(57)【要約】【課題】大型化しなくても、長い放電時間が得られるリチウムイオン二次電池装置を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池Ｂと、放電中のリチウムイオン二次電池Ｂに振動を与える振動発生手段１と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池（Ｂ）と、放電中の該リチウムイオン二次電池（Ｂ）に振動を与える振動発生手段（１）と、を備えたことを特徴とするリチウムイオン二次電池装置。
【請求項２】
上記振動発生手段（１）は、上記リチウムイオン二次電池（Ｂ）に当接する接触子（10）を有し、
上記接触子（10）の先端（10ａ）を、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の振幅（Ａ）で振動させる請求項１記載のリチウムイオン二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドニウム電池に比べて、寿命が長く、容量も多いことから、電気自動車等の電源として用いられている。そして、作動時間を長く（放電時間を長く）するために、リチウムイオン二次電池を大型化し容量を増やしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、リチウムイオン二次電池の大型化は、製造時間や費用が高く非常に困難であると共に、広い設置空間が必要になるという問題があった。また、重量が重くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、大型化しなくても、長い放電時間が得られるリチウムイオン二次電池装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のリチウムイオン二次電池装置は、リチウムイオン二次電池と、放電中のリチウムイオン二次電池に振動を与える振動発生手段と、を備えたものである。
また、振動発生手段は、リチウムイオン二次電池に当接する接触子を有し、接触子の先端を、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の振幅で振動させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リチウムイオン二次電池の放電時間を長くすることができる。リチウムイオン二次電池を大型化せずに、放電時間を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の要部斜視図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】第２の実施形態の簡略構成図である。
【図４】第３の実施形態の要部側面図である。
【図５】第４の実施形態の要部斜視図である。
【図６】第５の実施形態の要部斜視図である。
【図７】第６の実施形態の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
図１に於て、リチウムイオン二次電池Ｂと、リチウムイオン二次電池Ｂに振動を伝達する振動発生手段１と、を備えている。
振動発生手段１は、リチウムイオン二次電池Ｂ（以下、二次電池Ｂと呼ぶ場合もある）の外周面に接触する接触子10と、接触子10を振動させる振動発生源Ｈと、を有している。
【００１０】
図１に示す第１の実施形態において、振動発生源Ｈは、二次電池Ｂとは別の電源によって、二次電池Ｂを叩くように接触子10を振動させるものであり、例えば、回転軸に偏心荷重が取着された電気モータ型や、電磁コイルと永久磁石を有するリニア型、圧電振動素子型等の振動発生機である。リチウムイオン二次電池Ｂ及び振動発生手段１は、リチウムイオン二次電池Ｂからの電気で自走可能な車両内部に設けるのが望ましい。
【００１１】
図２に於て、接触子10は、リチウム二次電池Ｂに接触させていない非接触状態で先端10ａが、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の振幅Ａで振動するように設けられている。
振幅Ａが上記の下限値未満であると、放電時間の延長に至らないといった問題があり、上限値を越えると、騒音が大きくリチウム二次電池Ｂが損傷する虞れがあるといった問題がある。
なお、０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の振幅Ａをもって振動するように設けるのがより好ましい。
【００１２】
また、１分間に１５０００回以上３６０００回以下で振動するように設けている。言い換えると、２５０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の振動数をもって振動するように設けている。振動数が上記の下限値未満であると、放電時間の延長に至らないといった問題があり、上限値を越えると、騒音が大きくリチウム二次電池Ｂが損傷する虞れがあるといった問題がある。
なお、１分間に１９８００回以上３００００回以下で振動するように設けるのが好ましい。または、振動数を３３０Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下に設けるのが好ましい。
【００１３】
次に、図３に示す第２の実施形態は、電気自動車やハイブリット車等の車両Ｃ内に、二次電池Ｂと振動発生手段１とを設けている。振動発生源Ｈを車両Ｃに付設している。
振動発生源Ｈは、具体的には、駆動用モータＭの駆動音を集音するマイク61、マイク61で集音した音や擬似駆動音を歩行者や運転者に伝達するためのスピーカ62、車体の振動を制御するサスペンションやスプリング等の車両用の懸架装置63、風圧を受けて回転（又は揺動）して振動を発生させる風受け部材64、等の１つ又は複数である。
【００１４】
振動発生源Ｈは、マイク61で集音した音の振動、スピーカ62の振動、懸架装置63が受ける車体の振動、風受け部材64の振動、をバネ材や棒又は帯状部材等の機械的な伝達部材を介して接触子10に伝達するように設けている。
【００１５】
なお、振動発生源Ｈを、マイク61で集音した音の振動、スピーカ62の振動、車体の振動、風受け部材64が受ける風力、等から発電した電気、又は、別の電源にて、振動発生機を作動させ、振動発生機にて発生させた振動を、接触子10に伝達して振動させても良い。
【００１６】
図４に示す第３の実施形態は、二次電池Ｂと、二次電池Ｂの上面側に配設される振動発生手段１と、を設けている。二次電池Ｂ及び振動発生手段１は、（図４において図示省略の）車両Ｃ内に配設されている。
振動発生手段１は、二次電池Ｂの上方位置に配設される支持部材12と、支持部材12から垂下状に設けられたコイルバネ等の弾発付勢部材11と、弾発付勢部材11に吊り持ち状に設けられた接触子10と、から成る。
車両Ｃの走行中の振動を弾発付勢部材11で制振（増振又は減振）させ、二次電池Ｂを叩くように接触子10を振動させるものである。
【００１７】
図５に示す第４の実施形態において、振動発生手段１は、二次電池Ｂを包囲するケーシング部材13と、ケーシング部材13と二次電池Ｂを接続する複数のコイルバネ等のバネ部材14と、から成る。二次電池Ｂ及び振動発生手段１は、（図５において図示省略の）車両Ｃ内に配設されている。
車両Ｃの走行中の振動をバネ部材14で制振させ、二次電池Ｂそのものを振動させるものである。なお、ケーシング部材13は、壁部を有する密封状の箱体に限らず、複数の支柱部材から成る枠体であっても良い。
【００１８】
図６に示す第５の実施形態において、振動発生手段１は、回転軸に偏心荷重が取着された電気モータ型、電磁コイルと永久磁石を有するリニア型、圧電素子型等、電気によって作動する小型かつ軽量の振動発生器19であって、超音波洗浄機、超音波発生機、携帯電話、電動歯ブラシ、医療機器等に内臓されているものである。
振動発生器19は、二次電池Ｂの外周面（特に、上面や側面）に取着されている。言い換えると、振動発生器19から成る振動発生源Ｈを、発生させた振動が直接的に二次電池Ｂに伝達されるように設けたものである。二次電池Ｂ及び振動発生手段１は、（図６において図示省略の）車両Ｃ内に配設されている。
振動発生器19の電源は、車両Ｃ内で発電した電気エネルギーであり、二次電池Ｂとは別の電源である。例えば、図３を用いて説明した、マイク61で集音した音、スピーカ62の振動、車体の振動、風受け部材64が受ける風力、等から発電した電気である。
【００１９】
図７に示す第６の実施形態において、振動発生手段１は、二次電池Ｂの内部に設けられている。
二次電池Ｂ内の正極５と負極６の間、より詳しくは、正極５とセパレータ７の間と、セパレータ７と負極６の間と、に設けている。
振動発生手段１は、非水電解液の密度より重い密度を有する（非水電解液より比重が重い）と共にその液内を遊動（泳）する多数の内部振動子15と、内部振動子15の上昇位置及び下降位置を規制する多数の当り壁部16と、から成る。
内部振動子15は、薄板状かつ矩形状乃至多角形状に設けられている。形状及び大きさは各々異なっている。また、セラミック等非金属製のものが好ましい。
当り壁部16は、正極５及び負極６から突出状に設けられ、上下方向に不等ピッチで複数設けられている。なお。二次電池Ｂは、（図７において図示省略の）車両Ｃ内に設けられる。
内部振動子15は、車両Ｃの振動によって、二次電池Ｂ内で上下の当り壁部16，16に接触して上下方向に遊動することで振動し、非水電解液を振動させている。多数の当り壁部16を上下方向不等ピッチに設け、多数の内部振動子15の形状及び大きさを相違させることで、振動子15を確実に振動させている。
【００２０】
次に、本発明のリチウムイオン二次電池装置の作用について説明する。
図１及び図２に於て、接触子10の先端10ａを、振幅Ａが略１．０ｍｍで、１分間に略２００００回で振動するように設け、無振動状態の接触子10の先端10ａを、二次電池Ｂの上面側中央部に当接させ、二次電池Ｂの放電中にその接触子10を振動させた振動有り状態の場合（実施例）と、従来のように接触子10を設けずに二次電池Ｂを振動無し状態で放電させた場合（比較例）と、の放電時間を測定した。
【００２１】
放電時間の測定は、フル充電の二次電池Ｂで測定用機械を起動及び作動させ、二次電池Ｂの充電残量が２０％でブザー音が鳴るように設定し、機械の起動開始からそのブザー音が発せられるまでの時間を測定した。即ち、充電量が１００％から２０％になるまでの時間であり、充電量の８０％分を使用するのにかかった時間である。また、実施例と比較例に使用した測定用機械は同一のものであり、同じ作動状態で使用し、同じ電力を消費するようにした。また、二次電池Ｂは実施例と比較例に同一のものを使用した。ある試験回では、フル充電した二次電池Ｂを比較例の測定に使用し、その後、二次電池Ｂを再びフル充電して実施例に使用した。別の試験回では、実施例の測定後に比較例に使用した。また、同じ試験回において室温ほぼ同じであった。１３回行った測定結果を下記表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から明らかなように、比較例の振動無し状態に比べて、実施例の振動有り状態は、放電時間が、最大で約３３％、平均で約２０％延びていることがわかる。
比較例は、放電の際に非水電解液（質）内に発生するスラグにより、リチウムイオンの移動が阻害されていたと考えられる。しかし、実施例は、放電中の振動により非水電解液（質）を振動させ、スラグ同士が分離・離間し、肥大化が防止されると共にスラグ間の隙間が大きくなって、スムーズかつ安定したリチウムイオンの流れが保持され、放電時間が延びたと考えられる。つまり、本発明によって、機械を作動させるのに必要な放電が、従来よりも長い時間にわたって得られると言える。
【００２４】
なお、本発明は、設計変更可能であって、図１乃至図４に於て、接触子10の形状は、自由である。また、図３に示した車両Ｃに付設された振動発生源Ｈとして、音楽用スピーカや、ハイブリット車のエンジン、駆動用モータＭ、とするも良い。また、図７において、内部振動子15に非金属製のバネ部材を付設して振動するように設けても良い。
なお、車両Ｃとは、パワーシャベル等の建設機械車両や、フォークリフト等の物流用運搬車両、耕運機等の農業用車両を含み、リチウムイオン二次電池Ｂを電源として自走可能なものであればよい
【００２５】
以上のように、本発明のリチウムイオン二次電池装置は、リチウムイオン二次電池Ｂと、放電中のリチウムイオン二次電池Ｂに振動を与える振動発生手段１と、を備えたので、放電中に非水電解液（質）を振動させてリチウムイオン二次電池Ｂの放電時間を長くすることができる。つまり、二次電池Ｂから電気が供給される機械（モータ）の使用時間を長くすることができる。例えば、電気自動車に用いれば、１回のフル充電で走行可能な距離を向上できる。リチウムイオン二次電池Ｂを大型化せずに、放電時間を向上できる。言い換えると、放電時間が同じ従来リチウムイオン二次電池に比べて、本発明に用いるリチウムイオン二次電池Ｂを小型・軽量にできる。
【００２６】
また、振動発生手段１は、リチウムイオン二次電池Ｂに当接する接触子10を有し、接触子10の先端10ａを、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の振幅Ａで振動させるので、僅かな振動（エネルギー）で、リチウムイオン二次電池Ｂの放電時間を延ばすことができる。静かな振動音でリチウムイオン二次電池Ｂの放電時間を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  振動発生手段
10  接触子
10ａ  先端
Ａ  振幅
Ｂ  リチウムイオン二次電池
【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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