(57)【要約】【課題】  凹凸構造を有しない正極要素、電極材要素、凹凸構造を有しない負極要素及び絶縁材要素を貼り合わせ、貼り合わせたものを複数個を直列接続して渦状に巻き上げ、円筒筐体に収納した従来の円筒型蓄電装置においては、電流パスが長く、かつ正極要素及び／または負極要素と電極材要素との接触面積が小さく、この結果、最大取出可能電流は低下するという課題があった。【解決手段】  ナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の表面を有する正極１０、電極材２０及びナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の表面を有する負極３０を準備し、貼り合わせる。正極１０の各正極要素１は並列接合され、負極２０の各負極要素２は並列接合されている。貼り合わせたものを折り畳み傘のように巻き上げ、円筒筐体４に収納し、電解液を注入し、封止して円筒型蓄電装置を完成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、電解液及び負極を円筒筐体内に収容した円筒型蓄電装置において、
前記正極及び前記負極の少なくとも１つの電極を、その各要素を枝分かれ状に並列接合することにより構成したことを特徴とする円筒型蓄電装置。
【請求項２】
前記正極及び前記負極の前記少なくとも１つの電極の並列接合された各要素は折り畳み傘のように巻き取られた請求項１に記載の円筒型蓄電装置。
【請求項３】
前記正極及び前記負極の前記少なくとも１つの電極の各要素の表裏面にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を有する炭素層が形成された請求項１に記載の円筒型蓄電装置。
【請求項４】
さらに、前記枝分かれ状に並列接合された前記少なくとも１つの電極の各要素の間に挿入された前記正極及び前記負極の他の電極の各要素を具備する請求項１に記載の円筒型蓄電装置。
【請求項５】
前記円筒筐体は前記正極及び前記負極の前記他の電極として作用する請求項１に記載の円筒型蓄電装置。
【請求項６】
正極及び負極の少なくとも１つの電極の各要素を枝分かれ状に並列接合する電極接合工程と、
前記正極及び前記負極を円筒筐体内に収納する工程と
を具備する円筒型蓄電装置の製造方法。
【請求項７】
さらに、前記並列接合された前記少なくとも１つの電極の各要素を折り畳み傘のように巻き取る電極巻取工程を具備する請求項６に記載の円筒型蓄電装置の製造方法。
【請求項８】
さらに、前記正極及び前記負極の前記少なくとも１つの電極の各要素にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の炭素層を形成する炭素層形成工程を具備する請求項６に記載の円筒型蓄電装置の製造方法。
【請求項９】
さらに、前記枝分かれ状に並列接合された前記少なくとも１つの電極の各要素の間に前記正極及び前記負極の他の電極の各要素を前記少なくとも１つの電極の各要素間に挿入する電極挿入工程を具備する請求項６に記載の円筒型蓄電装置の製造方法。
【請求項１０】
前記円筒筐体は前記正極及び前記負極の前記他の電極として作用する請求項６に記載の円筒型蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円筒型蓄電装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蓄電装置は、正極（導体）、電解質及び負極（導体）よりなり、必要に応じて絶縁材（セパレータ）を含む。ここで、正極及び負極は電荷の吸収、放出の担い手の作用をし、他方、電解質は電荷の輸送の担い手の作用をする。さらに、正極及び負極は、集電のための金属あるいは炭素よりなる狭義の電極と、電解質との混合物である電極材を含む。以下、本願明細書、特許請求の範囲において、正極、負極は、狭義の電極のみを意味し、電極材を含まないものとする。また、電極二重層キャパシタでは、正極、負極は、共に、カーボンであり（参照：特許文献１）、リチウムイオン２次電池では、正極はコバルト酸リチウム等のリチウム複合酸化物、高分子化物、負極はグラファイト等のカーボンである（参照：特許文献２）。
【０００３】
図２０は従来の円筒型蓄電装置を示し、（Ａ）はイメージ斜視図、（Ｂ）は完成斜視図である。
【０００４】
図２０の（Ａ）に示すように、凹凸構造を有しない正極要素１０１、電極材要素１０２、凹凸構造を有しない負極要素１０３及び絶縁材要素１０４を準備し、貼り合わせる。次に、図２０の（Ｂ）に示すごとく、貼り合わせたものを複数個を直列接続して渦状に巻き上げ、図示しない円筒筐体に収納し、電解液を注入し、封止して円筒型蓄電装置を完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５９７８０号公報
【特許文献２】特開平１０−３４０７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２０に示す従来の円筒型蓄電装置においては、蓄電装置の高容量化に伴って駆動する機器の少なくとも瞬時の総消費電力の増加に対応できないという課題があった。つまり、取り出し可能な最大電流（以下、最大取出可能電流）は商用電気系統で言えばブレーカの容量に相当し、蓄電装置にとっては容量の次に重要な性能指数であるが、上述の従来の円筒型蓄電装置では次の理由によって最大取出可能電流を大きくできず、この結果、瞬時の総消費電力の増加に対応できないという課題があった。
【０００７】
第１に、正極要素１０１及び/または負極要素１０３は直列接合されているので、電流パスが長く、この結果、最大取出可能電流は低下する。
【０００８】
第２に、正極要素１０１及び／または負極要素１０３と電極材要素１０２との接触面積が小さく、この結果、最大取出可能電流はやはり低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明に係る円筒型蓄電装置は、正極、電解液及び負極を円筒筐体内に収容した円筒型蓄電装置において、正極及び負極の少なくとも１つの電極を、その各要素を枝分かれ状に並列接合することにより構成したものである。これにより、電流パスを短くする。
【００１０】
また、正極及び負極の少なくとも１つの電極の各要素の表裏面にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を有する炭素層を形成する。これにより、正極要素及び／または負極要素と電極材要素との接触面積は大きくなる。
【００１１】
また、本発明に係る円筒型蓄電装置の製造方法は、正極及び負極の少なくとも１つの電極の各要素を枝分かれ状に並列接合する電極接合工程と、正極及び負極を円筒筐体内に収納する工程とを具備するものである。さらに、正極及び負極の少なくとも１つの電極の各要素にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の炭素層を形成する炭素層形成工程を具備するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、正極及び/または負極の電流パスが短くなるので、最大取出可能電流を大きくできる。また、正極要素及び／または負極要素と電極材との接触面積が大きくなるので、やはり、最大取出可能電流を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る円筒型蓄電装置の原理を示し、（Ａ）はイメージ斜視図、（Ｂ）は完成斜視図である。
【図２】本発明に係る円筒型蓄電装置の製造方法の第１の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２の炭素層形成工程を説明する正極要素（負極要素）の斜視図である。
【図４】図２の炭素層表面凹凸構造形成工程を説明する図であって、（Ａ）はプラズマエッチング装置を示す図、（Ｂ）はプラズマエッチング後の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図５】図２の正極接合工程を説明する上面図である。
【図６】図２の電極材塗布工程を説明する上面図である。
【図７】図２の負極挿入工程を説明する上面図である。
【図８】図２の正極／電極材／負極巻取工程を説明する図であって、（Ａ）は正極の斜視図、（Ｂ）は負極の斜視図、（Ｃ）は円筒筐体の斜視図である。
【図９】図２の円筒筐体内収納／負極接合工程を説明する図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。
【図１０】図２の変更例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る円筒型蓄電装置の製造方法の第２の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１の炭素層形成工程を説明する負極要素の斜視図である。
【図１３】図１１の負極接合工程を説明する上面図である。
【図１４】図１１の電極材塗布工程を説明する上面図である。
【図１５】図１１の負極／電極材巻取工程を説明する図であって、（Ａ）は負極の斜視図、（Ｂ）は円筒筐体の斜視図である。
【図１６】図１１の円筒筐体内収納工程を説明する図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。
【図１７】図１１の変更例を示すフローチャートである。
【図１８】円筒型蓄電装置に用いられる最大取出可能電流測定回路の一例を示す回路図である。
【図１９】本発明によって得られる最大取出可能電流を示すテーブルである。
【図２０】従来の円筒型蓄電装置を示し、（Ａ）はイメージ斜視図、（Ｂ）は完成斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る円筒型蓄電装置の原理を示し、（Ａ）はイメージ斜視図、（Ｂ）は完成斜視図である。
【００１５】
図１の（Ａ）に示すように、ナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の表面を有する正極１０、電極材２０及びナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の表面を有する負極３０を準備し、貼り合わせる。この場合、正極１０の各正極要素１は並列接合され、負極３０の各負極要素３は並列接合されている。図１の（Ｂ）に示すごとく、貼り合わせたものを折り畳み傘のように巻き上げ、円筒筐体４に収納し、電解液を注入し、封止して円筒型蓄電装置を完成する。
【００１６】
図１においては、正極１０の各正極要素１、負極３０の各負極要素３は並列接合されているので、電流パスが短く、この結果、最大取出可能電流は増大する。
【００１７】
また、図１においては、正極１及び／あるいは負極３と電極材２との接触面積がナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造により大きくなり、この結果、最大取出可能電流はやはり増大する。
【００１８】
次に、本発明に係る円筒型蓄電装置の製造方法の第１の実施の形態を図２〜図１０を参照して説明する。尚、第１の実施の形態における円筒型蓄電装置はたとえば電気二重層キャパシタであって、正極、負極が共にカーボンよりなる場合である。
【００１９】
始めに、炭素層形成工程２０１においては、図３に示すたとえば銅、アルミニウム、ステンレスよりなる長さ約１００mm、サイズ約６０mm、厚さ約０．０５mmの長方形の電極材料を準備する。そして、この電極材料の表裏面に炭素層１a、１b（あるいは３a、３b）を形成する。炭素層１a、１b（３a、３b）は、炭素粉を樹脂バインダで混ぜて塗布したもの、あるいはグラファイトシートのようなフィルム状の炭素材料を導電性接着剤で貼り付けた後にプレス加工により炭素を密着させたものである。これにより、炭素層１a、１b（３a、３b）を表裏面に形成した正極要素１（負極要素３）をたとえば8枚得る。
【００２０】
次に、炭素層表面凹凸構造形成工程２０２においては、正極要素１（負極要素３）の炭素層１a、１b（３a、３b）の表面にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を形成する。この炭素層表面凹凸構造形成工程２０２は図４の（Ａ）に示すプラズマエッチング装置を用いて実行される。
【００２１】
図４の（Ａ）においては、アルミニウム等で形成された真空チャンバ４００に直接設けられた試料台４０１に金属メッシュ治具４０２を載置し、この上に上述の炭素層１a、１b（３a、３b）が表裏面に形成された正極要素１（負極要素３）を載置する。これにより、正極要素１（負極要素３）の炭素層１a、１b（３a、３b）の両方を同時にエッチングできるようにすると共に、エッチング後の炭素層１a、１b（３a、３b）のナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を傷つけないようにする。また、試料台４０１に対向した対向電極４０３を絶縁層４０３ａを介して真空チャンバ４００に設け、試料台４０１と対向電極４０３との間に高周波電源４０４を接続する。従って、対向電極４０３はアノード電極として作用し、試料台４０１はカソード電極として作用する。さらに、真空チャンバ４００には、Ar/O2ガス導入のためのガス導入口４０５及び真空ポンプ（図示せず）に接続されたガス排出口４０６が設けられている。尚、金属メッシュ治具４０２の代りに、正極要素１（負極要素３）を宙吊り状態にして表裏面の炭素層１a、１b（３a、３b）を同時にエッチングすることもできる。
【００２２】
図４の（Ａ）のプラズマエッチング装置をたとえば次の条件で動作させる。
到達真空度：6.65Pa (50mTorr)
O2ガス流量：100sccm
Arガス流量：50sccm
投入電力：500W
【００２３】
尚、図４の（Ａ）に示すプラズマエッチング法は、電子サイクロトロン共鳴（ECR）エッチング法、反応性イオンエッチング（RIE）法、大気圧プラズマエッチング法等のいずれでもよく、また、処理ガスは、Ar/O2ガス以外のO2ガス、CO2ガス、CF4ガス、SF4ガス等のいずれでもよい。
【００２４】
図４の（Ｂ）は炭素層表面凹凸構造形成工程２０２によって得られたナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の走査型電子顕微鏡（SEM）写真を示す。尚、凹凸構造の高さはサブミクロメートルオーダである。
【００２５】
次に、正極接合工程２０３においては、正極要素１の短辺同士を導電性接着剤等で接合する。たとえば、図５に示すごとく、たとえば８枚の正極要素１を上面から見て放射状につまり枝分かれ状に並列接合して正極１０を構成する。この場合、接合中心にたとえば直径8mmのステンレス等よりなる金属あるいは炭素の棒を集電棒として用いることができる。尚、正極要素１の厚さに依存するが接合正極要素の枚数を増大させると、最大取出可能電流は向上する。
【００２６】
次に、電極材塗布工程２０４においては、電極材要素２はゲル・ペースト状とし、図６に示すごとく、正極要素１の表裏面に塗布する。
【００２７】
次に、負極挿入工程２０５においては、図７の矢印で示すごとく、８枚の負極要素３を電極材要素２間に挿入する。負極要素３全体は後工程で負極３０を構成する。
【００２８】
尚、正極要素１、負極要素３間の短絡防止のために、必要に応じて、たとえば、厚さ約0.1mmの不織布をセパレータ（図示せず）として挿入する。
【００２９】
次に、正極／電極材／負極巻取工程２０６においては、放射状に配置されている正極要素１、電極材要素２及び負極要素３を折り畳み傘のように巻き取る。図８の（Ａ）は巻き取られた正極要素１のイメージ斜視図、図８の（Ｂ）は巻き取られた負極要素３のイメージ斜視図であり、実際には、電極材要素２を含めて正極要素１、負極要素３は折り畳み傘のようにされて図８の（Ｃ）に示すステンレス等よりなる円筒筐体４のサイズとされる。
【００３０】
次に、筐体内収納／負極接合工程２０７において、図９に示すごとく、折り畳み傘のように巻き取られた正極要素１／電極材要素２（図示せず）／負極要素３をたとえば直径約20mm、長さ約60mmの円筒筐体４に収納した後に、各負極要素３を円筒筐体４に導電性接着剤あるいはスポット溶接（図示せず）によって接合する。尚、図９において、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図を示す。
【００３１】
次に、電解液注入工程２０８においては、プロピレンカーボネートを主成分とする電解液を円筒筐体４内に注入する。
【００３２】
最後に、封止工程２０９においては、円筒筐体４を封止することにより円筒型蓄電装置が完成する。
【００３３】
図１０は図２の変更例を示すフローチャートである。すなわち、電極材２が流動性の大きいゾルもしくは液体のときには、図２の正極／電極材／負極巻取工程２０６の代りに正極／負極巻取工程２０６’を設けると共に、電極材塗布工程２０４の代りに電極材充填工程２０４’を図２の筐体内収納／負極接合工程２０７と電解液注入工程２０８との間に設ける。すなわち、正極／負極巻取工程２０６’においては、放射状に配置されている正極要素１及び負極要素３を折り畳み傘のように巻き取り、図８の（Ｃ）に示す円筒筐体４のサイズとされる。この場合、正極要素１と負極要素３との間に間隙を設ける。次に、筐体内収納／負極接合工程２０７の後に、電極材充填工程２０４’において、正極要素１と負極要素３との間に電極材要素２を充填する。
【００３４】
このように、上述の第１の実施の形態においては、正極要素１、負極要素３の両方を放射状に枝分かれ状に接合する。これにより、正極要素１、負極要素３の両方が放射状に巻き上げられ、従って、並列接合されているので、電流パスを短くでき、最大取出可能電流は増大する。また、正極要素１、負極要素３と電極材要素２との接触面積がナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造により大きくなり、この結果、やはり、最大取出可能接触面積が大きくなる。
【００３５】
次に、本発明に係る円筒型蓄電装置の製造方法の第２の実施の形態を図１１〜図１７を参照して説明する。尚、第２の実施の形態における円筒型蓄電装置はたとえばリチウムイオン２次電池であって、負極のみがカーボンよりなる場合である。尚、マンガン１次電池に適用する場合には、正極のみがカーボンよりなるので、以降の第２の実施の形態の説明では、負極を正極と、正極を負極と読み替えるものとする。
【００３６】
始めに、炭素層形成工程１１０１においては、図１２に示すたとえば銅、アルミニウム、ステンレスよりなる長さ約１００mm、サイズ約６０mm、厚さ約０．０５mmの長方形の電極材料を準備する。そして、この電極材料の表裏面に炭素層３’a、３’bを形成する。炭素層３’a、３’bは、炭素粉を樹脂バインダで混ぜて塗布したもの、あるいはグラファイトシートのようなフィルム状の炭素材料を導電性接着剤で貼り付けた後にプレス加工により炭素を密着させたものである。これにより、炭素層３’a、３’bを表裏面に形成した負極要素３’をたとえば8枚得る。
【００３７】
次に、炭素層表面凹凸構造形成工程１１０２においては、負極要素３’の炭素層３’a、３’bの表面にナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を形成する。この炭素層表面凹凸構造形成工程１１０２は、第１の実施の形態と同様に、図４の（Ａ）に示すプラズマエッチング装置を用いて実行される。従って、炭素層表面凹凸構造形成工程１１０２によっても図４の（Ｂ）に示すナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造が得られる。
【００３８】
次に、負極接合工程１１０３においては、負極要素３’の短辺同士を導電性接着剤等で接合する。たとえば、図１３に示すごとく、たとえば８枚の負極要素３’を上面から見て放射状につまり枝分かれ状に並列接合して負極３’を構成する。この場合、接合中心にたとえば直径8mmのステンレス等よりなる金属あるいは炭素の棒を集電棒として用いることができる。尚、負極要素３’の厚さに依存するが接合負極要素の枚数を増大させると、最大取出可能電流は向上する。
【００３９】
次に、電極材塗布工程１１０４においては、電極材要素２’はゲル・ペースト状とし、図１４に示すごとく、負極要素３’の表裏面に塗布する。
【００４０】
尚、後述の正極１０’（円筒筐体４）、負極要素３間の短絡防止のために、必要に応じて、たとえば、厚さ約0.1mmの不織布をセパレータ（図示せず）として挿入する。
【００４１】
次に、負極／電極材巻取工程１１０５においては、放射状に配置されている負極要素３’及び電極材要素２’を折り畳み傘のように巻き取る。図１５の（Ａ）は巻き取られた負極要素３’のイメージ斜視図であり、実際には、電極材要素２を含めて負極要素３’は折り畳み傘のようにされて図１５の（Ｂ）に示すステンレス等よりなる円筒筐体４のサイズとされる。
【００４２】
次に、筐体内収納工程１１０６において、図１６に示すごとく、折り畳み傘のように巻き取られた負極要素３’／電極材要素２’（図示せず）をたとえば直径約20mm、長さ約60mmの円筒筐体４に収納する。この場合、円筒筐体４は正極１０’の作用もする。尚、図１６において、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図を示す。
【００４３】
次に、電解液注入工程１１０７においては、プロピレンカーボネートを主成分とする電解液を円筒筐体４内に注入する。
【００４４】
最後に、封止工程１１０８においては、円筒筐体４を封止することにより円筒型蓄電装置が完成する。
【００４５】
図１７は図１１の変更例を示すフローチャートである。すなわち、電極材２が流動性の大きいゾルもしくは液体のときには、図１１の負極／電極材巻取工程１１０５の代りに負極巻取工程１１０５’を設けると共に、電極材塗布工程１１０４の代りに電極材充填工程１１０４’を図１１の筐体内収納工程１１０６と電解液注入工程１１０７との間に設ける。すなわち、負極巻取工程１１０５’においては、放射状に配置されている負極要素３’を折り畳み傘のように巻き取り、図８の（Ｃ）に示す円筒筐体４のサイズとされる。次に、筐体内収納接合工程１１０６の後に、電極材充填工程１１０４’において、負極要素３’と円筒筐体４（正極１０’）との間に電極材要素２’を充填する。
【００４６】
このように、上述の第２の実施の形態においては、負極要素３’のみを放射状に枝分かれ状に接合する。これにより、負極要素３’が放射状に巻き上げられ、従って、並列接合されているので、電流パスを短くでき、最大取出可能電流は増大する。また、負極要素３’と電極材要素２’との接触面積がナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造により大きくなり、この結果、やはり、最大取出可能接触面積が大きくなる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態の効果について説明する。たとえば、マンガン１次電池の場合を例とする。マンガン１次電池においては、たとえば、正極は銅よりなり、円筒筐体（負極）は亜鉛よりなり、電解質は酸化マンガン：塩化アンモニウム＝４：６よりなる。マンガン１次電池の場合、負極はイオン反応を伴うので、炭素層の形成は不適当であり、従って、正極のみに炭素層を設ける。また、正極の要素は８個とし、各要素は長さ100mm（合計800mm）、サイズ50mm、厚さ0.3mmとし、円筒筐体（負極）上に電極材を適宜加えた電解質を盛り付けた後に正極を載せて100g／cm2の荷重を均一に印加して厚さ1cmまでに圧縮してはみ出た電解質を削り落とした。また、セパレータは設けなかった。
【００４８】
また、最大取出可能電流は図１８に示す測定回路を用いて測定した。図１８においては、円筒型蓄電装置の出力端子に抵抗Ｒを並列接続し、円筒型蓄電装置の出力端子の電圧計Ｖに測定しながら並列抵抗Ｒの数を増加させる。並列抵抗Ｒの数の増加に伴い、並列抵抗Ｒの数が１のときに比較して電圧計Ｖの電圧が著しく低下したときを取出電流の限界として最大取出可能電流を測定する。尚、抵抗Ｒは2Ωの酸化金属皮膜抵抗である。
【００４９】
上述のマンガン１次電池の最大取出可能電流を図１８の最大取出可能電流測定回路によって測定した結果を図１９のテーブルに示す。すなわち、正極要素を枝分かれ状の並列接合を行わずかつナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダ以上のサイズの炭素層を設けない従来の場合の最大取出可能電流は0.9Aと低いのに対し、枝分かれ状態の並列接合のみを行った場合の最大取出可能電流は4.3Aと増加し、他方、ナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の炭素層のみを有する場合の最大取出可能電流も4.3Aと増加し、さらに、枝分かれ状態の並列接合を行いかつナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造の炭素層を有する場合には、7.7Aと重複効果が顕著となっている。
【００５０】
尚、正極及び負極の両方に上述の枝分かれ状態の並列接合を行いかつナノメートルオーダからサブミクロメートルオーダのサイズの凹凸構造を設けた場合も同様の最大取出可能電流の増加を達成できる。
【００５１】
尚、上述の実施の形態におけるナノメートルオーダとは約10〜500nmの範囲を示し、サブミクロメートルオーダとは約0.5〜10μmの範囲を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１：正極要素
１a、１b：炭素層
２、２’：電極材要素
３、３’：負極要素
３a、３b、３’a、３’b：炭素層
４：円筒筐体
１０、１０’：正極
３０、３０’：負極
１０１：正極要素
１０２：電極材要素
１０３：負極要素
１０４：絶縁材要素
４００：真空チャンバ
４０１：試料台
４０２：金属メッシュ治具
４０３：対向電極
４０４：高周波電源
４０５：ガス導入口
４０６：ガス排出口
【図２】
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【図５】
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【図６】
2013120818.tif 000005
【図７】
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【図１０】
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【図１１】
2013120818.tif 000008
【図１３】
2013120818.tif 000009
【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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