特許 7157619 二次電池、電池パック及び電力システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-12

(45)【発行日】2022-10-20

(54)【発明の名称】二次電池、電池パック及び電力システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20221013BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20221013BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20221013BHJP

   H01M 4/70 20060101ALI20221013BHJP

   H01M 50/489 20210101ALI20221013BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20221013BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20221013BHJP

   H01M 4/02 20060101ALI20221013BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20221013BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20221013BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M10/0585

H01M10/052

H01M4/70 A

H01M50/489

H01M50/588

H01M50/593

H01M4/02 Z

H01M50/55 301

H01M50/50 201Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018195748

(22)【出願日】2018-10-17

(65)【公開番号】P2020064754

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小松 大輝

(72)【発明者】

【氏名】井上 健士

(72)【発明者】

【氏名】牧野 茂樹

【審査官】冨士 美香

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５１６３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５９９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１２５３２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２６８０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５６９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９１８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８５

Ｈ０１Ｍ １０／０５２

Ｈ０１Ｍ ４／７０

Ｈ０１Ｍ ５０／５３１

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集電体に電極材料が塗布された正極及び負極と、
前記正極と前記負極との間に設けられたセパレータと、を有し、
前記正極及び前記負極の前記集電体にはそれぞれ、タブが付設され、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、前記タブの近傍のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも小さくし、
前記タブの近傍には、キャパシタンスを増加させる材料の塗布比率を前記他の領域よりも高めた部分が設けられている、二次電池。

【請求項2】

前記キャパシタンスを増加させる前記材料は、活性炭である、請求項１記載の二次電池。

【請求項3】

前記セパレータの厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１記載の二次電池。

【請求項4】

前記集電体の前記他の領域には、スリットが設けられている、請求項１記載の二次電池。

【請求項5】

前記他の領域は、前記スリットにより二分割されている、請求項４記載の二次電池。

【請求項6】

前記集電体の前記他の領域には、貫通孔が設けられている、請求項１記載の二次電池。

【請求項7】

前記正極の前記タブと前記負極の前記タブとの間には、絶縁板が挟み込まれている、請求項１記載の二次電池。

【請求項8】

請求項１記載の二次電池を複数個直列に接続した構成を有し、
隣り合う二個の前記二次電池の前記タブが接続されている、電池パック。

【請求項9】

前記二次電池の前記正極の前記タブと前記負極の前記タブとは、空間を設けて配置されている、請求項８記載の電池パック。

【請求項10】

請求項１記載の二次電池と、
インバータと、
前記インバータに接続された負荷と、を含み、
前記二次電池と前記インバータとを接続する配線は、他の電力供給機器と前記インバータとを接続する配線よりも、長さが短い、電力システム。

【請求項11】

前記二次電池と前記インバータとを接続する前記配線の前記長さは、１ｍ以下である、請求項１０記載の電力システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池、電池パック及び電力システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電池内の寄生インダクタンスを下げることにより、高周波帯での応答性を向上させる検討が行われてきた。

【0003】

例えば、特許文献１には、平行に設けられた正極側集電電極および負極側集電電極によって、同じ大きさの電流を互いに逆方向に流す２つの電流経路ができるようにし、これにより、逆方向の電流によってそれぞれに流れる電流によって生じる電磁誘導は磁界キャンセルされて、寄生インダクタンスを小さくすることができる電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２２０３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されている電池は、集電電極の配置を改良するものであるが、磁界キャンセルによる寄生インダクタンスに着目したものであり、正極及び負極の内部におけるインピーダンスに関しては改善の余地があると考えられる。

【0006】

高周波帯においては、上記のインピーダンスのうち、電極集電体に塗布された電極材料のキャパシタンス成分の寄与も大きいと考えられる。

【0007】

本発明は、二次電池の電極におけるキャパシタンスを含むインピーダンスの分布を調整し、高周波帯における二次電池のインピーダンスを低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の二次電池は、集電体に電極材料が塗布された正極及び負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータと、を有し、正極及び負極の集電体にはそれぞれ、タブが付設され、正極及び負極のうち少なくとも一方は、タブの近傍のインピーダンスを、他の領域のインピーダンスよりも小さくしている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、二次電池の電極におけるキャパシタンスを含むインピーダンスの分布を調整し、高周波帯における二次電池のインピーダンスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】リチウムイオン電池の内部の構成を示す概略構成図である。

【図2】電極の例を示す断面図である。

【図3】電池の等価回路モデルの要部を示す構成図である。

【図4】第一の実施形態に係る電池の等価回路モデルの要部を示す構成図である。

【図5】高周波帯に関連する等価回路モデルを示す構成図である。

【図6】図５の等価回路モデルを用いてシミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図7】第二の実施形態に係る電極の例を示す断面図である。

【図8】第三の実施形態に係る電極を示す模式構成図である。

【図9】第四の実施形態に係る電極を構成する金属箔を示す模式構成図である。

【図10】第五の実施形態に係る電池を示す模式構成図である。

【図11】第六の実施形態に係る電池パックを示す模式構成図である。

【図12】第七の実施形態に係る電力システムを示す概略構成図である。

【図13】第八の実施形態に係る電極の作製プロセスを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について説明する。

【0012】

以下の説明は、本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0013】

まず、本発明の実施形態の前提となる電池の構成例について説明する。

【0014】

図１は、リチウムイオン電池の内部構成についての最小単位を示したものである。

【0015】

本図に示すように、電池は、負極１０と正極１１とセパレータ１２とから構成されている。負極１０及び正極１１は、外部との電流経路としてそれぞれ、負極タブ１３、正極タブ１４を有している。また、負極１０、正極１１及びセパレータ１２は、リチウム塩を溶解させた電解液で満たされており、この電解液がイオンの伝導を行う。

【0016】

例えばラミネート型の電池では、図１の最小単位の電池を多数積層し、並列に接続する。この場合には、負極タブ１３、正極タブ１４をそれぞれ集約し、溶接等により一体化し、一つのラミネート内で電池とする。

【0017】

正極１１及び負極１０の構成例としては、次のようなものがある。

【0018】

正極１１は、ＮＭＣ活物質（三元系ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚＯ_２）に代表される正極活物質と導電助剤とをバインダーにより結着したものをアルミニウム箔（正極集電体）に塗布する。一方、負極１０は、グラファイトに代表される負極活物質と導電助剤とをバインダーにより結着したものを銅箔（負極集電体）に塗布する。

【0019】

図２は、電極の断面を模式的に示したものである。

【0020】

本図に示す電極においては、金属箔１００（集電体）の両面に電極材料１０１を塗布している。片面塗布でもよいが、エネルギー密度を向上させるために両面に塗布を行うのが一般的である。

【0021】

次に、電池の等価回路モデルについて説明する。

【0022】

図３は、高周波帯での特性を議論するため、高周波帯で関連する等価回路モデルのみを示している。

【0023】

本図において、等価回路２００は、タブ近傍における電池の電極材料に由来するものである。一方、等価回路２１０は、タブから遠い部分における電極材料に由来するものである。

【0024】

等価回路２００は、電池の起電力２０１、電気二重層形成の反応によるキャパシタンス２０２と電極活物質の電荷移動抵抗２０３との並列回路、電極内のインダクタンス２０４とインダクタンス部抵抗２０５との並列回路、及び電池の電解液抵抗や部材の抵抗の総和である直流抵抗２０６から構成されている。

【0025】

電極全体では、電極材料由来の等価回路２００が外部回路に対してタブ由来のインダクタンス２０７及び抵抗２０８を介して接続されている。タブから遠いほど、銅箔のインダクタンス２０９の影響を受けやすい。このため、等価回路２１０は、インダクタンス２０９を電極長さの分だけ積算したものが追加され、インダクタンス２０７及び抵抗２０８に接続される。

【0026】

通常の電極は、電極箔全面に一様に電極材料１０１が塗布されているため、タブ近傍の電極材料由来の等価回路２００と、タブから遠い部分の電極材料由来の等価回路２１０とは、同一となる。

【0027】

インダクタンスのインピーダンスの絶対値Ｚは、下記式（１）で表される。式中、ωは周波数、Ｌはインダクタンス値を表している。

【0028】

【数1】

【0029】

上記式（１）より、高周波帯では、インダクタンス２０９の影響を大きく受け、高インピーダンスになってしまうため、タブから遠い部分の電極材料から電力を供給することが困難とわかる。つまり、高周波帯では、タブ近傍に電流が集中してしまうことを意味する。したがって、高周波帯で電力を供給するためには、タブのインダクタンス２０７及び抵抗２０８を下げた状態で、キャパシタンス分の容量をタブ近傍のキャパシタンスに持たせることが有効であると考えられる。

【0030】

以下、実施形態について説明する。

【0031】

（第一の実施形態）
第一の実施形態は、タブ近傍とタブ近傍以外とで、図３の等価回路２００と等価回路２１０とを異なる構成とすることにより、高周波帯における特性を改善するものである。

【0032】

図４は、その構成を示したものである。

【0033】

本図に示すように、高周波に対応した電池は、厚い負極タブ３００、厚い正極タブ３０１、活性炭等の比率を高めキャパシタンス成分を増加させた電極材料塗布部３０２、及び通常組成の電池の電極材料塗布部３０３によって構成されている。

【0034】

負極タブ３００及び正極タブ３０１は両方とも、厚さを厚くし、電極間を近接配置させる。これは、図３に示すタブ由来のインダクタンス２０７及び抵抗２０８を低減するためである。

【0035】

抵抗は、下記式（２）に従い、厚さに依存する。式中、Ｒは抵抗値、ρは抵抗率、ｌは電流経路長、Ａは断面積を示している。

【0036】

【数2】

【0037】

一方、電池の電流経路の主経路の銅箔のインダクタンスは、下記式（３）に従い、電流経路長に依存する。式中、Ｌはインダクタンス（単位：ｎＨ）、ｌは電流経路長、ｗは導体の幅、ｔは銅箔の厚さを示している。

【0038】

【数3】

【0039】

このような電極タブ近傍の高周波帯でのインピーダンスを下げた領域に、容量成分を付加することが高周波で電力供給を可能にする。このため、キャパシタンス２０２（図３）を増加させる材料、例えばイオンの吸脱着の面積を増やす表面積の大きい活性炭等、成分を通常組成の電極材料よりも多く含む電極材料を塗布する。タブ近傍以外の高周波帯でのインピーダンスが大きい領域には、通常組成の電極材料を塗布する。このような構成にすることで、タブ近傍では電気二重層由来のキャパシタンス２０２（図３）が増加する。ここで、活性炭等は、比表面積が５００～３０００ｍ^２／ｇ程度のものが望ましい。

【0040】

この効果に関して、図４の構成を高周波応答成分に限定し、簡易的に表現した等価回路を用いて説明する。

【0041】

図５は、高周波帯に関連する等価回路モデルを示したものである。

【0042】

図５においては、タブ近傍のキャパシタンス成分を増加させた電極材料塗布部３０２（図４）に対応したキャパシタンスをキャパシタンス４００、通常組成の電極材料塗布部３０３（図４）での電気二重層の容量分に対応したキャパシタンスをキャパシタンス４０１としている。

【0043】

図６は、図５の構成において、キャパシタンス４００及びキャパシタンス４０１の容量をパラメータとして変化させてシミュレーションを行った結果を示したものである。横軸は周波数を、縦軸はインピーダンスを示している。横軸及び縦軸はともに、対数軸で表示している。

【0044】

点線は、従来例である通常組成の電極材料を全面に塗布した場合（比較例１）を、一点鎖線は、キャパシタンスが増加する成分を多く含む電極材料を全面に塗布した場合（比較例２）を、実線は、本実施形態であるタブ近傍にのみキャパシタンスが増加する成分を多く含む電極材料を塗布した場合、つまりキャパシタンス４００を増加させた場合を、破線は、タブから遠い部分にのみキャパシタンスが増加する成分を多く含む電極材料を塗布した場合、つまりキャパシタンス４０１を増加させた場合（比較例３）を示している。

【0045】

なお、このシミュレーションにおいて、「タブ近傍」は、図４において、電極材料塗布部３０２の図中上下方向の幅が、電極の図中上下方向の幅の２分の１、言い換えると、電極材料塗布部３０２の図中上下方向の幅が、電極材料塗布部３０３の図中上下方向の幅と同等であることを意味する。これはインダクタンス２０７とインダクタンス２０９が等しい且つ抵抗２０６と抵抗２０８が等しいことを意味している。これが実施例１である。これに対して、比較例３は、実施例１とは反対に、タブ近傍に電極材料塗布部３０３を設け、タブから遠い部分に電極材料塗布部３０２を設けるとともに、電極材料塗布部３０３の図中上下方向の幅を、電極材料塗布部３０２の図中上下方向の幅と同等としている。

【0046】

また、図５のキャパシタンス４００とキャパシタンス４０１との容量の比、言い換えると、電極材料塗布部３０２と電極材料塗布部３０３の容量比は、１０：１とした。

【0047】

図６において、周波数が数ｋＨｚから５０ｋＨｚまでの範囲でインピーダンスが低くなるように電極を構成することが望ましい。更に望ましくは、周波数が数ｋＨｚから２０ｋＨｚまでの範囲でインピーダンスが低くなることである。

【0048】

本図の（ａ）に示すとおり、周波数が２０ｋＨｚ以下の領域においては、本実施例並びに比較例２及び３の場合、比較例１の場合に比べ、インピーダンスが低くなっている。これは、通常の電極材料のみを塗布した場合よりも、キャパシタンスが増加する成分を塗布することによる。

【0049】

比較例１の場合、約４０ｋＨｚでインピーダンスが極小となっている。

【0050】

本実施例の場合、約２０ｋＨｚでインピーダンスが極小となっている。比較例２及び３の場合、およそ１２～１３ｋＨｚでインピーダンスが極小となっている。すなわち、本実施例の場合、比較例２及び３に比べ、インピーダンスが最小となる共振点が高周波側にシフトしている。

【0051】

本実施例と比較例２及び３とを比較すると、本図の（ｂ）に示すとおり、インピーダンスに関して、本実施例の極小値が最も小さくなっている。また、周波数が１０～５０ｋＨｚの領域では、本実施例のインピーダンスの積分値が最も小さくなっている。

【0052】

以上のように、本実施例の場合、高周波領域におけるインピーダンスが低減し、高周波でも電力応答が可能になると考えられる。

【0053】

このように、タブ近傍を高周波に対応できる領域とし、タブから離れた部分を通常の電池の電気化学反応を取り出す領域として、役割を分けることにより、高周波領域及び低周波領域の両方に優位な電極設計が可能となる。

【0054】

なお、本図に示すシミュレーションにおいては、タブ近傍の電極材料塗布部３０２（図４）の幅を、電極の幅の３分の１としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、タブ近傍の電極材料塗布部３０２（図４）の幅は、電極の幅の２分の１以下であればよい。

【0055】

実施例１のような構成は、正極及び負極のうち少なくとも一方でも効果が得られる。

【0056】

本明細書においては、「タブの近傍」とは、電極の形状が長方形の場合、電極においてタブが付設された辺から対辺までの距離の半分までの領域をいう。電極の形状が他の形状、例えば円形又は楕円形の場合、タブの付設部の中点と円形又は楕円形の重心とを結ぶ直線に直交する直線で仕切られたタブ側の領域をいうことにする。まとめると、一般に、「タブの近傍」とは、電極の形状の重心とタブの付設部（線分）の中点とを結ぶ直線に直交する直線で仕切られたタブ側の領域をいうことにする。

【0057】

まとめると、タブの近傍のインピーダンスは、実施例１のように、キャパシタンスが増加する成分を多く含む電極材料を塗布した部分の幅を３分の１としたとしても、上記の定義による「タブの近傍」のインピーダンスは、他の領域のインピーダンスよりも小さくなる。

【0058】

（第二の実施形態）
タブ近傍の低インピーダンス化の手段について説明する。低インピーダンス化は、薄いセパレータ５００を用いることにより可能になる。

【0059】

図７は、図１の電池の断面を示したものである。

【0060】

図７において、負極箔５０１には、負極材料５０２が塗布されている。正極箔５０３には、正極材料５０４が塗布されている。負極材料５０２と正極材料５０４との間は、薄いセパレータ５００で隔てられている。

【0061】

図３の直流抵抗２０６は、電解液の抵抗と箔等の抵抗との和である。電解液の抵抗は、上記式（１）の抵抗率をイオン伝導率に置き換えた式で表すことができる。

【0062】

よって、電解液の抵抗は、イオンの伝導長さに比例する。したがって、図７のセパレータ５００を薄くすることにより、直流抵抗２０６を下げることが可能である。これにより、電池のインピーダンスを低減し、高周波でも応答することが可能になる。ここで、セパレータ５００の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下が望ましい。厚さが１μｍ未満となると、膜の強度が不十分となる。

【0063】

（第三の実施形態）
電極にスリットを入れることにより、電流経路をコントロールすることができる。

【0064】

図８は、第三の実施形態の電極を模式的に示したものである。

【0065】

本図において、電極６００は、第一の実施形態又は第二の実施形態と同様に、電極材料が塗布され、タブ６０１を有している。電極６００において、タブ６０１を設けた辺の対辺の中央部には、スリット６０２が設けられている。

【0066】

スリット６０２があることで、電極６００の電流経路は、必ずタブ６０１の近傍を経由することになる。このため、特に高周波帯では、タブ６０１の近傍に電流が集中する。

【0067】

これにより、タブ６０１の近傍のインピーダンスがタブ６０１から遠い部分と比較して相対的に低くなる。このため、タブ６０１の近傍の高周波側での利用率が向上する。このように電極６００内のスリット６０２を設けて電流経路を限定することにより、電極６００の面内でインピーダンスが小さい電流集中が起きる箇所を指定することが可能となる。ここにキャパシタンス成分を付与することで、高周波特性の改善を図ることができる。本実施形態のスリット６０２は、金属箔にのみに設け、電極材料は、通常のように一様に塗布されていてもよい。また、電極の形状やタブの位置により、どの位置にスリットを入れれば電流が低インダクタンス部に集中するかは異なるため、電極の形状やタブの位置によって設計することが重要である。

【0068】

（第四の実施形態）
第三の実施形態では、タブ近傍の使用率を高めるに当たり、スリット入り電極を使用したが、金属箔に貫通孔を設けることにより同様の効果が期待できる。

【0069】

図９は、第四の実施形態の電極の金属箔を模式的に示したものである。

【0070】

本図において、金属箔７００は、タブから遠い部分に貫通孔７０１を有している。これにより、電極材料を塗布した際に通常の電極では金属が存在していた部分に電極材料が充填されるため、高エネルギー密度が実現できる。

【0071】

一方で、貫通孔７０１が存在する部分は、電流経路が減少するため、抵抗が増加してしまう。したがって、タブ近傍には貫通孔７０１を設けず、タブから遠い部分に貫通孔７０１を設けることにより、タブ近傍の抵抗が相対的に小さくなり、電流が集中する。これにより、高周波帯においてタブ近傍の利用率が向上する。

【0072】

（第五の実施形態）
電池のタブ近傍のインダクタンスを低減させる手段として、正極タブと負極タブを対向させて磁界を打ち消す手段がある。

【0073】

図１０は、第五の実施形態の電池を示す模式構成図である。

【0074】

本図に示す電池は、ラミネート型の電池容器８００内に電極を格納したものである。負極タブ８０１及び正極タブ８０２は、外部回路に接続されている。負極タブ８０１と正極タブ８０２との間には、絶縁板８０３が挟み込まれ、絶縁されている。

【0075】

配線のインダクタンスは、対向させた配線間で、逆向きの電流が流れるように配線すると、磁界の打消し効果でインダクタンスが低減する。インダクタンスを低減するためには、この配線間の距離を短くして、磁界の打消し効果を強める必要がある。

【0076】

本図の構成においては、負極タブ８０１と正極タブ８０２との間の距離を近づける必要があるが、負極タブ８０１と正極タブ８０２を接触させてしまうと、短絡し、電池が破損してしまうため、絶縁する必要がある。したがって、絶縁板８０３が必要である。

【0077】

本図の構成により、負極タブ８０１に電流８０４が流れる場合、正極タブ８０２には逆向きの電流８０５が流れる。これにより、タブ間の磁界の向きが逆向きになるため、図３のインダクタンス２０７が減少し、高周波での応答性を高めることが可能となる。

【0078】

（第六の実施形態）
電池パック内でインダクタンスを低減する手段について説明する。

【0079】

一般に、電池は、電圧が３．７Ｖ程度と小さいため、直列化して電池パックとして使用することが多い。電池パック内でインダクタンスを低減するためには、電池内のインダクタンスを低減するのに加え、電池間でインダクタンスを低減することが有効である。

【0080】

図１１は、直列に接続された２個の電池で構成された電池パックを模式的に示したものである。

【0081】

本図において、電池パックは、電池９００、９０３を含む。電池９００は、負極タブ９０２と正極タブ９０１とを有している。電池９０３は、正極タブ９０４と負極タブ９０５とを有している。

【0082】

電池９００と電池９０３とを直列化する際には、負極タブ９０２と正極タブ９０４とを接続することになる。例えば、ねじ等により直列化する場合、負極タブ９０２と正極タブ９０４とを留めることになる。この直列化の際には、電池９００と電池９０３とを背中合わせにする。背中合わせにすることで、電池９００において電流９０６の向きに電流が流れる場合には、電池９０３においては電流９０７の向きに電流が流れる。これにより、電池間の磁界の向きが逆向きになるため、図３のインダクタンス２０７が減少し、高周波での応答性を高めることが可能となる。

【0083】

なお、二次電池を三個以上直列に接続した場合には、隣り合う二個の二次電池のタブを接続する。その場合、二次電池の正極のタブと負極のタブとは、図１１のように空間を設けて配置されることが望ましい。

【0084】

（第七の実施形態）
本実施形態においては、第一の実施形態～第六の実施形態で説明してきた電池を、負荷に接続した場合の電力システムの全体構成について説明する。

【0085】

図１２は、電池を負荷に接続した電力システムを示したものである。

【0086】

本図において、負荷としては、モータ１０００を想定している。モータ１０００は、インバータ１００１を介して、電力供給源である高周波対応電池１００２が接続されている。インバータ１００１と高周波対応電池１００２とは、配線１００３を介して接続されている。別途、電池としてのエネルギーが必要な場合には、容量型電池１００４（他の電力供給機器）を接続する。インバータ１００１と容量型電池１００４とは、配線１００５を介して接続されている。高周波対応電池１００２でモータ１０００へのエネルギー供給が十分な場合には、容量型電池１００４は不要である。なお、配線１００３は、これ自体のインピーダンスを小さくするため、可能な限り短くすることが望ましい。長さ１ｍ以下が望ましい。更に望ましくは、長さ５０ｃｍ以下である。

【0087】

このような構成にすることにより、インバータ１００１からのリプル電流、電圧を平滑化するコンデンサの役割を高周波対応電池１００２が担い、大電力が必要な際には容量型電池１００４から電力を供給することが可能となる。平滑コンデンサから高周波対応電池１００２とすることによる利点は、電池の電極活物質由来の反応を使用することで、平滑コンデンサよりも低周波側の負荷に対しても応答できる成分が増加していることである。このような低周波側での負荷を高周波対応電池１００２が担うことで、容量型電池１００４の負荷が軽減し、発熱抑制、寿命延長に寄与することができる。

【0088】

上記式（３）でも述べたように、電流経路長が長くなるほど、インダクタンスは増加する。

【0089】

したがって、高周波対応電池１００２は、インバータ１００１に対して近い位置に設置し、更に、配線１００３も、＋側（正極側）の配線と－側（負極側）の配線とを対向させることで、磁界の打消し効果により配線１００３のインダクタンスを低減することが可能である。一方で、容量型電池１００４は、高周波は考慮していないため、配線１００５は長くてもよく、対向させる必要はない。

【0090】

したがって、高周波対応電池１００２は、容量型電池１００４よりも近い位置でインバータ１００１と接続され、接続は、インダクタンス低減のために対向させた配線１００３を使用することで、高周波のリプル電流を低減し、且つ、容量型電池の負荷を低減することが可能になる。

【0091】

（第八の実施形態）
第一の実施形態の電池（図４）の電極を作製する場合、塗布工程は２段階になる。

【0092】

図１３は、電極の作製プロセスを示す模式図である。

【0093】

本図に示すように、金属箔１１００は、塗布機に接続されている。金属箔１１００は、ロールの状態で所定の位置に取り付けられ、送り出されるようになっている。キャパシタンス成分を増加させた電極材料１１０１（図４の電極材料塗布部３０２に塗布される材料）、例えば活性炭を多く含む材料は、塗布ヘッド１１０２により金属箔１１００に塗布される。また、通常組成の電池の電極材料１１０３（図４の通常組成の電池の電極材料塗布部３０３に塗布される材料）は、塗布ヘッド１１０４により金属箔１１００に塗布される。

【0094】

本図においては、塗布ヘッド１１０２が塗布ヘッド１１０４よりも少し先行する状態で塗布がなされる。ただし、本発明は、このような塗布方式に限定されるものではなく、塗布ヘッド１１０２及び塗布ヘッド１１０４による塗布を同時に並列に行ってもよい。

【0095】

なお、塗布は、スプレー方式、ロールコーティング等により行うことができ、種類を限定されるものではない。また、電極材料１１０１と電極材料１１０３との塗布順序は逆でもよい。

【0096】

塗布された金属箔１１００は、乾燥後、ロールに巻き取られる。

【0097】

なお、正極及び負極とも塗布の工程はほぼ同様であるため、本実施形態の工程は、正極及び負極の両方に適用される。

【符号の説明】

【0098】

１０：負極、１１：正極、１２：セパレータ、１３：負極タブ、１４：正極タブ、１００：金属箔、１０１：電極材料、２００：等価回路、２０１：電池の起電力、２０２：キャパシタンス、２０３：電荷移動抵抗、２０４：インダクタンス、２０５：インダクタンス部抵抗、２０６：直流抵抗、２０７：インダクタンス、２０８：抵抗、２０９：インダクタンス、２１０：等価回路、３００：負極タブ、３０１：正極タブ、３０２、３０３：電極材料塗布部、４００、４０１：キャパシタンス、５００：セパレータ、５０１：負極箔、５０２：負極材料、５０３：正極箔、５０４：正極材料、６００：電極、６０１：タブ、６０２：スリット、７００：金属箔、７０１：貫通孔、８００：ラミネート型の電池容器、８０１：負極タブ、８０２：正極タブ、８０３：絶縁板、８０４、８０５：電流、９００、９０３：電池、９０１、９０４：正極タブ、９０２、９０５：負極タブ、９０６、９０７：電流、１０００：モータ、１００１：インバータ、１００２：高周波対応電池、１００３：配線、１００４：容量型電池、１００５：配線、１１００：金属箔、１１０１、１１０３：電極材料、１１０２、１１０４：塗布ヘッド。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】