JP2016518704A - エネルギー蓄積装置用の集電グラファイト膜および電極仕切りリング - Google Patents
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Abstract
Description
分野
本発明は、概して、電気エネルギー蓄積装置に関し、より具体的には、エネルギー蓄積装置の一つまたはそれ以上の構成要素を密封するための密閉室を備えたエネルギー蓄積装置に関する。
ウルトラキャパシタ、電池、および/または電池−キャパシタ複合装置のようなエネルギー蓄積装置には、共通の外部ハウジングで囲まれた、独立したウルトラキャパシタセル、電池セル、および/または電池−キャパシタ併用セルのような独立したエネルギー蓄積セルが複数組み込まれ得る。当該複数の独立したエネルギー蓄積セルは、直列または並列に積層構成で配置してもよい。しかし、複数の独立したエネルギー蓄積セルが配置されたエネルギー蓄積装置の生産性、信頼性、および性能に関しては課題が生じ得る。そこで、生産性、信頼性、および性能が向上したエネルギー蓄積装置が必要である。
エネルギー蓄積装置は、第1グラファイト膜、第2グラファイト膜、および第1グラファイト膜と第2グラファイト膜との間に配置された電極仕切りリングを有し得る。第1グラファイト膜、第2グラファイト膜、および電極仕切りリングは、密閉筐体を形成し得る。エネルギー蓄積装置は、ウルトラキャパシタを有してもよい。いくつかの実施形態において、エネルギー蓄積装置は、電池を有してもよい。エネルギー蓄積装置は、二層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、および/または疑似キャパシタを有してもよい。
いくつかの実施形態及び実施例を以下で説明するが、当業者は、本発明の範囲が、具体的に開示された実施形態および/または用途、ならびに自明な改変およびその同等物を超えることを理解されたい。従って、ここに開示する本発明の範囲は、以下で説明する特定の実施形態のいずれによっても限定されないものとする。
これには約50ミクロンから約80ミクロンが含まれる。ウルトラキャパシタセルの複数のグラファイト膜は、図1Aの第1グラファイト膜102および第2グラファイト膜104のように、厚さが同じまたは実質的に同じであってもよいし、そうでなくてもよい。いくつかの実施形態において、第1グラファイト膜102および第2グラファイト膜104の一方または両方は、厚さが約75ミクロンであり得る。
Claims (24)
- 第1グラファイト膜、
第2グラファイト膜、および
前記第1グラファイト膜と前記第2グラファイト膜との間に配置された電極仕切りリング
を備えるエネルギー蓄積装置であって、
前記第1グラファイト膜、前記第2グラファイト膜、および前記電極仕切りリングは、密閉筐体を形成する
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記電極仕切りリングの第1縁部の少なくとも一部分は、前記第1グラファイト膜にめり込み、
前記電極仕切りリングの、反対側の第2縁部の少なくとも一部分は、前記第2グラファイト膜にめり込む
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項2に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記第1縁部および反対側の前記第2縁部のうち少なくとも一方は、凸部および凹部のうち少なくとも一つを備える
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項3に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記少なくとも一つの凸部および凹部は、電極仕切りリング縁部の全長に沿って延びる
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記第1グラファイト膜の、前記電極仕切りリングに面する表面上に設けられた第1電極膜、および
前記第2グラファイト膜の、前記電極仕切りリングに面する表面上に設けられた第2電極膜
をさらに備えることを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項5に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記第1電極膜と前記第2電極膜との間に設けられたセパレータ
をさらに備えることを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項5に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記第1電極膜および前記第2電極膜のうち少なくとも一つは、活性カーボン材料、グラフェン材料、および酸化材料のうち少なくとも一つをさらに含有する
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
水系電解質をさらに含有する
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
非水系電解質をさらに含有する
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記エネルギー蓄積装置は、ウルトラキャパシタを備える
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 請求項1に記載のエネルギー蓄積装置であって、
前記エネルギー蓄積装置は、電池を有する
ことを特徴とするエネルギー蓄積装置。 - 複数の独立したエネルギー蓄積装置を、隣接する当該装置同士を重ねて積層構造にした状態で備えるエネルギー蓄積システムであって、
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうち少なくとも一つは、
第1グラファイト膜、
第2グラファイト膜、および
前記第1グラファイト膜と前記第2グラファイト膜との間に配置された電極仕切りリングを備え、
前記第1グラファイト膜、前記第2グラファイト膜、および前記電極仕切りリングは、密閉筐体を形成する
ことを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - 請求項12に記載のエネルギー蓄積システムであって、
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうちの前記少なくとも一つの前記第2グラファイト膜は、隣接する独立したエネルギー蓄積装置の第1グラファイト膜に隣接し、
前記互いに隣接する前記第1グラファイト膜および前記第2グラファイト膜は電気的に結合して、前記互いに隣接する独立したエネルギー蓄積装置同士を電気的に直列に結合する
ことを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - 請求項13に記載のエネルギー蓄積システムであって、
前記互いに隣接する第1グラファイト膜および第2グラファイト膜は、互いに直接接触する
ことを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - 請求項12に記載のエネルギー蓄積システムであって、
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうちの最初のエネルギー蓄積装置の第1グラファイト膜において、前記複数の独立したエネルギー蓄積装置の積層の上端に結合された第1導電性要素、および
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうちの最後のエネルギー蓄積装置の第2グラファイト膜において、前記複数の独立したエネルギー蓄積装置の積層の下端に結合された第2導電性要素
をさらに備えることを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - 請求項12に記載のエネルギー蓄積システムであって、
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうち少なくとも一つは、ウルトラキャパシタを備える
ことを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - 請求項12に記載のエネルギー蓄積システムであって、
前記複数の独立したエネルギー蓄積装置のうち少なくとも一つは、電池を備える
ことを特徴とするエネルギー蓄積システム。 - エネルギー蓄積装置を作製する方法であって、
電極仕切りリング、第1グラファイト膜、および第2グラファイト膜を準備する工程、
前記電極仕切りリングの第1縁部を、前記第1グラファイト膜の表面に押し込む工程、および
前記電極仕切りリングにおける、反対側の第2縁部を、前記第2グラファイト膜の表面に押し込み、密閉筐体を形成する工程
を含む方法であって
前記密閉筐体は、対向する表面として、前記第1グラファイト膜の前記表面と、前記第2グラファイト膜の前記表面とを有する
ことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法であって、
第1電極膜を、前記第1グラファイト膜の前記表面に取り付ける工程、および
第2電極膜を、前記第2グラファイト膜の前記表面に取り付ける工程
をさらに含む方法。 - 請求項19の方法であって、
前記電極仕切りリングにおける反対側の前記第2縁部を、前記第2グラファイト膜の前記表面に押し込んで、前記密閉筐体を形成する前に、前記第1電極膜と前記第2電極膜とを含浸する工程
をさらに含む方法。 - 請求項19の方法であって、
セパレータを、前記電極仕切りリング内の前記第1電極膜上に配置する工程
をさらに含む方法。 - 請求項21の方法であって、
前記セパレータを前記第1電極膜上に配置する前に、前記セパレータを電解質に含浸する工程
をさらに含む方法。 - 請求項18の方法であって、
前記エネルギー蓄積装置は、ウルトラキャパシタを備える
ことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法であって、
前記エネルギー蓄積装置は、電池を備える
ことを特徴とする方法。
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