JPH08227726A - ファイバ電極の交互の層を有する電気装置 - Google Patents

ファイバ電極の交互の層を有する電気装置

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JPH08227726A
JPH08227726A JP7318419A JP31841995A JPH08227726A JP H08227726 A JPH08227726 A JP H08227726A JP 7318419 A JP7318419 A JP 7318419A JP 31841995 A JP31841995 A JP 31841995A JP H08227726 A JPH08227726 A JP H08227726A
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electrode
layer
electrical
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Lin R Higley
リン・アール・ヒグレイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、蓄電池、キャパシタ等の電気装置
で非常に細いファイバ電極を使用し、電極間の短絡の問
題を生じない処理方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１のファイバ電極24が互いに平行する
ように、第１のファイバ電極のグループを第１の層に配
置し、第２のファイバ電極30が互いに平行するように、
第２のファイバ電極のグループを第２の層に配置し、第
１の層と第２の層が電極の配列を形成し、第２の層が、
互いに平行する２つの層のファイバ電極を備えた第１の
層にすぐ近くに隣接して、それと向い合っており、配列
の第１の端部において第１のファイバ電極の第１の電気
接続46を形成し、第２の端部において第２のファイバ電
極の電気接続を形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池、キャパシ
タ、および電気エネルギを蓄積するための疑似キャパシ
タのような電気装置に関し、特にファイバ電極の配列を
形成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気エネルギの蓄積に対する解決方法の
１つはバイポーラ装置であり、そこでは電圧は中間層を
有する対向する電極を横切って印加される。電荷は電極
表面上に累積する。キャパシタのような一時的蓄積装置
において、印加された電圧が取り除かれる時、電荷は電
流として電極から流れる。電気化学的蓄電池のような長
期間の蓄積装置において、供給された電荷は、電気エネ
ルギを化学エネルギへ変換する中間層において電気化学
的変化を生じる。化学エネルギは、後で電気化学的セル
の排出の際に放出することができる。
【０００３】そのようなバイポーラ電気蓄積装置の動作
は、部分的に電極の利用可能な表面面積によって決ま
る。最も簡単な電気蓄積装置は、向い合って配置される
対向する１つ以上の対の平坦な対向電極を使用する。よ
り大きな表面およびより大きな蓄積キャパシティおよび
動作が他の形状の電極を作ることによって達成できる。
【０００４】例えば米国特許第 4,788,114号明細書のよ
うな、ロッド状の電極を使用する蓄積装置は当業者によ
って知られている。そのような装置において、両方の型
式のロッド型の電極は、両端部において端部の板状構造
に束にされて接続される。蓄電池の場合において、電解
質が電極間に注入される。ロッド状の電極を備えたその
ような蓄積装置は、平坦な板状のバイポーラ装置と比較
して改善された蓄積キャパシティを有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それらは動作可能であ
るが、ロッド状の電極の配置を使用する既存の電気蓄積
装置には欠点がある。その１つは、内部インピーダンス
が過度に高い可能性があることである。もう１つは、内
部電気短絡回路が存在するか、或いは反対の極性の電極
間で発達する可能性があることである。この問題は、電
極の直径が小さくされるにのしたがって、益々重大にな
る。円筒状の電極の直径が小さくなるのにしたがって、
蓄電池の単位量当りの利用可能な表面領域が大きくなる
ので、より一層小さい電極を使用することが望ましい。
従って、最近のロッド状電極を使用する電気蓄積装置に
おいて、内部電気的短絡の問題は、一層関心が高まって
きた。最後に、より低い製造コストで、そのような装置
により大きい蓄積キャパシティを開発することが現在要
求されている。
【０００６】従って、ロッド状電極を使用し、特に電極
の直径が非常に小さく形成され、改良された電気蓄積装
置が、現在要求されている。本発明はこの要求を満た
し、さらに関連する長所を与える。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気蓄積装置
に対して軽減された内部のインピーダンスが分与される
電気蓄積装置のための構造と、その製造方法を提供す
る。その製造の方法は、構造的複合物およびマイクロエ
レクトロニクスの製造分野において知られている製造技
術を利用するので、新しい製造技術の開発を必要としな
い。これらの技術は、電気装置が大規模な製造において
廉価に製造できるようにする。この製造方法は、内部の
電気的短絡の発生を最小にする。しかしながら、電気的
短絡が存在する場合、それらの存在に関する不利な効果
は回避される。
【０００８】本発明によると、電気装置を準備するため
の方法は同じ或いは別の構造を有する、第１のファイバ
電極および第２のファイバ電極を準備するステップを具
備する。第１のファイバ電極のグループは、互いに平行
する第１のファイバ電極の第１の層に配置される。第２
のファイバ電極のグループは、互いに平行する第２のフ
ァイバ電極の第２の層に配置される。第１の層および第
２の層は、電極の配列を形成するために一緒に配置され
る。第２の層は、第１の層とすぐ近くに隣接して向い合
っており、２つの層のファイバ電極は互いに平行する。
第１の電気接続は、配列の第１の端部において第１のフ
ァイバ電極の少なくとも幾つかに対して形成され、第２
の電気接続は、配列の第２の端部において第２のファイ
バ電極の少なくとも幾つかに対して形成される。
【０００９】本発明の好ましい方法において、追加の交
互の層が追加され、前記層は交互に第１の電極或いは第
２の電極を具備している。即ち、各層の電極の全ては単
一型であるので、装置の構造は、２つの型式の電極の層
を交互に配置するように形成される。層の電極は、ぴっ
たりと詰められて配置され、その動作を最大にすること
ができる。加えて、交互に層状にされた配置は、装置の
内部インピーダンスを最小にする。この交互の層状構造
は、セルを積重ねたものを形成するために巻き上げられ
るか或いは層状にされるファイバ電極の連続的ストリッ
プを合体して組み立てることもできる。
【００１０】電極、それ自身は、被覆層を備えたファイ
バ電気導体として形成される。複合的形成技術は、直径
が約０．００１メートル乃至約１．５ミリメートル程度
に小さいファイバ電気導体を準備し処理するために使用
される。従って総合的な利用可能な表面領域に役立つ数
多くの小さい電極があるので、各電極の利用可能な活性
表面領域は大きい。電極は円筒状であるか、或いは利用
可能な表面領域をさらに広げるために、不規則な、或い
はそれら自身複合的な構造をしているかも知れない。導
体或いは被覆層の特徴は、装置の個々の型式によって決
まる。被覆層は、分離体で被覆された電気化学的に活性
の材料であるか、或いは蓄電池或いは疑似キャパシタの
ナフィオン（Nafion）或いはドウイオン（Dowion）のよ
うな固体のイオン導体である。電極の他の動作可能な構
造も可能である。
【００１１】電極が処理される時、被覆層の分離体或い
は絶縁部分が、各電極を隣接する層において隣の反対の
極性から物理的に或いは電気的に絶縁するために連続的
であることを確実にするように配慮される。しかしなが
ら、小さい直径の数多くのファイバ電極を製造し構成す
る途中で、隣接するファイバ電極間の電気的短絡を導く
ことができる幾つかの小さな構造的欠点が発生すること
が予想される。
【００１２】本発明の好ましい製造技術は、そのような
構造的欠点がファイバ電極の幾つかに存在する可能性が
あり、発生し得る電気的短絡を避けるためにそのような
欠点を回避する。交互の層のそれぞれ向い合って配置さ
れた端部においてファイバ電極のグループの各々に電気
接続される。末端の接続は、約０．１ミリメートルより
も小さい寸法のファイバ電極に対してマイクロエレクト
ロニック付着およびエッチング技術をが有効に使用して
作られる。より大きいファイバ電極に関しては、回路板
に使用される技術を末端の接続を形成するために使用す
ることができる。グループの１つの電極の各々に電圧が
印加され、他のグループの電極上の電荷が監視される。
第１のグループの電極に対して内部で短絡された第２の
グループの電極は、それらが電圧が第１のグループに印
加されたことを示すので明らかである。最後の装置の製
造において、内部で短絡しなかった第２のグループの電
極だけに電気的に接続される。
【００１３】本発明は、ファイバ電極のセットから高い
内側表面領域の電気装置を処理するための方法を提供す
る。装置の高い有効性および良い電気的特徴が達成され
る。本発明の他の特徴および長所は、添付の図面に関連
して採用され、例示的に本発明の原理を説明する有効な
実施例の以下の詳細な説明から明白になるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、色々な型式のバイポー
ラのおよび準バイポーラの電気蓄積装置に関する。図１
は、本発明による有効なバッテリ20を示す。キャパシタ
は、ファイバ電極が異なる構造であることを除いて類似
している。従って、装置の構造に関する以下の説明は、
キャパシタがファイバおよびキャパシタに特有の他の構
造上の細部を利用することを理解すれば、全体的にキャ
パシタ並びにバッテリに応用可能である。
【００１５】バッテリ20は板状のバッテリであり、その
横方向の寸法に比較して薄いことが好ましい。図１はバ
ッテリの一部分のみを示しているので、この相対的な寸
法上の関係は容易に認識できない。バッテリ20は、その
周囲の輪郭が丸いか、或いは他の形状であってもよい。
【００１６】バッテリ20は、図２に示されるように、複
数の分散されたファイバ電極から形成される。ファイバ
電極は、第１のファイバ電極層、ファイバアノード22、
第２のファイバ電極層、ファイバカソード28を有する層
状の構造に配置されている。従って、垂直方向から見る
と、バッテリ20はファイバアノード22の平坦な列を有
し、それらはファイバカソード28の線形の列に隣接して
向い合っている。他の実施例においては、層は平坦であ
る必要はない。例えば、交互の層はゼリーロール型に一
緒に巻かれてもよい。この層状の構造は、ランダムに、
最も近接して、或いは不規則に束ねられたファイバ構造
を利用した従来のファイバ電極構造と比較される。規則
的に交互する層状の構造は、完成した電気装置の内部イ
ンピーダンスを下げ、さらに外部の接続を一層容易にす
ることができる。
【００１７】図３に示される有効なファイバアノードの
構造において、各ファイバアノード22は中心の電流収集
器として作用する導電性のアノードファイバ24およびア
ノードファイバ24を取り囲んでいるアノード活性材料層
26を具備している。ファイバアノード22は、ほぼ円筒状
の外形である。アノードファイバ24とアノード活性材料
26との複合体はバッテリの正確な型式によって決まる。
典型的な場合において、アノードファイバ24は鉛或いは
鉛で被覆されたチタンのような金属であり、活性材料26
は従来のキュアされた負のバッテリペーストである。ア
ノードファイバ24は、その収集器の機能に対する電気的
性能を改善するために被覆される可能性がある。
【００１８】図４に詳細に示されているファイバカソー
ド28は、電流収集器として作用する中心の導電性のカソ
ードファイバ30およびカソードファイバ30を取囲んでい
るカソード活性材料層32を具備している。ファイバカソ
ード28はほぼ円筒状の外形である。カソードファイバ30
およびカソード活性材料32の複合体は、バッテリの正確
な形状に応じて決まる。典型的な場合において、カソー
ドファイバ30はグラファイト或いは金属であり、活性材
料32は従来のキュアされた正のバッテリペーストであ
る。カソードファイバ30もその性能を向上するために所
望の通りに被覆できる。
【００１９】各ファイバアノード22および各ファイバカ
ソード28の少なくとも１つは、分離体（セパレータ）の
層34によって被覆され、アノード22とカソード28との間
の接触短絡するのを防止している。好ましい場合におい
て、各ファイバアノード22は織物状のガラスファイバの
ような絶縁体で鎧装され、その端部は分離体層34として
エポキシで封止されている。重合体の或いは複合の鎧装
のような、当業者によって知られている他の分離体も使
用可能である。
【００２０】電気装置がキャパシタである時、第１のフ
ァイバ電極および第２のファイバ電極は、キャパシタに
特定して作られる。例えば、第１のファイバ電極は、構
造において炭素／炭素であり、第２のファイバ電極は、
構造において炭素／酸化チタンである可能性がある。被
覆層は、多孔性の重合体分離体層、固体の重合体イオン
導体、或いは誘電体である。
【００２１】再び図２のバッテリ構造の説明に戻ると、
ファイバアノード22およびファイバカソード28は、交互
に分散した型式で配置される。この好ましい実施例にお
いて、電極22および28は交互する層に配置される。電極
はさらに、アノードファイバ24の全てがバッテリ20の第
１の端部36の外部へ延在し、カソードファイバ30の全て
がバッテリ20の第２の端部38の外部に延在するように配
置される。図２を参照すると、第１の端部からの細長い
アノードファイバ24だけが示されている。カソードファ
イバ30はそれらの端部だけが示されているが、バッテリ
20の第２の端部38の外部へ細長い形状で延在している。
この配置は、図７にも示されており、バッテリ20の領域
の拡大正面図によって端部接続が示されている。
【００２２】ファイバアノード22とファイバカソード28
との間の隙間40は、鉛／酸バッテリの場合には硫酸のよ
うな電解質で充填される。封止可能な共通の換気および
充填孔42は、バッテリ20が使用される時、内部圧力を排
出し、電解質を加えるためにバッテリ20の端部に具備さ
れている。
【００２３】バッテリ20は、図５に示されるように、電
気絶縁体であるケース44によって側面に仕切りられてい
る。ケース44は、エムパー（Ｅｍｐａｒ）の可撓性のエ
ポキシ、ポリビニル塩化物、ポリオレフィン、ポリプロ
ピレン、商標名ノラプレンプラスチック、或いはガラス
ファイバの合成物のようなコンプライアントな重合の或
いはエラストマの材料であることが好ましいが、セラミ
ック、ガラス、或いは他の絶縁体でも良い。１つの方法
において、好ましいエラストマは鋳造可能である。すな
わち、それは液体の形態で供給されて、電極22および28
の配列を取囲む鋳型へ注入され、それから堅いが、コン
プライアントな、固体の形態にキュアされる。ケース44
は、硬化されたとき約０．０５０インチの厚さであるこ
とが好ましい。穴が開くのを防ぎ、バッテリの取扱いお
よび装着の特徴を向上するために、自由選択で、薄い金
属のハウジング45をケース44上に備え付けることもでき
る。１つの有効な方法は、ハウジング45を蛇腹型にし
て、使用中にそれを伸縮可能にすることである。
【００２４】図６は、この場合アノードファイバ24の第
１の端部36における末端の接続部を示す。（他方の端部
には、カソードファイバの末端の接続部があり、それ
は、ここで説明されるものに類似している。接続部の他
の詳細は後で説明される。）第１の端部36において電気
的に絶縁する端部の板状体46が、第１の端部36から延在
しているアノードファイバ24上に設けられる。コンプラ
イアントな端部の板状体46は、ケース44に関連して上記
で説明されたような鋳造可能でコンプライアントな材料
から作られ、それに封止されるのが有効である。コンプ
ライアントな端部の板状体46は、コンプライアントなケ
ース44が鋳込まれキュアされるのと同時に、或いは製造
作業において一層便利であるならばその後で、適所に鋳
込まれキュアされるのが有効である。
【００２５】金属のコネクタ48は、コンプライアントな
端部の板状体46上に設けられる。コネクタ48が設けられ
る前に、電極ファイバの端部、ここではアノードファイ
バ24は均一の長さに切断される。アノードファイバ24
は、端部の板状体46の表面と同じ高さであるか、或いは
端部板46の外部へ僅かに延在していることが有効であ
る。コネクタ48は、標準のマイクロエレクトロニック付
着および鋳造方法によって供給されるアルミニウム或い
は銀（或いはそれらの合金の１つ）のような導電性の金
属であることが好ましい。これらは、図９に関連して一
層詳細に説明される。
【００２６】図８は、動作可能なバッテリ20を処理する
ために使用される製造方法を概略的に説明したフローチ
ャートである。その方法はほぼ応用可能であるが、以下
の説明において、本発明の有効な実施例を処理するため
の特別な方法が示される。このバッテリは、鉛／酸バッ
テリである。
【００２７】参照符号50に示されるように、負のファイ
バアノード22が処理される。アノードファイバ24は、
鉛、鉛被覆のＳガラス、炭素、或いは銅から作られる、
それらは自由選択的に炭素ファイバによって包装される
ことができる。炭素包装が使用される時、アノードファ
イバ24は、金属ファイバの場合には、酸化物（Ｓｎ
Ｏ2）或いはバリウムアンチモン（ＢａＳｂ）のような
別の金属材料の薄い層で予め被覆されることもできる。
アノードファイバ24は、直径約０．００８乃至０．０１
２インチであることが有効であるが、より大きいかも知
れない。その直径は約０．００８インチよりも大きくな
いことが好ましい。
【００２８】参照符号52に示されるように、ペーストと
して活性材料36を適用するために、図１０に示されるよ
うな装置が使用される。標準の負の活性材料のペースト
混合物の流動可能なペーストは、公知の方法に従って、
酸化物、硫化バリウム、硫酸、および水と混合された炭
素粒子を使用して処理される。この流動可能なペースト
混合物は、ペースト混合物に圧力を加えるためのプラン
ジャ或いはポンプオーガ（augur ）84を備えたリザーバ
82を有するアプリケータ80へ負荷される。アプリケータ
80は、アノードファイバ24が捩じ込まれるアプリケータ
管86を有する。アプリケータ管86の内側直径は、完成し
た時にファイバアノード22の所望の直径よりも僅かに大
きいことが好ましい。一方の端部におけるゴムの隔膜88
によって、アノードファイバ24がアプリケータ管86を通
ることを可能にする。
【００２９】例示の実施例において、アノードファイバ
24はスプール90から給送される。それがスプールに巻き
付けられる前に、アノードファイバ24は最初にグラファ
イトセメントのような接着剤で被覆される。所望の長さ
に切断される時、ファイバの端部に対応する隙間が作ら
れる可能性がある。グラファイトセメントは張力下でキ
ュアされ、大気中で一晩捩られ、それからグラファイト
セメントが完全にキュアするまで還元ガスの中で１５０
°Ｃで２時間および５００°Ｃで３０分間加熱される。
アノードファイバ24は、それがスプール90からアプリケ
ータ管86まで移動する時、螺旋状の包装ヘッド94によっ
て炭素ファイバ92で巻かれる。ファイバアノード22およ
び巻かれた炭素ファイバ92は、隔膜88を通抜けてアプリ
ケータ管86へ入る。
【００３０】参照符号52に示されるように、負のペース
トは、アノードファイバ24がアプリケータ管86を通って
引っ張られるので、オーガ84を回すことによって連続的
に供給される。ペーストの混合物は、アノードファイバ
24の表面に接着しているアプリケータ管86の開放端部か
ら抜き出される。ペーストで被覆されたファイバを６０
乃至９０°Ｃまで９８％の相関湿度の空気内に１２時間
の間加熱することによって、参照符号54に示されるよう
に、ペーストは硬化され、キュアされる。電極ファイバ
材料は、それを鉛酸化物を含む硫酸のバスを通って、反
対の電極に送られ、それを理論的キャパシティの１１５
％まで充電することによって乾燥充電される。アノード
ファイバ24は、酸のレベルが０．０５％になるまで、脱
イオン水内で洗浄される。参照符号56に示されるよう
に、アノードは、ガラスファイバ（或いはポリプロピレ
ンのような他の材料）の織物状の鎧装から作られる分離
体34で被覆され、（ファイバが既に短かく切断されてい
る場合は）エポキシで端部を封止する。参照符号58に示
されるように、ファイバアノード材料は第１のスプール
上に配置される。その代りに、電極ファイバは、バッテ
リの厚さに対応する所望の長さか或いは繋がった形態の
何れかでの取り扱いを容易にするために、エポキシテー
プのような薄い可撓性のテープに接着できる。スプール
による方法においては、ファイバ電極の直径は約０．１
ミリメートルよりも小さいことが好ましく、テープによ
る方法においては、より大きい直径であることが好まし
い。さらに別の方法において、電極ファイバは、分離体
材料のブロック中に埋め込まれて、そのブロックから個
々の層がスライスされることができる。
【００３１】参照符号60に示されるように、カソードフ
ァイバ30が鉛のバスに通して線引きされることによって
溶融した鉛で被覆されたアルミニウムの芯体であること
が好ましいことを除いて、正のファイバカソード28は同
じ方法で処理される。カソードファイバ30は、所望のよ
うにアプリケータ管86の直径が異なるアプリケータ80を
使用して、酸化物、チョップ状炭素ファイバ、鉛丹、硫
酸、および水の標準の正のバッテリペーストで被覆され
る。参照符号64に示されるように、バッテリペースト
は、この場合９８％の相対湿度の空気内で４２乃至７２
時間の間６０乃至９０°Ｃで、必要なようにキュアされ
る。参照符号66に示されるように、分離体材料はファイ
バ30上で被覆される。参照符号68に示されるように、フ
ァイバカソード材料は、第２のスプール上に配置される
が、所望であれば可撓性のテープ上で支持されてもよ
い。
【００３２】参照符号70に示されるように、ファイバ電
極22および28は、図２に示されるような交互の層の配列
で配置される。商業規模の作業において、このファイバ
電極の配置は、ファイバ電極の処理において使用される
形態に応じて、ファイバ巻き付け技術或いはテープを層
状に積重ねる技術を使用して有効に達成される。以下の
説明は、特にファイバ巻き付け技術に関する。ファイバ
電極の一方の第１の層、例えばファイバアノードは大き
い直径の心棒に巻き付けられる。他方のファイバ電極の
第２の層、この場合はファイバカソードは、第１の層の
上に重ねて巻き付けられる。巻き付けを行う時、巻き付
けられた層は、下の層の隣接する２回の巻回線に各巻回
線を接触させるために僅かにマッサージされる。これに
よって各巻き付けと下にある層との間に最小の空間を有
するぴったりと詰まった構造が生成される。第２の層が
巻き付けられた後で、ファイバアノード材料の第３の層
が、第２の層の上に重ねて巻き付けられ、ファイバカソ
ード材料の第４の層が第３の層の上に重ねて巻き付けら
れ、こうして必要数の層が作られるまで続けられる。
（テープの方法が使用される時、テープの交互の層は、
取り付けられた電極ファイバを備えて、類似の型式の構
造を生成するために積重ねられる。） 参照符号72に示されるように、巻き付けられた層は位置
を固定されるので、各巻き付けおよび層は移動しない。
固定は、自由選択的に加えられたアイソスタティック圧
力で構造を加熱して、分離体層を一緒に焼結することに
よって、或いはファイバ電極構造の一部分として、例え
ば紫外線でキュア可能な重合体のような他の手段によっ
てキュアする材料を使用することによって達成すること
ができる。
【００３３】参照符号74に示されるように、電気の端部
接続体48が供給される。図９の（ａ）乃至（ｃ）は、マ
クロエレクトロニック付着および鋳造技術を使用する有
効な方法を示す。図９（ａ）において、配列の第１の端
部36において、金属層が付着される。層は、複数の平行
な導体のストリップ100 を形成するために鋳込まれてエ
ッチングされる。各ストリップ100 は、アノードファイ
バ24の層の１つに平行し整合して配置される。従って、
ファイバアノードの層と同じ数のストリップ100 があ
る。ストリップ100 は、第１の端部36の横方向末端部ま
で延在し、導電性のバス102 に接続される。バスは、外
部接触部まで延在しており、それは図示されていない
が、アノードファイバ24との電気接続が行われる。スト
リップ100 の１つは、図７の断面図に示される。
【００３４】バッテリ20はひっくり返されて、第２の端
部38に接触することができる。ストリップ104 およびバ
ス106 の第２の組は、次に説明されるものを除いて、上
記で説明されたのと同じ方法、即ち金属層の被覆、鋳
造、およびエッチングによって形成される。
【００３５】接触をするべきではないカソードファイバ
30を確認するために、少なくとも２乃至５ボルトの電圧
が、アノードファイバ24に印加されるが、そこでは第１
の端部36において予め接触が行われている。この電圧に
よって、ファイバアノード24の端部は、電子を放出する
が、それは走査電子顕微鏡において第２の端部38を見る
ことによって検出することができる。（例えば、個々の
層が連続していないために）アノードファイバ24に対し
て電気的に短絡されるカソードファイバ30も、電子を放
出し、欠陥部として識別することができる。そのような
欠陥部108 は図９（ｃ）に示される。欠陥部108 が確認
されると、第２のストリップ104 が、欠陥部108 と接触
しないように配置される。その結果、短絡を経験したフ
ァイバ電極に対して外部の電気接続は行われない。従っ
て欠陥部108 は、隣接する層を電気的に短絡することに
よって、電気装置の動作を干渉しない。そのような短絡
の欠陥部108 の発生は、比較的に小さいので、それが存
在するところでは、その存在は説明された接続方法によ
って打消される。別の方法においては、各絶縁電極を予
めテストして、短絡がないことを確認するが、説明され
た方法は、小さい直径の多数のファイバ電極が使用され
る場合により一層実用的である。
【００３６】参照符号76に示されるように、電気接続が
両端部において行われた後で、電気構造は、それがある
場合には、容器45内に配置される。容器は、充填孔42を
通して電界質で充填され、充填孔42は封止される。
【００３７】他の変形例も可能である。例えば、個々の
ファイバ電極22および28は、図１１に示されるように、
断面を六角形にされ、一層ぴったりと詰められて、バッ
テリ内の空間の充填が達成される。バッテリそれ自身
は、利用可能な空間と同様にされた所望の外側の形状を
有することができる。例えば、図１２は、他の六角形の
バッテリで一層ぴったりと密封されることができる六角
形のバッテリを示す。
【００３８】キャパシタは上で説明された方法を使用し
て処理された。アノードおよびカソードのファイバの両
方は炭素であり、誘電ベータスポダミネガラス分離体
（dielectric beta-spodamine glass separator ）で被
覆された。ファイバの束は、誘電材料を固めるために高
熱でアイソスタティック成形された。高熱のアイソスタ
ティック成形方法は、誘電体がファイバを取囲み、完全
に容器に入れるという望ましい効果を有し、その結果上
記で説明された方法で固められた束を短絡に関してテス
トした時に、電気的短絡が全く確認されなくなった。こ
の場合電極構造は、形成を容易にするために単一の大き
いブロックとして処理されたが、そのブロックは後で薄
い板状体に裁断された。上記で説明された方法で、板状
体は、各層の両端部で電極接続をする交互する層として
積み重ねられた。生成されたキャパシタはテストされ、
従来の表面に装着されたキャパシタのキャパシタンスの
１０乃至５０倍を有することが分かった。
【００３９】本発明の特定の実施例が例示的に詳細に説
明されたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなし
に、種々の変形実施例を作ることができる。従って、本
発明は添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部を示すために一方の端部を除去した、本発
明のバッテリの一部の斜視図。
【図２】図１の内部部分の拡大図。
【図３】第１の電極の一部の拡大立面図。
【図４】第２の電極の一部の拡大立面図。
【図５】図１のケース部分の拡大図。
【図６】図１の線６−６に沿うバッテリの一部分の側断
面図。
【図７】外部のケースが取り除かれた図１のバッテリの
一部分の側断面図。
【図８】本発明のバッテリの処理方法のフローチャー
ト。
【図９】装置の配列への電気接続略図
【図１０】被覆された電極のファイバを処理するための
装置の斜視図。
【図１１】六角形の電極を備えた蓄電池の端部立面図。
【図１２】六角形の電極を備えた蓄電池の斜視図。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のファイバ電極を準備し、 第２のファイバ電極を準備し、 第１のファイバ電極が互いに平行するように、第１のフ
    ァイバ電極のグループを第１の層に配置し、 第２のファイバ電極が互いに平行するように、第２のフ
    ァイバ電極のグループを第２の層に配置し、第１の層と
    第２の層が電極の配列を形成し、第２の層が、互いに平
    行する２つの層のファイバ電極を備えた第１の層にすぐ
    近くに隣接して、それと向い合っており、 配列の第１の端部において第１のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第１の電気接続を形成し、 配列の第２の端部において第２のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第２の電気接続を形成するステップを有
    する電気装置の処理方法。
  2. 【請求項２】 配列するステップの後で、電気接続を形
    成するステップの前に、 各々が第１の層および第２の層のファイバ電極に平行す
    るファイバ電極を有し、互いに隣接して互いに向い合っ
    ている第１のファイバ電極と第２のファイバ電極の追加
    の交互の層を加える追加のステップを含む請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 第２の電気接続を形成するステップが、 その中の第２のファイバ電極と、隣接する層の第１の電
    極との間に電気的短絡を有する短絡したファイバを確認
    し、 短絡したファイバとの第２の電気接続の形成を省くステ
    ップを含む請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 確認するステップが、 第１のファイバ電極に電位を加え、第２のファイバ電極
    における加えられれた電位に応答する作用を観察するス
    テップを含む請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１のファイバ電極を形成するステップ
    が、 第１のファイバ電気導体を準備し、 第１のファイバ電気導体の上に第１の被覆層を加えるス
    テップを含む請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 付加ステップにおいて加えられる第１の
    被覆層が、第１の分離体を具備する請求項５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 第１の被覆層が、第１のファイバ電極の
    導体と第１の分離体との間に第１の活性材料を含む請求
    項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 第２のファイバ電極を形成するステップ
    が、 第２のファイバ電気導体を準備し、 第２のファイバ電気導体の上に第２の被覆層を加えるス
    テップを具備する請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 付加ステップにおいて加えられる第１の
    被覆層が、第１の分離体を具備する請求項８記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 第１の被覆層が、第１のファイバ電気
    導体と第１の分離体との間に第１の活性材料を具備する
    請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 それぞれの接続を形成するステップ
    が、 配列の端部上に電気バスを配置し、 電気バスと各層のファイバ電極との間に接続ラインの交
    互の列を配置するステップを具備する請求項１記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 請求項１の方法によって処理される電
    気装置。
  13. 【請求項１３】 第１のファイバ電極を準備し、 第２のファイバ電極を準備し、 各層で第１のファイバ電極が互いに平行するように、第
    １のファイバ電極を複数の第１の層に配置し、 第２のファイバ電極が互いに平行するように、第２のフ
    ァイバ電極のグループを複数の第２の層に配置し、第１
    の層と第２の層が、互いに平行する２つの層のファイバ
    電極を有する電極の配列を形成するために、交互に互い
    にすぐ近くに隣接して向い合って配置され、 配列の第１の端部において第１のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第１の電気的接続を形成し、 配列の第２の端部において第２のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第２の電気的接続を形成するステップを
    有する電気装置の処理方法。
  14. 【請求項１４】 第２の電気接続を形成するステップ
    が、 その中の第２のファイバ電極と、隣接する層の第１の電
    極との間に電気的短絡を有する短絡したファイバを確認
    し、 短絡したファイバとの第２の電気接続の形成を省くステ
    ップを含む請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 配置ステップが、 配列を配列の端部から見た時に、第１のファイバ電極と
    第２のファイバ電極をほぼぴったりと詰められた配置に
    位置付けるステップを含む請求項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】 配置ステップが、 層のファイバ電極の位置を固定するステップを含む請求
    項１３記載の方法。
  17. 【請求項１７】 配列をハウジングに配置するステップ
    を含む請求項１３記載の方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１３の方法によって処理される
    電気装置。
  19. 【請求項１９】 互いに並列に位置する複数の第１のフ
    ァイバ電極よりなる複数第１の層と、 互いに並列して位置する複数の第２のファイバ電極の複
    数の第２の層であり、 第１の層との関係において、互いに平行な２つの層のフ
    ァイバ電極を有する電極の配列を形成するために、互い
    に交互に直ぐ近くに隣接して向い合って配置されている
    第２の層と、 配列の第１の端部において第１のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第１の電気接続と、 配列の第２の端部において第２のファイバ電極の少なく
    とも幾つかとの第２の電気接続とを具備する電気装置。
  20. 【請求項２０】 第２の電気接続が、 第１のファイバ電極に対して電気的に短絡されていない
    第２のファイバ電極に対してのみの電気接続を確立する
    ための手段を実質的に構成する請求項１９記載の電気装
    置。
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