JP2010539651A - 印刷した電極の性質を少なくとも二元的に制御する方法 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】基板上にて電極の層を印刷する工程を含む方法が記載されている。層を印刷する工程は、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物をノズルから射出する工程を含むことができる。第一の被覆組成物は、少なくとも第一の被覆材料を含み、第二の被覆組成物は少なくとも第二の被覆材料を含むことができる。第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は基板の上方にて導入される。基板上に印刷した層を含、該層は第一の被覆材料及び第二の被覆材料を含む、電極も記載されている。

Description

［０００１］ 本発明は、基板上に被覆物を印刷することにより電極の層を形成する技術に関する。
［０００２］ 電極は、例えば、電池、キャパシタ、センサ及び神経刺激器、植え込み型カルジオバータ／除細動器（ＩＣＤｓ）及び同様のもののような、電気的刺激システムを含む、多様な用途にて使用されている。電極は、神経刺激器又はＩＣＤにて電池又は電解キャパシタ内の電解質のような回路の非金属部分、又は身体組織と接触する。幾つかの実施の形態において、電極は、例えば、非平面状の表面、リッジ、亀裂又は同様のものを含む複雑な幾何学的形態を含むことができる。
［０００３］ 全体として、本発明は、層内の複数の位置の各々にて層の少なくとも１つの性質を制御して基板上に１つの電極の層を印刷する技術に関する。幾つかの実施の形態において、層の少なくとも１つの性質は、電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度又は電気化学的活性度を含むことができる。少なくとも１つの性質は、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一及び第二の被覆材料は、実質的に同時に又は逐次的に、単一のノズルから射出される。その他の実施の形態において、第一の被覆材料は、第一のノズルから射出される一方、第二の被覆材料は、第二のノズルから射出される。
［０００４］ １つの特徴において、本発明は、基板上に電極の層を印刷する工程を含む方法に関する。層を印刷する工程は、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物をノズルから射出する工程を含む。第一の被覆組成物は、少なくとも第一の被覆材料を含み、また、第二の被覆組成物は少なくとも第二の被覆材料を含むことができる。第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は、基板上に堆積させる。層を印刷する工程は、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより、層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程を含む。
［０００５］ 幾つかの実施の形態において、該方法は、基板上に電極の層を印刷する工程を含み、また、層を印刷する工程は、第一の被覆組成物をノズルから射出し、また、第二の被覆組成物をノズルから射出する工程を含む。第一の被覆組成物は、少なくとも第一の被覆材料を含み、また、第二の被覆組成物は、少なくとも第二の被覆材料を含むことができる。第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は基板上に堆積させる。層を印刷する工程は、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程を更に含むことができる。
［０００６］ その他の実施の形態において、該方法は、基板上に電極の層を印刷する工程を含み、また、層を印刷する工程は、第一の被覆組成物を第一のノズルから射出する工程と、第二の被覆組成物を第二のノズルから射出する工程とを含むことができる。第一の被覆組成物は、少なくとも第一の被覆材料を含み、また、第二の被覆組成物は、少なくとも第二の被覆材料を含むことができる。第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は基板上に堆積させる。層を印刷する工程は、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程を更に含む。
［０００７］ 幾つかの実施の形態において、複数の位置は、層内にて少なくとも二元的に配列され、また、層内にて３元的に配列することができる。
［０００８］ 幾つかの実施の形態において、該方法は、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御し、第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量は層内の少なくとも一部分内にて実質的に連続的に変化するようにする工程を含む。
［０００９］ 別の特徴において、本発明は、基板上に印刷した層を含む電極に関する。該層は、第一の被覆材料及び第二の被覆材料を含む。層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、層内の複数の位置にて異なる。層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量により制御される。
［００１０］ 幾つかの実施の形態において、複数の位置は、層内にて少なくとも二元的に配列され、また、層内にて３元的に配列することができる。
［００１１］ 幾つかの実施の形態において、第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量は、層内の少なくとも一部分内にて実質的に連続的に変化する。
［００１２］ 別の特徴において、本発明は、第一の材料及び第二の材料を基板上にて導入し電極の層を形成する工程を含む方法に関する。該方法は、層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程を更に含む。第一の材料は、ＳＶＯを含むことができ、また、第二の材料は、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含むことができる。
［００１３］ 更に別の特徴において、本発明は、プロセッサが第一の材料及び第二の材料を基板上にて導入し電極の層を形成するようにする命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体に関する。この命令によりプロセッサは、層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御するようにする。第一の材料は、ＳＶＯを含み、また、第二の材料は、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含むことができる。
［００１４］ 更なる特徴において、本発明は、植え込み型医療装置内の電池用の電極の層を形成するため第一の材料及び第二の材料を基板上にて導入する工程を含む方法に関する。該方法は、層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程を更に含む。第一の材料は、ＳＶＯを含むことができ、また、第二の材料は、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含むことができる。
［００１５］ 本発明の１つ以上の実施の形態の詳細は、添付図面及び以下の説明に掲げられている。本発明のその他の特徴、目的及び有利な点は、説明及び図面から、また、請求の範囲から明らかになるであろう。
電極の層を印刷する一例としてシステムを示す概念的な線図である。
１Ａは、図１に示した一例としての電極の断面側面図である。
電極の層を印刷する別の一例としてシステムを示す概念的な線図である。 電極の層を印刷する別の一例としてシステムを示す概念的な線図である。 一例としての電極の概念的な線図である。 別の一例としての電極の断面図である。 一例としての電極列の概念的な線図である。 一例としての電極列の概念的な線図である。 一例としてのセグメント化した電極の概念的な線図である。 電極を印刷する一例としての技術を示す流れ図である。 電極を印刷する別の一例としての技術を示す流れ図である。
［００２７］ 全体として、本発明は、層内の複数の位置の各々にて層の少なくとも１つの特性を制御することにより、基板上に電極の層を印刷する技術に関する。幾つかの実施の形態において、層の少なくとも１つの特性は、層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度を含む。少なくとも１つの性質は、層内の複数の位置の各々にて印刷される第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一及び第二の被覆材料は、実質的に連続的に又は逐次的に単一のノズルから射出される。他の実施の形態において、第一の被覆材料は、第一のノズルか射出される一方、第二の被覆材料は、第二のノズルから射出される。
［００２８］ 第一の被覆材料及び第二の被覆材料は、流体担体又は流体溶媒内に保持することができ、また、ドロップオンデマンド又は連続型の流体の放出に従って印刷することができる。ドロップオンデマンド流体放出にて、流体の別個の滴は、コントローラからの命令に応答してノズルから射出される。滴は、例えば、以下に更に詳細に説明したように、熱的、機械的に又は音響学的に形成することができる。連続型の流体放出にて、霧のような、複数の滴の形態とすることのできる流体の実質的に連続した流体の流れは、ノズルから放出され且つ、ノズルを基板に対して配置することにより基板の１つの位置に向けられる。
［００２９］ 本発明の１つの実施の形態に従い、ノズルは、熱インキジェット印刷を実施することができる。熱インキジェット印刷において、ノズルの開口に近接する小型の抵抗器は、少量の流体を加熱し且つ沸騰させ、このため流体の泡は開口から迅速に射出される。流体の泡は、被覆材料を含み、また、ノズル及び基板の相対的位置を制御することにより基板上の１つの位置に向けられる。
［００３０］ 電気信号は開口に隣接する圧電材料を通ってパルス発振し、且つ材料を撓ませ、このため開口からある量の流体が射出されるようにする、例えば、ノズルからの圧電流体射出を含む、その他の形態の印刷法とすることも考えられる。流体を加熱し又は沸騰させてはならない場合、圧電流体射出法は好ましいであろう。例えば、被覆材料を保持する重合系インキ又は流体が使用される場合、流体はノズルの開口の回りにて重合化する可能性があるからであるから、熱ジェット印刷過程におけるノズルの性能は圧電型ノズルと比較して劣ることが予想される。比較して、「常温流体」圧電印刷過程は、重合系流体をより迅速に且つ均一に射出する傾向がある。
［００３１］ 本明細書にて説明した技術を実施するとき、音響学的に励起した印刷方法を使用することもできる。この状態の印刷において、音響エネルギ源は、少量の流体を保持する、開口に隣接する容器と作用可能に連結する。音響エネルギがその流体量に印加されたとき、開口に隣接する位置から１つ又は複数の流体の滴が射出される。
［００３２］ 電極の層の印刷に関する更なる詳細は、ホシック−スコット（Ｈｏｓｓｉｃｋ−Ｓｃｈｏｔｔ）その他の者に対する同時に譲渡した米国特許第１０／９０３，６８５号出願、ホシック−スコットに対する同時に譲渡した米国特許第１０／８１６，７９５号出願、ホシック−スコットに対する同時に譲渡した米国特許第１０／８１７，３２４号出願明細書にて見ることができ、これら米国特許出願明細書の内容の全体は参考として引用し本明細書に含めてある。
［００３３］ 図１は、基板１１４上に、電極１１６の層を印刷する一例としてのシステム１００を示す概念的な線図である。システム１００は、第一のノズル１０２と、第二のノズル１０４とを含む。第一のノズル１０２は、第一のノズル１０２を通じて射出される第一の被覆組成物１１０を保持する第一のリザーバ１０６に流体的に連結される。同様に、第二のノズル１０４は、第二のノズル１０４を通じて射出される第二の被覆材料１１２を保持する第二のリザーバ１０８に流体的に連結されている。第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の各々は、以下に更に詳細に説明するように、流体担体内に保持され又は溶媒中に溶解した少なくとも１つの被覆材料を含むことができる。第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２内の被覆材料は同一とし又は異なるものとすることができる。
［００３４］ 図１のシステム１００は、２つのノズル１０２、１０４を含むものとして図示されているが、その他の実施の形態において、システム１００は、３つ以上のノズルを含むようにしてもよい。更に、図１に示した実施の形態は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２を含むが、その他の実施の形態において、少なくとも３つの被覆組成物を利用するようにしてもよい。例えば、システムは、４つのノズルを含むことができ、また、ノズルの各々は、リザーバに流体的に連結することができる。幾つかの実施の形態において、２つ以上のノズルは、単一のリザーバに流体的に連結することができる一方、その他の実施の形態において、ノズルの各々は、それぞれのリザーバに流体的に連結する。幾つかの実施の形態において、リザーバの各々は、異なる被覆組成物を保持することができるが、その他の実施の形態において、１つ以上のリザーバが同一の被覆組成物を保持することができる。
［００３５］ 幾つかの実施の形態において、第一のリザーバ１０６及び第二のリザーバ１０８は、その内部にリザーバ１０６、１０８が配置される、設備の雰囲気圧力に維持することができ、又は、ノズル１０２、１０４のそれぞれ１つからの滴の放出を制御するよう必要とされるよう、設備の雰囲気圧力に等しく又はより高い圧力に維持することができる。その他の実施の形態において、リザーバ１０６、１０８は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２をそれぞれ第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４に供給するため、重力だけで供給される流体の作動原理を利用してもよい。更にその他の実施の形態において、第一のポンプを第一のリザーバ１０６と第一のノズル１０２との間にて流体的に接続することができ、また、第二のポンプを第二のリザーブ１０８と第二のノズル１０４との間にて流体的に接続することができる。
［００３６］ リザーバ１０６、１０８の少なくとも１つは、例えば、インペラ、低周波数又は超音波熱放射器、冷却液の流体通路、及び同様のもののような、それぞれの被覆物１１０又は１１２の温度及び組成を刺激し且つ（又は）制御するための構造体を選択的に含むことができる。幾つかの実施の形態において、リザーバ１０６、１０８及び（又は）被覆組成物１１０、１１２の少なくとも一方の温度又は含有物を監視し、また、信号を介して被覆組成物１１０、１１２が所望の作用状態又はパラメータの範囲に止まるかどうかを表示するため１つ以上のセンサを採用することができる。これらの範囲内にない場合、信号は、自動的に適正な動作を自動的に励起して第一又は第二の被覆組成物１１０又は１１２を所望の作用状態又はパラメータに戻すことができる。
［００３７］ 第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２をそれぞれ放出し、また、それらの組成物１１０、１１２を図１Ａに示したように、層１２２にて基板１１４上に堆積させる。幾つかの実施の形態において、基板１１４は、例えば、キャパシタケーシングの内面、主（１回限り使用）又は二次的（再充電可能）電池ケーシングの一部分、導体、電流担体、又は一時的な又は犠牲基板のような、医療装置の一部分を形成することができる。基板１１４は、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ酸塩、チタン、ジルコニウム、銅又は同様のもののような金属を含むことができる。その他の実施の形態において、基板１１４は、ガラス又はセラミックの形態をしたガラス炭素又は金属酸化物を含むことができる。更に、その他の実施の形態において、基板１１４は、被覆組成物１１０、１１２の各々における少なくとも１つの被覆材料が接着する、別の材料から成るものとすることができ、この材料は、例えば、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、高分子ポリエチレン、充填又は非充填の水和化したニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）又は電極１１６が使用される環境内にて安定的な別のポリマーである。
［００３８］ 第一の被覆組成物１１０は、少なくとも第一の被覆材料を含むことができ、また、第二の被覆組成物１１２は、少なくとも第二の被覆材料を含むことができ、これら材料の各々は、電極１１６の性質を提供し又はその性質を改質する。明確化のため、第一の被覆組成物１１０内の少なくとも第一の被覆材料、及び第二の被覆組成物１１２内の少なくとも第二の被覆材料は、以下、それぞれ「第一の被覆材料」及び「第二の被覆材料」と称する。しかし、これは、第一の被覆組成分１１０が単一の被覆材料を含み、また、第二の被覆組成物１１２が単一の異なる被覆組成物を含むことにのみ限定されるものではないことが理解されよう。それと異なり、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２は、各々、１つ、２つ又はより多くの被覆材料から成るものとし、また、第一及び第二の被覆組成物１１０内の被覆材料は、同一とし又は異なるものとすることができる。例えば、第一の被覆組成物１１０は、第一及び第二の被覆材料を含むことができる一方、第二の被覆組成物１１２は、第一の被覆材料、第三及び第四の被覆材料を含む。被覆組成物１１０、１１２内の被覆材料のその他の組成物とすることも考えられる。
［００３９］ 幾つかの実施の形態において、第一及び第二のリザーバ１０６、１０８は、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２ではなく、第一及び第二の材料をそれぞれ含むことができる。第一及び第二の材料は、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２に関して本明細書にて説明したものの任意のものと同様の方法にて第一及び第二のノズル１０２、１０４により基板１１４上に導入することができる。
［００４０］ 第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２内の第一及び第二の被覆材料により提供され又は改質された電極１１６の性質は、それぞれ、複数の位置にて堆積させた被覆材料の相対量を制御することにより層１２２内の複数の位置にて制御することができる。例えば、幾つかの実施の形態において、層１１２の組成物は、図１Ａに示した直交するｘ、ｙ及びｚ軸の少なくとも２つ（次元）にて制御することができる。他の実施の形態において、層１２２の組成物は、全て３つ（次元）の直交軸内にて制御することができる。第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量は、層１２２の少なくとも一部分内にて実質的に連続的に変化するよう制御することができ、又は、本明細書にて説明するように、層１２２内にて不連続的に変化するよう制御することができる。第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料は、本明細書にて以下に更に説明するように、層１２２の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを提供し又は修正することができる。
［００４１］ 層１２２内の１つ以上の位置にて第一の被覆組成物１１０の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量を制御するため、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４が第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の少なくとも１つが堆積する位置をそれぞれ制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一のノズル１０２及び基板１１４、第二のノズル１０４及び基板１１４の相対的位置をそれぞれ調節することにより印刷位置を制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４は、１つ以上の次元にて可動であるようにすることができる。例えば、第一及び第二のノズル１０２、１０４は、一元、二元又は三元的に可動のステージに装着することができる。他の実施の形態において、基板１１４上は、１つ以上の次元にて可動の平行移動可能なステージに連結することができる。例えば、基板１１４は、ｘ、ｙ及び（又は）ｚ軸線内にて自在動作し及び（又は）動くことのできるコンベヤ、カート、テーブル上に配設することができ、これらのコンベヤ等は、第一及び第二のノズル１０２、１０４を経て且つ（又は）これらの回りにて動くよう手動にて又は自動的に制御される。
［００４２］ 幾つかの実施の形態において、基板１１４、第一及び第二のノズル１０２、１０４の双方は互いに可動である。これらのような実施の形態において、基板１１４は、一元的又は二元的に可動であり、また、第一及び第二のノズル１０２、１０４は、相補的な一元的又は二元的に可動であり、基板１１４及びノズル１０２、１０４の全てが３つの直交的な次元にて相対的に動くことを可能にする。これと代替的に、基板１１４及びノズル１０２、１０４は、全て同一又は異なるものとすることができる１つ以上の次元にて可動であるようにしてもよい。基板１１４及びノズル１０２、１０４の相対的位置の制御は、例えば、手動にて又はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）又はその他の制御ソフトウェア、ファームウェア又はハードウェアを使用する等のように自動的に実施することができる。
［００４３］ 第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の印刷位置は開口１１８、１２０に隣接する磁界まで又は該磁界からの被覆組成物１１０、１１２の静電吸着作用又は反発作用を利用して制御することもできる。例えば、ドロップオンデマンド流体放出印刷過程において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の滴は静電気により帯電させることができる。第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の滴をそれぞれの磁界を通して射出することにより、滴の軌跡を変化させることができる。滴の各々の静電荷及び滴がノズル１０２、１０４から射出される速度が知られたとき、磁界の大きさ（又は）方向を変化させることにより、滴が基板にぶつかる位置を制御することができる。磁界は、基板１１４又はノズル１０２、１０４が動くよりも迅速に変化させることができ、このため、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２が基板１１４上に印刷される位置をより迅速に制御することを可能にする。第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の印刷位置の磁界の制御は、単独にて、又は基板１１４及びノズル１０２、１０４の相対的位置の制御と組み合わせて使用することができる。
［００４４］ 第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２が基板１１４上に印刷される位置を制御することに加えて、第一の被覆組成物１１０、及び第二の被覆組成物１１２の相対的噴霧量及び印刷時間は、層１２２内の複数の位置にて、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２内の第一及び第二の被覆材料の相対量を制御できるよう制御することが可能である。連続型の流体放出印刷過程にて、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２相対的な印刷速度は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも１つの流量を制御することにより制御することができる。例えば、第一及び第二のリザーバ１０６、１０８の圧力をそれぞれ制御することにより、第一のリザーバ１０６及び第一のノズル１０２間にて流体的に連結された弁、又は第二のリザーバ１０８及び第二のノズル１０４間にて流体的に連結された弁の位置を制御し、又は第一のリザーバ１０６及び第一のノズル１０２の間又は、第二のリザーバ１０８及び第二のノズル１０４間にて流体的に連結されたポンプを制御することにより、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の流量を制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の双方の流量は、相対的流量を制御するよう制御できる一方、その他の実施の形態において、第一の被覆組成物１１０又は第二の被覆組成物１１２の一方の流量を制御することができる。幾つかの実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の組み合わさった実質的に一定の印刷速度を維持し、第二の被覆組成物１１２の流量を実質的に等しく且つ逆に変化させることにより第一の被覆組成物１１０の流量を任意に変化させることができる。その他の実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の組み合わさった流量は一定でない。
［００４５］ ドロップオンデマンド流体放出印刷過程にて、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の相対的な印刷速度は、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の少なくとも一方の滴の形成量を制御することにより制御することができる。例えば、圧電流体放出印刷過程において、圧電結晶に印加される電圧の周期により滴を形成する量を制御することができる。連続型の流体放出印刷に関して上述した説明と同様に、幾つかの実施の形態において、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の各々の滴の形成する量は制御される一方、その他の実施の形態において、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の一方の滴を形成する量が制御される一方、その他の被覆組成物１１０、又は、１１２の滴を形成する量は、実質的に一定に維持される。幾つかの実施の形態において、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の組み合わさった滴の形成量は、実質的に一定に維持することができ、このため、第一の被覆組成物１１０の滴の形成量は、第二の被覆組成物１１２の滴の形成量を実質的に等しくし且つ反対に変化させることにより実現される。その他の実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の組み合わさった滴の形成量は一定でなくなる。
［００４６］ 幾つかの実施の形態において、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量の制御は、基板１１４の１つ以上の位置にて第一及び第二の組成物１１０、１１２の少なくとも１つを印刷しない工程を含むことができる。
［００４７］ 被覆組成物１１０、１１２内の第一及び第二の被覆材料の相対量をそれぞれ制御し、このため、層１２２の性質を制御することは、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方の組成を制御することにより実施することができる。例えば、上記に簡単に説明したように、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の各々は、第一及び第二の被覆材料をそれぞれ懸濁液中に維持し又は溶解する流体担体又は流体溶媒を含むことができる。従って、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料の濃度を変化させることにより第一の被覆組成物１１０の印刷速度を維持しつつ、第一の被覆材料の有効印刷速度を変化させることができる。同様に、第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の濃度を変化させることにより、第二の被覆組成物１１２の印刷速度を維持しつつ、第二の被覆材料の有効な印刷速度を変化させることができる。第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び（又は）第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の組成の制御は、単独にて又は第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の相対的な印刷速度を制御することと組み合わせて利用することができる。
［００４８］ 第一及び第二の材料の相対的な印刷速度の制御と組み合わさって、複数の位置の各々にて第一及び第二の材料が印刷される時間を制御することが可能である。例えば、ある位置にてより短時間だけ一定の流量及び組成にて第一の組成物１１０を印刷する結果、第一の組成物１１０をより長時間印刷する場合よりも第一の材料が堆積する量は少なくなる。
［００４９］ 図１に示したように、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２をそれぞれ、扇状の噴霧１２４、１２６にて射出することができる。扇状の噴霧１２４、１２６は、被覆組成物１１０、１１２の複数の滴にてそれぞれ形成することができる。複数の滴は、連続型又はドロップオンデマンドインキジェット印刷過程により形成することができる。扇状の噴霧１２４、１２６は、基板１１４の面内にて実質的に一元的に（すなわち、１本の線に沿って伸びる状態にて）示されている。その他の実施の形態において、扇状の噴霧１２４、１２６は、円錐体の形状を含み、その結果、基板１１４上の面内にて円となる。更に、扇状の噴霧１２４、１２６は、基板１１４の実質的に全幅をわたって伸びるものとして示されているが、噴霧１２４、１２６は、その他の実施の形態において、基板１１４の全幅以下しか伸びない。また、扇状の噴霧１２４の形状及び（又は）幅は、第二の扇状の噴霧１２６の形状に及び（又は）幅と異なるものとしてもよい。幾つかの実施の形態において、扇状の噴霧１２４、１２６の少なくとも一方の形状及び（又は）幅は、また、印刷過程中、調節することもできる。例えば、第一の扇状の噴霧１２４の幅は、最初、基板１１４の第一の部分を迅速に被覆し得るよう比較的広くし、その後、基板１１４の第一の部分と同一又は異なるものとすることができる、基板１１４の第二の部分上のより細かい特徴を印刷し得るよう狭くすることができる。
［００５０］ 図１には、実質的に同一の位置にて基板１１４に向けられる第一の扇状の噴霧１２４及び第二の扇状の噴霧１２６が示されており、その他の実施の形態において、第一及び第二の扇状の噴霧１２４、１２６は基板１１４上の異なる位置に向けることができる。更に、その他の実施の形態において、第一の扇状の噴霧１２４及び第二の扇状の噴霧１２６は、被覆組成物１１０、１１２を基板１１４上に堆積する前に混合させることができる。例えば、第一及び第二の扇状の噴霧１２４、１２６は、第一及び第二のノズル１０２、１０４と基板１１４との間の位置にて混合させることができる。
［００５１］ 幾つかの実施の形態において、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料は、銀バナジウム酸化物（Ａｇ２Ｖ４Ｏ１１；ＳＶＯ）を含むことができ、第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料は、フッ化炭素（ＣＦＸ）含むことができる。本明細書にて使用したように、フッ化炭素は、１−４置換基フッ素原子を有するメタン、すなわち、フルオロメタン（ＣＨ３Ｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を意味する。
［００５２］ 更なる実施の形態において、第一及び第二の被覆材料の少なくとも一方は、炭素材料を含むことができる。炭素材料は、例えば、シェブロンフィリップス（Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）からシャウイニゲン ブラック（Ｓｈａｗｉｎｉｇａｎ Ｂｌａｃｋ）（商標登録）という商標名にて販売されているもの、ウッドランド（Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ）、ＴＸアロン（Ａｌｏｎｅ）から販売されている比較的純粋な形態の炭素黒（炭素スート、ランプブラック、チャネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック又は同様のもの）のみならず、黒鉛、元素炭素のポリモルフを含む任意の形態の炭素を含むことができ、また、１つ以上の上記の形態の炭素黒と組み合わせてもよいが、炭素ナノチューブ材料を使用することができる。かかるナノチューブ材料は、シングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）又はマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）の何れかを含むことができる。炭素は、純粋な形態、ナノチューブ形態、又はその他であるかどうかを問わず、流体担体又は溶液を含浸させ又はこれら内に担持することができる。溶液は、例えば、揮発性有機溶媒及び特定の重合系材料のような、アニーリング中、排除される任意の材料を含むことができる。
［００５３］ 本発明は、上述した被覆材料にのみ限定されない。それどころか、懸濁液又は溶液として処理することができ、また、電極用の被覆材料として適した実質的に任意の形式の材料は、例えば、粘度、表面張力、固形物、含有物及び同様のもののようなその流体学的特徴は、第一及び（又は）第二のノズル１０２、１０４の滴又は霧の射出特徴に適合する限り、本明細書の範囲内にて使用することができる。溶液又懸濁液の形態にて、基板１１４上に印刷するのに適したその他の被覆材料は、周期律表の第ＶＩＩ群及び第ＶＩＩＩ群に含まれる任意の金属の酸化物、又は例えば、塩化物又は窒化物のような酸化物に対する化学的前駆体を含む。例えば、金属酸化物は、酸化前駆体ＲｕＣｌ３と共に、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、二酸化イリジウム（ＩｒＯ２）、酸化前駆体硝酸マンガン（Ｍｎ（ＮＯ３）２）と共に、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化レニウム（ＲｅＯ２）、二酸化オスミウム（ＯｓＯ２）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、二酸化ロジウム（ＲｈＯ２）、二酸化バナジウム（ＶＯ２）、及び二酸化タングステン（ＷＯ２）を含むことができる。金属酸化物は、これら型式の酸化物の１つ以上を含むことができ且つ（又は）周期律表の第ＶＩＩ群及び第ＶＩＩＩ群の少なくとも１つの金属から成るその他の金属酸化物を含むことができる。
［００５４］ その他の適当な第一及び（又は）第二の被覆材料は、例えば、陽極電極に対して使用することのできる、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭ２Ｏ４（Ｍは遷移金属）ＬｉＭｘＣｏ１−ｘＯ２（Ｍは遷移金属及びｘは０以上で１以下の陽極値（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｎｕｍｂｅｒ）、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ（ＭｎＮｉＣｏ）１／３Ｏ２及び同様のもののような電極材料を含むことができる。第一及び第二の（被覆材料は又陰極電極に対して使用することのできる、例えば、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ３０Ｃ３０Ｃｏ４０、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２との炭素（黒鉛、硬質炭素、中間相（ｍｅｓｏｐｈａｓａ））合金又はその他の遷移金属、遷移金属酸化物のような電極材料を含むことができる。その他の適当な電極材料は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、米国公開特許出願第２００６／００９５０９４号明細書、２００６／００９３９２３号明細書、２００６／００９３９１７号明細書、２００６／００９３９１３号明細書、及び２００６／００９３８７２号明細書に記載されている。
［００５５］ 第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２内の第一及び第二の被覆材料は、それぞれ例えば、化学技術及び工業的被覆技術にて既知であるように、表面張力、粘度、又は密度の所望の組み合わせを維持するよう調合された、溶媒又は懸濁物担体のような流体担体内に懸濁させることができる。幾つかの例において、溶媒又は懸濁物担体は、揮発性溶媒又はポリマー溶液物を含むことができる。幾つかの実施の形態において、流体担体は、グリコール、蒸留水、アルコール又は同様のものを含むことができる。
［００５６］ 図１に示した実施の形態は、基板１１４上に単一の層１２２を含むものとして説明したが、その他の実施の形態において、システム１００は、基板１１４上に複数の層を印刷することができる。幾つかの実施の形態において、層の各々は、例えば、より高充填密度の内層、高電気伝導率を有する中間層、高電力容量を有する外層のような異なる性質を電極に対して提供することができる。その他の実施の形態において、電極１１６は、電極１１６の機械的耐久性を向上させる耐久性被覆として作用する外層を含むことができる。複数の層は、また、例えば、より大きい熱伝導性質を有する層を含むことができる。
［００５７］ 図２は、基板１１４上に電極１１６の層１２２を印刷する別の一例としてのシステム２００の概念的な線図である。システム２００は、第一のノズル１０２と、第二のノズル１０４とを含む。図１に関して上述したシステム１００と同様に、図２のシステム２００は、その他の実施の形態にて３つ以上のノズルを含むことができる。図２に示した実施の形態において、第一のノズル１０２は、第一の被覆組成物１１０を保持する第一のリザーバ１０６と流体的に連結される。同様に、第二のノズル１０４は、第二の被覆組成物１１２を保持する第二のリザーバ１０８に流体的に連結される。
［００５８］ 図２に示した実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２は、比較的濃縮した第一のビーム２２４及び比較的濃縮した第二のビーム２２６にて第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４からそれぞれ射出される。第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６は、図１に示した第一の扇状の噴霧１２４及び第二の扇状の噴霧１２６と比較して、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２が堆積する位置をより正確に制御することを許容する。例えば、第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６は、ドロップオンデマンド流体放出印刷過程又は連続的な流体放出印刷過程により形成された第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の逐次的な単一の滴の流れをそれぞれ含むことができる。第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６は、第一の被覆組成物１１０及び（又は）第二の被覆組成物１１２が基板１１４上に印刷される位置を精密に容易に制御することができる。その結果、システム２００は、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量及び最終的に、図１のシステム１００と比較して、層１２２の性質をより精密に位置的に制御することを可能にする。
［００５９］ 図２には、層１２２内の単一の位置に収斂する第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６が示されており、その他の実施の形態において、第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６は異なる位置に向けることができ、また、単一の位置に収斂しないようにしてもよい。図１に関して上述したように、第一のビーム２２４及び第二のビーム２２６は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２が基板１１４上に堆積する前に、混合させることもできる。
［００６０］ 図１に示した実施の形態と同様に、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２が基板１１４上に又は層１２２内にて印刷される位置は、第一のノズル１０２と基板１１４、及び第二のノズル１０４と基板１１４の相対的位置をそれぞれ調節することにより制御することができる。第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２が静電的に帯電した滴として基板１１４上に印刷される実施の形態において、印刷位置は、ノズル１１８、１２０に隣接する制御可能な磁界により制御することもできる。静電方式の位置制御は、単独にて、又は第一のノズル１０２と基板１１４、及び第二のノズル１０４と基板１１４の相対的位置の制御と組み合せて利用することができる。
［００６１］ 図１に示した実施の形態と同様に、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量は、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の少なくとも一方又は双方の相対的な印刷速度、組成を制御することにより層１２２内の複数の位置にて制御することができる。
［００６２］ 図３には、基板１１４上に電極１１６の層１２２を印刷するため使用することのできる別のシステム３００の概念的な線図が示されている。図３のシステム３００は、第一のリザーバ１０６及び第二のリザーバ１０８と流体的に連結される単一のノズル３０２を含む。第一のリザーバ１０６は、第一の被覆組成物１１０を保持する一方、第二のリザーバ１０８は、第二の被覆組成物１１２を保持する。ノズル３０２は、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の双方を含むことのできる流れ３２４を開口１２０から射出する。
［００６３］ 第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２は、開口１２０から射出される前に、ノズル３０２内にて組み合わされるため、被覆組成物１１０及び１１２が２つの別個の扇状の噴霧１２４、１２６にて又は２つの別個の流れ２２４、２２６にて射出されるシステム１００又はシステム２００と比較して、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の混合状態を改良することができる。第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の改良した混合は、例えば、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の実質的に同様の相対量を含む層１２２の領域の均質性を改良することができる。
［００６４］ 第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量、従ってシステム３００内の層１２２の性質の制御は、インク３０２に対する第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方の供給を制御することにより、又は第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方の組成を制御することにより実現される。幾つかの実施の形態において、ノズル３０２に対する第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の双方の供給は制御可能である一方、その他の実施の形態において、第一の被覆組成物１１０の供給量は、実質的に一定であり、また、第二の被覆組成物１１２の供給は制御される。更に，その他の実施の形態において、第一の被覆組成物１１０と第二の被覆組成物１１２との比を制御することができる一方、開口１２０から射出される被覆組成物１１０、１１２の全体量はほぼ一定である。幾つかの実施の形態において、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方は、被覆過程の間、幾つかの時点にてノズル３０２に供給されず、このため、基板１１４上にて第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料のみ又は第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料のみを含む層１２２の一部分が形成される。
［００６５］ 上述したように、基板１１４及びノズル３０２の相対的位置を制御して、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２が堆積する位置を制御することができる。更に、静電的に帯電した被覆組成物１１０、１１２は、開口１２０に隣接する磁界と共に利用して、第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の少なくとも一方が堆積する位置を制御することができる。幾つかの実施の形態において、基板１１４及びノズル３０２の相対的位置は、静電的に帯電した第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２及び開口１２０に隣接する磁界を利用することと組み合わせて制御される。
［００６６］ 本明細書に記載した被覆システムは、層１２２内の複数の位置にて第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量を制御することにより、層１２２内の複数の位置にて層１２２の少なくとも１つの性質を制御すべく使用することができる。上記に簡単に説明したように、制御可能な層１２２の性質は、例えば、電気的性質、熱伝導率、機械的性質、化学的性質、及び生物学的性質を含む。以下の性質は個々に説明するが、これら特性の１つ以上の組み合わせは、層１２２内の複数の位置にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を適正に制御することにより層１２２内にて制御することができることが理解されよう。
［００６７］ 第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２内の第一及び第二の被覆材料によりそれぞれ改質された電極１１６の電気的性質は、例えば、電気伝導率、電力容量、及びエネルギ密度を含むことができる。例えば、図４に示したように、第一及び第二の被覆材料の相対量は、より伝導性組成物が低伝導性組成物４０４内にて格子４０２を形成するように制御することができる。このことは、層４２２がキャパシタ電極又は電池電極にて使用される電極４１６の層を形成し、キャパシタから外部の導体まで電池の端子又は電気的フィードスルーまでの集電及び経路を提供する実施の形態にて望ましい。より低伝導性組成物４０４内のより高伝導性格子４０２を含む電極４１６は、従来の集電器を不要にし、このため電極４１６の厚さを薄くすることができる。
［００６８］ その他の実施の形態において、電極４１６の伝導率は、植え込み型医療装置内の回路のような、温度感受性構成要素に隣接する電極４１６の一部分の回りにて又はその一部分から離れるよう電流を向けるよう制御することができ、このため、電極内を流れる電流により発生された熱に起因する任意の温度上昇は、温度感受性構成要素からより離れた位置にて生じる。更に、幾つかの実施の形態において、層１２２の伝導率は、その他の幾何学的形態にて制御することができ、周期的でなくし、又は、別の態様にて変化するようにしてもよい。更に、幾つかの実施の形態において、層４２２の伝導率は、図４に示したように、不連続的に変化しないが、これに代えて、層４２２内にて実質的に連続的に変化するようにしてもよい。層４２２の伝導率が実質的に連続的に変化する実施の形態において、より低伝導率の組成物４０４内にてより高伝導率の経路を提供し、電流を電気的フィードスルー又は端子に向け、又は上述したように、電流を熱感受性構成要素から離れる方向に向けるよう伝導率を制御することができる。
［００６９］ 図５に示したように、電極５１６の電力容量及びエネルギ密度は、複数の位置の各々にて層５２２の組成を制御することにより制御することができる。一般に、電極５１６の電力容量は、その表面における電極５１６の組成により決まる一方、電極５１６のエネルギ密度は、その平均的組成により決まる。このように、電極５１６の表面にて大きい電力容量を有する多量の構成要素と、層５２２の他の部分にわたって高エネルギ密度を有するより多量の構成要素とを含む組成物を有する層５２２を形成することにより、比較的高電力容量及び比較的高エネルギ密度の双方を有するハイブリット電極５１６を形成することができる。例えば、第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料が銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を含み、また、第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料がフッ化炭素（ＣＦｘ）を含むとき、基板５１４に隣接する層５２２の内側部分５２２ａは、より高濃度のＣＦｘを含むことができる一方、層５２２の外側部分５２２ｂは、より高濃度のＳＶＯを含む。高濃度のＣＦｘを含む内側部分５２２ａは、ＳＶＯのみにて形成された層５２２よりも高いエネルギ密度を提供する一方、高濃度のＳＶＯを含む外側部分５２２ｂは、ＣＦｘのみにて形成された層５２２よりも高い電力容量を提供する。図５には、内側部分５２２ａ及び外側部分５２２ｂを含む層５２２が示されているが、幾つかの実施の形態において、層５２２は、別個の内側部分５２２ａ及び別個の外側部分５２２ｂを含まず、それどころか、基板５１４の面に対して実質的に直角の方向に向けて層７２２の少なくとも一部分にて実質的に連続的に変化する第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を含むことができる。
［００７０］ 図５には、また、平坦でない基板５１４上に印刷された層５２２も示されている。層５２２を印刷することは、平坦でない基板５１４上でさえ、実質的に制御された厚さを有する層５２２を形成することを可能にする。図５に示した実施の形態のような、幾つかの実施の形態において、層５２２の厚さは、平坦でない基板５１４上にて実質的に均一となるよう制御することができる。その他の実施の形態において、層５２２の厚さは、平坦又は平坦でない何れかの基板５２２上に不均一な厚さプロファイルを生じさせるよう制御することができる。
［００７１］ 第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料と第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料とにより改質された電極１１６の機械的性質は、例えば、剛性又は耐久性を含むことができる。電極１１６の剛性は、基板１１４の位置にて第一及び第二の被覆組成物１１０、１１２の少なくとも一方を印刷しないことを含む、層１２２の厚さを制御することにより、又は層内の複数の位置にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより、制御することができる。例えば、電極１１６の剛性は、層１２２の厚さを制御するだけで、変化させることができる。層１２２のより薄い部分の結果、より厚い層１２２を有する電極１１６の部分よりもより可撓性の電極１１６の部分となる。
［００７２］ 幾つかの実施の形態において、第一の被覆材料は、第二の被覆材料よりも可撓性であるものとすることができる。例えば、ＣＦｘは、ＳＶＯよりも可撓性であり且つ脆弱でないようにしてもよい。従って、図６に示したように、より多くの相対量のＣＦｘにて電極６１６の層６２２の第一の部分６２２ａを印刷することは、より多くの相対量のＳＶＯを有する、層６２２の第二の部分６２２ｂと比較できる。その結果、電極６１６は、第一の部分６２２ａにて優先的に変形し又は曲がり、このことは、更なる処理を受け、その結果、リッジ付きの形状、ら旋状の形状又は同様のもののような平坦でない形状となる電極６１６にとって有益である。幾つかの実施の形態において、より多くの相対量のＣＦｘ又は別の比較的可撓性の第一の被覆材料を含む第一の部分６２２ａは、ＣＦｘのみを含む一方、その他の実施の形態において、第一の部分６２２ａは、ＣＦｘ及びＳＶＯを含むが、第二の部分６２２ｂよりも多くの相対量のＣＦｘを含むことができる。この層６２２の可撓性は、少なくとも２次元にて（例えば、電極６１６の面内にて）制御することができる。
［００７３］ 層１２２の耐久性は、層１２２内の複数の位置の各々にて第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料の相対量及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料の相対量を制御することにより制御できる。例えば、第一の被覆材料は、比較的大きい機械的耐久性を有する被覆材料とすることができる。第一の被覆材料の相対量は、層１２２の外面に隣接して比較的多量であり、層１２２の他の部分への効果を最小にしつつ、層１２２内での保護被覆を実質的に提供するよう制御することができる。１つの実施の形態において、第一及び第二の被覆材料の少なくとも一方は、炭素を含むことができ、また、チタンを含む基板１１４上に印刷することができる。その後に、基板１１４及び層１２２を加熱して炭素及びチタンを反応させ極めて耐久性のある窒化チタンを形成することができる。
［００７４］ 第一の被覆組成物１１０内の第一の被覆材料及び第二の被覆組成物１１２内の第二の被覆材料により改質された電極１１６の化学的性質は、化学的活性度又は同様のものを含むことができる。例えば、第一及び第二の被覆材料の相対量は、例えば、グルコースセンサ電極用のグルコース、ｐＨセンサ電極用の水素イオン又は同様のもののような、特定の化学的種に対する応答性を提供するよう制御することができる。幾つかの実施の形態において、図７に示したように、複数の電極７１６ａ、７１６ｂ、７１６ｃ、７１６ｄ（集合的に「電極７１６」）は、電極列７１８にて基板７１４上に印刷することができる。幾つかの実施の形態において、電極７１６の第一のものは、電極７１６の第二のものと異なる化学的活性度となる、相対量の第一及び第二の被覆材料から成るものとすることができる。幾つかの実施の形態において、電極７１６の各々は、第一及び第二の被覆材料の異なる相対量から成り、そのため、電極７１６の各々は異なる化学的活性度を有するようにする。
［００７５］ 幾つかの実施の形態において、電極列７１８の電極７１６の各々は、電気的絶縁領域７２０により他の電極７１６から電気的に絶縁することができる。電気的絶縁領域７２０は、また、基板７１４上に印刷し、また、第三のノズルから印刷される第三の被覆組成物内の第三の被覆材料とすることができる。その他の実施の形態において、電極７１６の各々は、実質的に非伝導性の基板７１４上に印刷することができ、また、電極列は印刷した電気的絶縁領域７２０を含まないようにしてもよい。
［００７６］ その他の実施の形態において、電極は、複数の電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃを含むセグメント化した電極８１６とすることができる。電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃは、同一のセンサ又は刺激発生器に電気的に連結することができる。幾つかの実施の形態において、電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃの各々は、異なる相対量の第一及び第二の被覆材料にて形成される一方、その他の実施の形態において、電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃの少なくとも２つは、実質的に同様の相対量の第一及び第二の被覆材料にて形成される。幾つかの実施の形態において、電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃの各々は、電気的絶縁領域８２０により他の電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃから電気的に絶縁することができる。電気的絶縁領域８２０は、基板８１４上に印刷することもでき、また、第三のノズルから印刷される第三の被覆組成物内の第三の被覆材料とすることができる。他の実施の形態において、電極部分８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃの各々は、実質的に非伝導性の基板８１４上に印刷することができ、また、電極列は印刷した電気的絶縁領域８２０を含まないようにしてもよい。
［００７７］ 電極１１６の熱的性質は、熱伝導率を含むことができる。層１２２の熱伝導率は、層１２２内の複数の位置にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより、少なくとも二次元に制御することができる。層１２２の熱伝導率は、例えば、層１２２及び電極１１６から効果的に熱を伝導するためのより高伝導性の熱経路を提供するよう変化させることができる。幾つかの実施の形態において、層１２２の熱伝導率の制御は、層１２２の伝導率を制御することを組み合わせて実施し、例えば、層１２２内の電流の伝達に起因して発生された熱から熱感受性構成要素を更に保護することができる。幾つかの実施の形態において、層１２２の熱伝導率は、層１２２の少なくとも一部分にて実質的に連続的に変化するようにし、また、幾つかの実施の形態において、層１２２の熱伝導率は、層１２２の少なくとも一部分にて不連続的に変化するようにしてもよい。
［００７８］ 更にその他実施の形態において、第一の被覆組成物１１０又は第二の被覆組成物１１２は、共に使用して基板１１４上に多孔質層１２２を発生させる少なくとも１つの被覆材料及び犠牲成分を含むことができる。多孔質層は、電解質を含む電解質キャパシタ又は電池内にて使用されたとき、電極１１６の内部への電解質のアクセスを増すことができる。例えば、犠牲成分は、後続の熱処理工程にて除去されて熱処理工程中に消費されない材料のマトリックス内に空隙を形成する化学的種を含むことができる。幾つかの実施の形態において、犠牲成分は、例えば、パラフィン、デメチルスルフォン、ステアリン酸、アンモニアバイカーボネート又は、例えば、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマーから成るものとすることができる。犠牲成分は、溶解、焼結、燃焼、蒸発、真空蒸着又は同様のものにより層１２２から除去することができる。
［００７９］ 図９には、図１を更に参照として説明する、基板１１４上に電極１１６の層１２２を印刷する一例としての方法９００が示されているが、この方法は、図２のシステム２００又は図３のシステム３００を使用して実施することもできる。第一に、層１２２が印刷される（９０２）基板１１４が提供される。上記にて更に詳細に説明したように、基板１１４は、キャパシタハウジングの一部分、電池ハウジングの一部分、導体、集電器、印刷過程後に破壊される犠牲基板又はプラスチック基板から成るものとすることができる。次に、基板１１４と第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４との間の相対的位置が設定される（９０４）。相対的位置は、基板１１４を少なくとも一元的に動かし、第一のノズル１０２及び（又は）第二のノズル１０４を少なくとも一元的に動かし、又は基板１１４及び第一のノズル１０２及び（又は）第二のノズル１０４を少なくとも一元的に動かすことにより設定することができる。幾つかの実施の形態において、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４の位置は、独立的に制御することができる一方、その他の実施の形態において、第一及び第二のノズル１０２、１０４は、共通の可動のステージに連結され、また、基板１１４に対する第一及び第二のノズル１０２、１０４の位置は独立的に制御することはできない。上述したように、基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置は、手動にて又は例えば、ＣＮＣマシーンを使用する等のようにして、自動的に制御することができる。
［００８０］ 基板１１４及び第一のノズル１０２及び第二のノズルの相対的位置が設定されたとき、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方は、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４からそれぞれ射出され且つ基板１１４上に印刷される（９０６）。ユーザは、手動コントロール、又はプロセッサ、ＣＮＣ又はその他のソフトウェア、ハードウェア又はファームウェアコントロールにて、基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置を平行移動させるべきかどうかを決定する（９０８）。相対的位置を平行移動させるべきとき、ユーザ又はプロセッサは、新たな相対的位置を設定し（９０４）、また、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方を射出する（９０６）。プロセッサが相対的位置は平行移動させるべきでないと決定したとき、この方法は終了する。
［００８１］ 図１０は、図１に関して説明する、基板１１４上に電極１１６の層１２２を印刷するための別の一例としての方法の線図であるが、この方法は、図２のシステム２００又は図３のシステム３００を使用して実施することもできる。第一に、層１２２が印刷される基板１１４が提供される（９０２）。上記にて更に詳細に説明したように、基板１１４は、キャパシタハウジングの一部分、電池ハウジングの一部分、導体、集電器、印刷過程後破壊される犠牲基板又はプラスチック基板から成るものとすることができる。次に、基板１１４と第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４との間の相対的位置が設定される（９０４）。基板１１４を少なくとも一元的に動かし、第一のノズル１０２及び（又は）第二のノズル１０４を少なくとも一元的に動かし、又は基板１１４及び第一のノズル１０２及び（又は）第二のノズル１０４を少なくとも一元的に動かすことにより相対的位置を設定することができる。幾つかの実施の形態において、第一のノズル１０２及び第二のノズル１０４の位置は、独立的に制御することができる一方、その他の実施の形態において、第一及び第二のノズル１０２、１０４は、共通の可動のステージに連結され、また、基板１１４に対する第一及び第二のノズル１０２、１０４の位置は、独立的に制御することはできない。上述したように、基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置は、手動にて又は、例えば、ＣＮＣマシーンを使用するといったように自動的に制御することができる。
［００８２］ 基板１１４及び第一のノズル１０２及び第二のノズルの相対的位置が設定されたとき、第一の材料及び第二の材料の相対的印刷速度が設定される（１００５）。上記にて更に詳細に説明したように、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方の組成を制御し、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物の少なくとも一方の流量又は滴の形成量を制御することにより、又はそれらの組合せにより第一の材料及び第二の材料の相対的な印刷速度を制御することができる。第一の材料及び第二の材料の相対的印刷速度が設定されたとき、第一の被覆組成物１１０及び第二の被覆組成物１１２の少なくとも一方は、第一のノズル１０２又は第二のノズル１０４からそれぞれ射出され且つ、基板１１４上に印刷される（９０６）。図９と同様に、次に、ユーザ又はプロセッサは、基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置を平行移動させるべきかどうかを決定する（９０８）。基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置を平行移動させるべきとき、ユーザ又はプロセッサは、新たな相対的位置を設定する（９０４）。
［００８３］ 基板１１４及び第一及び第二のノズル１０２、１０４の相対的位置を平行移動させるべきでないとき、印刷過程は終了し、層１２２を含む電極１１６は、後処理ステップに進むことができる（１０９９）。例えば、幾つかの実施の形態において、層１２２を含む電極１１６に対し熱処理ステップを行ない流体担体又は溶媒を除去することができる。幾つかの実施の形態において、層１２２を含む電極１１６に対し後処理ステップを行ない、層１２２内部から犠牲成分を除去して、多孔質層１２２を形成し、又は後処理ステップを行ない犠牲基板１１４を除去することができる。後処理ステップは、第一及び第二の被覆材料をアニールするための熱処理を含むこともできる。
［００８４］ 本明細書にて説明した技術は、少なくとも部分的にハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組合せにて具体化することができる。例えば、この技術の色々な特徴は、１つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）を含む１つ以上のプロセッサ、アプリケーション特定的な集積回路（ＡＳＩＣｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡｓ）又は任意のその他の等価的な集積回路又は離散型論理回路並びにかかる構成要素の任意の組合せにて具体化することができる。「プロセッサ」又は「処理回路」という語は、全体として、単独にて又はその他の論理回路、又は任意のその他の等価的な回路と組み合わせた上述した論理回路の任意のものを意味することができる。
[００８５] かかるハードウェア、ソフトウェア又はファームウェアは、同一の装置又は別個の装置内にて具体化し本明細書にて説明した各種のオペレーション及び機能を支えることができる。更に、説明したユニット、モジュール又は構成要素の任意のものは、共に又は離散型であるが、相互作用可能な論理装置として別個に具体化することができる。
［００８６］ ソフトウェア内に具体化されたとき、本明細書にて説明したシステム、装置及び技術に基づく機能は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ磁気データ保存媒体、光学データ保存媒体、又は同様のもののような、コンピュータ読取り可能な媒体上の指令として具体化することができる。指令は、本明細書にて説明した機能の１つ以上を支え又は制御するよう実行することができる。
［００８７］ 例えば、コンピュータ読取り可能な媒体上に保存された指令は、プロセッサを制御してシステムを制御し、第一の材料及び第二の材料を基板上に導入し電極の層を形成することができ、また、層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御することができる。
［００８８］ その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、クレスピィ（Ｃｒｅｓｐｉ）への米国特許第５，２２１，４５３号明細書に記載されたように銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を作成する。合成後のＳＶＯ粒子の分布は表１に記載してある。次に、ＳＶＯを微粉砕して表２の組成を得る。
表１
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
非微粉砕 １０ ６５ １７５ −−−
ＳＶＯ
表２
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
微粉砕した １．１ ２．４ ４．６ ＜９
ＳＶＯ
［００８９］ 次に、９２％微粉砕ＳＶＯ、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの４０％固形物にて水系スラリーを作成する。
［００９０］ ９２％微粉砕炭素モノフッ化物、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの約４０％固形物を保持する、炭素モノフッ化物を含む同様の水素スリラーを作成する。
［００９１］ ２つのスリラーは、一体型の流体供給システム（ＩＦＤＳ）により超噴霧ヘッドに対する液体供給分として使用される。ＩＦＤＳは、噴霧形成先端を有する超音波変換器と、超音波発生器と、外部の液体アプリケータと、外部精密液体供給システムと、空気導入器とを含む。かかるシステムは、マサチューセッツ州ハーバヒルのウルトラソニック システム インク（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能である。被覆スラリーは、独立的な加圧リザーバ内に貯蔵され、また、それらの供給量を独立的に制御することのできる精密液体液供給システムにより液体アプリケータに供給される。二元的に又は三元的に変化する種々の堆積厚さ及び（又は）組成パターンを含むことができる、基板の寸法及び所望の組成パターンの寸法により要求されるようにＩＦＤＳを制御するため、多軸運動及び位置決めシステムが使用される。
［００９２］ 被覆を堆積した後、電極は、乾燥する迄、約１．３３キロパスカル（ｋｐａ）から約１３．３キロパスカルの圧力にて５５℃の真空加熱炉内に入れる。
［００９３］ クレスピィ（Ｃｒｅｓｐｉ）への米国特許第５，２２１，４５３号明細書にて説明されているように、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）が作成される。合成後のＳＶＯ粒子の分布は表３に記載してある。次に、ＳＶＯを微粉砕して表４の組成を得る。
表３
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
非微粉砕 １０ ６５ １７５ −−−
ＳＶＯ
表４
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
微粉砕した １．１ ２．４ ４．６ ＜９
ＳＶＯ
［００９４］ 次に、９２％微粉砕ＳＶＯ、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンｎ−ブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの４０％固形物にて水系スラリーを作成する。
［００９５］ ９２％微粉砕炭素モノフッ化物、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの約４０％固形物を保持する炭素モノフッ化物にてＳＶＯを置換して、同様の水素スリラーを作成する。
［００９６］ ２つのスリラーは、一体型の流体供給システム（ＩＦＤＳ）により２つの超噴霧ヘッドに対する液体供給分として使用される。被覆スラリーは、独立的な加圧リザーバ内に貯蔵され、また、各々がそれらの供給量を独立的に制御することのできる精密液体液供給システムにより液体アプリケータに供給される。二元的に又は三元的に変化する種々の堆積厚さ及び（又は）組成パターンを含むことができる、基板の寸法及び所望の組成パターンの寸法により要求されるように２つのＩＦＤＳ（標的又は基板を打撃するとき、その噴霧が衝突するように固定した関係にて取り付けられている）を制御するため多軸運動及び位置決めシステムが使用される。
［００９７］ 被覆を堆積した後、電極は、乾燥する迄、約１．３３キロパスカル（ｋｐａ）から約１３．３キロパスカルの圧力にて５５℃の真空加熱炉内に入れる。
［００９８］ クレスピィ（Ｃｒｅｓｐｉ）への米国特許第５，２２１，４５３号明細書に記載されているように、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）が作成される。合成後のＳＶＯ粒子の分布は表５に記載してある。次に、ＳＶＯを微粉砕して表６の組成を得る。
表５
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
非微粉砕 １０ ６５ １７５ −−−
ＳＶＯ
表６
Ｄ１０ Ｄ５０ Ｄ９０ Ｄ１００
（μ） （μ） （μ） （μ）
微粉砕した １．１ ２．４ ４．６ ＜９
ＳＶＯ
［００９９］ 次に、９２％微粉砕ＳＶＯ、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンｎ−ブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの４０％固形物にて水系スラリーを作成する。
［０１００］ ９２％微粉砕炭素モノフッ化物、６％電池等級炭素黒、１．３３％スチレンブタジエンゴムバインダ（日本、東京のゼオン株式会社特殊材料事業部から入手可能）、及び０．６７％カルボキシメチルセルロース（日本、大阪のダイセル化学工業から入手可能）の乾重量フォミュレーションの約４０％固形物を保持する、炭素モノフッ化物を含む同様の水素スリラーを作成する。
［０１０１］ ２つのスリラーは、一体型の流体供給システム（ＩＦＤＳ）により２つの独立的な超噴霧ヘッドに対する液体供給分として使用される。被覆スラリーは、独立的な加圧リザーバ内に貯蔵され、また、各々がそれらの供給量を独立的に制御することのできる２つの精密液体液供給システムと関係した液体アプリケータに供給される。二元的に又は三元的に変化する種々の堆積厚さ及び（又は）組成パターンを含むことができる、基板の寸法及び所望の組成パターンの寸法により要求されるように独立的なＩＦＤＳを制御するため多軸運動及び位置決めシステムが使用される。
［０１０２］ 被覆を堆積する過程が実行された後、電極は、乾燥する迄、約１．３３キロパスカル（ｋｐａ）から約１３．３キロパスカルの圧力にて５５℃の真空加熱炉内に入れる。
［０１０３］ 本発明の各種の実施の形態について説明した。これら及びその他の実施の形態は、特許請求の範囲に含まれるものである。

Claims (36)

  1. 第一の被覆組成物は少なくとも第一の被覆材料を含み、第二の被覆組成物は少なくとも第二の被覆材料を含み、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は基板上に堆積するように、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物をノズルから射出する工程と、
    層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程とを含む、基板上に電極の層を印刷する工程を備える、方法。
  2. 請求項１に記載の方法において、前記複数の位置は前記層内にて少なくとも二元的に配列される、方法。
  3. 請求項２に記載の方法において、前記複数の位置は層内にて
    三元的に配列される、方法。
  4. 請求項１から３の何れかの項に記載の方法において、前記第一の被覆材料は、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を含み、前記第二の被覆材料は、フッ化炭素（ＣＨ３Ｆ）、二フッ化炭素（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化炭素（ＣＨＦ３）、及び四フッ化炭素（ＣＦ４）の少なくとも１つを含む、方法。
  5. 請求項４に記載の方法において、前記層は、前記基板に隣接する第一の面と、該第一の面に対向する第二の面とを備え、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程は、前記第一の面に隣接して、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つの増大した濃度を提供し且つ前記第二の面に隣接してＳＶＯの増大した濃度を提供することにより、電力容量及びエネルギ密度を制御する工程を含む、方法。
  6. 請求項１から３の何れかの項に記載の方法において、前記第一の被覆材料及び前記第二の被覆材料の少なくとも一方は、炭素を含む、方法。
  7. 請求項１から６の何れかの項に記載の方法において、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程は、前記層内の複数の位置の少なくとも１つ内にて第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物の少なくとも一方を印刷しない工程を含む、方法。
  8. 請求項１から７の何れかの項に記載の方法において、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程は、前記層の剛性を制御する工程を含む、方法。
  9. 請求項１から８の何れかの項に記載の方法において、前記層を熱処理する工程を更に含む、方法。
  10. 請求項１から９の何れかの項に記載の方法において、前記基板は、平坦でない基板部分を備える、方法。
  11. 請求項１から１０の何れかの項に記載の方法において、前記基板の表面は、第一の面を含み、前記層は第二の層を含み、前記基板は第二の面を更に含み、
    第二の面上に第二の層を印刷する工程と、
    前記第二の層内の複数の位置の各々にて前記第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより前記第二の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程とを備える、方法。
  12. 請求項１から１０の何れかの項に記載の方法において、前記電極は第一の電極を含み、
    基板上に第二の電極の層を印刷することにより電極列を形成する工程を更に備え、
    前記第二の電極の層を印刷する工程は、
    第一の被覆組成物をノズルから射出する工程と、
    第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物は第一の電極から異なる位置に基板上に堆積するように第二の被覆組成物をノズルから射出する工程と、
    前記第二の電極の層内の複数の位置の各々にて前記第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御することにより前記第二の電極の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程とを備える、方法。
  13. 請求項１２に記載の方法において、前記第二の電極の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記第一の電極の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つと相違する、方法。
  14. 請求項１から１１の何れかの項に記載の方法において、前記電極は、パターン付きの電極である、方法。
  15. 請求項１から１４の何れかの項に記載の方法において、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物をノズルから射出する工程は、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物を単一のノズルから射出する工程を含む、方法。
  16. 請求項１から１４の何れかの項に記載の方法において、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物をノズルから射出する工程は、第一の被覆組成物を第一のノズルから射出する工程と、第二の被覆組成物を第二のノズルから射出する工程とを含む、方法。
  17. 請求項１６に記載の方法において、第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物を混合させる工程を更に含む、方法。
  18. 請求項１７に記載の方法において、第一の被覆組成物及び第二の被覆物を混合させる工程は、第一の被覆組成物を第一のノズルから射出する工程の後、第二の被覆組成物を第二のノズルから射出する工程の後、及び第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物が前記基板上に堆積する前に行なわれる、方法。
  19. 請求項１７に記載の方法において、第二の被覆組成物及び第一の被覆組成物を混合させる工程は、第一の被覆組成物を第一のノズルから射出する工程の後、第二の被覆組成物を第二のノズルから射出する工程の後、及び第一の被覆組成物及び第二の被覆組成物が前記基板上に堆積するのと実質的に同時に行なわれる、方法。
  20. 請求項１から１９の何れかの項に記載の方法において、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程は、第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量が前記層の少なくとも一部分にて実質的に連続的に変化するように前記層の複数の位置の各々における前記第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量を制御する工程を含む、方法。
  21. 電極において、
    基板上に印刷された層を備え、
    前記層は第一の被覆材料及び第二の被覆材料から成り、
    前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記層内の複数の位置にて相違し、
    前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量により制御される、電極。
  22. 請求項２１に記載の電極において、前記複数の位置は、前記層内にて少なくとも二元的に配列される、方法。
  23. 請求項２２に記載の電極において、前記複数の位置は、前記層内にて三元的に配列される、方法。
  24. 請求項２１から２３の何れかの項に記載の方法において、前記第一の被覆材料は、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を含み、また、第二の被覆材料は、フッ化炭素（ＣＨ３Ｆ）、二フッ化炭素（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化炭素（ＣＨＦ３）、及び四フッ化炭素（ＣＦ４）の少なくとも１つを含む、被覆材料。
  25. 請求項２４に記載の方法において、前記層は、前記基板に隣接する第一の面と、該第一の面に隣接する第二の面とを備え、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程は、前記第一の面に隣接して
    ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つの増大した濃度を提供し且つ前記第二の面に隣接してＳＶＯの増大した濃度を提供することにより、電力容量及びエネルギ密度を制御する工程を含む、方法。
  26. 請求項２１から２３の何れかの項に記載の方法において、第一の被覆材料及び第二の被覆材料の少なくとも一方は、炭素を含む、方法。
  27. 請求項２１から２６の何れかの項に記載の方法において、前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記層の剛性を含む、電極。
  28. 請求項２１から２７の何れかの項に記載の電極において、前記層内の複数の位置の少なくとも１つは、前記第一の被覆材料及び第二の被覆材料の１つを備える、電極。
  29. 請求項２１から２７の何れかの項に記載の電極において、前記層内の複数の位置の少なくとも１つは、前記第一の被覆材料又は第二の被覆材料の何れも備えない、電極。
  30. 請求項２１から２９の何れかの項に記載の電極において、前記基板は平坦でない基板部分を備える、電極。
  31. 請求項２１から３０の何れかの項に記載の電極において、前記基板は第一の面及び第二の面を含み、前記層は、前記基板の第一の面上に印刷した第一の層を含み、前記電極は、
    基板の第二の面上に印刷された第二の層を備え、
    前記第二の層は、第一の被覆材料及び第二の被覆材料から成り、前記第二の層は、第一の被覆材料及び第二の被覆材料を備え、
    前記第二の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記第二の層内の複数の位置にて相違し、
    前記第二の層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つは、前記第二の層内の複数の位置の各々にて第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対量により制御される、電極。
  32. 請求項２１から３１の何れかの項に記載の電極において、電極はパターン付きの電極である、電極。
  33. 請求項２１から３２の何れかの項に記載の電極において、第一の被覆材料及び第二の被覆材料の相対的量は、前記層の少なくとも一部分内にて実質的に連続的に変化する、電極。
  34. 方法において、
    基板の上方にて第一の材料及び第二の材料を導入して電極の層を形成する工程と、
    前記層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程と、を備え、
    第一の材料はＳＶＯを含み、また、第二の材料は、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含む、方法。
  35. プロセッサに対して次のことを行なわせる指令を含むコンピュータ読取り可能な媒体において、
    基板の上方にて第一の材料及び第二の材料を導入して電極の層を形成するようにし、
    前記層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御するようにし、
    第一の材料はＳＶＯを含み、また、第二の材料は、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含む、コンピュータ読取り可能な媒体。
  36. 方法において、
    基板の上方にて第一の材料及び第二の材料を導入して植込み型医療装置内にて電池に対する電極の層を形成する工程と、
    前記層内の複数の位置の各々にて第一の材料及び第二の材料の相対量を制御することにより前記層の電気伝導率、熱伝導率、機械的性質、電力容量、エネルギ密度、化学的活性度及び電気化学的活性度の少なくとも１つを制御する工程と、を備え、
    第一の材料はＳＶＯを含み、また、第二の材料は、炭素フッ化物すなわち、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、及びＣＦ４の少なくとも１つを含む、方法。
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