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透明薄膜電極およびそれを有する電気化学蓄電素子 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P07A010158
整理番号 NI0400084
掲載日 2007年7月30日
出願番号 特願2005-051067
公開番号 特開2006-237357
登録番号 特許第4621912号
出願日 平成17年2月25日(2005.2.25)
公開日 平成18年9月7日(2006.9.7)
登録日 平成22年11月12日(2010.11.12)
発明者
  • 杉本 渉
  • 高須 芳雄
  • 村上 泰
出願人
  • 学校法人信州大学
発明の名称 透明薄膜電極およびそれを有する電気化学蓄電素子 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】
高い比静電容量を有し、透明薄膜電極、それを用いた透明電気化学蓄電素子を提供する。
【解決手段】
透明薄膜電極は、コロイド状のルテニウム酸化合物が電気泳動により透明体上で層状に堆積して透明膜を形成している。透明電気化学蓄電素子1は、コロイド状のルテニウム酸化合物が電気泳動により透明体上で層状に堆積している透明薄膜電極2・4が、一対向かい合っており、その間に電解質膜3が挟み込まれている。透明体が、板状またはフィルム状の、プラスチックまたはガラスである。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


携帯電話やパーソナルコンピュータのような携帯用または家庭用の電子機器に使用される電子デバイスを、透明化したり、フレキシブル化したりする開発が進められている。透明な電子デバイスとして、例えば透明太陽電池のような発電デバイスや、非特許文献1に記載されているようにアモルファス状酸化物を用いたフレキシブルな透明薄層トランジスタである集積回路デバイスなどが、知られている。



透明な回路を作製するには、これらのような透明な電子デバイスのほか、エネルギーバックアップ用の透明な蓄電デバイスが必要である。しかし、従来の蓄電デバイスである二次電池の電極に用いられる原材料は一般に黒色の粉末であるため、透明化が困難であった。さらに別な蓄電デバイスである電気化学キャパシタでも、その原材料が同様に黒色粉末であるうえ、大容量を蓄積するために厚膜にしなければならず、それの透明化が困難であった。



本発明者らは、特許文献1に記載されているように、電気化学キャパシタの原材料となるもので高い比静電容量を有している層状ルテニウム酸を開発している。これを層剥離させたコロイド状ルテニウム酸化合物は、約0.5nm厚のルテニウム酸化合物の層剥離片が含有されており、約700Fg-1と極めて高い比静電容量を有している。その分散溶媒を揮発させて薄膜化させると、層状ルテニウム酸化合物の不透明な薄膜電極が作製できる。



このような高い比静電容量を有しつつ、しかも透明である電気化学キャパシタが求められていた。




【非特許文献1】K.Nomura, H.Ohta, A.Takagi, T.Kamiya, M.Hirano and H.Hosono, Nature, 432, 488(2004)

【特許文献1】特開2004-315347号公報

産業上の利用分野


本発明は、電気エネルギーすなわち電荷を効率的に蓄積するデバイスに用いられる透明薄膜電極、それを有し透明回路に使用される電気化学蓄電素子、およびそれらの製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
コロイド状のルテニウム酸化合物が電気泳動により透明体上で層状に堆積して透明膜を形成していることを特徴とする透明薄膜電極。

【請求項2】
前記透明体が、板状またはフィルム状の、プラスチックまたはガラスであることを特徴とする請求項1に記載の透明薄膜電極。

【請求項3】
酸化ルテニウムとアルカリ金属化合物とを焼成または溶融する工程、
それを酸、アルキルアミン、テトラアルキルアミンの各溶液中で順次撹拌して、ルテニウム酸化合物の層状微粒子を形成する工程、
該微粒子を溶媒に分散し、層剥離させたコロイド状ルテニウム酸化合物を形成する工程、
および該コロイド状ルテニウム酸化合物を電気泳動により透明体上で層状に堆積させて、透明膜を形成させる工程
を有していることを特徴とする透明薄膜電極の製造方法。

【請求項4】
コロイド状のルテニウム酸化合物が電気泳動により透明体上で層状に堆積している透明薄膜電極が、一対向かい合っており、その間に電解質膜が挟み込まれていることを特徴とする透明電気化学蓄電素子。

【請求項5】
前記透明体が、板状またはフィルム状の、プラスチックまたはガラスであることを特徴とする請求項4に記載の透明電気化学蓄電素子。

【請求項6】
前記電解質膜が、ポリパーフルオロアルキルスルホン酸系電解質膜であることを特徴とする請求項4に記載の透明電気化学蓄電素子。

【請求項7】
電気化学キャパシタであることを特徴とする請求項4に記載の透明電気化学蓄電素子。

【請求項8】
請求項3に記載の製造方法で得られた透明薄膜電極を、一対向かい合わせ、その間に電解質膜を挟み込む工程
を有していることを特徴とする透明電気化学蓄電素子の製造方法。
産業区分
  • 電子部品
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005051067thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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