(57)【要約】  方法は、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１つまたは複数の層を備える、ステップと、層のうちの１つまたは複数を貫く切込みを形成するようにスタックをレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するステップと、質量分析に基づく分析技術を用いて、レーザーアブレーション生成物を分析することで、スタックの１つまたは複数の特性を決定するステップとを含む。装置も開示されている。
2021530848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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１つまたは複数の層を備える、ステップと、
前記層のうちの１つまたは複数を少なくとも途中まで貫く切込みを形成するように前記スタックをレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するステップと、
質量分析に基づく分析技術を用いて、前記レーザーアブレーション生成物を分析することで、前記スタックの１つまたは複数の特性を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記レーザーアブレーションの位置を、決定された前記１つまたは複数の特性と相互に関連させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置は、前記スタックの平面における少なくとも１つの場所を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、前記レーザーアブレーションと同時または断続的に、前記スタックを第１の方向に移動させるステップを含み、前記位置は、前記第１の方向と平行な軸に沿う場所を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、前記レーザーアブレーションと同時または断続的に、前記スタックを第１の方向に移動させるステップを含み、前記位置は、前記第１の方向に対して垂直な軸に沿う場所を含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記位置はスタックの中への深さを含む、請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、保存媒体において、互いと結び付けられる相互に関連させられた前記位置を表すデータと決定された前記１つまたは複数の特性を表すデータとを保存するステップを含む、請求項２から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、レーザーアブレーションされた前記スタックを加工するために、相互に関連させられた前記位置および決定された前記１つまたは複数の特性に基づいて、パラメータを決定するステップを含む、請求項２から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パラメータは、所与のエネルギー貯蔵装置に含まれることになるレーザーアブレーションされた前記スタックから形成されるいくつかのエネルギー貯蔵装置セルを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
相互に関連させられた前記位置および決定された前記１つまたは複数の特性に基づいて、および／または、決定された前記パラメータに基づいて、前記レーザーアブレーションされたスタックを加工するステップを含む、請求項２から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記スタックを、前記レーザーアブレーションのために使用されるレーザービームに対して移動させるステップと、前記層のうちの１つまたは複数を貫くさらなる切込みを形成するように前記スタックをレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のさらなるレーザーアブレーション生成物を生成するステップと、質量分析に基づく分析技術を用いて、前記さらなるレーザーアブレーション生成物を分析することで、前記スタックの１つまたは複数のさらなる特性を決定するステップと、前記さらなるレーザーアブレーションの位置を、決定された前記１つまたは複数のさらなる特性と相互に関連させるステップとを含む、請求項２から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、取得された前記スタックの製作を調節するために、決定された前記１つまたは複数の特性を使用する、または、相互に関連させられた前記位置および決定された前記１つまたは複数の特性を使用するステップを含む、請求項１から１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
決定された前記１つまたは複数の特性は、前記レーザーアブレーション生成物のうちの１つまたは複数の固有性、前記スタックの前記層のうちの１つまたは複数の１つまたは複数の成分の固有性、および、前記スタックについての品質制御パラメータの１つまたは複数を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記質量分析に基づく技術は、誘導結合プラズマ質量分析法、すなわちＩＣＰ−ＭＳを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
エネルギー貯蔵装置のためのスタックの１つまたは複数の特性を決定するための装置であって、前記スタックは１つまたは複数の層を備え、前記装置は、
前記層のうちの１つまたは複数を少なくとも途中まで貫く切込みを形成するように、使用中に前記スタックをレーザーアブレーションし、それによって使用中に１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するように構成されるレーザーシステムと、
使用中に生成される前記レーザーアブレーション生成物を分析することで、前記スタックの１つまたは複数の特性を決定するように構成される分析装置と、
前記レーザーアブレーションの位置を、決定された前記１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成される相関装置と
を備え、
前記位置は、使用中に前記レーザーシステムによってアブレーションされる前記スタックの平面における少なくとも１つの場所を含む、装置。
【請求項１６】
前記分析装置は、質量分析に基づく技術を使用して、使用中に生成される前記レーザーアブレーション生成物を分析することで、前記スタックの前記１つまたは複数の特性を決定するように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
使用中、前記スタックは、前記レーザーアブレーションと同時または断続的に、進行の方向に移動し、前記相関装置は、前記スタックが移動する速度に基づいて、前記レーザーアブレーションの位置を、決定された前記１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成される、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、および／または、信頼性が限られ得るため、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および／または信頼できる方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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１つまたは複数の層を備える、ステップと、層のうちの１つまたは複数を少なくとも途中まで貫く切込みを形成するようにスタックをレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するステップと、質量分析に基づく分析技術を用いて、レーザーアブレーション生成物を分析することで、スタックの１つまたは複数の特性を決定するステップとを含む方法が提供される。例では、スタックをレーザーアブレーションすることは、層のうちの１つまたは複数を貫く（つまり、全体を貫く）切込みを形成するようになっている。
【０００６】
質量分析に基づく技術を用いてレーザーアブレーション生成物を分析することは、スタックの１つまたは複数の特性の早く効率的な決定を可能にすることができる。これらの特性は、例えば、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用でき、これはさらに、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作を可能にする。スタックの１つまたは複数の特性の早い（例えばリアルタイムまたはほとんどリアルタイムの）決定が、例えばリールツーリール式の製作加工において、スタックの製作および／または加工を高速で実施させることができ、これは効率的となり得る。
【０００７】
例では、方法は、レーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させるステップを含む。これは、決定されるスタックの位置に依存する特性を可能にし得る。例えば、特性は品質制御情報を含み得る。この特性を、どの特性が決定されるかに基づいて、レーザーアブレーション生成物を生成したレーザーアブレーションの位置と相互に関連させることによって、例えば、品質制御基準と適合するスタックの特定の領域の決定を提供することができる。これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用できる情報の精度または特異性を向上させることができ、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【０００８】
例では、位置は、スタックの平面における少なくとも１つの場所を含む。スタックの平面における少なくとも１つの場所を含む位置は、例えば、決定された特性を、スタックの長さまたは幅に沿う特定の領域に関連付けさせることができる。これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与える情報の精度または特異性を向上させることができ、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【０００９】
例では、方法は、レーザーアブレーションと同時または断続的に、スタックを第１の方向に移動させるステップを含み、位置は、第１の方向と平行な軸に沿う場所を含む。これは、決定された特性を、例えばスタックがリールツーリールの構成において移動または加工させられる場所といった、スタックの長さに沿う位置に関連付けさせることができる。この情報は、例えば、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用でき、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【００１０】
例では、方法は、レーザーアブレーションと同時または断続的に、スタックを第１の方向に移動させるステップを含み、位置は、第１の方向に対して垂直な軸に沿う場所を含む。これは、決定された特性を、例えばスタックがリールツーリールの構成において移動または加工させられる場所といった、スタックの幅にわたる位置に関連付けさせることができる。この情報は、例えば、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用でき、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【００１１】
例では、位置はスタックの中への深さを含む。一部の例では、これは、例えば、スタックの各々の層が正確な厚さまたは期待されている厚さであるかどうかを決定するために使用され得る。それに応じて、この情報は、スタック製作工程を調節するために使用でき、延いては、例えば改善したスタック製作を可能にすることができる。一部の例では、スタックの決定された特性と相互に関連させられたレーザーアブレーションの深さは、スタックの異なる層における組成を決定するために使用され得る。これは、例えば、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用でき、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【００１２】
例では、方法は、保存媒体において、互いと結び付けられている相互に関連させられた位置を表すデータと、決定された１つまたは複数の特性を表すデータとを保存するステップを含む。これは、例えば、スタックの折り畳みおよび／またはセルへのスタックの分割といった、スタックのさらなる加工に情報を与えるためにデータを効率的に使用させることができる。
【００１３】
例では、方法は、レーザーアブレーションされたスタックを加工するために、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、パラメータを決定するステップを含む。これは、例えばスタックの折り畳みまたは分割といったスタックのさらなる加工を、簡潔なパラメータに基づいて実施させることができ、これは、スタックのさらなる加工を実施するために配置された構成要素において必要とされるデータの加工を低減させることができ、これは、スタックのより効率的および／または信頼できるさらなる加工を提供することができる。
【００１４】
例では、パラメータは、所与のエネルギー貯蔵装置に含まれることになるレーザーアブレーションされたスタックから形成されるいくつかのエネルギー貯蔵装置セルを含む。例えば、スタックの所与の部分が、無効であるいくつかのセルを製作することと、より多くのセルが、無効なセルを補うように、スタックの所与の部分を含め、エネルギー貯蔵装置に含まれることとが、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて決定され得る。これは、例えばスタックの折り畳みおよび／またはセルへのスタックの分割といったスタックのさらなる加工に、スタックの特定の特性を補わせることができる。これは、信頼できるエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができる。これは、スタックから製作されるエネルギー貯蔵装置において品質制御手続きを実施する必要性を低減または除去することもでき、これは効率的なエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができる。
【００１５】
例では、方法は、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、および／または、決定されたパラメータに基づいて、レーザーアブレーションされたスタックを加工するステップを含む。前述したように、これは、スタックの効率的および／または信頼できる加工を可能にし、延いては、信頼できるおよび／または効率的なエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができる。
【００１６】
例では、方法は、スタックを、レーザーアブレーションのために使用されるレーザービームに対して移動させるステップと、層のうちの１つまたは複数を貫くさらなる切込みを形成するようにスタックをレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のさらなるレーザーアブレーション生成物を生成するステップと、質量分析に基づく分析技術を用いて、さらなるレーザーアブレーション生成物を分析することで、スタックの１つまたは複数のさらなる特性を決定するステップと、さらなるレーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数のさらなる特性と相互に関連させるステップとを含む。これは、例えばスタックのリールツーリール式の加工において、例えば連続的またはほとんど連続的な、繰り返しのスタックの特徴付けを可能にすることができる。例えばリールツーリール式の加工において、スタックを移動させることは、スタックの効率的な加工を提供し、延いて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。
【００１７】
例では、方法は、取得されたスタックの製作を調節するために、決定された１つもしくは複数の特性を使用する、または、相互に関連させられた位置および決定された１つもしくは複数の特性を使用するステップを含む。これはスタックの製作の制御を向上させることができ、これは、信頼できるおよび／または効率的なスタックの製作を提供することができ、延いては、信頼できるおよび／または効率的なエネルギー貯蔵装置の製作をさらに提供することができる。
【００１８】
例では、決定された１つまたは複数の特性は、レーザーアブレーション生成物のうちの１つまたは複数の固有性、スタックの層のうちの１つまたは複数の１つまたは複数の成分の固有性、および、スタックについての品質制御パラメータの１つまたは複数を含む。例えば、スタックの層のうちの１つまたは複数の１つまたは複数の成分の固有性は、レーザーアブレーション生成物のうちの１つまたは複数の固有性から導き出すことができる。スタックの層のレーザーアブレーション生成物または成分の１つまたは複数の固有性を決定することによって、例えば、レーザーアブレーションの向上した制御を可能にすることができる。例えば、スタックのレーザーアブレーション生成物または成分の固有性が、レーザーアブレーションが期待または意図されていないスタックの層のものであることを指し示す場合、それに応じてレーザーアブレーションは調節され得る。スタックのレーザーアブレーション生成物または成分の１つまたは複数の固有性を決定することによって、例えば、スタックの成分もしくはスタックの成分の比率が期待されている通りかどうかの決定、ならびに／または、スタックの製作に情報を与えるために、および／もしくは、その製作を調節するために使用され得るスタックにおける不純物の存在の決定を、可能にすることができる。品質制御パラメータは、例えば、スタックまたはスタックの層が、例えば、期待または望まれる厚さ、成分、成分の比率、および／または、スタックもしくはスタックの層の不純物に関して、品質制御基準を満たすかどうかを指示する、または、品質制御基準を満たす度合いを指示するパラメータであり得る。
【００１９】
例では、質量分析に基づく技術は、誘導結合プラズマ質量分析法、すなわちＩＣＰ−ＭＳを含む。これは、レーザーアブレーション生成物の特に迅速な分析を提供でき、延いては、１つまたは複数の特性のより素早い決定を可能にすることができ、これは、情報がスタックの上流での製作および／または下流での加工に提供され得る即時性を向上させるのを助けることができる。これは、スタックのより早い製作および／または加工を可能にすることができ、これは効率を向上させることができる。
【００２０】
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の１つまたは複数の特性を決定するための装置であって、スタックは１つまたは複数の層を備え、装置は、層のうちの１つまたは複数を少なくとも途中まで貫く切込みを形成するように、使用中にスタックをレーザーアブレーションし、それによって使用中に１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するように構成されるレーザーシステムと、使用中に生成されるレーザーアブレーション生成物を分析することで、スタックの１つまたは複数の特性を決定するように構成される分析装置と、レーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成される相関装置とを備え、位置は、使用中にレーザーシステムによってアブレーションされるスタックの平面における少なくとも１つの場所を含む、装置が提供される。例では、位置は、レーザーシステムによって生成されるレーザービームによって定められる軸に対して実質的に垂直な平面における少なくとも１つの場所を含み、そのレーザーは使用中にスタックをアブレーションする。例では、レーザーシステムは、層のうちの１つまたは複数を貫く（つまり、全体を貫く）切込みを形成するように、使用中にスタックをレーザーアブレーションするように構成される。
【００２１】
決定された特性を、どの特性が決定されるかに基づいて、レーザーアブレーション生成物を生成するレーザーアブレーションの位置と相互に関連させることによって、例えば、品質制御基準と適合するスタックの特定の領域の決定を提供することができる。これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用できる情報の精度または特異性を向上させることができ、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。スタックの平面における少なくとも１つの場所を含む位置は、例えば、決定された特性を、スタックの長さまたは幅に沿う特定の領域に関連付けさせることができる。これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与える情報の精度または特異性を向上させることができ、延いては、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作をさらに可能にすることができる。
【００２２】
例では、分析装置は、質量分析に基づく技術を使用して、使用中に生成されるレーザー生成物を分析することで、スタックの１つまたは複数の特性を決定するように構成される。質量分析に基づく技術を用いてレーザーアブレーション生成物を分析することは、スタックの１つまたは複数の特性の早く効率的な決定を可能にすることができる。スタックの１つまたは複数の特性の早い（例えばリアルタイムまたはほとんどリアルタイムの）決定が、例えばリールツーリール式の製作加工において、スタックの製作および／または加工を高速で実施させることができ、これは効率的となり得る。
【００２３】
例では、使用中、スタックは、レーザーアブレーションと同時または断続的に、進行の方向に移動し、相関装置は、スタックが移動する速度に基づいて、レーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成される。スタックの進行の速度に基づいて場所を決定することによって、例えばスタックの進行を直接的に測定するための手段を必要とすることなく、スタックの進行の方向と平行な方向において、特性と場所とのコスト効果のある効率的な相互の関連を提供することができる。
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】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つの方法を示す概略図である。
【図３】例によるスタックを分析する方法を示す流れ図である。
【図４】第１の例によるスタックを分析する１つのやり方を示す概略図である。
【図５】第２の例によるスタックを分析する１つのやり方を示す概略図である。
【図６】例によるスタックを分析するための装置を含むシステムを示す概略図である。
【図７】例によるスタックおよびスタックの保存された特性を示す概略図である。
【図８】例によるスタックを示す概略図である。
【図９】図８のスタックの例示のさらなる加工を概略的に示す図である。
【図１０】図８のスタックの例示のさらなる加工を概略的に示す図である。
【図１１】図８のスタックの例示のさらなる加工を概略的に示す図である。
【図１２】図８のスタックの例示のさらなる加工を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。これらの場合、スタック１００はエネルギー貯蔵装置スタック１００と称されてもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図２の例では、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。
【００３９】
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を用いて溝のうちの少なくとも一部へと導入され得る。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、スパッタリングによってスタックの縁（または中間構造１１０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。
【００４４】
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２００（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）を分析および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および／または信頼性における向上と、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。
【００４５】
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を分析する方法が概略的に示されている。
【００４６】
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２００を取得することを含み、スタック２００は１つまたは複数の層を備える。方法は、ステップ２０３において、層のうちの１つまたは複数を少なくとも途中まで貫く切込みを形成するようにスタック２００をレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成することをさらに含む。方法は、ステップ２０５において、質量分析に基づく分析技術を用いて、レーザーアブレーション生成物を分析することで、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定することを含む。
【００４７】
後でより詳細に説明されているように、方法は、スタックの特性の早く効率的な決定を可能にすることができる。これらの特性は、例えば、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用でき、これはさらに、スタックからのエネルギー貯蔵装置の効率的な製作および／または信頼できる製作を可能にすることができる。
【００４８】
ここで図４を参照すると、エネルギー貯蔵装置スタック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）が概略的に示されている。スタック２００は、レーザーアブレーションをもたらすためにレーザービーム２１６からのレーザーエネルギーに曝されて示されており、レーザーアブレーションはさらに、切込み２１２を形成し、レーザーアブレーション生成物２１０を生成する（図３を参照して記載されている方法のステップ２０３の例に従って）。レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために（図３を参照して記載されている方法のステップ２０５の例に従って）、分析される（質量分析装置２１９によって）。
【００４９】
切込み２１２が形成されているスタック２００がレーザーアブレーションの主要または望ましい「生成物」とすることができ、除去または排出されたレーザーアブレーション生成物２１０が二次生成物または副産物として見なされ得る点において、レーザーアブレーション生成物２１０が「副産物」として一部の状況の下で解釈され得ることは、留意されるべきである。しかしながら、本明細書で使用されているように、「レーザーアブレーション生成物２１０」という用語は、スタック２００から排出または除去されるレーザーアブレーションの生成物であることは、理解されるものである。
【００５０】
スタック２００は、図１を参照して記載されているもの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。これらは、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３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。
【００５１】
図４に示されているように、装置２２４はレーザーシステム２１８と分析装置２２０とを備える。レーザーシステム２１８によって生成されたレーザービーム２１６が、レーザーアブレーションをスタック２００に適用するためにスタック２００に向けられる。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１つまたは複数を含み得る。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。
【００５２】
レーザーアブレーションは、スタックの１つまたは複数の層２０２〜２０８を貫く切込み２１２を形成する。図４に示された例では、レーザーアブレーションは、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を形成している。図４の例では、切込みは溝２１２の形態である。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。一部の例では、方法は、複数の溝２１２（図４には示されていないが、例えば図８および図９を参照されたい）を形成するためにスタック２００をレーザーアブレーションすることを含み得る。複数の溝２１２は、スタック２００を、（この段階では）個別のセルに完全に分離せずに、部分的なセルへと一部で分割するために形成され得る。これは、スタック２００の改善したさらなる加工および処理を提供することができ、これは効率を向上させることができる。
【００５３】
図４に示されているように、溝２１２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へと延び入る深さを有する。つまり、深さは、図４に示されているようなｚ軸と平行な方向に延びる。溝２１２は、深さに対して実質的に垂直な幅を有する（溝２１２の幅および深さは、図４の意味においては紙面の平面においてある）。つまり、溝は、図４に示されているようなｘ軸と平行な方向に延びる幅を有する。溝２１２は、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の意味においては紙面の平面の中へと延びる、または、その平面から外へと延びる）長さを有する。つまり、溝２１２は、図４に示されているようなｙ軸と平行な方向に延びる長さを有する。複数のこのような溝２１２がスタック２００に形成されている例では、溝の各々は、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に形成され得る。
【００５４】
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、溝２１２など）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。
【００５５】
図４に示されているように、溝２１２はスタックの第１の側２００ａに形成されている。一部の例では、方法は、スタック２００の第１の側２００ａの反対のスタック２００の第２の側２００ｂから１つまたは複数の第２の溝（図４では示されていないが、例えば図８を参照されたい）を形成するために、スタック２００をレーザーアブレーションすることを含み得る。これらの例では、さらなる溝（図示せず）は、例えば、基材層２０２、カソード層２０４、および電解質層２０６を貫くがアノード層２０８を貫かないで各々形成され得る。図８〜図１２を参照してより詳細に記載されているように、溝をこの方法で形成するためにスタック２００を切込むことで、スタックの効率的なさらなる加工を提供することができる。
【００５６】
図４に示されているように、層２０２〜２０８のうちの１つまたは複数を貫く切込みまたは溝２１２を形成するためにスタック２００をレーザーアブレーションすることは、１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物２１０を生成する。レーザーアブレーションは、真空状態の下で、および／または、不活性ガスの存在において、実施され得る。図４に示されているように、レーザーアブレーションは、レーザーアブレーション生成物の煙またはプルーム２１０を形成する。前述したように、スタック２００のレーザーアブレーションは、物理的加工の１つまたは組合せによって、スタックから材料２００の除去をもたらすことができる。レーザーアブレーション生成物２１０は、レーザーアブレーションによってスタック２００から除去される、例えば材料の粒子といった材料を含み得る。例えば、スタック２００の材料は、レーザーアブレーション生成物２１０の煙またはプルームを形成するために、スタック２００から蒸発、気化、昇華、および／または機械的もしくは熱機械的な衝撃で発せられ得る。
【００５７】
一部の例では、レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の材料に由来する粒子種または粒子を含み得る。例えば、レーザーアブレーションがスタック２００の材料の分解をもたらす場合、レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の材料の成分の粒子または粒子種を含み得る。別の例として、レーザーアブレーションがスタック２００の材料のイオン化をもたらす例では、レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の材料のイオン化された粒子または粒子種（またはそれらの誘導体）を含み得る。別の例として、レーザーアブレーションが１つまたは複数の粒子種とのスタックの材料の反応を引き起こすかまたは誘導する例では、レーザーアブレーション生成物２１０は、このような反応の生成物を含む、または、このような反応生成物に由来する粒子もしくは粒子種を実際に含み得る。
【００５８】
いずれの場合でも、レーザーアブレーションによって生成されたレーザーアブレーション生成物２１０が、スタック２００、または、スタック２００の１つもしくは複数の層２０２〜２０８を特徴付けることができることは、理解されるものである。例えば、所与の時間に生成されたレーザーアブレーション生成物２１０は、所与の時間にレーザーアブレーションされるスタック２００の層２０２〜２０８の材料に関連可能であり得る。例えば、レーザーアブレーション生成物２１０は、所与の時間にアブレーションされるスタックの層２０２〜２０８を特定することができる。レーザーアブレーション生成物２１０は、レーザーアブレーションされるスタック２００の層２０２〜２０８の品質を特徴付けることができる。例えば、レーザーアブレーション生成物２１０は、例えば、層２０２〜２０８の構成物質の正確な相対的比率または意図された相対的比率が実際に存在するかどうかといった、層２０２〜２０８の構成物質の相対的比率を特徴付けるかまたは指示することができる。別の例として、レーザーアブレーション生成物２１０は、不純物が層２０２〜２０８に存在するかどうかを特徴付けるかまたは示唆することができる。
【００５９】
図４に示されているように、レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために、分析装置２２０によって分析される。
【００６０】
一部の例では、決定された特性は、例えば、レーザーアブレーション生成物２１０のうちの１つまたは複数の固有性を含み得る。例えば、質量分析は、構成物質の粒子またはその粒子種の質量を決定するために、レーザーアブレーション生成物２１０において実施され得る。これらの質量は、レーザーアブレーション生成物２１０の固有性に対応付けされ得る。決定された特性は、スタック２００の層のうちの１つまたは複数の１つまたは複数の成分の固有性を含み得る。例えば、レーザーアブレーション生成物２１０の決定された固有性は、スタック２００の既知の成分に対応付けされ得る。
【００６１】
一部の例では、決定された特性は、スタック２００、または、スタック２００の１つまたは複数の層２０２〜２０８についての品質制御パラメータを備え得る。例えば、品質制御パラメータは、スタックにおける成分の比率、ならびに／または、例えばスタックに存在する不純物といった、不良の存在および／もしくは重度を指示することができる。決定された品質制御パラメータは、スタック２００が品質制御基準を満たすかどうかを決定するために、品質制御基準と比較され得る。別の例として、品質制御パラメータは、スタック２００があらかじめ定められた品質制御基準を満たすかどうか、または、満たす度合いを、それ自体で指示できる。例えば、スタック２００またはその１つもしくは複数の層２０２〜２０８の成分の決定された固有性は、例えば、成分が期待されている比率または正確な比率で存在するかどうか、および／または、特定された成分のいずれかがスタック２００における望ましくない不純物（例えば、スタック２００にあると期待されていない成分、または、スタック２００にあるべきではない成分）を表すかどうかを確認するために使用され得る。
【００６２】
一部の例では、決定された特性は、分析装置２２０によって、コンピュータメモリ２２２などのコンピュータ読取可能保存手段２２２に保存され得る。図６および図７を参照してより詳細に記載されているように、スタック２００の特性を決定することは、スタック２００の上流での製作および／または下流での加工に情報を与えることができ、延いては、スタック２００の製作および／または加工の効率および／または信頼性の向上を可能にすることができる。
【００６３】
レーザーアブレーション生成物２１０は、溝２１２をスタック２００において形成するためにレーザーアブレーションから生じる生成物であり得る。図８〜図１２を参照してより詳細に記載されているように、溝２１２の形成は、エネルギー貯蔵装置を製作するためのスタック２００の加工の一部として実施されてもよい。そのため、溝２１２の形成によって生成されたものであると分析されたレーザーアブレーション生成物２１０は、例えば、溝２１２を形成するようにスタックをレーザーアブレーションするために、および、分析されるレーザーアブレーション生成物２１０を生成するようにスタックをレーザーアブレーションするために、別の手段を提供することと比較して、スタック２００の特性の効率的な決定を可能にすることができる。
【００６４】
分析装置２２０は質量分析装置２１９を備え得る。つまり、レーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために、質量分析に基づく技術を使用して分析され得る。この例では、分析装置２２０は、アブレーション生成物２１０の煙の試料を回収し、試料を分析のために質量分析装置２１９へと運ぶために配置された、この例では試料管２１４である回収要素２１４を備える。
【００６５】
質量分析に基づく技術は、限定なく、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）、飛行時間型質量分析（ＴＯＦ−ＭＳ）、および誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）のいずれか１つを含み得る。つまり、質量分析装置２１９は、限定なく、二次イオン質量分析、飛行時間型質量分析、および誘導結合プラズマ質量分析のいずれか１つであり得る。例えば、ＳＩＭＳでは、一次イオンビームがレーザーアブレーション生成物２１０に向けられ、そこから放出される二次イオンが回収され、それらの質量が分析され得る。別の例として、ＴＯＦ−ＭＳでは、レーザーアブレーション生成物２１０はイオン化され（または、レーザーアブレーションの結果として、それ自体すでにイオン化され）、これらのイオンの質量対電荷比が飛行時間測定を用いて決定され得る。別の例として、ＩＣＰ−ＭＳでは、レーザーアブレーション生成物２１０は、誘導結合プラズマを用いてイオン化され、これらのイオンの質量対電荷比が決定され得る。一部の例では、任意の質量分析に基づく技術が使用され得ることは理解されるものである。
【００６６】
質量分析に基づく技術を使用してレーザーアブレーション生成物２１０を分析することで、レーザーアブレーション生成物２１０の、例えばリアルタイムまたはほとんどリアルタイムの分析といった、比較的早い分析を提供することができる。例えば、これらの質量分析に基づく技術は、分光学に基づく技術と比べて、比較的早い分析を可能にすることができる。質量分析に基づく技術のうち、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）は、レーザーアブレーション生成物２１０の特に迅速な分析を提供することができる。比較的早い質量分析に基づく技術は、例えば、レーザーアブレーション生成物２１０の分析に基づくスタック２００の特性の決定を、比較的素早く実施させることができる。これは、スタックの切込みまたは溝２１２が比較的素早く形成されるときであっても、分析装置２２０に、例えばスタック２００の様々な部分といった、スタック２００を正確に特徴付けさせることができる。例えば、切込みまたは溝２１２は、図２を参照して記載されているように、リールツーリール式の製作工程の一部として形成され得る。切込みまたは溝２１２の比較的素早い形成は、効率的なセル製作工程を提供することができる。図６を参照して記載されているように、レーザーアブレーション生成物の比較的早い分析は、スタックの決定された特性に基づいて、スタック製作工程の実質的にリアルタイムまたはほとんどリアルタイムの調節を可能にすることができ、これはスタックの効率的な製作を可能にすることができる。
【００６７】
一部の例において、レーザーアブレーション生成物２１０の分析は、質量分析に基づく技術を使用しなくてもよく、つまり、分析装置２２０は質量分析装置２１９を必ずしも備える必要はなく、これらの例では、他の分析技術が使用され得る。例えば、レーザーアブレーション生成物２１０は、分光学技術を使用して分析されてもよい。例えば、レーザーアブレーション生成物２１０は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）、またはレーザー誘起破壊分光法（ＬＩＢＳ）を使用して分析されてもよい。例えば、ＸＰＳでは、レーザーアブレーション生成物２１０がＸ線のビームで照射でき、同時に、生成物から逃れる電子の運動エネルギーおよび数を測定する。例えば、ＸＲＦでは、レーザーアブレーション生成物２１０は一次Ｘ線源によって励起させられ、レーザーアブレーション生成物２１０から放出される蛍光（または二次）Ｘ線が分析され得る。例えば、ＬＩＢＳでは、レーザーアブレーションビーム２１６がスタック２００の材料を細かく分解して励起し、それによってレーザーアブレーション生成物２１０を形成することができる、または、異なるレーザー（図示せず）がレーザーアブレーション生成物２１０を細かく分解して励起することができ、励起された原子から放出された光が、その原子を特定するために分析され得る。
【００６８】
一部の例では、方法は、レーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させることを含み得る。
【００６９】
一部の例では、レーザーアブレーションの位置は、スタック２００へのレーザーアブレーションの深さを含み得る。つまり、位置は、図４の意味において、ｚ軸と平行な軸に沿う位置を含み得る。例えば、レーザーアブレーションはスタック２００の第１の側２００ａに適用でき、レーザーアブレーションは、アノード層２０８、電解質層２０６、およびカソード層２０４を連続的に貫いて切込みまたは溝２１２を形成することができる。
【００７０】
スタック２００の中へのレーザーアブレーションの深さは、例えば、レーザーアブレーションの期間、および／または、所与の位置においてスタック２００に適用されるレーザーアブレーションのパルスの数から、決定され得る。例として、レーザーアブレーションの各々のパルスが例えば１ミクロンの深さを有する切込み２１２を生成することはあらかじめ知ることができ、したがって、例えば５回のパルスの後、レーザーアブレーションはスタック２００の中へ５ミクロンの深さで行われたことが決定できる。そのため、レーザーアブレーションの各々のパルスから生成されたレーザーアブレーション生成物２１０を分析することから決定される特性は、そのパルスによって提供されるレーザーアブレーションのスタック２００の中への対応する深さと相互に関連させられ得る。
【００７１】
一部の例では、スタック２００の決定された特性と相互に関連させられたレーザーアブレーションの深さは、スタック２００の各々の層２０４〜２０８が正確な厚さまたは期待されている厚さのものであるかどうかを決定するために使用され得る。例えば、決定された特性は、レーザーアブレーション生成物の固有性を含み得る。第１の層（例えばアノード層２０８）が第１の固有性のレーザーアブレーション生成物を生成すること、および、第２の層（例えば電解質層２０６）が第２の固有性のレーザーアブレーション生成物を生成することは、あらかじめ知ることができる。第１の層（例えばアノード層２０８）は例えば５ミクロンといった厚さであることが望まれ得る。そのため、例えば、第２の固有性のレーザー生成物は、スタック２００の中への３ミクロンだけのレーザーアブレーション深さにおいて生成されていることが決定される場合、第１の層（例えばアノード層２０８）が薄すぎることが決定され、例えば品質制御基準が満たされていないことが決定される可能性がある。図６を参照して記載されているように、それに応じて、この情報は、スタック製作工程を調節するために使用でき、つまり、製作工程が品質制御基準を満たすスタック２００を製作するように調節され得る。
【００７２】
一部の例では、スタックの決定された特性と相互に関連させられたレーザーアブレーションの深さは、スタック２００の異なる層２０２〜２０８における組成を決定するために使用され得る。例えば、アノード層２０８および電解質層２０６の各々が例えば５ミクロンの厚さであることと、各々のレーザーアブレーションパルスが例えば１ミクロンの深さで切込むこととは、知ることができる（または仮定することができる）。この場合、レーザーアブレーションの５回のパルスの第１のセットからのレーザーアブレーション生成物２１０は、アノード層２０８の組成を決定するために使用でき、レーザーアブレーションの５回のパルスの第２のセットからのレーザーアブレーション生成物２１０は、電解質層２０６（その他いろいろ）の組成を決定するために使用できる。前述されているように、決定された組成は、スタックの各々の層２０２〜２０８が品質制御基準を満たすかどうかを決定するように、期待または望まれている組成と比較され得る。図６を参照して記載されているように、それに応じて、この情報は、スタック製作工程を調節するために使用でき、つまり、製作工程が品質制御基準を満たすスタック２００を製作するように調節され得る。
【００７３】
一部の例では、レーザーアブレーションの位置は、スタック２００の平面における少なくとも１つの場所を含み得る。つまり、位置は、スタックの層２０２〜２０８のうちのいずれか１つの平面における場所を含み得る。つまり、位置は、図４の意味において、ｘ軸およびｙ軸によって定められる平面と平行な平面における場所を含み得る。例えば、位置は、図４の意味において、ｘ軸と平行な軸に沿う場所を含み得る。代替または追加で、位置は、図４の意味において、ｙ軸と平行な軸に沿う場所を含み得る。位置が、ｘ軸と平行な軸に沿う場所と、ｙ軸と平行な軸に沿う場所との両方を含む例では、位置は「ｘ−ｙ」平面における座標を含み得る。
【００７４】
決定された特性を、スタック２００の平面におけるレーザーアブレーションの場所と相互に関連させることによって、提供されるスタックの例えば品質制御情報といった細かい特性を提供することができる。例えば、言及されているように、決定された特性は、例えば、スタック２００の成分が期待された通りまたは望まれた通りであるかどうかを指示する品質制御パラメータを含むことができる。この情報を、情報が対応するスタック２００の平面における場所と（例えば、スタック２００の平面に対して垂直な深さと対照的に）相互に関連させることで、品質制御基準と適合するスタックの特定の領域と、品質制御基準と適合しないスタックの特定の領域との決定を提供することができる。図６および図７を参照してより詳細に記載されているように、これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工の向上した制御を提供することができ、延いては、エネルギー保存セルのより効率的な製作および／またはより信頼できる製作を提供することができる。
【００７５】
一部の例では、スタック２００の平面におけるレーザーアブレーションの位置は、スタック２００に対するレーザーシステム２１８の位置に基づいて決定され得る。例えば、一部の例では、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）は、レーザーアブレーションビーム２１６をスタック２００の平面における異なる位置に向けるように制御され得る。例えば、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）は、スタック２００の平面と平行な平面において移動するように制御され得る。スタック２００の平面におけるレーザーアブレーションの場所は、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）がスタック２００の平面と平行な平面に位置させられる位置に基づいて決定され得る。例えば、これは、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）が、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）が位置させられるように制御される場所に基づいて、および／または、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）の場所を感知するように構成されるセンサ（図示せず）に基づいて、決定されてもよい。
【００７６】
一部の例では、方法は、レーザーアブレーションと同時または断続的に、スタックを第１の方向２３８に移動させることを含み得る。例えば、図５に示されているように、スタック２００はリール２５８から巻き解され、そのため実質的に平面の区域が第１の方向２３８において進行する。図５に示されているように、第１の方向２３８は、図４および図５の意味において、ｙ軸と平行である。レーザーアブレーションは、例えば図４に関して記載されているように、第１の方向２３８において進行するときにスタック２００に適用され、それによって溝２１２をスタックに形成する。図５において示されているように、そのように形成された溝２１２は第１の方向２３８と平行な方向に延びる（つまり、細長い）。レーザーアブレーションは、レーザーシステム２１８から提供されるレーザービーム２１６によって提供される。一部の例では、レーザーシステム２１８は固定設備（図示せず）に提供されてもよく、スタックは固定設備（図示せず）に対して第１の方向２３８に移動してもよい。一部の例では、スタック２００は、リールツーリール式の工程（例えば、図２を参照して記載されているようなもの）において第１の方向２３８に移動させられてもよく、その場合、スタック２００は、レーザーアブレーションのために第１のリール２５８から巻き解され、レーザーアブレーションが実施されると第２のリール（図示せず）に巻き付けられる。進行の第１の方向２３６は２つのリールの間にあり得る。
【００７７】
一部の例では、レーザーアブレーションの位置は、第１の方向２３８と平行な軸に沿う場所（例えば、図５の意味においてｙ軸に沿う場所）を含み得る。
【００７８】
第１の方向２３８と平行な軸に沿う方向におけるレーザーアブレーションの場所は、例えば、第１の方向２３８におけるスタック２００の進行距離を測定することで決定できる。例えば、測定輪（図示されていないが、例えば図６のローラ６１０を参照されたい）、または、第１の方向２３８におけるスタック２００の移動を測定するための他の手段が、（固定された）レーザーシステム２１８に対する第１の方向２３８におけるスタック２００の進行の距離を記録することができる。別の例として、センサがリール２５８の回転を感知し、それによってスタック２００によって進行させられる距離を推測するように構成されてもよい。例えば、リール２５８におけるスタック２００の外周、半径、または直径は、あらかじめ知ることができる、または、測定することができ、スタック２００によって進行させられた距離を決定するために、リール２５８の感知された回転の度合いと共に使用できる（例えば、リール２５８が１回転だけ回転させられる場合、スタック２００は、リール２５８におけるスタック２００の１周り分の外周に等しい距離で進行することになる、または、リール２５８におけるスタック２００の半径に２πを掛けた距離で進行することになる）。レーザーアブレーション生成物２１０を分析することによって決定されるスタック２００の各々の特性は、特性が決定されたときに記録された進行の距離と、相互に関連（例えば、結び付け）させられ得る（または、特性の決定と進行距離の記録との間のいくらかの所定のずれを伴って相互に関連させられ得る）。この方法では、決定された特性は、特性が対応する進行の方向２３８と平行な軸に沿う場所と相互に関連させられ得る。
【００７９】
別の例として、第１の方向２３８と平行な軸に沿う方向におけるレーザーアブレーションの場所は、例えば、第１の方向２３８におけるスタック２００の進行の速度に基づいて、決定できる。例えば、スタック２００がリール２５８から巻き解される速度は、測定できる、または、あらかじめ決定できる。スタック２００がリール２５８から巻き解される速度は、一定であり得る、または、時間に対して所定の変化の形を有し得る。所与の特性が決定されるのに基づかれるレーザーアブレーション生成物２１０を生成する、各々の所与のレーザーアブレーションが実施される時間は、記録され得る。この時間は、第１の方向２３８におけるスタック２００の移動が始まる開始時間に対するものであり得る。そのため、スタックが第１の方向２３８において移動する速度は、スタック２００の進行の方向２３８と平行な方向における所与の場所がレーザーアブレーションに曝される開始時間に対して、所与の時間を推測するために使用できる。この所与の時間は、各々の特定についての記録時間と比較され、それによって、特性を、特性が結び付けられている進行の方向２３８と平行な方向における場所と、相互に関連させることができる。スタック２００の進行の速度に基づいて場所を決定することによって、例えばスタック２００の進行を直接的に測定するための手段を必要とすることなく、スタック２００の進行の方向２３８と平行な方向における場所との特性の相互の関連を提供することができ、延いては、コスト効果のある効率的な分析を提供することができる。
【００８０】
一部の例では、レーザーアブレーションの位置（決定された特性と相互に関連させられる）は、第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う場所（例えば、図５の意味においてｘ軸に沿う場所）を含み得る。
【００８１】
第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う方向におけるレーザーアブレーションの場所は、例えば、レーザーシステム２１８（またはその構成要素）が第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿って位置させられる位置に基づいて決定され得る。例えば、これは、レーザーシステム（またはその構成要素）が位置させられるように制御される場所に基づいて、および／または、レーザーシステム（またはその構成要素）の場所を感知するように構成されるセンサ（図示せず）に基づいて、決定されてもよい。
【００８２】
一部の例では、例えば、図５の意味においてｘ軸と平行な軸に沿ってスタックにわたって一定の間隔で離間されるといった、複数のレーザーアブレーションビーム（図示せず）があり得る。複数のレーザーアブレーションビームは、スタック２００にわたって離間された対応する複数のレーザー発生源（図示せず）から提供され得る。別の例として、ビームが複数のレーザーアブレーションビームを提供するために分割または他のやり方で操作される１つのレーザー発生源があってもよい。これらの例では、第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う方向におけるレーザーアブレーションの場所は、例えば、レーザーアブレーションビームのうちの所与の１つ（または複数）が第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿って位置させられるように制御される位置に基づいて、決定され得る。例えば、第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う方向における複数のレーザーアブレーションビームの各々の位置は、あらかじめ知ることができる。複数のレーザーアブレーションビームの各々は、連続的に（例えば、１回に１つで）適用されるように制御され得る。ビームのうちの所与の１つからのレーザーアブレーションからのレーザーアブレーション生成物の分析から決定された特性は、所与のビームのｘ軸に沿う既知の位置と相互に関連させることができ、それによって、決定された特性の、第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う場所との相互の関連を可能にする。
【００８３】
決定された特性を、第１の方向２３８に対して垂直な軸に沿う場所と相互に関連させることは、第１の方向に対して垂直な方向において、スタック２００における例えば品質制御特性といった性質における変化を、決定および説明させることができる。図６および図７を参照してより詳細に記載されているように、これは、スタックの上流での製作および／または下流での加工の向上した制御を提供することができ、延いては、エネルギー保存セルのより効率的な製作および／またはより信頼できる製作を提供することができる。
【００８４】
レーザーアブレーションの相互に関連させられた場所におけるスタック２００の特性を決定するためのレーザーアブレーションおよびそのレーザーアブレーション生成物の分析が、同じスタック２００の異なる部分について、例えば実質的に連続的といった複数回で実施され得ることは、理解されるものである。例えば、一部の例では、方法は、スタック２００を、レーザーアブレーションのために使用されるレーザービーム２１６に対して（例えば、第１の方向２３８において）移動させることと、スタック２００の層のうちの１つまたは複数を貫くさらなる切込み（図示せず）を形成するようにスタック２００をレーザーアブレーションし、それによって１つまたは複数のさらなるレーザーアブレーション生成物（図示せず）を生成することと、さらなるレーザーアブレーション生成物を（例えば、質量分析に基づく分析技術を用いて）分析することで、スタック２００の１つまたは複数のさらなる特性を決定することと、さらなるレーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数のさらなる特性と相互に関連させることとを含み得る。
【００８５】
一部の例では、方法は、保存媒体２２２において、互いと結び付けられている相互に関連させられた位置と、決定された１つまたは複数の特性とを保存することを含み得る。例えば、相互に関連させられた位置と、その位置について決定されたスタック２００の結び付けられた特性とは、表または他のデータ構造の形態で、互いと結び付けられて保存され得る。一部の例では、決定された特性を表すデータと、結び付けられた相互に関連させられた位置を表すデータとが、互いと結び付けられて保存され得る。この相互に関連させられた情報は、スタックの上流での製作および／または下流での加工に情報を与えるために使用され得る。
【００８６】
ここで図６を参照すると、例によるスタック２００の製作および加工のためにシステム６００の概略図が示されている。システム６００は、堆積構成要素６０２と、スタック２００をレーザーアブレーションおよび分析するための装置２２４と、分割構成要素６０１とを備える。
【００８７】
堆積構成要素６０２は、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８の１つまたは複数を基材層２０２に堆積させ、それによってスタック２００を製作するためのものである。堆積構成要素６０２は制御装置６０６と堆積要素６０４とを備える。制御装置６０６は、堆積要素６０４による材料の堆積を制御するように構成されている。制御装置６０６は、装置２２４によって決定されたスタック２００の１つまたは複数の特性（および、一部の例では、相互に関連させられた位置）に基づいて、堆積要素６０４による材料の堆積を制御するように構成され得る。
【００８８】
装置２２４は、図４を参照して前述されているものと同じかまたは同様であり得る。装置２２４は、スタック２００をレーザーアブレーションし、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定する（および、一部の例では、決定された特性を、結び付けられたレーザーアブレーションの位置と相互に関連させる）ためのものである。装置２２４は、スタック２００の層のうちの１つまたは複数を貫く切込みを形成するように、使用中にスタック２００をレーザーアブレーションし、それによって使用中に１つまたは複数のレーザーアブレーション生成物を生成するように構成されているレーザーシステム２１８を備える。装置２２４は、使用中に生成されるレーザーアブレーション生成物を分析することで、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するように構成される分析装置２２０を備える。装置２２４は、レーザーアブレーションの位置を決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成された相関装置（図示されていないが、例えば処理装置および記憶装置を備える、適切な処理システムによって提供され得る）を備え得る。例えば、位置は、使用中にレーザーシステム２１８によってアブレーションされるスタック２００の平面における少なくとも１つの場所を含み得る。例えば、位置は、レーザーシステム２１８によって生成されるレーザービーム２１６によって定められる軸に対して実質的に垂直な平面における少なくとも１つの場所を含んでもよく、そのレーザーは使用中にスタック２００をアブレーションする。
【００８９】
一部の例では、分析装置２２０は、質量分析装置を備えてもよく、質量分析に基づく技術を使用して、使用中に生成されるレーザー生成物を分析することで、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するように構成され得る。例えば図５を参照して記載されているように、一部の例では、使用中、レーザーアブレーションと同時または断続的に、スタックは進行の第１の方向２３８において移動させることができ、相関装置は、スタック２００が移動させられる速度に基づいて、レーザーアブレーションの位置を、決定された１つまたは複数の特性と相互に関連させるように構成されてもよい。装置２２４は、例えば、各々の決定された特性が結び付けられる位置と共に、スタック２００の決定された特性を保存するように構成された保存装置または記憶装置２２２を備える。装置２２４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、第１の方向２３８と平行な方向におけるスタックの所与のレーザーアブレーションの場所を決定するために使用され得るローラ６１０を備える。
【００９０】
分割構成要素６０１は、スタック２００をセルへと分割するためのものである。分割構成要素６０１は、スタック２００のさらなる加工を制御するように構成されている制御装置６０８を備える。例えば、スタック２００のさらなる加工は、以後において図８〜図１２を参照して記載されているものと同じまたは同様であり得る。例えば、分割構成要素６０１は、スタックを帯体へと切込むことができ（例えば、図９の帯体２６０を参照されたい）、スタック２００をｚ字の折りの種類の構成へと折ることができ（例えば、図１０の折られたスタック２６２を参照されたい）、および／または、（折られた）スタック２００をエネルギー貯蔵装置へと分割することができる（例えば、図１２のエネルギー貯蔵装置２７０ｂを参照されたい）。
【００９１】
図６を参照すると、基材２０２のシートまたはウェブがリール２５０から第１の方向２３８において巻き解され、堆積構成要素６０２へと移る。堆積構成要素６０２の堆積要素６０４は、カソード層２０４、電解質層２０６、およびアノード層２０８を基材２０２に堆積させ、それによってスタック２００を形成する。層の堆積は、図１および図２を参照して記載されているものと同じかまたは同様であり得る。次にスタック２００は装置２２４へと移り、装置２２４は、図３〜図５を参照して記載された方法を適用でき、つまり、切込みを形成するためにスタック２００をレーザーアブレーションし、そのレーザーアブレーション生成物を分析し、分析に基づいて、スタック２００の１つまたは複数の特性（レーザーアブレーションが行われた場所と相互に関連させられ得る）を決定することができる。決定された特性（および相互に関連させられた場所）は保存手段２２２に保存できる。次に、レーザーアブレーションされたスタック２００は分割構成要素６０１へと移され、分割構成要素６０１は、例えば図８〜図１２を参照して記載されているように、スタック２００をエネルギー貯蔵装置へと分割することができる。
【００９２】
図６の例において、スタック２００は堆積構成要素６０２から装置２２４へと送り込まれ、堆積構成要素６０２による堆積は、装置２２４によるレーザーアブレーションおよびレーザーアブレーション生成物の分析の前に行われる。これらの関係の一方または両方のいずれかにおいて、堆積および／または堆積構成要素６０２は、レーザーアブレーションおよび分析ならびに／または装置２２４の上流にあるということができる。反対に、スタック２００は装置２２４から分割構成要素６０１へと送り込まれ、分割構成要素６０１による分割は、装置２２４によるレーザーアブレーションおよびレーザーアブレーション生成物の分析の後に行われる。これらの関係の一方または両方のいずれかにおいて、分割および／または分割構成要素６０１は、レーザーアブレーションおよび分析ならびに／または装置２２４の下流にあるということができる。
【００９３】
図４および図５を参照して前述した、決定された１つまたは複数の特性、および／または、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性は、効率的および／または信頼できるエネルギー保存セル製作を提供するために、堆積構成要素６０２によるスタック２００の上流での製作の制御に使用され得る、および／または、分割構成要素６０１によるスタック２００の下流での分割の制御に使用され得る。
【００９４】
例えば、一部の例では、方法は、取得されたスタック２００の製作を調節するために、決定された１つもしくは複数の特性、または、相互に関連させられた位置および決定された１つもしくは複数の特性を使用することを含み得る。
【００９５】
例えば、スタック２００が装置２２４を通じて第１の方向２３８に送り込まれるとき、装置２２４は、スタック２００の例えば品質制御パラメータといった特性を決定することができる。例えば、品質制御パラメータは、例えばスタック２００のアノード層２０８の決定された厚さおよび／または組成に関連し得る。特性は堆積構成要素６０２の制御装置６０６に送信または提供され得る。堆積構成要素６０２は、特性に基づいて堆積を制御することができる。これは、実質的にリアルタイムまたはほとんどリアルタイムで行われ得る。
【００９６】
品質制御パラメータは、制御装置６０６が、品質制御パラメータに基づいて、堆積要素６０４によって例えばアノード層２０８の堆積を制御できるように、堆積構成要素６０２の制御装置６０６に送信または提供され得る。例えば、品質制御パラメータは、アノード層２０８の決定された厚さがアノード層２０８の期待または望まれた厚さから逸脱することを指示でき、制御装置６０６は、それに応じてアノード層２０８の堆積の厚さを調節するために堆積要素６０４を制御することができる。例えば、決定された厚さは、第１の方向２３８に対して垂直な方向においてスタックに沿う場所と相互に関連させられ得る。この場合、特性および相互に関連させられた位置は、アノード層がスタックの一方の側に向けて他方の側より厚いことを指示し得る。そのため、制御装置６０６は、それに応じて、第１の方向２３８に対して垂直な方向に沿っての堆積分配を調節するために、堆積要素６０４を制御することができる。別の例として、品質制御パラメータは、アノード層の決定された組成が期待されている組成から逸脱することを指示でき、制御装置６０６は、それに応じて、堆積されたアノード層２０８の組成を調節するために堆積要素６０４を制御することができる。スタック２００の決定された特性、または、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、スタック２００の上流での製作を制御することは、品質制御基準を満たさないスタック２００の製作を減少させることができ、延いては、エネルギー保存セル製作の効率を向上させることができる。
【００９７】
スタック２００の決定された特性、または、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、スタック２００の上流での製作を制御することは、試料がバッチから取られてから後工程で分析されるシステムと比較して、有利であり得る。これらの場合、欠陥が試料に見つけ出された場合、製品全体が廃棄または調査のいずれかを必要とする可能性がある。しかしながら、レーザーアブレーション生成物の迅速な分析と、本明細書に記載されているような分析から導き出されるスタック２００の特性に基づいての堆積工程の続いての制御とは、品質制御を、スタック２００において実施される別の品質制御ステップを必要とすることなく、スタック２００の（連続的な）製作の間に実施させることができ、これはより効率的な加工を可能にすることができる。
【００９８】
一部の例では、方法は、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、レーザーアブレーションおよびそのレーザーアブレーション生成物の分析に続いてスタック２００を加工することを含み得る。例えば、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性は、分割構成要素６０１に送信、通信、または提供され得る。分割構成要素６０１の制御装置６０８は、スタック２００の提供された相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性によって、またはそれらに基づいて影響させられるセルへのスタック２００の分割を制御することができる。
【００９９】
例えば、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性は、スタック２００の特定の部分が品質制御基準未満に低下することを指示でき、延いては、例えば、この特定の部分が分割構成要素６０１によって製作されるエネルギー貯蔵装置に含まれるべきではないことを指示できる。
【０１００】
別の例として、スタック２００の特定の部分は、分割構成要素６０１によって製作されるエネルギー貯蔵装置に含まれてもよいが、この特定の部分が有効なセルを生成しないことが決定でき、延いては、スタック２００の分割が無効なセルの存在を補うように実施されることが決定できる。例えば、図９〜図１２を参照して記載されているように、スタック２００は、数十個、可及的には数百個、または可及的には数千個のセルを含むエネルギー貯蔵装置を製作するために折られて分割され得る。例えば、分割構成要素６０１によって製作される各々のエネルギー貯蔵装置が、例えば５００個の有効なセルから作られることが望まれ得る。スタック２００の所与の部分（所与のエネルギー貯蔵装置に含まれる）が無効となる例えば２つのセルをもたらすことが、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性から決定され得る。分割構成要素６０１は、結果生じるエネルギー貯蔵装置が５０２個のセルを有するように、スタック２００の分割を調節するためにこの情報を使用することができる。つまり、エネルギー貯蔵装置は、５００個の有効なセルと、無効として決定された２個のセルとを備える。そのため、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいてスタック２００を加工することは、信頼できるエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができ、これはさらに、エネルギー貯蔵装置の製作の効率を増加させることができる。さらにこれは、構成するスタック２００に存在し得る欠陥をすでに補う形でエネルギー貯蔵装置が製作されているため、別の品質制御手続きをエネルギー貯蔵装置に適用する必要性を低減または除去することができる。これは、セル製作工程の効率を向上させることができる。
【０１０１】
一部の例では、方法は、レーザーアブレーションされたスタック２００を加工するために、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、パラメータを決定することを含み得る。例えば、パラメータは、所与のエネルギー貯蔵装置に含まれることになるレーザーアブレーションされたスタック２００から形成されるいくつかのエネルギー貯蔵装置セルを備え得る。例えば、先の例のように、装置２２４または分割構成要素６０１は、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいて、スタック２００の所与の部分が、無効である２個のセルを製作することと、延いては、５０２個のセルが、それらの２個のセルの無効性を補うように、スタック２００の所与の部分を含め、エネルギー貯蔵装置に含まれることとを決定することができる。パラメータは、装置２２４の保存手段２２２に保存できる、および／または、パラメータをそれ自体の保存手段（図示せず）に保存することができる分割構成要素６０１に送信もしくは提供できる。そのため、分割は単純なパラメータに基づいて実施でき、これは、分割構成要素６０１において必要とされる加工を低減でき、延いては、信頼できるエネルギー貯蔵装置を提供する効率的な分割工程を可能にする。
【０１０２】
図６に概略的に示されているように、スタック２００（レーザーアブレーションが適用されている）は装置２２４から分割構成要素６０１へと直接的に移り得る。しかしながら、他の例では、レーザーアブレーションされたスタック２００は、異なる時間および／または場所において分割加工のために別のリールに巻き付けられてもよい。例えば、図７に示されているように、レーザーアブレーションされたスタック２００はリール２７０に巻き付けられ得る。リールは、リール２７０におけるスタック２００を、スタック２００と結び付けられた相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性（または決定されたパラメータ）を含むデータファイル２７１に結び付けることができる例えば「２３Ｘ」といった識別子を有し得る。データファイル２７１は、リール２７０におけるスタック２００を伴い得る保存媒体２７３に保存され得る。別の例として、データファイル２７１は中央保存装置（図示せず）に保存されてもよく、識別子はリール２７０を中央保存装置におけるデータファイル２７１と結び付けてもよく、それに応じてアクセスし得る。別の例として、リール２７０におけるスタック２００には、例えば無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグといった、データファイル２７１を担持するタグ、コード、または他の機械読取り可能手段が設けられてもよい。これらの例または他のものの各々において、データファイル２７１は、リール２７０からのスタック２００のさらなる加工が行われるときに分割構成要素６０１に提供されてもよい。例えば、リール２７０におけるスタック２００は分割構成要素６０１に装着されてもよく、分割構成要素６０１は、リール２７０と結び付けられたデータファイル２７１を読むことができる。そのため、分割構成要素６０１は、データファイル２７１から、リール２７０におけるスタック２００の各々の部分の決定された特性が分かる。例えば、分割構成要素６０１がスタック２００をリール２７０から巻き解すとき、分割構成要素６０１は、巻き解されたスタック２００の距離と結び付けられたスタック２００の部分の特性をデータファイル２７１から読むことができる。そのため、分割構成要素６０１は、それに応じて、例えば、いくつかの無効なセルがエネルギー貯蔵装置に存在する場合であっても各々のエネルギー貯蔵装置が同じ数の有効なセルを有するように、相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性（または決定されたパラメータ）に基づいて、スタック２００をエネルギー貯蔵装置へと加工することができる。
【０１０３】
そのため、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性を決定することは、スタック２００の上流での製作において改善を可能にするだけでなく、スタック２００の下流でのさらなる加工においても改善を可能にし、これは信頼できるエネルギー貯蔵装置の製作および／また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。
【０１０４】
図８〜図１２を参照して以後に記載されているのは、例によるエネルギー貯蔵装置を製作するためのスタック２００のさらなる加工である。さらなる加工は、例えば、図６の分割構成要素６０１によって実施されるものであり得る。記載されているように、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性（または決定されたパラメータ）は、エネルギー貯蔵装置の効率および／または信頼性を向上させるために、さらなる加工に使用されてもよい。
【０１０５】
一部の例では、さらなる加工は、絶縁または誘電の材料２４６を、レーザーアブレーションによって形成された切込みまたは溝のうちの１つまたは複数へと提供することを含み得る。
【０１０６】
例えば、図８を参照すると、例によるスタック２００が概略的に示されている。図４に示されているのと同様に、図８に示されているスタック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から形成されており、それらのすべてが図４を参照して記載されているものと同じかまたは同様であり得る。図８のスタック２００は、ここでも図４にあるものと同様に、アノード層２０８、電解質層２０６、およびカソード層２０４を貫くが基材層２０２を貫かない、スタック２００の第１の側２００ａに形成された切込みまたは溝２１２ａを有する。図３〜図６を参照して記載したように、切込みまたは溝２１２ａはレーザーアブレーションによって形成でき、そのレーザーアブレーション生成物２１０は、スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために分析される。
【０１０７】
図８の例では、スタック２００には２つのさらなる溝２１０ａ、２１０ｂが形成されている。さらなる溝２１０ａ、２１０ｂの各々は、基材層２０２、カソード層２０４、および電解質層２０６を貫くがアノード層２０８を貫かないで、スタック２００の第２の側２００ｂに形成されている。さらなる溝２１０ａ、２１０ｂの各々は、スタックの第２の側２００ｂに形成されていることを除いて（結果的に、溝２１２ａと比較してスタック２００の異なる層を貫いて延びる）、スタックの第１の側２００ａにおける溝２１２ａと実質的に同じであり得る。さらなる溝のうちの一方２１０ａは、ｘ軸に対して垂直な方向において溝２１２ａの一方の側に向けて位置させられ、さらなる溝のうちの他方２１０ｂは、図８の意味において、ｘ軸に対して垂直な方向において溝２１２の他方の側に向けて位置させられる。つまり、各々の連続的な溝２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂが形成されているスタック２００の側面２００ａ、２００ｂは交互になっている。さらなる溝２１０ａ、２１０ｂは溝２１２ａと実質的に同じ方法で形成され得る。例えば、さらなる溝２１０ａ、２１０ｂはレーザーアブレーションによって各々形成されてもよく、レーザーアブレーション生成物は、例えばレーザーアブレーションが実施された位置と相互に関連させるスタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために分析され得る。３つの溝２１０ａ、２１２ｂ、２１０ｂだけが図８に示されているが、スタック２００に形成された多くのこのような連続的な交互の溝があってもよいことは、理解されるものである。
【０１０８】
溝２１０ａ、２１２ｂ、２１０ｂを形成するためにレーザーアブレーションすることは、スタック２００の少なくとも電極層２０４、２０８の例えば縁といった表面を露出させる。スタック２００の第１の側２００ａから形成された溝のうちの第１のもの２１０ａを例とすると、図８に示されているように、溝のうちの第１のもの２１０ａを形成するレーザーアブレーションは、基材層２０２の縁２０２ａ、カソード層２０４の縁２０４ａ、および電解質層２０６の縁２０６ａを露出させる。同様に、スタックの第２の側２００ｂから形成された溝のうちの第２のもの２１２ａについて、レーザーアブレーションは、アノード層２０８の縁２０８ａ、電解質層２０６の縁２０６ａ、およびカソード層２０４の縁２０４ａを露出させる。
【０１０９】
絶縁材料２４６が溝２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂの各々に提供され得る。例えば、絶縁材料２４６は、例えば、図２を参照して記載されているのと同様に、第１の溝２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂの各々に堆積され得る。そのため、絶縁材料２４６は、第１の電極２０４、２０８（つまり、カソード層２０４とアノード層２０８との一方）の露出された縁２０４ａ、２０８ａと、第２の電極２０４、２０８（つまり、カソード層２０４とアノード層２０８との他方）の露出された縁２０４ａ、２０８ａとの間に電気的絶縁を提供するように、縁２０２ａ、２０４ａ、２０６ａ、２０８ａなどの露出された表面に提供される。これは、レーザーアブレーションの間および／またはスタック２００のさらなる加工において、充電されたアノード層２０８のカソード層２０４との直接的な電気接触、延いては短絡を回避することができる。以後においてより詳細に記載されているように、絶縁材料２４６を溝２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂに提供することは、スタック２００のさらなる加工におけるより後の段階において、折られたスタックの縁に絶縁を提供する必要性を低減させることができ、これはさらに、スタック２００のより効率的なさらなる加工を可能にする。
【０１１０】
一部の例では、さらなる加工は、スタック２００を折ることを含み得る。例えば、一部の例では、スタック２００のさらなる加工は、スタック２００を折る前にスタック２００を１つまたは複数の帯体２５４、２６０へと切込むことを含み得る。
【０１１１】
例えば、ここで図９を特に参照すると、スタック２００は、第１の方向２３８において進行するようにリール２５８から提供される。スタックには複数の溝２１２が形成されている。溝２１２は、例えば図３〜図８を参照して記載されたように形成され得る。複数の第１の溝２１２は進行の第１の方向２３８と平行な方向に細長い。溝２１２をこの配向で形成することは、レーザー発生源および／またはレーザー発生源によって生成されたビームを不動のレーザーシステムから提供させることができ、スタック２００は、不動のレーザーシステムに対して、例えば実質的に連続的な工程において溝２１２を形成するために移動させることができ、これは効率的であり得る。
【０１１２】
図９に概略的に示されているように、スタック２００（第１の溝２１２が形成されている）は複数の帯体２６０（図９に１つだけ示されている）へと切込まれ得る。例えば、帯体２６０は、第１の進行の方向２３８に対して垂直な方向に沿ってスタック２００をレーザーで切込む（図示せず）ことによって形成され得る。例えば、図６の分割構成要素６０１は、スタック２００を帯体２６０へと切込むように構成されたレーザーカッター（図示せず）を備え得る。各々の帯体２６０は、第１の溝２１２の範囲に垂直な方向に細長い。次に、各々の帯体２６０は、折られたスタック２６２を作成するために、例えば、折る工程において、および／または、折る機械によって、例えば、あらかじめ印の付けられた位置合わせ特徴部または他のものにおいてかまたはそれらに向けて折られ得る。１つだけの折りが図９に示されているが、他の例では、折られたスタック２６２が例えば数十または数百の層といった多くの層のスタック２００を備えるように、多くの折りがあってもよい（図１０も参照されたい）ことは、理解されるものである。
【０１１３】
ここで図１０を参照すると、折られたスタック２６２の例が示されている。折られたスタック２６２は、例えば図９を参照して記載したように、折り工程および／または折り機械によって製作され得る。図１０に示されているように、折られたスタック２６２は、４つのスタック層２００ａ〜２００ｄを有する（各々の層は、図３〜図６を参照して記載された方法から形成されたスタック２００を備える）。スタックは「ｚ字の折り」の構成で折られている。別の言い方をすれば、第２のスタック層２００ｂは、第１のスタック層２００ａの上へ折り返され、そのため、第１のスタック層２００ａおよび第２のスタック層２００ｂの層によって定められた平面が互いと実質的に平行となる。同様に、第３のスタック層２００ｃは第２のスタック層２００ｂの上に折り返され、第４のスタック層２００ｄは第３のスタック層２００ｃの上に折り返される。スタック２００は、スタック層２００ａ〜２００ｄの各々が互いと位置合わせまたは並ぶように折られ得る。例えば、スタック２００は、各々のスタック層２００ａ〜２００ｄが同じ長さのものであり、そのためスタック層２００ａ〜２００ｄが互いと位置合わせまたは並ぶように折られ得る。折りにおける（つまり、折られたスタック２５６の中心部分から遠位にある）スタック層２００ａ〜２００ｄの部分は、廃棄材料として除去および／または考慮され得る。
【０１１４】
一部の例では、さらなる加工は、エネルギー貯蔵装置２７０ａ、２７０ｂへの折られたスタック２６２の分割を含み得る。
【０１１５】
例えば、図１１を参照すると、折られたスタック２６２の中心部分がより詳細に示されている。図１１に示されているように、スタック層２００ａ〜２００ｄの各々は互いと並べられ、つまり、そのため１つのスタック層２００ａの溝（例えば、各々が絶縁材料２４６で充填されている）は隣接するスタック層２００ｂの対応する溝と並べられる（つまり、図１１の意味において鉛直に並べられる）。各々のスタック層は、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。第１のスタック層２００ａへの第２のスタック層２００ｂの折り返しのため、第２のスタック層２００ｂは、第１のスタック層２００ａと比べて反転させられており、同様に、第３のスタック層２００ｃは第２のスタック層２００ｂと比べて反転させられており、同様に、第４のスタック層２００ｄは第３のスタック層２００ｃと比べて反転させられていることは、留意されるものである。
【０１１６】
図１１に概略的に示されているように、さらなる加工は、セルの分割、つまり、エネルギー貯蔵装置２７０ａ、２７０ｂのセルへの折られたスタックの分割を含み得る。この例では、セルの分割は、溝が並べられる位置の各々において、第１から第４のスタック層２００ａ〜２００ｄのすべてを貫いて切込み２６８ａ〜２６８ｃを形成するためのレーザーアブレーション２６６ａ〜２６６ｃを含む。溝が絶縁材料２４６で満たされる例では、切込み２６８ａ〜２６８ｃが絶縁材料２４６を貫く切込みを含むことは、理解されるものである。切込み２６８ａ〜２６８ｃは、折られたスタックをエネルギー貯蔵装置２７０ａ、２７０ｂへと分割する。図６に示された分割構成要素６０１は、折られたスタック２００を貫く切込み２６８ａ〜２６８ｃを形成するために、例えばレーザー切込み装置といった切込み装置を備え得る。
【０１１７】
分割されたエネルギー貯蔵装置２７０ｂの例が図１２に示されている。
【０１１８】
エネルギー貯蔵装置２７０ｂは有効な４個のセルＡ〜Ｄを備える。セルのエネルギー貯蔵装置２７０ｂは、以下の順番（図１２の意味において下から上へ）において層を備えており、セルＡにおける第１の基材層２０２ａ、第１のカソード層２０４ａ、第１の電解質層２０６ａ、第１のアノード層２０８ａと、第２のセルＢにおける第２のアノード層２０８ｂ、第２の電解質層２０６ｂ、第２のカソード層２０４ｂ、第２の基材層２０２ｂと、セルＣにおける第３の基材層２０２ｃ、第３のカソード層２０４ｃ、第３の電解質層２０６ｃ、第３のアノード層２０８ｃと、セルＤにおける第４のアノード層２０８ｄ、第４の電解質層２０６ｄ、第４のカソード層２０４ｄ、第４の基材層２０２ｄを備える。
【０１１９】
前述したようなスタック２００における溝の形成および第１の溝に提供された絶縁材料２４６、折り、ならびに分割は、分割されたエネルギー貯蔵装置２７０ｂについて、アノード層２０８ａ〜２０８ｄを備える表面だけが装置の第１の側２７２（図１２の意味において右手側）において露出され、他の層のすべてが絶縁材料２４６によって第１の側２７２において絶縁されている。さらに、基材層２０２ａ〜２０２ｄを備える表面だけが装置２７０ｂの反対の第２の側２７４において露出されており、他の層のすべてが絶縁材料２４６によって第２の側２７４において絶縁されている。前述したように、基材層２０２ａ〜２０２ｄは、例えばニッケルといった導電材料を含み得る。
【０１２０】
装置２７０ｂの第１の側２７２は、アノード層２０８ａ〜２０８ｄのすべてを一緒に電気的に連結するように第１の導電材料（図示せず）で被覆され、装置２７０ｂの第２の側２７４は、基材層２０２ａ〜２０２ｄのすべて（延いては、カソード層２０４ａ〜２０４ｄのすべて）を一緒に電気的に連結するように第２の導電材料（図示せず）で被覆され得る。例えば、スパッタリングされた金属層が装置２７０ｂの両側２７２、２７４に適用され得る。この方法では、例えば、第１の導電材料が、エネルギー貯蔵装置２７０ｂの第１の端子（例えば、エネルギー貯蔵装置２７０ｂの正の端子）のための接点を提供でき、第２の導電材料が、エネルギー貯蔵装置２７０ｂの第２の端子（例えば、エネルギー貯蔵装置２７０ｂの負の端子）のための接点を提供する。別の言い方をすれば、実質的に、エネルギー貯蔵装置２７０ｂの４個のセルＡ〜Ｄは並列に連結されている。正の端子および負の端子は、負荷に電力を供給するために、負荷に電気的に連結され得る。セルＡ〜Ｄ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な放電率を提供するために、エネルギー貯蔵装置２７０ｂを提供することができる。
【０１２１】
図６を参照して同じく記載されているように、エネルギー貯蔵装置２７０ｂへのスタック２００のさらなる加工は、スタック２００の決定された特性および相互に関連させられた位置に基づき得る。例えば、図１２に示されたエネルギー貯蔵装置２７０ｂの例えばセルＡを形成するスタック２００の部分と相互に関連させられる決定された特性は、その部分が特定の品質制御基準未満に低下したことと、延いてはセルＡが有効ではない（例えば、機能的でない）こととを指示することができる。この情報に基づいて、分割構成要素６０１は、追加のセル（図示せず）が有効ではないセルＡを補うようにエネルギー貯蔵装置２７０ｂへと含まれることを決定することができる。そのため、分割構成要素６０１は、例えば、追加のスタック層２００ａ〜２００ｄが折られたスタック２６２へと含まれるように、スタック２００またはスタックの帯体２６０を折ることができる。そのため、結果生じるエネルギー貯蔵装置２７０ｂは、（エネルギー貯蔵装置２７０ｂが有効でないセルＡを１個有するだけであっても）４個の有効なセルを有することが確保され得る。この方法では、スタック２００（またはパラメータ）の決定された特性および相互に関連させられた位置は、無効であり得る特定のセルがあるかどうかに拘わらず、製作された各々のエネルギー貯蔵装置２７０ｂが同じ有効能力を有し得ることを提供するために、使用され得る。
【０１２２】
そのため、スタック２００の相互に関連させられた位置および決定された１つまたは複数の特性に基づいてスタック２００を加工することは、信頼できるエネルギー貯蔵装置の製作を可能にすることができ、これはさらに、エネルギー貯蔵装置の製作の効率を増加させることができる。さらにこれは、構成するスタック２００に存在し得る欠陥をすでに補う形でエネルギー貯蔵装置が製作されているため、別の品質制御手続きを製作されるエネルギー貯蔵装置に適用する必要性を低減または除去することができる。これは、セル製作工程の効率を向上させることができる。
【０１２３】
前述の例のうちの一部において、（レーザーアブレーションの位置と相互に関連させられた一部の例における）スタック２００の１つまたは複数の特性を決定するために分析されたレーザーアブレーション生成物２１０は、切込みまたは溝２１２、２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂを形成するためにスタックをレーザーアブレーションすることで製作されたものであるが、これは必ずしもそうである必要はなく、一部の例では、分析されたレーザーアブレーション生成物は、スタック２００の１つまたは複数の層を貫く切込みを形成するレーザーアブレーション生成物であり得ることは、理解されるものである。例えば、代替または追加で、分析されたレーザーアブレーション生成物は、図９を参照して記載されているように、スタックを帯体２６０へと切込むためにレーザーアブレーションから生成されたもの、および／または、図１１に関して記載されているように、折られたスタック２００をセルへと分割するためにレーザーアブレーションから生成されたレーザーアブレーション生成物であり得る。
【０１２４】
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。
【符号の説明】
【０１２５】
１００  スタック、エネルギー貯蔵装置スタック
１０２  基材
１０４  カソード層
１０６  電解質層
１０８  アノード層
１１０  中間構造
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  スタック、エネルギー貯蔵装置スタック
２００ａ  第１の側、側面、第１のスタック層
２００ｂ  第２の側、側面、第２のスタック層
２００ｃ  第３のスタック層
２００ｄ  第４のスタック層
２０２  基材層、基材
２０２ａ  基材層の縁、第１の基材層
２０２ｂ  第２の基材層
２０２ｃ  第３の基材層
２０２ｄ  第４の基材層
２０４  カソード層
２０４ａ  カソード層の縁、第１のカソード層
２０４ｂ  第２のカソード層
２０４ｃ  第３のカソード層
２０４ｄ  第４のカソード層
２０６  電解質層
２０６ａ  電解質層の縁、第１の電解質層
２０６ｂ  第２の電解質層
２０６ｃ  第３の電解質層
２０６ｄ  第４の電解質層
２０８  アノード層
２０８ａ  アノード層の縁、第１のアノード層
２０８ｂ  第２のアノード層
２０８ｃ  第３のアノード層
２０８ｄ  第４のアノード層
２１０  レーザーアブレーション生成物、煙、プルーム
２１０ａ、２１０ｂ  溝
２１２、２１２ａ  切込み、溝
２１４  試料管、回収要素
２１６  レーザービーム、レーザーアブレーションビーム
２１８  レーザーシステム
２１９  質量分析装置
２２０  分析装置
２２２  コンピュータメモリ、コンピュータ読取可能保存手段、保存媒体、保存手段、記憶装置
２２４  装置
２３８  第１の方向、進行の方向、第１の進行の方向
２３Ｘ  識別子
２４６  絶縁または誘電の材料、絶縁材料
２５０  リール
２５４、２６０  帯体
２５８  第１のリール
２６２  折られたスタック
２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ  レーザーアブレーション
２６８ａ、２６８ｂ、２６８ｃ  切込み
２７０  リール
２７０ａ、２７０ｂ  エネルギー貯蔵装置
２７１  データファイル
２７２  第１の側
２７３  保存媒体
２７４  第２の側
６０１  分割構成要素
６０２  堆積構成要素
６０４  堆積要素
６０６  制御装置
６０８  制御装置
６１０  ローラ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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