(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100560
(43)【公開日】2023-07-19
(54)【発明の名称】発電機能付二次電池
(51)【国際特許分類】
H10N 15/00 20230101AFI20230711BHJP
H02N 11/00 20060101ALI20230711BHJP
H01M 10/46 20060101ALI20230711BHJP
【ＦＩ】
H01L37/00
H02N11/00 A
H01M10/46
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022001329
(22)【出願日】2022-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】516230102
【氏名又は名称】株式会社ＧＣＥインスティチュート
(74)【代理人】
【識別番号】100120868
【弁理士】
【氏名又は名称】安彦 元
(72)【発明者】
【氏名】後藤 博史
【テーマコード（参考）】
5H030
【Ｆターム（参考）】
5H030AA01
5H030AS18
5H030BB01
(57)【要約】
【課題】安定した発電の実現を図ることができる発電機能付二次電池を提供する。
【解決手段】熱電素子１を利用した発電機能付二次電池１００であって、外気以上の温度を示す熱媒３に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子１と、前記熱電素子１と電気的に接続された二次電池２と、を備え、前記熱電素子１は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極１１、１２を含むことを特徴とする。例えば前記熱電素子１は、前記一対の電極１１、１２の間に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を含み、前記不導体層は、前記一対の電極１１、１２を支持することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】熱電素子１を利用した発電機能付二次電池１００であって、外気以上の温度を示す熱媒３に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子１と、前記熱電素子１と電気的に接続された二次電池２と、を備え、前記熱電素子１は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極１１、１２を含むことを特徴とする。例えば前記熱電素子１は、前記一対の電極１１、１２の間に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を含み、前記不導体層は、前記一対の電極１１、１２を支持することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極を含むこと
を特徴とする発電機能付二次電池。
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極を含むこと
を特徴とする発電機能付二次電池。
【請求項2】
前記熱電素子は、前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を含み、
前記不導体層は、前記一対の電極を支持すること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
前記不導体層は、前記一対の電極を支持すること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
【請求項3】
前記一対の電極は、前記熱媒に挟まれること
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
【請求項4】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項5】
前記熱媒は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
【請求項6】
前記熱媒は、前記熱電素子及び前記二次電池を内設する容器を含み、
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項7】
前記熱媒は、回路基板を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項8】
前記熱電素子及び前記二次電池は、前記回路基板の同一主面上に設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項9】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項10】
前記熱媒は、前記二次電池から電力を供給される駆動部を含み、
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、熱電素子を利用した発電機能付二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池の充電に関し、例えば特許文献１のような熱電充電器が提案されている。
【0003】
特許文献１に開示された熱電充電器は、セラミックス製の基板に熱電半導体が埋め込まれ、該熱電半導体に電極が固定された熱電素子と、前記熱電素子の一方の面の側に設けられた第１の熱交換部と、前記熱電素子の他方の面の側に設けられた第２の熱交換部と、前記熱電素子の出力を外部に取り出す手段とを備える。
【0004】
また、上記熱電素子として、特許文献１のようなゼーベック効果を利用した熱電素子のほか、例えば特許文献２のように、電極間の温度差を不要とした熱電素子等の開発もされている。
【0005】
特許文献２に開示された発電素子では、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子であって、第１電極と、前記第１電極と対向して設けられ、前記第１電極よりも高電位を示す第２電極と、前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平１１－２８４２３５号公報
【特許文献2】特許第６９４２４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ここで、特許文献１に開示されたゼーベック効果を利用した熱電素子を用いた場合、電極間に温度差を生じさせる構成を備えることを前提としている。特に、上記熱電素子を用いて継続的に安定した発電を実現するには、電極間の温度差を長時間維持する必要がある。この点、特許文献１では、金属や液体等を利用して、電極間の温度差を生じさせることを前提としている。このため、電極間の温度差が変化し易い条件下での発電を想定しているため、不安定な発電に繋がり得ることが懸念として挙げられる。
【0008】
これに対し、特許文献２に開示された熱電素子は、電極間に温度差を生じさせる必要がない。しかしながら、経時に伴い熱電素子に伝達される熱が変動する場合には、上記熱電素子と同様に不安定な発電に繋がり得る。この点について、特許文献２には記載も示唆もされていない。
【0009】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、安定した発電の実現を図ることができる発電機能付二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
第１発明に係る発電機能付二次電池は、熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、を備え、前記熱電素子は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極を含むことを特徴とする。
【0011】
第２発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明において、前記熱電素子は、前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を含み、前記不導体層は、前記一対の電極を支持することを特徴とする。
【0012】
第３発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明又は第２発明において、前記一対の電極は、前記熱媒に挟まれることを特徴とする。
【0013】
第４発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明～第３発明の何れかにおいて、前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられることを特徴とする。
【0014】
第５発明に係る発電機能付二次電池は、第４発明において、前記熱媒は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含み、前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられることを特徴とする。
【0015】
第６発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明～第４発明の何れかにおいて、前記熱媒は、前記熱電素子及び前記二次電池を内設する容器を含み、前記熱電素子は、前記容器の内壁と接することを特徴とする。
【0016】
第７発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明～第３発明の何れかにおいて、前記熱媒は、回路基板を含み、前記熱電素子は、前記回路基板と接することを特徴とする。
【0017】
第８発明に係る発電機能付二次電池は、第７発明において、前記熱電素子及び前記二次電池は、前記回路基板の同一主面上に設けられることを特徴とする。
【0018】
第９発明に係る発電機能付二次電池は、第７発明において、前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられることを特徴とする。
【0019】
第１０発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明～第４発明の何れかにおいて、前記熱媒は、前記二次電池から電力を供給される駆動部を含み、前記熱電素子は、前記駆動部と接することを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
第１発明～第１０発明によれば、熱電素子は、外気以上の温度を示す熱媒に接する。このため、経時に伴い熱電素子に伝達される熱の変動を抑制することができる。これにより、安定した発電の実現を図ることが可能となる。
【0021】
特に、第２発明によれば、中間部は、微粒子を内包する不導体層を含む。即ち、不導体層により、電極間における微粒子の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【0022】
また、第２発明によれば、不導体層は、一対の電極を支持する。このため、不導体層の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
【0023】
特に、第３発明によれば、一対の電極は、熱媒に挟まれる。このため、経時に伴い熱電素子に伝達される熱の変動をさらに抑制することができる。これにより、より安定した発電の実現を図ることが可能となる。
【0024】
特に、第４発明によれば、熱電素子は、筐体部と接して設けられる。このため、二次電池から発生する熱エネルギーを、熱電素子を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、二次電池の利用に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0025】
特に、第５発明によれば、熱電素子は、筐体部と、蓄熱部との間に接して設けられる。このため、熱電素子に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0026】
特に、第６発明によれば、熱電素子は、容器の内壁と接する。このため、容器に伝達された熱エネルギーを、熱電素子を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0027】
特に、第７発明によれば、熱電素子は、回路基板と接する。このため、演算処理等により回路基板上に生じた熱エネルギーを、熱電素子を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、演算処理等に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0028】
特に、第８発明によれば、熱電素子及び二次電池は、回路基板の同一主面上に設けられる。このため、二次電池から発生する熱エネルギーが、回路基板内に保持されることを抑制することができる。これにより、回路基板の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0029】
特に、第９発明によれば、熱電素子は、回路基板と、筐体部との間に接して設けられる。このため、二次電池から発生する熱エネルギーを、回路基板に直接伝達させることを抑制することができる。これにより、回路基板の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0030】
特に、第１０発明によれば、熱電素子は、駆動部と接する。このため、駆動部から発生する熱エネルギーを、熱電素子を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、駆動部から発生する排熱を、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明の実施形態としての発電機能付二次電池、及び発電システムの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、熱電素子の各電極が積層される高さ方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚ及び第２方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第３方向Ｙとする。また、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。
【0033】
（発電機能付二次電池１００）
図１は、本実施形態における発電機能付二次電池１００の一例を示す模式図である。
図１は、本実施形態における発電機能付二次電池１００の一例を示す模式図である。
【0034】
発電機能付二次電池１００は、例えば電子デバイス、電気自動車、自立型センサ端末等のような、電源が必要となる公知の装置と電気的に接続される。発電機能付二次電池１００は、主電源として用いられるほか、例えば補助電源として用いられてもよい。
【0035】
発電機能付二次電池１００は、熱電素子１と、二次電池２とを備える。熱電素子１は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。二次電池２は、熱電素子１と電気的に接続され、例えば電力の供給により駆動する駆動部等と電気的に接続される。駆動部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置や、モータ等のような、公知の駆動装置を示す。
【0036】
熱電素子１は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極１１、１２を含む。この場合、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差が不要となる。なお、例えば熱電素子１は、第１方向Ｚと交わる第１面１ｆ及び第２面１ｓを有し、第１電極１１は第１面１ｆ側に設けられ、第２電極１２は第２面１ｓ側に設けられる。第１電極１１と第１面１ｆ、及び第２電極１２と第２面１ｓとの間には、例えば基板や筐体等の部材が設けられてもよいほか、例えば空洞等が設けられてもよい。上記のほか、例えば熱電素子１は、第１電極１１の表面を第１面１ｆとし、第２電極１２の表面を第２面１ｓとしてもよい。
【0037】
ここで、発電量が不安定な従来の熱電素子を用いて二次電池２を充電する場合、過充電状態等の想定外の不具合を引き起こす可能性があり、二次電池２の早期劣化が懸念として挙げられる。これに対し、本実施形態における発電機能付二次電池１００では、熱電素子１が外気以上の熱媒３に接する。このため、経時に伴い熱電素子１に伝達される熱の変動を抑制することができる。これにより、安定した発電の実現を図ることが可能となる。従って、例えば二次電池２の早期劣化の抑制に繋げることができる。なお、例えば図１に示すように、熱電素子１の第１面１ｆ及び第２面１ｓが、熱媒３に接するほか、第１面１ｆ、第２面１ｓ、及び側面の少なくとも何れかが、熱媒３に接してもよい。
【0038】
例えば一対の電極１１、１２は、熱媒３に挟まれてもよい。この場合、経時に伴い熱電素子１に伝達される熱の変動をさらに抑制することができる。特に、各電極１１、１２に伝達される熱の変動が抑制され、電極１１、１２間に温度差のバラつきが生じ難くすることができる。これにより、より安定した発電の実現を図ることが可能となる。なお、例えば図１に示すように、熱電素子１全体が熱媒３に挟まれるほか、例えば熱電素子１の少なくとも一部が熱媒３に挟まれてもよい。なお、一対の電極１１、１２等が熱媒３に「挟まれる」とは、一対の電極１１、１２等が熱媒３に接する状態を示すほか、例えば離間した状態を示してもよい。
【0039】
一対の電極１１、１２は、例えば互いに主面が対向する第１方向Ｚに沿って、第１熱媒３ｆ及び第２熱媒３ｓに挟まれる。一対の電極１１、１２は、例えば主面と平行な第２方向Ｘ又は第３方向Ｙに沿って、第１熱媒３ｆ及び第２熱媒３ｓに挟まれてもよい。何れの場合においても、各熱媒３ｆ、３ｓから各電極１１、１２に対し、継続的に熱エネルギーを供給することができる。特に、電極間の温度差を不要とする熱電素子１を用いることで、各熱媒３ｆ、３ｓから供給される熱エネルギーの度合いを考慮する必要が無く、継続して安定した発電を実現し易くすることが可能となる。なお、熱電素子１の詳細は、後述する。
【0040】
二次電池２は、リチウムイオン二次電池等のような、充放電可能な公知の電池を示す。二次電池２は、例えば熱電素子１により発生した電力に基づき充電することができる。二次電池２の種類や性能等は、用途に応じて任意に選択することができる。
【0041】
熱媒３は、外気以上の温度を示す構造体であれば任意であり、例えば熱エネルギーを発生させる熱源でもよい。熱媒３は、それぞれ別体に設けられた第１熱媒３ｆ及び第２熱媒３ｓを含むほか、例えば一体に設けられた第１熱媒３ｆ及び第２熱媒３ｓを含んでもよい。
【0042】
熱源として、例えばＣＰＵ等の電子デバイスの電子部品、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子、自動車等のエンジン、工場の生産設備、人体、太陽光、及び環境温度等が挙げられる。熱媒３は、例えば上述した熱源のほか、電子デバイス等の筐体、排熱パイプ、太陽光パネルの硝子やフレーム部、自動車の車体等、蓄熱され得る構造体が挙げられる。
【0043】
発電機能付二次電池１００は、例えば図４に示すように、充電回路５を備える。充電回路５として、例えば熱電素子１等の環境発電を用いて二次電池２を充電する際に用いられる公知の回路が用いられる。充電回路５は、例えば整流回路５１と、平滑回路５２と、電圧リミッタ５３とを含む。充電回路５は、例えば昇圧回路を含んでもよい。
【0044】
整流回路５１は、例えば熱電素子１から出力される電圧の極性が変化する場合に用いられる。平滑回路５２は、例えば熱電素子１又は整流回路５１から出力される直流電圧を平滑化する場合に用いられる。電圧リミッタ５３は、例えば二次電池２に過度な電圧が印可されることを抑制する場合に用いられる。
【0045】
＜第１変形例：熱媒３が二次電池２の筐体部２１を含む＞
例えば熱媒３は、二次電池２の筐体部２１を含んでもよい。この場合、例えば図２（ａ）に示すように、熱電素子１は、筐体部２１と接して設けられてもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、任意の第１熱媒３ｆと、第２熱媒３ｓに相当する筐体部２１とに挟まれる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、二次電池２の利用に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
例えば熱媒３は、二次電池２の筐体部２１を含んでもよい。この場合、例えば図２（ａ）に示すように、熱電素子１は、筐体部２１と接して設けられてもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、任意の第１熱媒３ｆと、第２熱媒３ｓに相当する筐体部２１とに挟まれる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、二次電池２の利用に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0046】
なお、筐体部２１は、二次電池２の充放電に伴い温度が上昇し、継続的に外気よりも高い温度になり易い。このため、筐体部２１を熱媒３として用いることで、熱電素子１に対して安定した熱エネルギーの供給も可能となる。
【0047】
筐体部２１として、公知の二次電池用筐体が用いられ、例えば熱伝導性の高い材料が用いられる。容器３１は、二次電池２の電極や活物質を内設するほか、例えば任意の電子部材や封止材等を内設してもよい。
【0048】
なお、例えば熱電素子１は、一対の二次電池２の間に設けられてもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する一方の二次電池２の筐体部２１と、第２熱媒３ｓに相当する他方の二次電池２の筐体部２１とに挟まれてもよい。この場合においても、二次電池２から発生する熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0049】
＜第２変形例：熱媒３が蓄熱部を含む＞
例えば熱媒３は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含んでもよい。この場合、熱電素子１は、蓄熱部と、筐体部２１との間に接して設けられる。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する蓄熱部と、第２熱媒３ｓに相当する筐体部２１とに挟まれる。このため、熱電素子１に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。
例えば熱媒３は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含んでもよい。この場合、熱電素子１は、蓄熱部と、筐体部２１との間に接して設けられる。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する蓄熱部と、第２熱媒３ｓに相当する筐体部２１とに挟まれる。このため、熱電素子１に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0050】
蓄熱部は、例えば物質の比熱を利用した公知の顕熱蓄熱材料を有する。顕熱蓄熱材料として、例えばエアロゲル、レンガ等が用いられる。エアロゲルとは、空気分子の平均自由行程よりも小さなナノサイズの多孔性を有するものであり、シリカ、カーボン、アルミナ等を素材とする。顕熱蓄熱材料として、例えばガラスの比熱（例えば１０～５０℃のときに０．６７Ｊ／ｇ・Ｋ）よりも高い比熱を示す材料が用いられる。なお、比熱の値は、文献値を参照するほか、ＪＩＳ Ｋ ７１２３に準ずる測定結果を用いてもよい。
【0051】
蓄熱部は、例えば物質の相変化、転移に伴う転移熱（潜熱）を利用した潜熱蓄熱材料を有してもよい。潜熱蓄熱材料として、水、塩化ナトリウム等の相変化を利用する公知のものが用いられる。蓄熱部は、例えば化学反応時の吸熱発熱を利用した化学蓄熱材料を有してもよい。化学蓄熱材料として、例えば公知の材料が用いられる。
【0052】
なお、例えば熱電素子１は、一対の蓄熱部との間に接して設けられてもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する一方の蓄熱部と、第２熱媒３ｓに相当する他方の蓄熱部とに挟まれてもよい。この場合においても、熱電素子１に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0053】
上記に加え、例えば熱電素子１は、蓄熱部に内包された状態で設けられてもよい。この場合においても、熱電素子１に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。特に、熱電素子１が蓄熱部に内包される領域内では、温度差が生じ難い。このため、各電極１１、１２の間には温度差が生じ難く、電極間の温度差に伴う発電のバラつきを抑制することが可能となる。
【0054】
＜第３変形例：熱媒３が容器３１を含む＞
例えば熱媒３は、熱電素子１及び二次電池２を内設する容器３１を含んでもよい。この場合、熱電素子１は、容器３１の内壁と接する。即ち、一対の電極１１、１２は、熱媒３に相当する容器３１の内壁に挟まれる。このため、容器３１に伝達された熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
例えば熱媒３は、熱電素子１及び二次電池２を内設する容器３１を含んでもよい。この場合、熱電素子１は、容器３１の内壁と接する。即ち、一対の電極１１、１２は、熱媒３に相当する容器３１の内壁に挟まれる。このため、容器３１に伝達された熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0055】
なお、例えば図２（ｂ）に示すように、熱電素子１は、容器３１の内壁及び筐体部２１と接してもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する容器３１の内壁と、第２熱媒３ｓに相当する筐体部２１とに挟まれてもよい。この場合においても、容器３１及び筐体部２１に伝達された熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0056】
容器３１として、電子部品等を保護する公知の材料が用いられ、例えば熱伝導性の高い材料が用いられる。容器３１は、例えば熱電素子１及び二次電池２のほか、任意の電子部材や封止材等を内設してもよい。
【0057】
＜第４変形例：熱媒３が回路基板４を含む＞
例えば熱媒３は、回路基板４を含んでもよい。この場合、例えば図３（ａ）に示すように、熱電素子１は、回路基板４と接する。即ち、一対の電極１１、１２は、任意の第１熱媒３ｆと、第２熱媒３ｓに相当する回路基板４とに挟まれる。このため、演算処理等により回路基板４上に生じた熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、演算処理等に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
例えば熱媒３は、回路基板４を含んでもよい。この場合、例えば図３（ａ）に示すように、熱電素子１は、回路基板４と接する。即ち、一対の電極１１、１２は、任意の第１熱媒３ｆと、第２熱媒３ｓに相当する回路基板４とに挟まれる。このため、演算処理等により回路基板４上に生じた熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、演算処理等に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0058】
なお、例えば熱電素子１及び二次電池２は、回路基板４の同一主面上に設けられてもよい。この場合、回路基板４を介して、二次電池２から発生する熱エネルギーを熱電素子１に供給し易くすることができ、回路基板４内に熱エネルギーが保持されることを抑制することができる。これにより、回路基板４の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0059】
また、例えば図３（ｂ）に示すように、熱電素子１は、回路基板４と、筐体部２１との間に接して設けられてもよい。即ち、一対の電極１１、１２は、第１熱媒３ｆに相当する筐体部２１と、第２熱媒３ｓに相当する回路基板４とに挟まれる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーを、回路基板４に直接伝達させることを抑制することができる。これにより、回路基板４の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0060】
回路基板４は、例えばＣＰＵやトランジスタ等の電子部品が搭載された公知の配線付き基板を示す。回路基板４の大きさや種類は、用途に応じて任意に設定することができる。回路基板４には、例えば上述した充電回路５が配置されてもよい。
【0061】
（発電システム）
次に、本実施形態における発電システムの一例について説明する。図４は、本実施形態における発電システムの一例を示す概念図である。
次に、本実施形態における発電システムの一例について説明する。図４は、本実施形態における発電システムの一例を示す概念図である。
【0062】
発電システムは、例えば図４に示すように、発電機能付二次電池１００と、制御部６とを備える。発電機能付二次電池１００は、例えば複数の熱電素子１を備えてもよく、複数の二次電池２を備えてもよい。
【0063】
制御部６は、例えばＣＰＵ等のような公知の演算処理装置を含み、例えばパソコンやスマートフォン等の電子デバイスに実装される。制御部６は、例えば電流計測センサ、電圧計測センサ、温度センサ等のセンサを含み、計測値を計測してもよい。制御部６は、例えば予め設定された閾値等を保存する記憶部を含んでもよい。
【0064】
制御部６は、熱電素子１を介して充電される二次電池２の充電条件を制御する。このため、二次電池２の充放電状態や、熱電素子１の発電状態に基づき、充電条件を制御することができる。これにより、二次電池２の早期劣化の抑制を図ることが可能となる。
【0065】
制御部６は、例えば熱電素子１の発電に基づく電圧及び電流の少なくとも何れかを計測値として取得する。制御部６は、例えば複数の熱電素子１毎に対応する計測値を取得してもよい。
【0066】
制御部６は、計測値に基づき、二次電池２の充電条件を制御する。制御部６は、例えば１つ以上の計測値に基づき、１つ以上の二次電池２毎の制御条件を制御してもよい。充電条件は、例えば予め任意に設定することができ、二次電池２を充電する際に影響する条件であれば任意に設定することができる。
【0067】
例えば充電回路５に複数の電圧リミッタ５３が含まれる場合、充電条件として、計測値に応じた電圧リミッタ５３への接続条件が挙げられる。即ち、制御部６は、計測値に基づき、特定の電圧リミッタ５３を二次電池２と電気的に接続し、他の電圧リミッタ５３を二次電池２と電気的に離間することで、充電条件を制御することができる。
【0068】
例えば制御部６は、熱電素子１の発電時における温度を計測値として取得してもよい。この場合、例えば制御部６は、予め設定された温度閾値と、計測値とを比較した結果に基づき、熱電素子１の温度を制御してもよい。熱電素子１の温度を制御することで、熱電素子１の発電量を変化させることができるため、二次電池２の充電条件を制御することができる。
【0069】
例えば熱電素子１の発電時における温度を計測値として取得した場合、制御部６は、計測値に対応する推定発電量を算出し、算出結果に基づき充電条件を制御してもよい。上記のほか、例えば制御部６は、熱電素子１の発電時における温度の経時変化を計測値として取得してもよい。この場合、制御部６は、閾値を超える温度変化が生じた場合に、二次電池２への充電を中断するための充電条件を制御してもよい。
【0070】
例えば熱電素子１は、それぞれ独立して二次電池２と電気的に接続された複数の素子を含んでもよい。この場合、制御部６は、二次電池２と、複数の素子との電気的接続関係を、充電条件として制御してもよい。例えば制御部６は、複数の素子毎に電圧を計測値として取得する。その後、制御部６は、計測値に基づき、二次電池２の充電状態に適した電圧を出力できる素子を選択し、選択された素子と、二次電池２とを電気的に接続する。
【0071】
例えば制御部６は、予め取得された二次電池２の放電レート特性を用いて、二次電池２の充電城代に適した電圧を算出する。その後、制御部６は、複数の素子から取得した計測値から、算出された電圧を出力できる素子を特定し、素子と二次電池２とを電気的に接続する。なお、制御部６は、例えば複数の素子を並列又は直列に接続してもよい。
【0072】
例えば、二次電池２は、例えば駆動部と電気的に接続され、熱電素子１は、駆動部と電気的に離間してもよい。この場合、制御部６は、二次電池２から駆動部に供給される電力の条件を制御してもよい。制御部６は、例えば二次電池２から駆動部に供給される電力に関する供給情報（例えば電圧や電流）を、上述したセンサを介して取得する。制御部６は、供給情報に基づき、上述した充電条件と同様の方法により、二次電池２から駆動部に供給される電力の条件を制御する。
【0073】
例えば、二次電池２及び熱電素子１は、駆動部と電気的に接続されてもよい。この場合、上記と同様に、例えば制御部６は、熱電素子１から駆動部に供給される電力の条件を制御してもよい。また、例えば制御部６は、二次電池２及び熱電素子１から、駆動部に供給される電力の条件を制御してもよい。この場合においても上述した方法と同様に、制御部６は、熱電素子１及び二次電池２から駆動部に供給される電力に関する供給情報を取得し、供給情報に基づき電力の条件を制御することができる。
【0074】
【0075】
熱電素子１は、例えば図５（ａ）に示すように、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４とを備える。熱電素子１は、例えば第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。
【0076】
第１電極１１及び第２電極１２は、互いに対向して設けられる。第１電極１１及び第２電極１２は、それぞれ異なる仕事関数を有する。中間部１４は、例えば図６に示すように、第１電極１１と、第２電極１２との間（ギャップＧ）を含む空間１４０に設けられる。中間部１４は、微粒子１４１を含む。
【0077】
微粒子１４１は、例えば第１微粒子１４１ｆ、及び第２微粒子１４１ｓを含んでもよい。例えば第２微粒子１４１ｓの中央径Ｄ５０ｓは、第１微粒子１４１ｆの中央径Ｄ５０ｆよりも小さい。この場合、例えば第２微粒子１４１ｓが、第１微粒子１４１ｆの粒子間に入り込む可能性を高くすることができる。この際、各微粒子１４１ｆ、１４１ｓは、何れか一方のみが中間部１４に含まれる場合に比べて、変動可能な範囲が狭くなる。このため、微粒子１４１の変動を抑制することができる。これにより、発電量の低下の抑制を図ることが可能となる。
【0078】
また、例えば微粒子１４１が、各微粒子１４１ｆ、１４１ｓを含むことで、大きい中央径Ｄ５０ｆを有する第１微粒子１４１ｆのみを含む場合に比べて、各電極１１、１２に接する微粒子１４１の面積を大きくすることができる。このため、各電極１１、１２の間を移動する電子の量を増大させることができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0079】
また、例えば微粒子１４１が、各微粒子１４１ｆ、１４１ｓを含むことで、小さい中央径Ｄ５０ｓを有する第２微粒子１４１ｓのみを含む場合に比べて、中間部１４内における微粒子１４１の充填度合いを容易に向上させることができる。これにより、微粒子１４１間において電子の移動を円滑にすることができる。この点においても、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0080】
以下、各構成についての詳細を説明する。
【0081】
＜第１電極１１、第２電極１２＞
第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図５（ａ）に示すように、第１方向Ｚに離間する。各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。
第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図５（ａ）に示すように、第１方向Ｚに離間する。各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。
【0082】
第１電極１１及び第２電極１２の材料として、導電性を有する材料が用いられる。第１電極１１及び第２電極１２の材料として、例えばそれぞれ異なる仕事関数を有する材料が用いられる。なお、各電極１１、１２には、それぞれ同一の材料を用いてもよく、この場合、それぞれ異なる仕事関数を有していればよい。
【0083】
各電極１１、１２の材料として、例えば鉄、アルミニウム、銅等の単一元素からなる材料が用いられるほか、例えば２種類以上の元素からなる合金の材料が用いられてもよい。各電極１１、１２の材料として、例えば非金属導電物が用いられてもよい。非金属導電物の例としては、シリコン（Ｓｉ：例えばｐ型Ｓｉ、あるいはｎ型Ｓｉ）、及びグラフェン等のカーボン系材料等を挙げることができる。
【0084】
第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上１μｍ以下である。第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上５００ｎｍ以下でもよい。
【0085】
第１電極１１と、第２電極１２との間の距離を示すギャップＧは、例えば不導体層１４２の厚さを変更することで任意に設定することができる。例えばギャップＧを狭くすることで、各電極１１、１２の間に発生する電界を大きくすることができるため、熱電素子１の発電量を増加させることができる。また、例えばギャップＧを狭くすることで、熱電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができる。
【0086】
ギャップＧは、例えば５００μｍ以下の有限値である。ギャップＧは、例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下である。例えばギャップＧが２００ｎｍ以下の場合、第１電極１１と第２電極１２とが接触する可能性が高くなる。また、ギャップＧが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、ギャップＧは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。
【0087】
＜中間部１４＞
中間部１４は、例えば微粒子１４１と、不導体層１４２とを含む。不導体層１４２は、微粒子１４１を内包し、第１電極１１及び第２電極１２を支持する。この場合、不導体層１４２により、ギャップＧにおける微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極１１、１２側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
中間部１４は、例えば微粒子１４１と、不導体層１４２とを含む。不導体層１４２は、微粒子１４１を内包し、第１電極１１及び第２電極１２を支持する。この場合、不導体層１４２により、ギャップＧにおける微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極１１、１２側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【0088】
不導体層１４２は、例えば不導体材料を硬化させて形成される。不導体層１４２は、例えば固体を示す。不導体層１４２は、例えば希釈剤の残渣や、不導体材料の未硬化部を含んでもよい。この場合においても、上記と同様に、発電量の安定化を図ることが可能となる。また、微粒子１４１は、例えば不導体層１４２に分散された状態で固定される。この場合においても、上記と同様に、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【0089】
中間部１４は、第１電極１１の上に設けられる。また、第２電極１２は、不導体層１４２の上に設けられる。ここで、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１では、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った面におけるギャップＧのバラつきを抑制することで、例えば発電量の増加を図ることができる。この点、中間部として溶媒等の液体を用いる場合、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がある。しかしながら、支持部等の形成に伴い、上記ギャップＧのバラつきを大きくし得ることが懸念されていた。これに対し、本実施形態における熱電素子１では、第２電極１２は、不導体層１４２の上に設けられるため、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部等の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
【0090】
また、ギャップを維持するための支持部等を設ける場合、支持部に微粒子１４１が接触し、支持部周辺に凝集する懸念が挙げられる。これに対し、本実施形態における熱電素子１では、支持部に起因して微粒子１４１が凝集する状態を排除することができる。これにより、安定した発電量を維持することが可能となる。
【0091】
中間部１４は、例えば図５（ｂ）に示すように、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った平面に延在する。中間部１４は、各電極１１、１２の間に形成された空間１４０内に設けられる。中間部１４は、各電極１１、１２の互いに対向する主面に接するほか、例えば各電極１１、１２の側面に接してもよい。
【0092】
微粒子１４１は、不導体層１４２に分散され、例えば一部が不導体層１４２から露出してもよい。微粒子１４１は、例えばギャップＧ内に充填され、微粒子１４１の隙間に不導体層１４２が設けられてもよい。微粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧよりも小さい。微粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧの１／１０以下の有限値とされる。微粒子１４１の粒子径を、ギャップＧの１／１０以下とすると、空間１４０内に微粒子１４１を含む中間部１４を、形成しやすくなる。これにより、熱電素子１を生成する際、作業性を向上させることが可能となる。
【0093】
ここで、「微粒子」とは、複数の粒子を含んだものを示す。微粒子１４１は、例えば２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含む。微粒子１４１は、例えば、メディアン径（中央径：Ｄ５０）が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよいほか、例えば平均粒径が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよい。微粒子１４１の粒子数濃度は、例えば１．０×１０６～１．０×１０１２個／ｍｌ程度でもよく、用途に応じて任意に設定することができる。メディアン径又は平均粒径、及び粒子数濃度は、例えば粒度分布計測器を用いることで、測定することができる。粒度分布計測器としては、例えば、動的光散乱法を用いた粒度分布計測器（例えばMalvern Panalytical 製ゼータサイザーUltra等）を用いればよい。
【0094】
なお、微粒子１４１に含まれる第１微粒子１４１ｆ及び第２微粒子１４１ｓは、例えば上述した粒子径の範囲であれば、任意に選択することができる。また、第１微粒子１４１ｆの中央径Ｄ５０ｆと、第２微粒子１４１ｓの中央径Ｄ５０ｓとの差は、任意である。
【0095】
例えば、第１微粒子１４１ｆの粒子数濃度は、第２微粒子１４１ｓの粒子数濃度よりも低い。ここで、第１微粒子１４１ｆの粒子数濃度が、第２微粒子１４１ｓの粒子数濃度よりも高い場合、第１微粒子１４１ｆにおける粒子間に、第２微粒子１４１ｓが入り込む可能性が低くなる。このため、各電極１１、１２の間における微粒子１４１の充填度合いを高めることができず、微粒子１４１の偏在等を引き起こす懸念が挙げられる。これに対し、本実施形態によれば、例えば第１微粒子１４１ｆの粒子数濃度は、第２微粒子１４１ｓの粒子数濃度よりも低い。この場合、各電極１１、１２の間における微粒子１４１の充填度合いを高めることができる。このため、微粒子１４１の偏在等の抑制を図ることが可能となる。
【0096】
例えば、第１微粒子１４１ｆの仕事関数は、第２微粒子１４１ｓの仕事関数よりも低い。この場合、第１電極１１及び第１微粒子１４１ｆから第２微粒子１４１ｓに向けて、電子が移動し易くなる。また、第２微粒子１４１ｓの粒子間距離は、第１微粒子１４１ｆの粒子間距離に比べて、短い傾向を示すため、中間部１４内における電子の伝達経路が形成され易い。このため、第１電極１１から第２微粒子１４１ｓを介して中間部１４に電子が供給され易くなる。これにより、各電極１１、１２の間における電子の伝達を円滑に進めることができる。従って、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0097】
微粒子１４１は、例えば導電物を含み、用途に応じて任意の材料が用いられる。微粒子１４１は、１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。
【0098】
微粒子１４１は、例えば金属を含む。微粒子１４１として、例えば金、銀等の１種類の材料を含有する粒子のほか、例えば２種類以上の材料を含有した合金の粒子が用いられてもよい。
【0099】
微粒子１４１は、例えば金属酸化物を含む。金属酸化物を含む微粒子１４１として、例えばジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ５）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３）などの、金属及びＳｉからなる群より選ばれる少なくとも何れか１つの元素の金属酸化物が用いられる。微粒子１４１は、例えば誘電体を含んでもよい。
【0100】
微粒子１４１は、例えば磁性体を除く金属酸化物を含んでもよい。例えば微粒子１４１が、磁性体を示す金属酸化物を含む場合、熱電素子１の設置された環境に起因して発生する磁場により、微粒子１４１の移動が制限され得る。このため、微粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含むことで、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電量の低下を抑制することが可能となる。
【0101】
微粒子１４１は、例えば被膜１４１ａを表面に含む。被膜１４１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ以下の有限値である。このような被膜１４１ａを微粒子１４１の表面に設けることで、例えば不導体層１４２に分散させる際の凝集を抑制することができる。また、このような被膜１４１ａを微粒子１４１の表面に設けることで、微粒子１４１が第１電極１１及び第２電極１２の少なくとも何れかに直接接触することを防止することが可能となる。
【0102】
被膜１４１ａとして、例えばチオール基又はジスルフィド基を有する材料が用いられる。チオール基を有する材料として、例えばドデカンチオール等のアルカンチオールが用いられる。ジスルフィド基を有する材料として、例えばアルカンジスルフィド等が用いられる。
【0103】
不導体層１４２は、各電極１１、１２の間に設けられ、例えば各電極１１、１２に接する。不導体層１４２の厚さは、例えば５００μｍ以下の有限値である。不導体層１４２の厚さは、上述したギャップＧの値やバラつきに影響する。このため、例えば不導体層１４２の厚さが２００ｎｍ以下の場合、第１電極１１と第２電極１２とが接触する可能性が高くなる。また、不導体層１４２の厚さが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、不導体層１４２の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。
【0104】
不導体層１４２は、例えば１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。不導体層１４２として、例えばＩＳＯ１０４３－１、又はＪＩＳ Ｋ ６８９９－１に記載の材料が用いられてもよい。不導体層１４２は、例えば異なる材料を含む複数の層を含み、各層を積層した構成を含んでもよい。不導体層１４２が複数の層を含む場合、例えば各層にはそれぞれ異なる材料を含む微粒子１４１が内包（例えば分散）されてもよい。
【0105】
不導体層１４２は、例えば絶縁性を有する。不導体層１４２に用いられる材料は、微粒子１４１を分散した状態で固定できる不導体の材料であれば任意であるが、有機高分子化合物が好ましい。不導体層１４２が有機高分子化合物を含む場合、不導体層１４２をフレキシブルに形成できるため、湾曲や屈曲等の用途に応じた形状を有する熱電素子１を形成することができる。
【0106】
有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ラジカル重合系の光または熱硬化性樹脂、光カチオン重合系の光または熱硬化性樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。
【0107】
なお、例えば不導体層１４２として、無機物質が用いられてもよい。無機物質として、例えばゼオライトや珪藻土等の多孔無機物質のほか、籠状分子等が挙げられる。
【0108】
＜第１基板１５、第２基板１６＞
第１基板１５及び第２基板１６は、例えば図５（ａ）に示すように、各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。第１基板１５は、例えば第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。
第１基板１５及び第２基板１６は、例えば図５（ａ）に示すように、各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。第１基板１５は、例えば第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。
【0109】
各基板１５、１６の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上２ｍｍ以下である。各基板１５、１６の厚さは、任意に設定することができる。各基板１５、１６の形状は、例えば正方形や長方形の四角形のほか、円盤状等でもよく、用途に応じて任意に設定することができる。
【0110】
各基板１５、１６として、例えば絶縁性を有する板状の部材を用いることができ、例えばシリコン、石英、パイレックス（登録商標）等の公知の部材を用いることができる。各基板１５、１６は、例えばフィルム状の部材が用いられてもよく、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等の公知のフィルム状部材が用いられてもよい。
【0111】
各基板１５、１６として、例えば導電性を有する部材を用いることができ、例えば鉄、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。また、各基板１５、１６としては、例えばＳｉ、ＧａＮ等の導電性を有する半導体の他、導電性高分子等の部材が用いられてもよい。各基板１５、１６に導電性を有する部材を用いる場合、各電極１１、１２に接続するための配線が不要となる。
【0112】
例えば、第１基板１５が半導体の場合、第１電極１１と接する縮退部を有してもよい。この場合、縮退部を有しない場合に比べて、第１電極１１と第１基板１５との間における接触抵抗を低減させることができる。また、第１基板１５は、第１電極１１と接する面とは異なる表面に、縮退部を有してもよい。この場合、第１基板１５と電気的に接続される配線（例えば第１配線１０１）との接触抵抗を低減させることができる。
【0113】
例えば図５（ａ）に示す熱電素子１を複数用いて積層する場合、第１基板１５及び第２基板１６として、半導体が用いられてもよい。この場合、各熱電素子１の積層に伴い接する各基板１５、１６の接触面に縮退部を設けることで、接触抵抗を低減させることができる。
【0114】
上述した縮退部は、例えばｎ型のドーパントを高濃度に半導体にイオン注入することや、ｎ型のドーパントを含むガラスなどの材料を半導体にコーティングし、コーティング後に熱処理を行うことによって生成される。
【0115】
なお、半導体の第１基板１５にドープされる不純物として、ｎ型であればＰ、Ａｓ、Ｓｂ等、ｐ型であればＢ、Ｂａ、Ａｌ等の公知の不純物が挙げられる。また、縮退部の不純物の濃度は、例えば、１×１０１９イオン／ｃｍ３であれば、電子を効率よく放出させることができる。
【0116】
例えば、第１基板１５が半導体の場合、第１基板１５の比抵抗値は、例えば１×１０－６Ω・ｃｍ以上１×１０６Ω・ｃｍ以下であればよい。第１基板１５の比抵抗値が１×１０－６Ω・ｃｍを下回ると、材料の選定が難しい。また、第１基板１５の比抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍよりも大きいと、電流のロスが増大する懸念がある。
【0117】
なお、上記では、第１基板１５が半導体の場合について説明したが、第２基板１６が半導体でもよい。この場合、上記と同様のため、説明を省略する。
【0118】
なお、熱電素子１は、例えば図７（ａ）に示すように第１基板１５のみを備えるほか、第２基板１６のみを備えてもよい。また、熱電素子１は、例えば図７（ｂ）に示すように、各基板１５、１６を備えずに、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２の順に複数積層された積層構造（例えば１ａ、１ｂ、１ｃ等）を示すほか、例えば各基板１５、１６の少なくとも何れかを備えた積層構造を示してもよい。
【0119】
なお、中間部１４は、例えば図８に示すように、不導体層１４２の代わりに、溶媒１４２ｓを含んでもよい。この場合、微粒子１４１は、溶媒１４２ｓに分散される。また、各電極１１、１２は、図示しない支持部により支持される。溶媒１４２ｓとして、たとえば水やトルエン等のような公知の液体が用いられる。この場合においても、上述した第１微粒子１４１ｆ及び第２微粒子１４１ｓを含むことで、発電量の低下の抑制を図ることが可能となる。
【0120】
なお、中間部１４は、例えば図９に示すように、不導体層１４２を含まなくてもよい。この場合、微粒子１４１は、ギャップＧに充填される。また、各電極１１、１２は、図示しない支持部により支持される。この場合においても、上述した第１微粒子１４１ｆ及び第２微粒子１４１ｓを含むことで、発電量の低下の抑制を図ることが可能となる。
【0121】
＜熱電素子１の動作例＞
例えば、熱エネルギーが熱電素子１に与えられると、第１電極１１と第２電極１２との間に電流が発生し、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１電極１１と第２電極１２との間に発生する電流量は、熱エネルギーに依存する他、第２電極１２の仕事関数と、第１電極１１の仕事関数との差に依存する。
例えば、熱エネルギーが熱電素子１に与えられると、第１電極１１と第２電極１２との間に電流が発生し、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１電極１１と第２電極１２との間に発生する電流量は、熱エネルギーに依存する他、第２電極１２の仕事関数と、第１電極１１の仕事関数との差に依存する。
【0122】
発生する電流量は、例えば第１電極１１と第２電極１２との仕事関数差を大きくすること、及びギャップＧを小さくすることで、増やすことができる。例えば、熱電素子１が発生させる電気エネルギーの量は、上記仕事関数差を大きくすること、及び上記ギャップＧを小さくすること、の少なくとも何れか１つを考慮することで、増加させることができる。また、各電極１１、１２の間に、微粒子１４１を設けることで、各電極１１、１２の間を移動する電子の量を増大させることができ、電流量の増加に繋げることが可能となる。
【0123】
なお、「仕事関数」とは、固体内にある電子を真空中に取出すために必要な最小限のエネルギーを示す。仕事関数は、例えば、紫外光電子分光法（ＵＰＳ：Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）を用いて測定することができる。なお、「仕事関数」として、熱電素子１の各構成を対象とした実測値が用いられるほか、例えば材料に対して計測された公知の値が用いられてもよい。
【0124】
本実施形態によれば、熱電素子１は、外気以上の温度を示す熱媒３に接する。このため、経時に伴い熱電素子１に伝達される熱の変動を抑制することができる。これにより、安定した発電の実現を図ることが可能となる。
【0125】
また、本実施形態によれば、中間部１４は、微粒子１４１を内包する不導体層１４２を含む。即ち、不導体層１４２により、電極間における微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【0126】
また、本実施形態によれば、不導体層１４２は、一対の電極１１、１２を支持する。このため、不導体層１４２の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップＧ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップＧのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
【0127】
また、本実施形態によれば、一対の電極１１、１２は、熱媒３に挟まれる。このため、経時に伴い熱電素子１に伝達される熱の変動をさらに抑制することができる。これにより、より安定した発電の実現を図ることが可能となる。
【0128】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、筐体部２１と接して設けられる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、二次電池２の利用に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0129】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、筐体部２１と、蓄熱部との間に接して設けられる。このため、熱電素子１に供給される熱エネルギー量の経時変化を抑制し易くすることができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0130】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、容器３１の内壁と接する。このため、容器３１に伝達された熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
【0131】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、回路基板４と接する。このため、演算処理等により回路基板４上に生じた熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、演算処理等に伴い発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0132】
また、本実施形態によれば、熱電素子１及び二次電池２は、回路基板４の同一主面上に設けられる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーが、回路基板４内に保持されることを抑制することができる。これにより、回路基板４の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0133】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、回路基板４と、筐体部２１との間に接して設けられる。このため、二次電池２から発生する熱エネルギーを、回路基板４に直接伝達させることを抑制することができる。これにより、回路基板４の劣化や演算速度低下等の品質低下を抑制することが可能となる。
【0134】
また、本実施形態によれば、熱電素子１は、駆動部と接する。このため、駆動部から発生する熱エネルギーを、熱電素子１を介して電気エネルギーに変換することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。また、駆動部から発生する排熱を、有効に利用することができる。
【0135】
また、本実施形態によれば、例えば熱電素子１は、昇圧回路を介して二次電池２と電気的に接続されてもよい。この場合、熱電素子１の発電を利用して二次電池２を充電する際、充電時間の短縮を図ることが可能となる。
【0136】
また、本実施形態によれば、例えば制御部６は、熱電素子１を介して充電される二次電池２の充電条件を制御してもよい。この場合、二次電池２の充放電状態や、熱電素子１の発電状態に基づき、充電条件を制御することができる。これにより、二次電池２の早期劣化の抑制を図ることが可能となる。
【0137】
また、本実施形態によれば、例えば二次電池２は、駆動部と電気的に接続され、熱電素子１は、駆動部と電気的に離間してもよい。この場合、従来の二次電池２と駆動部との接続関係を変更することなく、発電システムを利用することができる。これにより、発電システムの利便性を向上させることが可能となる。
【0138】
また、本実施形態によれば、例えば制御部６は、二次電池２から駆動部に供給される電力の条件を制御してもよい。この場合、熱電素子１の発電のバラつきに応じて二次電池２から供給される電力を制御することができる。これにより、安定した電力の供給を図ることが可能となる。
【0139】
また、本実施形態によれば、例えば制御部６は、二次電池２と、複数の素子との電気的接続関係を、充電条件として制御してもよい。この場合、二次電池２に対して負荷を与える充電条件を回避することができ、二次電池２の状態に適した充電を実施することができる。これにより、二次電池２の早期劣化をさらに抑制することが可能となる。
【0140】
また、本実施形態によれば、例えば微粒子１４１は、第１微粒子１４１ｆ、及び第１微粒子１４１ｆよりも小さい中央径Ｄ５０ｓを有する第２微粒子１４１ｓを含んでもよい。この場合、第２微粒子１４１ｓが、第１微粒子１４１ｆの粒子間に入り込む可能性を高くすることができ、微粒子１４１の分散状態の変動を抑制することができる。これにより、発電量の低下の抑制を図ることが可能となる。
【0141】
また、本実施形態によれば、例えば第１微粒子１４１ｆの粒子数濃度は、第２微粒子１４１ｓの粒子数濃度よりも低くてもよい。即ち、電極１１、１２の間における微粒子１４１の充填度合いを高めることができる。このため、微粒子１４１の分散状態の変動をさらに抑制することが可能となる。これにより、発電量の低下のさらなる抑制を図ることが可能となる。
【0142】
また、本実施形態によれば、例えば不導体層１４２は、有機高分子化合物を含んでもよい。この場合、不導体層１４２をフレキシブルに形成できる。これにより、用途に応じた形状を有する熱電素子１を形成することが可能となる。
【0143】
また、本実施形態によれば、例えば中間部１４は、第１電極１１の上に設けられ、固体の不導体層１４２と、不導体層１４２に分散された状態で固定された微粒子１４１とを含んでもよい。即ち、不導体層１４２により、電極間（第１電極１１、第２電極１２）における微粒子１４１の移動が抑制される。この場合、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【0144】
また、本実施形態によれば、例えば中間部１４は、第１電極１１の上に設けられ、固体の不導体層１４２を含んでもよい。また、第２電極１２は、不導体層１４２の上に設けられ、第１電極１１とは異なる仕事関数を有してもよい。この場合、不導体層１４２の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップＧ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部等の形成精度に起因するギャップＧのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
【0145】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0146】
１ ：熱電素子
１１ ：第１電極
１２ ：第２電極
１４ ：中間部
１５ ：第１基板
１６ ：第２基板
１７ ：封止材
２ ：二次電池
３ ：熱媒
３ｆ ：第１熱媒
３ｓ ：第２熱媒
４ ：回路基板
５ ：充電回路
５１ ：整流回路
５２ ：平滑回路
５３ ：電圧リミッタ
６ ：制御部
１００ ：発電機能付二次電池
１４０ ：空間
１４１ ：微粒子
１４１ａ ：被膜
１４２ ：不導体層
１４２ｓ ：溶媒
Ｇ ：ギャップ
Ｒ ：負荷
Ｚ ：第１方向
Ｘ ：第２方向
Ｙ ：第３方向
１１ ：第１電極
１２ ：第２電極
１４ ：中間部
１５ ：第１基板
１６ ：第２基板
１７ ：封止材
２ ：二次電池
３ ：熱媒
３ｆ ：第１熱媒
３ｓ ：第２熱媒
４ ：回路基板
５ ：充電回路
５１ ：整流回路
５２ ：平滑回路
５３ ：電圧リミッタ
６ ：制御部
１００ ：発電機能付二次電池
１４０ ：空間
１４１ ：微粒子
１４１ａ ：被膜
１４２ ：不導体層
１４２ｓ ：溶媒
Ｇ ：ギャップ
Ｒ ：負荷
Ｚ ：第１方向
Ｘ ：第２方向
Ｙ ：第３方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、
互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、
を含み、
前記不導体層は、前記一対の電極を支持すること
を特徴とする発電機能付二次電池。
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、
互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、
を含み、
前記不導体層は、前記一対の電極を支持すること
を特徴とする発電機能付二次電池。
【請求項2】
前記不導体層は、固体を示すこと
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
【請求項3】
前記一対の電極は、前記熱媒に挟まれること
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
【請求項4】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項5】
前記熱媒は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
【請求項6】
前記熱媒は、前記熱電素子及び前記二次電池を内設する容器を含み、
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項7】
前記熱媒は、回路基板を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項8】
前記熱電素子及び前記二次電池は、前記回路基板の同一主面上に設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項9】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項10】
前記熱媒は、前記二次電池から電力を供給される駆動部を含み、
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
第１発明に係る発電機能付二次電池は、熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、を備え、前記熱電素子は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、を含み、前記不導体層は、前記一対の電極を支持することを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
第２発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明において、前記不導体層は、固体を示すことを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0021】
また、第１発明～第１０発明によれば、中間部は、微粒子を内包する不導体層を含む。即ち、不導体層により、電極間における微粒子の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0022】
また、第１発明～第１０発明によれば、不導体層は、一対の電極を支持する。このため、不導体層の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
【手続補正書】
【提出日】2022-05-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、
互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、
を含み、
前記不導体層は、前記一対の電極を支持し、
前記不導体層の厚さは、２００ｎｍよりも大きいこと
を特徴とする発電機能付二次電池。
外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、
前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、
を備え、
前記熱電素子は、
互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、
を含み、
前記不導体層は、前記一対の電極を支持し、
前記不導体層の厚さは、２００ｎｍよりも大きいこと
を特徴とする発電機能付二次電池。
【請求項2】
前記不導体層は、固体を示し、
前記不導体層の厚さは、１μｍ以下であること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
前記不導体層の厚さは、１μｍ以下であること
を特徴とする請求項１記載の発電機能付二次電池。
【請求項3】
前記一対の電極は、前記熱媒に挟まれること
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項１又は２記載の発電機能付二次電池。
【請求項4】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と接して設けられること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項5】
前記熱媒は、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部を含み、
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記筐体部と、前記蓄熱部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項４記載の発電機能付二次電池。
【請求項6】
前記熱媒は、前記熱電素子及び前記二次電池を内設する容器を含み、
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記容器の内壁と接すること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項7】
前記熱媒は、回路基板を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と接すること
を特徴とする請求項１～３のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【請求項8】
前記熱電素子及び前記二次電池は、前記回路基板の同一主面上に設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項9】
前記熱媒は、前記二次電池の筐体部を含み、
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記回路基板と、前記筐体部との間に接して設けられること
を特徴とする請求項７記載の発電機能付二次電池。
【請求項10】
前記熱媒は、前記二次電池から電力を供給される駆動部を含み、
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
前記熱電素子は、前記駆動部と接すること
を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の発電機能付二次電池。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
第１発明に係る発電機能付二次電池は、熱電素子を利用した発電機能付二次電池であって、外気以上の温度を示す熱媒に接し、電極間の温度差を不要とする前記熱電素子と、前記熱電素子と電気的に接続された二次電池と、を備え、前記熱電素子は、互いに異なる仕事関数を有する一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられ、微粒子を分散させた不導体層を含む中間部と、を含み、前記不導体層は、前記一対の電極を支持し、前記不導体層の厚さは、２００ｎｍよりも大きいことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
第２発明に係る発電機能付二次電池は、第１発明において、前記不導体層は、固体を示し、前記不導体層の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする。