蓄電デバイス
【課題】複数の蓄電セルの温度差を小さくすることができ、高い信頼性を有する蓄電デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄電デバイス１００は、正極、負極、および電解液が収容された外装体１２を有する蓄電セル１０と、外装体１２の外表面に形成された放熱板２０と、を含み、蓄電セル１０と放熱板２０とは、交互に積層され、放熱板２０は、３つ以上設けられ、複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０は、最外に配置された放熱板２０の内側に配置された放熱板２０よりも、熱伝導率が小さい。
【解決手段】本発明に係る蓄電デバイス１００は、正極、負極、および電解液が収容された外装体１２を有する蓄電セル１０と、外装体１２の外表面に形成された放熱板２０と、を含み、蓄電セル１０と放熱板２０とは、交互に積層され、放熱板２０は、３つ以上設けられ、複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０は、最外に配置された放熱板２０の内側に配置された放熱板２０よりも、熱伝導率が小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスの構成要素である蓄電セルは、例えば、シート状の正極および負極をセパレータを介して対向配置させながら所定数積層してなる電極体を、電解液とともに外装体内に密封したものである。このような密閉型蓄電セルは、蓄電デバイスの小型化および高エネルギー化を図るために、複数積層され、例えば直列に接続されて使用される（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２００６−２２８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電セルは充放電により発熱するが、上記のように複数の蓄電セルを積層すると、最外に配置された蓄電セル（端部に配置された蓄電セルともいえる）と、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（中央部に配置された蓄電セルともいえる）と、に温度差が生じることがある。より具体的には、中央部に配置された蓄電セルは、該蓄電セルの両側に配置された蓄電セルの発熱の影響を受けて蓄熱しやすく、最外に配置された蓄電セルに比べて、温度上昇が大きくなる傾向にある。このように充放電時に蓄電セル間に温度差が生じると、蓄電セルの劣化速度や充放電特性が変化してしまい、蓄電デバイス全体としての信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、複数の蓄電セルの温度差を小さくすることができ、高い信頼性を有する蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００７】
［適用例１］
本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記蓄電セルと前記放熱板とは、交互に積層され、
前記放熱板は、３つ以上設けられ、
複数の前記放熱板のうち、最外に配置された前記放熱板は、前記最外に配置された前記放熱板の内側に配置された前記放熱板よりも、熱伝導率が小さい。
【０００８】
［適用例２］
適用例１において、
前記最外に配置された前記放熱板の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記内側に配置された前記放熱板の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であることができる。
【０００９】
［適用例３］
適用例１または２において、
前記最外に配置された前記放熱板の材質は、アルミニウムであり、
前記内側に配置された前記放熱板の材質は、銅であることができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１例において、
前記放熱板と接合されたヒートシンクを、さらに含むことができる。
【００１１】
［適用例５］
適用例４において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る蓄電デバイスによれば、複数の放熱板のうち、最外に配置された放熱板は、内側に配置された放熱板よりも、熱伝導率が小さい。すなわち、内側に配置された放熱板は、最外に配置された放熱板よりも、蓄電セルで発生した熱を、効率よく放熱させることができる。そのため、複数の蓄電セルのうち、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（例えば中央部に配置された蓄電セル）が、最外に配置された蓄電セルに比べて高温となることを抑制することができる。したがって、複数の蓄電セル間の温度差を小さくする（均一化する）ことができる。その結果、蓄電セルの劣化速度や充放電特性の差を小さくすることができ、本発明に係る蓄電デバイスは、高い信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る蓄電デバイスの蓄電セルを模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
１． 蓄電デバイス
まず、本実施形態に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しなら説明する。図１は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図（水平方向（ＸＹ平面）の断面図）である。図３は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（垂直方向（ＸＺ平面）の断面図）である。なお、図１では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。また、図２および図３では、便宜上、外郭部材４０、および外装体１２内に収容される正極や負極等を省略して図示している。
【００１６】
蓄電デバイス１００は、図１〜図３に示すように、蓄電セル１０と、放熱板２０と、ヒートシンク３０と、外郭部材４０と、を含むことができる。
【００１７】
蓄電セル１０は、複数設けられている。図示の例では、６つの蓄電セル１０が設けられているが、その数は特に限定されず、蓄電デバイス１００の用途に応じて適宜変更することができる。具体的な蓄電セル１０の形態としては、リチウムイオンキャパシタ、二次電池、電気二重層キャパシタなどを例示することができる。蓄電セル１０は、外装体１２と、正極端子１６と、負極端子１８と、を有する。
【００１８】
外装体１２は、正極、負極、および電解液を収容している。外装体１２の形状は、正極、負極、および電解液を収容することができれば特に限定されず、例えば、２枚のフィルムを張り合わせたラミネート型でもよし、箱型でもよいし、円筒型でもよい。図２および図３に示す例では、外装体１２をラミネート型（ラミネートフィルム）として図示している。
【００１９】
ラミネートフィルムからなる外装体１２は、図２および図３に示すように、第１扁平面１３と、第１扁平面１３と反対を向き（図示の例では＋Ｘ方向を向き）第１扁平面１３より面積の小さい第２扁平面１４と、を有することができる。外装体１２は、図２に示すように、例えば、凸の部分を有し、第２扁平面１４は、凸の部分を形成する面であるといえる。図２および図３に示す例では、隣り合う蓄電セル１０は、放熱板２０を介して、一方の蓄電セル１０の第１扁平面１３と、他方の蓄電セル１０の第２扁平面１４と、が対向するように配置されている。図示はしないが、隣り合う蓄電セル１０は、放熱板２０を介して、第１扁平面１３同士が対向するように、または、第２扁平面１４同士が対向するように配置されていてもよい。第１扁平面１３と第２扁平面１４との間の距離（蓄電セル１０の厚み）は、例えば、５ｍｍ程度である。
【００２０】
ラミネートフィルムの材質としては、ポリプロピレンやナイロンなどの合成樹脂の一部を、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔としたものなどが挙げられる。このようなフィルム状の外装体１２を用いることにより、例えば、金属等からなる硬質の外装体（金属缶等）を用いる場合に比べて、蓄電セル１０の小型化や軽量化を図ることができる。
【００２１】
正極端子１６および負極端子１８は、図２に示すように、外装体１２から突出して設けられている。より具体的には、正極端子１６および負極端子１８は、外装体１２の密閉性を保持した状態で、外装体１２の内側から外側まで延出している。正極端子１６は、外装体１２内の正極と電気的に接続されており、負極端子１８は、外装体１２内の負極と電気的に接続されている。正極端子１６の材質としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。負極端子１８の材質としては、例えば、銅、ニッケルが挙げられる。なお、外装体１２の内部構造については、後述する。
【００２２】
図１および図２に示す例では、複数の蓄電セル１０が直列に接続されるように、隣り合う蓄電セル１０の正極端子１６および負極端子１８は、配線１７を介して接続されている。図示はしないが、蓄電デバイス１００の用途に応じて、複数の蓄電セル１０は、並列に接続されることもできる。
【００２３】
放熱板２０は、外装体１２の外表面に設けられている。蓄電セル１０と放熱板２０とは、例えばＸ軸方向に沿って、交互に積層されている。放熱板２０は、３つ以上設けられ、図示の例では、６つの蓄電セル１０の各々を挟むように７つの放熱板２０が設けられている。より具体的には、Ｘ軸方向に沿って、放熱板２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇの順で配置されている。したがって、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、複数の蓄電セル１０のうち最外に配置された蓄電セル１０に設けられることができる。
【００２４】
隣り合う蓄電セル１０の間に設けられた放熱板２０は、一方の蓄電セル１０の第１扁平面１３と、他方の蓄電セル１０の第２扁平面１４と、に接合されていてもよい。また、図２および図３に示すように、最外に配置された放熱板２０ａは、最外に配置された蓄電セル１０の第１扁平面１３に接合されていてもよく、最外に配置された放熱板２０ｇは、最外に配置された蓄電セル１０の第２扁平面１４に接合されていてもよい。放熱板２０と蓄電セル１０との接合は、例えば接着剤を用いて行われる。接着剤としては、例えば、粘着性および熱伝熱率が高く、熱抵抗の低い、アクリル系熱伝導シート、アクリル接着剤付グラファイトシートを用いることができる。
【００２５】
放熱板２０は、例えば、Ｘ軸方向を厚み方向とする板状の形状を有し、その厚みは、０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。放熱板２０のＹ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、放熱板２０のＺ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。
【００２６】
放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、放熱させることができる。さらに、放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、ヒートシンク３０に伝熱させることができる。すなわち、放熱板２０は、伝熱板としての機能も有することができる。
【００２７】
複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、例えば、放熱板２０ａ，２０ｇの内側に配置された（放熱板２０ａ，２０ｇの間に配置された）放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆよりも熱伝導率が小さい。具体的には、放熱板２０ａ，２０ｇの熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、材質としては、アルミニウムが挙げられる。また、放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であり、材質としては、銅や銀が挙げられるが、コストを考慮すると、銅であることが望ましい。
【００２８】
上記では、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇのみが、他の放熱板２０に比べて熱伝導率が低い例について説明したが、本実施形態に係る蓄電デバイス１００では、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇの内側に、放熱板２０ａ，２０ｇよりも熱伝導率が大きい放熱板２０を少なくとも１つ有していればよい。この熱伝導率が大きい放熱板２０は、中央部に配置された蓄電セル１０が高温となることを考慮すると、複数の放熱板２０のうち中央部に配置されていることが望ましい。
【００２９】
例えば、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇ、およびこれらの隣りに配置された放熱板２０ｂ，２０ｆの材質をアルミニウムとし、残りの放熱板２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの材質を銅としてもよい。また、例えば、複数の放熱板２０のうち、中央に配置された放熱板２０ｄの材質のみを銅とし、他の放熱板２０の材質をアルミニウムとしてもよい。
【００３０】
さらに、複数の放熱板２０において、最外から中央部に向かうにつれて、熱伝導率が徐々に変化するような形態でもよい。すなわち、放熱板２０ａ，２０ｇの材質をアルミニウムとし、放熱板２０ｂ，２０ｆの材質を銅とし、放熱板２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの材質を銀としてもよい。このような形態は、複数の蓄電セル１０が中央に近づくにつれて徐々に高温となる場合に効果的である。
【００３１】
このように、放熱板２０の材質（熱伝導率）は、複数の蓄電セル１０の発熱量や発熱する位置によって、適宜変更されることができる。
【００３２】
放熱板２０は、図１および図３に示すように、端部２２を有することができる。端部２２は、例えば、放熱板２０の端部２２以外の部分に比べて、大きな厚みを有することができる。すなわち、端部２２は、Ｘ軸方向の長さが大きい。これにより、ヒートシンク３０との接合面積を大きくすることができる。
【００３３】
ヒートシンク３０は、放熱板２０と接合されている。図示の例では、ヒートシンク３０は、蓄電セル１０および放熱板２０の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、全ての放熱板２０と接合されている。これにより、複数の放熱板２０を熱的に連結することができる。そのため、蓄電セルにおいて発生した熱によって、例えば１つの蓄電セルのみが劣化することを抑制しつつ、蓄電デバイス１００全体を冷却することができる。蓄電セル１０において発生した熱は、放熱板２０をＺ軸方向に伝わり、端部２２からからヒートシンク３０へ伝熱されて、ヒートシンク３０から放熱されることができる。ヒートシンク３０の材質としては、例えば、アルミニウム、銅が挙げられる。
【００３４】
ヒートシンク３０と放熱板２０との接合は、特に限定されないが、例えば、予め、ヒートシンク３０および放熱板２０の端部２２に複数の穴（図示せず）を設け、ヒートシンク３０の穴と端部２２の穴とが重なるように両者を配置したのち、該穴径（直径）より外径の大きいノックピン（図示せず）を圧入することにより行うことができる。ノックピンは、塑性変形しながら穴に挿入されるため、ノックピンと穴との間に空隙が生じず、ヒートシンク３０と放熱板２０と間の熱抵抗を小さくすることができる。これにより、放熱板２０に伝わった蓄電セル１０の熱を、効率よくヒートシンク３０から放熱することができる。さらに、ヒートシンク３０と放熱板２０の端部２２との間に、シリコングリスや銀入りペースト等の高い伝熱特性を示す材料を塗布し、伝熱性低下の一因となる空隙を充填することによって、熱抵抗を小さくしてもよい。
【００３５】
ヒートシンク３０は、図１および図３に示すように、例えば、直方体の一面に複数の凹部を形成してなる凸部３２を有する。凸部３２は、ヒートシンク３０の放熱板２０と接合する面と反対側の面に形成されている。凸部３２の数は、特に限定されない。凸部３２により、ヒートシンク３０の表面積を大きくすることができ、放熱性を向上させることができる。
【００３６】
外郭部材４０は、図１に示すように、放熱板２０とヒートシンク３０とが接合できる形態で、蓄電セル１０および放熱板２０を包囲している。外郭部材４０の形態は、特に限定されず、例えば、粘着テープからなる外郭部材４０を蓄電セル１０等に巻きつけることによって、蓄電セル１０等を包囲していてもよいし、箱型のケース体からなる外郭部材４０内に蓄電セル１０等を収容することによって、蓄電セル１０等を包囲してもよい。
【００３７】
外郭部材４０として用いることのできる粘着テープは、粘着性および絶縁性を有し、さらに、放熱性を有することが望ましい。これにより、充放電時に発生する蓄電セル１０の熱を放熱することができ、蓄電セル１０の温度上昇を抑制することができる。粘着テープとしては、例えば、銅箔やアルミ箔付ポリエステルフィルムが挙げられる。
【００３８】
なお、図示はしないが、粘着テープによって包囲された蓄電セル１０等を、さらにアルミニウムなどからなるケース体に収容してもよい。また、図示はしないが、ヒートシンク３０は、外郭部材４０内に収容されていてもよい。
【００３９】
次に、蓄電セル１０の内部構造について説明する。図４は、図２に示した本実施形態に係る蓄電デバイス１００の蓄電セル１０の１つを示す断面図あって、蓄電セル１０の（外装体１２の）内部構造を模式的に示す断面図である。以下では、一例として、蓄電セル１０がリチウムイオンキャパシタである場合について説明する。
【００４０】
蓄電セル１０は、図４に示すように、外装体１２に収容された電極積層体５および電解液（図示せず）を有する。図示の例では、電極積層体５および電解液は、第１ラミネートフィルム１２ａと第２ラミネートフィルム１２ｂとからなる外装体１２内に収容されている。
【００４１】
電極積層体５は、電解液に浸漬されている。電極積層体５は、正極１と、負極２と、リチウム極３と、セパレータ４と、を有する。正極１、負極２、リチウム極３、およびセパレータ４は、シート状の形状を有する。図示の例では、電極積層体５は、第１ラミネートフィルム１２ａの内側の底面から、リチウム極３、負極２、正極１、負極２、正極１、負極２、リチウム極３の順で積層され、極と極との間、および極とラミネートフィルムとの間にセパレータ４を介することによって構成されている。電極積層体５において、正極１および負極２は、それぞれ並列に接続されている。
【００４２】
なお、正極１および負極２の数は、特に限定されない。同様に、リチウム極３の数および設置場所も特に限定されない。また、電極積層体５の形態は、図４に示す例に限定されず、例えば、正極、負極、リチウム極、およびセパレータを重ねて積層シートを形成し、該積層シートを捲回させてなる捲回構造体でもよい。
【００４３】
正極１は、正極集電体１ａと、正極活物質層１ｂと、を有する。正極集電体１ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。正極集電体１ａの材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレスが挙げられる。正極集電体１ａの厚みは、例えば、１５μｍ以上５０μｍ以下である。正極集電体１ａは、正極リード６を介して、正極端子１６に接続されている。
【００４４】
正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａに形成されている。図示の例では、正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。正極活物質層１ｂの厚みは、例えば、６０μｍ以上９０μｍ以下である。
【００４５】
正極活物質層１ｂは、正極活物質を含有している。正極活物質は、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）や、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）のようなアニオンを可逆的に担持できる物質である。より具体的には、正極活物質としては、活性炭、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であるポリアセン系物質（ＰＡＳ）が挙げられる。
【００４６】
正極活物質層１ｂの形成方法としては、まず、正極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを正極集電体１ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、正極活物質層１ｂを得ることをできる。
【００４７】
負極２は、負極集電体２ａと、負極活物質層２ｂと、を有する。負極集電体２ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。負極集電体２ａの材質としては、例えば、銅、ステンレス、ニッケルが挙げられる。負極集電体２ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。負極集電体２ａは、負極リード７を介して、負極端子１８に接続されている。
【００４８】
負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａに形成されている。図示の例では、負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。負極活物質層２ｂの厚みは、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下である。
【００４９】
負極活物質層２ｂは、負極活物質を含有している。負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵できる物質である。より具体的には、負極活物質としては、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、もしくはそれらの粉砕品が挙げられる。
【００５０】
負極活物質層２ｂの形成方法としては、まず、負極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを負極集電体２ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、負極活物質層２ｂを得ることをできる。
【００５１】
リチウム極３は、リチウム極集電体３ａと、リチウム箔３ｂと、を有する。リチウム極集電体３ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。リチウム極集電体３ａの材質としては、例えば、銅、ステンレスが挙げられる。リチウム極集電体３ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。
【００５２】
リチウム箔３ｂは、例えば、リチウム極集電体３ａの一方の面に圧着されている。リチウム箔３ｂの材質は、リチウムである。リチウム箔３ｂは、リチウムイオンの供給源として機能することができる。すなわち、リチウム極集電体３ａと負極集電体２ａとを負極リード７を介して接続させて短絡させることにより、リチウム箔３ｂは、電解液に溶解してリチウムイオンとなることができる。そして、リチウムイオンは、電気化学的に電解液を介して負極活物質層２ｂにドープ（「プレドープ」ともいえる）される。その結果、負極２の電位を下げることができる。リチウム箔３ｂの厚みは、例えば、５０μｍ以上３００μｍ以下である。
【００５３】
なお、リチウム箔３ｂは、プレドープによって、例えば完全に電解液に溶解するが、図示の例では、便宜上、電解液の図示を省略し、電解液に溶解する前のリチウム箔３ｂを図示している。
【００５４】
電解液としては、リチウム塩を電解質とする非プロトン性有機溶媒電解質溶液を用いる。非プロトン性有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホランなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎなどが挙げられる。
【００５５】
本実施形態に係る蓄電デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５６】
蓄電デバイス１００によれば、複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、例えば、放熱板２０ａ，２０ｇの内側に配置された放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆよりも、熱伝導率が小さい。すなわち、放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、放熱板２０ａ，２０ｇよりも、蓄電セル１０で発生した熱を、効率よく放熱させることができる。そのため、複数の蓄電セルのうち、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（例えば中央部に配置された蓄電セル）が、最外に配置された蓄電セルに比べて高温となることを抑制することができる。したがって、複数の蓄電セル１０間の温度差を小さくする（均一化する）ことができる。その結果、蓄電セル１０間の電圧の差を小さくすることができ、蓄電デバイス１００は、高い信頼性を有することができる。例えば、蓄電セルが積層された場合、特に、最外に配置された蓄電セルと、その内側に配置された蓄電セルと、の間で、温度差が生じやすい。
【００５７】
蓄電デバイス１００によれば、放熱板２０と接合されたヒートシンク３０を有することができる。上記のとおり、内側に配置された放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇよりも熱伝導率が大きいので、内側に配置された蓄電セル１０の熱を、効率よくヒートシンク３０に伝えることができる。そのため、複数の蓄電セル１０間の温度差を小さくすることができる。
【００５８】
２． 変形例
次に、本実施形態の変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例に係る蓄電デバイスにおいて、本実施形態に係る蓄電デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
２．１． 第１変形例
まず、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイス２００を模式的に示す断面図である。なお、図５は、図３に対応している。
【００６０】
蓄電デバイス１００の例では、図３に示すように、１つのヒートシンク３０を有していた。これに対し、蓄電デバイス２００は、図５に示すように、複数のヒートシンク３０を有する。図示の例では、ヒートシンク３０は、２つ設けられ、２つのヒートシンク３０は、蓄電セル１０および放熱板２０の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、放熱板２０の端部２２と接続され、放熱板２０を介して、互いに対向配置されている。
【００６１】
蓄電デバイス２００によれば、蓄電デバイス１００に比べて、ヒートシンク３０の数が多い分、放熱性を向上させることができる。
【００６２】
２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイス３００を模式的に示す斜視図である。なお、図６では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。
【００６３】
蓄電デバイス３００は、図６に示すように、冷却部５０を有する。冷却部５０としては、ヒートシンク３０を冷却することができれば、その形態は特に限定されないが、例えば、冷却ファンを用いることができる。冷却部５０の配置は、例えば、ヒートシンク３０の凸部３２に直接送風できるように、ヒートシンク３０に接続されている。これにより、ヒートシンク３０は、より効率よく放熱することができる。
【００６４】
なお、図５に示した蓄電デバイス２００のようにヒートシンク３０を複数有する形態では、冷却部５０は、ヒートシンク３０の数に応じて、複数設けられていてもよい。
【００６５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００６６】
１ 正極、１ａ 正極集電体、１ｂ 正極活物質層、２ 負極、２ａ 負極集電体、
２ｂ 負極活物質層、３ リチウム極、３ａ リチウム極集電体、３ｂ リチウム箔、
４ セパレータ、５ 電極積層体、６ 正極リード、７ 負極リード、１０ 蓄電セル、
１２ 外装体、１２ａ 第１ラミネートフィルム、１２ｂ 第２ラミネートフィルム、
１３ 第１扁平面、１４ 第２扁平面、１６ 正極端子、１７ 配線、１８ 負極端子、
２０ 放熱板、２２ 端部、３０ ヒートシンク、３２ 凸部、４０ 外郭部材、
５０ 冷却部、１００〜３００ 蓄電デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスの構成要素である蓄電セルは、例えば、シート状の正極および負極をセパレータを介して対向配置させながら所定数積層してなる電極体を、電解液とともに外装体内に密封したものである。このような密閉型蓄電セルは、蓄電デバイスの小型化および高エネルギー化を図るために、複数積層され、例えば直列に接続されて使用される（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２００６−２２８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電セルは充放電により発熱するが、上記のように複数の蓄電セルを積層すると、最外に配置された蓄電セル（端部に配置された蓄電セルともいえる）と、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（中央部に配置された蓄電セルともいえる）と、に温度差が生じることがある。より具体的には、中央部に配置された蓄電セルは、該蓄電セルの両側に配置された蓄電セルの発熱の影響を受けて蓄熱しやすく、最外に配置された蓄電セルに比べて、温度上昇が大きくなる傾向にある。このように充放電時に蓄電セル間に温度差が生じると、蓄電セルの劣化速度や充放電特性が変化してしまい、蓄電デバイス全体としての信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、複数の蓄電セルの温度差を小さくすることができ、高い信頼性を有する蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００７】
［適用例１］
本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記蓄電セルと前記放熱板とは、交互に積層され、
前記放熱板は、３つ以上設けられ、
複数の前記放熱板のうち、最外に配置された前記放熱板は、前記最外に配置された前記放熱板の内側に配置された前記放熱板よりも、熱伝導率が小さい。
【０００８】
［適用例２］
適用例１において、
前記最外に配置された前記放熱板の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記内側に配置された前記放熱板の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であることができる。
【０００９】
［適用例３］
適用例１または２において、
前記最外に配置された前記放熱板の材質は、アルミニウムであり、
前記内側に配置された前記放熱板の材質は、銅であることができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１例において、
前記放熱板と接合されたヒートシンクを、さらに含むことができる。
【００１１】
［適用例５］
適用例４において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る蓄電デバイスによれば、複数の放熱板のうち、最外に配置された放熱板は、内側に配置された放熱板よりも、熱伝導率が小さい。すなわち、内側に配置された放熱板は、最外に配置された放熱板よりも、蓄電セルで発生した熱を、効率よく放熱させることができる。そのため、複数の蓄電セルのうち、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（例えば中央部に配置された蓄電セル）が、最外に配置された蓄電セルに比べて高温となることを抑制することができる。したがって、複数の蓄電セル間の温度差を小さくする（均一化する）ことができる。その結果、蓄電セルの劣化速度や充放電特性の差を小さくすることができ、本発明に係る蓄電デバイスは、高い信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る蓄電デバイスの蓄電セルを模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
１． 蓄電デバイス
まず、本実施形態に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しなら説明する。図１は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図（水平方向（ＸＹ平面）の断面図）である。図３は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（垂直方向（ＸＺ平面）の断面図）である。なお、図１では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。また、図２および図３では、便宜上、外郭部材４０、および外装体１２内に収容される正極や負極等を省略して図示している。
【００１６】
蓄電デバイス１００は、図１〜図３に示すように、蓄電セル１０と、放熱板２０と、ヒートシンク３０と、外郭部材４０と、を含むことができる。
【００１７】
蓄電セル１０は、複数設けられている。図示の例では、６つの蓄電セル１０が設けられているが、その数は特に限定されず、蓄電デバイス１００の用途に応じて適宜変更することができる。具体的な蓄電セル１０の形態としては、リチウムイオンキャパシタ、二次電池、電気二重層キャパシタなどを例示することができる。蓄電セル１０は、外装体１２と、正極端子１６と、負極端子１８と、を有する。
【００１８】
外装体１２は、正極、負極、および電解液を収容している。外装体１２の形状は、正極、負極、および電解液を収容することができれば特に限定されず、例えば、２枚のフィルムを張り合わせたラミネート型でもよし、箱型でもよいし、円筒型でもよい。図２および図３に示す例では、外装体１２をラミネート型（ラミネートフィルム）として図示している。
【００１９】
ラミネートフィルムからなる外装体１２は、図２および図３に示すように、第１扁平面１３と、第１扁平面１３と反対を向き（図示の例では＋Ｘ方向を向き）第１扁平面１３より面積の小さい第２扁平面１４と、を有することができる。外装体１２は、図２に示すように、例えば、凸の部分を有し、第２扁平面１４は、凸の部分を形成する面であるといえる。図２および図３に示す例では、隣り合う蓄電セル１０は、放熱板２０を介して、一方の蓄電セル１０の第１扁平面１３と、他方の蓄電セル１０の第２扁平面１４と、が対向するように配置されている。図示はしないが、隣り合う蓄電セル１０は、放熱板２０を介して、第１扁平面１３同士が対向するように、または、第２扁平面１４同士が対向するように配置されていてもよい。第１扁平面１３と第２扁平面１４との間の距離（蓄電セル１０の厚み）は、例えば、５ｍｍ程度である。
【００２０】
ラミネートフィルムの材質としては、ポリプロピレンやナイロンなどの合成樹脂の一部を、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔としたものなどが挙げられる。このようなフィルム状の外装体１２を用いることにより、例えば、金属等からなる硬質の外装体（金属缶等）を用いる場合に比べて、蓄電セル１０の小型化や軽量化を図ることができる。
【００２１】
正極端子１６および負極端子１８は、図２に示すように、外装体１２から突出して設けられている。より具体的には、正極端子１６および負極端子１８は、外装体１２の密閉性を保持した状態で、外装体１２の内側から外側まで延出している。正極端子１６は、外装体１２内の正極と電気的に接続されており、負極端子１８は、外装体１２内の負極と電気的に接続されている。正極端子１６の材質としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。負極端子１８の材質としては、例えば、銅、ニッケルが挙げられる。なお、外装体１２の内部構造については、後述する。
【００２２】
図１および図２に示す例では、複数の蓄電セル１０が直列に接続されるように、隣り合う蓄電セル１０の正極端子１６および負極端子１８は、配線１７を介して接続されている。図示はしないが、蓄電デバイス１００の用途に応じて、複数の蓄電セル１０は、並列に接続されることもできる。
【００２３】
放熱板２０は、外装体１２の外表面に設けられている。蓄電セル１０と放熱板２０とは、例えばＸ軸方向に沿って、交互に積層されている。放熱板２０は、３つ以上設けられ、図示の例では、６つの蓄電セル１０の各々を挟むように７つの放熱板２０が設けられている。より具体的には、Ｘ軸方向に沿って、放熱板２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇの順で配置されている。したがって、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、複数の蓄電セル１０のうち最外に配置された蓄電セル１０に設けられることができる。
【００２４】
隣り合う蓄電セル１０の間に設けられた放熱板２０は、一方の蓄電セル１０の第１扁平面１３と、他方の蓄電セル１０の第２扁平面１４と、に接合されていてもよい。また、図２および図３に示すように、最外に配置された放熱板２０ａは、最外に配置された蓄電セル１０の第１扁平面１３に接合されていてもよく、最外に配置された放熱板２０ｇは、最外に配置された蓄電セル１０の第２扁平面１４に接合されていてもよい。放熱板２０と蓄電セル１０との接合は、例えば接着剤を用いて行われる。接着剤としては、例えば、粘着性および熱伝熱率が高く、熱抵抗の低い、アクリル系熱伝導シート、アクリル接着剤付グラファイトシートを用いることができる。
【００２５】
放熱板２０は、例えば、Ｘ軸方向を厚み方向とする板状の形状を有し、その厚みは、０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。放熱板２０のＹ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、放熱板２０のＺ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。
【００２６】
放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、放熱させることができる。さらに、放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、ヒートシンク３０に伝熱させることができる。すなわち、放熱板２０は、伝熱板としての機能も有することができる。
【００２７】
複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、例えば、放熱板２０ａ，２０ｇの内側に配置された（放熱板２０ａ，２０ｇの間に配置された）放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆよりも熱伝導率が小さい。具体的には、放熱板２０ａ，２０ｇの熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、材質としては、アルミニウムが挙げられる。また、放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であり、材質としては、銅や銀が挙げられるが、コストを考慮すると、銅であることが望ましい。
【００２８】
上記では、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇのみが、他の放熱板２０に比べて熱伝導率が低い例について説明したが、本実施形態に係る蓄電デバイス１００では、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇの内側に、放熱板２０ａ，２０ｇよりも熱伝導率が大きい放熱板２０を少なくとも１つ有していればよい。この熱伝導率が大きい放熱板２０は、中央部に配置された蓄電セル１０が高温となることを考慮すると、複数の放熱板２０のうち中央部に配置されていることが望ましい。
【００２９】
例えば、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇ、およびこれらの隣りに配置された放熱板２０ｂ，２０ｆの材質をアルミニウムとし、残りの放熱板２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの材質を銅としてもよい。また、例えば、複数の放熱板２０のうち、中央に配置された放熱板２０ｄの材質のみを銅とし、他の放熱板２０の材質をアルミニウムとしてもよい。
【００３０】
さらに、複数の放熱板２０において、最外から中央部に向かうにつれて、熱伝導率が徐々に変化するような形態でもよい。すなわち、放熱板２０ａ，２０ｇの材質をアルミニウムとし、放熱板２０ｂ，２０ｆの材質を銅とし、放熱板２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの材質を銀としてもよい。このような形態は、複数の蓄電セル１０が中央に近づくにつれて徐々に高温となる場合に効果的である。
【００３１】
このように、放熱板２０の材質（熱伝導率）は、複数の蓄電セル１０の発熱量や発熱する位置によって、適宜変更されることができる。
【００３２】
放熱板２０は、図１および図３に示すように、端部２２を有することができる。端部２２は、例えば、放熱板２０の端部２２以外の部分に比べて、大きな厚みを有することができる。すなわち、端部２２は、Ｘ軸方向の長さが大きい。これにより、ヒートシンク３０との接合面積を大きくすることができる。
【００３３】
ヒートシンク３０は、放熱板２０と接合されている。図示の例では、ヒートシンク３０は、蓄電セル１０および放熱板２０の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、全ての放熱板２０と接合されている。これにより、複数の放熱板２０を熱的に連結することができる。そのため、蓄電セルにおいて発生した熱によって、例えば１つの蓄電セルのみが劣化することを抑制しつつ、蓄電デバイス１００全体を冷却することができる。蓄電セル１０において発生した熱は、放熱板２０をＺ軸方向に伝わり、端部２２からからヒートシンク３０へ伝熱されて、ヒートシンク３０から放熱されることができる。ヒートシンク３０の材質としては、例えば、アルミニウム、銅が挙げられる。
【００３４】
ヒートシンク３０と放熱板２０との接合は、特に限定されないが、例えば、予め、ヒートシンク３０および放熱板２０の端部２２に複数の穴（図示せず）を設け、ヒートシンク３０の穴と端部２２の穴とが重なるように両者を配置したのち、該穴径（直径）より外径の大きいノックピン（図示せず）を圧入することにより行うことができる。ノックピンは、塑性変形しながら穴に挿入されるため、ノックピンと穴との間に空隙が生じず、ヒートシンク３０と放熱板２０と間の熱抵抗を小さくすることができる。これにより、放熱板２０に伝わった蓄電セル１０の熱を、効率よくヒートシンク３０から放熱することができる。さらに、ヒートシンク３０と放熱板２０の端部２２との間に、シリコングリスや銀入りペースト等の高い伝熱特性を示す材料を塗布し、伝熱性低下の一因となる空隙を充填することによって、熱抵抗を小さくしてもよい。
【００３５】
ヒートシンク３０は、図１および図３に示すように、例えば、直方体の一面に複数の凹部を形成してなる凸部３２を有する。凸部３２は、ヒートシンク３０の放熱板２０と接合する面と反対側の面に形成されている。凸部３２の数は、特に限定されない。凸部３２により、ヒートシンク３０の表面積を大きくすることができ、放熱性を向上させることができる。
【００３６】
外郭部材４０は、図１に示すように、放熱板２０とヒートシンク３０とが接合できる形態で、蓄電セル１０および放熱板２０を包囲している。外郭部材４０の形態は、特に限定されず、例えば、粘着テープからなる外郭部材４０を蓄電セル１０等に巻きつけることによって、蓄電セル１０等を包囲していてもよいし、箱型のケース体からなる外郭部材４０内に蓄電セル１０等を収容することによって、蓄電セル１０等を包囲してもよい。
【００３７】
外郭部材４０として用いることのできる粘着テープは、粘着性および絶縁性を有し、さらに、放熱性を有することが望ましい。これにより、充放電時に発生する蓄電セル１０の熱を放熱することができ、蓄電セル１０の温度上昇を抑制することができる。粘着テープとしては、例えば、銅箔やアルミ箔付ポリエステルフィルムが挙げられる。
【００３８】
なお、図示はしないが、粘着テープによって包囲された蓄電セル１０等を、さらにアルミニウムなどからなるケース体に収容してもよい。また、図示はしないが、ヒートシンク３０は、外郭部材４０内に収容されていてもよい。
【００３９】
次に、蓄電セル１０の内部構造について説明する。図４は、図２に示した本実施形態に係る蓄電デバイス１００の蓄電セル１０の１つを示す断面図あって、蓄電セル１０の（外装体１２の）内部構造を模式的に示す断面図である。以下では、一例として、蓄電セル１０がリチウムイオンキャパシタである場合について説明する。
【００４０】
蓄電セル１０は、図４に示すように、外装体１２に収容された電極積層体５および電解液（図示せず）を有する。図示の例では、電極積層体５および電解液は、第１ラミネートフィルム１２ａと第２ラミネートフィルム１２ｂとからなる外装体１２内に収容されている。
【００４１】
電極積層体５は、電解液に浸漬されている。電極積層体５は、正極１と、負極２と、リチウム極３と、セパレータ４と、を有する。正極１、負極２、リチウム極３、およびセパレータ４は、シート状の形状を有する。図示の例では、電極積層体５は、第１ラミネートフィルム１２ａの内側の底面から、リチウム極３、負極２、正極１、負極２、正極１、負極２、リチウム極３の順で積層され、極と極との間、および極とラミネートフィルムとの間にセパレータ４を介することによって構成されている。電極積層体５において、正極１および負極２は、それぞれ並列に接続されている。
【００４２】
なお、正極１および負極２の数は、特に限定されない。同様に、リチウム極３の数および設置場所も特に限定されない。また、電極積層体５の形態は、図４に示す例に限定されず、例えば、正極、負極、リチウム極、およびセパレータを重ねて積層シートを形成し、該積層シートを捲回させてなる捲回構造体でもよい。
【００４３】
正極１は、正極集電体１ａと、正極活物質層１ｂと、を有する。正極集電体１ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。正極集電体１ａの材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレスが挙げられる。正極集電体１ａの厚みは、例えば、１５μｍ以上５０μｍ以下である。正極集電体１ａは、正極リード６を介して、正極端子１６に接続されている。
【００４４】
正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａに形成されている。図示の例では、正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。正極活物質層１ｂの厚みは、例えば、６０μｍ以上９０μｍ以下である。
【００４５】
正極活物質層１ｂは、正極活物質を含有している。正極活物質は、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）や、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）のようなアニオンを可逆的に担持できる物質である。より具体的には、正極活物質としては、活性炭、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であるポリアセン系物質（ＰＡＳ）が挙げられる。
【００４６】
正極活物質層１ｂの形成方法としては、まず、正極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを正極集電体１ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、正極活物質層１ｂを得ることをできる。
【００４７】
負極２は、負極集電体２ａと、負極活物質層２ｂと、を有する。負極集電体２ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。負極集電体２ａの材質としては、例えば、銅、ステンレス、ニッケルが挙げられる。負極集電体２ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。負極集電体２ａは、負極リード７を介して、負極端子１８に接続されている。
【００４８】
負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａに形成されている。図示の例では、負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。負極活物質層２ｂの厚みは、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下である。
【００４９】
負極活物質層２ｂは、負極活物質を含有している。負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵できる物質である。より具体的には、負極活物質としては、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、もしくはそれらの粉砕品が挙げられる。
【００５０】
負極活物質層２ｂの形成方法としては、まず、負極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを負極集電体２ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、負極活物質層２ｂを得ることをできる。
【００５１】
リチウム極３は、リチウム極集電体３ａと、リチウム箔３ｂと、を有する。リチウム極集電体３ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。リチウム極集電体３ａの材質としては、例えば、銅、ステンレスが挙げられる。リチウム極集電体３ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。
【００５２】
リチウム箔３ｂは、例えば、リチウム極集電体３ａの一方の面に圧着されている。リチウム箔３ｂの材質は、リチウムである。リチウム箔３ｂは、リチウムイオンの供給源として機能することができる。すなわち、リチウム極集電体３ａと負極集電体２ａとを負極リード７を介して接続させて短絡させることにより、リチウム箔３ｂは、電解液に溶解してリチウムイオンとなることができる。そして、リチウムイオンは、電気化学的に電解液を介して負極活物質層２ｂにドープ（「プレドープ」ともいえる）される。その結果、負極２の電位を下げることができる。リチウム箔３ｂの厚みは、例えば、５０μｍ以上３００μｍ以下である。
【００５３】
なお、リチウム箔３ｂは、プレドープによって、例えば完全に電解液に溶解するが、図示の例では、便宜上、電解液の図示を省略し、電解液に溶解する前のリチウム箔３ｂを図示している。
【００５４】
電解液としては、リチウム塩を電解質とする非プロトン性有機溶媒電解質溶液を用いる。非プロトン性有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホランなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎなどが挙げられる。
【００５５】
本実施形態に係る蓄電デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５６】
蓄電デバイス１００によれば、複数の放熱板２０のうち、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇは、例えば、放熱板２０ａ，２０ｇの内側に配置された放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆよりも、熱伝導率が小さい。すなわち、放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、放熱板２０ａ，２０ｇよりも、蓄電セル１０で発生した熱を、効率よく放熱させることができる。そのため、複数の蓄電セルのうち、最外に配置された蓄電セルの内側に配置された蓄電セル（例えば中央部に配置された蓄電セル）が、最外に配置された蓄電セルに比べて高温となることを抑制することができる。したがって、複数の蓄電セル１０間の温度差を小さくする（均一化する）ことができる。その結果、蓄電セル１０間の電圧の差を小さくすることができ、蓄電デバイス１００は、高い信頼性を有することができる。例えば、蓄電セルが積層された場合、特に、最外に配置された蓄電セルと、その内側に配置された蓄電セルと、の間で、温度差が生じやすい。
【００５７】
蓄電デバイス１００によれば、放熱板２０と接合されたヒートシンク３０を有することができる。上記のとおり、内側に配置された放熱板２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、最外に配置された放熱板２０ａ，２０ｇよりも熱伝導率が大きいので、内側に配置された蓄電セル１０の熱を、効率よくヒートシンク３０に伝えることができる。そのため、複数の蓄電セル１０間の温度差を小さくすることができる。
【００５８】
２． 変形例
次に、本実施形態の変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例に係る蓄電デバイスにおいて、本実施形態に係る蓄電デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
２．１． 第１変形例
まず、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイス２００を模式的に示す断面図である。なお、図５は、図３に対応している。
【００６０】
蓄電デバイス１００の例では、図３に示すように、１つのヒートシンク３０を有していた。これに対し、蓄電デバイス２００は、図５に示すように、複数のヒートシンク３０を有する。図示の例では、ヒートシンク３０は、２つ設けられ、２つのヒートシンク３０は、蓄電セル１０および放熱板２０の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、放熱板２０の端部２２と接続され、放熱板２０を介して、互いに対向配置されている。
【００６１】
蓄電デバイス２００によれば、蓄電デバイス１００に比べて、ヒートシンク３０の数が多い分、放熱性を向上させることができる。
【００６２】
２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイス３００を模式的に示す斜視図である。なお、図６では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。
【００６３】
蓄電デバイス３００は、図６に示すように、冷却部５０を有する。冷却部５０としては、ヒートシンク３０を冷却することができれば、その形態は特に限定されないが、例えば、冷却ファンを用いることができる。冷却部５０の配置は、例えば、ヒートシンク３０の凸部３２に直接送風できるように、ヒートシンク３０に接続されている。これにより、ヒートシンク３０は、より効率よく放熱することができる。
【００６４】
なお、図５に示した蓄電デバイス２００のようにヒートシンク３０を複数有する形態では、冷却部５０は、ヒートシンク３０の数に応じて、複数設けられていてもよい。
【００６５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００６６】
１ 正極、１ａ 正極集電体、１ｂ 正極活物質層、２ 負極、２ａ 負極集電体、
２ｂ 負極活物質層、３ リチウム極、３ａ リチウム極集電体、３ｂ リチウム箔、
４ セパレータ、５ 電極積層体、６ 正極リード、７ 負極リード、１０ 蓄電セル、
１２ 外装体、１２ａ 第１ラミネートフィルム、１２ｂ 第２ラミネートフィルム、
１３ 第１扁平面、１４ 第２扁平面、１６ 正極端子、１７ 配線、１８ 負極端子、
２０ 放熱板、２２ 端部、３０ ヒートシンク、３２ 凸部、４０ 外郭部材、
５０ 冷却部、１００〜３００ 蓄電デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記蓄電セルと前記放熱板とは、交互に積層され、
前記放熱板は、３つ以上設けられ、
複数の前記放熱板のうち、最外に配置された前記放熱板は、前記最外に配置された前記放熱板の内側に配置された前記放熱板よりも、熱伝導率が小さい、蓄電デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記最外に配置された前記放熱板の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記内側に配置された前記放熱板の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下である、蓄電デバイス。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記最外に配置された前記放熱板の材質は、アルミニウムであり、
前記内側に配置された前記放熱板の材質は、銅である、蓄電デバイス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記放熱板と接合されたヒートシンクを、さらに含む、蓄電デバイス。
【請求項５】
請求項４において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含む、蓄電デバイス。
【請求項１】
正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記蓄電セルと前記放熱板とは、交互に積層され、
前記放熱板は、３つ以上設けられ、
複数の前記放熱板のうち、最外に配置された前記放熱板は、前記最外に配置された前記放熱板の内側に配置された前記放熱板よりも、熱伝導率が小さい、蓄電デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記最外に配置された前記放熱板の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記内側に配置された前記放熱板の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下である、蓄電デバイス。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記最外に配置された前記放熱板の材質は、アルミニウムであり、
前記内側に配置された前記放熱板の材質は、銅である、蓄電デバイス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記放熱板と接合されたヒートシンクを、さらに含む、蓄電デバイス。
【請求項５】
請求項４において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含む、蓄電デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６０５４３（Ｐ２０１２−１６０５４３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４５６（Ｐ２０１１−１８４５６）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３０７０３７５４３）ＪＭエナジー株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３０７０３７５４３）ＪＭエナジー株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
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