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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2026-03-16
(45)【発行日】2026-03-25
(54)【発明の名称】電池の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/36 20100101AFI20260317BHJP
H01M 4/139 20100101ALI20260317BHJP
H01G 11/84 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/86 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/68 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/70 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/30 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/42 20130101ALI20260317BHJP
H01G 11/14 20130101ALI20260317BHJP
【ＦＩ】
H01M10/36 Z
H01M4/139
H01G11/84
H01G11/86
H01G11/68
H01G11/70
H01G11/30
H01G11/42
H01G11/14
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022055108
(22)【出願日】2022-03-30
(65)【公開番号】P2023147547
(43)【公開日】2023-10-13
【審査請求日】2024-12-26
(73)【特許権者】
【識別番号】598014825
【氏名又は名称】株式会社クオルテック
(72)【発明者】
【氏名】朴 潤烈
(72)【発明者】
【氏名】杉林 祐至
(72)【発明者】
【氏名】高原 博司
【審査官】佐溝 茂良
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／１８７０１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５１７５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２２８１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０７７０７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１０３８９６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／００－１０／３９
Ｈ０１Ｍ ４／００－ ４／８４
Ｈ０１Ｇ １１／００－１１／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属酸化物と、活性炭と黒鉛のうち少なくとも一方とを混合させてペースト状の混合物を形成する第１の工程と、ペースト状の前記混合物を負極集電極にコーティングする第２の工程と、
ビーズと円筒形のロットのうち少なくとも一方を、前記負極集電極にコーティングした前記混合物に散布し、
鉄錯体を含有する材料が形成された正極集電極と前記負極集電極間にセパレータを配置し、前記正極集電極と前記負極集電極間に過塩素酸塩水溶液を充填する第３の工程を具備し、
前記ビーズと前記ロットは、無機材料あるいは樹脂からなり、
前記ビーズと前記ロットのうち少なくとも一方により、前記負極集電極にコーティングされた前記混合物の膜厚を規定することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項2】
金属酸化物と、活性炭と黒鉛のうち少なくとも一方と、ビーズと円筒形のロットのうち少なくとも一方とを混合させてペースト状の混合物を形成する第１の工程と、ペースト状の前記混合物を負極集電極にコーティングする第２の工程と、
鉄錯体を含有する材料が形成された正極集電極と前記負極集電極間にセパレータを配置し、前記正極集電極と前記負極集電極間に過塩素酸塩水溶液を充填する第３の工程を具備し、
前記ビーズと前記ロットは、無機材料あるいは樹脂からなり、
前記ビーズと前記ロットのうち少なくとも一方により、前記負極集電極にコーティングされた前記混合物の膜厚を規定することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項3】
金属酸化物と、活性炭と黒鉛のうち少なくとも一方と、ビーズと円筒形のロットのうち少なくとも一方とを混合させてペースト状の第１の混合物を形成し、黒鉛と鉄錯体と、ビーズと円筒形のロットのうち少なくとも一方とを混合させてペースト状の第２の混合物を形成する第１の工程と、前記第１の混合物を負極集電極にコーティングし、前記第２の混合物を正極集電極にコーティングする第２の工程と、
前記正極集電極と前記負極集電極間にセパレータを配置し、前記正極集電極と前記負極集電極間に過塩素酸塩水溶液を充填する第３の工程を具備し、
前記ビーズと前記ロットは、無機材料あるいは樹脂からなり、
前記ビーズと前記ロットのうち少なくとも一方により、前記負極集電極にコーティングされた前記第１の混合物および前記正極集電極にコーティングされた前記第２の混合物の膜厚を規定することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項4】
金属酸化物と、活性炭と黒鉛のうち少なくとも一方と、ビーズと円筒形のロットのうち少なくとも一方とを混合させてペースト状の混合物を形成する第１の工程と、キャリアフィルムにペースト状の前記混合物を塗布し、
ペースト状の前記混合物を負極集電極に転写する第２の工程と、
鉄錯体を含有する材料が形成された正極集電極と前記負極集電極間にセパレータを配置し、前記正極集電極と前記負極集電極間に前記過塩素酸塩水溶液を充填する第３の工程を具備し、
前記ビーズと前記ロットは、無機材料あるいは樹脂からなり、
前記ビーズと前記ロットのうち少なくとも一方により、前記負極集電極にコーティングされた前記混合物の膜厚を規定することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項5】
前記鉄錯体は、低スピン鉄（II）錯体であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の電池の製造方法。
【請求項6】
前記過塩素酸塩水溶液は、飽和状態の９５％以上の水溶液であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の電池の製造方法。
【請求項7】
前記過塩素酸塩水溶液は、過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2)、過塩素酸マグネシウム（Mg(ClO4)2）、過塩素酸アンモニウム（NH4ClO4）、過塩素酸カリウム(KClO4)、過塩素酸銀(AgClO4)のうち、いずいれかの水溶液、もしくはこれらの水溶液を混合させた水溶液であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の電池の製造方法。
【請求項8】
ペースト状の前記混合物の粘度は、５Pa・s以上５０Pa・s以下であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャパシタ電池、２次電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池としては正極にマンガン複合酸化物、負極にリチウム・アルミニウム合金を使用するマンガンリチウム二次電池（ML系）が普及している。
特許文献１には、リチウムイオン二次電池用正極材料等に特徴を有するリチウムイオン二次電池が開示されている。
特許文献１には、リチウムイオン二次電池用正極材料等に特徴を有するリチウムイオン二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－１５５２２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池は、電解液に有機系電解液を用いるため、発火の危険性がある。また、リチウムイオン二次電池はリチウムが発熱、発火の危険性がある。また、電池の製造工程において製造不良が発生し易い。
【課題を解決するための手段】
【0005】
集電極２０８に、黒鉛を蒸着する、または黒鉛をコーティング等することによりコーティング材３０２を形成する。次に、電解液２２２に、活性炭と金属酸化物を混合させてペースト状とした正極材料２２１を正極コーティング材３０２ａに塗布し、負極材料２３１を負極コーティング材３０２ｂに塗布する。正極材料２２１と負極材料２３１間にセパレータ２０４を配置し、ガスケット２０７で封止し、セパレータ２０４、正極材料２２１、負極材料２３１間に電解液２２２を充填する。
【発明の効果】
【0006】
水溶液系の電解液（過塩素酸塩水溶液）をキャパシタ電池に用いることにより、電池の導電性を高めると同時に火災の恐れがなく、製造が容易である。また、正極材料２２１、負極材料２３１をペースト状にし、塗布することで製造できるため、容量の極大化とコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図2】本発明のキャパシタ電池、二次電池の製造方法の説明図である。
【図3】本発明のキャパシタ電池、二次電池の製造方法の説明図である。
【図4】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図5】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図6】本発明のキャパシタ電池、二次電池の製造方法の説明図である。
【図7】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図8】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図9】本発明のキャパシタ電池、二次電池の製造方法の説明図である。
【図10】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図11】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図12】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図13】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【図14】本発明の製造方法で製造したキャパシタ電池、二次電池の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明のキャパシタ及び二次電池の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0009】
発明を実施するための形態を説明するための各図面において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、本明細書に記載する本発明の実施例は、それぞれの実施例と一部または全部を組み合わせることができる。
発明を実施するための形態を説明するための各図面において、理解、説明を容易にするため、図示を容易にするため、拡大、縮小、省略する場合がある。
発明を実施するための形態を説明するための各図面において、理解、説明を容易にするため、図示を容易にするため、拡大、縮小、省略する場合がある。
【0010】
なお、本発明の実施例の説明あるいは図示において、正極、負極とは容器あるいは電極の概念として説明あるいは図示する場合がある。また、使用する電極材料の概念として説明する場合がある。また、容器、電極材料を含む概念として説明する場合がある。
【0011】
図１は、本発明のキャパシタ電池、二次電池の構造、構成及び説明図である。本願の図面等は、説明を容易にするため、また、理解を容易にするため、厚み、サイズ等を拡大あるいは縮小して模式化して図示している。
【0012】
本発明のキャパシタ電池、二次電池は、電池の電解液として、過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2)、過塩素酸マグネシウム（Mg(ClO4)2）、過塩素酸アンモニウム（NH4ClO4）、過塩素酸カリウム(KClO4)、過塩素酸銀(AgClO4)のうち、いずいれかの水溶液、もしくはこれらの水溶液を混合させた水溶液を使用する。特に、過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）を使用することが好ましい。
各過塩素酸水溶液は、９０％以上の飽和過塩素酸水溶液とすることが好ましい。さらに好ましくは、９８％以上の飽和過塩素酸水溶液とすることが好ましい。
各過塩素酸水溶液は、９０％以上の飽和過塩素酸水溶液とすることが好ましい。さらに好ましくは、９８％以上の飽和過塩素酸水溶液とすることが好ましい。
【0013】
セパレータ２０４は、電解液２２２により、充填、浸透、含浸されている。セパレータ２０４は、正極と負極の間に設置され、過塩素酸水溶液を透過し、かつ正極と負極との接触を防止する。セパレータ２０４は多孔質構造を持つ材料で構成または形成される。
【0014】
セパレータ２０４の多孔質構造は、樹脂フィルムに開孔した形状の多孔質膜、及び不織布等が例示される。化学的安定性、電気化学的安定性の点から、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）などのポリオレフィン、芳香族ポリアミド、フッ素樹脂が好ましい。特に、セパレータ２０４の基材には、より低温で軟化してシャットダウン機能を発揮するポリエチレンを含むポリオレフィン（軟化点130℃）が好ましい。
【0015】
機械的強度を確保するため、分子量が数10万以上のポリオレフィンが使用する。セパレータ２０４の厚みが１０μｍ以下など薄くなると、分子量１００万超のものも配合される。
【0016】
セパレータ２０４として、フッ素系化合物をコーティングすることが好ましい。各図では、理解を容易にすることなどを目的として、セパレータ２０４の周囲が電解液２２２で充填されているように図示しているが、これに限定するものではない。正極材料２２１、負極材料２３１にセパレータ２０４に貼り付けても良い。また、正極材料２２１、負極材料２３１っとセパレータ２０４が接触するように配置して良い。
【0017】
負極材料２３１は、酸化鉄等の酸化物と活性炭、黒鉛等を混合させた材料で形成あるいは構成される。酸化物として、酸化鉄（Fe2O3）、四酸化三鉄（Fe3O4）、五酸化バナジウム（V2O5）、三酸化バナジウム（V2O3）が例示される。特に、酸化物として、酸化鉄（Fe2O3）が安価であり、好ましい。
【0018】
酸化鉄等の酸化物と活性炭、黒鉛等は、使用する電荷液２２２と混合させて、ペースト状にして集電極２０８に塗布、印刷等して負電極２０６として形成する。正電極２０５においても同様である。
【0019】
酸化鉄等の酸化物と活性炭、黒鉛等は、使用する電荷液２２２と混合させる工程で、ガラス等の無機材料あるいは樹脂等からなるビーズ、または円筒形のロット等を負極材料２３１、正極材料２２１に混合する。あるいは、負極材料２３１、正極材料２２１をコーティング等した後に、前記コーティング部にビーズ、または円筒形のロット等を散布する。
【0020】
ビーズ、または円筒形などのロットは、集電極２０８部、正極材料２２１部、負極材料２３１部の膜厚を規定する。つまり、ビーズ、ロット直径により正極材料２２１部、負極材料２３１部の膜厚の膜厚が均一あるいは規定される。また、セパレータ２０４を支える機能を発揮する。また、正極材料２２１部、負極材料２３１部が接触しないように抑制する機能を発揮する。
また、ビーズ、または円筒形などのロットの替りに、膜厚を規定する微細な支柱を形成しても良い。
また、ビーズ、または円筒形などのロットの替りに、膜厚を規定する微細な支柱を形成しても良い。
【0021】
正極は正電極２０５の内面に位置して接続される正極材料２２１で構成され、負極は正極材料２２１と対面する位置に配置される。正極と負極間にセパレータ２０４が配置される。
【0022】
一実施態様として、正極材料２２１は、コバルトを含有する材料を使用する。たとえば、黒鉛とコバルト酸リチウム（LiCoO2）の混合物を使用しても良い。また、黒鉛と混合せる材料との含有割合は、１：０．８～１：１．５の範囲とすることが好ましい。
【0023】
また、黒鉛とコバルトを使用する材料（LiCoO2）の混合物、黒鉛とマンガンを使用する材料（LiMn2O4）の混合物、黒鉛とニッケルを使用する材料（LiNiO2の混合物）、黒鉛とリン酸鉄を使用する材料（LiFePO4）の混合物、黒鉛と二酸化マンガン（MnO2）を使用する材料、黒鉛と酸化鉄を使用する材料（Fe2O、Fe2O3）の混合物が例示される。
【0024】
以上の実施例では、正極材料２２１、負極材料２３１の混合物として黒鉛を例示するが、活性炭、炭素量子ドット（Carbon quantum dots：CQDs）でも良い。
正極の構成材料としてコバルト酸リチウムの他、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等を用いることができる。
正極の構成材料としてコバルト酸リチウムの他、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等を用いることができる。
【0025】
酸化材料と黒鉛等は、電解液２２２と混合させて、ペースト状にして集電極２０８に塗布、印刷等して、負極材料２３１として形成する。正極材料２２１も同様に形成することができる。ペースト状の工程において、ペーストは脱泡器で脱泡することが好ましい。
【0026】
脱泡器は、溶液、ペースト中の気体を脱泡する脱泡装置である。真空（減圧）、心力を利用するものが例示される。その他、超音波、ガス透過膜を利用した脱泡装置でも良い。
液体、ペーストから気泡を取り除くことで製品の強度や性状、表面性状を均一化することができ、歩留まりや品質の向上が実現できる。
液体、ペーストから気泡を取り除くことで製品の強度や性状、表面性状を均一化することができ、歩留まりや品質の向上が実現できる。
【0027】
真空脱泡装置は、真空ポンプを用いて溶液を減圧することにより、液体内に含まれる気泡を膨張させる。膨張した気泡は浮力により液体表面まで浮き上がり、時間経過とともに表面の液体膜が破壊されることで減圧空気内に排出される。
遠心脱泡装置は、溶液が入った容器が自転および公転する際の遠心力により、密度差のある液体と気体が分離する原理を利用する。
正極材料２２１は、鉄錯体等を用いて構成あるいは形成する。また、正極と負極のうち少なくとも一方の電極をFe2O3でコーティングすることが好ましい。
本発明の電池はキャパシタの構造を有するため、キャパシタ電池、電気二重層キャパシタ電池と呼ぶこともある。二次電池と呼ぶこともある。
遠心脱泡装置は、溶液が入った容器が自転および公転する際の遠心力により、密度差のある液体と気体が分離する原理を利用する。
正極材料２２１は、鉄錯体等を用いて構成あるいは形成する。また、正極と負極のうち少なくとも一方の電極をFe2O3でコーティングすることが好ましい。
本発明の電池はキャパシタの構造を有するため、キャパシタ電池、電気二重層キャパシタ電池と呼ぶこともある。二次電池と呼ぶこともある。
【0028】
本発明の一実施態様として、キャパシタ電池、二次電池等は負極として、黒鉛、または活性炭混合物、または黒鉛と活性炭混合物で構成される。正極として、黒鉛、またはLiCoO2（あるいは酸化されて構造変化しないもの）混合物、または黒鉛とLiCoO2を使用する。
【0029】
正極材料２２１と負極材料２３１間にはセパレータ２０４が配置される。セパレータ２０４は、一実施態様として過塩素酸リチウム(LiClO4)水溶液に含浸されている。正電極２０５と負電極２０６はガスケット２０７により絶縁されている。
【0030】
ガスケット２０７の材料として、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフロロゴムが例示される。ガスケット２０７のゴム材質を、耐候性、耐薬品性、耐熱、機械的性質、ガス透過性等に応じて選定する。
【0031】
また、ガスケット２０７と組み合わせて、あるいは単独で、ジョイントシート（図示せず）を使用する。ジョイントシートは、ゴム、ポリアミド繊維、ガラス繊維、膨張黒鉛などを均一に混合させた後加熱ロールで加圧圧延した厚さ０．４ｍｍ～３．０ｍｍのシートを打抜いたものである。
【0032】
本発明の一実施態様として、キャパシタ電池、二次電池等はステンレス（ＳＵＳ）、チタン等の箔、フィルム、あるいは板上の導電物からなる集電極２０８に、正電極２０５、負電極２０６を形成する。チタン箔の他、鉄箔、銀箔等の他の金属箔、金属板を用いることができることは言うまでもない。
【0033】
集電極２０８上には、黒鉛等のコーティング材３０２を塗布または形成する。正電極２０５、負電極２０６間には電解液２２２を充填、配置、あるいは浸漬されて構成される。
【0034】
図８、図１０、１３（ａ）、図１４等の実施例では、一実施態様として、本発明のキャパシタ電池、二次電池等は、正電極２０５及び負電極２０６を1つの基板またはフィルム３０１上に形成する。前記基板またはフィルム３０１上に電解液２２２が配置、あるいは前記正電極２０５及び負電極２０６が電解液２２２に浸漬させて構成される。
【0035】
【0036】
図１２、図１３（ｂ）等の実施例でベースフィルム５０８ａの正極材料２２１の対向するベースフィルム５０８ｂには正極材料２２１が配置される。ベースフィルム５０８ａの負極材料２３１の対向するベースフィルム５０８ｂには負極材料２３１が配置される。
ベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂ間はガスケット２０７で封止され、過塩素酸塩水溶液からなる電解液２２２が充填される。
ベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂ間はガスケット２０７で封止され、過塩素酸塩水溶液からなる電解液２２２が充填される。
【0037】
本発明の電池は、黒鉛と活性炭の混合物からなる負極と、コバルト酸リチウムを含有する正極と、正極及び負極間に充填された過塩素酸リチウム水溶液を具備する。
【0038】
本発明の電池は、金属酸化物、黒鉛、活性炭等の混合物からなる負極と、黒鉛とコバルト酸リチウム等を含有する正極と、正極及び負極間に充填された過塩素酸リチウム水溶液を具備し、正極の黒鉛と混合せる材料との含有割合は、１：０．８～１：１．５である。
【0039】
本発明の電池は、黒鉛と活性炭の混合物からなる負極と、低スピン鉄（II）錯体材料からなる正極と、正極及び負極間に充填された電解液を具備し、電解液は、過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2)、過塩素酸マグネシウム（Mg(ClO4)2）のうち、いずれかである。
【0040】
低スピン鉄（II）錯体材料は、[Fe(phen)3]2+、[Fe(bipy)3]2+、[Fe(terpy)3]2+のいずれかであることが好ましい。
【0041】
また、本発明の電池は、黒鉛と活性炭の混合物からなる負極及び正極と、正極及び負極間に充填された電解液を具備し、電解液は、過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2)、過塩素酸マグネシウム（Mg(ClO4)2）のうち、いずれかである。
【0042】
図１では省略しているが、正電極２０５には正極端子２０２が接続され、負電極２０６には負極端子２０３が接続される。正電極２０５と負電極２０６間はガスケット２０７により絶縁されている。
【0043】
図１では、一実施態様として、コイン型のキャパシタ電池、コイン型の二次電池として図示しているが、本発明の技術的思想は、これに限定するものではない。たとえば、図４に図示するように円筒形等であっても良いことは言うまでもない。その他、シート形状、立方体形状が例示される。
【0044】
図１に図示するように、本発明のキャパシタ電池の一例としての二次電池は、正電極２０５をなす導電体に正極材料２２１が形成または配置されている。負電極２０６をなす導電体に負極材料２３１が形成または配置されている。正極材料２２１と負極材料２３１間にセパレータ２０４が配置され、セパレータ２０４は電解液２２２が充填、浸透、含浸されている。正電極２０５と負電極２０６間はガスケット２０７により絶縁されている。
【0045】
正極は正電極２０５の内面に位置して接続される正極材料２２１で構成され、負極は正極材料２２１と対面する位置に配置され、正極と負極間にセパレータ２０４が配置される。
【0046】
正極材料２２１は、コバルトを含有する材料を使用する。たとえば、黒鉛とコバルト酸リチウム（LiCoO2）の混合物を使用しても良い。また、黒鉛と混合せる材料との含有割合は、１：０．８～１：１．５の範囲とすることが好ましい。
【0047】
また、黒鉛とコバルトを使用する材料（LiCoO2）の混合物、黒鉛とマンガンを使用する材料（LiMn2O4）の混合物、黒鉛とニッケルを使用する材料（LiNiO2の混合物）、黒鉛とリン酸鉄を使用する材料（LiFePO4）の混合物、黒鉛と酸化鉄を使用する材料（Fe2O、Fe2O3）の混合物が例示される。また、炭素量子ドット（Carbon quantum dots：CQDs）も例示される。
以上のように、正極としてコバルト酸リチウムの他、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等を用いることができる。
以上のように、正極としてコバルト酸リチウムの他、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等を用いることができる。
【0048】
正極の集電極２０８ａの表面には、正極コーティング材３０２ａとして、黒鉛がコーティングされている。コーティング材３０２ａは、活性炭、黒鉛の印刷方式、塗布方式、蒸着方式、コーティング方式、インクジェット方式、コーター方式によって形成または構成される。
【0049】
負極の集電極２０８ｂの表面には、負極コーティング材３０２ｂとして、黒鉛がコーティングされている。コーティング材３０２ｂは、黒鉛の印刷、塗布、蒸着、コーティング等によって形成または構成される。
正極コーティング材３０２ａ上に、活性炭と正極としての金属酸化物をペースト状にした混合物が塗布され、正極材料２２１として形成される。
正極材料２２１、負極材料２３１は、ペースト状にして集電極２０８に塗布、印刷等して負電極２０６として形成する。
正極コーティング材３０２ａ上に、活性炭と正極としての金属酸化物をペースト状にした混合物が塗布され、正極材料２２１として形成される。
正極材料２２１、負極材料２３１は、ペースト状にして集電極２０８に塗布、印刷等して負電極２０６として形成する。
【0050】
正極材料２２１、負極材料２３１は、使用する電荷液２２２と混合させる工程で、ガラス等の無機材料あるいは樹脂等からなるビーズ、または円筒形のロット等を混合する。あるいは、負極材料２３１、正極材料２２１をコーティング等した後に、コーティング部にビーズ、または円筒形のロット等を散布する。ビーズして、たとえば、ミクロパール（積水化学工業（株）商標）、ハヤビーズ（早川ゴム（株）商標）等が例示される。
【0051】
ビーズ、または円筒形などのロットは、負極材料２３１部、正極材料２２１部の膜厚を規定する。つまり、ビーズ、ロット直径により負極材料２３１部、正極材料２２１部の膜厚が均一となる。また、セパレータ２０４を支える機能を発揮する。
【0052】
また、ビーズ、または円筒形などのロットの替りに、膜厚を規定する微細な支柱を形成しても良い。たとえば、図５の隣接した正極材料２２１間、あるいは隣接した負極材料２３１間に、正極材料２２１、負極材料２３１と同一の高さの支柱を形成あるいは構成する。支柱は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の有機材料で形成することが好ましい。支柱（図示せず）は、集電極２０８に形成しても良い。
【0053】
負極コーティング材３０２ｂ上に、黒鉛あるいは活性炭と負極としての金属酸化物をペースト状にした混合物が塗布され、負極材料２３１として形成される。正極材料２２１と負極材料２３１に、Fe2O3をコーティングすることが好ましい。
【0054】
LiCoO2等の混合物は酸化されて構造変化しないものであればいずれの酸化物であっても良い。なお、黒鉛に限定するものではなく、活性炭、グラファイト系、コークス系等のカーボン材料を使用することができる。
【0055】
黒鉛とコバルトを使用する酸化物材料（LiCoO2等）の混合物をペースト状にして使用しても良い。また、黒鉛と混合せる材料との含有割合は、１：０．８～１：１．５の範囲とすることが好ましい。
【0056】
黒鉛と混合させる材料は、酸化材料に限定されるものではない。たとえば、黒鉛と鉄フェナントロリン錯体（[Fe(phen)3](ClO4)2）を使用する材料の混合物、黒鉛と鉄シアノ錯体（Li4[Fe(CN)6])を使用する材料の混合物が例示される。
負極材料２３１として、黒鉛(LiC6)、ハードカーボン(LiC6)、チタネイト(Li4Ti5O12)、チタン酸リチウム(LTO)も例示される。
負極材料２３１として、黒鉛(LiC6)、ハードカーボン(LiC6)、チタネイト(Li4Ti5O12)、チタン酸リチウム(LTO)も例示される。
【0057】
セパレータ２０４は、過塩素酸リチウム(LiClO4)等の過塩素酸塩水溶液に含浸されている。過塩素酸塩水溶液は飽和過塩素酸塩水溶液であることが好ましいが、飽和状態に近い水溶液でも性能、効率に差異はない。飽和状態の９５％以上であれば良い。さらに好ましくは、９８％以上であれば良い。
【0058】
負電極２０６は、その端部がその下端及び両側面をガスケット２０７で包んだ状態で正電極２０５内に挿入され、負電極２０６を正電極２０５に挿入して固定する。負電極２０６及び正電極２０５とはガスケット２０７により絶縁している。
【0059】
二次電池は負極と正極で起こる酸化還元反応を電気エネルギーに変換するものである。電解液の役割は、電子とイオンが負極と正極の間での移動を可能にすることである。
【0060】
電位窓が３Ｖ以上の飽和過塩素酸リチウム水溶液は、リチウムイオン電池の電解液に使用することができる。飽和でなくても、飽和に近い濃厚水溶液において、広い電位窓を有するため、二次電池の電解液に使用することができる。
【0061】
飽和過塩素酸塩水溶液を二次電池の電解液にするためには、電解液の電位窓は固有であるので、二次電池の起電力が電解液の電位窓よりも小さなものを選ばなければならない。
【0062】
セパレータ２０４に固体電解質を用いても良い。固体電解質は負極と正極の間のイオンの移動を抑えるため、個々の電極、即ち負極と正極には独立して印加されるため、充電において、負極における還元電位と正極における酸化電位を低く抑えることができる。
【0063】
そのため、電位窓の狭い水溶液を電解液にすることが可能になる。飽和過塩素酸リチウム(LiClO4)水溶液は、他の水溶液よりも電位窓が広く（25℃で3.2V）、電解液として好ましい。
固体電解質がセパレータの役割を果たす。
固体電解質がセパレータの役割を果たす。
【0064】
本発明は、電位窓が広いため、安定して長時間の使用が可能である。ナトリウムイオン電池においても、同様に飽和過塩素酸ナトリウム水溶液を電解液として使用することができる。
【0065】
飽和過塩素酸塩水溶液は過塩素酸リチウム(LiClO4)、過塩素酸ナトリウム（NaClO4）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2)及び過塩素酸マグネシウム（Mg(ClO4)2）である。これら飽和過塩素酸塩水溶液を二次電池の電解液に用いる。
【0066】
本発明の実施例において、電解液として、飽和過塩素酸塩水溶液を用いるとして説明するが、飽和に限定するものではない。飽和に近い過塩素酸塩水溶液であっても、効果、能力、性能に大きな差異はない。したがって、過塩素酸塩水溶液を用いても良いことはいうまでもない。
【0067】
以下、本発明の他の実施例について説明をする。以前に説明した事項と同一あるいは類似の事項、内容は説明を省略することがある。また、本明細書、図面で記載した実施例は一部または全部を組み合わせることができる。
【0068】
図２は本発明のキャパシタ電池、２次電池の製造方法の説明図である。図２（ａ）に図示するように、金属等の導電物からなる集電極２０８の表面に蒸着材料として黒鉛等を蒸着し、コーティング材３０２を形成する。図２（ａ）では、コーティング材３０２は”蒸着”として図示しているが、これに限定するものではない。コーティング材３０２は、スパッタ技術で形成しても良いし、コーティング技術、塗布技術、オフセット印刷技術、ハンドコーター技術あるいは印刷技術で形成しても良い。
【0069】
正極集電極２０８ａと負極集電極２０８ｂとは同一材料でも良い。正極集電極２０８ａをステンレスフィルムと負極集電極２０８ｂをチタンフィルム等と異ならせても良い。
【0070】
正極コーティング材３０２ａと負極コーティング材３０２ｂは、同一材料でも良い。正極コーティング材３０２ａを炭素量子ドット（Carbon quantum dots：CQDs）、負極コーティング材３０２ｂを黒鉛等と異ならせても良い。
【0071】
コーティング材３０２は、スパッタ技術で形成しても良いし、塗布技術、オフセット印刷技術、コーティング技術、ハンドコーター技術あるいは印刷技術で形成しても良い。
【0072】
正極集電極２０８ａと負極集電極２０８ｂとは同一材料でも良い。正極集電極２０８ａをステンレスフィルムと負極集電極２０８ｂをチタンフィルム等と異ならせても良い。
【0073】
正極コーティング材３０２ａと負極コーティング材３０２ｂは、同一材料でも良い。正極コーティング材３０２ａをカーボングラファイト、負極コーティング材３０２ｂを活性炭等と異ならせても良い。
【0074】
集電極２０８に黒鉛等のコーティング材２０８を形成し、コーティング材２０８に正電極２０５または負電極２０６を形成することにより、集電極２０８と正電極２０５または負電極２０６との密着性が向上し、剥がれることがない。また、集電極２０８と正電極２０５または負電極２０６との接触抵抗が大幅に低減する。
【0075】
図２（ｂ）に図示するように、コーティング材３０２上に、正極材料２２１または負極材料２３１を形成する。正極材料２２１または負極材料２３１は、黒鉛・活性炭等と金属酸化物と電解液２２２とを混合させてペースト状に形成する。混合時に、５０℃以上に加温して混合させる。また、ペーストの粘度を５Pa・s以上５０Pa・s以下にする。
【0076】
図２（ｂ）において、コーティング材３０２は、コーティング技術で形成するように図示しているが、これに限定するものではない。たとえば、蒸着技術、スパッタ技術、印刷技術、塗布技術等で形成しても良いことは言うまでもない。
酸化鉄等の酸化物と黒鉛等は、使用する電荷液２２２と混合させて、ペースト状にして集電極２０８に塗布等し、オーブン等を用いて粘度を高くする。
酸化鉄等の酸化物と黒鉛等は、使用する電荷液２２２と混合させて、ペースト状にして集電極２０８に塗布等し、オーブン等を用いて粘度を高くする。
【0077】
正電極２０５は正極集電極２０８ａと電気的に接続されている。正極集電極２０８ａと正極材料２２１とは正極コーティング材３０２ａを介して電気的に接続される。
【0078】
負電極２０６は負極集電極２０８ｂと電気的に接続されている。負極集電極２０８ｂと負極材料２３１とは負極コーティング材３０２ｂを介して電気的に接続される。
図２（ｂ）の工程では、正極材料２２１または負極材料２３１を、図３に図示する塗布装置を用いて形成しても良い。
図３は、本発明の電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１）を形成する塗布装置の構成図及び説明図である。
図２（ｂ）の工程では、正極材料２２１または負極材料２３１を、図３に図示する塗布装置を用いて形成しても良い。
図３は、本発明の電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１）を形成する塗布装置の構成図及び説明図である。
【0079】
塗布台５０４の平坦部上にキャリアフィルム５０６が搬送される。キャリアフィルム５０６は巻出しローラ５１０から巻きだされ、巻取りローラ５０９に巻き取られる。
【0080】
電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１）は、黒鉛あるいは活性炭と金属酸化物と電解液２２２が攪拌されてペースト状にされている。供給槽５０３は脱泡器（図示せず）を有している。
【0081】
脱泡器は、溶液の気体を脱泡する脱泡装置である。真空（減圧）、心力を利用するものが例示される。その他、超音波、ガス透過膜を利用した脱泡装置でも良い。
液体から気泡を取り除くことで製品の強度や性状、表面性状を均一化することができ、歩留まりや品質の向上が実現できる。
液体から気泡を取り除くことで製品の強度や性状、表面性状を均一化することができ、歩留まりや品質の向上が実現できる。
【0082】
真空脱泡装置は、真空ポンプを用いて溶液を減圧することにより、液体内に含まれる気泡を膨張させる。膨張した気泡は浮力により液体表面まで浮き上がり、時間経過とともに表面の液体膜が破壊されることで減圧空気内に排出される。
遠心脱泡装置は、溶液が入った容器が自転及び公転する際の遠心力により、密度差のある液体と気体が分離する原理を利用する。
遠心脱泡装置は、溶液が入った容器が自転及び公転する際の遠心力により、密度差のある液体と気体が分離する原理を利用する。
【0083】
ペースト（電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１））は、供給槽５０３に供給される。キャリアフィルム５０６には、巻出しローラ５１０から巻き出され、巻取りローラ５０９に巻き取られる。キャリアフィルム５０６に供給槽５０３からペースト（電極材料５０２ａ）が供給される。
【0084】
ペースト（電極材料５０２ａ）の膜厚は供給槽５０３の出口のスキージ（図示せず）で調整される。所定膜厚に形成されたペースト（電極材料５０２ｂ）は、塗布台５０４の表面を搬送される。
キャリアフィルム５０６は、ローラ５０５ａ、ローラ５０５ｂ、塗布台５０４で平坦性が維持される。
キャリアフィルム５０６を搬送することによりキャリアフィルム５０６上に電極材料５０２が形成される（図３（ｂ））。
キャリアフィルム５０６は、ローラ５０５ａ、ローラ５０５ｂ、塗布台５０４で平坦性が維持される。
キャリアフィルム５０６を搬送することによりキャリアフィルム５０６上に電極材料５０２が形成される（図３（ｂ））。
【0085】
印刷ヘッド５０１は上下方向に移動動作する。印刷ヘッド５０１を下げることにより、集電極２０８のコーティング材３０２にペースト（電極材料５０２）が転写される。電極材料５０２は正極材料２２１または負極材料２３１となる。キャリアフィルム５０６を搬送することにより、次の集電極２０８に電極材料５０２を転写させることができる（図３（ｂ）。
図２（ｃ）に図示するように、正極材料２２１が形成された正極集電極２０８ａと、負極材料２３１が形成された負極集電極２０８ｂとは対面して配置される。
図２（ｃ）に図示するように、正極材料２２１が形成された正極集電極２０８ａと、負極材料２３１が形成された負極集電極２０８ｂとは対面して配置される。
【0086】
正極集電極２０８ａと負極集電極２０８ｂ間には、セパレータ２０４が配置される。もしくは、セパレータ２０４は、正極材料２２１、または負極材料２３１に貼り付ける。あるいはセパレータ２０４は、正極材料２２１、または負極材料２３１に接触して配置される。
図２（ｄ）に図示するように、正極集電極２０８ａ及び負極集電極２０８ｂはガスケット２０７で周辺部が封止される。
図２（ｄ）に図示するように、正極集電極２０８ａ及び負極集電極２０８ｂはガスケット２０７で周辺部が封止される。
【0087】
図２（ｅ）は、図１３に図示するように入出穴３０５から、電解液２２２が注入される。なお、電解液２２２はガスケット２０７を取り付ける前に、あるいは同時に、セパレータ２０４等を電解液２２２に浸透させても良い。
【0088】
図１、図２の実施例では、平面形状のキャパシタ電池、二次電池の構成あるいは製造方法であるように図示等をしているが、本発明はこれに限定するものではない。図４に図示するように、円筒形等であっても良いことは言うまでもない。その他、フィルム形状、箱型形状、湾曲形状が例示される。
【0089】
図４に図示するように、本発明のキャパシタ電池（二次電池）は容器１０７に、正極材料２２１、負極材料２３１、セパレータ２０４が構成され、また、必要に応じて、正極材料２２１、負極材料２３１、セパレータ２０４間等に絶縁フィルム１０８が配置される。
セパレータ２０４、正極材料２２１、負極材料２３１間には電解液２２２が充填され、また、正極材料２２１、負極材料２３１中に電解液２２２が充填される。
セパレータ２０４、正極材料２２１、負極材料２３１間には電解液２２２が充填され、また、正極材料２２１、負極材料２３１中に電解液２２２が充填される。
【0090】
容器１０７内の電解液２２２はガスケット２０７で密封される。正電極２０５は、正極材料２２１と電気的に接続され、負電極２０６は、負極材料２３１と電気的に接続される。
図３の転写装置では、印刷ヘッド５０１をローラ形状とし、集電極２０８もローラ形状とすれば、図４に図示する円筒形の電池を製造することができる。
図３の転写装置では、印刷ヘッド５０１をローラ形状とし、集電極２０８もローラ形状とすれば、図４に図示する円筒形の電池を製造することができる。
【0091】
図１の実施例は、正極材料２２１、負極材料２３１を平面形状に形成した実施例であった。本発明はこれに限定するものではない。たとえば、図５等に図示するように、正極材料２２１、負極材料２３１をストライプ状、矩形状、あるいはドット状に形成しても良い。
【0092】
図５は他の実施態様におけるキャパシタ電池、二次電池の構成図及び説明図である。図５において、正極コーティング材３０２ａ上に、ストライプ状あるいはドット状の正極材料２２１が形成されている。負極コーティング材３０２ｂ上に、ストライプ状あるいはドット状の負極材料２３１が形成されている。
【0093】
電池の製造時に、セパレータ２０４は、セパレータフィルムの巻出しでの剥離や、ロール搬送での摩擦によって帯電する。帯電したフィルムがローラに近づくと放電し、フィルムにピンホール(小さな穴)が発生する。また、製造時異物混入（コンタミ）、電極材料の金属が溶けだし、析出物（金属析出）が発生し、セパレータ２０４に穴が発生する場合がある。セパレータ２０４に穴が発生すると、正極材料２２１と負極材料２３１が接触する。接触すると電気的に短絡し、不良となる。
【0094】
図５の本発明の実施例では、正極材料２２１の対面する位置には、負極材料２３１が配置されていない。したがって、セパレータ２０４に穴が発生しても、正極材料２２１と負極材料２３１が接触することがない。また、負電極２０６と正電極２０５とが押圧されて集電極２０８がひずんでも、正極材料２２１と負極材料２３１が接触することがない。したがって、本発明の電池等は、正極材料２２１と負極材料２３１との短絡不良が発生しない。
【0095】
図５の実施例では、正極材料２２１、負極材料２３１の形状は、凸状と図示したが、本発明はこれに限定するものではない。図７に図示するように、正極材料２２１、負極材料２３１は三角形状にしても良い。また、正極材料２２１、負極材料２３１は三角形状に限定するものではなく、鋸歯状、サイン波状等、他の形状であっても良いことは言うまでもない。また、これらの形状のストライプ状、ドット状であっても良い。
【0096】
図１１は、図８の構成の電池を対面した位置に配置した構成である。ベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂ間に、セパレータ２０４を配置している。ベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂ間には電解液２２２が充填され、電解液２２２が漏出しないように、ガスケット２０７で封止されている。
【0097】
図１１（ａ）において、正極材料２２１の対向位置には、負極材料２３１が配置されている。本願発明はこれに限定するものではない。図１１（ｂ）のように、正極材料２２１の対向位置に、正極材料２２１を配置し、負極材料２３１の対向位置に、負極材料２３１を配置しても良い。
【0098】
図１１（ｂ）、図１２のように、対向位置で、正極材料２２１と正極材料２２１である場合は、セパレータ２０４に穴などが発生していても、電気的に同極性のため、接触しても電気的な短絡は発生しない。また、対向位置で、負極材料２３１と負極材料２３１である場合は、セパレータ２０４に穴などが発生していても、電気的に同極性のため、接触しても電気的な短絡は発生しない。この構成の場合、セパレータ２０４がなくとも電池等を構成できる。
また、図１２に図示するように、図１１の構造を多層に重ねて構成して良いことは言うまでもない。
図８に図示するように、１枚のベースフィルム５０８に、負極材料２３１と正極材料２２１を形成する実施例も例示される。
また、図１２に図示するように、図１１の構造を多層に重ねて構成して良いことは言うまでもない。
図８に図示するように、１枚のベースフィルム５０８に、負極材料２３１と正極材料２２１を形成する実施例も例示される。
【0099】
ベースフィルム５０８に正極集電極２０８ａと負極集電極２０８ｂとが交互に配置される。正極集電極２０８ａには正極コーティング材３０２ａが形成され、負極集電極２０８ｂには負極コーティング材３０２ｂが形成される。
【0100】
正極コーティング材３０２ａには、図３、図６の装置を用いて、正極材料２２１が形成される。負極コーティング材３０２ｂには、負極材料２３１が形成される。正極材料２２１、負極材料２３１の周囲は電解液２２２が充填され、電解液２２２は、キャップ状のガスケットで密封される。
正極集電極２０８ａは、正電極２０５と電気的に接続される。負極集電極２０８ｂは、負電極２０６と電気的に接続される。
正極集電極２０８ａは、正電極２０５と電気的に接続される。負極集電極２０８ｂは、負電極２０６と電気的に接続される。
【0101】
【0102】
正極集電極２０８ａ、負極集電極２０８ｂは、１枚の集電極２０８として形成され、溝５１２を形成することにより、正極集電極２０８ａ、負極集電極２０８ｂに分離される。溝５１２が、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザにより形成される。また、サンドブラスタ等のブラスタ研摩、化学エッチング等のエッチング技術で形成しても良い。
正極集電極２０８ａの端は正極端子２０２となり、電気的に接続される。負極集電極２０８ｂの端は負極端子２０３となり、電気的に接続される。
図５、図７、図８に示す電池等では、正極材料２２１、負極材料２３１はドット状あるいはストライプ状に形成する。
図６は、本発明の電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１）を、ドット状またはストライプに形成する塗布装置の構成図及び説明図である。
正極集電極２０８ａの端は正極端子２０２となり、電気的に接続される。負極集電極２０８ｂの端は負極端子２０３となり、電気的に接続される。
図５、図７、図８に示す電池等では、正極材料２２１、負極材料２３１はドット状あるいはストライプ状に形成する。
図６は、本発明の電極材料５０２（正極材料２２１、負極材料２３１）を、ドット状またはストライプに形成する塗布装置の構成図及び説明図である。
【0103】
図６（ａ）に図示するように、塗布台５０４の平坦部上にキャリアフィルム５０６が搬送される。キャリアフィルム５０６は巻出しローラ５１０から巻き出され、巻取りローラ５０９に巻き取られる。
キャリアフィルム５０６は巻出しローラ５１０から巻き出され、巻取りローラ５０９に巻き取られる。
キャリアフィルム５０６は巻出しローラ５１０から巻き出され、巻取りローラ５０９に巻き取られる。
【0104】
電極材料５０２は、黒鉛あるいは活性炭と金属酸化物と電解液２２２が攪拌されてペースト状にされている。ペースト（電極材料５０２）は、供給槽５０３に供給される。キャリアフィルム５０６には、巻出しローラ５１０から巻きだされ、巻取りローラ５０９に巻き取られる。キャリアフィルム５０６に供給槽５０３からペースト（電極材料５０２ａ）が供給される。
【0105】
ペースト（電極材料５０２ａ）の膜厚は、正極材料２２１、負極材料２３１の厚みに適合するように、供給槽５０３の出口のスキージ（図示せず）で調整される。スキージ（図示せず）で所定膜厚に形成されたペースト（電極材料５０２ｂ）は、塗布台５０４の表面を搬送される。
印刷ヘッド５０１には、正極材料２２１、負極材料２３１の位置、サイズ及び形状に対応した凸部５０７が形成されている。
印刷ヘッド５０１には、正極材料２２１、負極材料２３１の位置、サイズ及び形状に対応した凸部５０７が形成されている。
【0106】
印刷ヘッド５０１は上下方向に移動動作する。印刷ヘッド５０１を下げることにより、凸部５０７に、電極材料５０２ｂ（正極材料２２１または負極材料２３１）が転写される（図６（ｂ））。転写残りの電極材料５０２ｂは、剥離ブレード５１１で剥離される。剥離された電極材料５０２ｂは、再度、電解液２２２と混合され、電極材料５０２ａとして使用される。
【0107】
次に、図６（ｃ）に図示するように、印刷ヘッド５０１を集電極２０８上のコーティング材３０２にペースト（電極材料５０２）に押し付けることにより、電極材料５０２（正極材料２２１または負極材料２３１）が転写される。電極材料５０２は正極材料２２１または負極材料２３１となる。キャリアフィルム５０６を搬送することにより、次の集電極２０８に電極材料５０２を転写させることができる。
【0108】
集電極２０８に、コーティング材３０２が形成される。集電極２０８とコーティング材３０２には、レーザ光等を照射し、溝５１２が形成されて、正極集電極２０８ａと負極集電極２０８ｂに分離される。正極集電極２０８ａ上には、転写等により正極材料２２１が形成され、負極集電極２０８ｂ上には、転写等により負極材料２３１が形成される。
【0109】
図１０は、ベースフィルム５０８に正極材料２２１、負極材料２３１を隣接して形成した構成である。ベースフィルム５０８に段差ｔを形成している。段差ｔは、ベースフィルム５０８に樹脂などを使用して形成しても良いし、ベースフィルム５０８を溝状あるいはドット状に切削して形成しても良い。
【0110】
図１０の実施例では、凸部に正極材料２２１を形成し、凹部に負極材料２３１を形成しているとして図示している。なお、正極材料２２１と負極材料２３１の位置は、この逆でも良い。たとえば、凸部に負極材料２３１を形成し、凹部に正極材料２２１を形成しても良い。
【0111】
段差ｔは、正極材料２２１と負極材料２３１の膜厚で決定する。正極材料２２１＋正極集電極２０８ａ＋正極コーティング材３０２ａ、あるいは負極材料２３１＋負極集電極２０８ｂ＋負極コーティング材３０２ｂの膜厚をａとすれば、ｔ ＞ ａの関係となるように形成し、さらに好ましくは、２ｔ ＞ ａの関係となるように形成する。
【0112】
図１０では、凹部、凸部、あるいは凹凸部があるベースフィルム５０８に、正極材料２２１、負極材料２３１等が形成され、ベースフィルム５０８とガスケット２０７間に電解液２２２が充填されている。正極材料２２１、負極材料２３１と電解液２２２でキャパシタ電池等が構成される。図５、図７、図８、図１０の構成ではセパレータ２０４を省略することができる。
【0113】
本発明の電池の製造方法では、正極材料２２１、負極材料２３１は、印刷技術、インクジェット技術、蒸着技術、コーター技術、スパッタ技術、コーティング技術等で形成する。
【0114】
図１３（ａ）は、ベースフィルム５０８ｂに電解液２２２の充填穴（入出穴）３０５が形成されている。入出穴３０５ａから電解液を注入することができ、入出穴３０５ｂから電解液を注出することができる。したがって、電解液２２２を入れ替えることができる。
【0115】
電解液２２２は、電池の使用により劣化する。したがって、一定以上、電解液２２２を入れ替えることが好ましい。また、電解液はベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂとをガスケット２０７で組み立ててから、注入すると電池の製造が容易となる。
【0116】
入出穴３０５は、ベースフィルム５０８ａとベースフィルム５０８ｂの両方に形成または配置して良い。また、ガスケット２０７、容器１０７等に電解液２２２等の入出穴（図示せず）を形成し、この入出穴（図示せず）から電解液２２２を注入、注出しても良い。また、常時あるいは間欠的に、電解液２２２を入出穴３０５ａから注入し、入出穴３０５ｂから注出するように構成し、電解液２２２を巡廻させても良い。
【0117】
図１３（ｂ）等の本発明の電池等において、ベースフィルム５０８ａ正極材料２２１とベースフィルム５０８ｂ正極材料２２１とを対向位置に配置し、ベースフィルム５０８ａ負極材料２３１とベースフィルム５０８ｂ負極材料２３１とを対向位置に配置することが好ましい。ベースフィルム５０８ａ、ベースフィルム５０８ｂが外部押圧などにより変形し、ベースフィルム５０８ａの正極材料２２１とベースフィルム５０８ｂの正極材料２２１が接触し、また、ベースフィルム５０８ａの負極材料２３１とベースフィルム５０８ｂの負極材料２３１とが接触しても電池の動作的に問題が少ないからである。
【0118】
以上の実施例は、正極材料２２１と負極材料２３１を櫛歯状に配置した実施例である。本発明はこれに限定するものではない。たとえば、図１４に図示するように、渦巻き状あるいはらせん状に形成しても良い。つまり、本発明は、１つの基板あるいはフィルムに隣接して正極材料２２１からなる正極と、負極材料２３１からなる負極とを形成し、正極材料２２１と負極材料２３１間に電解液２２２を充填した構成であればいずれの構成あるいは構造であっても良い。
【0119】
本発明のキャパシタ電池、二次電池は、キャパシタとしての機能だけでなく、二次電池、あるいは二次電池的な機能を有するものである。電圧を印加すると、電圧上昇に伴い充電が開始する。所定の電圧（起電力）を超えると、リチウムイオン電池と同様の酸化還元反応が発生する。つまり、電気二重層キャパシタに酸化還元反応を付随させた新しい概念の蓄電デバイスである。したがって、高速な充放電機能と、二次電池的な電圧発生の両方の機能、構成、構造を有する。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明のキャパシタ電池は、通常の二次電池と比較して高速な充放電が可能である。高出力特性に優れているキャパシタ電池は、新エネルギーの蓄電等、様々な利用分野への応用が期待されている。
【0121】
水溶液系の電解液を用いた、いわゆる水系のキャパシタ電池、二次電池は、導電性が高く、電解質の解離、イオンの移動度に優れ、また、溶媒が水であることから安全性が高く、不揮発性で水分管理がしやすく、コストも低い。また、高速な充放電機能を発揮できる。
本発明のキャパシタ電池、二次電池は、水の電気分解の制約を克服することができ、様々な分野での活用が期待できる。
また、本発明の電池の製造方法は、容易に、かつ、安定して製造できるため、製造コストの低減、電池価格を安くすることができる。
本発明のキャパシタ電池、二次電池は、水の電気分解の制約を克服することができ、様々な分野での活用が期待できる。
また、本発明の電池の製造方法は、容易に、かつ、安定して製造できるため、製造コストの低減、電池価格を安くすることができる。
【符号の説明】
【0122】
１０７ 容器
１０８ 絶縁フィルム
２０２ 正極端子
２０３ 負極端子
２０４ セパレータ
２０５ 正電極
２０６ 負電極
２０７ ガスケット
２０８ａ 正極集電極
２０８ｂ 負極集電極
２２２ 電解液
２２１ 正極材料
２３１ 負極材料
３０２ａ 正極コーティング材
３０２ｂ 負極コーティング材
３０５ 入出穴
３０９ 蒸着材料
５０１ 印刷ヘッド
５０２ 電極材料
５０３ 供給槽
５０４ 塗布台
５０５ ローラ
５０６ キャリアフィルム
５０７ 凸部
５０８ ベースフィルム
５０９ 巻取りローラ
５１０ 巻出しローラ
５１１ 剥離ブレード
５１２ 溝
１０８ 絶縁フィルム
２０２ 正極端子
２０３ 負極端子
２０４ セパレータ
２０５ 正電極
２０６ 負電極
２０７ ガスケット
２０８ａ 正極集電極
２０８ｂ 負極集電極
２２２ 電解液
２２１ 正極材料
２３１ 負極材料
３０２ａ 正極コーティング材
３０２ｂ 負極コーティング材
３０５ 入出穴
３０９ 蒸着材料
５０１ 印刷ヘッド
５０２ 電極材料
５０３ 供給槽
５０４ 塗布台
５０５ ローラ
５０６ キャリアフィルム
５０７ 凸部
５０８ ベースフィルム
５０９ 巻取りローラ
５１０ 巻出しローラ
５１１ 剥離ブレード
５１２ 溝
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】