JP7150136B2 - エネルギー貯蔵装置のためのスタック - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー貯蔵装置のためのスタックに関し、より詳細には、排他的ではないが、エネルギー貯蔵装置のためのスタックを加工するための方法および装置に関する。

電極、電解質、および集電体の層を備える固体薄膜セルなどのエネルギー貯蔵装置を製作する知られている方法は、基材に形成された第１の集電層と、電極層と、電解質層と、第２の電極層と、第２の集電層とを備えるスタックを初めに形成することになる。次に、スタックは個々のセルを形成するために別個の部分へと切断される。次に、各々のセルは、例えば層の不動態化および可及的な短絡を防止するために、保護層で被覆され得る。

例えば、互いの上に積み重ねられた複数のセルの集電体を電気的に連結するためにといった、セルの電気的連結を形成するために、保護層の一部は、例えばエッチングによって、除去されてもよい。代替で、各々の集電体の一部分が露出されたままとされることを確保するために、被覆工程の前にマスクが適用されてもよい。

しかしながら、固体薄膜セルなどのエネルギー貯蔵装置のためのスタックの知られている形成および加工は、非効率的であり得るため、効果的な商業化を困難にしている。そのため、エネルギー貯蔵装置のためのスタックの形成および加工のための効率的な方法を提供することが望ましい。

本発明の第１の態様によれば、エネルギー貯蔵装置のためのスタックを取得するステップであって、スタックは、第１の電極層と、第２の電極層と、第１の電極層と第２の電極層との間の電解質層とを備える、ステップと、第１の電極層の露出された部分および電解質層の露出された部分を覆って第１の材料を堆積させるステップと、さらなるこのような第２の電極層に連結するために介在し、第２の電極層からの電気的連結を提供するために、第１の材料を覆って第２の電極層と接触するように第２の材料を堆積させるステップとを含み、それによって、第１の材料は第１の電極層の露出された部分と電解質層の露出された部分とを第２の材料から絶縁する、方法が提供される。

第１の材料を覆って第２の電極層と接触するように第２の材料を堆積させるステップは、スタックから並列に形成されるセルの効率的および／または信頼できる連結を可能にし、延いては、例えば、セルからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作を可能にすることができる。

例では、第１の材料を堆積させるステップは、第１の材料のインクジェット材料堆積を含む。インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって第１の材料を堆積させることは、第１の材料の柔軟性があり、効率的であり、および／または信頼できる堆積を可能にすることができる。例えば、インクジェット印刷は、例えば溶射被覆と比較して、比較的低い（例えば、周囲の）温度および／または圧力で実施でき、延いては、経済的および／または効率的な堆積、延いてはセル製作を可能にすることができる。

例では、スタックは、第１の電極層および第２の電極層の一方に隣接する基材を備え、第１の電極層および第２の電極層の他方はアノード層である。スタックをこの構成とすることで、アノード材料を第２の材料として使用させることを可能とし、これは効率的なエネルギー貯蔵装置の製作を提供することができる。

例では、アノード層はアノード材料を含み、第２の材料はアノード材料と同じである。例えば、アノード材料は比較的安価である可能性がある。例えば、アノード材料は、導電性インクと比較して、および／または、カソード材料と比較して、安価であり得る。そのため、アノード材料を使用して、アノード層から、さらなるセルの他のこのようなアノード層への電気的連結を提供することは、セル製作のコストを低下させることができ、延いては、より効率的なセルの製作を可能にすることができる。別の例として、例えば浸しての堆積による、アノード材料の堆積が、例えばインクジェット印刷と比較して、比較的早いおよび／または安価であり得る。

例では、第２の材料を堆積させるステップは、第２の材料をアノード層を覆って堆積させるステップを含む。これは、第２の材料の効率的な堆積を可能にし、延いては効率的な製作を可能にすることができる。例えば、アノード材料を堆積させることは、取得されたスタックのアノード層を一部のみ形成させ、堆積させられたアノード材料がアノード層を完成させることができる。これは、セルをスタックから製作するために使用される導電性材料および／またはアノード材料の総量を低減することができる。

例では、第２の材料を堆積させるステップは第２の材料のインクジェット材料堆積を含む。インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって第２の材料を堆積させることは、第２の材料の柔軟性があり、効率的であり、および／または信頼できる堆積を可能にすることができる。例えば、インクジェット印刷は、例えば溶射被覆と比較して、比較的低い（例えば、周囲の）温度および／または圧力で実施でき、延いては、経済的および／または効率的な堆積、延いてはセル製作を可能にすることができる。

例では、第１の電極層、電解質層、および第２の電極層は、第１の材料および／または第２の材料が少なくとも一部支持されるレッジ部分を基材が提供するように、基材より引っ込められている。レッジ部分を有することで、第１の材料および／もしくは第２の材料を堆積の最中および／もしくは後に支持させることができ、ならびに／または、第１の材料および／もしくは第２の材料の望ましくない移動を防止もしくは低減することができ、これはさらに、第１の材料および／または第２の材料の正確な堆積を容易にすることができる。

例では、第１の電極層および電解質層は、第１の材料および／または第２の材料が少なくとも一部支持されるレッジ部分を第２の電極層が提供するように、第２の電極層より引っ込められている。レッジ部分を有することで、第１の材料および／もしくは第２の材料を堆積の最中および／もしくは後に支持させることができ、ならびに／または、第１の材料および／もしくは第２の材料の望ましくない移動を防止もしくは低減することができ、これはさらに、第１の材料および／または第２の材料の正確な堆積を容易にすることができる。

例では、さらなるこのような第２の電極層がさらなるこのようなスタックのものである。これは、並列に連結させるために、スタックから形成される別々のセルを提供することができる。セルを並列に連結することで、一部の用途では有用であり得る比較的大きい放電率を有するエネルギー貯蔵装置を提供することができる。

例では、スタックは、前記さらなる第２の電極層と、さらなる第２の電極層と第１の電極層との間のさらなる電解質層とを備え、第１の材料を堆積させるステップは、第１の材料をさらなる電解質層の露出された部分を覆って堆積させるステップをさらに含み、第２の材料を堆積させるステップは、さらなる第２の電極層に接触することで、第２の電極層とさらなる第２の電極層とを第２の材料を介して連結させるために、第２の材料を堆積させるステップをさらに含み、それによって、第１の材料はさらなる電解質層の露出された部分を第２の材料からさらに絶縁する。このようなスタックの構成は、１つの基材に複数のセルを構成する層を提供することができる。これは、複数のセルを形成するために必要とされる基材、アノード、および／またはカソードの材料の量を低減することができるため、効率的な構成であり得る。

例では、電解質層、第１の電極層、さらなる電解質層、およびさらなる第２の電極層は、第１の材料および／または第２の材料が支持されるレッジを第２の電極層が提供するように、第２の電極層より引っ込められている。レッジ部分を有することで、第１の材料および／もしくは第２の材料を堆積の最中および／もしくは後に支持させることができ、ならびに／または、第１の材料および／もしくは第２の材料の望ましくない移動を防止もしくは低減することができ、これはさらに、第１の材料および／または第２の材料の正確な堆積を容易にすることができる。

例では、方法は、スタックをレーザーアブレーションするステップを含み、露出された部分のうちの１つまたは複数が、スタックをレーザーアブレーションするステップによって露出される。レーザーアブレーションすることで、スタックの一部分を露出させて、スタックから形成されるセルの連結を可能にするための効果的で信頼でき、迅速で効率的な方法を提供することができ、延いてはさらに、効率的なエネルギー貯蔵装置の製作を提供することができる。

本発明の第２の態様によれば、エネルギー貯蔵装置のためのスタックであって、スタックは、第１の電極層と、第２の電極層と、第１の電極層と第２の電極層との間の電解質層とを備え、スタックは、第１の電極層の一部分および電解質層の一部分を覆う第１の材料と、さらなるこのような第２の電極層に連結するために介在し、第２の電極層からの電気的連結を提供するために、第１の材料を覆って第２の電極層と接触する第２の材料とを含み、第１の材料は、第１の電極層の一部分と電解質層の一部分とを第２の材料から絶縁する、スタックが提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様による方法により形成されるエネルギー貯蔵装置が提供される。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して行われる、例として提供されている本発明の好ましい実施形態の以下の記載から明らかとなる。

例によるエネルギー貯蔵装置のためのスタックを示す概略図である。 例によるエネルギー貯蔵装置の製造のための、図１のスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 例によるスタックを加工する方法を示す流れ図である。 第１の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第１の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第２の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第２の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第３の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第３の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第４の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第４の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第５の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。 第５の例によるスタックを加工する１つのやり方を示す概略図である。

例による方法、構造、および装置の詳細が、図を参照して、以下の記載から明らかになる。この記載では、説明の目的のために、特定の例の数多くの明確な詳細が述べられている。本明細書における「例」または同様の言葉への参照は、例と関連して記載されている具体的な特徴、構造、または特性が、少なくともその一例において含まれているが、他の例では必要とは限らないことを意味している。特定の例が、例の根底にある概念の説明および理解の容易性のために、特定の特徴が省略および／または必然的に単純化された状態で概略的に記載されていることは、さらに留意されるべきである。

図１は、エネルギー貯蔵装置のための層のスタック１００を示している。図１のスタック１００は、例えば固体電解質を有する薄膜エネルギー貯蔵装置の一部として使用され得る。

スタック１００は、基材１０２と、カソード層１０４と、電解質層１０６と、アノード層１０８とを備える。図１の例では、アノード層１０８はカソード層１０４より基材１０２から遠くにあり、電解質層１０６はカソード層１０４とアノード層１０８との間にある。基材１０２はカソード層１０４に接触しており、スタックを支持している。この例では、基材１０２はカソード層１０４と接触しているが、他の例では、基材１０２とカソード層１０４との間に追加の層（図示せず）があってもよい。

一部の例では、基材１０２は、ニッケル箔であり得る、または、ニッケル箔を備え得るが、アルミニウム、銅、もしくは鋼鉄などの任意の適切な金属が使用できる、または、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）におけるアルミニウムなどの金属化されたプラスチックを含め、金属化された材料が使用できることは、理解されるものである。一部の例では、基材１０２は、金属でなくてもよい、および／または、電流を伝えなくてもよい。例えば、一部の例では、基材はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり得る。

カソード層１０４は正の集電層として作用できる。カソード層１０４は正の電極層（つまり、スタック１００を含むエネルギー貯蔵装置のセルの放電の間にカソードに対応する）を形成できる。カソード層１０４は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、またはアルカリ金属ポリサルファイド塩など、安定した化学反応のおかげでリチウムイオンを保存するのに適する材料を備え得る。

アノード層１０８は負の集電層として作用できる。アノード層１０８は負の電極層（つまり、スタック１００を含むエネルギー貯蔵装置のセルの放電の間にアノードに対応する）を形成できる。アノード層１０８は、リチウム金属、黒鉛、ケイ素、またはインジウムスズ酸化物を備え得る。

一部の例では、アノード層１０８は負の集電体および別体の負の電極層（図示せず）を備えてもよい。これらの例では、負の電極層は、リチウム金属、黒鉛、ケイ素、またはインジウムスズ酸化物を備え得る、および／または、負の集電体はニッケル箔を備え得る。しかしながら、アルミニウム、銅、もしくは鋼鉄などの任意の適切な金属が使用できる、または、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）におけるアルミニウムなどの金属化されたプラスチックを含め、金属化された材料が使用できることは、理解されるものである。

電解質層１０６は、イオン伝導性であるがリン酸リチウムオキシナイトライド（ＬｉＰＯＮ）などの電気絶縁体でもある任意の適切な材料を含んでもよい。電解質層１０６は固体層であってもよく、高速イオン伝導体と称され得る。固体電解質層は、例えば、規則的な構造を欠いており、自由に移動することができるイオンを含む液体電解質の構造と、結晶性固体の構造との間の中間である構造を有し得る。結晶性材料は、例えば、二次元または三次元の格子として配置され得る原子の規則配列を伴う規則的な構造を有する。結晶性材料のイオンは、典型的には不動であり、そのため材料を通じて自由に移動することができない可能性がある。

スタック１００は、例えば、カソード層１０４を基材１０２に堆積させることで製造され得る。続いて電解質層１０６がカソード層１０４に堆積させられ、次にアノード層１０８が電解質層１０６に堆積させられる。スタック１００の各々の層は、非常に均質な層を製作する単純で効果的な方法を提供する、例えば物理的気相成長法といった蒸着、例えばフラッド堆積（ｆｌｏｏｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって堆積させられ得るが、他の堆積方法が可能である。

図１のスタック１００は、エネルギー貯蔵装置を製造するために加工されてもよい。

図１のスタック１００に適用され得る加工の例の大まかな概要が、図２に概略的に示されている。

図２では、スタック１００はエネルギー貯蔵装置の製造のために加工される。この例におけるスタック１００は柔軟であり、例えばロールツーロール式の製造工程（リールツーリール式の製造工程と称されることもある）の一部として、スタック１００をローラ１１２の周りに巻き付けさせることができる。スタック１００は、ローラ１１２から徐々に巻き解され、加工を受けることができる。

図２の例では、切込みまたは溝が第１のレーザー１１４を用いてスタック１００に形成され得る。第１のレーザー１１４は、レーザーアブレーションによってスタック１００の一部分を除去し、それによって切込みまたは溝を形成するために、レーザービーム１１６をスタック１００に適用するように構成されている。

切込みまたは溝の形成の後、電気的に絶縁性の材料が、絶縁材料システム１１８を用いて切込みまたは溝のうちの少なくとも一部の領域へと導入され得る。電気的に絶縁性の材料は、電気的に非伝導性であると見なすことができ、そのため、電界に曝されるときに比較的少量の電流を伝導することができる。典型的には、電気的に絶縁性の材料（絶縁体と称されることもある）は、半導体材料または導電性材料より小さい電流を伝導する。しかしながら、それでもなお、絶縁体であっても、電流を運ぶための少量の電荷担体を含むことができるため、少量の電流が電界の影響の下で電気的に絶縁性の材料を通じて流れることができる。本明細書における例では、材料は、絶縁体の機能を果たすのに十分な電気的な絶縁性である場合、電気的に絶縁であると見なすことができる。この機能は、例えば、短絡が回避されるように材料が十分に１つの要素を別の要素から絶縁する場合、果たされ得る。

図２を参照すると、電気的に絶縁性の材料の導入の後、スタック１００は、エネルギー貯蔵装置のための別個のセルを形成するために切込まれる。一部の例では、数百個から潜在的には数千個のセルが、スタック１００のロールから切込まれ、複数のセルを効率的な手法で製造することができる。

図２では、切込み動作が第２のレーザー１２２を用いて実施され、第２のレーザー１２２はレーザービーム１２４をスタック１００に適用するように構成されている。各々の切込みは、例えば、絶縁プラグが２つの品物へと分割されるように、プラグの中心を貫くものとすることができ、各々の品物は、縁を含む露出面にわたる保護カバーを形成し、縁には保護カバーが付着している。

図２（概略的なだけである）には示されていないが、絶縁材料（または他のもの）の導入の後、スタックは、それ自体に折り返されて、例えば、絶縁プラグの各々が並べられた状態で、数十の層、可及的には数百の層、および潜在的には数千の層を有するｚ字の折りの構成を作り出すことができることは、理解されるものである。そのため、第２のレーザー１２２によって実施されるレーザー切込み工程は、プラグの並べられたセットの各々の１回の切込み動作でｚ字の折りの構成を貫いて切込むために使用され得る。

セルを切込んだ後、電気連結器がセルの両側に沿って提供でき、それによって、セルの一方の側における第１の電気連結器はカソード層１０４に接触するが、電気的に絶縁性の材料によって他の層に接触するのが防止される。同様に、セルの反対側における第２の電気連結器はアノード層１０８と接触して構成され得るが、絶縁材料によって他の層と接触するのが防止される。そのため、絶縁材料は、カソード層１０４およびアノード層１０８と、各々のセルにおける他の層との間の短絡の危険性を、低下させることができる。第１および第２の電気連結器は、例えば、スタック１００の縁に適用される金属材料を備える。そのため、セルは効率的な手法で並列に結合され得る。

前述の記載は、エネルギー貯蔵装置のためのスタック１００の例の大まかな概要と、例えばエネルギー貯蔵装置の製作のための、スタック１００に適用され得る加工の例とを提供している。以下の記載は、スタック（図１を参照して記載されたスタック１００と同じかまたは同様であり得る）を加工するための例の方法および装置を提供しており、スタック２００は、スタック２００の加工における効率における向上と、延いては、スタック２００から製作されるセルなどのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作とを提供することができる。

図３を参照すると、例によれば、エネルギー貯蔵装置スタック２００を加工する方法が概略的に示されている。

大まかな概要において、方法は、ステップ２０１において、エネルギー貯蔵装置のためのスタックを取得することを含み、スタックは、第１の電極層と、第２の電極層と、第１の電極層と第２の電極層との間の電解質層とを備える。方法は、ステップ２０３において、第１の材料を、第１の電極層の例えば表面といった露出された部分と、電解質層の例えば表面といった露出された部分とを覆って堆積させることを含む。方法は、ステップ２０５において、さらなるこのような第２の電極層に連結するために介在し、第２の電極層からの電気的連結を提供するために、第１の材料を覆って前記第２の電極層と接触するように第２の材料を堆積させることを含む。第１の材料は第１の電極層および電解質層の例えば表面といった露出された部分を第２の材料から絶縁する。

後でより詳細に説明されているように、方法は、エネルギー貯蔵装置のためのセルの並列での効率的および／または信頼できる連結を可能にし、延いては、例えば、エネルギー貯蔵装置の効率的な製作を可能にすることができる。

ここで図４および図５を参照すると、第１の例によるエネルギー貯蔵装置スタック２００（つまり、図３を参照して記載された方法のステップ２０１の例に従って取得され得る）が概略的に示されている。

スタック２００は、図１を参照して記載されているスタック１００と同じかまたは同様であり得る。図４に示されている例では、エネルギー貯蔵装置スタック２００は、基材層２０２と、カソード層２０４と、電解質層２０６と、アノード層２０８とを備える。図４に示されている例では、第１の電極層２０４はカソード層２０４であり、第２の電極層２０８はアノード層２０８である。層２０２～２０８は、図１を参照して記載されているスタック１００の層と同じかまたは同様であり得る。例えば、カソード層２０４はカソードの電極およびカソードの集電体（図４には示されていない）を備え、アノード層２０８はアノードの電極およびカソードの集電体（図４には示されていない）を備え得る。図４に示されている例では、電解質層２０６はカソード層２０４とアノード層２０８との間にあり、カソード層２０４は基材層２０２に隣接しており、電解質層２０６はカソード層２０４に隣接しており、アノード層２０８は電解質層２０６に隣接している。この例では、基材層２０２は、アノード層２０８に対してカソード層２０４に隣接している。この例では、基材層２０２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの電気的に非伝導性の材料であり得る、またはそのような材料を含み得るが、他の材料が使用されてもよい。

図４に示されているように、エネルギー貯蔵装置スタック２００には切込み２１２が形成されている。切込み２１２は、レーザーアブレーション（図示せず）によってスタック２００に形成され得る。切込み２１２は、基材層２０２から遠位のスタック２００の第１の側２００ａへと形成される。図４に示された例では、アノード層２０８、電解質層２０６、およびカソード層２０４の各々を貫くが基材層２０２を貫かない切込み２１２が形成されている。切込みを形成するレーザーアブレーションは、基材層２０２、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８の表面（例えば、縁）２７３、２７４、２７６、２７８などの一部分を露出させ得る。

一部の例では、図４および図５に示されているように、切込み２１２は、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８の露出された部分２７４、２７６、２７８（この例では、切込み２１２の側面部分として考えられてもよい）と、基材層２０２の例えばレッジ２７３といった露出された部分（この例では、切込み２１２の基部または底面を形成するとして考えられてもよい）とによってのみ境界付けられる。例えば、スタック２００は、例えばより大きいスタック構造（図示せず）から分割された、エネルギー貯蔵装置の分割されたセルを表してもよい。これらの例では、図４および図５に概略的に示されているスタック２００の一部分は、セルの端子の端部分であり得る。別の言い方をすれば、これらの例では、スタック２００は、図４および図５の右手側において途切れていてもよい（つまり、連続していない）。一部の例では、図４～図１３を参照して本明細書において記載されている例の各々のスタックがこの方法で構成され得ることは、理解されるものである。

しかしながら、他の例では、切込み２１２は溝の形態であり得る。切込み２１２が溝である場合、図４および図５は溝の左手側を示すだけと考えることができる。本明細書で使用されるとき、「溝」という用語は、連続的または非連続的であり得る通路、スロット、または堀に言及することができ、一部の例では細長くすることができ、スタック２００の層２０２～２０８を途中まで貫いて延び得る。例えば、溝は、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８の露出された部分２７４、２７６、２７８（この例では、溝の第１の側面部分として考えられてもよい）によって第１の側において境界付けられ、基材層２０２の露出されたレッジ２７３（この例では、溝の基部または底面を形成するとして考えられてもよい）によって第２の側において境界付けられ、スタック２００のカソード層、電解質層、およびアノード層（図示せず）の例えば表面といったさらなる露出された部分（図示せず）（この例では、溝の第２の側面部分として考えられてもよい）によって第３の側において境界付けられ得る。１つまたは複数の溝２１２は、スタック２００を、（この段階では）個別のセル構造に完全に分離せずに、部分的なセル構造へと分割するために形成され得る。一部の例では、図４～図１３を参照して本明細書において記載されている例の各々のスタックがこの方法で構成され得ることは、理解されるものである。

切込み２１２が溝である例では、（各々の）溝は、層２０２～２０８の平面に対して実質的に垂直な方向において、スタック２００へと延び入る深さと、深さに対して実質的に垂直な幅（各々の溝の幅および深さは、図４の意味においては紙面の平面にある）と、層２０２～２０８の平面と実質的に平行で、幅に対して実質的に垂直な方向に延びる（つまり、図４の意味において紙面の平面へと延び入る）長さとを有し得る。切込み２１２が複数の第１の溝である場合、切込み２１２は、深さ方向と長さ方向との両方において互いと実質的に平行であり得る。そのため、切込み２１２は本明細書において記載された例の各々において以下で言及されているが、切込み２１２は、溝の形態を取ることができることと、一部の例では、スタック２００に形成された複数のこのような溝であり得ることとは、理解されるものである。

いずれの場合でも、切込み２１２の結果として、図４に示されているように、第１の電極層（この例ではカソード層２０４）と、電解質層２０６と、第２の電極層（この例ではアノード層２０８）とは、第１の材料２１０および／または第２の材料２１４が少なくとも一部で支持され得る例えば表面といったレッジ部分２７３を基材層２０２が提供するように、基材層２０２から引っ込められる。

図４が（他の図と同様に）例示の目的だけのための概略的な図であることは、留意されるべきである。例えば、図４に示された特徴（例えば、層２０２～２０８、切込み２１２または溝）の寸法および相対的な間隔は、概略的なだけであり、本明細書に記載されている例の構造および加工を示すように供するだけである。

本明細書で使用されるとき、「レーザーアブレーション」は、レーザーに基づく工程を使用するスタック２００からの材料の除去に言及することができる。この材料の除去は、複数の物理的な加工のうちのいずれか１つを含み得る。例えば、材料の除去は、溶解、溶解排除、気化（または昇華）、光分解（単一の光子）、光分解（複数の光子）、機械的衝撃、熱機械的衝撃、他の衝撃に基づく加工、表面プラズマ機械加工、および蒸発による除去（アブレーション）の任意の１つまたは組合せを（制限なく）含み得る。

特に図４を参照すると、第１の材料２１０が、第１の電極層（この例ではカソード層２０４）の例えば表面といった露出された部分２７４と、電解質層２０６の例えば表面といった露出された部分２７６とを覆って堆積されている（図３を参照して記載された方法のステップ２０３の例に従って）。第１の材料２１０は電気的に絶縁性の材料である。電気的に絶縁性の材料は、電気的に非伝導性であると見なすことができ、そのため、電界に曝されるときに比較的少量の電流を伝導することができる。典型的には、電気的に絶縁性の材料（絶縁体と称されることもある）は、半導体材料または導電性材料より小さい電流を伝導する。しかしながら、それでもなお、絶縁体であっても、電流を運ぶための少量の電荷担体を含むことができるため、少量の電流が電界の影響の下で電気的に絶縁性の材料を通じて流れることができる。本明細書における例では、材料は、絶縁体の機能を果たすのに十分な電気的な絶縁性である場合、電気的に絶縁であると見なすことできる。この機能は、例えば、短絡が回避されるように十分に材料が絶縁する場合、果たされ得る。

図４に示された例では、第１の（絶縁性の）材料２１０がインクジェット材料堆積によって堆積させられる。つまり、この例では、第１の材料２１０の堆積は、第１の材料２１０を液滴２２４として正確に堆積させるためのインクジェット技術を使用する。この例では、第１の材料２１０はインクジェット印刷によるインクの形態で堆積させられる。インクは固体材料を形成するように硬化する。しかしながら、他の例では、第１の材料はインク以外の形態で堆積されてもよいが、それでもなおインクジェット技術を用いて堆積され得る。

前述したように、この例では、第１の材料はインクジェット印刷によって堆積させられる。つまり、この例では、第１の材料２１０を堆積させることは、第１の材料２１０をインクジェット印刷することを含む。この例では、絶縁性インクが、例えば堆積装置２３０のノズル２２０といったインクジェット印刷構成要素からインクジェット印刷される。ノズル２２０は、絶縁性インクの液滴２２４を、カソード層２０４の露出された部分２７４および電解質層２０６の露出された部分２７６を覆って印刷する。

この例では、第１の材料２１０のインクジェット印刷が上から下へと実施される。別の言い方をすれば、この例では、液滴２２４は、ノズル２２０からスタック２００へと、重力による液滴２２４への力と同じ方向である成分を有する速度で進行する。インクジェット印刷を上から下へと実施することは、第１の材料２１０の正確で効率的な堆積を可能にすることができる。

図４の例では、このように印刷された第１の（絶縁性の）材料２１０は、基材層２０２の露出された部分またはレッジ２７３に堆積させられて支持されている。この例では、印刷ノズル２２０は、カソード層２０４および電解質層２０６の露出された表面２７４、２７６と、基材層２０２によって提供されたレッジ２７３とによって境界付けられた切込み２１２の角の領域へと、インクの液滴２２４を向かわせるように、スタック２００の平面に対して斜めにされている。これは、カソード層２０４および電解質層２０６の露出された部分２７４、２７６を被覆するように、レッジ２７３によって支持される第１の材料２１０をカソード層２０４および電解質層２０６の露出された部分２７４、２７６に蓄積させることができる。この例では、第１の材料２１０は、アノード層２０８の露出された部分２７８を被覆しないように堆積させられている。

印刷されると、絶縁性インク２１０は硬化させられ得る。例えば、絶縁性インクは、絶縁性インクの担体溶媒の蒸発によって硬化させることができ、これは例えば周囲温度で起こり得る。別の例として、絶縁性インクの硬化は、例えば絶縁性インクの硬化が容易にされるのであれば、例えば熱源または紫外線（ＵＶ）光源（図示せず）によってといった外部の硬化手段（図示せず）によって、容易にされてもよい。

図５を参照すると、第１の材料２１０は、図４を参照して記載されているように堆積されており、第２の材料２１４が、第２の電極層２０８からの電気的連結を提供するために、第１の材料２１０を覆って第２の電極層（この例ではアノード層２０８）に接触するよう堆積されている（図３を参照して記載された方法のステップ２０５の例に従って）。

第２の材料２１４は、第２の材料２１４を介して第２の電極層２０８をさらなるこのような第２の電極層（図４または図５に示されていない）に電気的に連結するためのものである。第１の材料２１０は、第１の電極層２０４および電解質層２０６の露出された部分２７６、２７６を第２の材料２１４から絶縁している（つまり、電気的に絶縁している）。そのため、第２の電極層２０８の電気的連結が、第２の材料２１４を介して、さらなるこのようなスタックの部分またはセル（図示せず）の他のこのような第２の電極層（図示せず）に提供されて、セル同士の並列での電気的連結を可能にするが、第２の材料２１４がスタック２００の第１の電極層２０４と第２の電極層２０８との間の短絡を引き起こすことはない。

第２の材料２１４は電気的に伝導性の材料である。例えば、第２の材料２１４は、第１の材料２１０に対し、例えば実質的により小さい、より小さい電気抵抗を有し得る。いずれの場合でも、第２の材料２１４は、第２の材料２１４を介してさらなるこのような第２の電極層（図示せず）に電気的に連結するために、第２の電極層（この例ではアノード層２０８）からの効果的な電気的連結を提供するのに十分な導電性を有する。

図５に示された例では、第２の（導電性の）材料２１４がインクジェット材料堆積によって堆積されており、この例では導電性インクのインクジェット印刷によって堆積させられている。つまり、この例では、第２の材料２１４を堆積させることは、第２の材料２１４をインクジェット印刷することを含む。この例では、導電性インクが、例えば堆積装置２３０のノズル２２０ａといったインクジェット印刷構成要素からインクジェット印刷される。ノズル２２０ａは、導電性インクの液滴２２６を、第１の材料２１０を覆ってアノード層２０８に接触するように印刷する。この例では、導電性インクは、アノード層２０８の露出された部分２７８に接触し、露出された部分２７８を覆って印刷されている。この例では、このように印刷された第２の（導電性の）材料２１４は、基材層２０２の露出された部分またはレッジ２７３と、第１の材料２１０とに堆積させられて支持されている。この例では、印刷ノズル２２０ａは、カソード層２０４および電解質層２０６の表面２７４、２７６（露出されていたがここでは第１の材料２１０によって被覆されている）と、基材層２０２によって提供されたレッジ２７３とによって境界付けられた切込み２１２の角の領域に向けて、第１の材料２１０を覆うように導電性インクの液滴２２６を向かわせるように、スタック２００の平面に対してここでも斜めにされている。これは、レッジ２７３および／または第１の材料２１０に堆積されて支持される第２の材料２１４を、アノード層２０８の露出された部分２７８を被覆するように第１の材料２１０に蓄積させることができる。印刷されると、導電性インクは適切な方法で硬化され得る。例えば、導電性インクは、絶縁性インクについて記載された同じまたは同様の方法で硬化させられ得る。

第２の材料２１４は、第２の材料２１４を介して第２の電極層２０８をさらなるこのような第２の電極層（図４または図５に示されていない）に連結する（つまり、電気的に連結する）ためのものである。例えば、導電材料２１４は、アノード層２０８から他のセルのアノード層（図示せず）への電気的連結を提供することで、セルのアノード同士を並列に連結することができる。そのため、第２の材料２１４は、このようなセルを備えるエネルギー貯蔵装置の正の端子を形成することができる。第１の材料２１０は、カソード層２０４および電解質層２０６の露出された部分２７６、２７４を第２の材料２１４から絶縁し（つまり、電気的に絶縁し）、それによってアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を防止する。そのため、セルのアノード層２０８同士の電気的連結は、並列でのセル同士の電気的連結を可能にするために第２の材料２１４を介したものであり得るが、第２の材料２１４はアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を引き起こさない。複数のセルの連結は、比較的大きい容量のエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができる。セルを並列に連結することで、一部の用途では有用であり得る比較的大きい放電率を有し得るエネルギー貯蔵装置を提供することができる。

インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって第１の材料２１０および／または第２の材料２１４を堆積させることは、柔軟性があり、効率的であり、および／または信頼できる堆積を可能にすることができる。例えば、インクジェット印刷は、例えば材料が高温で真空においてスタックに噴霧される溶射被覆と比較して、より柔軟性があり、効率的であり、および／または信頼できる堆積を可能にすることができる。例えば、溶射被覆は、被覆させるために、露出され、噴霧の方向に対して実質的に垂直となるスタックの縁に、または、縁への材料の濡れ具合に依存する可能性がある。これは、スタックの構成またはスタックの層を制限する可能性があり、信頼できない可能性がある。しかしながら、インクジェット印刷によって提供される比較的高い度合いの空間性および方向性の制御は、スタックの小さい領域を正確な信頼性のある目標とさせることができ、これは、堆積の柔軟性および信頼性を向上させることができ、延いては、それによるセル製作の効率を向上させることができる。別の例として、溶射被覆と結び付けられる高い温度は、スタックまたはその層を変形または損傷させる可能性がある。しかしながら、インクジェット印刷による堆積は、例えば周囲温度といった比較的低い温度で実行させることができ、延いては、スタックの損傷を低減または防止することができ、それによってセル製作の効率を向上させることができる。別の例として、真空条件、および／または、溶射被覆と結び付けられる高い温度は、エネルギー集約的とすることができ、延いては、非経済的または非効率的な堆積をもたらす可能性がある。しかしながら、インクジェット印刷は、比較的低い（例えば、周囲の）温度および／または圧力で実施でき、延いては、経済的および／または効率的な堆積、延いてはセル製作を可能にすることができる。

図４および図５を参照して記載された第１の例では、第１の電極層（第１の材料２１０が堆積させられる）はカソード層２０４であり、第２の電極層（第２の材料２１４が接触する）はアノード層２０８である。これは、図６および図７を参照して後でより詳細に記載されているように、必ずしもそうである必要がないことは、理解されるものである。

ここで図６および図７を参照すると、第２の例によるエネルギー貯蔵装置スタック２００’（つまり、図３を参照して記載された方法のステップ２０１の例に従って取得され得る）が概略的に示されている。

スタック２００’は、図４を参照して記載されたスタック２００と同様であり得る。簡潔性のために、図４および図５を参照して記載されたスタック２００の特徴と同じまたは同様である図６および図７のスタック２００’の特徴は、再度詳細に記載されていない。同様の特徴は同様の符号によって指示されている。

図６に示されている例では、第１の例においてと同様に、エネルギー貯蔵装置スタック２００’は、基材層２０２と、カソード層２０４と、電解質層２０６と、アノード層２０８とを備える。しかしながら、図６に示されている例では、第１の電極層２０８はアノード層２０８であり、第２の電極層２０４はカソード層２０４である。さらに、図４および図５では、スタック２００のカソード層２０８、電解質層２０６、およびアノード層２０４は互いと並べられ、基材層２０２から引っ込められていたが、図６および図７の例では、アノード層２０８および電解質層２０６がカソード層２０４から引っ込められており、それによって、カソード層２０４の例えば表面といったレッジ２７５を露出させている。カソード層２０４のレッジ２７５は、それに堆積された第１の材料２１０および／または第２の材料２１４を少なくとも一部で支持するためのものである。カソード層２０４は、図４および図５においてと同様に、基材層２０２が、第２の材料２１４を少なくとも一部で支持するために表面といったレッジ２７３を提供するように、基材層２０２から引っ込められている。

特に図６を参照すると、第１の材料２１０が、第１の電極層（この例ではアノード層２０８）の露出された部分２７８と、電解質層２０６の露出された部分２７６とを覆って堆積されている。第１の材料２１０は電気的に絶縁性の材料である。第１の材料２１０は、インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によってここでも堆積され得る。つまり、この例でも、堆積装置２３０のノズル２２０は、絶縁性インクの液滴２２４を、アノード層２０８の露出された部分２７８および電解質層２０６の露出された部分２７６を覆って印刷する。

絶縁材料２１０は、カソード層２０４の露出された部分またはレッジ２７５によって指示されている。印刷ノズル２２０は、ここでも上から下への印刷のために構成されており、アノード層２０８および電解質層２０６の露出された表面２７８、２７６と、カソード層２０４によって提供されたレッジ２７５とによって境界付けられた切込み２１２’の角の領域へと、インクの液滴２２４を向かわせるように、スタック２００’の平面に対して斜めにされている。これは、アノード層２０８および電解質層２０６の露出された部分２７８、２７６を被覆するように、レッジ２７５によって支持される第１の材料２１０をアノード層２０８および電解質層２０６の露出された部分２７８、２７６に蓄積させることができる。

この例では、第１の材料２１０は、カソード層２０４の露出された部分２７４を被覆しないように堆積させられている。印刷されると、絶縁性インクは、例えば図４および図５を参照して前述したように、硬化させられ得る。

図７を参照すると、第１の材料２１０は、図６を参照して記載されているように堆積されており、第２の材料２１４が、第１の材料２１０を覆って第２の電極層（この例ではカソード層２０４）に接触するよう堆積されている。第２の材料２１４は電気的に伝導性の材料である。図７に示された例では、第２の（導電性の）材料２１４がインクジェット材料堆積によって堆積させられており、この例ではインクジェット印刷によって、つまり、堆積装置２３０のノズル２２０ａからの導電性インクの液滴２２６を印刷することで、堆積させられている。ノズル２２０ａは、導電性インクの液滴２２６を、第１の材料２１０を覆ってカソード層２０４に接触するように印刷する。この例では、導電性インク２１４は、カソード層２０４の露出された部分２７４に接触し、露出された部分２７４を覆って印刷されている。この例では、このように印刷された第２の（導電性の）材料２１４は、基材層２０２の一部分またはレッジ２７３と、カソード層２０４のレッジ２７５の一部分と、第１の材料２１０とによって支持されている。印刷ノズル２２０ａは、ここでも上から下への印刷のために構成でき、レッジ２７３、２７４および／または第１の材料２１０によって支持される第２の材料２１４がカソード層２０４の露出された部分２７４を被覆するように蓄積するように導電性インクの液滴２２６を向かわせるように、スタック２００の平面に対して斜めにされ得る。印刷されると、導電性インクは、例えば図４および図５を参照して記載したように、硬化させられ得る。

導電材料２１４は、カソード層２０４から他のセル（図示せず）のカソード層（図示せず）への電気的連結を提供することで、セルのカソード同士を並列に連結することができる。そのため、この例では、第２の材料２１４は、このようなセルを備えるエネルギー貯蔵装置の負の端子を形成することができる。第１の材料２１０は、アノード層２０８および電解質層２０６の一部分２７６、２７４（露出されていたがここでは第１の材料２１０によって被覆されている）を第２の材料２１４から絶縁し（つまり、電気的に絶縁し）、それによってアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を防止する。そのため、セルのカソード層２０４同士の電気的連結は、並列でのセル同士の電気的連結を可能にするために第２の材料２１４を介したものであり得るが、第２の材料２１４はアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を引き起こさない。セル同士を一体に連結することで、比較的大きい容量のエネルギー貯蔵装置を製作することができる。セル同士を並列に連結することで、エネルギー貯蔵装置の比較的大きい放電率を可能にすることができ、これは一部の用途において有用であり得る。インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって第１の材料および／または第２の材料を堆積させることは、図４および図５を参照して記載されているような柔軟性があり、効率的であり、および／または信頼できる堆積を可能にすることができる。

図４～図７の第１の例および第２の例において、第２の（導電性の）材料２１４は、インクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって堆積させられる。これは、図８および図９を参照して後でより詳細に記載されているように、必ずしもそうである必要がないことは、理解されるものである。

図８および図９を参照すると、第３の例によるスタック２００’’（つまり、図３を参照して記載された方法のステップ２０１の例に従って取得され得る）が示されている。

スタック２００’’は、図４および図５を参照して前述したスタック２００と同様であり、延いては、簡潔性のために、第１の例のスタック２００の特徴と同じまたは同様であるこの第３の例のスタック２００’’の特徴は、再度記載されていない。同様の特徴には同様の符号が与えられている。図８のスタック２００’’では、アノード層２０８’’が一部だけ形成されており、つまり、図８におけるアノード層２０８’’の厚さが図４のアノード層２０８の厚さより小さい点において、図８のスタック２００’’は図４のスタック２００と異なる。一部形成されたアノード層２０８’’は、例えば、切込み２１２’’によって形成された例えば表面といった第１の露出された部分２７８’’と、第２の露出された部分またはレッジ２７９とを定めている。図４のスタック２００におけるように、図８のスタック２００’’では、基材層２０２はアノード層２０８’’に対してカソード層２０４に隣接しており、つまり、アノード層２０８’’は図８の意味においてスタック２００’’の上に位置している。別の言い方をすれば、アノード層２０８’’は、基材層２０２が向かって位置させられるスタック２００’’の第２の側２００ｂと反対のスタック２００’’の第１の側２００ａに向けて位置させられている。そのため、一部形成されたアノード層２０８’’の第２の露出された部分またはレッジ２７９が、図８の意味において、上方を向いている。

特に図８を参照すると、第１の材料２１０が、第１の電極層（この例ではカソード層２０４）の露出された部分２７４と、電解質層２０６の露出された部分２７６とを覆って堆積されている。この工程は、図４を参照して前述されているものと同じであり得る。図示されているように、第１の材料２１０は、一部で形成されたアノード層２０８’’の第１の露出された部分２７８’’を被覆しないように堆積させられている。しかしながら、この例では、第１の材料２１０は、図９を参照してより詳細に記載されているように、この例では、第２の材料２１４’’がアノード層２０８’’の第１の露出された部分２７８’’と必ずしも接触する必要がなく、アノード層２０８’’の例えばレッジ２７９といった第２の露出された表面に代替または追加で接触することができるため、第１の露出された部分２７８’’を被覆するように堆積させられてもよい。

図９を参照すると、第１の材料２１０は、図８を参照して記載されているように堆積されており、第２の材料２１４’’が、第１の材料２１０を覆って第２の電極層（この例では、一部形成されたアノード層２０８’’）に接触するよう堆積されている。第２の材料２１４’’は電気的に伝導性の材料である。この例では、第２の材料２１４’’はアノード材料である、または、アノード材料を含む。例えば、第２の材料２１４’’は、アノード層２０８’’と同じ材料であり得る、または、アノード層２０８’’と同じ材料を含み得る。この例では、第２の（アノードの）材料２１４’’は、一部形成されたアノード層２０８’’を覆って堆積されている。つまり、この例では、第２の（アノードの）材料２１４’’は、一部形成されたアノード層２０８’’の第２の露出された表面またはレッジ２７９を覆って堆積されており、それによってアノード層２０８を完成させている。つまり、第２の（アノードの）材料２１４’’の堆積の後、アノード層２０８は、一部ではなく完全に形成され得る。第２の（アノードの）材料２１４’’は、第１の材料２１０を覆って、および、基材層２０２のレッジ２７３を覆って堆積させられる。第２の（アノードの）材料２１４’’は、一部形成されたアノード層２０８’’が堆積された方法と同じまたは同様の方法で堆積させられ得る。例えば、第２の（アノードの）材料２１４’’は、例えば物理的気相成長法といった蒸着、例えば浸しての堆積によって堆積させられ得るが、他の堆積方法が使用されてもよい。例えば、堆積装置２３０の堆積デバイス２２０ｂが、第２の（アノードの）材料２１４’’をスタック２００’’の第１の側２００ａ全体を実質的に覆って堆積２２６ｂさせるように構成され得る。

第２の（アノードの）材料２１４’’は、第２の材料２１４’’を介してさらなるこのようなアノード層（図８または図９に示されていない）に連結する（つまり、電気的に連結する）ためのものである。例えば、導電材料２１４’’は、アノード層２０８から他のセルのアノード層（図示せず）への電気的連結を提供することで、セルのアノード同士を並列に連結することができる。そのため、この例では、第２の材料２１４’’は、このようなセルを備えるエネルギー貯蔵装置の正の端子を形成することができる。第１の材料２１０は、カソード層２０４および電解質層２０６の露出された部分２７４、２７６を第２の（アノードの）材料２１４’’から絶縁し（つまり、電気的に絶縁し）、それによってアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を防止する。そのため、セルのアノード層２０８同士の電気的連結は、並列でのセル同士の電気的連結を可能にするために第２の材料２１４’’を介したものであり得るが、第２の材料２１４’’はアノード層２０８とカソード層２０４との間の短絡を引き起こさない。アノード材料を第２の材料２１４’’として堆積させることは、第２の材料２１４’’の効率的な堆積を可能とし、延いては効率的なセルの製作を可能にする。例えば、アノード材料を堆積させることは、取得されたスタック２００’’のアノード層２０８’’を一部のみ形成させ、堆積させられたアノード材料がアノード層２０８’’を完成させることができる。これは、セルをスタック２００’’から製作するために使用される導電性材料および／またはアノード材料の総量を低減することができる。別の例として、アノード材料は比較的安価である可能性がある。例えば、アノード材料は、導電性インクと比較して、および／または、カソード材料と比較して、安価であり得る。そのため、アノード材料を使用して、アノード層２０８’’から、さらなるセルの他のこのようなアノード層への電気的連結を提供することは、セル製作のコストを低下させることができ、延いては、より効率的なセルの製作を可能にすることができる。別の例として、例えば蒸着による、例えば物理的気相成長法による、例えば浸しての堆積による、アノード材料の堆積が、例えばインクジェット印刷と比較して、比較的早いおよび／または安価であり得る。別の例として、一部形成されたアノード層２０８’’を堆積させるために、第２の（アノードの）材料２１４’’を堆積させるのと同じ方法および／または手段を使用することは、例えば、各々の機能のための別々の方法および／または手段を提供するのと比較して、効率的であり得る。

一部の例では、第２の材料がカソード層２０４に電気的連結を提供する図６および図７に示されたスタック２００’と、第２の材料がアノード層２０８に電気的連結を提供する図４および図５に示されたスタック２００、または、図８および図９に示されたスタック２００’’とは、同じスタックの異なる部分、つまり、同じセルの異なる端子（図示せず）であり得ることは、理解されるものである。例えば、図６および図７に示されたカソード層２０４のための電気的連結２１２は、所与のセルの負の端子を提供するためにセルの第１の側（図示せず）に提供されてもよく、図４および図５または図８または図９に示されたアノード２０８のための電気的連結２１２は、所与のセルの正の端子を提供するために、所与のセル（図示せず）の反対側に提供されてもよい。これは、カソード層２０４およびアノード層２０８の電気的連結について先に記載した効率および／または信頼性の向上を同じセルに提供することができ、そのためこれは、セルから提供されるエネルギー貯蔵装置の効率または信頼性をさらに向上させることができる。

図４～図９の第１～第３の例において、スタック２００、２００’’は、基材層２０２に支持されたアノード層２０８、電解質層２０６、およびカソード層２０４の各々を１つだけ有する。これは、図１０～図１３を参照して後でより詳細に記載されているように、必ずしもそうである必要がないことは、理解されるものである。

図１０を参照すると、第４の例によるスタック２００’’’（図３を参照して記載された方法のステップ２０１の例に従って取得され得る）が示されている。スタック２００’’’は、図４を参照して記載されたスタック２００と同様とすることができ、そのため、簡潔性のために、同じである特徴は再度詳細に記載されない。同様の特徴には同様の符号が与えられている。

図１０のスタック２００’’’は、さらなる第２の電極層２０８ａ（この例ではさらなるアノード層２０８ａ）と、さらなる第２の電極層２０８ａと第１の電極層（この例ではカソード層２０４）との間のさらなる電解質層２０６ａとを備える点において、図４のスタック２００と異なる。より明確には、この例では、スタック２００’’’は、基材層２０２、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８だけでなく、第１のさらなる電解質層２０６ａ（アノード層２０８を覆って堆積させられる）、さらなるカソード層２０４ａ（第１のさらなる電解質層２０６ａを覆って堆積させられる）、第２のさらなる電解質層２０６ｂ（さらなるカソード層２０４ａを覆って堆積させられる）、および、さらなるアノード層２０８ａ（第２のさらなる電解質層２０６ｂを覆って堆積させられる）も備える。この第４の例のスタック２００’’’は、スタック２００’’’が複数のセルを構成し得る層を１つの基材層２０２において形成している点において、「多スタック」または「多セル」のスタックと称され得る。例えば、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８は第１のセルを構成し、アノード層２０８、第１のさらなる電解質層２０６ａ、およびさらなるカソード層２０４ａは第２のセルを構成し、さらなるカソード層２０４ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａは多セルのスタック２００’’’の第３のセルを構成することができる。つまり、これらの例では、アノード層２０８は第１および第２のセルの両方についてアノード層として作用し、さらなるカソード層２０４ａは第２および第３のセルの両方についてカソードとして作用することができる。これは、複数のセルを形成するために必要とされるアノードおよび／またはカソードの材料の量を低減することができるため、効率的な構成であり得る。

図４のスタック２００のように、図１０のスタック２００’’’における切込み２１２’’’は、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８が並べられ、基材層がレッジ２７３を提供するように基材層２０２から引っ込められるようになっている。しかしながら、図１０のスタック２００’’’では、切込み２１２’’’または溝は、第１のさらなる電解質層２０６ａ、さらなるカソード層２０４ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａが並べられ、アノード層がレッジ２７９を提供するようにアノード層２０８から引っ込められるようになっている。この例では、切込み２１２’’’は、例えば、異なるレーザービームおよび／またはずらしたレーザービームを使用するレーザーアブレーションによって、複数の切込みステップから形成され得る。例えば、切込み２１２’’’は、最初に、第１のさらなる電解質層２０６ａ、さらなるカソード層２０４ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａの一部分２７６ａ、２７４ａ、２７６ｂ、２７８ａと、アノード層２０８のレッジ２７９とを露出させるためにスタック２００’’’を切込み、次に、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８の一部分２７４、２７６、２７８と、基材層２０２のレッジ２７３とを露出させるためにスタック２００’’’を切込むことによって形成され得る。

図４のスタック２００のように、図１０の例では、第１の材料２１０はカソード層２０４および電解質層２０６の露出された縁２７４、２７６を覆って堆積させられ、第１の材料２１０は基材層２０２のレッジ２７３によって支持される。しかしながら、図１０のスタック２００’’’では、第１の材料２１０は、さらなる電解質層２０６ａ、２０６ｂの露出された部分２７６ａ、２７６ｂを覆っても堆積させられる。より明確には、図１０に示されているように、第１の材料２１０は、第１のさらなる電解質層２０６ａ、さらなるカソード層２０４ａ、および第２のさらなる電解質層２０６ｂの露出された部分２７６ａ、２７４ａ、２７６ｂを覆って堆積させられる。第１の材料２１０は、アノード層２０８によって提供されたレッジ２７９によって支持される。結果として、アノード層２０８およびさらなるアノード層２０８ａの露出された部分２７８、２７８ａは露出されたままである。第１の材料は、例えば図４および図５を参照して記載されているように、例えばインクジェット印刷によって堆積させることができる。

図１１を参照すると、図５のスタック２００のように、第２の材料２１４は第１の材料２１０を覆って第２の電極層（この例ではアノード層２０８）に接触するように堆積させられる。しかしながら、図１１のスタック２００’’’では、第２の材料２１４は、さらなる第２の電極層（この例ではさらなるアノード層２０８ａ）にも接触するように堆積させられる。結果として、アノード層２０８とさらなるアノード層２０８ａとは第２の材料２１４を介して連結される（電気的に連結される）。この例では、第２の材料２１４は、アノード層２０８のレッジ２７９と基材層２０２のレッジ２７３とによって少なくとも一部で支持される。第１の材料２１０は、カソード層２０４、電解質層２０６、第１のさらなる電解質層２０６ａ、さらなるカソード層２０４ａ、および第２のさらなる電解質層２０６ｂの露出された部分２７４、２７６、２７６ａ、２７４ａ、２７６ｂを第２の材料２１４から電気的に絶縁する。

第２の材料２１４は、図４および図５を参照して記載されているようなインクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって堆積させられ得る。代替で、さらなるアノード層２０８ａが一部だけ形成されてもよく、第２の材料２１４は、例えば図８および図９を参照して記載されているように、例えば浸しての堆積を用いて堆積され得るアノード材料であり得る、またはそのようなアノード材料を含み得る。

第２の材料２１４は、多セルのスタック２００’’’の第１および第２のセルのアノード層２０８から、多セルのスタックの第３のセルのさらなるアノード層２０８ａへの電気的連結を提供することで、第１のセルを第３のセルに並列に連結する。そのため、第２の材料２１４は、このようなセルを備えるエネルギー貯蔵装置の正の端子を形成することができる。第１の材料２１０は、カソード層２０４、電解質層２０６、第１のさらなる電解質層２０６ａ、さらなるカソード層２０４ａ、および第２のさらなる電解質層２０６ｂの露出された部分２７４、２７６、２７６ａ、２７４ａ、２７６ｂを第２の材料２１４から絶縁し（つまり、電気的に絶縁し）、それによってアノード層２０８、２０８ａとカソード層２０４、２０４ａとの間の短絡を防止する。そのため、セルのアノード層２０８、２０８ａ同士の電気的連結は、並列でのセル同士の電気的連結を可能にするために第２の材料２１４を介したものであり得るが、第２の材料２１４はアノード層２０８、２０８ａとカソード層２０４、２０４ａとの間の短絡を引き起こさない。

図１０および図１１においてなどの多セルのスタック２００’’’においてセル同士の間に電気的連結を提供することは、効率的なセル製作を提供することができる。例えば、多セルのスタック２００’’’は、１つのセルあたりの基材層２０２の量を低減することができ、延いては、基材層２０２を提供することと結び付けられるコストを低減することができる。別の例として、複数のセルを連結する第２の材料２１４は１回の堆積で堆積させることができ、これは、セルを１つずつ電気的に連結することと比べて、時間、延いてはコストを低減することができる。

図１０および図１１の第４の例では、アノード層１０８とさらなるアノード層２０８ａとは第２の材料２１４によって電気的に連結される。これは、図１２および図１３を参照して後でより詳細に記載されているように、必ずしもそうである必要がないことは、理解されるものである。

図１２を参照すると、第５の例によるスタック２００’’’’（図３を参照して記載された方法のステップ２０１の例に従って取得され得る）が示されている。スタック２００’’’’は、図６を参照して記載されたスタック２００’と同様であり得る。簡潔性のために、同じである特徴はここでは再度詳細に記載されていない。同様の特徴には同様の符号が与えられている。図１２のスタック２００’’’’は、さらなる第２の電極層２０４ａ（この例ではさらなるカソード層２０４ａ）と、さらなる第２の電極層２０４ａと第１の電極層（この例ではアノード層２０８）との間のさらなる電解質層２０６ａとを備える点において、図６のスタック２００’と異なる。より明確には、この例では、スタック２００’’’’は、基材層２０２、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８だけでなく、第１のさらなる電解質層２０６ａ（アノード層２０８を覆って堆積させられる）、さらなるカソード層２０４ａ（第１のさらなる電解質層２０６ａを覆って堆積させられる）、第２のさらなる電解質層２０６ｂ（さらなるカソード層２０４ａを覆って堆積させられる）、および、さらなるアノード層２０８ａ（第２のさらなる電解質層２０６ｂを覆って堆積させられる）も備える。このようなスタック２００’’’’は、スタック２００’’’’が複数のセルを構成し得る層を１つの基材層２０２において形成している点において、「多スタック」または「多セル」のスタック２００’’’’と称され得る。例えば、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８は第１のセルを構成し、アノード層２０８、第１のさらなる電解質層２０６ａ、およびさらなるカソード層２０４ａは第２のセルを構成し、さらなるカソード層２０４ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａは多セルのスタック２００’’’’の第３のセルを構成することができる。

図６のスタック２００’の切込み２１２’のように、図１２のスタック２００’’’’における切込み２１２’’’’は、基材層２０２がレッジ２７３を提供するようにカソード層２０４が基材層２０２から引っ込められ、電解質層２０６およびアノード層２０８が並べられ、カソード層２０４がレッジ２７５を提供するように電解質層２０６およびアノード層２０８がカソード層２０４から引っ込められるようになっている。しかしながら、図１２のスタック２００’’’’では、切込み２１２’’’’または溝は、第１のさらなる電解質層２０６ａおよびさらなるカソード層２０４ａが電解質層２０６およびアノード層２０８と並べられ、第２のさらなる電解質層２０６ｂおよびさらなるアノード層２０８ａが並べられ、さらなるカソード層２０４ａがさらなるレッジ２７５ａを提供するように第２のさらなる電解質層２０６ｂおよびさらなるアノード層２０８ａがさらなるカソード層２０４ａから引っ込められるようになっている。切込み２１２’’’’は複数の切込みステップによって形成され得る。

図６のスタック２００’のように、図１２に示されているように、第１の材料２１０は電解質層２０６およびアノード層２０８の露出された縁２７６、２７８を覆って堆積させられ、第１の材料２１０はカソード層２０４のレッジ２７５によって支持される。しかしながら、図１２のスタック２００’’’’では、第１の材料２１０は、さらなる電解質層２０６ａ、２０６ｂの露出された部分２７６ａ、２７６ｂも覆って堆積させられる。より明確には、図１２に示されているように、第１の材料２１０は、第１のさらなる電解質層２０６ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａの露出された部分２７６ａ、２７８ａ、２７８ｂを覆って堆積させられる。第２のさらなる電解質層２０６ｂおよびさらなるアノード層２０８ａの露出された部分２７８ｂ、２７８ａを覆う第１の材料２１０の部分は、第１のさらなるカソード層２０４ａによって提供されたレッジ２７５によって支持される。結果として、カソード層２０４およびさらなるカソード層２０４ａの露出された部分２７４、２７４ａは露出されたままである。第１の材料は、例えば図６および図７を参照して記載されているように、例えばインクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって堆積させることができる。

図１３を参照すると、図７のスタック２００’’のように、図１３に示されているように、第２の材料２１４は第１の材料２１０を覆って第２の電極層（この例ではカソード層２０４）に接触するように堆積させられる。しかしながら、図１３のスタック２００’’’’では、第２の材料２１４は、さらなる第２の電極層（この例ではさらなるアノード層２０４ａ）にも接触するように堆積させられる。結果として、アノード層２０４とさらなるアノード層２０４ａとは第２の材料２１４を介して連結される（電気的に連結される）。この例では、第２の材料２１４は、さらなるカソード層２０４ａのレッジ２７５ａと、カソード層２０４のレッジ２７５と、基材層２０２のレッジ２７３とによって少なくとも一部で支持される。第１の材料２１０は、電解質層２０６、アノード層２０８、第１のさらなる電解質層２０６ａ、第２のさらなる電解質層２０６ｂ、およびさらなるアノード層２０８ａの露出された部分２７６、２７８、２７６ａ、２７６ｂ、２７８ａを第２の材料２１４から電気的に絶縁する。第２の材料２１４は、図６または図７を参照して記載されているようなインクジェット印刷によって堆積させられ得る。

第２の材料２１４は、多セルのスタック２００’’’’の第１のセルのカソード層２０４から、多セルのスタックの第２および第３のセルのさらなるカソード層２０４ａへの電気的連結を提供することで、第１のセルを第３のセルに並列に連結する。そのため、第２の材料２１４は、このようなセルを備えるエネルギー貯蔵装置の負の端子を形成することができる。第１の材料２１０は、アノード層２０８、２０８ａとカソード層２０４、２０４ａとの間の短絡を防止する。そのため、セルのカソード層２０４、２０４ａ同士の電気的連結は、並列でのセル同士の電気的連結を可能にするために第２の材料２１４を介したものであり得るが、第２の材料２１４はアノード層２０８、２０８ａとカソード層２０４、２０４ａとの間の短絡を引き起こさない。

多スタック、または、図１２および図１３においてなどの多セルのスタック２００’’’’において、セル同士の間に電気的連結を提供することは、例えば、図１０および図１１を参照して前述したものと同様に、効率的なセルの製作を提供することができる。

３個だけのセルが図１０～図１３の多セルのスタック２００’’’、２００’’’’において提供されているが、他の例では、より多くのセルまたはより少ないセルがあってもよいことは、理解されるものである。例えば、多セルのスタック２００’’’、２００’’’’は複数のセルを備えることができ、スタック２００’’’、２００’’’’は、少なくとも第１の電極層２０４、２０８、電解質層２０６、第２の電極層２０４、２０８、さらなる電解質層２０６ａ、２０６ｂ、およびさらなる第２の電極層２０４ａ、２０８ａを備える。

一部の例では、第２の材料がカソード層２０４、２０４ａに電気的連結を提供する図１２および図１３に示されたスタック２００’’’’と、第２の材料がアノード層２０８、２０８ａに電気的連結を提供する図１０および図１１に示されたスタック２００’’’とは、同じ多セルのスタックの異なる部分であり得ること、つまり、同じセルの異なる端子（図示せず）を提供し得ることは、理解されるものである。例えば、図１２および図１３に示されたカソード層２０４、２０４ａのための電気的連結２１２は、セルの負の端子を提供するためにセルの第１の側（図示せず）に提供されてもよく、図１０および図１１に示されたアノード層２０８、２０８ａのための電気的連結２１２は、セルの正の端子を提供するために、セルの反対側（図示せず）に提供されてもよい。

前述の例の各々において、第１の材料２１０はインクジェット印刷などのインクジェット材料堆積によって堆積されるとして記載されているが、これは必ずしもそうである必要はなく、一部の例では、第１の材料２１０および／または第２の材料２１４は、インクジェット材料堆積以外の方法によって堆積されてもよいことは、理解されるものである。

図３～図１３を参照して記載されている例の各々の生成物が、エネルギー貯蔵装置の製作工程の中間生成物であり得ることと、一部の例では、さらなる加工がエネルギー貯蔵装置を製作するためにスタック２００～２００’’’’において実施され得ることとは、理解されるものである。

前述の様々な例において、この中間生成物はエネルギー貯蔵装置のためのスタック２００～２００’’’’の形を取り、スタック２００～２００’’’’は、第１の電極層２０４／２０８、第２の電極層２０４／２０８、および、第１の電極層２０４／２０８と第２の電極層２０４／２０８との間の電解質層２０６を備える。スタック２００～２００’’’’は、第１の電極層２０４／２０８の一部分２７４／２７８（つまり、露出されるが第１の材料２１０が覆う一部分２７４／２７８）と、電解質層２０６の一部分２７６（つまり、露出されるが第１の材料２１０が覆う一部分２７６）とを覆って第１の材料２１０を備える。スタックは、さらなるこのような第２の電極層２０４ａ／２０８ａに連結するために介在し、第２の電極層２０４／２０８からの電気的連結を提供するために、第１の材料を覆って第２の電極層２０４／２０８と接触するように、第２の材料を備える。第１の材料２１０は、第１の電極層２０４／２０８および電解質層２０６の露出された部分２７４／２７８、２７６を第２の材料２１４から絶縁する。

上記の例は、本発明の説明のための例として理解されるものである。任意の１つの例に関連して記載されている任意の特徴が、単独で、または、記載されている他の特徴との組合せで使用されてもよく、例のうちの任意の他のものの１つもしくは複数の特徴、または、例のうちの任意の他のものの任意の組合せで使用されてもよいこととは、理解されるものである。さらに、前述されていない均等および変更が、添付の請求項において定められている本発明の範囲から逸脱することなく用いられてもよい。

１００ スタック
１０２ 基材
１０４ カソード層
１０６ 電解質層
１０８ アノード層
１１２ ローラ
１１４ 第１のレーザー
１１６ レーザービーム
１１８ 絶縁材料システム
１２２ 第２のレーザー
１２４ レーザービーム
２００、２００’、２００’’、２００’’’、２００’’’’ スタック、エネルギー貯蔵装置スタック
２００ａ 第１の側
２００ｂ 第２の側
２０２ 基材層
２０４ 第１の電極層、カソード層、第２の電極層
２０４ａ さらなるカソード層、さらなる第２の電極層
２０６ 電解質層
２０６ａ、２０６ｂ さらなる電解質層
２０８、２０８’’ 第２の電極層、アノード層、第１の電極層
２０８ａ 第２の電極層、さらなるアノード層
２１０ 第１の材料、絶縁性インク、絶縁材料
２１２、２１２’、２１２’’、２１２’’’、２１２’’’’ 切込み
２１２ 電気的連結
２１４、２１４’’ 第２の材料、導電性インク、導電材料
２２０、２２０ａ ノズル
２２０ｂ 堆積デバイス
２２６ｂ 堆積
２２４、２２６ 液滴
２３０ 堆積装置
２７３ 表面、縁、レッジ部分
２７４、２７４ａ、２７６、２７６ａ、２７６ｂ、２７８、２７８ａ 表面、縁、露出された部分
２７５ 表面、レッジ
２７５ａ さらなるレッジ
２７８’’ 表面、第１の露出された部分
２７９ 第２の露出された部分、レッジ

Claims (10)

1. エネルギー貯蔵装置のためのスタックを取得するステップであって、前記スタックは、第１の電極層と、部分的に形成された第２の電極層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の電解質層と、前記第１の電極層に隣接する基材とを備える、ステップと、
   前記第１の電極層の露出された部分および前記電解質層の露出された部分を覆って第１の材料を堆積させるステップと、
   前記第１の材料を覆って前記第２の電極層と接触するように第２の材料を堆積させ、前記第２の材料は、前記スタックと同様に構成され前記スタックに並列に連結されるさらなるスタックのさらなる第２の電極層に電気的に連結するための手段をも提供するステップと
   を含み
   前記部分的に形成された第２の電極層はアノード層でありアノード材料を含み、前記第２の材料は前記アノード材料と同じであり、
   それによって、前記第１の材料は前記第１の電極層の前記露出された部分と前記電解質層の前記露出された部分とを前記第２の材料から絶縁する、方法。
2. 前記第１の材料を堆積させるステップは、前記第１の材料のインクジェット材料堆積を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の材料を堆積させるステップは、前記第２の材料を前記アノード層を覆って堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の材料を堆積させるステップは前記第２の材料のインクジェット材料堆積を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の電極層、前記電解質層、および前記第２の電極層は、前記第１の材料および／または前記第２の材料が少なくとも一部支持されるレッジ部分を前記基材が提供するように、前記基材より引っ込められている、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第２の電極層および前記電解質層は、前記第１の材料および／または前記第２の材料が少なくとも一部支持されるレッジ部分を前記第１の電極層が提供するように、前記第１の電極層より引っ込められていれる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. エネルギー貯蔵装置のためのスタックを取得するステップであって、前記スタックは、複数の第１の電極層と、複数の第２の電極層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の複数の電解質層とを備える、ステップと、
   それぞれの前記第１の電極層の露出された部分およびそれぞれの前記電解質層の露出された部分を覆うように、第１の材料を堆積させるステップと、
   複数の前記第２の電極層を互いに電気的に連結するために、前記第１の材料を覆って前記第２の電極層と接触するように第２の材料を堆積させるステップと
   を含み
   それによって、複数の前記第１の材料は複数の前記第１の電極層の前記露出された部分と複数の前記電解質層の前記露出された部分とを前記第２の材料から絶縁する、
   方法。
8. 前記第２の電極層の一つに隣接する基材を備え、複数の前記電解質層、複数の前記第１の電極層及び前記基材に隣接する前記第２の電極層以外の前記第２の電極層は、前記第１の材料および／または前記第２の材料が支持されるレッジを前記基材に隣接する前記第２の電極層が提供するように、前記基材に隣接する前記第２の電極層より引っ込められている、請求項７に記載の方法。
9. 前記方法は、前記スタックをレーザーアブレーションするステップを含み、前記露出された部分のうちの１つまたは複数が、前記スタックをレーザーアブレーションするステップによって露出される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. エネルギー貯蔵装置のためのスタックであって、前記スタックは、第１の電極層と、部分的に形成された第２の電極層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の電解質層と、前記第１の電極層に隣接する基材とを備え、前記スタックは、前記第１の電極層の一部分および前記電解質層の一部分を覆う第１の材料と、前記スタックと同様に構成され前記スタックに並列に連結されるさらなるスタックのさらなる第２の電極層に電気的に連結するために、前記第１の材料を覆って前記第２の電極層と接触して第２の電極層からの電気的連結を提供する第２の材料とを含み、前記部分的に形成された第２の電極層はアノード層でありアノード材料を含み、前記第２の材料は前記アノード材料と同じであり、前記第１の材料は、前記第１の電極層の前記一部分と前記電解質層の前記一部分とを前記第２の材料から絶縁する、スタック。

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