キャパシタ型蓄電池
【課題】単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供する。
【解決手段】
本発明にかかるキャパシタ型蓄電池は、互いに平行である第１導電路２１及び第２導電路２２と、第１導電路２１の上面及び第２導電路２２の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する混合層３０とを備える。第１導電路２１の下面及び第２導電路２２の下面に設けられ、絶縁性の第２基材と、第２基材中に分散された第２導電粉体または第２半導体粉体とを有する混合層１０を備えてもよい。第１導電路２１及び第２導電路２２をそれぞれ複数交互に備えてもよい。
【解決手段】
本発明にかかるキャパシタ型蓄電池は、互いに平行である第１導電路２１及び第２導電路２２と、第１導電路２１の上面及び第２導電路２２の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する混合層３０とを備える。第１導電路２１の下面及び第２導電路２２の下面に設けられ、絶縁性の第２基材と、第２基材中に分散された第２導電粉体または第２半導体粉体とを有する混合層１０を備えてもよい。第１導電路２１及び第２導電路２２をそれぞれ複数交互に備えてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ型の蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電池は、例えば特許文献１に記載するように、電解質を用いるものが大半である。
【特許文献１】特開２００８−０５９９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蓄電池に電解質を用いる場合、充電に時間を要する。また、電解質の劣化が生じるため、蓄電池の寿命が短い。また、高出力電圧を実現するためには、複数の蓄電池を直列に接続する必要があった。これに対し、キャパシタを蓄電池として使用した場合、充電時間が短く、寿命が長く、かつ高出力電圧を実現できる。しかし、キャパシタを蓄電池として使用する場合、その単位体積あたりの容量を大きくする必要がある。
【０００４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、互いに平行である第１導電路及び第２導電路と、
前記第１導電路の上面及び前記第２導電路の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、前記第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する第１混合層と、
を備えるキャパシタ型蓄電池が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は第１の実施形態に係るキャパシタ型の蓄電池の斜視図であり、図１（Ｂ）は蓄電池の平面図である。この蓄電池は、互いに平行である導電路２１，２２と、導電路２１の上面及び導電路２２の上面に設けられた混合層３０を有する。混合層３０は、絶縁性の第１基材と、第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する。導電路２１及び導電路２２に所定の電圧差を印加すると、電荷が蓄積される。このとき蓄積される電荷の量は、後述するように大きい。従って、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。なお、図１において蓄電池はシート状であるが、このシートをロール状に巻いて使用してもよい。以下、詳細に説明する。
【０００８】
本実施形態において、導電路２１の上面に設けられた混合層３０と、導電路２２の上面に設けられ混合層３０は互いに連続している。導電路２１，２２及び混合層３０は、混合層１０上に形成されている。
【０００９】
混合層１０，３０は、絶縁性の基材中に導電粉体又は半導体粉体を分散させた構成を有しており、絶縁性を有している。基材は、例えばポリエステル、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PPC（ポリエステルポリカーボネート）、ビニリデン、ポリイミド、ポリスチレンなどの有機絶縁物であるが、ほう珪酸ガラス、ソーダライムガラスなどの無機絶縁物であってもよい。導電粉体又は半導体粉体は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、またはこの群から選ばれた少なくとも２つからなる合金または共析物であるが、例えばＡｌ粉末及びＭｇ粉末が均質に混合された混合粉体である。混合層１０，３０において、導電粉体または半導体粉体の含有率は、例えば３０〜８０容量％である。
【００１０】
混合層１０，３０の厚みは、例えば３〜１００μｍであるが、これらの合計値が１０μｍ以内であるのが好ましい。混合層１０，３０の基材として有機絶縁物を用いた場合、混合層１０，３０を薄くしやすい。また混合層１０，３０の基材として無機絶縁物を用いた場合、混合層１０，３０の絶縁耐圧を高くできる。
【００１１】
導電路２１，２２は、例えば銅から構成されている。導電路２１，２２の幅ｗは、例えば１μm以上１００mm以下であり、導電路２１，２２の間隔ｄは、例えば１μm以上１００mm以下である。また導電路２１，２２の高さｔは、例えば０．５〜１０μｍである。また、導電路２１，２２の幅ｗとその間隔ｄとの関係は、ｗ／ｄ≧１．５が望ましい。また幅ｗと高さｔの関係は、ｔ／ｗ≦１、好ましくはｔ／ｗ≦０．５が望ましい。
【００１２】
蓄電池の一方の端部１０ａでは導電路２１、２２が露出している。この露出している部分に、導電路２１，２２に電圧を与えるための端子４１、４２がそれぞれ接続されている。導電路２１，２２の長手方向において、端子４１，４２は略同じ位置に配置されている。混合層１０に垂直な方向から見た場合、導電路２１，２２は長方形である。
【００１３】
図２の各図は混合層１０，３０の断面の一部を拡大して示した図である。導電粉体または半導体粉体は、図２（Ａ）に示すように粒子状（略球形、略楕円球、略鱗片を含む）粉体８であっても良い。また図２（Ｂ）に示すように、粒子状粉体８と大きな鱗片状（略シート片状）粉体９を混合したものであっても良い。また図示していないが、鱗片状粉体９のみであってもよい。粒子状粉体８の長径の平均値は、例えば２０〜１００００ｎｍ、好ましくは２０〜１０００ｎｍである。鱗片状粉体９の大きさは、例えば１５０メッシュ〜３００メッシュである。
【００１４】
また図２（Ｃ）に示すように、粒子状粉体８及び鱗片状粉体９の少なくとも一方を基材中に混合し、さらに、導電体または半導体から形成されたメッシュ７を基材に埋め込んでも良い。また図示していないが、基材中にメッシュ７のみを埋め込んだ構成であっても良い。本実施形態においてメッシュ７は、表面が絶縁膜で被覆されている。メッシュ７は、例えばＦｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、またはこの群から選ばれた少なくとも２つの合金または共析物である。
【００１５】
上記した構造を有する蓄電池において、端子４１，４２に所定の電位差を与えると、混合層１０，３０と、導電路２１，２２間に広がった電磁界すなわちフォトンとの間で、フォトン‐表面プラズモンのエネルギ交換が行われる。このため、導電路２１，２２内に流れる電磁エネルギ速度が遅くなり、電気長が長くなるのと等価の働き、すなわち蓄電池の容量が大きくなり、蓄電池に蓄積される電荷が多くなる。
【００１６】
接続端子４１，４２の電位差すなわち蓄電池の動作電圧の上限値は、導電路２１，２２の間に位置する混合層３０の基材の累積厚さ（＝（導電路２１，２２の間隔ｄ）―（導電路２１，２２の間に位置する導電粉体または半導体粉体の累積厚さ））と、混合層３０の基材の絶縁耐圧によって定まる。すなわち基材の絶縁耐圧が高いほど、また導電路２１，２２の間に位置する混合層３０の基材の累積厚さが厚いほど、蓄電池の動作電圧の上限値は高くなり、蓄電池が蓄積する電気量が増大する。
【００１７】
なお、導電路２１，２２を長くした場合、混合層１０，３０に欠陥が生じる可能性が高くなるが、欠陥が存在する部分で放電が生じる。この放電により、欠陥を有する部分上に位置する混合層３０の絶縁物が蒸発するため、欠陥を有する部分が蓄電池の動作に影響を与えないようにすることができる。
【００１８】
なお、ロール状に巻かれた場合、混合層１０，３０が互いに重なることになるため、混合層３０は省略することも可能である。この場合、上側の混合層１０が混合層３０と同様に作用する。導電路２１，２２の間はこの場合空隙になるが、フォトン−表面プラズモンのエネルギ交換にはほとんど影響しない。
【００１９】
次に、図１に示した蓄電池の製造方法の一例について説明する。まず、基材となるポリイミドやポリスチレンなどのワニスの中に導電粉体又は半導体粉体を混合して分散させ、粉末混合ワニスを形成する。そして、粉末混合ワニスをシート状に加工する。これにより、混合層１０が形成される。ついで、混合層１０の片面に、導電膜をスパッタリング法又は蒸着法により形成する。導電膜は、例えばアルミニウムであるが、アルミニウムとチタンの積層構造であってもよい。ここでアルミニウムの厚さは、例えば３〜１００μmであり、チタンの厚さは、例えば１０nm〜３０nmである。導電膜は、ラミネート積層法、化学的気相法又は液相法（めっき）により形成されても良い。
【００２０】
次いで、導電膜を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたエッチングにより、選択的に除去する。これにより、導電路２１，２２が形成される。次いで、混合層１０上及び導電路２１，２２上に粉末混合ワニスを塗布することにより、混合層３０を形成する。このようにして蓄電池が形成される。
【００２１】
次に、図１に示した蓄電池の容量が高い理由を説明する。後述するように導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0は小さい為、端部１０ａから入力されて長辺方向を伝送する電圧Ｖは、下記（１）式で示される。
Ｖ＝Ｖ0×Ｚ0／Ｚ...（１）
ただし、Ｚ：電力入力装置の内部インピーダンス、Ｖ0：入力電圧、Ｚ0：導電路２１，２２の特性インピーダンス。
【００２２】
ここで、導電路２１，２２のうち、接続端子４１，４２から他方の端部までの長さをｌとする。入力された電力は導電路２１，２２の中を進行し、導電路２１，２２の他方の端部（開放状態にある）で全反射して戻ってくる。戻ってきた電力は、入力端である端部１０ａでインピーダンス不整合反射（反射率：（Ｚ−Ｚ0）／（Ｚ＋Ｚ0））を起こし、継続して入力された交流電力と合成される。この合成及び反射を繰り返すことにより、長辺方向を伝送する電圧Ｖは、一定時間後に入力電圧Ｖ0に到達する。
【００２３】
そして、入力された電圧は蓄電池内で飽和状態となるため、入力された電力量Ｕがそのまま蓄電される。電力量Ｕは下記（２）式で求められる。
Ｕ＝（１／２）ｔｐｄ×Ｖ2／Ｚ0...（２）
ただしｔｐｄ：混合シートと混合層に囲まれたフォトン−表面プラズモン交換により決まる電磁波エネルギが長さｌを通過するのに必要な時間。
このため、導電路２１，２２に蓄積される電力量を求める為には、導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0と通過時間ｔｐｄを求める必要がある。
【００２４】
導電路２１，２２の特性インピーダンスＺｏは、下記（３）式で近似することができる。
Ｚ0＝[ln[（π（d-w）／（w+t））+１] ／π]× √[（μ0μω）／（ε0εω）]...（３）
ただし、ｔ＝導電路２１，２２の厚み、ｄ＝導電路２１，２２の中心間隔（ピッチ）、ｗ＝導電路２１，２２の一本の幅、μ0：真空中の透磁率、μω：周波数ωにおける混合層１０と混合層３０の比透磁率、ε0：真空中の誘電率、εω：周波数ωにおける混合層１０と混合層３０の誘電率。
このため、導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0を求めるためには、μω及びεωを求める必要がある。
【００２５】
Ｄｒｕｄｅの誘電関数式及び磁率関数式によれば、εω及びμωは以下の（４）式〜（７）式で表される。
εω＝１−（ωep2／ω2）...（４）
ωep2≡（ｎeｅ２）／（ε0ｍ）...（５）
μω＝１−（ωmp2／ω2）...（６）
ωmp2≡（ｎpχ2）／（μ0ｍ）...（７）
ただし、ｎe：混合層１０と混合層３０の自由電子の密度、ｎp：蓄電池の不対電子の密度、ｅ：電子の電荷量、ｍ：電子の質量、χ：不対電子のスピン磁率。
【００２６】
ここで、絶縁物中に半径１μｍのＦｅの球状粒子からなる導電粉体が１個／１２５μｍ3の密度で均等に分散されている場合を考える。
【００２７】
Ｆｅが１原子あたり一つの自由電子を保有している場合、鉄の自由電子の密度は８．４×１０22個／cm3となる。そして鉄の表面における自由電子密度はその２／３乗、すなわち１．９×１０15個／cm2となる。ただし、表面吸着原子に自由電子がトラップされるため、表面の自由電子密度はこの値より低くなる。このトラップによる自由電子の減少率が１０-10であると仮定した場合、鉄の表面における自由電子の密度は１．９×１０5個／cm2になる。
【００２８】
導電粒子の半径は１μm=１×１０-5cmであるが、その表面積は４π（１×１０-5）2=１２．６×１０-10cm2となるため、１粒子あたりの自由電子量は２．３９×１０-4個となる。絶縁物中の導電粉体の密度は１個／１２５μｍ3であるため、混合層１０と混合層３０中の自由電子の密度ｎe=１．９×１０17個／m3になる。
【００２９】
電子の質量ｍ=９．１１×１０-31kg、電子の電荷量ｅ=１．６×１０-19Ｃ、真空中の誘電率ε0=８．８５×１０-12F／mである。これらの値と、ｎe=１．９×１０17個／m3を式（５）に代入すると、ωep2=１．９×１０１７×（１．６×１０-19）2／（８．８５×１０-12×９．１１×１０-31）=０．０３８×１０22、ωep=１．９×１０10／sとなる。このように、ωepはマイクロ波領域の周波数となる。
【００３０】
ここで、ωを直流とすると（３）式が発散するため、今仮にω＝６０Hz（商用周波数）とすると、式（４）により、εω=１-（１．９×１０10）2／（２π×６０）2=１-２．５４×１０15=-２．５４×１０15となり、εr＜-１０7レベルのマイナスで大きな値である。ここで工業化することを考え、さらに５桁ほどの劣化を考え、εω=-１０10とする。
【００３１】
一方、μωを−１０と仮定する。この値は、以下の理由により妥当である。鉄の表面における自由電子密度は、上記したように１．９×１０15個／cm2である。これらのうち、不対電子の発生確率を１０-15とすると、鉄の表面における不対電子の密度ｎpは１．９個／cm2になる。そして、不対電子のスピン磁率χ=２．０７×１０-10[Wb]、真空中の透磁率μ0=１．２５×１０-6[N／A-2]のため、式（７）により、ωmp2=１．９×１０10×（２．０７×１０-15）2／（１．２５×１０-6×９．１１×１０-31）=７．１６×１０16／s2、ωmp=２．６７×１０8／sという高周波数となる。
【００３２】
ここで、同様に式の発散を防止するため、ω＝６０Hz（商用周波数）とすると、μω=１-（２．６７×１０8）2／（２π×６０）2=１-５．０２×１０11 =-５．０２×１０11が得られる。このことから、μω=-１０としても、この値が十分可能な値であることが分かる。
【００３３】
そしてｔ＝０．００１ｍ、ｗ＝０．００５ｍ、ｄ＝０．００１ｍとして、これらの値、μω=-１０、及びεω=-１０10を式（３）に代入することにより、Ｚ0=０．５√３７７×１０-9=９．７×１０-9Ωが得られる。
【００３４】
また、tｐｄは（８）式で求められる。
ｔｐｄ＝ｌ×√（εωμω）／c0・・・（８）
ただし、ｃ0＝光速である。
ここでεω=-１０10、μω=-１０とすると、tｐｄ=１０／３×１０8／√１０×１０10＝１．０５×１０-2[s]になる。商用電圧１００Ｖを用いた場合、式（２）より、Ｕ＝１．０８×１０10[J]（ [Ws]）=３×１０6[Wh]が得られる。ガソリン６０リッターのエネルギが５００kWhであるが、これより３桁も大きいエネルギ蓄積量となる。なお、蓄電池の充電時間を短くする必要があるときは、蓄電池のエネルギ蓄積量を下げればよい。
【００３５】
なお、導電路２１，２２の間隔ｄ=１００μmとして、導電粉体又は半導体粉体の含有率を８０容量％とした場合、導電路２１，２２の間における基材の累積厚みは２０μｍになる。この場合、基材が無機絶縁物及び有機絶縁物のいずれであっても、１０００Ｖ以上の耐電圧を実現することができる。このため、本実施形態にかかる蓄電池は高信頼性を有する。
【００３６】
図３の各図は、導電路２１，２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図である。電気力線、磁力線が遠い距離を走るほど、導電路２１，２２の相互カップリングが弱くなり、他のエネルギに交換しやすい。つまり、導電路２１，２２が互いに対向する部分の面積を減らすと、電磁波の量子化した単位であるフォトンが他のエネルギ（例えば表面プラズモンや表面マグノン）に効率よく変換でき、蓄電池の容量を大きくすることができる。このため、図３（Ａ）に示すように、導電路２１，２２の断面を略円形にすること、及び導電路２１，２２の断面を、幅に対する高さの比が１以下（好ましくは０．５以下）である長方形することにより、蓄電池の容量を大きくすることができる。
【００３７】
また、導電体の表面または半導体の表面に電界磁界が触れると、表面の自由電子が表面プラズモン共振し、また常磁性を帯びた磁子が表面マグノン共振をするため、フォトンエネルギが吸収される。プラズモン、マグノンは電子の振動のため、その伝播速度は格子振動と同じオーダーの速度、すなわちその媒体の音速に近い速度で伝播（光速に比べ５桁遅い速度）する。このため、表面プラズモン共振及び表面マグノン共振によって吸収されるフォトンエネルギは多くなり、本実施形態における蓄電池の容量が多くなる理由の一つになる。
【００３８】
以上、本実施形態によれば、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。特に導電路２１，２２において、高さｔの幅ｗに対する比ｔ／ｗが１以下であるとき、蓄電池の容量が大きくなる。また、導電路２１，２２は、上面に接している混合層３０が互いに連続しており、かつ下面に接している混合層１０も互いに連続している。従って、蓄電池の製造が容易になる。またこの蓄電池は、交流及び直流のいずれでも使用することができる。
【００３９】
図４は、第２の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図であり、図５は図４に示した蓄電池の幅方向の断面図である。この蓄電池は、導電路２１，２２を複数交互に混合層１０上に設けた点、及び複数の導電路２１が同一の端子４１に接続しており、複数の導電路２２が同一の端子４２に接続している点を除いて、第１の実施形態にかかる蓄電池と同様である。対を形成している導電路２１，２２の幅ｗとその間の距離ｄとの関係は、ｗ／ｄ≧１．５が望ましい。対を形成していない導電路２１，２２の距離をｓとした場合、ｓ／ｄ≧１であるのが望ましい。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４０】
混合層１０に対して垂直な方向から見た場合、端子４１，４２は一部が互いに重なっているが、端子４１，４２の間には絶縁層５２が位置しているため、互いの絶縁は確保されている。端子４１，４２は、導電路２１，２２から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、かつこの部分において、導電路２１，２２が延伸する２辺が互いになす角度θが３０°以下である。これにより、端子４１，４２における電力の抵抗損失を少なくすることができる。
【００４１】
また、端子４１は、直接導電路２１に接続しているが、端子４２は、貫通電極６０を介して導電路２２に接続している。貫通電極６０は、端子４１上及び導電路２１，２２上に設けられた絶縁層５１を貫通している。端子４２は、絶縁層５１上に位置している。
【００４２】
次に、端子４１，４２の製造方法について説明する。混合層３０から露出している導電路２１に端子４１を接続する。ついで、導電路２１，２２上及び端子４１上に絶縁層５１を接着または塗布する。ついで、フォトリソグラフィ法により、絶縁層５１に開口を形成し、この開口内に貫通電極６０を埋め込む。ついで、絶縁層５２を端子４１上に位置させた後、端子４２を貫通電極６０に接続する。
【００４３】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。導電路２１，２２の数を多くしたため、蓄電池の容量がさらに大きくなる。
【００４４】
図６は、第３の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。本実施形態にかかる蓄電池は、導電路２１，２２の表面全周に絶縁層２１ａ、２２ａが形成されている点を除いて、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４５】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、導電路２１，２２の表面に絶縁層２１ａ，２２ａが形成されているため、蓄電池の耐圧を高くすることができる。また図２（Ｃ）に示したメッシュが導電性を有していても、導電路２１，２２が短絡することを防止できる。
【００４６】
図７は、第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す断面図である。本実施形態にかかる蓄電池は、混合層１０の下面に絶縁層１２を有する点を除いて、第１〜第３の実施形態のいずれかと同様である。以下、これら実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４７】
本実施形態によっても、第１〜第３の実施形態のいずれかと同様の効果を得ることができる。また、蓄電池をロール状に巻いたときに、混合層１０，３０が直接接することを防止できる。
【００４８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば上記した各実施形態において、混合層１０の代わりに表面プラズモン共振及び表面マグノン共振が起こる絶縁性のシートを用いてもよい。
【実施例】
【００４９】
プリント配線基板の上面に導電路２１，２２を形成した。また、平均粒径１４μｍのアルミニウム粉末と１５〜２０μｍオーダーの長径のニッケルフレーク（厚み１μm）とを同一重量比ほどシリコーン樹脂に混合した混合ペーストを作成した。そしてプリント配線基板上及び導電路２１，２２上に混合ペーストを塗布して容量を測定した（実施例）。また、混合ペーストを塗布しない状態における導電路２１，２２の容量も測定した（比較例）。
【００５０】
測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
これらから、混合ペーストを一面に塗布するのみで、容量が数桁大きくなることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係るキャパシタ型の蓄電池の斜視図、（Ｂ）は蓄電池の平面図である。
【図２】各図は混合層１０，３０の断面の一部を拡大して示した図である。
【図３】各図は、導電路２１，２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図である。
【図４】第２の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図である。
【図５】図４に示した蓄電池の幅方向の断面図である。
【図６】第３の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。
【図７】第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
７ メッシュ
８ 粒子状粉体
９ 鱗片状粉体
１０ 混合層
１０ａ 端部
１２ 絶縁層
２１ 導電路
２１ａ 絶縁層
２２ 導電路
２２ａ 絶縁層
３０ 混合層
４１ 端子
４２ 端子
５１ 絶縁層
５２ 絶縁層
６０ 貫通電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ型の蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電池は、例えば特許文献１に記載するように、電解質を用いるものが大半である。
【特許文献１】特開２００８−０５９９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蓄電池に電解質を用いる場合、充電に時間を要する。また、電解質の劣化が生じるため、蓄電池の寿命が短い。また、高出力電圧を実現するためには、複数の蓄電池を直列に接続する必要があった。これに対し、キャパシタを蓄電池として使用した場合、充電時間が短く、寿命が長く、かつ高出力電圧を実現できる。しかし、キャパシタを蓄電池として使用する場合、その単位体積あたりの容量を大きくする必要がある。
【０００４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、互いに平行である第１導電路及び第２導電路と、
前記第１導電路の上面及び前記第２導電路の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、前記第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する第１混合層と、
を備えるキャパシタ型蓄電池が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は第１の実施形態に係るキャパシタ型の蓄電池の斜視図であり、図１（Ｂ）は蓄電池の平面図である。この蓄電池は、互いに平行である導電路２１，２２と、導電路２１の上面及び導電路２２の上面に設けられた混合層３０を有する。混合層３０は、絶縁性の第１基材と、第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する。導電路２１及び導電路２２に所定の電圧差を印加すると、電荷が蓄積される。このとき蓄積される電荷の量は、後述するように大きい。従って、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。なお、図１において蓄電池はシート状であるが、このシートをロール状に巻いて使用してもよい。以下、詳細に説明する。
【０００８】
本実施形態において、導電路２１の上面に設けられた混合層３０と、導電路２２の上面に設けられ混合層３０は互いに連続している。導電路２１，２２及び混合層３０は、混合層１０上に形成されている。
【０００９】
混合層１０，３０は、絶縁性の基材中に導電粉体又は半導体粉体を分散させた構成を有しており、絶縁性を有している。基材は、例えばポリエステル、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PPC（ポリエステルポリカーボネート）、ビニリデン、ポリイミド、ポリスチレンなどの有機絶縁物であるが、ほう珪酸ガラス、ソーダライムガラスなどの無機絶縁物であってもよい。導電粉体又は半導体粉体は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、またはこの群から選ばれた少なくとも２つからなる合金または共析物であるが、例えばＡｌ粉末及びＭｇ粉末が均質に混合された混合粉体である。混合層１０，３０において、導電粉体または半導体粉体の含有率は、例えば３０〜８０容量％である。
【００１０】
混合層１０，３０の厚みは、例えば３〜１００μｍであるが、これらの合計値が１０μｍ以内であるのが好ましい。混合層１０，３０の基材として有機絶縁物を用いた場合、混合層１０，３０を薄くしやすい。また混合層１０，３０の基材として無機絶縁物を用いた場合、混合層１０，３０の絶縁耐圧を高くできる。
【００１１】
導電路２１，２２は、例えば銅から構成されている。導電路２１，２２の幅ｗは、例えば１μm以上１００mm以下であり、導電路２１，２２の間隔ｄは、例えば１μm以上１００mm以下である。また導電路２１，２２の高さｔは、例えば０．５〜１０μｍである。また、導電路２１，２２の幅ｗとその間隔ｄとの関係は、ｗ／ｄ≧１．５が望ましい。また幅ｗと高さｔの関係は、ｔ／ｗ≦１、好ましくはｔ／ｗ≦０．５が望ましい。
【００１２】
蓄電池の一方の端部１０ａでは導電路２１、２２が露出している。この露出している部分に、導電路２１，２２に電圧を与えるための端子４１、４２がそれぞれ接続されている。導電路２１，２２の長手方向において、端子４１，４２は略同じ位置に配置されている。混合層１０に垂直な方向から見た場合、導電路２１，２２は長方形である。
【００１３】
図２の各図は混合層１０，３０の断面の一部を拡大して示した図である。導電粉体または半導体粉体は、図２（Ａ）に示すように粒子状（略球形、略楕円球、略鱗片を含む）粉体８であっても良い。また図２（Ｂ）に示すように、粒子状粉体８と大きな鱗片状（略シート片状）粉体９を混合したものであっても良い。また図示していないが、鱗片状粉体９のみであってもよい。粒子状粉体８の長径の平均値は、例えば２０〜１００００ｎｍ、好ましくは２０〜１０００ｎｍである。鱗片状粉体９の大きさは、例えば１５０メッシュ〜３００メッシュである。
【００１４】
また図２（Ｃ）に示すように、粒子状粉体８及び鱗片状粉体９の少なくとも一方を基材中に混合し、さらに、導電体または半導体から形成されたメッシュ７を基材に埋め込んでも良い。また図示していないが、基材中にメッシュ７のみを埋め込んだ構成であっても良い。本実施形態においてメッシュ７は、表面が絶縁膜で被覆されている。メッシュ７は、例えばＦｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、またはこの群から選ばれた少なくとも２つの合金または共析物である。
【００１５】
上記した構造を有する蓄電池において、端子４１，４２に所定の電位差を与えると、混合層１０，３０と、導電路２１，２２間に広がった電磁界すなわちフォトンとの間で、フォトン‐表面プラズモンのエネルギ交換が行われる。このため、導電路２１，２２内に流れる電磁エネルギ速度が遅くなり、電気長が長くなるのと等価の働き、すなわち蓄電池の容量が大きくなり、蓄電池に蓄積される電荷が多くなる。
【００１６】
接続端子４１，４２の電位差すなわち蓄電池の動作電圧の上限値は、導電路２１，２２の間に位置する混合層３０の基材の累積厚さ（＝（導電路２１，２２の間隔ｄ）―（導電路２１，２２の間に位置する導電粉体または半導体粉体の累積厚さ））と、混合層３０の基材の絶縁耐圧によって定まる。すなわち基材の絶縁耐圧が高いほど、また導電路２１，２２の間に位置する混合層３０の基材の累積厚さが厚いほど、蓄電池の動作電圧の上限値は高くなり、蓄電池が蓄積する電気量が増大する。
【００１７】
なお、導電路２１，２２を長くした場合、混合層１０，３０に欠陥が生じる可能性が高くなるが、欠陥が存在する部分で放電が生じる。この放電により、欠陥を有する部分上に位置する混合層３０の絶縁物が蒸発するため、欠陥を有する部分が蓄電池の動作に影響を与えないようにすることができる。
【００１８】
なお、ロール状に巻かれた場合、混合層１０，３０が互いに重なることになるため、混合層３０は省略することも可能である。この場合、上側の混合層１０が混合層３０と同様に作用する。導電路２１，２２の間はこの場合空隙になるが、フォトン−表面プラズモンのエネルギ交換にはほとんど影響しない。
【００１９】
次に、図１に示した蓄電池の製造方法の一例について説明する。まず、基材となるポリイミドやポリスチレンなどのワニスの中に導電粉体又は半導体粉体を混合して分散させ、粉末混合ワニスを形成する。そして、粉末混合ワニスをシート状に加工する。これにより、混合層１０が形成される。ついで、混合層１０の片面に、導電膜をスパッタリング法又は蒸着法により形成する。導電膜は、例えばアルミニウムであるが、アルミニウムとチタンの積層構造であってもよい。ここでアルミニウムの厚さは、例えば３〜１００μmであり、チタンの厚さは、例えば１０nm〜３０nmである。導電膜は、ラミネート積層法、化学的気相法又は液相法（めっき）により形成されても良い。
【００２０】
次いで、導電膜を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたエッチングにより、選択的に除去する。これにより、導電路２１，２２が形成される。次いで、混合層１０上及び導電路２１，２２上に粉末混合ワニスを塗布することにより、混合層３０を形成する。このようにして蓄電池が形成される。
【００２１】
次に、図１に示した蓄電池の容量が高い理由を説明する。後述するように導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0は小さい為、端部１０ａから入力されて長辺方向を伝送する電圧Ｖは、下記（１）式で示される。
Ｖ＝Ｖ0×Ｚ0／Ｚ...（１）
ただし、Ｚ：電力入力装置の内部インピーダンス、Ｖ0：入力電圧、Ｚ0：導電路２１，２２の特性インピーダンス。
【００２２】
ここで、導電路２１，２２のうち、接続端子４１，４２から他方の端部までの長さをｌとする。入力された電力は導電路２１，２２の中を進行し、導電路２１，２２の他方の端部（開放状態にある）で全反射して戻ってくる。戻ってきた電力は、入力端である端部１０ａでインピーダンス不整合反射（反射率：（Ｚ−Ｚ0）／（Ｚ＋Ｚ0））を起こし、継続して入力された交流電力と合成される。この合成及び反射を繰り返すことにより、長辺方向を伝送する電圧Ｖは、一定時間後に入力電圧Ｖ0に到達する。
【００２３】
そして、入力された電圧は蓄電池内で飽和状態となるため、入力された電力量Ｕがそのまま蓄電される。電力量Ｕは下記（２）式で求められる。
Ｕ＝（１／２）ｔｐｄ×Ｖ2／Ｚ0...（２）
ただしｔｐｄ：混合シートと混合層に囲まれたフォトン−表面プラズモン交換により決まる電磁波エネルギが長さｌを通過するのに必要な時間。
このため、導電路２１，２２に蓄積される電力量を求める為には、導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0と通過時間ｔｐｄを求める必要がある。
【００２４】
導電路２１，２２の特性インピーダンスＺｏは、下記（３）式で近似することができる。
Ｚ0＝[ln[（π（d-w）／（w+t））+１] ／π]× √[（μ0μω）／（ε0εω）]...（３）
ただし、ｔ＝導電路２１，２２の厚み、ｄ＝導電路２１，２２の中心間隔（ピッチ）、ｗ＝導電路２１，２２の一本の幅、μ0：真空中の透磁率、μω：周波数ωにおける混合層１０と混合層３０の比透磁率、ε0：真空中の誘電率、εω：周波数ωにおける混合層１０と混合層３０の誘電率。
このため、導電路２１，２２の特性インピーダンスＺ0を求めるためには、μω及びεωを求める必要がある。
【００２５】
Ｄｒｕｄｅの誘電関数式及び磁率関数式によれば、εω及びμωは以下の（４）式〜（７）式で表される。
εω＝１−（ωep2／ω2）...（４）
ωep2≡（ｎeｅ２）／（ε0ｍ）...（５）
μω＝１−（ωmp2／ω2）...（６）
ωmp2≡（ｎpχ2）／（μ0ｍ）...（７）
ただし、ｎe：混合層１０と混合層３０の自由電子の密度、ｎp：蓄電池の不対電子の密度、ｅ：電子の電荷量、ｍ：電子の質量、χ：不対電子のスピン磁率。
【００２６】
ここで、絶縁物中に半径１μｍのＦｅの球状粒子からなる導電粉体が１個／１２５μｍ3の密度で均等に分散されている場合を考える。
【００２７】
Ｆｅが１原子あたり一つの自由電子を保有している場合、鉄の自由電子の密度は８．４×１０22個／cm3となる。そして鉄の表面における自由電子密度はその２／３乗、すなわち１．９×１０15個／cm2となる。ただし、表面吸着原子に自由電子がトラップされるため、表面の自由電子密度はこの値より低くなる。このトラップによる自由電子の減少率が１０-10であると仮定した場合、鉄の表面における自由電子の密度は１．９×１０5個／cm2になる。
【００２８】
導電粒子の半径は１μm=１×１０-5cmであるが、その表面積は４π（１×１０-5）2=１２．６×１０-10cm2となるため、１粒子あたりの自由電子量は２．３９×１０-4個となる。絶縁物中の導電粉体の密度は１個／１２５μｍ3であるため、混合層１０と混合層３０中の自由電子の密度ｎe=１．９×１０17個／m3になる。
【００２９】
電子の質量ｍ=９．１１×１０-31kg、電子の電荷量ｅ=１．６×１０-19Ｃ、真空中の誘電率ε0=８．８５×１０-12F／mである。これらの値と、ｎe=１．９×１０17個／m3を式（５）に代入すると、ωep2=１．９×１０１７×（１．６×１０-19）2／（８．８５×１０-12×９．１１×１０-31）=０．０３８×１０22、ωep=１．９×１０10／sとなる。このように、ωepはマイクロ波領域の周波数となる。
【００３０】
ここで、ωを直流とすると（３）式が発散するため、今仮にω＝６０Hz（商用周波数）とすると、式（４）により、εω=１-（１．９×１０10）2／（２π×６０）2=１-２．５４×１０15=-２．５４×１０15となり、εr＜-１０7レベルのマイナスで大きな値である。ここで工業化することを考え、さらに５桁ほどの劣化を考え、εω=-１０10とする。
【００３１】
一方、μωを−１０と仮定する。この値は、以下の理由により妥当である。鉄の表面における自由電子密度は、上記したように１．９×１０15個／cm2である。これらのうち、不対電子の発生確率を１０-15とすると、鉄の表面における不対電子の密度ｎpは１．９個／cm2になる。そして、不対電子のスピン磁率χ=２．０７×１０-10[Wb]、真空中の透磁率μ0=１．２５×１０-6[N／A-2]のため、式（７）により、ωmp2=１．９×１０10×（２．０７×１０-15）2／（１．２５×１０-6×９．１１×１０-31）=７．１６×１０16／s2、ωmp=２．６７×１０8／sという高周波数となる。
【００３２】
ここで、同様に式の発散を防止するため、ω＝６０Hz（商用周波数）とすると、μω=１-（２．６７×１０8）2／（２π×６０）2=１-５．０２×１０11 =-５．０２×１０11が得られる。このことから、μω=-１０としても、この値が十分可能な値であることが分かる。
【００３３】
そしてｔ＝０．００１ｍ、ｗ＝０．００５ｍ、ｄ＝０．００１ｍとして、これらの値、μω=-１０、及びεω=-１０10を式（３）に代入することにより、Ｚ0=０．５√３７７×１０-9=９．７×１０-9Ωが得られる。
【００３４】
また、tｐｄは（８）式で求められる。
ｔｐｄ＝ｌ×√（εωμω）／c0・・・（８）
ただし、ｃ0＝光速である。
ここでεω=-１０10、μω=-１０とすると、tｐｄ=１０／３×１０8／√１０×１０10＝１．０５×１０-2[s]になる。商用電圧１００Ｖを用いた場合、式（２）より、Ｕ＝１．０８×１０10[J]（ [Ws]）=３×１０6[Wh]が得られる。ガソリン６０リッターのエネルギが５００kWhであるが、これより３桁も大きいエネルギ蓄積量となる。なお、蓄電池の充電時間を短くする必要があるときは、蓄電池のエネルギ蓄積量を下げればよい。
【００３５】
なお、導電路２１，２２の間隔ｄ=１００μmとして、導電粉体又は半導体粉体の含有率を８０容量％とした場合、導電路２１，２２の間における基材の累積厚みは２０μｍになる。この場合、基材が無機絶縁物及び有機絶縁物のいずれであっても、１０００Ｖ以上の耐電圧を実現することができる。このため、本実施形態にかかる蓄電池は高信頼性を有する。
【００３６】
図３の各図は、導電路２１，２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図である。電気力線、磁力線が遠い距離を走るほど、導電路２１，２２の相互カップリングが弱くなり、他のエネルギに交換しやすい。つまり、導電路２１，２２が互いに対向する部分の面積を減らすと、電磁波の量子化した単位であるフォトンが他のエネルギ（例えば表面プラズモンや表面マグノン）に効率よく変換でき、蓄電池の容量を大きくすることができる。このため、図３（Ａ）に示すように、導電路２１，２２の断面を略円形にすること、及び導電路２１，２２の断面を、幅に対する高さの比が１以下（好ましくは０．５以下）である長方形することにより、蓄電池の容量を大きくすることができる。
【００３７】
また、導電体の表面または半導体の表面に電界磁界が触れると、表面の自由電子が表面プラズモン共振し、また常磁性を帯びた磁子が表面マグノン共振をするため、フォトンエネルギが吸収される。プラズモン、マグノンは電子の振動のため、その伝播速度は格子振動と同じオーダーの速度、すなわちその媒体の音速に近い速度で伝播（光速に比べ５桁遅い速度）する。このため、表面プラズモン共振及び表面マグノン共振によって吸収されるフォトンエネルギは多くなり、本実施形態における蓄電池の容量が多くなる理由の一つになる。
【００３８】
以上、本実施形態によれば、単位体積あたりの容量が大きいキャパシタ型の蓄電池を提供することができる。特に導電路２１，２２において、高さｔの幅ｗに対する比ｔ／ｗが１以下であるとき、蓄電池の容量が大きくなる。また、導電路２１，２２は、上面に接している混合層３０が互いに連続しており、かつ下面に接している混合層１０も互いに連続している。従って、蓄電池の製造が容易になる。またこの蓄電池は、交流及び直流のいずれでも使用することができる。
【００３９】
図４は、第２の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図であり、図５は図４に示した蓄電池の幅方向の断面図である。この蓄電池は、導電路２１，２２を複数交互に混合層１０上に設けた点、及び複数の導電路２１が同一の端子４１に接続しており、複数の導電路２２が同一の端子４２に接続している点を除いて、第１の実施形態にかかる蓄電池と同様である。対を形成している導電路２１，２２の幅ｗとその間の距離ｄとの関係は、ｗ／ｄ≧１．５が望ましい。対を形成していない導電路２１，２２の距離をｓとした場合、ｓ／ｄ≧１であるのが望ましい。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４０】
混合層１０に対して垂直な方向から見た場合、端子４１，４２は一部が互いに重なっているが、端子４１，４２の間には絶縁層５２が位置しているため、互いの絶縁は確保されている。端子４１，４２は、導電路２１，２２から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、かつこの部分において、導電路２１，２２が延伸する２辺が互いになす角度θが３０°以下である。これにより、端子４１，４２における電力の抵抗損失を少なくすることができる。
【００４１】
また、端子４１は、直接導電路２１に接続しているが、端子４２は、貫通電極６０を介して導電路２２に接続している。貫通電極６０は、端子４１上及び導電路２１，２２上に設けられた絶縁層５１を貫通している。端子４２は、絶縁層５１上に位置している。
【００４２】
次に、端子４１，４２の製造方法について説明する。混合層３０から露出している導電路２１に端子４１を接続する。ついで、導電路２１，２２上及び端子４１上に絶縁層５１を接着または塗布する。ついで、フォトリソグラフィ法により、絶縁層５１に開口を形成し、この開口内に貫通電極６０を埋め込む。ついで、絶縁層５２を端子４１上に位置させた後、端子４２を貫通電極６０に接続する。
【００４３】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。導電路２１，２２の数を多くしたため、蓄電池の容量がさらに大きくなる。
【００４４】
図６は、第３の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。本実施形態にかかる蓄電池は、導電路２１，２２の表面全周に絶縁層２１ａ、２２ａが形成されている点を除いて、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４５】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、導電路２１，２２の表面に絶縁層２１ａ，２２ａが形成されているため、蓄電池の耐圧を高くすることができる。また図２（Ｃ）に示したメッシュが導電性を有していても、導電路２１，２２が短絡することを防止できる。
【００４６】
図７は、第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す断面図である。本実施形態にかかる蓄電池は、混合層１０の下面に絶縁層１２を有する点を除いて、第１〜第３の実施形態のいずれかと同様である。以下、これら実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４７】
本実施形態によっても、第１〜第３の実施形態のいずれかと同様の効果を得ることができる。また、蓄電池をロール状に巻いたときに、混合層１０，３０が直接接することを防止できる。
【００４８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば上記した各実施形態において、混合層１０の代わりに表面プラズモン共振及び表面マグノン共振が起こる絶縁性のシートを用いてもよい。
【実施例】
【００４９】
プリント配線基板の上面に導電路２１，２２を形成した。また、平均粒径１４μｍのアルミニウム粉末と１５〜２０μｍオーダーの長径のニッケルフレーク（厚み１μm）とを同一重量比ほどシリコーン樹脂に混合した混合ペーストを作成した。そしてプリント配線基板上及び導電路２１，２２上に混合ペーストを塗布して容量を測定した（実施例）。また、混合ペーストを塗布しない状態における導電路２１，２２の容量も測定した（比較例）。
【００５０】
測定結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
これらから、混合ペーストを一面に塗布するのみで、容量が数桁大きくなることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係るキャパシタ型の蓄電池の斜視図、（Ｂ）は蓄電池の平面図である。
【図２】各図は混合層１０，３０の断面の一部を拡大して示した図である。
【図３】各図は、導電路２１，２２から発せられる電磁界の広がりを模式的に示す図である。
【図４】第２の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す平面図である。
【図５】図４に示した蓄電池の幅方向の断面図である。
【図６】第３の実施形態にかかる蓄電池の構成を説明する断面図である。
【図７】第４の実施形態にかかる蓄電池の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
７ メッシュ
８ 粒子状粉体
９ 鱗片状粉体
１０ 混合層
１０ａ 端部
１２ 絶縁層
２１ 導電路
２１ａ 絶縁層
２２ 導電路
２２ａ 絶縁層
３０ 混合層
４１ 端子
４２ 端子
５１ 絶縁層
５２ 絶縁層
６０ 貫通電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行である第１導電路及び第２導電路と、
前記第１導電路の上面及び前記第２導電路の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、前記第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する第１混合層と、
を備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項２】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路および前記第２導電路は、高さｔの幅ｗに対する比ｔ／ｗが１以下であるキャパシタ型蓄電池。
【請求項３】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路の上面に設けられた前記第１混合層と、前記第２導電路の上面に設けられ前記第１混合層は互いに連続しているキャパシタ型蓄電池。
【請求項４】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路の下面及び前記第２導電路の下面に設けられ、絶縁性の第２基材と、前記第２基材中に分散された第２導電粉体または第２半導体粉体とを有する第２混合層を備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項５】
請求項４に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第２混合層の下面に設けられた絶縁層をさらに備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項６】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路および前記第２導電路は、前記第１混合層と接する面に絶縁層を有するキャパシタ型蓄電池。
【請求項７】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電粉体または第１半導体粉体の平均粒径が２０〜１００００ｎｍであるキャパシタ型蓄電池。
【請求項８】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電粉体または第１半導体粉体は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、または前記群から選ばれた少なくとも２つからなる合金または共析物を含むキャパシタ型蓄電池。
【請求項９】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電路及び前記第２導電路をそれぞれ複数交互に備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項１０】
請求項９に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記複数の第１導電路に接続する第１端子と、
前記複数の第２導電路に接続する第２端子と、
を備え、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１導電路及び前記第２導電路から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、この部分において、前記第１導電路と同一方向に延伸する２辺は、互いになす角度が３０°以下であるキャパシタ型蓄電池。
【請求項１】
互いに平行である第１導電路及び第２導電路と、
前記第１導電路の上面及び前記第２導電路の上面それぞれに設けられ、絶縁性の第１基材と、前記第１基材中に分散された第１導電粉体または第１半導体粉体とを有する第１混合層と、
を備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項２】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路および前記第２導電路は、高さｔの幅ｗに対する比ｔ／ｗが１以下であるキャパシタ型蓄電池。
【請求項３】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路の上面に設けられた前記第１混合層と、前記第２導電路の上面に設けられ前記第１混合層は互いに連続しているキャパシタ型蓄電池。
【請求項４】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路の下面及び前記第２導電路の下面に設けられ、絶縁性の第２基材と、前記第２基材中に分散された第２導電粉体または第２半導体粉体とを有する第２混合層を備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項５】
請求項４に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第２混合層の下面に設けられた絶縁層をさらに備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項６】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記第１導電路および前記第２導電路は、前記第１混合層と接する面に絶縁層を有するキャパシタ型蓄電池。
【請求項７】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電粉体または第１半導体粉体の平均粒径が２０〜１００００ｎｍであるキャパシタ型蓄電池。
【請求項８】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電粉体または第１半導体粉体は、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃからなる群から選ばれた少なくとも一つ、または前記群から選ばれた少なくとも２つからなる合金または共析物を含むキャパシタ型蓄電池。
【請求項９】
請求項１に記載のキャパシタ型蓄電池において、前記第１導電路及び前記第２導電路をそれぞれ複数交互に備えるキャパシタ型蓄電池。
【請求項１０】
請求項９に記載のキャパシタ型蓄電池において、
前記複数の第１導電路に接続する第１端子と、
前記複数の第２導電路に接続する第２端子と、
を備え、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１導電路及び前記第２導電路から離れるに従って幅が狭くなる部分を有しており、この部分において、前記第１導電路と同一方向に延伸する２辺は、互いになす角度が３０°以下であるキャパシタ型蓄電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３１５７３（Ｐ２００９−２３１５７３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７５６７８（Ｐ２００８−７５６７８）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（８００００００８０）タマティーエルオー株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（８００００００８０）タマティーエルオー株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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