平板電池及びその製造方法
【課題】本発明は、平板電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る平板電池１００は、負極構造層１１０と、負極構造層１１０上に設けられる第一セパレータ１２０と、第一セパレータ１２０上に設けられる葉緑素層１３０と、葉緑素層１３０上に設けられる第二セパレータ１４０と、第二セパレータ１４０上に設けられる正極構造層１５０と、上平板１６０と、下平板１７０と、を備える。負極構造層１００、第一セパレータ１２０、葉緑素層１３０、第二セパレータ１４０及び正極構造層１５０は、上平板１６０と下平板１７０との間に挟まれる。
【解決手段】本発明に係る平板電池１００は、負極構造層１１０と、負極構造層１１０上に設けられる第一セパレータ１２０と、第一セパレータ１２０上に設けられる葉緑素層１３０と、葉緑素層１３０上に設けられる第二セパレータ１４０と、第二セパレータ１４０上に設けられる正極構造層１５０と、上平板１６０と、下平板１７０と、を備える。負極構造層１００、第一セパレータ１２０、葉緑素層１３０、第二セパレータ１４０及び正極構造層１５０は、上平板１６０と下平板１７０との間に挟まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板電池及びその製造方法に関するものであって、特に葉緑素を使用して電気エネルギーを生じる平板電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、携帯電話、携帯式ビデオカメラ、ノートパソコン、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＣＤプレーヤなどの軽便型電子機器が続々と出現し、且つその小型化及び軽量化を図るとともに、軽便電源とする電池にも同様に関心が持たれている。それらの電池の種類としては、乾電池、ニッケル水素電池、リチウム電池及び燃料電池などが挙げられる。以下、このような用途に常用される電池を簡単に紹介する。
【０００３】
通常使用する乾電池は、大部分が亜鉛マンガン電池であり、カーボン亜鉛電池とも呼ばれる。カーボン亜鉛電池の外部ケースは亜鉛からなり、この外部ケースは電池の容器とするとともに電池の負極とする。カーボン亜鉛電池は、液体Ｌｅｃｌａｎｃｈｅ（ルクランシェ）電池から発展したものである。従来のカーボン亜鉛電池又は普通のカーボン亜鉛電池は、塩化アンモニウムを電解質とするが、シューパーカーボン亜鉛電池又は高エネルギーカーボン亜鉛電池は、塩化亜鉛を電解質とするカーボン亜鉛電池であり、一般的な廉価な電池の改良版である。カーボン亜鉛電池の正極は、粉末状の二酸化マンガン及びカーボンからなる。電解液は、塩化亜鉛及び塩化アンモニウムを水に溶解してなるペースト状溶液である。カーボン亜鉛電池は最も安価な一次電池であるので、大部分のメーカーは設備を販売する際、カーボン亜鉛電池を配送しうる電池とする。カーボン亜鉛電池は、リモコン、フラッシュ、おもちゃ又はトランジスタラジオなどのような低パワー設備に用いられる。
【０００４】
カーボン亜鉛電池を一定時間使用すると、金属亜鉛が酸化されて亜鉛イオンになるので、亜鉛外部ケースの厚さが次第に薄くなる。このため、塩化亜鉛溶液が電池から常時漏れるようになり、電池の表面が粘着した表面になる。従来の電池は、塩化亜鉛溶液の漏れを防止するための保護層を備えない。カーボン亜鉛電池の使用寿命は短く、保存期間は一般的に一年半である。電池を使用しなくても、電池内の弱酸性を有する塩化アンモニウムは亜鉛と反応するので、亜鉛外部ケースの厚さが次第に薄くなる。
【０００５】
いわゆる３Ｃ産業（コンピューター、通信及び消費性エレクトロニクス産業）に用いられるリチウム電池は、実際にはリチウムコバルト電池である。広義の充放電できるリチウム電池は、石墨負極と、コバルト、マンガン又は燐酸鉄を採用する正極と、リチウムイオンを運搬する電解液と、から構成される。リチウム一次電池は、リチウム金属又はリチウムを含む材料を負極とする。リチウム電池産業が発展しているこの２０年以来、リチウム電池は、継続して３Ｃ産業に応用され、市場規模がもっと大きいエネルギー貯蓄電池及び動力電池（瞬間に大きい電流を必要とする）市場には応用された例が少ない。このような市場は、電動車、油電混合車、中大型ＵＰＳ(Uninterruptible Power Supply；無停電電源装置)、太陽エネルギー設備、大型蓄電池、電動工具、電動オートバイ、電動自転車、宇宙飛行設備及び飛行機用電池などの領域を備える。このように市場に使用例が少ないことの主要な原因は、従来のリチウム電池のリチウムコバルト正極材料（ＬｉＣｏＯ２，常用のリチウム電池）は、大きい電流、高い電圧、高いねじり、耐穿刺、耐衝撃、耐高温、耐低温などの特殊環境に応用されたことがなく、しかも絶対的な安全要求を満たすことが困難であるためである。
【０００６】
リチウムコバルト電池は、高速に充電することが困難である、二次汚染も完全に免れることが困難であるなどの問題があり、保護回路を設置して過度充電又は過度放電を防止しなければ爆発などの懸念がある。たとえば、あるメーカー製の電池が爆発して、全世界のＮＢ（ノーブランド；自社ブランド）業者が巨額投資を回収することが必要な状況が再び出現する可能性もある。
【０００７】
また、コバルトの最大生産国であるコンゴは戦乱が多いので、コバルトの価格は絶えることなく高価な状態を維持する。コバルト粉体の価格は、４０ドル/キログラムから６０〜７０ドル/キログラムまで上昇した。燐酸リチウム鉄粉体の価格は、品質によって異なるが、３０〜６０ドル/キログラムである。
【０００８】
ニッケル水素電池は、ニッケル・カドミウム電池に基づいて設計されたものである。１９８２年に米国のＯＶＯＮＩＣ社が水素吸蔵合金を電極の製造に使用する技術を特許出願し、水素吸蔵合金が重視されるようになった。１９８５年にオランダのフィリップス社は水素吸蔵合金の充放電過程で容量が衰える問題を解決し、ニッケル水素電池が出現した。日本には８つのニッケル水素電池の製造工場があり、ドイツ、米国、香港、台湾でもニッケル水素電池が生産されており、市場での反応が良好である。ニッケル水素電池による汚染は、カドミウムを含むニッケル・カドミウム電池より小さいので、ニッケル水素電池がニッケル・カドミウム電池に取り替えられている。
【０００９】
燃料電池（Ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）は、化学反応によって電力を取り出す装置であり、１８３９年にイギリスのＧｒｏｖｅ（グローヴ）が発明した。燃料電池で常用されるのは水素と酸素を燃料とするプロトン交換膜型燃料電池である。このような燃料電池では、燃料の価格は高価ではなく、人体に対して化学的な危険性がなく、環境にも無害であり、しかも、発電してから純水と熱を生成するので、１９６０年代には米国で軍事用に用いられ、１９６５年は米国で双子星座計画の双子星座５番号の飛行船に応用された。現在、ノートパソコンにも燃料電池が使用され始めている。しかし、このような燃料電池は、発生する電気量が非常に小さく、且つ瞬間的に大量の電気エネルギーを提供することが困難であるので、穏やかに電力を供給する用途に用いられる。燃料電池は、電池本体と燃料箱とを組み合わせてなる動力機構であり、燃料の選択範囲が広く、純粋な水素、メチルアルコール、アルコール、天然ガスを含み、現在広く応用されるガソリンも燃料電池の燃料とすることができる。
【００１０】
新型の環境保護を強調するカーボン亜鉛電池、アルカリ電池及び二次電池も、製造過程で依然として少量の水銀又は他の重金属（例えば、亜鉛、マンガン、リチウムなどである）などの、その原料及び製造過程で汚染性を有する物質を使用するので、環境と人体に対して大きい危害を与える場合が想定される。
【００１１】
現状では、広く応用されるリチウム電池は安定ではない電気化学装置であって、その製造過程及びパッケージが適切でない場合や、低い負荷で作動する場合では、爆発を引き起こす可能性がある。このため、保護回路、排気孔、セパレータなどのいろいろな複雑な保護措置を必要とする。保護回路は、過充電、過放電、超負荷、過熱を防止するために用いられる。排気孔は、電池内の圧力の強さが大きすぎる場合の回避手段となる。セパレータは、穿刺に対して高い強度を有するので、内部のショートを防止するとともに、電池内部の温度が高すぎる場合に溶解して、リチウムイオンが通過することを阻止する。そして、電池反応を渋滞させて、内部抵抗を高める（２ｋΩまで高める）。
【００１２】
リチウム電池の主要原料であるリチウム鉱の量はますます減少しており、その価格は急速に上昇している。
【００１３】
温度が僅かに高い室外又は環境において、リチウム電池の機能及び寿命はいずれも早期に低減する。
【００１４】
ニッケル・カドミウム電池又はニッケル水素電池は、記憶効果を有するので、不良な充放電によって、その容量が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、前記した課題を解決し、天然の環境保護物質によって従来の電池中の汚染成分に取り替えることで、環境の汚染を免れ、従来の電池よりさらに環境を保護することができる平板電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の観点に係る平板電池は、負極構造層と、前記負極構造層上に設けられる第一セパレータと、前記第一セパレータ上に設けられる葉緑素層と、前記葉緑素層上に設けられる第二セパレータと、前記第二セパレータ上に設けられる正極構造層と、上平板と、下平板と、を備え、前記負極構造層、前記第一セパレータ、前記葉緑素層、前記第二セパレータ及び前記正極構造層は、前記上平板と前記下平板との間に挟まれていることを特徴とする。
【００１７】
前記負極構造層は導電材料層を備え、前記導電材料層は、アルミニウム、金、金属化合物又は導電高分子材料からなることが好ましい。
【００１８】
前記負極構造層は、前記導電材料層上に設けられる金属ファイリング層をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を用いて製造されており、前記高繊維材質は紙類であり、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ有機塩類水溶液を吸着していることが好ましい。
【００２０】
前記正極構造層は、活性化した導電高分子層及び導電高分子層を備えることが好ましい。
【００２１】
前記活性化の導電高分子層は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備えることが好ましい。
【００２２】
前記導電高分子層には、導電高分子材料として複素環又は芳香族複素環化合物が含まれることが好ましい。
【００２３】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
前記上平板及び前記下平板は、アクリル板、複合材料板、完全金属板、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板であることが好ましい。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る平板電池の製造方法は、葉緑素層を製造する第１のステップと、有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ及び第二セパレータを製造する第２のステップと、負極構造層を用意する第３のステップと、前記負極構造層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータを配置する第４のステップと、前記第一セパレータ上に前記葉緑素層を配置する第５のステップと、前記葉緑素層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータを配置する第６のステップと、前記第二セパレータ上に正極構造層を配置する第７のステップと、上述した積層構造を上平板と下平板との間に挟持させる第８のステップと、を備えることを特徴とする。
【００２６】
前記第４のステップと前記第５のステップとの間に前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧する第４の１のステップをさらに備えることが好ましい。
【００２７】
前記第４の１のステップは、６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧することが好ましい。
【００２８】
前記第３のステップは、導電材料層を用意する第３の１のステップと、前記導電材料層上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層上に金属ファイリング層を形成する第３の２のステップと、を備えることが好ましい。
【００２９】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を使用して製造することが好ましい。
【００３０】
前記葉緑素層は、葉緑素を含むことが好ましい。
【００３１】
前記第７のステップは、活性化した導電高分子層を配置する第７の１のステップと、導電高分子層を配置する第７の２のステップとを備えることが好ましい。
【００３２】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の平板電池は、葉緑素層中及び正極構造層中の少なくとも一方における葉緑素を利用し、水素を吸蔵させて電力を供給することができる。また、本発明の平板電池は、天然の環境保護物質によって従来の電池の汚染成分に取り替えるので、環境の汚染を免れ、従来の電池よりさらに環境を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る平板電池の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る平板電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すステップＳ３における複数のステップを示すフローチャートである。
【図４】図２に示すステップＳ７における複数のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
図１は、本発明の第一実施形態に係る平板電池１００の構造を示す図である。図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る平板電池１００は、負極構造層１１０と、前記負極構造層上に設けられる第一セパレータ１２０と、前記第一セパレータ１２０上に設けられる葉緑素層１３０と、前記葉緑素層１３０上に設けられる第二セパレータ１４０と、前記第二セパレータ１４０上に設けられる正極構造層１５０と、上平板１６０と、下平板１７０と、を備える。前記負極構造層１１０、前記第一セパレータ１２０、前記葉緑素層１３０、前記第二セパレータ１４０及び前記正極構造層１５０は、この順で積層されており、且つ前記上平板１６０と前記下平板１７０との間に挟まれている。
【００３７】
前記負極構造層１１０は、導電材料層１１１及び金属ファイリング層１１２を備えている。前記導電材料層１１１は、導電材料を含んでいる。前記導電材料は、例えば、金属、金属化合物又は導電高分子材料である。前記金属は、アルミニウム及び/又は金である。前記金属化合物は、酸化マンガン、酸化亜鉛及び酸化マグネシウムから選ばれる一種又は複数種である。前記導電高分子材料は、複素環又は芳香族複素環化合物である。詳しくは、前記導電高分子材料は、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、多環芳香族炭化水素エチレン、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）及びこれらの化合物の誘導体から選ばれる一種又は複数種である。前記導電材料層１１１は、磨き上げることで粗面（図示せず）を形成することができる。本実施形態において、前記導電材料層１１１は、アルミニウムシートからなる。
【００３８】
前記金属ファイリング層１１２は金属ファイリングを備えたものであり、金属ファイリングを前記導電材料層１１１上に吹き付けることにより平面的に付着させるか、又は単独で１つの材料層を形成することができる。前記金属ファイリングは、電極の導電能力を強めることができる。前記金属ファイリングは、II族、III族及びＶII族中の１つ又は複数の元素族から選択される元素である。II族の元素は、マグネシウム、カルシウム及び亜鉛から選ばれる一種又は複数種である。III族の元素は、ホウ素及び/又はアルミニウムである。ＶII族の元素は、マンガン及び/又は鉄である。前記金属ファイリングの重量は、前記負極構造層１１０の重量の２５％以下である。前記金属ファイリングの重量は、０．５〜１２ｇであることが好ましい。本実施形態において、前記金属ファイリング層１１２中の金属ファイリングの重量は４ｇである。
【００３９】
なお、前記負極構造層１１０は、金属ファイリング層１１２を備えることなく、導電材料層１１１のみを備えることができる。即ち、この場合では、金属ファイリングからなる金属ファイリング層１１２を利用して前記負極構造層１１０の導電能力を高めることを必要としない。
【００４０】
前記第一セパレータ１２０及び前記第二セパレータ１４０は、それぞれ高繊維材質を使用して製造する。前記高繊維材質は、紙類であり、前記紙類は、セロファン（ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ）、綿紙、画仙紙（ｒｉｃｅ ｐａｐｅｒ）及び絹紙（ｓｉｌｋ ｐａｐｅｒ）から選ばれる少なくとも一種を備える。前記高繊維材質の細孔の大きさは、０．０１μｍ〜１ｃｍである。前記第一セパレータ１２０及び前記第二セパレータ１４０は、それぞれ塩類水溶液を吸着し、前記塩類水溶液の導電度は、１０〜５００ｍｓ/ｃｍである。前記塩類は、リチウムを含まない有機塩類である。前記塩類は、ヨウ化ナトリウム及び塩化ナトリウムのようなイオン化合物から選ばれる一種又は複数種を備える。
【００４１】
前記葉緑素層１３０は、葉緑素を主成分として含んでいる。前記葉緑素は、葉緑素ａ、葉緑素ｂ、葉緑素ｃ１、葉緑素ｃ２、葉緑素ｄ及び葉緑素ｅから選ばれる一種又は複数種である。前記葉緑素は、粉末状又は液体状である。本実施形態で使用する前記葉緑素は、すでに葉緑素酸化酵素が除去されたものである。
【００４２】
前記葉緑素層１３０は、葉緑素とポリマー溶液とをコンカクション（調合、混合）して作成することもできる。例えば、葉緑素粉末とポリマー溶液とを所定の比例によって調合し、攪拌してから層状に塗布し、その後に焼き上げて前記葉緑素層１３０を得ることができる。
【００４３】
前記ポリマー溶液の導電度は５０〜２５０ｍｓ/ｃｍである。前記ポリマー溶液は、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、マンガン及び亜鉛元素から選ばれる一種又は複数種を備える。前記ポリマー溶液は、前記葉緑素層１３０の仕事関数を変更するために用いられ、正負電極構造層間の電位差が必要なボルタ電位差に達するようにする。この電位差は、例えば、１．５Ｖである。
【００４４】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各類の酸塩イオンの化合物、ポリマー及び溶剤を所定の比率によって混合されてなる。前記ポリマーは、ブドウ糖ポリマーである。前記ブドウ糖ポリマーは、植物澱粉であることが好ましく、例えば、ジャガイモ澱粉、ヒシ実澱粉、トウモロコシ澱粉、サツマイモ澱粉、レンコン澱粉、わさび粉及び葛根粉から選ばれる一種又は複数種である。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物は、例えば、炭酸カルシウムである。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物は、例えば、天然植物化学成分である。前記天然植物化学成分は、木脂体(Ｌｉｇｎａｎｏｉｄ)、オリゴ糖、多糖、フラボン（ｆｌａｖｏｎｅ）、セコイリドイド（ｓｅｃｏｉｒｉｄｏｉｄ）、脂肪酸、スコポレチン（ｓｃｏｐｏｌｅｔｉｎ）、カテキン（ｃａｔｅｃｈｉｎ）、βシトステロール（β−ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ）、ｄａｍｎｃａｎｔｈａｌ、アルカロイドを備える。前記した溶剤は、極性を有し且つＰＨ値が３より大きい溶剤であることが好ましく、例えば、水、海水、茶、コーヒー、ジュース又は酒などが挙げられる。前記ポリマー溶液のＰＨ値は、好ましくは５．５〜８である。前記ポリマー溶液は、例えば、ビタミンＤのようなビタミンをさらに備える。
【００４５】
前記正極構造層１５０は、活性化した導電高分子層１５１及び導電高分子層１５２を備えている。前記活性化した導電高分子層１５１は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備える。前記炭化布又は前記炭粉末は、白炭又はチャオ石（Ｃｈａｏｉｔｅ）、カーボンブラック（Ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、ガラス状炭素（Ｇｌａｓｓｙ ｃａｒｂｏｎ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）、活性炭素（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ）、ダイヤモンド（Ｄｉａｍｏｎｄ）、無定形炭素（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ）、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）、フラーレン（Ｆｕｌｅｒｅｎｅ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カルビン（Ｃａｒｂｙｎｅ）、二原子カーボン（Ｄｉａｔｏｍｉｃ ｃａｒｂｏｎ）、Ｃ３カーボン（Ｔｒｉｃａｒｂｏｎ）、原子炭素（Ａｔｏｍｉｃ ｃａｒｂｏｎ）、石墨化性の炭素、熱分解炭素、コークス及び他の炭素の同素異形体を備える。
【００４６】
前記活性化した導電高分子層１５１は、葉緑素粉末をさらに備えており、これにより前記平板電池１００の電力供給能力を高めている。
【００４７】
前記上平板１６０及び前記下平板１７０は、例えば、アクリル板、複合材料板、完全金属板（例えば、鉄、錫、銅などである）、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板である。
【００４８】
本発明の実施形態において、前記平板電池１００が作動する際、前記葉緑素層１３０中の葉緑素及び/又は前記正極構造層１５０中の葉緑素が光線を受けるか又は電解液に接触して電子又はホールを生じる。そして、前記平板電池１００の正極構造層１５０と負極構造層１１０との間に電位差が形成され、持続的な電流を提供するようになる。即ち、本発明の実施形態に係る平板電池１００は、前記葉緑素層１３０中の葉緑素及び/又は前記正極構造層１５０中の葉緑素をエネルギー源として電気エネルギーを提供するものである。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態に係る平板電池１００の製造方法のフローチャートである。図２に示したように、平板電池１００の製造方法は、以下のステップを備える。
【００５０】
ステップＳ１：葉緑素層１３０を製造する。
【００５１】
ステップＳ２：有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ１２０及び第二セパレータ１４０を製造する。
【００５２】
ステップＳ３：負極構造層１１０を用意する。
【００５３】
ステップＳ４：前記負極構造層１１０上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータ１２０を配置する。
【００５４】
ステップＳ５：前記第一セパレータ１２０上に前記葉緑素層１３０を配置する。
【００５５】
ステップＳ６：前記葉緑素層１３０上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータ１４０を配置する。
【００５６】
ステップＳ７：前記第二セパレータ１４０上に正極構造層１５０を配置する。
【００５７】
ステップＳ８：上述した積層構造（負極構造層１１０、第一セパレータ１２０、葉緑素層１３０、第二セパレータ１４０、正極構造層１５０からなる積層構造）を上平板１６０と下平板１７０との間に挟持させる。
【００５８】
図２に示したように、本実施形態の平板電池１００の製造方法は、前記ステップＳ４と前記ステップＳ５との間に６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ１２０及び前記負極構造層１１０を平面的に加圧するステップＳ４ａをさらに備える。
【００５９】
図３は、図２に示すステップＳ３のフローチャートである。図３に示したように、前記ステップＳ３は、導電材料層１１１を用意した後、前記導電材料層１１１を磨き上げることで粗面を形成するステップＳ３１と、前記導電材料層１１１の粗面上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層１１１上に金属ファイリング層１１２を形成するステップＳ３２と、を備える。
【００６０】
図４は、図２に示すステップＳ７のフローチャートである。図４に示したように、前記ステップＳ７は、活性化した導電高分子層１５１を配置するステップＳ７１と、前記活性化した導電高分子層１５１上に、導電高分子層１５２を配置するステップＳ７２と、を備える。
【００６１】
本発明の実施形態に係る平板電池１００は、葉緑素層１３０及び正極構造層１５０の内の少なくとも一方に含まれる葉緑素を利用して水素を貯蓄することで電力供給の目的を達することができる。また、本発明の実施形態に係る平板電池１００は、天然の環境保護物質によって従来の電池の汚染成分に取り替えることで、環境の汚染を免れ、従来の電池及び太陽電池よりもさらに環境を保護することができる。
【００６２】
本発明の実施形態において、「第一」、「第二」などの用語は、必要によって使用する文字符号に過ぎないものであり、実用上はこれに限定されるものではなく、前記文字符号を交換して使用することができる。
【００６３】
以上、本発明をその実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、種種の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 平板電池
１１０ 負極構造層
１１１ 導電材料層
１１２ 金属ファイリング層
１２０ 第一セパレータ
１３０ 葉緑素層
１４０ 第二セパレータ
１５０ 正極構造層
１５１ 活性化した導電高分子層
１５２ 導電高分子層
１６０ 上平板
１７０ 下平板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板電池及びその製造方法に関するものであって、特に葉緑素を使用して電気エネルギーを生じる平板電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、携帯電話、携帯式ビデオカメラ、ノートパソコン、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＣＤプレーヤなどの軽便型電子機器が続々と出現し、且つその小型化及び軽量化を図るとともに、軽便電源とする電池にも同様に関心が持たれている。それらの電池の種類としては、乾電池、ニッケル水素電池、リチウム電池及び燃料電池などが挙げられる。以下、このような用途に常用される電池を簡単に紹介する。
【０００３】
通常使用する乾電池は、大部分が亜鉛マンガン電池であり、カーボン亜鉛電池とも呼ばれる。カーボン亜鉛電池の外部ケースは亜鉛からなり、この外部ケースは電池の容器とするとともに電池の負極とする。カーボン亜鉛電池は、液体Ｌｅｃｌａｎｃｈｅ（ルクランシェ）電池から発展したものである。従来のカーボン亜鉛電池又は普通のカーボン亜鉛電池は、塩化アンモニウムを電解質とするが、シューパーカーボン亜鉛電池又は高エネルギーカーボン亜鉛電池は、塩化亜鉛を電解質とするカーボン亜鉛電池であり、一般的な廉価な電池の改良版である。カーボン亜鉛電池の正極は、粉末状の二酸化マンガン及びカーボンからなる。電解液は、塩化亜鉛及び塩化アンモニウムを水に溶解してなるペースト状溶液である。カーボン亜鉛電池は最も安価な一次電池であるので、大部分のメーカーは設備を販売する際、カーボン亜鉛電池を配送しうる電池とする。カーボン亜鉛電池は、リモコン、フラッシュ、おもちゃ又はトランジスタラジオなどのような低パワー設備に用いられる。
【０００４】
カーボン亜鉛電池を一定時間使用すると、金属亜鉛が酸化されて亜鉛イオンになるので、亜鉛外部ケースの厚さが次第に薄くなる。このため、塩化亜鉛溶液が電池から常時漏れるようになり、電池の表面が粘着した表面になる。従来の電池は、塩化亜鉛溶液の漏れを防止するための保護層を備えない。カーボン亜鉛電池の使用寿命は短く、保存期間は一般的に一年半である。電池を使用しなくても、電池内の弱酸性を有する塩化アンモニウムは亜鉛と反応するので、亜鉛外部ケースの厚さが次第に薄くなる。
【０００５】
いわゆる３Ｃ産業（コンピューター、通信及び消費性エレクトロニクス産業）に用いられるリチウム電池は、実際にはリチウムコバルト電池である。広義の充放電できるリチウム電池は、石墨負極と、コバルト、マンガン又は燐酸鉄を採用する正極と、リチウムイオンを運搬する電解液と、から構成される。リチウム一次電池は、リチウム金属又はリチウムを含む材料を負極とする。リチウム電池産業が発展しているこの２０年以来、リチウム電池は、継続して３Ｃ産業に応用され、市場規模がもっと大きいエネルギー貯蓄電池及び動力電池（瞬間に大きい電流を必要とする）市場には応用された例が少ない。このような市場は、電動車、油電混合車、中大型ＵＰＳ(Uninterruptible Power Supply；無停電電源装置)、太陽エネルギー設備、大型蓄電池、電動工具、電動オートバイ、電動自転車、宇宙飛行設備及び飛行機用電池などの領域を備える。このように市場に使用例が少ないことの主要な原因は、従来のリチウム電池のリチウムコバルト正極材料（ＬｉＣｏＯ２，常用のリチウム電池）は、大きい電流、高い電圧、高いねじり、耐穿刺、耐衝撃、耐高温、耐低温などの特殊環境に応用されたことがなく、しかも絶対的な安全要求を満たすことが困難であるためである。
【０００６】
リチウムコバルト電池は、高速に充電することが困難である、二次汚染も完全に免れることが困難であるなどの問題があり、保護回路を設置して過度充電又は過度放電を防止しなければ爆発などの懸念がある。たとえば、あるメーカー製の電池が爆発して、全世界のＮＢ（ノーブランド；自社ブランド）業者が巨額投資を回収することが必要な状況が再び出現する可能性もある。
【０００７】
また、コバルトの最大生産国であるコンゴは戦乱が多いので、コバルトの価格は絶えることなく高価な状態を維持する。コバルト粉体の価格は、４０ドル/キログラムから６０〜７０ドル/キログラムまで上昇した。燐酸リチウム鉄粉体の価格は、品質によって異なるが、３０〜６０ドル/キログラムである。
【０００８】
ニッケル水素電池は、ニッケル・カドミウム電池に基づいて設計されたものである。１９８２年に米国のＯＶＯＮＩＣ社が水素吸蔵合金を電極の製造に使用する技術を特許出願し、水素吸蔵合金が重視されるようになった。１９８５年にオランダのフィリップス社は水素吸蔵合金の充放電過程で容量が衰える問題を解決し、ニッケル水素電池が出現した。日本には８つのニッケル水素電池の製造工場があり、ドイツ、米国、香港、台湾でもニッケル水素電池が生産されており、市場での反応が良好である。ニッケル水素電池による汚染は、カドミウムを含むニッケル・カドミウム電池より小さいので、ニッケル水素電池がニッケル・カドミウム電池に取り替えられている。
【０００９】
燃料電池（Ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）は、化学反応によって電力を取り出す装置であり、１８３９年にイギリスのＧｒｏｖｅ（グローヴ）が発明した。燃料電池で常用されるのは水素と酸素を燃料とするプロトン交換膜型燃料電池である。このような燃料電池では、燃料の価格は高価ではなく、人体に対して化学的な危険性がなく、環境にも無害であり、しかも、発電してから純水と熱を生成するので、１９６０年代には米国で軍事用に用いられ、１９６５年は米国で双子星座計画の双子星座５番号の飛行船に応用された。現在、ノートパソコンにも燃料電池が使用され始めている。しかし、このような燃料電池は、発生する電気量が非常に小さく、且つ瞬間的に大量の電気エネルギーを提供することが困難であるので、穏やかに電力を供給する用途に用いられる。燃料電池は、電池本体と燃料箱とを組み合わせてなる動力機構であり、燃料の選択範囲が広く、純粋な水素、メチルアルコール、アルコール、天然ガスを含み、現在広く応用されるガソリンも燃料電池の燃料とすることができる。
【００１０】
新型の環境保護を強調するカーボン亜鉛電池、アルカリ電池及び二次電池も、製造過程で依然として少量の水銀又は他の重金属（例えば、亜鉛、マンガン、リチウムなどである）などの、その原料及び製造過程で汚染性を有する物質を使用するので、環境と人体に対して大きい危害を与える場合が想定される。
【００１１】
現状では、広く応用されるリチウム電池は安定ではない電気化学装置であって、その製造過程及びパッケージが適切でない場合や、低い負荷で作動する場合では、爆発を引き起こす可能性がある。このため、保護回路、排気孔、セパレータなどのいろいろな複雑な保護措置を必要とする。保護回路は、過充電、過放電、超負荷、過熱を防止するために用いられる。排気孔は、電池内の圧力の強さが大きすぎる場合の回避手段となる。セパレータは、穿刺に対して高い強度を有するので、内部のショートを防止するとともに、電池内部の温度が高すぎる場合に溶解して、リチウムイオンが通過することを阻止する。そして、電池反応を渋滞させて、内部抵抗を高める（２ｋΩまで高める）。
【００１２】
リチウム電池の主要原料であるリチウム鉱の量はますます減少しており、その価格は急速に上昇している。
【００１３】
温度が僅かに高い室外又は環境において、リチウム電池の機能及び寿命はいずれも早期に低減する。
【００１４】
ニッケル・カドミウム電池又はニッケル水素電池は、記憶効果を有するので、不良な充放電によって、その容量が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、前記した課題を解決し、天然の環境保護物質によって従来の電池中の汚染成分に取り替えることで、環境の汚染を免れ、従来の電池よりさらに環境を保護することができる平板電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の観点に係る平板電池は、負極構造層と、前記負極構造層上に設けられる第一セパレータと、前記第一セパレータ上に設けられる葉緑素層と、前記葉緑素層上に設けられる第二セパレータと、前記第二セパレータ上に設けられる正極構造層と、上平板と、下平板と、を備え、前記負極構造層、前記第一セパレータ、前記葉緑素層、前記第二セパレータ及び前記正極構造層は、前記上平板と前記下平板との間に挟まれていることを特徴とする。
【００１７】
前記負極構造層は導電材料層を備え、前記導電材料層は、アルミニウム、金、金属化合物又は導電高分子材料からなることが好ましい。
【００１８】
前記負極構造層は、前記導電材料層上に設けられる金属ファイリング層をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を用いて製造されており、前記高繊維材質は紙類であり、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ有機塩類水溶液を吸着していることが好ましい。
【００２０】
前記正極構造層は、活性化した導電高分子層及び導電高分子層を備えることが好ましい。
【００２１】
前記活性化の導電高分子層は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備えることが好ましい。
【００２２】
前記導電高分子層には、導電高分子材料として複素環又は芳香族複素環化合物が含まれることが好ましい。
【００２３】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
前記上平板及び前記下平板は、アクリル板、複合材料板、完全金属板、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板であることが好ましい。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る平板電池の製造方法は、葉緑素層を製造する第１のステップと、有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ及び第二セパレータを製造する第２のステップと、負極構造層を用意する第３のステップと、前記負極構造層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータを配置する第４のステップと、前記第一セパレータ上に前記葉緑素層を配置する第５のステップと、前記葉緑素層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータを配置する第６のステップと、前記第二セパレータ上に正極構造層を配置する第７のステップと、上述した積層構造を上平板と下平板との間に挟持させる第８のステップと、を備えることを特徴とする。
【００２６】
前記第４のステップと前記第５のステップとの間に前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧する第４の１のステップをさらに備えることが好ましい。
【００２７】
前記第４の１のステップは、６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧することが好ましい。
【００２８】
前記第３のステップは、導電材料層を用意する第３の１のステップと、前記導電材料層上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層上に金属ファイリング層を形成する第３の２のステップと、を備えることが好ましい。
【００２９】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を使用して製造することが好ましい。
【００３０】
前記葉緑素層は、葉緑素を含むことが好ましい。
【００３１】
前記第７のステップは、活性化した導電高分子層を配置する第７の１のステップと、導電高分子層を配置する第７の２のステップとを備えることが好ましい。
【００３２】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の平板電池は、葉緑素層中及び正極構造層中の少なくとも一方における葉緑素を利用し、水素を吸蔵させて電力を供給することができる。また、本発明の平板電池は、天然の環境保護物質によって従来の電池の汚染成分に取り替えるので、環境の汚染を免れ、従来の電池よりさらに環境を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る平板電池の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る平板電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すステップＳ３における複数のステップを示すフローチャートである。
【図４】図２に示すステップＳ７における複数のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
図１は、本発明の第一実施形態に係る平板電池１００の構造を示す図である。図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る平板電池１００は、負極構造層１１０と、前記負極構造層上に設けられる第一セパレータ１２０と、前記第一セパレータ１２０上に設けられる葉緑素層１３０と、前記葉緑素層１３０上に設けられる第二セパレータ１４０と、前記第二セパレータ１４０上に設けられる正極構造層１５０と、上平板１６０と、下平板１７０と、を備える。前記負極構造層１１０、前記第一セパレータ１２０、前記葉緑素層１３０、前記第二セパレータ１４０及び前記正極構造層１５０は、この順で積層されており、且つ前記上平板１６０と前記下平板１７０との間に挟まれている。
【００３７】
前記負極構造層１１０は、導電材料層１１１及び金属ファイリング層１１２を備えている。前記導電材料層１１１は、導電材料を含んでいる。前記導電材料は、例えば、金属、金属化合物又は導電高分子材料である。前記金属は、アルミニウム及び/又は金である。前記金属化合物は、酸化マンガン、酸化亜鉛及び酸化マグネシウムから選ばれる一種又は複数種である。前記導電高分子材料は、複素環又は芳香族複素環化合物である。詳しくは、前記導電高分子材料は、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、多環芳香族炭化水素エチレン、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）及びこれらの化合物の誘導体から選ばれる一種又は複数種である。前記導電材料層１１１は、磨き上げることで粗面（図示せず）を形成することができる。本実施形態において、前記導電材料層１１１は、アルミニウムシートからなる。
【００３８】
前記金属ファイリング層１１２は金属ファイリングを備えたものであり、金属ファイリングを前記導電材料層１１１上に吹き付けることにより平面的に付着させるか、又は単独で１つの材料層を形成することができる。前記金属ファイリングは、電極の導電能力を強めることができる。前記金属ファイリングは、II族、III族及びＶII族中の１つ又は複数の元素族から選択される元素である。II族の元素は、マグネシウム、カルシウム及び亜鉛から選ばれる一種又は複数種である。III族の元素は、ホウ素及び/又はアルミニウムである。ＶII族の元素は、マンガン及び/又は鉄である。前記金属ファイリングの重量は、前記負極構造層１１０の重量の２５％以下である。前記金属ファイリングの重量は、０．５〜１２ｇであることが好ましい。本実施形態において、前記金属ファイリング層１１２中の金属ファイリングの重量は４ｇである。
【００３９】
なお、前記負極構造層１１０は、金属ファイリング層１１２を備えることなく、導電材料層１１１のみを備えることができる。即ち、この場合では、金属ファイリングからなる金属ファイリング層１１２を利用して前記負極構造層１１０の導電能力を高めることを必要としない。
【００４０】
前記第一セパレータ１２０及び前記第二セパレータ１４０は、それぞれ高繊維材質を使用して製造する。前記高繊維材質は、紙類であり、前記紙類は、セロファン（ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ）、綿紙、画仙紙（ｒｉｃｅ ｐａｐｅｒ）及び絹紙（ｓｉｌｋ ｐａｐｅｒ）から選ばれる少なくとも一種を備える。前記高繊維材質の細孔の大きさは、０．０１μｍ〜１ｃｍである。前記第一セパレータ１２０及び前記第二セパレータ１４０は、それぞれ塩類水溶液を吸着し、前記塩類水溶液の導電度は、１０〜５００ｍｓ/ｃｍである。前記塩類は、リチウムを含まない有機塩類である。前記塩類は、ヨウ化ナトリウム及び塩化ナトリウムのようなイオン化合物から選ばれる一種又は複数種を備える。
【００４１】
前記葉緑素層１３０は、葉緑素を主成分として含んでいる。前記葉緑素は、葉緑素ａ、葉緑素ｂ、葉緑素ｃ１、葉緑素ｃ２、葉緑素ｄ及び葉緑素ｅから選ばれる一種又は複数種である。前記葉緑素は、粉末状又は液体状である。本実施形態で使用する前記葉緑素は、すでに葉緑素酸化酵素が除去されたものである。
【００４２】
前記葉緑素層１３０は、葉緑素とポリマー溶液とをコンカクション（調合、混合）して作成することもできる。例えば、葉緑素粉末とポリマー溶液とを所定の比例によって調合し、攪拌してから層状に塗布し、その後に焼き上げて前記葉緑素層１３０を得ることができる。
【００４３】
前記ポリマー溶液の導電度は５０〜２５０ｍｓ/ｃｍである。前記ポリマー溶液は、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、マンガン及び亜鉛元素から選ばれる一種又は複数種を備える。前記ポリマー溶液は、前記葉緑素層１３０の仕事関数を変更するために用いられ、正負電極構造層間の電位差が必要なボルタ電位差に達するようにする。この電位差は、例えば、１．５Ｖである。
【００４４】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各類の酸塩イオンの化合物、ポリマー及び溶剤を所定の比率によって混合されてなる。前記ポリマーは、ブドウ糖ポリマーである。前記ブドウ糖ポリマーは、植物澱粉であることが好ましく、例えば、ジャガイモ澱粉、ヒシ実澱粉、トウモロコシ澱粉、サツマイモ澱粉、レンコン澱粉、わさび粉及び葛根粉から選ばれる一種又は複数種である。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物は、例えば、炭酸カルシウムである。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物は、例えば、天然植物化学成分である。前記天然植物化学成分は、木脂体(Ｌｉｇｎａｎｏｉｄ)、オリゴ糖、多糖、フラボン（ｆｌａｖｏｎｅ）、セコイリドイド（ｓｅｃｏｉｒｉｄｏｉｄ）、脂肪酸、スコポレチン（ｓｃｏｐｏｌｅｔｉｎ）、カテキン（ｃａｔｅｃｈｉｎ）、βシトステロール（β−ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ）、ｄａｍｎｃａｎｔｈａｌ、アルカロイドを備える。前記した溶剤は、極性を有し且つＰＨ値が３より大きい溶剤であることが好ましく、例えば、水、海水、茶、コーヒー、ジュース又は酒などが挙げられる。前記ポリマー溶液のＰＨ値は、好ましくは５．５〜８である。前記ポリマー溶液は、例えば、ビタミンＤのようなビタミンをさらに備える。
【００４５】
前記正極構造層１５０は、活性化した導電高分子層１５１及び導電高分子層１５２を備えている。前記活性化した導電高分子層１５１は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備える。前記炭化布又は前記炭粉末は、白炭又はチャオ石（Ｃｈａｏｉｔｅ）、カーボンブラック（Ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、ガラス状炭素（Ｇｌａｓｓｙ ｃａｒｂｏｎ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）、活性炭素（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ）、ダイヤモンド（Ｄｉａｍｏｎｄ）、無定形炭素（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ）、グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）、フラーレン（Ｆｕｌｅｒｅｎｅ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、カルビン（Ｃａｒｂｙｎｅ）、二原子カーボン（Ｄｉａｔｏｍｉｃ ｃａｒｂｏｎ）、Ｃ３カーボン（Ｔｒｉｃａｒｂｏｎ）、原子炭素（Ａｔｏｍｉｃ ｃａｒｂｏｎ）、石墨化性の炭素、熱分解炭素、コークス及び他の炭素の同素異形体を備える。
【００４６】
前記活性化した導電高分子層１５１は、葉緑素粉末をさらに備えており、これにより前記平板電池１００の電力供給能力を高めている。
【００４７】
前記上平板１６０及び前記下平板１７０は、例えば、アクリル板、複合材料板、完全金属板（例えば、鉄、錫、銅などである）、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板である。
【００４８】
本発明の実施形態において、前記平板電池１００が作動する際、前記葉緑素層１３０中の葉緑素及び/又は前記正極構造層１５０中の葉緑素が光線を受けるか又は電解液に接触して電子又はホールを生じる。そして、前記平板電池１００の正極構造層１５０と負極構造層１１０との間に電位差が形成され、持続的な電流を提供するようになる。即ち、本発明の実施形態に係る平板電池１００は、前記葉緑素層１３０中の葉緑素及び/又は前記正極構造層１５０中の葉緑素をエネルギー源として電気エネルギーを提供するものである。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態に係る平板電池１００の製造方法のフローチャートである。図２に示したように、平板電池１００の製造方法は、以下のステップを備える。
【００５０】
ステップＳ１：葉緑素層１３０を製造する。
【００５１】
ステップＳ２：有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ１２０及び第二セパレータ１４０を製造する。
【００５２】
ステップＳ３：負極構造層１１０を用意する。
【００５３】
ステップＳ４：前記負極構造層１１０上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータ１２０を配置する。
【００５４】
ステップＳ５：前記第一セパレータ１２０上に前記葉緑素層１３０を配置する。
【００５５】
ステップＳ６：前記葉緑素層１３０上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータ１４０を配置する。
【００５６】
ステップＳ７：前記第二セパレータ１４０上に正極構造層１５０を配置する。
【００５７】
ステップＳ８：上述した積層構造（負極構造層１１０、第一セパレータ１２０、葉緑素層１３０、第二セパレータ１４０、正極構造層１５０からなる積層構造）を上平板１６０と下平板１７０との間に挟持させる。
【００５８】
図２に示したように、本実施形態の平板電池１００の製造方法は、前記ステップＳ４と前記ステップＳ５との間に６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ１２０及び前記負極構造層１１０を平面的に加圧するステップＳ４ａをさらに備える。
【００５９】
図３は、図２に示すステップＳ３のフローチャートである。図３に示したように、前記ステップＳ３は、導電材料層１１１を用意した後、前記導電材料層１１１を磨き上げることで粗面を形成するステップＳ３１と、前記導電材料層１１１の粗面上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層１１１上に金属ファイリング層１１２を形成するステップＳ３２と、を備える。
【００６０】
図４は、図２に示すステップＳ７のフローチャートである。図４に示したように、前記ステップＳ７は、活性化した導電高分子層１５１を配置するステップＳ７１と、前記活性化した導電高分子層１５１上に、導電高分子層１５２を配置するステップＳ７２と、を備える。
【００６１】
本発明の実施形態に係る平板電池１００は、葉緑素層１３０及び正極構造層１５０の内の少なくとも一方に含まれる葉緑素を利用して水素を貯蓄することで電力供給の目的を達することができる。また、本発明の実施形態に係る平板電池１００は、天然の環境保護物質によって従来の電池の汚染成分に取り替えることで、環境の汚染を免れ、従来の電池及び太陽電池よりもさらに環境を保護することができる。
【００６２】
本発明の実施形態において、「第一」、「第二」などの用語は、必要によって使用する文字符号に過ぎないものであり、実用上はこれに限定されるものではなく、前記文字符号を交換して使用することができる。
【００６３】
以上、本発明をその実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、種種の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 平板電池
１１０ 負極構造層
１１１ 導電材料層
１１２ 金属ファイリング層
１２０ 第一セパレータ
１３０ 葉緑素層
１４０ 第二セパレータ
１５０ 正極構造層
１５１ 活性化した導電高分子層
１５２ 導電高分子層
１６０ 上平板
１７０ 下平板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極構造層と、
前記負極構造層上に設けられる第一セパレータと、
前記第一セパレータ上に設けられる葉緑素層と、
前記葉緑素層上に設けられる第二セパレータと、
前記第二セパレータ上に設けられる正極構造層と、
上平板と、
下平板と、
を備えてなる平板電池であって、
前記負極構造層、前記第一セパレータ、前記葉緑素層、前記第二セパレータ及び前記正極構造層は、前記上平板と前記下平板との間に挟まれていることを特徴とする平板電池。
【請求項２】
前記負極構造層は導電材料層を備え、前記導電材料層は、アルミニウム、金、金属化合物又は導電高分子材料からなることを特徴とする請求項１に記載の平板電池。
【請求項３】
前記負極構造層は、前記導電材料層上に設けられる金属ファイリング層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の平板電池。
【請求項４】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を用いて製造されており、前記高繊維材質は紙類であり、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ有機塩類水溶液を吸着していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項５】
前記正極構造層は、活性化した導電高分子層及び導電高分子層を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項６】
前記活性化した導電高分子層は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備えることを特徴とする請求項５に記載の平板電池。
【請求項７】
前記導電高分子層には、導電高分子材料として複素環又は芳香族複素環化合物が含まれることを特徴とする請求項５に記載の平板電池。
【請求項８】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の平板電池。
【請求項９】
前記上平板及び前記下平板は、アクリル板、複合材料板、完全金属板、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項１０】
葉緑素層を製造する第１のステップと、
有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ及び第二セパレータを製造する第２のステップと、
負極構造層を用意する第３のステップと、
前記負極構造層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータを配置する第４のステップと、
前記第一セパレータ上に前記葉緑素層を配置する第５のステップと、
前記葉緑素層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータを配置する第６のステップと、
前記第二セパレータ上に正極構造層を配置する第７のステップと、
上述した積層構造を上平板と下平板との間に挟持させる第８のステップと、
を備えることを特徴とする平板電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第４のステップと前記第５のステップとの間に前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧する第４の１のステップをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第４の２のステップは、６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧することを特徴とする請求項１１に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第３のステップは、導電材料層を用意する第３の１のステップと、前記導電材料層上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層上に金属ファイリング層を形成する第３の２のステップと、を備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１４】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を使用して製造することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１５】
前記葉緑素層は、葉緑素を含むことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１６】
前記第７のステップは、活性化した導電高分子層を配置する第７の１のステップと、前記活性化した導電高分子層上に、導電高分子層を配置する第７の２のステップとを備えることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１７】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末を備えることを特徴とする請求項１６に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１】
負極構造層と、
前記負極構造層上に設けられる第一セパレータと、
前記第一セパレータ上に設けられる葉緑素層と、
前記葉緑素層上に設けられる第二セパレータと、
前記第二セパレータ上に設けられる正極構造層と、
上平板と、
下平板と、
を備えてなる平板電池であって、
前記負極構造層、前記第一セパレータ、前記葉緑素層、前記第二セパレータ及び前記正極構造層は、前記上平板と前記下平板との間に挟まれていることを特徴とする平板電池。
【請求項２】
前記負極構造層は導電材料層を備え、前記導電材料層は、アルミニウム、金、金属化合物又は導電高分子材料からなることを特徴とする請求項１に記載の平板電池。
【請求項３】
前記負極構造層は、前記導電材料層上に設けられる金属ファイリング層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の平板電池。
【請求項４】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を用いて製造されており、前記高繊維材質は紙類であり、前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ有機塩類水溶液を吸着していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項５】
前記正極構造層は、活性化した導電高分子層及び導電高分子層を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項６】
前記活性化した導電高分子層は、炭化布、炭粉末又はナノ導電高分子粉末を備えることを特徴とする請求項５に記載の平板電池。
【請求項７】
前記導電高分子層には、導電高分子材料として複素環又は芳香族複素環化合物が含まれることを特徴とする請求項５に記載の平板電池。
【請求項８】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の平板電池。
【請求項９】
前記上平板及び前記下平板は、アクリル板、複合材料板、完全金属板、導電ガラス板、酸化金属板又は合金板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の平板電池。
【請求項１０】
葉緑素層を製造する第１のステップと、
有機塩類水溶液を吸着した第一セパレータ及び第二セパレータを製造する第２のステップと、
負極構造層を用意する第３のステップと、
前記負極構造層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第一セパレータを配置する第４のステップと、
前記第一セパレータ上に前記葉緑素層を配置する第５のステップと、
前記葉緑素層上に有機塩類水溶液を吸着した前記第二セパレータを配置する第６のステップと、
前記第二セパレータ上に正極構造層を配置する第７のステップと、
上述した積層構造を上平板と下平板との間に挟持させる第８のステップと、
を備えることを特徴とする平板電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第４のステップと前記第５のステップとの間に前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧する第４の１のステップをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第４の２のステップは、６０〜７０キログラムの重量で前記第一セパレータ及び前記負極構造層を平面的に加圧することを特徴とする請求項１１に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第３のステップは、導電材料層を用意する第３の１のステップと、前記導電材料層上に金属ファイリングを吹き付け、前記導電材料層上に金属ファイリング層を形成する第３の２のステップと、を備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１４】
前記第一セパレータ及び前記第二セパレータは、それぞれ高繊維材質を使用して製造することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１５】
前記葉緑素層は、葉緑素を含むことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１６】
前記第７のステップは、活性化した導電高分子層を配置する第７の１のステップと、前記活性化した導電高分子層上に、導電高分子層を配置する第７の２のステップとを備えることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の平板電池の製造方法。
【請求項１７】
前記活性化した導電高分子層は、葉緑素粉末を備えることを特徴とする請求項１６に記載の平板電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２９１８７（Ｐ２０１２−１２９１８７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８１２８（Ｐ２０１１−１０８１２８）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（５１１１１７２００）インノット バイオエナジー ホールディング カンパニー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（５１１１１７２００）インノット バイオエナジー ホールディング カンパニー (3)
【Ｆターム（参考）】
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