JP2020095839A - 編地電池及び被服 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて柔軟性に優れ、撓ませることができるだけでなく、面方向にも伸縮させることができる編地電池１０を提供すること。【解決手段】絶縁性糸１１により編成された編地１に、糸状の正極２及び糸状の負極３を互いに間隔をあけて編み込むようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、糸状の電極が編地に編み込まれた編地電池、及びこの編地電池を含む被服に関するものである。

従来、柔軟性を有するフレキシブル電池として、下記特許文献１には、正極、セパレータ、負極等の各発電要素を、ポリエチレン／アルミニウム／ポリエチレンの構成から成るラミネートフィルムの外装材により収容した薄型カード電池が開示されている。この電池は、各発電要素を減圧状態でラミネートフィルムで収容したものであり、あらゆる応力に対し柔軟性に優れ、かつ安定した電力を供給することを目的としている。

また、下記特許文献２には、可撓性を有する基材上に、複数の単電池が配置されたフレキシブルな集合電池が開示されている。この電池は、４つの単電池から成る矩形の集合体を複数有し、各集合体は、矩形の２つの対角線上に設けられた無地部によって４つの単電池が分割されたものであり、ねじれの外力が加わっても破損することなく機能させることを目的としている。

しかしながら、これら従来のフレキシブル電池は、ある程度撓ませることが可能であるものの、正極、セパレータ、負極等の各発電要素それ自体を伸縮させることはできず、その利用範囲が限定される難点があった。

特許第３６１７０８１号公報 特許第４５２２１０７号公報

本発明は、従来のフレキシブル電池に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、極めて柔軟性に優れ、撓ませることができるだけでなく面方向にも伸縮させることができる編地電池を提供することを課題とする。

また、本発明は、一般の被服とほぼ同等の着用感を得ることができる電池内臓の被服を提供することを課題とする。

本発明に係る編地電池は、絶縁性糸により編成された編地に糸状の正極及び糸状の負極が互いに間隔をあけて編み込まれて成ることを特徴としている。

また、本発明に係る編地電池は、前記編地、前記正極、及び前記負極が緯編みされていることを特徴としている。

また、本発明に係る編地電池は、前記正極及び／又は前記負極が、芯糸の表面に電極材をコーティングしたコーティング糸から成ることを特徴としている。

また、本発明に係る編地電池は、前記正極及び／又は前記負極が、芯糸に電極材から成るフィラメント糸を螺旋状に巻きつけたカバーリング糸から成ることを特徴としている。

また、本発明に係る被服は、上記編地電池を含む編地から成ることを特徴としている。

本発明に係る編地電池は、絶縁性糸により編成された編地に糸状の正極及び糸状の負極が編み込まれて構成されているので、正極及び負極自体を容易に変形させることができ、極めて柔軟性に優れ、撓ませることができるだけでなく面方向にも伸縮させることができる。

また、本発明に係る被服は、柔軟性に優れた編地電池を含んだ編地から構成されているので、一般の被服とほぼ同等の着用感を得ることができる。

本実施形態の編地電池の編成組織図である。 本実施形態の編地電池の正極周辺の拡大組織図である。 本実施形態の編地電池の負極周辺の拡大組織図である。

図１に示すように、本実施形態の編地電池１０は、絶縁性糸により編成された編地１に、糸状の正極２及び糸状の負極３が互いに間隔をあけて編み込まれて構成されている。これら間隔をあけて編み込まれた正極２と負極３との間の編地１部分がセパレータ４として機能する。

編地１は、図２に示すように、計２本の絶縁性糸１１が引き揃えられてリブ編組織で緯編みされている。本実施形態では、絶縁性糸１１として、１８０デニールの綿糸を使用している。

正極２は、正電極材を少なくとも外表面に有する正電極糸２１から成り、この正電極糸２１が、上記編地１を構成する２本の絶縁性糸１１と共に引き揃えられ、２コースに亘ってリブ編組織で緯編みされている。本実施形態では、正電極糸２１として、ナイロン芯糸の外表面に正電極材の銀をコーティングしたコーティング糸を計２６本引き揃えた、８０デニールのマルチフィラメント糸を使用している。

負極３は、図３に示すように、負電極材を少なくとも外表面に有する負電極糸３１から成り、この負電極糸３１が、上記編地１を構成する２本の絶縁性糸１１の代わりに、２コースに亘ってリブ編組織で緯編みされている。本実施形態では、負電極糸３１として、１５０デニールの綿芯糸に、負電極材のアルミニウムのスリットヤーンをフィラメント糸として螺旋状に巻きつけた、３５０デニールのカバーリング糸を使用している。

そして、正極２及び負極３にはそれぞれ、不図示の配線を介して電極端子が接続されており、これら正極２及び負極３に電解液を接触させることによって外部に電力を供給することができる。

また、本実施形態の編地電池１０と共に編成された編地を用いて、例えば肌着、下着、靴下等の被服を構成し、これら被服に編み込まれた正極２及び負極３に、電解液として人体の汗や尿等の体液を接触させることにより発電させることも可能である。

「実施例」
公知の横編機により上記実施形態の糸使いで編地電池１０を編成し、縦横２ｃｍの編地電池の試料片を切り出した。この試料片をトレイ上におき、生理食塩水を霧吹器により数回噴霧したところ、電圧０．５５〜０．７Ｖの発電が認められた。

このように本実施形態の編地電池１０は、絶縁性糸により編成された編地１に、糸状の正極２及び糸状の負極３が編み込まれて構成されているので、ループを形成する正極２及び負極３を容易に曲げ変形させることができ、極めて柔軟性に優れ、編地電池自体を撓ませることができるだけでなく面方向にも伸縮させることができる。

しかも、糸状の正極２及び負極３がループを形成するので、各電極の表面積を格段に大きくすることができ、高効率に発電させることができる。また、これら糸状の正極２及び負極３が、編地１を構成する絶縁性糸１１のループにより保持されているので、編地電池の変形時にも電極同士の短絡を防ぐことができる。

また、本実施形態の編地電池１０は、編地１、正極２、負極３、及びセパレータ４部分に形成されたループによって、外部から供給される電解液を保持し易く、安定した発電が可能となる。しかも、本実施形態の編地電池１０は、吸湿性、吸水性に優れた綿糸を、編地１の絶縁性糸１１として使用するとともに、負極３の負電極糸３１のカバーリング糸の芯糸として使用しているので、電解液の保持性を更に向上させることができる。

また、本実施形態の編地電池１０は、編地１に糸状の正極２及び負極３を編み込んだだけの至って簡素な構成を有しているので、この編地電池１０を含む編地を用いて構成された被服は、一般の被服とほぼ同等の着用感を得ることができる。

以上、本実施形態の編地電池１０について説明したが、本発明は他の実施形態でも実施することができる。

例えば、上記実施形態では、編地１、正極２及び負極３をリブ編組織で緯編みしているが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、他の編み組織で緯編みしてもよく、また、経編みしてもよい。さらに、編地１、正極２及び負極３をそれぞれ異なる編組織で編成してもよい。経編電池の可撓性、伸縮性、強度、弾性力等を考慮して種々の設計変更が可能である。

また、上記実施形態では、正極２の正電極糸２１を、編地１を構成する絶縁性糸１１と共に編み込んでいるが、正電極糸２１のみで編み込んでもよい。また、負極３の負電極糸３１を、編地１を構成する絶縁性糸１１と共に編み込んでもよい。

また、上記実施形態では、編地１を構成する絶縁性糸１１として綿糸を使用しているが、他の天然繊維や再生繊維、半合成繊維、合成繊維、或いはこれら繊維を複数種類混合した混合繊維を使用してもよい。

また、上記実施形態では、正極２の正電極糸２１として、芯糸の表面に正電極材をコーティングしたコーティング糸を使用し、負極３の負電極糸３１として、芯糸に負電極材から成るフィラメント糸を巻きつけたカバーリング糸を使用しているが、これら正電極糸２１及び負電極糸３１として金属繊維を使用してもよい。これら正電極糸２１及び負電極糸３１は、銀、アルミニウムの他、銅、真鍮その他の一般的な電極材を少なくとも表面に有する糸材であれば足り、市販品を使用することができる。

本発明は、その他、その趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施してもよく、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施してもよい。

１０ 編地電池
１ 編地
１１ 絶縁性糸
２ 正極
３ 負極

Claims (5)

1. 絶縁性糸により編成された編地に糸状の正極及び糸状の負極が互いに間隔をあけて編み込まれて成る編地電池。
2. 前記編地、前記正極、及び前記負極が緯編みされていることを特徴とした請求項１に記載の編物電池。
3. 前記正極及び／又は前記負極が、芯糸の表面に電極材をコーティングしたコーティング糸から成ることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の編地電池。
4. 前記正極及び／又は前記負極が、芯糸に電極材から成るフィラメント糸を螺旋状に巻きつけたカバーリング糸から成ることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の編地電池。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の編地電池を含む編地から成る被服。