JPH04127885A

JPH04127885A - 電気化学アクチュエータ

Info

Publication number: JPH04127885A
Application number: JP2248181A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Takada; 和典高田; Shigeo Kondo; 繁雄近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1992-04-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換
するアクチュエータに関する。

［従来の技術］アクチュエータには、現在電気、油圧、空気圧をパワー
媒体としたものが使用されている。

退任、新材料の開発や工作技術および制御技術の発展と
ともに、アクチュエータの使用分野は飛躍的に増大し、
多種多様な機能のアクチュエータが要求されるようにな
っており、上記のような従来のアクチュエータのみでは
対応が困難になっている。例えば、半導体製造過程にお
けるマスクの位置決めや走査形トンネル顕微鏡等におけ
る超精密位置決め、あるいはマイクロマニュピレータの
微小な操作に対応するアクチュエータなどがその例であ
る。

このような精密な位置制御に用いられるアクチュエータ
として、現在圧電材料、磁歪材料、形状記憶材料等を用
いたアクチュエータの開発が各方面で行われている。

ところで、現在開発中のアクチュエータのうちで圧電ア
クチュエータはかなりその開発が進み、既に一部の分野
では実用化がなされている。圧電アクチュエータは、以
下の原理によって動作する。

ある種の結晶は電場のもとてその結晶構造に歪が生ずる
。この現象は逆圧電効果または電歪効果り呼ばれている
か、この現象を利用したものが圧電アクチュエータであ
る。このアクチュエータは結晶に直接電圧を印加するこ
とで歪を得ることができるため、構造的にも簡単で精密
な制御か可能であるといった特徴がある。

一般に用いられている圧電材料には、ジルコンチタン酸
鉛やチタン酸バリウムといったセラミックスがある。こ
れら圧電材料の逆圧電効果の大きさを表わすパラメータ
として、圧電歪定数が用いられるが、通常の場合その大
きさは１０”ｍ／Ｖ程度である。ここで、圧電定数はＩ
　Ｖ　／　ｍの電場のもとにおける歪の大きさを表わし
たものである。例えばｌ、　ｃ　ｍの長さの材料に１０
０■の電圧を印加した場合、電場の強さは１０４Ｖ、／
ｍとなるため、その歪の大きさは１０−６となる。Ｉ７
たがって、このアクチュエータによって得られる歪は、
ｉ（３６ａｍすなわち：Ｌ　Ｏｎ　ｒｎとなる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、歪を大きなもの代するためには高い電圧
が必要であるため、高電圧を印加することによって生じ
るノイズか微妙な制御に悪影響を与え、精密位置決めな
どの障害となるといった課題を有しでいる。

また、歪を保持し、続けるためには常に電圧を印加し続
けねばならない。そのため、一定の歪を保持し続けよう
とする際には、動作中の電圧変動等により正常な動作が
困難となるといった課題を有している。

本発明は、従来技術の課題を解決し、駆動電圧が低くさ
らに一定の歪を保持するための電圧の連続印加の不要な
アクチュエータを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため、本発明の電気化学アクチュエ
ータは、少なくとも電解質と、前記電解質を介在して配
置される少なくとも一対の電極から構成され、前記一対
の電極のうち少なくとも一方の電極が電気化学的な酸化
還元反応に伴い可逆的な体積変化を示す物質を含むとい
う構成からなる。

前記本発明の構成においては、電気化学的な酸化還元反
応に伴い可逆的な体積変化を示す物質か、その格子中に
・ｒオンを出し入れすることのできる物質であることが
好ま（６，い。

また前記本発明の構成においては、電解質が、固体電解
質であることが好ましい。

また前記本発明の構成においては、固体電解質が、銀イ
オン導電性固体電解質であることが好ましい。

また前記本発明の構成においては、格子中にイオンを出
し入れすることのできる物質が、少なくとも銀とバナジ
ウム酸化物を含む遷移金属酸化物よりなる複合酸化物で
あることが好ましい。

また前記本発明の構成においては、銀イオン導電性固体
電解質層と、前記固体電解質層を介して配置される少な
くとも一対の電極を有し、前記−対の電極の両方が、少
なくとも銀とバナジウム酸化物を含む遷移金属酸化物よ
りなる複合酸化物を含むことが好ましい。

また前記本発明の構成においては、一対の電極が電解質
層を介して対向する位置に配置されてなることか好まし
い。

さらに前記本発明の構成においては、複数個の請求項１
記載の電気化学アクチュエータを、電子伝導性材料を介
して互いに直列または並列またはその両方に電気的に接
続し、かつ積層されてなるという構成も採用できる。

［作用］前記本発明の構成によれば、少なくとも電解質と、前記
電解質を介在して配置される少なくとも一対の電極から
構成され、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極
が電気化学的な酸化還元反応に伴い可逆的な体積変化を
示す物質を含むので、電力を付与することにより、たと
えばインターカレーション現象、合金化現象、または水
素化現象等を効果的に発現し、駆動電圧が低くさらに一
定の歪を保持するための電圧の連続印加の不要なアクチ
ュエータとすることができる。

すなわち、一般に電気化学反応は数ｍＶ〜数Ｖで起こる
ため、このような電気化学素子をアクチュエータとして
用いることにより低電圧で駆動するアクチュエータを得
ることかできる。

また、上記のようにして構成した電気化学アクチュエー
タは電圧を印加し、電気化学反応を起こさせることで歪
を生じさせることができるが、電圧印加時に生じた電気
化学的な変化はアクチュエータに電流が流れない限りは
維持されるため、入力端子を開路状態とし、電極に電流
が流れない状態とすると電圧の連続印加を行わなくとも
その歪を維持することになる。したがって、いったん歪
を生じさせた後、入力端子を開路状態としておくことに
より、駆動電圧の変動や、電源開路からのノイズの影響
を受けることなく安定して歪を維持し続けることができ
る。

次に、電気化学的な酸化還元反応に伴い可逆的な体積変
化を示す物質が、その格子中にイオンを出し入れするこ
とのできる物質であるという本発明の好ましい構成によ
れば、インターカレーション材料を用いるので、前記駆
動電圧が低くさらに一定の歪を保持するための電圧の連
続印加の不要なアクチュエータをさらに効果的に実現で
きる。

ここで、電極として用いられるインターカレーション材
料は、その層間や３次元編目状構造の中にイオンを出し
入れすることのできる物質で、イオンの出入りにより格
子定数を初めとする結晶構造が変化する。そしてイオン
の出入りが可逆的に行われる材料を用いた場合、イオン
の出入りによる結晶構造の変化は、電極の可逆的な体積
変化を引き起こすことから、例えばこのようなインター
カレーション材料を電極を用いることでアクチュエータ
を構成することができる。

次に電解質が固体電解質であるという本発明の好ましい
構成によれば、溶液系に比べて容器の中に入れる必要が
なく、機械的な動きを直接利用することができる。また
素子の構成を簡単にできる。

次に固体電解質が銀イオン導電性固体電解質であるとい
う本発明の好ましい構成によれば、前記インターカレー
ション現象をさらに大きく発揮できる。

次に格子中にイオンを出し入れすることのできる物質が
、少なくとも銀とバナジウム酸化物を含む遷移金属酸化
物よりなる複合酸化物であるという本発明の好ましい構
成によれば、湿度に対して強くすることができ、空気中
で安定して使用することができる。

次に銀イオン導電性固体電解質層と、前記固体電解質層
を介して配置される少なくとも一対の電極を有し、前記
一対の電極の両方が、少なくとも銀とバナジウム酸化物
を含む遷移金属酸化物よりなる複合酸化物を含むという
本発明の好ましい構成によれば、イオンが入ったときも
抜けたときも両方体積が増加する方向に働かせることが
できる。

次に一対の電極が電解質層を介して対向する位置に配置
されてなるという本発明の好ましい構成によれば、体積
を二重に増加させることができる。

次に複数個の電気化学アクチュエータを、電子伝導性材
料を介して互いに直列または並列またはその両方に電気
的に接続され、かつ積層されてなるという本発明の好ま
しい構成によれば、直列の場合は電流値を低（でき、早
い動きを行わせることができ、並列の場合は低電圧で大
きな体積変化を行わせることができる。

［実施例コ以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。

実施例１銀イオン導電性固体電解質として、４Ａｇ　Ｉ・Ａｇ　
ＷＯ４で表わされる銀イオン導電性固体型解質を用い、
この固体電解質層を介して配される一対の電極がともに
Ａｇｏ、７ｖ２０５で表わされる銀とバナジウム酸化物
よりなる複合酸化物を含む電気化学アクチュエータを以
下の方法で製造した。

先ず、用いられる固体電解質と複合酸化物を以下の方法
により合成した。

最初に、ＡｇＩ、Ａｇ２Ｏ，Ｗｏ　３をモル比で４：１
：１の比となるように秤量し、アルミナ乳鉢で混合した
。この混合物を加圧成形しペレット状とした後、硬質ガ
ラス管中に減圧封入し、４００°Ｃで１７時間溶融、反
応させた。その反応物を乳鉢で２００メツシユ以下に粉
砕し、４Ａｇ　Ｉ・Ａ　ｇ　２　Ｗ　０４で表わされる
銀イオン導電性の固体電解質を得た。

次に、銀とバナジウムの複合酸化物を以下の方法により
合成した。Ｖ２Ｏ３で表わされるバナジウム酸化物と金
属銀をモル比で１：０．７となるよう秤量し、乳鉢で混
合した。その混合物を同じくペレット状に加圧成形し、
石英管中に減圧封入し、６００℃で４８時間反応させ、
同じく２００メツシユ以下に粉砕し、Ａｇｏ、７Ｖ２０
５で表わされる銀とバナジウムの複合酸化物を得た。

このようにして得た銀と酸化バナジウムよりなる複合酸
化物を用い、以下の方法で電気化学アクチュエータを構
成した。

以上のようにして得られた固体電解質と複合酸化物を重
量比で１：１の比で混合し、電極材料を得た。この電極
材料を２００ｍｇ秤量し、４ｔ。

ｎ　／　ｃ　ｍ　２で７ｍｍφに加圧成形し正極および
負極の電極ペレットを得た。

以上のようにして得られた電極ペレットを固体電解質２
００ｍｇを介して配し、全体を４ｔｏｎ／ｃｍ２で加圧
圧接し、リード端子としてスズメツキ銅線４をカーボン
ペーストにより接着し、電気化学アクチュエータＡを得
た。その構造図を第１図に示す。

この電気化学アクチュエータの動作を測定法を示した原
理図を第２図に示す。電気化学アクチュエータ５を定盤
上に固定し、電源６に接続し、その上端の位置にレーザ
変位計７から発するレーザ光８をあて、通電時の電気化
学アクチュエータの歪をアクチュエータ上端の位置の変
位として読みとった。

電気化学アクチュエータの動作特性は、下記の３点につ
いて評価した。

（１）通電時の歪の可逆性（２）印加電圧と歪量の関係（３）通電後の歪の保持特性先ず、通電時の歪の可逆性を調べるために、＋５　ｍ　
Ａの定電流で１０秒間通通電後流の向きを反転し、−５
ｍＡで１０秒間通電した。さらにこれを繰り返し上端の
位置の変化を測定した。第３図にその結果を示すが、電
流の反転により変位の方向は反転しており、またその変
化は可逆的であることが分かった。

次に、このアクチュエータへの印加電圧と歪量の関係を
調べるために、電圧印加を変化させ、その際のによる電
気化学アクチュエータの歪量の測定を行った。第４図に
その結果を示す。０．２■という小さな電圧を印加する
ことでもアクチュエータの上端の位置は５μｍ近く変化
しており、本発明によると低電圧で駆動することのでき
るアクチュエータが得られることが分かった。

次に、この電気化学アクチュエータの通電後の歪の保持
特性を調べるために、第２図に示した方法で、電気化学
アクチュエータに様々な電流値で３０分間の定電流パル
スを印加し、その後アクチュエータの端子を開路状態と
し、電流パルス印加後のアクチュエータ上端の変位の時
間変化を測定した。第５図に定電流パルスの電気量を変
化させた際の測定結果を示す。電流パルス印加後２時間
を経過してもアクチュエータは歪を保っており、本発明
による電気化学アクチュエータは、歪を維持するための
電圧の連続印加が不要である歪の記憶機能を有している
ことが分かった。

実施例２実施例１で得られた固体電解質および電極材料を用い、
以下の方法により第６図に示すような積層型の電気化学
アクチュエータを得た。

実施例１で得た電極材料を２００ｍｇ秤量し、４ｔｏｎ
／ｃｍ２で７ｍｍφに加圧成形し動作極および対極の電
極ペレットを得た。

以上のようにして得られた電極ペレットを固体電解質２
００ｍｇを介して配し、全体を４ｔｏｎ／ｃｍ２で加圧
圧接した。このようにして得た固体電解質層と電極層を
加圧一体化した成型体である電気化学アクチュエータ５
をさらにカーボン粉末層９を介し４個直列に圧接した。

最後にスズメツキ銅線をカーボンペーストによりリード
端子１０として接着し、積層型電気化学アクチュエータ
Ｂを得た。

以上のようにして得た電気化学アクチュエータの動作特
性を実施例１と同様の方法で測定した。

通電時の歪の可逆性については、実施例１と同様に可逆
性を有していることが分かった。

次に、印加電圧と歪量の関係を測定した結果を第７図に
示す。この図から分かるように０．８Ｖという小さな電
圧を印加することでもアクチュエータの上端の位置は１
８μｍ近く変化しており、本発明によると低電圧で駆動
することのできるアクチュエータが得られることが分か
った。

また歪の保持特性を調べた結果を第８図に示す。

電流パルス印加後２時間を経過してもアクチュエータは
歪を保っており、本発明による電気化学アクチュエータ
は、歪を維持するための電圧の連続印加が不要である歪
の記憶機能を有していることが分かった。またその歪の
大きさは、実施例１における電気化学アクチュエータに
同じ電気量を通電した際に比べて約４倍と大きなもので
あった。

実施例３実施例２で得られた電気化学アクチュエータＢを用い、
第９図に示すようにリード端子１１を並列に配線し、積
層型の電気化学アクチュエータＣを得た。

この電気化学アクチュエータの動作特性を実施例１と同
様の方法で測定した。

先ず変位は、実施例１と同様に可逆的に変化していた。

印加電圧と歪量の関係を調べた結果を第１０図に示す。

この図から分かるように０．２Ｖという小さな電圧を印
加することでもアクチュエータの上端の位置は１７μｍ
近く変化しており、本発明によると低電圧で駆動するこ
とのできるアクチュエータが得られることが分かった。

またその歪の大きさはは同じ電圧を印加した際に実施例
１における電気化学アクチュエータに比べ約４倍と大き
なものとなっていた。

また歪の保持特性を実施例１と同様の方法で調べた結果
を第１１図に示す。電流パルス印加後２時間を経過して
もアクチュエータは歪を保っており、本発明による電気
化学アクチュエータは、歪を維持するための電圧の連続
印加が不要である歪の記憶機能を有していることが分か
った。

実施例４実施例１で得られた固体電解質および電極材料を用い、
以下の方法により第１２図に示すようなバイモルフ型の
電気化学アクチュエータを得た。

先ず、実施例１で得た固体電解質をスチレン−ブタジェ
ン系合成ゴム溶解したトルエン中で混練し固体電解質の
スラリーを得た。この固体電解質スラリーをナイロンメ
ツシュに塗布した後、減圧下でトルエンを蒸発させ、固
体電解質と合成ゴムよりなる固体電解質シート１２を得
た。

また、実施例１で得た固体電解質と複合酸化物の混合物
である電極材料も上記と同様の方法でシート状とし、電
極シート１３を得た。

以上のようにして得た電極シート２枚を固体電解質シー
トを介し順次積層し、全体を加熱圧接した。最後に、こ
の圧接した３枚のシートの両側に集電体としてカーボン
導電性フィルム１４を熱圧着し、１０ｍｍＸ１０ｍｍに
切断しバイモルフ型の電気化学アクチュータＤを得た。

この電気化学アクチュエータの動作を測定法を示した原
理図を第１３図に示す。先ず、電気化学アクチュエータ
にリード端子１４をとりつけ、さらにアクチュエータの
の一端を固定治具１５により固定し、レーザ変位計１６
より発するレーザ光１７をもう一方の端にあて、実施例
１と同様の電圧印加や定電流通電時の電気化学アクチュ
エータの撓みを測定した。

その結果、本発明によるバイモルフ型電気化学アクチュ
エータは、電圧印加により可逆的に撓みを生じた。また
その撓みは０．２Ｖという低い電圧で生じており、また
その撓みは端子を開路状態としても保っていた。

以上のように本発明による電気化学アクチュエータは、
定電圧で駆動することができ、歪を維持するための電圧
の連続印加が不要である歪の記憶機能を有していること
が分かった。

実施例５固体電解質としてＲｂＡｇ４１５で表わされる銀イオン
導電性固体電解質を用い、電気化学的な酸化還元反応に
伴う可逆的な体積変化を示す一方の電極材料としてＮｂ
Ｓ２を、もう一方の電極材料として実施例１で得たＡｇ
ｏ、７■２０５を用い実施例１と同様に電気化学アクチ
ュエータを構成しその特性について同様に検討した。

その結果、このようにして構成した電気化学アクチュエ
ータは、通電することにともない可逆的な歪を示した。

また、その際の動作電圧は、０．５Ｖ以下と低いもので
あり、以上のようにして得られた歪は端子を開路状態と
し電圧の印加をやめた場合にも保持していた。

これらのことから、本発明によると駆動電圧が低く、歪
の保持特性を有する電気化学アクチュエータが得られる
ことが分かった。

実施例６固体電解質としてＲｂ４Ｃｕ１６■７Ｃ１１３で表わさ
れる銅イオン導電性固体電解質を用い、電気化学的な酸
化還元反応に伴う可逆的な体積変化を示す電極材料とし
てＣｕ２　Ｍｏ６８ｇを両方の電極材料として用い実施
例１と同様に電気化学アクチュエータを構成しその特性
について同様に検討した。

また、その際の動作電圧は、０．６Ｖ以下と低いもので
あり、以上のようにして得られた歪は端子を開路状態と
し電圧の印加を止めた場合にも保持していた。

実施例７固体電解質として０．３　Ｌ　ｉ　Ｉ　　０．３５Ｌ　
ｉ２　Ｓ−ｏ、　３５　Ｓ　ｉＳ　２で表わされるリチ
ウムイオン導電性固体電解質を用い、一方の電気化学的
な酸化還元反応に伴う可逆的な体積変化を示す電極材料
としてＴ　ｉ　Ｓ　２を、もう一方の電極材料として、
ＴｉＳ２と金属リチウムの混合物を用い実施例１と同様
に電気化学アクチュエータを構成しその特性について同
様に検討した。

また、その際の動作電圧は、２．７ｖ以下と低いもので
あり、以上のようにして得られた歪は端子を開路状態と
し電圧の印加をやめた場合にも保持していた。

実施例８本実施例では、液体電解質と電極材料を用い第１４図に
示すような構成の電気化学アクチュエータを構成した。

第１４図において、１８は金属ケースで、各々のケース
に電極材料１９を加圧状態で詰め込み、ガラス繊維のセ
パレータ２０に液体電解質をしみこませたうえ、エポキ
シ系接着剤２１により金属ケースを接着している。電極
材料としては一方に電気化学的な酸化還元反応に伴う可
逆的な体積変化を示す物質として（ＣＦ）。を用い、も
う一方の電極材料としては金属リチウムを用いた。また
液体電解質としてはＬ　Ｉ　ＣｆＬ　Ｏ＜　（Ｄプロピ
レンカーボネート溶液を用いた。

このようにして構成した電気化学アクチュエータの特性
を、金属ケース１８に実施例１と同様にレーザ変位計の
レーザ光をあて、電圧印加時の変位を読みとることによ
り調べた。

また、その際の動作電圧は、３．０Ｖ以下と低いもので
あり、以上のようにして得られた歪は端子を開路状態と
し電圧の印加をやめた場合にも保持していた。

実施例９電極材料として一方に電気化学的な酸化還元反応に伴う
可逆的な体積変化を示す物質であるＬｉｖ３０８を用い
、もう一方の電極材料としては金属リチウムを用いた以
外は実施例８と同様に電気化学アクチュエータを構成し
その特性を調べた。

実施例１０電気化学的な酸化還元反応に伴う可逆的な体積変化を示
す電極材料として一方にＰ　ｂ　０２を用い、もう一方
の電極材料としてはＰｂを用い、液体電解質として希硫
酸を用いた以外は実施例８と同様に電気化学アクチュエ
ータを構成しその特性を調べた。

また、その際の動作電圧は、１．２ｖ以下と低いもので
あり、以上のようにして得られた歪は端子を開路状態と
し電圧の印加をやめた場合にも保持していた。

実施例１１電極材料として一方に電気化学的な酸化還元反応に伴う
可逆的な体積変化を示す物質であるＬａＮｉ５を用い、
もう一方の電極材料としてはＮｉ００Ｈを用い、液体電
解質としてＫＯＨ水溶液を用いた以外は実施例８と同様
に電気化学アクチュ二一夕を構成しその特性を調べた。

実施例１２電気化学的な酸化還元反応に伴う可逆的な体積変化を示
す電極材料として一方にＮｉ０ＯＨを用い、もう一方の
電極材料としてはＣｄを用い、液体電解質としてＫＯＨ
水溶液を用いた以外は実施例８と同様に電気化学アクチ
ュエータを構成しその特性を調べた。

実施例１〜４では、固体電解質としてＡｇ６　ＩＷＯで
表わされる銀イオン導電性固体電解質、電極材料として
Ａｇ［１，７Ｖ２０５で表わされる銀とバナジウム酸化
物よりなる複合酸化物を用いた。

ここで、銀イオン導電性固体電解質としては、本実施例
において用いたＡｇ　Ｉ、Ａｇ２Ｏ，ＷＯ３の組成比を
代えたもの、あるいはＷＯ３に代えて、Ｖ２Ｏ５，Ｍｏ
Ｏ３，Ｓ　ｉ０２　、ＣｒＯ３。

Ｐ２Ｏ５，Ｂ２Ｏ３やこれらの複合酸化物を用いたもの
、さらにはＲｂＡｇ４　■５で表わされるものなどどの
様な銀イオン導電性固体電解質を用いても同様の結果が
得られることはいうまでもない。

また、電極材料としては、銀イオンを可逆的に出し入れ
することのできるものとして、Ａｇ　　Ｖ２０５、（０
，３５＜ｘ、ｙは酸素欠損）の一般式で表わされる銀と
バナジウム酸化物を含む遷移金属酸化物よりなる複合酸
化物を用いても同様の結果が得られることはいうまでも
ない。さらに、Ａｇ、　■２−ｘ　Ｍ、０５．（０，３
５＜ｘ、Ｏ≦２〈２２Ｍは一種類以上の遷移金属、ｙは
酸素欠損）で表わされるバナジウムを一部他の遷移金属
で置換した複合酸化物を用いても同様の結果が得られる
こともいうまでもない。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、少なくとも電解質と、前
記電解質を介在して配置される少なくとも一対の電極か
ら構成され、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電
極が電気化学的な酸化還元反応に伴い可逆的な体積変化
を示す物質を含むので、電力を付与することにより、駆
動電圧が低（さらに一定の歪を保持するための電圧の連
続印加の不要なアクチュエータとすることができるとい
う優れた効果を達成できる。

次に、電気化学的な酸化還元反応に伴い可逆的な体積変
化を示す物質が、その格子中にイオンを出し入れするこ
とのできる物質であるという本発明の好ましい構成によ
れば、駆動電圧が低くさらに一定の歪を保持するための
電圧の連続印加の不要なアクチュエータをさらに効果的
に実現できる。

次に複数個の電気化学アクチュエータを、電子伝導性材
料を介して互いに直列または並列またはその両方に電気
的に接続され、かつ積層されてなるという本発明の好ま
しい構成によれば、直列の場合は電流値を低くでき、早
い動きを行わせることができ、並列の場合は低電圧で大
きな体積変化を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電気化学アクチュエ
ータの構造図、第２図は電気化学アクチュエータの歪の
測定法を示した原理図、第３〜５図は同実施例における
電気化学アクチュエータの動作特性図、第６図は本発明
の一実施例における積層型電気化学アクチュエータの構
造図、第７〜８図は本発明の一実施例における電気化学
アクチュエータの動作特性図、第９図は本発明の一実施
例における積層型電気化学アクチュエータの構造図、第
１０〜１１図は本発明の一実施例における電気化学アク
チュエータの動作特性図、第１２図は本発明の一実施例
におけるバイモルフ型電気化学アクチュエータの構造図
、第１３〜１４図は本発明の一実施例における電気化学
アクチュエータの断面図をそれぞれ示す。１・・・正極、２・・・固体電解質層、３・・・負極、
４・・・リード端子。１・・・正極２・・・固体電解質層３・・・負極第１図第２図第３図第５図第６図第７図第８図第９図印加電圧（ｍＶ）第１０図１５・・・固定治具第１３図１９・・・電極材料２０・・・セパレータ２１・・・接着剤２２・・・金属ケース

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも電解質と、前記電解質を介在して配置
される少なくとも一対の電極から構成され、前記一対の
電極のうち少なくとも一方の電極が電気化学的な酸化還
元反応に伴い可逆的な体積変化を示す物質を含む電気化
学アクチュエータ。
（２）電気化学的な酸化還元反応に伴い可逆的な体積変
化を示す物質が、その格子中にイオンを出し入れするこ
とのできる物質である請求項１記載の電気化学アクチュ
エータ。
（３）電解質が、固体電解質である請求項１記載の電気
化学アクチュエータ。
（４）固体電解質が、銀イオン導電性固体電解質である
請求項３記載の電気化学アクチュエータ。
（５）格子中にイオンを出し入れすることのできる物質
が、少なくとも銀とバナジウム酸化物を含む遷移金属酸
化物よりなる複合酸化物である請求項２記載の電気化学
アクチュエータ。
（６）銀イオン導電性固体電解質層と、前記固体電解質
層を介して配置される少なくとも一対の電極を有し、前
記一対の電極の両方が、少なくとも銀とバナジウム酸化
物を含む遷移金属酸化物よりなる複合酸化物を含む請求
項４または５記載の電気化学アクチュエータ。
（７）一対の電極が電解質層を介して対向する位置に配
置されてなる請求項１〜６のいずれか記載の電気化学ア
クチュエータ。
（８）複数個の請求項１記載の電気化学アクチュエータ
を、電子伝導性材料を介して互いに直列または並列また
はその両方に電気的に接続し、かつ積層されてなる電気
化学アクチュエータ。