JP2014523841A5 - - Google Patents

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JP2014523841A5
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例示的実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行ってよく、かつ本発明の構成要素を均等物で置き換えてよいことが理解されるだろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく特定の機器、状態または材料を本発明の教示事項に適合するための多数の変形が理解されるだろう。従って、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示される特定の実施形態に限定されず、本明細書に添付の特許請求の範囲によって理解されるべきであることが意図される。
本願発明は以下の態様を含む。
（態様１）
垂直に配列されたカーボンナノチューブの集合体の製造方法であって、
実質的に酸素のない環境中に基材を装着すること；
基材上に触媒を配置して基体を提供すること；
基体を原材料ガスに付し、基体上に集合体を成長させるために原材料ガスおよび基体の少なくとも一方を加熱すること；ならびに
実質的に酸素のない環境において集合体を冷却すること
を含む、方法。
（態様２）
基材が、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、銅、銀、金、白金、ニオブ、タンタル、鉛、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、インジウム、蛍光物質およびアンチモン；前記の合金、前記の酸化物、シリコン、石英、ガラス、雲母、黒鉛、ダイヤモンドならびにセラミックの少なくとも１つを含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
触媒を配置することが、スパッタリング蒸発、カソードアーク蒸着、スパッタ蒸着、イオンビーム支援蒸着、イオンビーム誘起蒸着、およびエレクトロスプレーイオン化の少なくとも１つを用いることを含む、態様１に記載の方法。
（態様４）
触媒を配置することが、約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍ、約０．５ｎｍ〜約５ｎｍおよび約０．８ｎｍ〜約２ｎｍのいずれか１つの厚さを配置することを含む、態様１に記載の方法。
（態様５）
触媒をパターニングして集合体の成形を制御することを更に含む、態様３に記載の方法。
（態様６）
触媒を配置することが、非連続および実質的に連続のいずれか一方である層を配置することを含む、態様１に記載の方法。
（態様７）
集合体の成長の間に、基体を触媒活性化材料に付すことを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様８）
触媒活性化材料を原材料ガスに加えることを更に含む、態様７に記載の方法。
（態様９）
原材料ガスが、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンプロピレンおよびアセチレンの少なくとも１つを含む、態様１に記載の方法。
（態様１０）
原材料ガスが、メタノールおよびエタノール、アセトン、一酸化炭素、ならびに低炭素の酸素含有化合物の少なくとも１つを更に含む、態様９に記載の方法。
（態様１１）
汚染物質の蓄積を制限するように処理される構成要素を備える製造装置を選択することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様１２）
構成要素の処理が、少なくとも１つの不動態化材料で構成要素を不動態化することを含む、態様１１に記載の方法。
（態様１３）
不動態化材料がシリコン含有材料を含む、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
一旦成長すると、集合体は約３００ｍ ２ ／ｇ〜約２，２００ｍ ２ ／ｇの比表面積ＳＡを有する、態様１に記載の方法。
（態様１５）
一旦成長すると、集合体は約０．００２ｇ／ｃｍ ３ 〜約０．２ｇ／ｃｍ ３ の重量密度（ρ ｗ ）を有する、態様１に記載の方法。
（態様１６）
一旦成長すると、集合体は約５０μｍ〜約５ｍｍの高さを有する、態様１に記載の方法。
（態様１７）
一旦成長すると、集合体中のカーボンナノチューブは約１〜１０個の壁を含む、態様１に記載の方法。
（態様１８）
一旦成長すると、集合体中のカーボンナノチューブは約０．７ｎｍ〜約１０ｎｍの直径を有する、態様１に記載の方法。
（態様１９）
一旦成長すると、集合体は約１０ ３ ＣＮＴ／ｃｍ ２ 〜約１０ １２ ＣＮＴ／ｃｍ ２ の密度を有する、態様１に記載の方法。
（態様２０）
触媒が、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、それらの塩化物、それらの合金、それらとアルミニウム、アルミナ、チタニア、窒化チタンおよび酸化ケイ素の少なくとも１つとの複合体；鉄−モリブデンフィルム、アルミナ−鉄フィルム、アルミナ−コバルトフィルム、アルミナ−鉄−モリブデンフィルム、アルミニウム−鉄フィルムおよびアルミニウム−鉄−モリブデンフィルムの少なくとも１つを含む、態様１に記載の方法。
（態様２１）
触媒が複数の層を含む、態様１に記載の方法。
（態様２２）
基材および触媒の少なくとも一方に浸炭防止層を配置することを更に含む、態様１に記載の方法。
（態様２３）
浸炭防止層が、金属およびセラミック材料の少なくとも一方を含む、態様２２に記載の方法。
（態様２４）
浸炭防止層が、約１ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さである、態様２２に記載の方法。
態様１に記載の方法。
（態様２５）
浸炭防止層が、銅、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素の少なくとも１つを含む、態様２２に記載の方法。
（態様２６）
垂直に配列されたカーボンナノチューブの集合体を製造する装置であって、
実質的に酸素のない環境中に基材を装着するためのローダー部：
基材上に触媒を配置して基体を提供するためのスパッタリング部；
基体を原材料ガスに付し、基体上に集合体を成長させるために原材料ガスおよび基体の少なくとも一方を加熱するための炭素沈積部；ならびに
実質的に酸素のない環境において集合体を冷却するための冷却部
を含む、装置。
（態様２７）
ローダー部が、実質的に酸素のない環境を提供するための制御装置を含む、態様２６に記載の装置。
（態様２８）
スパッタリング部が、スパッタリング蒸発、カソードアーク蒸着、スパッタ蒸着、イオンビーム支援蒸着、イオンビーム誘起蒸着、およびエレクトロスプレーイオン化の少なくとも１つのための装置を含む、態様２６に記載の装置。
（態様２９）
触媒の形態を調節するようになっている触媒の仕上げ加工部を更に含む、態様２６に記載の装置。
（態様３０）
触媒の仕上げ加工部がグロー放電ユニットを含む、態様２９に記載の装置。
（態様３１）
炭素沈積部が化学蒸着装置を含む、態様２６に記載の装置。
（態様３２）
炭素沈積部がガス注入器を含む、態様２６に記載の装置。
（態様３３）
装置の少なくとも１つの構成要素が不動態化された、態様２６に記載の装置。
（態様３４）
ウルトラキャパシタの電極の製造方法であって、電極は、垂直に配列されたカーボンナノチューブの集合体を含み、前記方法は：
実質的に酸素のない環境中に基材を装着すること；基材上に触媒を配置して基体を提供すること；基体を原材料ガスに付し、原材料ガスおよび基体の少なくとも一方を加熱して基体上に集合体を成長させること；ならびに実質的に酸素のない環境において集合体を冷却することによって製造された集合体を選択することと、
集合体を集電体と接合すること、集合体を基体から取り外して集電体を集合体上に配置すること、および集合体を他の炭素質材料と組み合わせてその組み合わせを集電体と接合することの１つと
を含む、方法。
（態様３５）
追加の集合体および追加の炭素質材料の少なくとも一方を電極に加えることを更に含む、態様３４に記載の方法。
（態様３６）
移動させることが、集合体の表面に結合層を形成すること、および集合体を集電体に結合することを含む、態様３４に記載の方法。
（態様３７）
取り外すことが、製造後プロセスにおいて集合体を処理して基体からの集合体の分離を促進することを含む、態様３４に記載の方法。
（態様３８）
集電体を配置することが、層を集合体に沈積させることを含む、態様３７に記載の方法。
（態様３９）
組み合わせることが、集合体のもう１つの層の表面に集合体を配置することを含む、態様３４に記載の方法。
（態様４０）
組み合わせることが、他の炭素質材料の層の表面に集合体を配置することを含む、態様３４に記載の方法。
（態様４１）
他の炭素質材料が、活性炭、炭素繊維、レーヨン、グラフェン、エアロゲル、炭素布および複数の形態のカーボンナノチューブの少なくとも１つを含む、態様３４に記載の方法。
（態様４２）
集合体を処理してカーボンナノチューブの表面積ＳＡを増加させることを更に含む、態様３４に記載の方法。
（態様４３）
処理することが、集合体を酸化させることを含む、態様４２に記載の方法。
（態様４４）
エネルギー貯蔵システムのための電極の製造方法であって、
上に配置された一の厚さの垂直に配列されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含む基体を選択すること；
前記厚さのＣＮＴ上に結合層を配置すること；
結合層を集電体と結合させて、前記厚さのＣＮＴを圧縮すること；および
ＣＮＴから基体を除去して電極を提供すること
を含む、方法。
（態様４５）
圧縮されたＣＮＴが周期的変形を示す、態様４４に記載の方法。
（態様４６）
ＣＮＴの少なくとももう１つの層を電極上に配置することを更に含む、態様４４に記載の方法。
（態様４７）
前記ＣＮＴの少なくとももう１つの層を圧縮することを更に含む、態様４６に記載の方法。
（態様４８）
選択することが、基体からのＣＮＴの分離を促進するように処理された基体を選択することを含む、態様４４に記載の方法。
（態様４９）
処理が、基体およびＣＮＴを加熱することを含む、態様４８に記載の方法。
（態様５０）
エネルギー貯蔵システムのための電極であって、
上に配置された結合層を含む集電体；
上に配置された結合層を含む圧縮された垂直に配列されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の少なくとも１つの層；
を含み、
集電体の結合層が、圧縮されたＣＮＴの層の結合層に結合される、電極。
（態様５１）
上に配置された結合層を含む集電体と、上に配置された結合層を含む圧縮された垂直に配列されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の少なくとも１つの層とを含む少なくとも１つの電極であって、集電体の結合層が、圧縮されたＣＮＴの層の結合層に結合される、電極；および
少なくとも１つの電極を濡らす電解質
を含む、ウルトラキャパシタ。
（態様５２）
ウルトラキャパシタのハウジングが、角柱形および円筒形の一方である、態様５１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様５３）
ウルトラキャパシタの製造方法であって、ウルトラキャパシタは、垂直に配列されたカーボンナノチューブの集合体を含む少なくとも１つの電極を含み、前記方法は：
実質的に酸素のない環境中に基材を装着すること；基材上に触媒を配置して基体を提供すること；基体を原材料ガスに付し、原材料ガスおよび基体の少なくとも一方を加熱して基体上に集合体を成長させること；ならびに実質的に酸素のない環境において集合体を冷却することによって製造された集合体を選択することと、集合体を集電体上に移動させること、基体から集合体を取り外して集合体上に集電体を配置すること、および集合体を集電体上で他の炭素質材料と組み合わせて電極を提供することの１つとによって製造された電極を選択すること；ならびに
電極をウルトラキャパシタに組み込むこと
を含む、方法。
（態様５４）
電解質およびセパレータの少なくとも一方をウルトラキャパシタに組み込むことを更に含む、態様５３に記載の方法。
（態様５５）
ウルトラキャパシタを密封することを更に含む、態様５３に記載の方法。
（態様５６）
エネルギー貯蔵システムのための電極の製造方法であって、
集電体と、集電体の表面に配置された第１の接合層とを含む基部を選択すること；および
第２の接合層を第１の接合層と接合することであって、第２の接合層はその上に配置された炭素質層を含み、炭素質層は電荷を貯蔵するための材料を含む、こと
を含む、方法。
（態様５７）
接合することが、接合層を加熱すること及び接合層を一緒に加圧することの少なくとも一方を含む、態様５６に記載の方法。
（態様５８）
加熱の温度範囲が約１５０℃〜約６００℃である、態様５４に記載の方法。
（態様５９）
炭素質層から基体層を除去して炭素質層を露出させることを更に含む、態様５６に記載の方法。
（態様６０）
基部を製造するときに集電体から酸化物を除去することを更に含む、態様５６に記載の方法。
（態様６１）
炭素質層が、化学蒸着（ＣＶＤ）によって沈積される、態様５６に記載の方法。
（態様６２）
接合層の少なくとも１つが、マグネトロンスパッタリングおよび熱蒸発の一方によって沈積される、態様５６に記載の方法。
（態様６３）
集電体と、集電体の表面に配置された第１の接合層とを含む基部；および
第１の接合層と接合された第２の接合層であって、第２の接合層は、その上に配置された炭素質層を含み、炭素質層は電荷を貯蔵するための材料を含む、第２の接合層
を含む、電極。
（態様６４）
炭素質層が、活性炭、炭素繊維、レーヨン、グラフェン、エアロゲル、炭素布、カーボンナノホーン、エッチングされたアルミニウム、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様６３に記載の電極。
（態様６５）
集電体が、アルミニウム、銅、ステンレススチール、ニッケル、鉄、タンタル、導電性酸化物およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様６３に記載の電極。
（態様６６）
集電体が、キャパシタの電解質との低い反応速度を示す、態様６３に記載の電極。
（態様６７）
集電体が実質的に酸化物を含まない、態様６３に記載の電極。
（態様６８）
集電体と第１の接合層との間に配置される接着層、炭素質層と第２の接合層との間に配置されるオーミック層、および炭素質層が上に配置された基体層の少なくとも１つを更に含む、態様６３に記載の電極。
（態様６９）
接着層は、集電体と第１の接合層との間の接着性を向上させるようになっている、態様６８に記載の電極。
（態様７０）
接着層が、チタン、タングステン、クロムおよびそれらの組み合わせの１つを含む、態様６８に記載の電極。
（態様７１）
オーミック層が、キャパシタの電解質との低い反応速度を示す、態様６８に記載の電極。
（態様７２）
オーミック層が、アルミニウム、タンタルおよび白金の少なくとも１つを含む、態様６８に記載の電極。
（態様７３）
基体層が、炭素質層中の材料に対するホストとして選択され、かつ機械的可とう性で選択される、態様６８に記載の電極。
（態様７４）
第１の接合層および第２の接合層の一方が、白金、金、銀、パラジウム、スズ、ニッケル、銅およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様６３に記載の電極。
（態様７５）
集電体および集電体の表面に配置された第１の接合層を含む基部と、第１の接合層に接合された第２の接合層であって、その上に配置された炭素質層を含み、炭素質層はウルトラキャパシタの電荷を貯蔵するための材料を含む、第２の接合層とを含む少なくとも１つの電極を備えるハウジング；ならびに
ハウジングの中に配置される電解質および誘電材料の少なくとも一方を含み、少なくとも１つの電極はハウジングの出力電極に連結される、ウルトラキャパシタ。
（態様７６）
ウルトラキャパシタのハウジングが、角柱形および円筒形の一方である、態様７５に記載のウルトラキャパシタ。
（態様７７）
エネルギー貯蔵デバイスのためのマルチフォーム電極を提供する方法であって、
集電体と電気的に接触するカーボンナノチューブの集合体を含む電極を選択すること；
キャリア材料中に分散した少なくとも１つのナノフォームカーボンを集合体の上に配置すること；および
キャリア材料を放出してマルチフォーム電極を提供すること
を含む、方法。
（態様７８）
集合体が、垂直に配列されたカーボンナノチューブを含む、態様７７に記載の方法。
（態様７９）
集電体が、アルミニウムおよびアルミニウム合金の少なくとも１つを含む、態様７７に記載の方法。
（態様８０）
配置することが、ナノフォームカーボンを含む浴に電極を浸漬することを含む、態様７７に記載の方法。
（態様８１）
浴から電極を回収することを更に含む、態様８０に記載の方法。
（態様８２）
前記放出のために浴を蒸発させることを更に含む、態様８０に記載の方法。
（態様８３）
配置することが、アプリケータを用いてナノフォームカーボンを適用することを含む、態様７７に記載の方法。
（態様８４）
放出することが、上に配置されたナノフォームカーボンを含む電極を加熱することを含む、態様７７に記載の方法。
（態様８５）
配置することが、単層ナノチューブ、多層ナノチューブ、ナノホーン、ナノオニオン、カーボンブラック、フラーレン、グラフェン、酸化グラフェン、金属ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子、導電性ポリマーの少なくとも１つの形態、および上述のものの処理された形態の少なくとも１つをキャリア材料に混入することを含む、態様７７に記載の方法。
態様７７に記載の方法。
（態様８６）
配置することを制御して、マルチフォーム電極におけるエネルギー貯蔵媒体の所望の特性を達成することを更に含む、態様７７に記載の方法。
（態様８７）
特性が、エネルギー貯蔵媒体の密度を含む、態様８６に記載の方法。
（態様８８）
エネルギー貯蔵デバイスのためのマルチフォーム電極であって、
集電体の表面に配置されたカーボンナノチューブの集合体であって、集合体は、キャリア材料中に分配されたナノフォームカーボンを含む溶液として集合体の上に配置されたナノフォームカーボンの少なくとも１つの追加の層を更に含む、集合体
を含む、マルチフォーム電極。
（態様８９）
集合体が、垂直に配列されたカーボンナノチューブを含む、態様８８に記載のマルチフォーム電極。
（態様９０）
集電体が、アルミニウムおよびアルミニウム合金の少なくとも一方を含む、態様８９に記載のマルチフォーム電極。
（態様９１）
中に配置されたマルチフォーム電極を少なくとも含むハウジング；
集電体の表面に配置されたカーボンナノチューブの集合体を含むマルチフォーム電極であって、集合体は、キャリア材料中に分配されたナノフォームカーボンを含む溶液として集合体の上に配置されたナノフォームカーボンの少なくとも１つの追加の層を更に含む、マルチフォーム電極；および
ウルトラキャパシタ内のイオン輸送をもたらす電解質
を含む、ウルトラキャパシタ。
（態様９２）
ウルトラキャパシタのハウジングが、角柱形および円筒形の一方である、態様９１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様９３）
電解質が、１−（３−シアノプロピル）−３−メチルイミダゾリウム、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウム、１，３−ビス（３−シアノプロピル）イミダゾリウム、１，３−ジエトキシイミダゾリウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−デシル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、３−メチル−１−プロピルピリジニウムおよびこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様９１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様９４）
電解質が、ビス（トリフルオロメタンスルホナート）イミド、トリス（トリフルオロメタンスルホナート）メチド、ジシアナミド、テトラフルオロボラート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルホナート、ビス（ペンタフルオロエタンスルホナート）イミド、チオシアナート、トリフルオロ（トリフルオロメチル）ボレートおよびこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様９１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様９５）
ナノフォームカーボンが、単層ナノチューブ、多層ナノチューブ、ナノホーン、ナノオニオン、カーボンブラック、フラーレン、グラフェン、酸化グラフェン、金属ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子、導電性ポリマーの少なくとも１つの形態、および上述のものの処理された形態の少なくとも１つを含む、態様９１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様９６）
電解質が、アセトニトリル、アミド、ベンゾニトリル、ブチロラクトン、環状エーテル、ジブチルカーボナート、ジエチルカーボナート、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジメチルカーボナート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホン、ジオキサン、ジオキソラン、ギ酸エチル、エチレンカーボナート，エチルメチルカーボナート、ラクトン、直鎖状エーテル、ギ酸メチル、メチルプロピオナート、メチルテトラヒドロフラン、ニトリル、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ｎ−メチルピロリドン、プロピレンカーボナート、スルホラン、スルホン、テトラヒドロフラン、テトラメチレンスルホン、チオフェン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、ニトリル、トリシアノヘキサン、これらのいずれかの組み合わせの少なくとも１つを含む、態様９１に記載のウルトラキャパシタ。
（態様９７）
炭素質集合体を提供する方法であって、
配列されたカーボンナノチューブの集合体を第１の溶液中に分散させること；
炭素添加物を第２の溶液中に分散させること；
第１の溶液および第２の溶液を超音波混合すること；
混合された第１の溶液と混合された第２の溶液とを混合して混合溶液を提供すること；
混合溶液を超音波混合すること；
混合された混合溶液から炭素質集合体を得ること
を含む、方法。
（態様９８）
炭素質集合体を、エネルギー貯蔵媒体としてウルトラキャパシタの電極に組み込むことを更に含む、態様９７に記載の方法。
（態様９９）
炭素質集合体を、エネルギー貯蔵媒体としてエネルギー貯蔵セルの電極に組み込むことを更に含む、態様９７に記載の方法。
（態様１００）
組み込むことが、エネルギー貯蔵媒体の密度、厚さおよび面積の少なくとも１つを制御することを含む、態様９７に記載の方法。
（態様１０１）
炭素添加物を分散させることが、活性炭、炭素粉末、炭素繊維、レーヨン、グラフェン、エアロゲル、ナノホーンおよびカーボンナノチューブの少なくとも１つを分散させることを含む、態様９７に記載の方法。
（態様１０２）
溶液を超音波混合することが、溶液中の炭素を引き出すこと、膨らませること及び分解することの少なくとも１つに対して十分な時間、炭素を混合することを含む、態様９７に記載の方法。
（態様１０３）
炭素質集合体を乾燥させること、平らにすること、圧縮すること、加熱すること、処理すること、および成形することの少なくとも１つを更に含む、態様９７に記載の方法。
（態様１０４）
炭素質集合体を含むエネルギー貯蔵媒体を備える電極であって、
上に配置された炭素質集合体を含む集電体であって、集合体は、超音波処理したカーボンナノフォームの組み合わせを含む、集電体
を含む、電極。
（態様１０５）
カーボンナノフォームの少なくとも１つが、活性炭、炭素粉末、炭素繊維、レーヨン、グラフェン、エアロゲル、ナノホーンおよびカーボンナノチューブを含む、態様１０４に記載の電極。
（態様１０６）
炭素質集合体を含むエネルギー貯蔵媒体を備える少なくとも１つの電極であって、電極は、上に配置された炭素質集合体を含む集電体を含み、集合体は、超音波処理したカーボンナノフォームの組み合わせを含む、電極
を含む、ウルトラキャパシタ。
（態様１０７）
電解質を更に含む、態様１０６に記載のウルトラキャパシタ。
（態様１０８）
電極の構成要素の製造方法であって、
上に配置されたカーボンナノチューブの集合体を含む基体を選択すること；
導電性材料の層を集合体の上に沈積させること；および
基体から集合体および導電性材料を取り外すこと
を含む、方法。
（態様１０９）
集合体を処理して、集合体と基体との結合を弱めることを更に含む、態様１０８に記載の方法。
（態様１１０）
処理することが、結合を酸化させることを含む、態様１０９に記載の方法。
（態様１１１）
処理することが、集合体および基体の少なくとも一方を加熱することを含む、態様１０９に記載の方法。
（態様１１２）
取り外すことが、移動器具を導電性材料に適用し、基体から集合体を持ち上げることを含む、態様１０８に記載の方法。
（態様１１３）
移動器具が、熱剥離テープおよび空気動力工具の一方を含む、態様１１２に記載の方法。
（態様１１４）
リード線を電気的接続として導電性材料に連結することを更に含む、態様１０８に記載の方法。
（態様１１５）
連結をもたらすために酸化物層を除去することを更に含む、態様１１４に記載の方法。
（態様１１６）
連結することが、超音波溶接することを含む、態様１１５に記載の方法。
（態様１１７）
電極を提供するために一緒に連結される複数の構成要素を更に含む、態様１０８に記載の方法。
（態様１１８）
複数の電極構成要素であって、各構成要素は、カーボンナノチューブの集合体と、その上に配置された導電性材料の層とを含む、電極構成要素
を含む電極であって、
構成要素の各々は構成要素の別の１つと連結され、少なくとも１つの連結は、構成要素の導電性材料との結合を含む、電極。
（態様１１９）
連結の少なくとも１つが接合部を含む、態様１１８に記載の電極。
（態様１２０）
カーボンナノチューブが、垂直に配列されたカーボンナノチューブを含む、態様１１８に記載の電極。
（態様１２１）
導電性材料が、アルミニウムおよびアルミニウム合金の一方を含む、態様１１８に記載の電極。
（態様１２２）
複数の電極構成要素を含む少なくとも１つの電極であって、各々の構成要素はカーボンナノチューブの集合体と、その上に配置された導電性材料の層とを含み；構成要素の各々は構成要素の別の１つと連結され、少なくとも１つの連結は、構成要素の導電性材料との結合を含む、電極；
少なくとも１つの電極を収容するハウジング；および
ウルトラキャパシタ内のイオンの輸送をもたらす電解質
を含むウルトラキャパシタ。
（態様１２３）
電極の製造方法であって、
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の層状の積層体を得ること；
層状の積層体を溶液で濡らすこと；
層状の積層体を圧縮すること；
圧縮された層状の積層体を乾燥させること；および
圧縮された層状の積層体に集電体を適用すること
を含む、方法。
（態様１２４）
濡らすことが、溶液の浴および噴霧の少なくとも一方を用いることを含む、態様１２３に記載の方法。
（態様１２５）
圧縮することが、カレンダー機を用いて圧力をかけることを含む、態様１２３に記載の方法。
（態様１２６）
乾燥させることが、溶液を蒸発させること、圧縮された層状の積層体に真空を適用すること、および圧縮された層状の積層体を加熱することの少なくとも１つを含む、態様１２３に記載の方法。
（態様１２７）
層状の積層体中のＣＮＴの層の少なくとも２つの間に、溶媒および炭素のナノフォームの溶液を配置することを更に含む、態様１２３に記載の方法。
（態様１２８）
溶液が、エタノール、イソプロピルアルコール、脱イオン水、アセトン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）の少なくとも１つを含む、態様１２３に記載の方法。
（態様１２９）
エネルギー貯蔵のための電極であって、
垂直に配列されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の圧縮された層状の積層体および該積層体の上に配置された集電体
を含む、電極。
（態様１３０）
集電体が、化学蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング蒸発、カソードアーク蒸着、スパッタ蒸着、イオンビーム支援蒸着、イオンビーム誘起蒸着、およびエレクトロスプレーイオン化の少なくとも１つによってＣＮＴの上に配置される、態様１２９に記載の電極。
（態様１３１）
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の圧縮された層状の積層体と、該積層体の上に配置された集電体とを含む少なくとも１つの電極；および
電極に貯蔵されたエネルギーをウルトラキャパシタの少なくとも１つの端子に輸送するための電解質
を含むウルトラキャパシタ。
（態様１３２）
ウルトラキャパシタの使用方法であって、
電解質および２つの電極を含むウルトラキャパシタであって、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔される、ウルトラキャパシタを得ること；ならびに
ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタをサイクルさせることであって、ウルトラキャパシタの出力される電力密度が、各サイクルについて少なくとも１２ｋＷ／ｋｇであり、最大で約２５０ｋＷ／ｋｇであること
を含む、方法。
（態様１３３）
ウルトラキャパシタは、約１０００万回サイクルするようになっている、態様１３２に記載の方法。
（態様１３４）
ウルトラキャパシタの使用方法であって、
電解質および２つの電極を含むウルトラキャパシタであって、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔される、ウルトラキャパシタを得ること；ならびに
ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタをサイクルさせることであって、ウルトラキャパシタの出力されるエネルギー密度が、各サイクルについて少なくとも１Ｗｈ／ｋｇであり、最大で約３５Ｗｈ／ｋｇであること
を含む、方法。
（態様１３５）
ウルトラキャパシタは、約１０００万回サイクルするようになっている、態様１３４に記載の方法。
（態様１３６）
ウルトラキャパシタの使用方法であって、
電解質および２つの電極を含むウルトラキャパシタであって、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔される、ウルトラキャパシタを得ること；ならびに
ウルトラキャパシタを横切る電圧を最大電圧と最大電圧の約半分との間に保持しながら、ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタをサイクルさせることであって、充電および放電が、ウルトラキャパシタからの出力をもたらし、１回の充電または放電において少なくとも３．７５Ｗｈ／ｋｇのエネルギーであること
を含む、方法。
（態様１３７）
ウルトラキャパシタは、約１０００万回サイクルするようになっている、態様１３６に記載の方法。
（態様１３８）
最大電圧が約４ボルトである、態様１３６に記載の方法。
（態様１３９）
ウルトラキャパシタの使用方法であって、前記方法は、
電解質および２つの電極を含むウルトラキャパシタであって、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔される、ウルトラキャパシタを得ること
を含み、
ウルトラキャパシタの充電および放電の一方が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲の電力およびエネルギーの組み合わせをもたらし、電力の積は、ウルトラキャパシタの質量で除され、エネルギーはウルトラキャパシタの質量で除される、方法。
（態様１４０）
範囲が、約２５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４１）
範囲が、約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４２）
範囲が、約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４３）
範囲が、約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４４）
範囲が、約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４５）
範囲が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４６）
範囲が、約２５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４７）
範囲が、約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４８）
範囲が、約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１４９）
範囲が、約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５０）
範囲が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５１）
範囲が、約２５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５２）
範囲が、約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５３）
範囲が、約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５４）
範囲が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５５）
範囲が、約２５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５６）
範囲が、約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５７）
範囲が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５８）
範囲が、約２５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１３９に記載の方法。
（態様１５９）
ウルトラキャパシタの使用方法であって、前記方法は、
電解質および２つの電極を含むウルトラキャパシタであって、電極の各々は集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔される、ウルトラキャパシタを得ること
を含み、
ウルトラキャパシタを横切る電圧を最大電圧と最大電圧の約半分との間に保持している間の、ウルトラキャパシタの充電および放電の一方が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲の電力およびエネルギーの組み合わせをもたらし、電力の積は、ウルトラキャパシタの質量で除され、エネルギーはウルトラキャパシタの質量で除される、方法。
（態様１６０）
範囲が、約５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６１）
範囲が、約１９Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６２）
範囲が、約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６３）
範囲が、約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６４）
範囲が、約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６５）
範囲が、約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１９０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６６）
範囲が、約５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６７）
範囲が、約１９Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６８）
範囲が、約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１６９）
範囲が、約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７０）
範囲が、約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７１）
範囲が、約５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７２）
範囲が、約１９Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７３）
範囲が、約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７４）
範囲が、約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約１１２Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７５）
範囲が、約５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７６）
範囲が、約１９Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７７）
範囲が、約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約７５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７８）
範囲が、約５Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。
（態様１７９）
範囲が、約１９Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ 〜約３８Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ ２ の範囲である、態様１５９に記載の方法。


Claims (15)

  1. エネルギー貯蔵システムのための電極であって、
    垂直に配列されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の圧縮された層状の積層体；および
    該積層体の上に配置された集電体
    を含む、電極。
  2. 集電体が、化学蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング蒸発、カソードアーク蒸着、スパッタ蒸着、イオンビーム支援蒸着、イオンビーム誘起蒸着、およびエレクトロスプレーイオン化の少なくとも１つによってＣＮＴの上に配置される、請求項１に記載の電極。
  3. 集電体が、アルミニウム、白金、金、タンタルもしくはチタンまたはこれらの合金を含む、請求項１または２に記載の電極。
  4. 集電体が、約０．５マイクロメートル（μｍ）〜約２５マイクロメートル（μｍ）の厚さである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極。
  5. カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の圧縮された層状の積層体と、該積層体の上に配置された集電体とを含む少なくとも１つの電極；および
    電極に貯蔵されたエネルギーをウルトラキャパシタの少なくとも１つの端子に輸送するための電解質
    を含むウルトラキャパシタ。
  6. 少なくとも１つの電極が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極である、請求項５に記載のウルトラキャパシタ。
  7. ウルトラキャパシタであって、該ウルトラキャパシタは２つの電極を含み、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔され、使用の際に、ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタがサイクルされ、ウルトラキャパシタの電力密度の出力が、各サイクルについて少なくとも１２ｋＷ／ｋｇであり、最大で約２５０ｋＷ／ｋｇである、請求項５または６に記載のウルトラキャパシタ。
  8. ウルトラキャパシタは、約１０００万回サイクルするようになっている、請求項７に記載のウルトラキャパシタ。
  9. ウルトラキャパシタであって、該ウルトラキャパシタは２つの電極を含み、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔され、使用の際に、ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタがサイクルされ、ウルトラキャパシタが、各サイクルについて少なくとも１Ｗｈ／ｋｇ、最大で約３５Ｗｈ／ｋｇのエネルギー密度の出力を有する、請求項５または６に記載のウルトラキャパシタ。
  10. ウルトラキャパシタであって、該ウルトラキャパシタは２つの電極を含み、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔され、使用の際に、ウルトラキャパシタを横切る電圧を最大電圧と最大電圧の約半分との間に保持しながら、ウルトラキャパシタを二者択一的に充電および放電することによりウルトラキャパシタがサイクルされ、充電および放電が、１回の充電または放電において少なくとも３．７５Ｗｈ／ｋｇのエネルギーの出力をウルトラキャパシタからもたらす、請求項５または６に記載のウルトラキャパシタ。
  11. 最大電圧が約４ボルトである、請求項１０に記載のウルトラキャパシタ。
  12. ウルトラキャパシタであって、該ウルトラキャパシタは２つの電極を含み、電極の各々は、集電体と電気的に連通し且つセパレータによって他方の電極から離隔され、ウルトラキャパシタの充電および放電の一方が、約７Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２の範囲の電力およびエネルギーの組み合わせをもたらし、このとき、電力の積は、ウルトラキャパシタの質量で除され、エネルギーはウルトラキャパシタの質量で除される、請求項５または６に記載のウルトラキャパシタ。
  13. 範囲が、約５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２の範囲である、請求項１２に記載のウルトラキャパシタ。
  14. 範囲が、約１００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２の範囲である、請求項１２に記載のウルトラキャパシタ。
  15. 範囲が、約２００Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２〜約２５０Ｗｈ−ｋＷ／ｋｇ２の範囲である、請求項１２に記載のウルトラキャパシタ。
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