(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子および負極端子が接続された電池要素と、
前記正極端子と前記負極端子との間に並列接続された端子間セルと、
前記端子間セルに直列接続された、非線形の電流電圧特性を持つ素子と、
を有し、
前記端子間セルは、酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器と、
少なくとも一部が前記容器の内部に配置された、前記正極端子に接続された少なくとも１つの第１電極および前記負極端子に接続された少なくとも１つの第２電極と、を有し、
前記レドックスシャトル剤が酸化還元反応を生じる前記端子間セルの動作電位および前記素子の動作電位は、前記正極端子の最大電位よりも低い電位であり、かつ、前記正極端子の最大電位に応じて選択されている電池。
【請求項２】
前記素子はダイオードである請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極は前記容器の内部で少なくとも一部が対向配置され、前記第１電極と前記第２電極との間に、熱収縮性または熱溶融性を持つ絶縁部材が配置されている請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記端子間セルは、前記正極端子と前記負極端子との間に電気抵抗成分を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項５】
前記正極端子および負極端子が引き出された状態で前記電池要素を封入する外装体をさらに有し、前記容器の内部は前記外装体の内部と隔離されている請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電池を有する電動車両。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電池を有する蓄電設備。
【請求項８】
電池要素に正極端子および負極端子を接続する工程と、
酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器と、少なくとも一部が前記容器の内部に配置された、前記正極端子に接続された少なくとも１つの第１電極および前記負極端子に接続された少なくとも１つの第２電極と、を有する端子間セルを作製する工程と、
前記端子間セルに、非線形の電流電圧特性を持つ素子を直列接続する工程と、
直列接続された前記端子間セルおよび前記素子を前記正極端子と前記負極端子との間に並列接続する工程と、
を有し、
前記レドックスシャトル剤が酸化還元反応を生じる前記端子間セルの動作電位および前記素子の動作電位は、前記正極端子の最大電位より低い電位となるように、前記正極端子の最大電位に応じて選択されている電池の製造方法。
【請求項９】
前記端子間セルを作製する工程は、前記第１電極および第２電極の少なくとも一部を前記容器の内部に配置した状態で前記容器の内部に前記レドックスシャトル剤を封入する工程を含む請求項８に記載の電池の製造方法。
【請求項１０】
前記端子間セルを作製する工程は、前記容器の内部で前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一部を対向配置させ、前記第１電極と前記第２電極との間に、熱収縮性または熱溶融性を持つ絶縁部材を配置する工程を含む請求項８または９に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を特に過充電から保護する機能を備えた電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池は、エネルギー密度が高い、自己放電が小さい、長期信頼性に優れる等の利点により、ノート型パソコンや携帯電話などの電池としてすでに実用化されている。しかし、近年では電子機器の高機能化や電気自動車への利用が進み、よりエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池の開発が求められている。
【０００３】
一方、電池のエネルギー容量やエネルギー密度が高くなるほど、外部からの衝撃や回路の不具合により短絡が生じた際や、過充電状態になった場合、電池の温度上昇が起こる。過充電状態となると、電池が過剰に発熱して、活物質の酸素放出反応や電解液の熱分解反応が生じ、電池はさらに発熱するため、場合によっては、温度制御が不能となる熱暴走に至ることもある。
【０００４】
そこで、過充電などによる電池の過剰な温度上昇を抑制するため、従来、様々な提案がなされている。例えば特許文献１（国際公開第２０１２／１７２５９２号）には、電解質中にレドックスシャトル剤を含む電池が記載されている。レドックスシャトル剤は、充電時に正極電位が、レドックスシャトル剤の反応電位を超えると、正極と負極との間で酸化還元反応を繰り返し、過充電電流を消費する。これにより、電池電圧がレドックスシャトル剤の反応電位に依存したある一定値以上となることが抑制され、結果的に過充電が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１７２５９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の構造は、正負極間の電位差が所定の値を超えることによって酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤を用いており、過充電を効果的に抑制することができる。しかし、レドックスシャトル剤は、電極要素とともに電池ケース内に封入されていることから、電池特性の劣化や内部リーク電流の増加など、電池としての性能に影響を及ぼすおそれがあった。また、適切な酸化還元電位を持つレドックスシャトル剤は限られている。すなわち、電池電位よりも低い電位で作動するレドックスシャトル剤は、利用することが困難であることや、電池電位よりも高い電位で作動するレドックスシャトル剤は、高電位にさらされることからレドックスシャトル剤が劣化するおそれがあり、それに起因して電池性能が劣化するおそれがあるという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、電池としての性能に影響を及ぼすことなく、より確実に過充電を抑制できる電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、正極端子および負極端子が接続された電池要素と、
前記正極端子と前記負極端子との間に並列接続された端子間セルと、
を有し、
前記端子間セルは、特定の電位以上で酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器と、
少なくとも一部が前記容器の内部に配置された、前記正極端子に接続された少なくとも１つの第１電極および前記負極端子に接続された少なくとも１つの第２電極と、
を有する電池が提供される。
【０００９】
上記電池において、前記端子間セルに直列接続された、非線形の電流電圧特性を持つ素子をさらに有することが好ましい。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、電池要素に正極端子および負極端子を接続する工程と、
特定の電位以上で酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器と、少なくとも一部が前記容器の内部に配置された、前記正極端子に接続された少なくとも１つの第１電極および前記負極端子に接続された少なくとも１つの第２電極と、を有する端子間セルを作製する工程と、
前記端子間セルを前記正極端子と前記負極端子との間に並列接続する工程と、
を有する電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池の特性に影響を与えることなく、レドックスシャトル剤の反応を利用して電池の過充電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による電池の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示すレドックスシャトルセルの内部構造の一例を模式的に示す図である。
【図３】図１に示す電池において、レドックスシャトルセルが抵抗成分を有する場合の等価回路図である。
【図４】非線形の電流電圧特性を持つ素子をさらに有する、本発明の他の形態によるレドックスシャトルセルの等価回路図である。
【図５】図４に示す回路の動作シミュレーションで用いたレドックスシャトルセルの電流−電圧特性を示すグラフである。
【図６】図４に示す回路の動作シミュレーションで用いたダイオードの電流−電圧特性を示すグラフである。
【図７】図４に示す回路の動作シミュレーション結果を示す電流−電圧特性グラフである。
【図８】積層型の二次電池が有する電池要素の構造を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の電池を備えた電気自動車の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の電池を備えた蓄電設備の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による電池１が模式的に示されている。電池１は、電池要素１０と、電池要素１０を封止する外装体１３と、電池要素１０に電気的に接続されて外装体１３の外部に延びる正極端子１１および負極端子１２と、を有している。外装体１３は、可撓性を有する外装材、例えばラミネートフィルムで構成され、電池要素１０を包囲した状態で外周部を熱溶着することによって電池要素１０を封止している。電池要素１０は、正極、負極、セパレータおよび電解液を含んで構成され、これら電池要素１０、正極端子１１、負極端子１２および外装体１３は、従来の電池と同様に構成することができる。
【００１４】
電池１は、外装体１３の外部に本発明における端子間セルであるレドックスシャトルセル１５をさらに有している。レドックスシャトルセル１５は、過充電状態にならないように電圧上昇を抑制する働きを有する。ここで、「過充電」とは、通常よりも多く充電をしたことにより電池が過剰に発熱し、場合によっては、温度制御が不能となる熱暴走に至るような状態となることを意味する。
【００１５】
レドックスシャトルセル１５は、レドックスシャトル剤を封入した容器１６と、容器１６から延びてそれぞれ正極端子１１および負極端子１２に電気的に接続された、少なくとも１つの第１電極１７ａおよび少なくとも１つの第２電極１７ｂを有する。第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂは、それぞれ一部が容器１６内にて互いに離れて位置しており、通常は互いに絶縁された状態とされている。ここでいう絶縁された状態とは、該２つの電極が直接接触するなどにより、電子が直接行き来する、いわゆる「短絡」がおきていない状態をさし、レドックスシャトル剤や電解液分子、リチウムイオンなどは電極間電位や濃度差などに応じて比較的自由に行き来できてもよい。レドックスシャトル剤は、正極端子１１に接続された第１電極１７ａの電位が、レドックスシャトル剤の種類に応じた酸化反応における酸化電位以上となると、第１電極１７ａでの酸化反応が顕著になる。レドックスシャトル剤から生成した反応生成物は、第２電極１７ｂでの還元反応により元の化合物に戻るため、正極と負極との間で酸化還元反応を繰り返す。容器１６としては、レドックスシャトル剤を封入することができるものであれば任意であってよく、例えば、電池要素１０を封止する外装体１３と同様、可撓性を有するラミネートフィルム等から形成することもできるし、缶体とすることもできる。
【００１６】
レドックスシャトル剤としては、芳香族化合物、複素環錯体、フェロセン等のメタロセン錯体、Ｃｅ化合物、ラジカル化合物などが挙げられる。また、レドックスシャトル剤は一種のみを単独で用いることができ、または二種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
具体的な化合物としては、例えば、３，４−ジフルオロアニソール、２，４−ジフルオロアニソール、１−メトキシ−２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼン、２，３，５，６−テトラフルオロアニソール、４−（トリフルオロメトキシ）アニソール、３，４−ジメトキシベンゾニトリル、１，２，３，４−テトラクロロ−５，６−ジメトキシベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロ−３，６−ジメトキシベンゼン４−フルオロ−１，２−ジメトキシベンゼン、４−ブロモ−１，２−ジメトキシベンゼン、２−ブロモ−１，４−ジメチルベンゼン、１−ブロモ−３−フルオロ−４−メトキシベンゼン、２−ブロモ−１，３−ジフルオロ−５−メトキシベンゼン、４，５−ジフルオロ−１，２−ジメトキシベンゼン、２，５−ジフルオロ−１，４−ジメトキシベンゼン、１，２，３，４−テトラクロロ−５，５−ジメトキシシクロペンタジエン、１，２，４−トリメトキシベンゼン、１，２，３−トリメトキシベンゼン、２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，４−ジメトキシベンゼン、４−ｔｅｒｔ−ブチル−１，２−ジメトキシベンゼン、１，４−ジテトラブチル−２，５−トリフルオロメトキシベンゼン、１，２−ジテトラブチル−４，５−トリフルオロメトキシベンゼン、等の１つ以上の電子吸引性もしくは電子供与性の置換基を有する単素環式化合物；４−クロロ−１，２−メチレンジオキシベンゼン、４−ブロモ−１，２−メチレンジオキシベンゼン、３，４−メチレンジオキシベンゾニトリル、４−ニトロ−１，２−メチレンジオキシベンゼン、２−クロロ−５−メトキシピラジン等の複素環式化合物；ニトロキシルラジカル化合物等のラジカル化合物；硝酸セリウム等のセリウム化合物；フェロセン錯体等のメタロセン錯体；等のうち、１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００１８】
レドックスシャトル剤は、非水電解質中に均一に溶解もしくは分散し得る化合物であって、レドックスシャトルセル１５にて必要とされる正極の最大電位に応じて適宜選択することができる。これらの化合物は、それぞれ化合物に応じた反応電位をもち、その電位より高くなると酸化反応速度が大幅に増大する。例えば、２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，４−ジメトキシベンゼンは、約３．９Ｖ、４−ブロモ−１，２−ジメトキシベンゼンは約４．３Ｖ程度の反応電位を有する。
【００１９】
定電流での充電時において、電池１の正負極間が高電圧となって、レドックスシャトルセル１５の中にあるレドックスシャトル剤が反応電位よりも高い電位に曝された場合、レドックスシャトル剤が反応し、負極との間で酸化還元反応を繰りかえす。その反応量に応じて、電池１に流れる電流が抑制される。
【００２０】
なお、１つ以上のアルコキシ基を有する芳香族化合物（メトキシベンゼン類やジメトキベンゼン類）は、酸化反応により生じる酸化体の化学的安定性が優れているため、副反応等で電池性能が低下することを抑制し得る。また、ハロゲン原子を有する化合物は、レドックス反応電位が高く、より酸化還元電位の高い正極、すなわちより高エネルギー密度の二次電池に適用することができる
【００２１】
上記のとおり構成された電池１では、電池１の充電中に電池電圧が上昇し、第１電極１７ａの電位がレドックスシャトル剤の反応電位以上となると、容器１６内の第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間で酸化還元反応を繰り返す。それにより、レドックスシャトルセル１５の最大許容電流を超えない限り、容器１６の両端の電極間（第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間）の電圧を略一定に保つことができる。その際、レドックスシャトルセル１５には電流が流れて、消費されるので、正極端子１１と負極端子１２間の電圧がレドックスシャトル剤の反応電位に依存したある一定値以上となることが抑制され、結果的に電池１の過充電が防止される。なお、最大許容電流とは、レドックスシャトルセル１５に電流を流した場合に、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間の電圧が、時間軸上でほぼ一定値に収束しその電圧を保つことができる電流の最大値である。
【００２２】
電池１の充電中、レドックスシャトルセル１５内においてレドックスシャトル剤による酸化還元反応が生じているかどうかは、電池１を前記最大許容電流以下の電流にて充電し続けた場合でもレドックスシャトル剤の反応電位に応じたある一定の電圧よりも上昇しなくなることで確認することができる。具体的には、横軸を時間、縦軸を電池１の電圧としたグラフを描いたときに、描かれた電圧上昇カーブが横軸と平行になり、その状態が続けば、それはレドックスシャトルセル１５内においてレドックスシャトル剤による酸化還元反応が生じていると考えてよい。電解液の分解が始まった場合も、電圧上昇が一旦止まる可能性があるが、この場合は、電解液の分解によってガスが発生したり、電解液の分解生成物が電極表面に付着したりするので、セル体積の増加や内部抵抗の増加が急激に起こる。よって、レドックスシャトル剤による酸化還元反応と電解液の分解による現象は区別ができる。したがって、充電を続けていても電池１の電圧が上昇しないという現象は、電池１の充電中における、レドックスシャトル剤による酸化還元反応が繰り返されることにより生じる特有の現象である。
【００２３】
ただし、電池要素１０を充電する際の充電電流が大きい場合、レドックスシャトル剤が酸化還元反応を生じていても電圧の上昇がゼロにならないこともある。このように電圧の上昇が見られる場合は、レドックスシャトルセル１５が電池１の正極端子１１および負極端子１２に接続された状態と、レドックスシャトルセル１５を取り外した状態とで、電圧上昇カーブを比較すればよい。レドックスシャトル剤による酸化還元反応が生じている場合は、両者で電圧上昇カーブに違いが見られる。具体的には、レドックスシャトル剤による酸化還元反応が生じている場合は、レドックスシャトルセル１５が接続された状態のほうが、電圧の上昇割合が小さい。
【００２４】
以上説明したように、正極端子１１と負極端子１２との間に、レドックスシャトル剤を含有するレドックスシャトルセル１５を接続することで、電池１の過充電を防止することができる。しかも、レドックスシャトルセル１５は、電池要素１０を封止している外装体１３の外側に設けられており、電池要素１０とレドックスシャトル剤とが隔離されている。よって、電池要素１０を構成する正極、負極、セパレータおよび電解液がレドックスシャトル剤の影響を受けることがないので、レドックスシャトル剤による電池特性の劣化は生じない。
【００２５】
レドックスシャトルセル１５は、レドックスシャトル剤が酸化還元反応を繰り返し、電流を消費することで熱を発生する。この発熱を利用して、電池１が、レドックスシャトル剤の電流消費能力を超えてまで充電された場合、熱により正極端子１１と負極端子１２との間を短絡させ、電池１のエネルギーを放出させるようにレドックスシャトルセル１５を構成することもできる。
【００２６】
図２に、そのようなレドックスシャトルセル１５の一例を示す。図２に示すレドックスシャトルセル１５は、容器１６内に収容された絶縁部材１９をさらに有する。第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂは、容器１６内において互いに一部が重なり合う位置関係で対向配置されている。絶縁部材１９は、シート状の部材であり、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間に配置されることで、両電極間を絶縁している。絶縁部材１９の端部１９ａは容器１６に固定されている。絶縁部材１９は、熱収縮性または熱溶融性を持っており、容器１８内に封入されているレドックスシャトル剤が酸化還元反応を繰り返すことにより発生する熱により収縮または溶融し、その収縮または溶融によって第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間を短絡させることができる。第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間でのレドックスシャトル剤の酸化還元反応を良好に生じさせるためには、絶縁部材１９は、レドックスシャトル剤を含浸することなどによって保持できるものであることが好ましい。そのような絶縁部材１９としては、電池要素１０に用いられるセパレータと同様の構成を有するフィルム、例えば微多孔フィルムを用いることができる。
【００２７】
絶縁部材１９として、電池用セパレータと同様の微多孔フィルムの他に、レドックスシャトル剤がレドックスシャトルセル電極１７の間を移動できるように、熱収縮性フィルムに穴やスリットを設けたものが使用できる。熱収縮性フィルムとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラートなどの、ガラス転移温度以上で延伸したフィルムを用いることができる。
【００２８】
あるいは、絶縁部材１９として、所定の温度以上で引き延ばし、ひずみを保ったまま冷却することで形状を固定した、形状記憶ポリマーのフィルムを用いることができる。形状記憶ポリマーを再度加熱すると、引き伸ばし前の形状が復元される。形状記憶ポリマーのフィルムには、レドックスシャトル剤が第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間を移動できるように、穴やスリットを設ける。形状記憶ポリマーは、引き延ばした形状に関わらずに元の形状に回復するので、延伸したフィルムと比べて、絶縁部材１９と第１電極１７ａ、第２電極１７ｂとの位置関係を高い自由度で設計できる。形状記憶ポリマーには、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイソプレン、スチレン‐ブタジエン共重合体、などによるものが開発されている。
【００２９】
形状記憶ポリマーを本発明に用いる場合、加熱された時に形状が復元する温度が、電池の上限使用温度よりも高く、かつ、電池部材の耐熱温度、特に、セパレータの耐熱温度よりも低いことが好ましく、具体的には９０℃以上１５０℃以下が好ましい。例えば、特許第５５２２５１３号に、形状復元温度が９０℃以上の形状記憶ポリマー材料が示されている。
【００３０】
絶縁部材１９はフィルム形状に限られない。例えば、対向する第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間に配置した熱可塑性絶縁材料からなる複数の粒を絶縁部材１９とすることもできる。これらの粒は、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとが互いに接触しないように両電極間の間隔を維持するスペーサとして働き、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとを絶縁する。レドックスシャトル剤は、粒の間を通って第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの間を移動できる。レドックスシャトル剤が酸化還元反応を繰り返すことで発生した熱により絶縁部材１９である粒が加熱され、変形して高さが減ることによって、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとを短絡させることができる。
【００３１】
絶縁部材１９である粒は、電池が熱暴走する前に第１電極１７ａと第２電極１７ｂとが短絡するように、９０℃以上１５０℃以下の軟化点または融点を持つことが好ましい。絶縁部材１９である粒として、例えば、ポリエチレンが使用できる。
【００３２】
絶縁部材１９である粒は、球状に限らず、多面体でも構わない。粒径は、確実な絶縁を保てるように、２０μｍ以上が好ましい。また、大きな粒を用いると、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの距離が大きくなって、後述するレドックスシャトル剤の酸化還元反応による発熱が減るため、粒径は０．１ｍｍ以下が好ましい。
【００３３】
絶縁部材１９である粒の変形により第１電極１７ａと第２電極１７ｂとをより良好に短絡させるためには、第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの対向面の少なくとも一方が少なくとも１つの凸部を有し、粒が凸部以外の場所に配置されることが好ましい。第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂの少なくとも一方が凸部を有することにより、粒の高さがその凸部の高さ以下の高さになるまで変形すると、凸部が形成された箇所で第１電極１７ａと第２電極１７ｂとを短絡させることができる。凸部の高さは、熱可塑性絶縁材料の粒が熱で軟化、変形したときに所定の温度で第１電極１７ａと第２電極１７ｂとが接触するように、熱可塑性絶縁材料の粒の高さとの関係に応じて設定されるが、凸部が高くなると対向する第１電極１７ａと第２電極１７ｂとの平均間隔が大きくなって、後述するレドックスシャトル剤の酸化還元反応による発熱が減るため、０．１ｍｍ未満が好ましい。
【００３４】
上記のように構成されたレドックスシャトルセル１５によれば、レドックスシャトル剤により、過剰に充電された場合の電圧上昇を抑制し、かつ、充電エネルギーを熱エネルギーとして利用することで、電池要素１０に含まれる活物質が過充電状態になる前に正極端子１１と負極端子１２とを短絡させることができる。それによって、電池要素１０に蓄えられたエネルギーを放出させることができる。その結果、過度の発熱による発火や、電解液の気化に伴う外装体１３の内圧上昇による電池１の破裂を生じにくくすることができる。
【００３５】
また、電池１の周囲の温度が上昇した際にも正極端子１１と負極端子１２とを短絡させることができるので、電池１が高温に晒される条件下においても、電池要素１０のエネルギーを放出させることができる。結果として、電池１の熱暴走を生じにくくすることができる。
【００３６】
端子間の短絡機能を有するレドックスシャトルセル１５においては、正極端子１１と負極端子１２との間に電気抵抗成分を有することが好ましい。レドックスシャトルセル１５を流れる最大電流が、該レドックスシャトルセル１５の持つ最大許容電流よりも小さくなるようにした場合において、電気抵抗成分の大きさを適宜設定することで、正極端子１１と負極端子１２間の最大電圧値、すなわち電池電圧の上限値を設定することができる。例えば、充電時の電流−電圧特性を、横軸を電圧、縦軸を電流としたグラフで表したとき、電気抵抗成分の値が小さいほど、グラフの傾きは大きくなる。よって、一定の電流値で充電する場合、電気抵抗成分の値をより小さくすれば最大電圧値はより小さくなり、電気抵抗成分の値をより大きくすれば最大電圧値はより大きくなる。
【００３７】
また特に、レドックスシャトルセル１５が絶縁部材１９を備えている場合、絶縁部材１９が熱収縮または熱溶融することによって生じる短絡経路中に電気抵抗成分を有することが好ましい。短絡経路中に電気抵抗成分を有することにより、短絡により電池要素１０から放電される電流が過大にならないように制限することができる。電気抵抗成分は、第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂの少なくとも一方の表面に抵抗体を形成することによって付与することもできるし、第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂの少なくとも一方に抵抗体を直列接続することによって付与することもできる。
【００３８】
図３に、図１に示すレドックスシャトルセル１５が抵抗成分２０を有する場合の等価回路を示す。図３において、直流電源が電池要素１０に相当し、スイッチが第１電極１７ａ、第２電極１７ｂおよび絶縁部材１９の組み合わせに相当する。
【００３９】
レドックスシャトルセル１５には、非線形の電流電圧特性（ＩＶ特性）を持つ素子を直列接続することができる。その場合の等価回路図を図４に示す。
【００４０】
図４に示すレドックスシャトルセル１５は、前述した第１電極１７ａ、第２電極１７ｂ（場合によってはさらに絶縁部材１９）および抵抗成分２０に加えて、非線形のＩＶ特性を持つ素子２１が、これらに直列接続されている。そのような素子２１としては、例えば、ダイオード、ツェナーダイオード、バリスタなど、非線形のＩＶ特性を持つ任意の素子を用いることができる。また、素子２１の数は任意であってよく、１つであってもよいし必要に応じて複数を直列に配置、あるいは、並列に配置することができる。
【００４１】
このように、非線形のＩＶ特性を持つ素子２１をレドックスシャトルセル１５に接続することで、レドックスシャトル剤の酸化還元反応を、レドックスシャトル剤の持つ反応電位とは異なる電圧で生じさせることができる。よって、この素子２１は、動作電圧調整素子ということもできる。このことは、例えば、反応電位が３．８Ｖのレドックスシャトル剤を用いた場合であっても、それよりも高い、例えば４．３Ｖ以上といった比較的高い電圧で動作する回路を構成することができることを意味する。これにより、様々な駆動電圧の電池に対応することが可能となり、また、レドックスシャトル剤の材料選択の自由度が高くなる。さらに、酸化還元電位が高いレドックスシャトル剤は劣化し易い傾向があるため、低い酸化還元電位を有するレドックスシャトル剤を使用できるということは、レドックスシャトルセル１５の高寿命化の点でも有利である。
【００４２】
使用する素子２１の特性は、目的とする動作電圧および回路を流れる電流の大きさなどに応じて決定することができる。例えば、素子２１の特性として重要なことの一つは、想定している充電電流で動作可能なことである。また、素子２１は、非線形性が高いこと、すなわち、ＩＶ特性が変化するある電圧（閾値電圧）以下では電流が十分に小さく、かつ、閾値電圧以上では電流が十分に高いことが好ましい。１個の素子２１ではＩＶ特性が変化する閾値電圧以上において十分な電流が得られない場合は、複数の素子２１を並列に接続した回路を構成して最大電流を増やすことができる。また、素子２１はレドックスシャトルセルに対して直列に接続されることを考慮し、設計に応じて適切な閾値電圧（通常は、１．５Ｖ程度以下）で動作するものを選択することが好ましい。また、必要に応じて素子２１を複数直列に接続し、閾値電圧を高くすることができる。また、通常動作時でのリーク電流を小さくするためには、素子２１は、閾値電圧以下でのリーク電流が小さいことが求められる。
【００４３】
以下に、レドックスシャトルセルに動作電圧調整素子としてダイオードを直列接続した場合の動作シミュレーション結果を説明する。
【００４４】
シミュレーションには、図４に示す、レドックスシャトルセル１５と、２つの素子（ダイオード）２１と、抵抗成分２０とが直列に接続された回路を想定した。レドックスシャトルセル１５は、図５に示すような、動作電圧が３．８Ｖの理想的なレドックスシャトルセルを仮定した。素子（ダイオード）２１は、図６に示すＩＶ特性を持つと仮定した。抵抗成分２０の抵抗値は５０ｍΩとした。
【００４５】
シミュレーションでは、共通の電流値での電圧降下を上記の各特性から算出し、回路全体での電圧を求め、この計算を、電流値を変化させて繰り返し、これによって、図４に示す回路における電流−電圧特性を算出した。算出した電流−電圧特性を図７のグラフに示す。図７の（Ａ）は、算出結果全体を示し、図７の（Ｂ）は、電流値が１Ａ付近までの算出結果を、縦軸のスケールを拡大して示している。なお、算出に際しては、回路に電流が流れることによる各素子の発熱は考慮していない。
【００４６】
シミュレーション結果から、動作電圧が３．８Ｖのレドックスシャトルセルにて、５Ｖ前後で作動する回路が得られることがわかる。保護すべき電池に対してどの電圧まで充電されるかは、電池に対する充電電流に応じて決まる。上記のシミュレーションを行った回路の場合、５．８６Ｖで１０Ａとなるため、１０Ａで充電していた場合は、５．８６Ｖ以上に電圧は上がらない。１Ａで充電していた場合には、５．２Ｖ以上に電圧は上がらないことになる。よって、１０Ａｈの電池セルに上記の回路が並列に接続される場合には、充電時の最大電圧は、１Ｃ充電で５．８６Ｖ、０．１Ｃ充電で５．２Ｖとなる。
【００４７】
以上、本発明について代表的な形態を挙げて説明した。本発明は、上述した形態に限定されるものではないが、好ましくはリチウムイオン二次電池に適用することができる。また、本発明におけるレドックスシャトルセルは、対となるレドックスシャトルセル電極を絶縁させた状態で対向配置しているという点で電池と共通の構成を有している。よって、本発明におけるレドックスシャトルセルも、以下に述べる二次電池の構成を利用することができる。具体的には、以下に述べる「セパレータ」、「正極集電体／負極集電体」および「外装体」の材料および構成などは、それぞれレドックスシャトルセルの「絶縁部材」、「第１電極／第２電極」および「容器」に利用するすることができる。この場合、レドックスシャトル剤は、以下に述べる「電解液」に含有されることができる。以下の説明から明らかなように、レドックスシャトルセルは、複数の第１電極および複数の第２電極を有することができる。この場合、絶縁部材を介して第１電極と第２電極が対向した構成であれば、第１電極の数と第２電極の数は異なっていてもよい。
【００４８】
また、「絶縁部材」を間において対向する「第１電極」および「第２電極」は、それぞれ「正極活物質」および「負極活物質」が塗布されたものとすることもできる。セパレータは、レドックスシャトルセルが短絡機能を有さない場合は、以下に述べる任意のセパレータを使用できるが、熱収縮性または熱溶融性を有し、かつレドックスシャトル剤の酸化還元反応の繰り返しにより発生する熱により収縮または溶融する材料を用いることで、短絡機能を持たせることができる。
【００４９】
二次電池は、電極の構造や形状等により、円筒型、扁平捲回角型、積層角型、コイン型、扁平捲回ラミネート型および積層ラミネート型等、種々のタイプがある。本発明はこれらの何れのタイプにも適用可能である。これらのうち、本発明が適用される二次電池の形状は、電池要素が発熱したときの放熱性に優れている観点から、積層ラミネート型であることが好ましい。以下、積層ラミネート型の二次電池について説明する。
【００５０】
積層ラミネート型の二次電池は、電池要素と、電池要素を封止した外装体とを有する。図８に示すように、電池要素は、複数の負極ａと複数の正極ｃとを、セパレータｂを間に挟んで交互に積層した構成を有することができる。電解液は、これら負極ａ、正極ｃおよびセパレータｂとともに、外装体内に封止される。負極ａは、セパレータｂから突き出ている延長部（タブともいう）を有している。延長部は、負極ａが有する負極集電体ｄの正極活物質に覆われていない端部である。正極ｃも同様、正極ｃの正極集電体ｅの正極活物質に覆われていない端部である延長部（タブ）がセパレータｂから突き出ている。正極ｃの延長部と負極ａの延長部は、正極ｃと負極ａとを積層したときに互いに干渉しない位置に形成されている。すべての負極ａの延長部は一つに集められて、負極端子ｇに溶接により接続される。正極ｃも同様に、すべての正極ｃの延長部が一つに集められて、正極端子ｆに溶接によって接続される。
【００５１】
以下、これらの各要素について、リチウムイオン二次電池を例に挙げて詳細に説明する。
【００５２】
＜セパレータ＞
セパレータとしては、有機材料からなるウェブおよびシート、例えば、ポリアミド、ポリイミド、セルロースなどの織布、不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリアミド、ポリイミド、多孔性ポリフッ化ビニリデン膜等の多孔性ポリマー膜、またはイオン伝導性ポリマー電解質膜等を用いることができる。これらは単独または組み合わせで使用することができる。
【００５３】
また、セパレータとして、セラミックやガラスなどの無機材料からなるセパレータを使用することもできる。無機セパレータとしては、アルミナ、アルミナ−シリカ、チタン酸カリウム等のセラミック短繊維からなる不織布セパレータ、または、織物、不織布、または多孔質のフィルムからなる基材と耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含む層とからなるセパレータ、または、表面の一部に耐熱層が設けられており、この耐熱層が、セラミック粉末を含有する多孔質薄膜層、耐熱性樹脂の多孔質薄膜層、またはセラミック粉末と耐熱性樹脂の複合体からなる多孔質薄膜層セパレータ、または、セラミック物質の１次粒子の一部が焼結もしくは溶解再結晶結合されてなる２次粒子がバインダーによって結合されてなる多孔膜の層を備えるセパレータ、または、ポリオレフィン多孔質膜から成る基材層と、この基材層の片面又は両面に形成された耐熱絶縁層を備え、この耐熱絶縁層が、耐酸化性セラミックス粒子と耐熱性樹脂を含むセパレータ、または、セラミックス物質とバインダーが結合して形成される多孔性膜を含み、セラミックス物質として、シリカ(ＳｉＯ２)、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、ジルコニウム酸化物(ＺｒＯ２)、チタン酸化物(ＴｉＯ２)、シリコン(Ｓｉ)の窒化物、アルミニウム(Ａｌ)の水酸化物、ジルコニウム(Ｚｒ)のアルコキシド化物、チタン(Ｔｉ)のケトン化合物を用いたセパレータ、または、ポリマー基材と、このポリマー基材に形成されたＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｔｉ（ＯＨ）４のセラミック含有コーティング層を含むセパレータなどが挙げられる。
【００５４】
＜負極＞
負極は、金属箔で形成される負極集電体と、負極集電体の両面に塗工された負極活物質とを有する。負極活物質は負極用結着材によって負極集電体を覆うように結着される。負極集電体は、負極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には負極活物質は塗工されない。
【００５５】
本実施形態における負極活物質は、特に制限されるものではなく、例えば、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料、リチウムと合金可能な金属、およびリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物等が挙げられる。
【００５６】
炭素材料としては、例えば、炭素、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物等が挙げられる。ここで、結晶性の高い炭素は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。
【００５７】
金属としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ、またはこれらの２種以上の合金等が挙げられる。また、これらの金属又は合金は２種以上混合して用いてもよい。また、これらの金属又は合金は１種以上の非金属元素を含んでもよい。
【００５８】
金属酸化物としては、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、またはこれらの複合物等が挙げられる。負極活物質として酸化スズ若しくは酸化シリコンを含むことが好ましく、酸化シリコンを含むことがより好ましい。これは、酸化シリコンは、比較的安定で他の化合物との反応を引き起こしにくいからである。また、その全部または一部がアモルファス構造を有することが好ましい。アモルファス構造は、結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する要素が比較的少ないと考えられる。なお、金属酸化物の全部または一部がアモルファス構造を有することは、エックス線回折測定（一般的なＸＲＤ測定）にて確認することができる。具体的には、金属酸化物がアモルファス構造を有しない場合には、金属酸化物に固有のピークが観測されるが、金属酸化物の全部または一部がアモルファス構造を有する場合が、金属酸化物に固有ピークがブロードとなって観測される。
【００５９】
なお、炭素材料、金属、金属酸化物を単独で用いずに、混合して用いることもできる。例えば、黒鉛と非晶質炭素のように、同種の材料同士を混合しても良いし、黒鉛とシリコンのように、異種の材料を混合しても構わない。
【００６０】
負極用結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。使用する負極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、負極活物質１００質量部に対して、０．５〜２５質量部が好ましい。
【００６１】
負極集電体としては、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、クロム、銅、銀、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。
【００６２】
＜正極＞
正極は、金属箔で形成される正極集電体と、正極集電体の両面に塗工された正極活物質とを有する。正極活物質は正極用結着剤によって正極集電体を覆うように結着される。正極集電体は、正極端子と接続する延長部を有して形成され、この延長部には正極活物質は塗工されない。
【００６３】
正極活物質としては、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ＜２）、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉｘＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４（０＜ｘ＜２）等の層状構造を持つマンガン酸リチウムまたはスピネル構造を有するマンガン酸リチウム、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２またはこれらの遷移金属の一部を他の金属で置き換えたもの、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２などの特定の遷移金属が半数を超えないリチウム遷移金属酸化物、これらのリチウム遷移金属酸化物において化学量論組成よりもＬｉを過剰にしたもの、ＬｉＦｅＰＯ４などのオリビン構造を有するもの、等が挙げられる。また、これらの金属酸化物に、Ａｌ、Ｆｅ，Ｐ，Ｔｉ，Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ等により一部置換した材料も使用することができる。特に、ＬｉαＮｉβＣｏγＡｌδＯ２（１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．７、γ≦０．２）またはＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．６、γ≦０．２）が好ましい。正極活物質は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６４】
正極用結着剤としては、負極用結着剤と同様のものと用いることができる。使用する正極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、正極活物質１００質量部に対して、２〜１５質量部が好ましい。
【００６５】
正極集電体２４としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、銀、又はそれらの合金を用いることができる。正極集電体の形状としては、例えば、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。正極集電体としては、アルミニウム箔を好適に用いることができる。
【００６６】
正極活物質の塗工層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子が挙げられる。
【００６７】
＜電解液＞
本実施形態で用いる電解液は、リチウム塩（支持塩）と、この支持塩を溶解する非水溶媒を含む非水電解液を用いることができる。
【００６８】
非水溶媒としては、炭酸エステル（鎖状又は環状カーボネート）、カルボン酸エステル（鎖状又は環状カルボン酸エステル）、リン酸エステル等の非プロトン性有機溶媒を用いることができる。
【００６９】
炭酸エステル溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類；プロピレンカーボネート誘導体が挙げられる。
【００７０】
カルボン酸エステル溶媒としては、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
【００７１】
これらの中でも、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）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の炭酸エステル（環状または鎖状カーボネート類）が好ましい。
【００７２】
リン酸エステルとしては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。
【００７３】
また、非水電解液に含有できる溶媒としては、その他にも、例えば、エチレンサルファイト（ＥＳ）、プロパンサルトン（ＰＳ）、ブタンスルトン（ＢＳ）、Ｄｉｏｘａｔｈｉｏｌａｎｅ−２，２−ｄｉｏｘｉｄｅ（ＤＤ）、スルホレン、３−メチルスルホレン、スルホラン（ＳＬ）、無水コハク酸（ＳＵＣＡＨ）、無水プロピオン酸、無水酢酸、無水マレイン酸、ジアリルカーボネート（ＤＡＣ）、２，５−ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、２，５−ジオキサヘキサンニ酸ジメチル、フラン、２，５−ジメチルフラン、ジフェニルジサルファイド（ＤＰＳ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシメトキシエタン、クロロエチレンカーボネート、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、ジエチルエーテル、フェニルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、１，４−ジオキサン（ＤＩＯＸ）、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、イソプロピルアセテート、ブチルアセテート、メチルジフルオロアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、メチルフォルメイト、エチルフォルメイト、エチルブチレート、イソプロピルブチレート、メチルイソブチレート、メチルシアノアセテート、ビニルアセテート、ジフェニルジスルフィド、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、アジポニトリル、バレロニトリル、グルタロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、イソブチロニトリル、ビフェニル、チオフェン、メチルエチルケトン、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、カーボネート電解液、グライム、エーテル、アセトニトリル、プロピオンニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）イオン液体、ホスファゼン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、又は、これらの化合物の一部の水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
【００７４】
本実施形態における支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等の通常のリチウムイオン電池に使用可能なリチウム塩を用いることができる。支持塩は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００７５】
非水溶媒は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。 
【００７６】
＜外装体＞
外装体としては、電解液に安定で、かつ十分な水蒸気バリア性を持つものであれば、適宜選択することができる。例えば、積層ラミネート型の二次電池の場合、外装体としては、アルミニウムと樹脂のラミネートフィルムを用いることが好ましい。外装体は、単一の部材で構成してもよいし、複数の部材を組み合わせて構成してもよい。
【００７７】
本発明の電池要素は、以上のリチウムイオン二次電池の電池要素に限られるものではなく、本発明はどのような電池にも適用可能である。但し、放熱の問題は、多くの場合、高容量化した電池において問題になることが多いため、本発明は、高容量化した電池、特にリチウムイオン二次電池に適用することが好ましい。
【００７８】
以上説明したように、本発明の一形態による電池１は、
正極端子１１および負極端子１２が接続された電池要素１０と、
正極端子１１と負極端子１２との間に並列接続されたレドックスシャトルセル（端子間セル）１５と、
を有し、
レドックスシャトルセル１５は、特定の電位以上で酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器１６と、
少なくとも一部が容器１６の内部に配置された、正極端子１１に接続された少なくとも１つの第１電極１７ａおよび負極端子１２に接続された少なくとも１つの第２電極１７ｂと、
を有する。
【００７９】
上記電池１において、レドックスシャトルセル１５に直列接続された、非線形の電流電圧特性を持つ素子２１をさらに有することが好ましい。
【００８０】
レドックスシャトルセル１５は、一対の第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂが容器１６の内部で少なくとも一部が対向配置され、一対の第１電極１７ａおよび第２電極１７ｂの間に、熱収縮性または熱溶融性を持つ絶縁部材１９が配置されていることが好ましい。
【００８１】
以下に、本発明の電池の製造方法の一形態について説明する。
【００８２】
電池の製造方法の一形態は、
電池要素１０に正極端子１１および負極端子１２を接続する工程と、
特定の電位以上で酸化還元反応を生じるレドックスシャトル剤が封入された容器１６と、少なくとも一部が容器１６の内部に配置されて正極端子１１および負極端子１２にそれぞれ接続されたレドックスシャトルセル電極（少なくとも１つの第１電極および少なくとも１つの第２電極）１７と、を有するレドックスシャトルセル（端子間セル）１５を作製する工程と、
レドックスシャトルセル（端子間セル）１５を正極端子１１と負極端子１２との間に並列接続する工程と、
を有する。
【００８３】
上記の製造方法において、レドックスシャトルセル１５に、非線形の電流電圧特性を持つ素子２０を直列接続する工程をさらに含むことが好ましい。
【００８４】
また、レドックスシャトルセル１５を作製する工程は、一対のレドックスシャトルセル電極１７の少なくとも一部を容器１６の内部に配置した状態で容器１６の内部にレドックスシャトル剤を封入する工程を含むことができる。この場合、レドックスシャトルセル１５を作製する工程は、容器１６の内部で一対のレドックスシャトルセル電極１７の少なくとも一部を対向配置させ、一対のレドックスシャトルセル電極１７の間に、熱収縮性または熱溶融性を持つ絶縁部材１９を配置する工程を含むことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明による電池は、例えば、電源を必要とするあらゆる産業分野、ならびに電気的エネルギーの輸送、貯蔵および供給に関する産業分野にて利用することができる。具体的には、携帯電話、ノートパソコンなどのモバイル機器の電源；電気自動車、ハイブリッドカー、電動バイク、電動アシスト自転車などの電動車両を含む、電車や衛星や潜水艦などの移動・輸送用媒体の電源；ＵＰＳなどのバックアップ電源；太陽光発電、風力発電などで発電した電力を貯める蓄電設備；などに、利用することができる。
【００８６】
上記の各種機器および蓄電設備の一例として、図９および図１０に、それぞれ電気自動車２００および蓄電設備３００の模式図を示す。電気自動車２００および蓄電設備３００は、それぞれ組電池２１０、３１０を有する。組電池２１０、３１０は、上述した電池１を複数、直列および並列に接続し、必要とされる容量および電圧を満たすように構成したものである。
【符号の説明】
【００８７】
１    電池
１０    電池要素
１１    正極端子
１２    負極端子
１３    外装体
１５    レドックスシャトルセル
１６    容器
１７    レドックスシャトルセル電極
１９    絶縁部材
２０    抵抗成分
２１    （非線形の電流電圧特性を持つ）素子
２００    電気自動車
２１０、３１０    組電池
３００    蓄電設備
【図１】
0006634676.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006634676.tif 000004
【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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