有機負電極及びこの有機負電極を有する電池
【課題】本発明は、有機負電極及びこの有機負電極を有する電池を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の有機負電極１０は、導電材料を含む第一材料層１１と、ポリマー溶液からなり且つ前記第一材料層１１上に設けられる第二材料層１２と、葉緑素を含むとともに第二材料層１２上に設けられる第三材料層１３と、を備える。第三材料は、第二材料の一部分となり、本発明の効果を奏する。本発明は、前記有機負電極１０を有する電池も提供する。本発明の有機負電極１０及びこの有機負電極１０を有する電池は、葉緑素を含み、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができる。また、本発明の電池は、天然の環境保護物質で従来の電池の汚染成分を取り替えるので、環境の汚染を免れ、従来の電池及び太陽電池よりさらに環境を保護することができる。
【解決手段】本発明の有機負電極１０は、導電材料を含む第一材料層１１と、ポリマー溶液からなり且つ前記第一材料層１１上に設けられる第二材料層１２と、葉緑素を含むとともに第二材料層１２上に設けられる第三材料層１３と、を備える。第三材料は、第二材料の一部分となり、本発明の効果を奏する。本発明は、前記有機負電極１０を有する電池も提供する。本発明の有機負電極１０及びこの有機負電極１０を有する電池は、葉緑素を含み、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができる。また、本発明の電池は、天然の環境保護物質で従来の電池の汚染成分を取り替えるので、環境の汚染を免れ、従来の電池及び太陽電池よりさらに環境を保護することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負電極及びこの負電極を有する電池に関するものであって、特に有機負電極及びこの有機負電極を有する電池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、アルカリ電池、ニッケル水素電池及びリチウム電池などが挙げられる。以下、このような電池の負極材料を簡単に紹介する。
【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負極は亜鉛からなる円筒であり、電解液などの化学薬品を貯蓄するために、負極を筒状に製造する。
【０００４】
リチウム電池の負極材料について、安全性を確保するために、エネルギー密度が最も大きいリチウム金属はリチウムイオン電池の負極材料の市場で商品化のための電池にはほぼ使用されることはない。リチウム電池の負極材料としては、主に石墨系カーボン材料（ｇｒａｐｈｉｔｅ：グラファイト）及び非石墨系カーボン材料（ｃｏｋｅ：コーク）の二種が用いられる。
【０００５】
ニッケル水素電池にとって、負極の水素吸蔵合金はニッケル水素電池の性能を左右する要因であり、それは２種類の金属を共に製錬してなる。水素吸蔵合金を電極材料とする場合、以下の特性を具備することを必要とする。
【０００６】
１．使用温度及び低圧条件の制限があっても優れた水素吸蔵/放出能力を有する。
２．優れた電気化学反応触媒能力を有する。
３．優れた耐酸化及び耐腐食性能を有する。
【０００７】
水素吸蔵合金を製作する場合、各々の元素の配合比は電池の質量に対して絶対的な影響を有している。例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｒなどの元素を所定の配合比で混合することで、主に水素吸蔵合金の性能を改良するために用いられる。この場合、水素吸蔵合金の粒径は１００μｍ以下に制御する必要がある。
【０００８】
合金を粉砕する方法としては、水素を吸蔵してから体積が膨張し、水素を放出してから自然的に粉砕される方式を採用する。さらに温度及び圧力を制御して、必要とする粒径を獲得する。水素吸蔵合金の導電能力を高めるために、最後に製品にカーボン粉末を添加する。また、化学方法によって表面を銅で覆うことにより、材料の循環を効果的に改善する。
【０００９】
燃料電池にとって、多孔質の正・負極間に電解質が充満し、正極には空気（酸素）が供給され、負極には水素が供給される。燃料電池において、電解質は電子のフィルターとして使用される。
【００１０】
新たな環境保護が強調され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、コバルト）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性が低い電気化学装置であって、その製作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、電池内の圧力が大きすぎないようにする。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、セパレータは、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】
リチウム電池の正極（例えば、Ｌｉ１−ＸＣｏＯ２）及び負極（ＬｉＸＣ）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、製造工程が簡単であり、製造コストも低く、環境を保護することができる有機負電極及びこの有機負電極を有する電池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の観点に係る有機負電極は、導電材料を含む第一材料層と、ポリマー溶液から形成され、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、葉緑素を含むとともに、前記第二材料層上に設けられる第三材料層と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記導電材料は、金属、金属化合物又は導電高分子材料であることが好ましい。
【００１８】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種の酸塩イオンとの化合物、ポリマー及び溶剤を含み、その含有濃度は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌであることが好ましい。
【００１９】
前記ポリマー溶液は、ビタミンをさらに含むことが好ましい。
【００２０】
前記ポリマー溶液は、前記第一材料層の仕事関数を調整するために用いられ、正負電極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とが好ましい。
【００２１】
前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するとともに、前記第一材料層に付着して、前記第一材料層の物理及び化学特性を変更できるものであることが好ましい。
【００２２】
前記葉緑素は、粉末状又は液体状であることが好ましい。
【００２３】
前記有機負電極は、前記第二材料層上に設けられる付加材料をさらに備え、前記付加材料は金属ファイリングを備えることが好ましい。
【００２４】
前記有機負電極は、前記第三材料層上に設けられる第四材料層をさらに備え、前記第四材料層は有機セパレータを備えることが好ましい。
【００２５】
前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質であることが好ましい。
【００２６】
前記第一材料層、前記第二材料層又は前記第三材料層は、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）状であることが好ましい。
【００２７】
本発明の第２の観点に係る有機負電極は、導電材料を含む第一材料層と、葉緑素を含むポリマー溶液から形成されるとともに、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第３の観点に係る電池は、前記有機負電極を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機負電極及びこの有機負電極を有する電池は、葉緑素を備え、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができ、且つ低電極抵抗及び高電気容量のような優れた特性を有し、有機負電極を製造する工程が簡単であり、且つ製造コストも低い。電池の酸化還元反応において、葉緑素中のマグネシウムイオンが脱離して２つの水素原子と置き換わり、フェオフィチン（ｐｈｅｏｐｈｙｔｉｎ）を形成するので、水素を貯蓄することができる。また、本発明の電池は、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、従来の電池及び太陽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】
【００３０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第三実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
図１は、本発明の第一実施形態に係る有機負電極１０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有機負電極１０は、第一材料層１１と、前記第一材料層１１上に設けられる第二材料層１２と、前記第二材料層１２上に設けられる第三材料層１３と、を備える。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３３】
前記第一材料層１１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、多環芳香族炭化水素エチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール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ことが好ましい。
【００３４】
前記第二材料層１２は、ポリマー溶液から形成する。前記第二材料層１２は、前記第一材料層１１上に設けられる。前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するので、前記第一材料層１１に付着して、前記第一材料層１１の物理特性及び化学特性を調整することができる。前記第二材料層１２によって、前記第三材料層１３を前記第一材料層１１に良好に粘着させることができる。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含む。前記ポリマー溶液は、前記第一材料層１１の仕事関数を変更するために用いられ、正負電極間の電位差が必要なボルタ電位差に達するようにするものである。この電位差は、例えば、１．５Ｖである。
【００３５】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種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。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物、前記ポリマー及び前記溶剤の濃度の含有量は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌ（リットル）であることが好ましい。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、アルカロイドなどを備えており、その共通特性は、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ/ＭＳ，ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の元素分析によると、全てホウ素、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含む（＞１μｇ/ｍｌ、即ちミリリットル毎に１ミクログラムよりも大きい）。前記溶剤は、水である。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のようなビタミン及び葉緑素をさらに含んでいる。
【００３６】
前記第三材料層１３は、葉緑素を含んでいる。前記第三材料層１３は、前記第二材料層１２上に設けられる。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。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３７】
前記第一材料層１１、前記第二材料層１２又は前記第三材料層１３は、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）状に形成されている。前記第一材料層１１、前記第二材料層１２又は前記第三材料層１３をダイアフラム状に製造する目的は、葉緑素の使用量を高めるため、接触面積を拡大して、電池の反応面積を拡大することにある。ここでは、葉緑素の使用量を高めるため、接触面積を拡大し、電池の反応面積を拡大するいかなる従来の技術をも適用することができる。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３８】
本実施形態において、前記有機負電極１０が電池内で作動する際、負電極材料中の葉緑素の反応中心は、光線を受けるか、電解液に接触するか又は正電極と導通することにより、電子を伝送し、電子は電池正電極に移動し、正負極間に電位差を形成する。導線及び負荷を通して正負極を導通してから、持続的な電流を形成する。
【００３９】
図２は、本発明の第二実施形態に係る有機負電極２０の構造を示す図である。図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る有機負電極２０は、第一材料層２１、第二材料層２２、第三材料層２３及び付加材料２４を備えている。
【００４０】
前記第一材料層２１、前記第二材料層２２及び前記第三材料層２３の材料及び構造は、前記第一実施形態に係る有機負電極１０の第一材料層１１、第二材料層１２及び第三材料層１３の材料及び構造と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。前記付加材料２４は、前記第二材料層２２と前記第三材料層２３との間に設けられる。前記付加材料２４は、金属ファイリングを備え、これを前記第三材料層２３と前記第二材料層２２の結合面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、電極の導電性能を高めるものである。その原理は、負電極の最外層から電池内部物質間の仕事関数変化率（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｒａｄｉｅｎｔ）を緩めて、電子移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を大きくして、電子が移動し易く、且つ主な電池化学反応以外の副反応（ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を増加させて、電流量を増加することである。前者は、電池負端最外層の物理電極（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）がアルミニウムである場合、これと化学負極（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の仕事関数を順調に接続するために、付加した前記金属ファイリング（例えば、アルミニウム合金、マグネシウムなどである）をその間の仕事関数の段階を緩和するための媒介とすることができる。後者は、例えば、亜鉛金属ファイリングを付加する場合、これと電池内部の葉緑素との間に他の１つの傍系電池（副反応）を形成することができ、想定したよりも大きい電流量を提供するものとなる。
【００４１】
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、ホウ素及びアルミニウムの内の少なくとも一方である。ＶII族の元素は、マンガン及び鉄の内の少なくとも一方である。前記金属ファイリングの重量は、前記有機負電極２０の重量の１％〜２５％である。前記金属ファイリングの重量は、０．５ｇ〜１２ｇであることが好ましい。
【００４２】
図３は、本発明の第三実施形態に係る有機負電極３０の構造を示す図である。図３を参照して、本発明の第三実施形態に係る有機負電極３０は、第一材料層３１、第二材料層３２、第三材料層３３、付加材料３４及び第四材料層３５を備えている。前記第一材料層３１、前記第二材料層３２、前記第三材料層３３及び付加材料３４の材料及び構造は、第二実施形態に係る有機負電極２０の第一材料層２１、第二材料層２２、第三材料層２３及び付加材料２４の材料及び構造と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００４３】
前記第四材料層３５は、有機セパレータを備えている。前記第四材料層３５は、前記第二材料層３２と前記第三材料層３３との間に設けられる。前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質である。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。前記高繊維材質の孔の大きさは、０．０１μｍ〜１ｃｍである。前記有機塩類水溶液又は前記無機塩類水溶液の導電度は、１０〜５００ｍｓ/ｃｍである。前記有機塩類又は前記無機塩類は、リチウムを含まない塩類である。前記有機塩類又は前記無機塩類は、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。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０を電池に用いる。本発明は、上述した実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０を有する電池も提供する。
【００４５】
図４は、本発明の第一実施形態に係る有機負電極１０の製造方法のフローチャートである。図４に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００４６】
ステップＳ１：第一材料層１１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００４７】
ステップＳ２：第二材料層１２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００４８】
ステップＳ３：第三材料層１３を前記第二ダイアフラム上に配置して第三ダイアフラムを形成する。又は葉緑素を含む第三材料を前記第二ダイアフラムを形成する材料に混合する。
【００４９】
図５は、本発明の第二施形態に係る有機負電極２０の製造方法のフローチャートである。図５に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００５０】
ステップＳ２１：第一材料層２１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００５１】
ステップＳ２２：第二材料層２２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００５２】
ステップＳ２３：付加材料２４を前記第二ダイアフラム上に設ける。
【００５３】
ステップＳ２４：第三材料層２３を前記第二ダイアフラム上に配置して第三ダイアフラムを形成する。
【００５４】
図６は、本発明の第三施形態に係る有機負電極３０の製造方法のフローチャートである。図６に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００５５】
ステップＳ３１：第一材料層３１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００５６】
ステップＳ３２：第二材料層３２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００５７】
ステップＳ３３：付加材料３４を前記第二ダイアフラム上に設ける。
【００５８】
ステップＳ３４：第四材料層３５を前記第二ダイアフラム上に配置する。
【００５９】
ステップＳ３５：第三材料層３３を前記第四材料層３５上に配置して第三ダイアフラムを形成する。
【００６０】
上述の方法において、いかなる従来の技術によっても第三材料層３３を第二材料層３２上に形成することができる。例えば、第三材料が粉末状である場合、前記第三材料を前記第二ダイアフラム上に押圧して第三ダイアフラムを形成する。前記第三材料が液体状である場合、前記第三材料を前記第二ダイアフラム上に塗布して第三ダイアフラムを形成する。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００６１】
上述の方法において、いかなる従来の技術によっても付加材料を第二ダイアフラム上に設けることができる。例えば、前記第二ダイアフラムを形成する材料に付加材料（例えば、金属ファイリングである）を混ぜることができる。
【００６２】
上述の方法のステップＳ１、Ｓ２１及びＳ３１において、いかなる従来の技術によっても前記第一ダイアフラムを磨き上げて粗面を形成することができる。前記第一ダイアフラムの面積は、５ｃｍ×５ｃｍ又は５ｃｍ×１０ｃｍ又は１０ｃｍ×１０ｃｍであることができる。
【００６３】
上述の方法のステップＳ２、ステップＳ２２及びステップＳ３２において、前記第二材料層３２を前記第一ダイアフラム上に塗布してから、前記第一ダイアフラムをオーブンに入れて焼き上げて、第二材料層３２からなる第二ダイアフラムを前記第一ダイアフラム上に付着させる。例えば、前記第一ダイアフラム上に第二材料層３２を約０．５ｍｍの厚さに塗布してから、前記第一ダイアフラムをオーブンに入れて１００℃の温度で約６分間焼き上げる。
【００６４】
本発明の実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０及びこの有機負電極１０，２０，３０を有する電池は、葉緑素を備え、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができ、且つ低電極抵抗及び高電気容量のような優れた特性を有し、前記有機負電極１０，２０，３０を製造する工程が簡単であり、且つ製造コストも低い。前記電池の酸化還元反応において、葉緑素中のマグネシウムイオンが脱離して２つの水素原子と置き換わり、フェオフィチン（ｐｈｅｏｐｈｙｔｉｎ）を形成するので、有機負電極１０，２０，３０中に水素を貯蓄することができる。また、本発明の実施形態に係る電池は、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、従来の電池及び太陽電池よりさらに環境を保護することができる。
【００６５】
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。
【００６６】
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】
【００６７】
１０，２０，３０ 有機負電極
１１，２１，３１ 第一材料層
１２，２２，３２ 第二材料層
１３，２３，３３ 第三材料層
２４，３４ 付加材料
３５ 第四材料層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負電極及びこの負電極を有する電池に関するものであって、特に有機負電極及びこの有機負電極を有する電池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、アルカリ電池、ニッケル水素電池及びリチウム電池などが挙げられる。以下、このような電池の負極材料を簡単に紹介する。
【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負極は亜鉛からなる円筒であり、電解液などの化学薬品を貯蓄するために、負極を筒状に製造する。
【０００４】
リチウム電池の負極材料について、安全性を確保するために、エネルギー密度が最も大きいリチウム金属はリチウムイオン電池の負極材料の市場で商品化のための電池にはほぼ使用されることはない。リチウム電池の負極材料としては、主に石墨系カーボン材料（ｇｒａｐｈｉｔｅ：グラファイト）及び非石墨系カーボン材料（ｃｏｋｅ：コーク）の二種が用いられる。
【０００５】
ニッケル水素電池にとって、負極の水素吸蔵合金はニッケル水素電池の性能を左右する要因であり、それは２種類の金属を共に製錬してなる。水素吸蔵合金を電極材料とする場合、以下の特性を具備することを必要とする。
【０００６】
１．使用温度及び低圧条件の制限があっても優れた水素吸蔵/放出能力を有する。
２．優れた電気化学反応触媒能力を有する。
３．優れた耐酸化及び耐腐食性能を有する。
【０００７】
水素吸蔵合金を製作する場合、各々の元素の配合比は電池の質量に対して絶対的な影響を有している。例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｒなどの元素を所定の配合比で混合することで、主に水素吸蔵合金の性能を改良するために用いられる。この場合、水素吸蔵合金の粒径は１００μｍ以下に制御する必要がある。
【０００８】
合金を粉砕する方法としては、水素を吸蔵してから体積が膨張し、水素を放出してから自然的に粉砕される方式を採用する。さらに温度及び圧力を制御して、必要とする粒径を獲得する。水素吸蔵合金の導電能力を高めるために、最後に製品にカーボン粉末を添加する。また、化学方法によって表面を銅で覆うことにより、材料の循環を効果的に改善する。
【０００９】
燃料電池にとって、多孔質の正・負極間に電解質が充満し、正極には空気（酸素）が供給され、負極には水素が供給される。燃料電池において、電解質は電子のフィルターとして使用される。
【００１０】
新たな環境保護が強調され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、コバルト）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性が低い電気化学装置であって、その製作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、電池内の圧力が大きすぎないようにする。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、セパレータは、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】
リチウム電池の正極（例えば、Ｌｉ１−ＸＣｏＯ２）及び負極（ＬｉＸＣ）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、製造工程が簡単であり、製造コストも低く、環境を保護することができる有機負電極及びこの有機負電極を有する電池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の観点に係る有機負電極は、導電材料を含む第一材料層と、ポリマー溶液から形成され、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、葉緑素を含むとともに、前記第二材料層上に設けられる第三材料層と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記導電材料は、金属、金属化合物又は導電高分子材料であることが好ましい。
【００１８】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種の酸塩イオンとの化合物、ポリマー及び溶剤を含み、その含有濃度は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌであることが好ましい。
【００１９】
前記ポリマー溶液は、ビタミンをさらに含むことが好ましい。
【００２０】
前記ポリマー溶液は、前記第一材料層の仕事関数を調整するために用いられ、正負電極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とが好ましい。
【００２１】
前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するとともに、前記第一材料層に付着して、前記第一材料層の物理及び化学特性を変更できるものであることが好ましい。
【００２２】
前記葉緑素は、粉末状又は液体状であることが好ましい。
【００２３】
前記有機負電極は、前記第二材料層上に設けられる付加材料をさらに備え、前記付加材料は金属ファイリングを備えることが好ましい。
【００２４】
前記有機負電極は、前記第三材料層上に設けられる第四材料層をさらに備え、前記第四材料層は有機セパレータを備えることが好ましい。
【００２５】
前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質であることが好ましい。
【００２６】
前記第一材料層、前記第二材料層又は前記第三材料層は、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）状であることが好ましい。
【００２７】
本発明の第２の観点に係る有機負電極は、導電材料を含む第一材料層と、葉緑素を含むポリマー溶液から形成されるとともに、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第３の観点に係る電池は、前記有機負電極を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機負電極及びこの有機負電極を有する電池は、葉緑素を備え、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができ、且つ低電極抵抗及び高電気容量のような優れた特性を有し、有機負電極を製造する工程が簡単であり、且つ製造コストも低い。電池の酸化還元反応において、葉緑素中のマグネシウムイオンが脱離して２つの水素原子と置き換わり、フェオフィチン（ｐｈｅｏｐｈｙｔｉｎ）を形成するので、水素を貯蓄することができる。また、本発明の電池は、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、従来の電池及び太陽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】
【００３０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る有機負電極の構造を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第三実施形態に係る有機負電極の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
図１は、本発明の第一実施形態に係る有機負電極１０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有機負電極１０は、第一材料層１１と、前記第一材料層１１上に設けられる第二材料層１２と、前記第二材料層１２上に設けられる第三材料層１３と、を備える。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３３】
前記第一材料層１１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、多環芳香族炭化水素エチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール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ことが好ましい。
【００３４】
前記第二材料層１２は、ポリマー溶液から形成する。前記第二材料層１２は、前記第一材料層１１上に設けられる。前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するので、前記第一材料層１１に付着して、前記第一材料層１１の物理特性及び化学特性を調整することができる。前記第二材料層１２によって、前記第三材料層１３を前記第一材料層１１に良好に粘着させることができる。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含む。前記ポリマー溶液は、前記第一材料層１１の仕事関数を変更するために用いられ、正負電極間の電位差が必要なボルタ電位差に達するようにするものである。この電位差は、例えば、１．５Ｖである。
【００３５】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種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。前記金属イオンと各種の酸塩イオンの化合物、前記ポリマー及び前記溶剤の濃度の含有量は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌ（リットル）であることが好ましい。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、アルカロイドなどを備えており、その共通特性は、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ/ＭＳ，ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の元素分析によると、全てホウ素、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含む（＞１μｇ/ｍｌ、即ちミリリットル毎に１ミクログラムよりも大きい）。前記溶剤は、水である。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のようなビタミン及び葉緑素をさらに含んでいる。
【００３６】
前記第三材料層１３は、葉緑素を含んでいる。前記第三材料層１３は、前記第二材料層１２上に設けられる。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。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３７】
前記第一材料層１１、前記第二材料層１２又は前記第三材料層１３は、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）状に形成されている。前記第一材料層１１、前記第二材料層１２又は前記第三材料層１３をダイアフラム状に製造する目的は、葉緑素の使用量を高めるため、接触面積を拡大して、電池の反応面積を拡大することにある。ここでは、葉緑素の使用量を高めるため、接触面積を拡大し、電池の反応面積を拡大するいかなる従来の技術をも適用することができる。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００３８】
本実施形態において、前記有機負電極１０が電池内で作動する際、負電極材料中の葉緑素の反応中心は、光線を受けるか、電解液に接触するか又は正電極と導通することにより、電子を伝送し、電子は電池正電極に移動し、正負極間に電位差を形成する。導線及び負荷を通して正負極を導通してから、持続的な電流を形成する。
【００３９】
図２は、本発明の第二実施形態に係る有機負電極２０の構造を示す図である。図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る有機負電極２０は、第一材料層２１、第二材料層２２、第三材料層２３及び付加材料２４を備えている。
【００４０】
前記第一材料層２１、前記第二材料層２２及び前記第三材料層２３の材料及び構造は、前記第一実施形態に係る有機負電極１０の第一材料層１１、第二材料層１２及び第三材料層１３の材料及び構造と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。前記付加材料２４は、前記第二材料層２２と前記第三材料層２３との間に設けられる。前記付加材料２４は、金属ファイリングを備え、これを前記第三材料層２３と前記第二材料層２２の結合面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、電極の導電性能を高めるものである。その原理は、負電極の最外層から電池内部物質間の仕事関数変化率（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｒａｄｉｅｎｔ）を緩めて、電子移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を大きくして、電子が移動し易く、且つ主な電池化学反応以外の副反応（ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ）を増加させて、電流量を増加することである。前者は、電池負端最外層の物理電極（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）がアルミニウムである場合、これと化学負極（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の仕事関数を順調に接続するために、付加した前記金属ファイリング（例えば、アルミニウム合金、マグネシウムなどである）をその間の仕事関数の段階を緩和するための媒介とすることができる。後者は、例えば、亜鉛金属ファイリングを付加する場合、これと電池内部の葉緑素との間に他の１つの傍系電池（副反応）を形成することができ、想定したよりも大きい電流量を提供するものとなる。
【００４１】
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、ホウ素及びアルミニウムの内の少なくとも一方である。ＶII族の元素は、マンガン及び鉄の内の少なくとも一方である。前記金属ファイリングの重量は、前記有機負電極２０の重量の１％〜２５％である。前記金属ファイリングの重量は、０．５ｇ〜１２ｇであることが好ましい。
【００４２】
図３は、本発明の第三実施形態に係る有機負電極３０の構造を示す図である。図３を参照して、本発明の第三実施形態に係る有機負電極３０は、第一材料層３１、第二材料層３２、第三材料層３３、付加材料３４及び第四材料層３５を備えている。前記第一材料層３１、前記第二材料層３２、前記第三材料層３３及び付加材料３４の材料及び構造は、第二実施形態に係る有機負電極２０の第一材料層２１、第二材料層２２、第三材料層２３及び付加材料２４の材料及び構造と同じであるので、ここでは詳しく説明しない。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００４３】
前記第四材料層３５は、有機セパレータを備えている。前記第四材料層３５は、前記第二材料層３２と前記第三材料層３３との間に設けられる。前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質である。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。前記高繊維材質の孔の大きさは、０．０１μｍ〜１ｃｍである。前記有機塩類水溶液又は前記無機塩類水溶液の導電度は、１０〜５００ｍｓ/ｃｍである。前記有機塩類又は前記無機塩類は、リチウムを含まない塩類である。前記有機塩類又は前記無機塩類は、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。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０を電池に用いる。本発明は、上述した実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０を有する電池も提供する。
【００４５】
図４は、本発明の第一実施形態に係る有機負電極１０の製造方法のフローチャートである。図４に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００４６】
ステップＳ１：第一材料層１１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００４７】
ステップＳ２：第二材料層１２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００４８】
ステップＳ３：第三材料層１３を前記第二ダイアフラム上に配置して第三ダイアフラムを形成する。又は葉緑素を含む第三材料を前記第二ダイアフラムを形成する材料に混合する。
【００４９】
図５は、本発明の第二施形態に係る有機負電極２０の製造方法のフローチャートである。図５に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００５０】
ステップＳ２１：第一材料層２１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００５１】
ステップＳ２２：第二材料層２２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００５２】
ステップＳ２３：付加材料２４を前記第二ダイアフラム上に設ける。
【００５３】
ステップＳ２４：第三材料層２３を前記第二ダイアフラム上に配置して第三ダイアフラムを形成する。
【００５４】
図６は、本発明の第三施形態に係る有機負電極３０の製造方法のフローチャートである。図６に示したように、この方法は以下のステップを備える。
【００５５】
ステップＳ３１：第一材料層３１によって第一ダイアフラムを製造する。
【００５６】
ステップＳ３２：第二材料層３２を使用して、前記第一ダイアフラム上に第二ダイアフラムを形成する。
【００５７】
ステップＳ３３：付加材料３４を前記第二ダイアフラム上に設ける。
【００５８】
ステップＳ３４：第四材料層３５を前記第二ダイアフラム上に配置する。
【００５９】
ステップＳ３５：第三材料層３３を前記第四材料層３５上に配置して第三ダイアフラムを形成する。
【００６０】
上述の方法において、いかなる従来の技術によっても第三材料層３３を第二材料層３２上に形成することができる。例えば、第三材料が粉末状である場合、前記第三材料を前記第二ダイアフラム上に押圧して第三ダイアフラムを形成する。前記第三材料が液体状である場合、前記第三材料を前記第二ダイアフラム上に塗布して第三ダイアフラムを形成する。第三材料は、第二材料の一部分になって本発明の効果を奏するようになる。
【００６１】
上述の方法において、いかなる従来の技術によっても付加材料を第二ダイアフラム上に設けることができる。例えば、前記第二ダイアフラムを形成する材料に付加材料（例えば、金属ファイリングである）を混ぜることができる。
【００６２】
上述の方法のステップＳ１、Ｓ２１及びＳ３１において、いかなる従来の技術によっても前記第一ダイアフラムを磨き上げて粗面を形成することができる。前記第一ダイアフラムの面積は、５ｃｍ×５ｃｍ又は５ｃｍ×１０ｃｍ又は１０ｃｍ×１０ｃｍであることができる。
【００６３】
上述の方法のステップＳ２、ステップＳ２２及びステップＳ３２において、前記第二材料層３２を前記第一ダイアフラム上に塗布してから、前記第一ダイアフラムをオーブンに入れて焼き上げて、第二材料層３２からなる第二ダイアフラムを前記第一ダイアフラム上に付着させる。例えば、前記第一ダイアフラム上に第二材料層３２を約０．５ｍｍの厚さに塗布してから、前記第一ダイアフラムをオーブンに入れて１００℃の温度で約６分間焼き上げる。
【００６４】
本発明の実施形態に係る有機負電極１０，２０，３０及びこの有機負電極１０，２０，３０を有する電池は、葉緑素を備え、葉緑素を利用して水素を貯蓄することができ、且つ低電極抵抗及び高電気容量のような優れた特性を有し、前記有機負電極１０，２０，３０を製造する工程が簡単であり、且つ製造コストも低い。前記電池の酸化還元反応において、葉緑素中のマグネシウムイオンが脱離して２つの水素原子と置き換わり、フェオフィチン（ｐｈｅｏｐｈｙｔｉｎ）を形成するので、有機負電極１０，２０，３０中に水素を貯蓄することができる。また、本発明の実施形態に係る電池は、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、従来の電池及び太陽電池よりさらに環境を保護することができる。
【００６５】
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。
【００６６】
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】
【００６７】
１０，２０，３０ 有機負電極
１１，２１，３１ 第一材料層
１２，２２，３２ 第二材料層
１３，２３，３３ 第三材料層
２４，３４ 付加材料
３５ 第四材料層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料を含む第一材料層と、
ポリマー溶液から形成され、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、
葉緑素を含むとともに、前記第二材料層上に設けられる第三材料層と、
を備えることを特徴とする有機負電極。
【請求項２】
前記導電材料は、金属、金属化合物又は導電高分子材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機負電極。
【請求項３】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種の酸塩イオンとの化合物、ポリマー及び溶剤を含み、その含有濃度は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌであることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機負電極。
【請求項４】
前記ポリマー溶液は、ビタミンをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の有機負電極。
【請求項５】
前記ポリマー溶液は、前記第一材料層の仕事関数を調整するために用いられ、正負電極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項に記載の有機負電極。
【請求項６】
前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するとともに、前記第一材料層に付着して、前記第一材料層の物理及び化学特性を変更できるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項７】
前記葉緑素は、粉末状又は液体状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項８】
前記有機負電極は、前記第二材料層上に設けられる付加材料をさらに備え、前記付加材料は金属ファイリングを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項９】
前記有機負電極は、前記第三材料層上に設けられる第四材料層をさらに備え、前記第四材料層は有機セパレータを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項１０】
前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質であることを特徴とする請求項９に記載の有機負電極。
【請求項１１】
前記第一材料層、前記第二材料層又は前記第三材料層は、ダイアフラム状であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項１２】
導電材料を含む第一材料層と、
葉緑素を含むポリマー溶液から形成されるとともに、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、
を備えることを特徴とする有機負電極。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の前記有機負電極を備えることを特徴とする電池。
【請求項１】
導電材料を含む第一材料層と、
ポリマー溶液から形成され、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、
葉緑素を含むとともに、前記第二材料層上に設けられる第三材料層と、
を備えることを特徴とする有機負電極。
【請求項２】
前記導電材料は、金属、金属化合物又は導電高分子材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機負電極。
【請求項３】
前記ポリマー溶液は、金属イオンと各種の酸塩イオンとの化合物、ポリマー及び溶剤を含み、その含有濃度は、いずれも０．１〜１０モル/Ｌであることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機負電極。
【請求項４】
前記ポリマー溶液は、ビタミンをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の有機負電極。
【請求項５】
前記ポリマー溶液は、前記第一材料層の仕事関数を調整するために用いられ、正負電極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項に記載の有機負電極。
【請求項６】
前記ポリマー溶液は、粘着作用を有するとともに、前記第一材料層に付着して、前記第一材料層の物理及び化学特性を変更できるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項７】
前記葉緑素は、粉末状又は液体状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項８】
前記有機負電極は、前記第二材料層上に設けられる付加材料をさらに備え、前記付加材料は金属ファイリングを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項９】
前記有機負電極は、前記第三材料層上に設けられる第四材料層をさらに備え、前記第四材料層は有機セパレータを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項１０】
前記有機セパレータは、有機塩類水溶液又は無機塩類水溶液を吸着した高繊維材質であることを特徴とする請求項９に記載の有機負電極。
【請求項１１】
前記第一材料層、前記第二材料層又は前記第三材料層は、ダイアフラム状であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の有機負電極。
【請求項１２】
導電材料を含む第一材料層と、
葉緑素を含むポリマー溶液から形成されるとともに、前記第一材料層上に設けられる第二材料層と、
を備えることを特徴とする有機負電極。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の前記有機負電極を備えることを特徴とする電池。
【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２０１２−１２９１８５（Ｐ２０１２−１２９１８５Ａ）
【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２０１１−１０８１２６（Ｐ２０１１−１０８１２６）
【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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