JPS5923262A - 電気容量素子 - Google Patents
電気容量素子Info
- Publication number
- JPS5923262A JPS5923262A JP57133455A JP13345582A JPS5923262A JP S5923262 A JPS5923262 A JP S5923262A JP 57133455 A JP57133455 A JP 57133455A JP 13345582 A JP13345582 A JP 13345582A JP S5923262 A JPS5923262 A JP S5923262A
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- JP
- Japan
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- electrode
- oxidation
- coloring
- metal
- electrodes
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/02—Arrangements for measuring electric power or power factor by thermal methods, e.g. calorimetric
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、簡単な構造にして充放電状態を色表示できる
ようにした電気容量素子を提供するものである。
ようにした電気容量素子を提供するものである。
蓄電用能な容量素子としてコンデンサ、電池なとがちり
、コンデンサは主に誘電率を利用したものである。電池
は化学反応を利用したものでありその構成は、いわゆる
活物質全粉末成形、シンタ表 −などして用い場合が多い。いずれも充放電が可能であ
るが、その蓄電容量は直接的に表示できるものではない
。本発明は以上のような点に鑑みなされたものである。
、コンデンサは主に誘電率を利用したものである。電池
は化学反応を利用したものでありその構成は、いわゆる
活物質全粉末成形、シンタ表 −などして用い場合が多い。いずれも充放電が可能であ
るが、その蓄電容量は直接的に表示できるものではない
。本発明は以上のような点に鑑みなされたものである。
本発明の第１の目的は構成が簡単で蓄電できる電気容量
素子を得ることにある。
素子を得ることにある。
本発明の別の目的は、充電された状態を着色により表示
できる電気容量素子を得ることにある。
できる電気容量素子を得ることにある。
本発明のさらに別の目的は通電電気量全着色の廣さで表
わすことのできる電気容量素子を得るととにりる。
わすことのできる電気容量素子を得るととにりる。
以下に図面を用い本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、１は酸化層／金属電
極であり第２図にその詳細を示す。２はそのリード線、
３は対極、４はそのリード線、５は両極を隔離するセパ
レータ、６は電解質、７は透明容器である。
極であり第２図にその詳細を示す。２はそのリード線、
３は対極、４はそのリード線、５は両極を隔離するセパ
レータ、６は電解質、７は透明容器である。
酸化層／金属電極１は第２図に示すように、金属板８を
水溶液中で電気ｒヒ学的に電解酸化したり、高温で加熱
処理することによシ酸化膜９を形成することにより構成
される。この酸化層／金属電極はその材質により二次元
層状空孔構造、あるいは三次元かご秋空孔構造となり、
いわゆるホスト役として空孔にゲス）−１収容できるも
のがあり、これを包接化合物と称する。例えばＷＯ３Ｖ
Ｃ対し、還元電流金泥すことによシ水素イオンあるいは
アルカリイオンなどがゲストとして入ることができＷＯ
＋ｘＨ＋＋ｘｅ−ＨＸＷＯ３ としてエネルギーを蓄えることができる。また反対に酸
化電流金泥すことにより放電状態となり元へもどること
ができる。さらにこの様にゲストを収容することにより
、可視波長域に吸収を生じ、着色現象４示すものが多く
、この着色量を充電状態およびその程度、消色を放電状
態の表示に利用できる。ずなわち通電電気量に１１例し
、この反応が進み色の濃さとして表わされるのを表示に
利用するのである。この着色消色現象ｉ−Ｊ、エレクト
ロクロミックディスプレイ表示素子として開発されてい
る。エレクトロクロミックディスプレイにｄｌ、還元反
応で着色するものとしてＷＯ３が酸化反応で着色するも
のとしてＩｒＯ２が用いられ、ガラス基板上にネザ膜等
の透明電極を設け、その上に前記物質全蒸着するが、表
示素子として応答速度を早くするため薄い膜とし、丑だ
物質もかなり限定されている。
水溶液中で電気ｒヒ学的に電解酸化したり、高温で加熱
処理することによシ酸化膜９を形成することにより構成
される。この酸化層／金属電極はその材質により二次元
層状空孔構造、あるいは三次元かご秋空孔構造となり、
いわゆるホスト役として空孔にゲス）−１収容できるも
のがあり、これを包接化合物と称する。例えばＷＯ３Ｖ
Ｃ対し、還元電流金泥すことによシ水素イオンあるいは
アルカリイオンなどがゲストとして入ることができＷＯ
＋ｘＨ＋＋ｘｅ−ＨＸＷＯ３ としてエネルギーを蓄えることができる。また反対に酸
化電流金泥すことにより放電状態となり元へもどること
ができる。さらにこの様にゲストを収容することにより
、可視波長域に吸収を生じ、着色現象４示すものが多く
、この着色量を充電状態およびその程度、消色を放電状
態の表示に利用できる。ずなわち通電電気量に１１例し
、この反応が進み色の濃さとして表わされるのを表示に
利用するのである。この着色消色現象ｉ−Ｊ、エレクト
ロクロミックディスプレイ表示素子として開発されてい
る。エレクトロクロミックディスプレイにｄｌ、還元反
応で着色するものとしてＷＯ３が酸化反応で着色するも
のとしてＩｒＯ２が用いられ、ガラス基板上にネザ膜等
の透明電極を設け、その上に前記物質全蒸着するが、表
示素子として応答速度を早くするため薄い膜とし、丑だ
物質もかなり限定されている。
本発明はその反応を蓄電に利用するため、かなり厚い膜
が必要であり 以下に酸化層／金属電極の製法について
言及する。
が必要であり 以下に酸化層／金属電極の製法について
言及する。
酸化層／金属電極の製法の一つは、水溶液に電解質 Ｍ
かし陽イ會酸化することにより得られる。
かし陽イ會酸化することにより得られる。
この場合金属の種類と電解質の種類、１度、温度。
印加電圧により異った状態の酸化層が得られるが電解酸
化による特長は皮膜が強固で薄いため応答速度が早く、
その酸化量、状態を規制しやすい。
化による特長は皮膜が強固で薄いため応答速度が早く、
その酸化量、状態を規制しやすい。
しかし厚い膜は得にくく、また着色反応を利用する場合
膜にくいこともある。
膜にくいこともある。
酸化層／金属電極の他の製法は、電気炉等で高温酸化す
る。この場合操作が簡単であるのに加え厚い膜を容易に
作れる特長かある。捷た例えばニオブ酸化膜の様に色を
完全に白にすることができ着色消色反応を利用する場合
、見易い特長も有している。
る。この場合操作が簡単であるのに加え厚い膜を容易に
作れる特長かある。捷た例えばニオブ酸化膜の様に色を
完全に白にすることができ着色消色反応を利用する場合
、見易い特長も有している。
いずれの方法によっても極めて簡単に製造でき構成も単
純である。
純である。
酸化層／金属電極は、その材質による特徴か非常に重要
である。電気容量素子として用いる場合膜のち密さ、安
定性、さらには放電後のリーク電流の少なさなどから、
いわゆる弁金属が好ましい。
である。電気容量素子として用いる場合膜のち密さ、安
定性、さらには放電後のリーク電流の少なさなどから、
いわゆる弁金属が好ましい。
例えは着色するものとしてＴｉ 、Ｎｂ 、Ｗ、Ｍｏ
、などが適している。これらのうちでも化学的性質とし
てＴｉは酸には比較的強いがアルカリに弱＜ 、Ｎｂは
酸、アルカリ、非水溶液の何れに対しても面Ｊ久１住が
強く好丑しい。Ｗは酸Ｑては強いがアルカリに弱い。Ｉ
ｖｉｏは酸、アルカリに対して８−耐久性に劣性物質と
なり導電性良く反応が速やかに進む特長をもっている。
、などが適している。これらのうちでも化学的性質とし
てＴｉは酸には比較的強いがアルカリに弱＜ 、Ｎｂは
酸、アルカリ、非水溶液の何れに対しても面Ｊ久１住が
強く好丑しい。Ｗは酸Ｑては強いがアルカリに弱い。Ｉ
ｖｉｏは酸、アルカリに対して８−耐久性に劣性物質と
なり導電性良く反応が速やかに進む特長をもっている。
着色濃度は同一電気量での比較において、一般にＭ ｏ
、 Ｗ −Ｎ ｂ 、 Ｔ ｉの順になる。
、 Ｗ −Ｎ ｂ 、 Ｔ ｉの順になる。
しかし、Ｗ、Ｍｏの酸化―色状態において有色であるの
に対し、Ｔｉ、Ｎｂは白色であり、着色状態と消色状態
の対比には有利である。
に対し、Ｔｉ、Ｎｂは白色であり、着色状態と消色状態
の対比には有利である。
以上の様に各金属にはそれぞれ特徴があるが、化学的女
定性、汎用性の点でＮ ｂが最も好ましくＷも着色瀬度
が謎い点て有利な＃ 、Ｉ”ｌである。
定性、汎用性の点でＮ ｂが最も好ましくＷも着色瀬度
が謎い点て有利な＃ 、Ｉ”ｌである。
以上の１酸化層／金属電極に対し、対極は種々考えられ
る。１タリえば酸化層／金属電輛を二つ用意し、あらか
じめ一方を酸化状態、他方全還元状態としておいてもよ
い。１だ対極として他の包接化合物１用いてもよい。ま
た通常の２次電池用活物質企用いてもよい。Ｊ１だ表面
積大なるカーボンを用い電気二重層の充放電を利用して
もよい。
る。１タリえば酸化層／金属電輛を二つ用意し、あらか
じめ一方を酸化状態、他方全還元状態としておいてもよ
い。１だ対極として他の包接化合物１用いてもよい。ま
た通常の２次電池用活物質企用いてもよい。Ｊ１だ表面
積大なるカーボンを用い電気二重層の充放電を利用して
もよい。
電解質は使用する金属によυ、酸、アルカリ溶液、非水
電解液、固形電解質、固体電解質など選択できる。
電解液、固形電解質、固体電解質など選択できる。
以下具体的に本発明の詳細な説明する。
（実施例１ ）
第１図における酸化層／金属電極１の製法は、厚さ０．
１５ ｒｔｒｍ 、 １０ｍｍ×１０＋ｒｒｍのニオビ
ウム板’ｆ ｓ ｏ ｏ ｔ；て２時間加熱鍍化し、そ
の表面に厚さ約２０μの酸化膜を形成した。その表面酸
化膜の一部全研磨し、金属部分全露出せしめタンタル線
２全熔接した。対極には１０ｍｍ）（１０ｍｍのカーボ
ン繊維ペーパーにリードを設けたものを用いた。
１５ ｒｔｒｍ 、 １０ｍｍ×１０＋ｒｒｍのニオビ
ウム板’ｆ ｓ ｏ ｏ ｔ；て２時間加熱鍍化し、そ
の表面に厚さ約２０μの酸化膜を形成した。その表面酸
化膜の一部全研磨し、金属部分全露出せしめタンタル線
２全熔接した。対極には１０ｍｍ）（１０ｍｍのカーボ
ン繊維ペーパーにリードを設けたものを用いた。
七パレータ−にはポリエチレン多孔膜を用いた。
電解液には、ｉｍｏｌ／Ｑの硫酸を用いた。酸化層／金
属電稜とセパレーター、対極とを順次重ね、透明ガラス
ケース７に入れ、電解液を封入した。
属電稜とセパレーター、対極とを順次重ね、透明ガラス
ケース７に入れ、電解液を封入した。
（実施例２）
対極として多孔室ニッケル板を用いその表面全Ｎｉ０Ｏ
）（とじ、またリードにニッケルを用い、電解液に３ｍ
ｏｌ／Ｑ の）Ｊ ａ ＯＨ溶液を用いた他は実／ｉｆ
！ｉ１列と同（煩にした。
）（とじ、またリードにニッケルを用い、電解液に３ｍ
ｏｌ／Ｑ の）Ｊ ａ ＯＨ溶液を用いた他は実／ｉｆ
！ｉ１列と同（煩にした。
（実施例３）
第１図における酸化層／金属電極１として、厚さ０．２
ｍｍ 、 １０＋＋＋＋＋＋Ｘ １０ｍｍのタングス
テン板全８００Ｃで１時間加熱してその表面全酸化し、
タングステンリードを接続した。対接、電解液は実施１
り１１１の場合と同様である。
ｍｍ 、 １０＋＋＋＋＋＋Ｘ １０ｍｍのタングス
テン板全８００Ｃで１時間加熱してその表面全酸化し、
タングステンリードを接続した。対接、電解液は実施１
り１１１の場合と同様である。
実施例
第１図における酸化層／金属電極として厚さ０．２ｇ
、 １０ｍ＋ｎＸ １０ｍｍのタングステン板を６係リ
ン酸水溶液中で白金を対極として４０Ｖを印加し陽極酸
化した。対極は実施例１の一合と同様である。電解液は
、グロピレンカーボネイトに０．２ｒｒｘ ｏ ｌ ／
Ｑ ノＬ ｉＣ１０４ｋ溶解し７’ｊ ’＋Ｍ、 Ｍ
’ｌ Ｙ夜を用イた。
、 １０ｍ＋ｎＸ １０ｍｍのタングステン板を６係リ
ン酸水溶液中で白金を対極として４０Ｖを印加し陽極酸
化した。対極は実施例１の一合と同様である。電解液は
、グロピレンカーボネイトに０．２ｒｒｘ ｏ ｌ ／
Ｑ ノＬ ｉＣ１０４ｋ溶解し７’ｊ ’＋Ｍ、 Ｍ
’ｌ Ｙ夜を用イた。
以上により試作した素子に各６ ｏ ｍ Ｃの電気量を
充電したところ、実施例１および２は灰青色、３は濃青
色、４は淡青色に着色し、充電状態を示した。寸だ放電
を行なうと、１および２は白色、３は黄色、４は白黄色
となった。
充電したところ、実施例１および２は灰青色、３は濃青
色、４は淡青色に着色し、充電状態を示した。寸だ放電
を行なうと、１および２は白色、３は黄色、４は白黄色
となった。
まだ試作素子を、３０ ｍ Ｃの充放電電気緻で反復動
作させたところ１万回くり返し後も正常に動作した。
作させたところ１万回くり返し後も正常に動作した。
以上のように本発明によれば構成が簡単で、充放電状態
が色表示できる素子全容易に得ることカニできる。
が色表示できる素子全容易に得ることカニできる。
第１図は本発明による電気容量素子の断面図、第２図は
同素子の要部をなす酸化層／金属電極の断面図である。 ・１・・・・ 酸化層／金属電極、３・・・・・・対極
、６・・・ ・電Ｍ貿、８・・・・・・金属板、９・
・・酸化膜。 代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男ほか１名第 １
図 第２図
同素子の要部をなす酸化層／金属電極の断面図である。 ・１・・・・ 酸化層／金属電極、３・・・・・・対極
、６・・・ ・電Ｍ貿、８・・・・・・金属板、９・
・・酸化膜。 代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男ほか１名第 １
図 第２図
Claims (1)
- （１） 電解質全弁し互いに対向する電極を有すると
ともに、対向する上記電極の少なくとも一方が電気化学
的酸化または還元により着色消色反応を呈する酸化物層
が表面に形成された金属からなり、対向する上記電極間
に通電することにより充電および放電か可能に構成され
たことを特徴とする電気容量素子。 （聯 酸化物層が包接化合物からなること全特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電気容量素子。 （→ 金属が弁金属からなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電気容量素子。 （→ 弁金属がニオビウムまたはタングステンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電気容量素
子。 （→ 酸化物層が金属表面の電解酸化または熱酸化によ
り形成された酸化物層であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電気容量素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133455A JPS5923262A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 電気容量素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133455A JPS5923262A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 電気容量素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923262A true JPS5923262A (ja) | 1984-02-06 |
Family
ID=15105178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57133455A Pending JPS5923262A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 電気容量素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923262A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5319044A (en) * | 1976-08-05 | 1978-02-21 | Seiko Epson Corp | Electrochromic indicator |
| JPS55164813A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Electrochromic display device |
-
1982
- 1982-07-29 JP JP57133455A patent/JPS5923262A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5319044A (en) * | 1976-08-05 | 1978-02-21 | Seiko Epson Corp | Electrochromic indicator |
| JPS55164813A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-22 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Electrochromic display device |
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