発明の電源装置９’を備えた携帯電話機を携行して長期外出した場合にも特に充電装置を携行する必要がなくなる。つまり、外出先のあらゆる場所（例えば、喫茶店のテーブルや外出先のオフィスデスク、移動中の飛行機や電車等、公私に拘わらない所定の場所、位置）に前述した電磁エネルギーを供給する充電装置（図示しない）が備えられているので、接触端子のタイプ（型式）を全く気にすることなく電力供給を受けることが可能となる。
【００８２】
＜電気自動車＞
上記電源装置９’を用いてなるバッテリー式電気自動車（以下、「電気自動車」と略すことがある）の非接触充電システムについて次に説明する。
【００８３】
上記電気自動車のバッテリーは、車の他の部分に対して、無線式や非接触の電源装置９’で構成できるので、バッテリーを非接触で充電できるだけでなく、バッテリーの取り替えが簡単にでき、信頼性、機械的摩耗、および安全性に関していくつかの利点がある。
【００８４】
電気自動車のための非接触充電システムでは、送信アンテナ１１を備え、交流または直流の電源と接続されている非接触チャージングベース（図９での「送電装置１３」に相当）の上に駐車することで、電気自動車の電源装置９’内の受信アンテナ１２と、チャージングベース内の送信アンテナ１１とが揃い、その結果、近接場結合を生じさせ、効率的なエネルギー伝送が可能となる。近接場内にであれば、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２との間で結合モードが起こりうるからである。
【００８５】
電気自動車非接触充電システムの中にある送信アンテナ１１と受信アンテナ１２を適切に整列させるには、電気自動車を駐車スペース内で適正に位置決めするとともに、電気自動車を駐車スペース内に位置決めした後に、アンテナ位置を微調節すること等により実現可能である。
【実施例】
【００８６】
つぎに、実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８７】
〔実施例１〕
（テトラフルオロホウ酸アニオンをドーパントとする導電性ポリアニリン粉末の製造) 
イオン交換水１３８ｇを入れた３００ｍＬ容量のガラス製ビーカーに４２重量％濃度のテトラフルオロホウ酸水溶液（和光純薬工業社製  試薬特級）８４．０ｇ（０．４０２モル）を加え、磁気スターラーにて撹拌しながら、これにアニリン１０．０ｇ（０．１０７モル）を加えた。テトラフルオロホウ酸水溶液にアニリンを加えた当初、アニリンは、テトラフルオロホウ酸水溶液に油状の液滴として分散していたが、その後、数分以内に水に溶解して、均一で透明なアニリン水溶液となった。このようにして得られたアニリン水溶液を、低温恒温槽を用いて−４℃以下に冷却した。
【００８８】
つぎに、酸化剤として二酸化マンガン粉末( 和光純薬工業社製  試薬１級) １１．６３ｇ（０．１３４モル）を上記アニリン水溶液中に少量ずつ加えて、ビーカー内の混合物の温度が−１℃を超えないようにした。このようにして、アニリン水溶液に酸化剤を加えることによって、アニリン水溶液は直ちに黒緑色に変化した。その後、しばらく撹拌を続けると、黒緑色の固体が生成し始めた。
【００８９】
このようにして、８０分間かけて酸化剤を加えた後、生成した反応生成物を含む反応混合物を冷却しながら、さらに１００分間撹拌した。その後、ブフナーロートと吸引瓶を用いて、得られた固体をＮｏ．２濾紙にて吸引濾過して、粉末を得た。この粉末を約２モル／ｄｍ3 のテトラフルオロホウ酸水溶液中にて磁気スターラーを用いて撹拌、洗浄し、ついで、アセトンにて数回、撹拌、洗浄し、これを減圧濾過した。得られた粉末を室温で１０時間真空乾燥して、テトラフルオロホウ酸アニオンをドーパントとする導電性ポリアニリン１２．５ｇを、鮮やかな緑色粉末として得た。
【００９０】
（導電性ポリアニリン粉末の電導度）
上記導電性ポリアニリン粉末１３０ｍｇを瑪瑙製乳鉢で粉砕した後、赤外スペクトル測定用ＫＢｒ錠剤成形器を用い，３００ＭＰａの圧力下に１０分間真空加圧成形して、厚み７２０μｍの導電性ポリアニリンのディスクを得た。このディスクの電導度（ファン・デル・ポー法による４端子法電導度測定にて測定）は１９．５Ｓ／ｃｍであった。
【００９１】
（導電性ポリアニリン粉末を含む正極シートの製造）
ポリアクリル酸（和光純薬工業社製  重量平均分子量１００万）０．１ｇをイオン交換水３．９ｇに加え、一夜、静置して、膨潤させた。この後、超音波式ホモジナイザーを用いて１分間処理して溶解させて、２．５重量％濃度の均一で粘稠なポリアクリル酸水溶液４ｇを得た。
【００９２】
上記導電性ポリアニリン粉末０．８ｇを導電性カーボンブラック（電気化学工業社製  デンカブラック）粉末０．１ｇと混合した後、これを前記２．５重量％濃度のポリアクリル酸水溶液４ｇに加え、スパチュラでよく練った後、超音波式ホモジナイザーにて１分間分散処理を施して、流動性を有するペーストを得た。このペーストをさらに真空吸引鐘とロータリーポンプを用いて脱泡した。
【００９３】
卓上型自動塗工装置（テスター産業社製）を用い、マイクロメーター付きドクターブレード式アプリケータによって、塗布速度１０ｍｍ／秒にて、上記脱泡ペーストを電気二重層キャパシタ用エッチングアルミニウム箔（宝泉社製  ３０ＣＢ）上に塗布した。ついで、室温で４５分間放置した後、温度１００℃のホットプレート上で乾燥した。この後、真空プレス機（北川精機社製  ＫＶＨＣ）を用いて、１５ｃｍ角のステンレス板に挟んで、温度１４０℃、圧力１．４９ＭＰａで５分間プレスして、複合体シートを得た。
【００９４】
この複合体シートにおいて、ポリアクリル酸、導電性ポリアニリン粉末および導電性カーボンブラックからなる正極活物質の空隙率は５５％であった。なお、空隙率は、前述の〔式１〕により算出した。このとき、用いた材料の真密度は、ポリアニリンが１．２、アセチレンブラック（デンカブラック）が２．０、ポリアクリル酸が１．１８であり、これらの値を用いて材料全体の平均密度を求めた。
【００９５】
つぎに、上記複合体シートを直径１５．９５ｍｍの打ち抜き刃が据え付けられた打ち抜き治具にて円盤状に打ち抜いて正極シートとし、負極として金属リチウム（本城金属社製
コイン型金属リチウム）を用い、セパレータとして不織布（宝泉社製、空隙率６８％：ＴＦ４０−５０）を用い。これらを非水電解液二次電池実験用のステンレス製ＨＳセル（宝泉社製）に組み付けた。上記正極シートとセパレータは、ＨＳセルへの組み付けの前に真空乾燥機にて１００℃で５時間、真空乾燥した。電解液には１モル／ｄｍ3 濃度のテトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のエチレンカーボネート／ジメチルカーボネート溶液（キシダ化学社製）を用いた。なお、組立ては、露点が−１００℃のグローブボックス中、超高純度アルゴンガス雰囲気下で行った。
【００９６】
このようにして得られた導電性ポリマー型電池について、充放電レートを０．２Ｃから１００Ｃまで変化させて、放電エネルギー密度を測定した。また、充電レートにおける充電効率（％）を算出した。測定は、電池充放電装置 (北斗電工社製  ＳＤ８) を用い、定電流−定電圧充電／定電流放電モードにて行った。すなわち、充電終止電圧を３．８Ｖとし、定電流充電により電圧が３．８Ｖに到達した後は、３．８Ｖの定電圧充電を電流値が定電流充電時の電流値に対して２０％の値になるまで行い、この後、放電終止電圧２．０Ｖまで定電流放電を行った。
【００９７】
これらの結果を図２（ａ）、（ｂ）に示す。なお、得られた放電エネルギー密度は、電池重量当たりの値に換算しており、その単位は「Ｗｈ／ｋｇ」である〔以下の図も同じ〕。
【００９８】
図２（ａ）、（ｂ）からわかるように、この導電性ポリマー型電池は、電流値０．２Ｃから１００Ｃへと５００倍も変化させたにもかかわらず、放電エネルギー密度は３９９Ｗｈ／ｋｇから１６４Ｗｈ／ｋｇへと、約４１％に低下しているにとどまり、元々の容量が大きいため、１５０Ｗｈ／ｋｇ以上の高エネルギー密度を維持している。したがって、この導電性ポリマー型電池は、非常に高い出力特性を有していることがわかる。
【００９９】
また、この導電性ポリマー型電池は、レート特性に対して非常に高い充電効率（％）を示し、２０Ｃの充電レートにおいても、満充電に対して８０％以上の容量を示している。ちなみに、２０Ｃの充電レートにおいて満充電できるということは、１／２０時間、すなわち３分で充放電が終了するということであり、ごく短時間の、高速充放電が可能であるということを示している。
【０１００】
さらに、上記導電性ポリマー型電池を８．３Ｃという高い放電レートで５０００回まで放電したときの放電エネルギー密度を測定し、そのサイクル特性を調べた。測定は、電池充放電装置 (北斗電工社製  ＳＤ８) を用い、充電終止電圧を３．８Ｖとし、定電流充電により電圧が３．８Ｖに到達した後は、３．８Ｖの定電圧充電を電流値が定電流充電時の電流値に対して２０％の値になるまで行い、この後、放電終止電圧３．０Ｖまで定電流放電を行った。
【０１０１】
その結果を図３に示す。この図からわかるように、この導電性ポリマー型電池は、サイクル数１０００回目でも、初期の放電エネルギー密度の８８％を維持している。そして、サイクル数５０００回目でも１００Ｗｈ／ｋｇを維持しており、従来のリチウムイオン二次電池に比べて、格段に優れたサイクル特性を有している。
【０１０２】
なお、比較のために、上記導電性ポリマー型電池に代えて、正極の活物質としてコバルト酸リチウムを用いたリチウムイオン二次電池を作製し、上記と同様にして、その充電効率を測定した。その結果を図４に示す。この図からわかるように、リチウムイオン二次電池は、２Ｃを超える充電レートではその充電される容量が急激に低下するため、短時間の充電はできないことがわかる。
【０１０３】
つぎに、上記のように作製された導電性ポリマー型電池（ラミネート上シートタイプ：電極有効面積６ｃｍ×６ｃｍを５層、２５０ｍＡｈ／１セル）を配置して、外部電源からの充電用として用いる導電性ポリマー型電池とした。そして、この導電性ポリマー型電池と、高容量密度型リチウムイオン二次電池（２５０ｍＡｈ／１セル）とを組み合わせて、図１に示すような構成のモバイルデバイス用電源装置を作成した。そしてこのものを、携帯電話に搭載してその駆動電源として用いたところ、３分間でＳＯＣ５０％の高速充電が可能であり、安心してこれを携帯することができた。
【０１０４】
なお、上記導電性ポリマー型電池と高容量密度型リチウムイオン二次電池とを、体積比率２：１（容量比率５０：５０）で組み合わせた電源装置を想定し、上記導電性ポリマー型電池を用いて上記高容量密度型リチウムイオン二次電池を充電しながらモバイルデバイスへの電力供給を行い続けたときのＳＯＨの変化を、それぞれの電池単独のＳＯＨ変化に基づいてシミュレーションしてデータ化した。その結果を図５において、線分Ａとして示す。参考までに、用いた導電性ポリマー型電池のＳＯＨ変化を線分ａ１、高容量密度型リチウムイオン二次電池のＳＯＨ変化を線分ａ２として示す。
【０１０５】
〔比較例１〕
また、比較例１として、図１に示す構成の電源装置において、外部電源からの充電用として、上記導電性ポリマー型電池に代えて電気二重層キャパシタを用いたものを想定した。その構成を図６に示す。そして、上記実施例と同様、上記電気二重層キャパシタと高容量密度型リチウムイオン二次電池とを、体積比率２：１（容量比率５：９５）で組み合わせ、上記高容量密度型リチウムイオン二次電池を用いて上記電気二重層キャパシタを充電しながら電力供給を行い続けたときのＳＯＨの変化を、それぞれの電池単独のＳＯＨ変化に基づいてシミュレーションしてデータ化した。その結果を図５において、線分Ｂとして示す。参考までに、用いた電気二重層キャパシタのＳＯＨ変化を線分ｂ１、高容量密度型リチウムイオン二次電池のＳＯＨ変化を線分ｂ２として示す。
【０１０６】
このシミュレーションは、以下の考え方に基づいている。すなわち、導電性ポリマー型電池は、サイクル特性がよいため単独でのＳＯＨの低下は小さい。一方、高容量密度型リチウムイオン二次電池は、利用の際には放電のみが主となり、ＳＯＣがかなり低下したときにのみ、導電性ポリマー型電池からの充電が必要となり、結果として充電の回数が抑えられるため、高容量密度型リチウムイオン二次電池のＳＯＨの低下が抑制される。その結果、組み合わせた電池全体のＳＯＨの低下が抑制される。したがって、組み合わせ電池全体の寿命（ＳＯＨが７５％以下となるまでの経過時間：ＴＡ）は、非常に長くなる。
【０１０７】
一方、比較例１において、電気二重層キャパシタは、サイクル特性がよいため、単独でのＳＯＨの低下は小さい。しかし、この電気二重層キャパシタを、高容量密度型リチウムイオン二次電池の充電用として用いると、電気二重層キャパシタの電気容量が、導電性ポリマー型電池に比べて小さいため、高容量密度型リチウムイオン二次電池への充電回数は、導電性ポリマー型電池を用いた場合に比べて頻繁になる。このため、高容量密度型リチウムイオン二次電池のＳＯＨの低下が避けられず、結果として、組み合わせた電池全体のＳＯＨの低下をさほど抑制することができない。したがって、組み合わせ電池全体の寿命（ＳＯＨが７５％以下となるまでの経過時間：ＴＢ）は、上記ＴＡに比べて大幅に短くなる。
【０１０８】
以上のことから、上記実施例１の、導電性ポリマー型電池と高容量密度型リチウムイオン二次電池とを組み合わせた電源装置は、電気二重層キャパシタと高容量密度型リチウムイオン二次電池とを用いた比較例１の電源装置に比べて、電池寿命が長く、実用上優れていることがわかる。
【０１０９】
また、前記実施例１の電源装置を搭載したモバイルデバイスは、外部電源からの充電を、上記導電性ポリマー型電池により高速で行うことができる（３分間で５０％の充電が可能）ため、例えば図７に示すように、まず充電用の導電性ポリマー型電池に、３分間で５０％の充電を行った状態で、このモバイルデバイスを１時間携帯し、その間、充電された導電性ポリマー型電池から駆動用の高容量密度型リチウムイオン二次電池に充電し、必要に応じて高容量密度型リチウムイオン二次電池からモバイルデバイスに電力供給を行う。そして、１時間後、外部電源により、再び３分間の充電を導電性ポリマー型電池に行えば、その間、電力消費がなければ全体として満充電することができる。また、多少、電力消費があったとしても、３分というごく短い時間で５０％の充電が可能であるため、外出先等であっても、充電するタイミングがあれば、即座に充分な充電量を確保することができる。したがって、「いつ電池が切れるか」という危機意識をもつことなく、安心してモバイルデバイスを携帯することができる。
【０１１０】
一方、従来の、例えば満充電まで１時間を要する高容量密度型リチウムイオン二次電池を単独で用いた電源装置を搭載したモバイルデバイスは、外出先等で短時間で充電することができないため、満充電の状態にしてから携帯しようとすれば、図８に示すように、充電に１時間かかり、その間は携帯することができない。したがって、モバイルデバイスを自由に持ち歩ける時間が制限されることになり、上記実施例１の電源装置を用いたものに比べて大幅に利便性が劣ることがわかる。
【０１１１】
また、電気自動車においても上記実施例と同様の効果が得られ、非接触充電システムを用いた場合でも、上記実施例と同様の傾向がみられた。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、高速充電が可能な電源装置として広く用いることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１  導電性ポリマー型電池
２  高容量密度型リチウムイオン二次電池
３，４  ＳＯＣ検出器
５  コントローラ
８  負荷
【図１】
2015029398.tif 000003
【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】
2015029398.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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