(57)【要約】  ウルトラキャパシタ構成（３００）では、ガスゲッター（３５０、３５２）を単独で、またはセルパッケージの再密閉可能な通気孔（３０８）と組み合わせて用いることによって、セルパッケージ（３２０）の内圧を最小にする。圧力を低減することによって、ウルトラキャパシタ（３００）の寿命を延ばす。特定のウルトラキャパシタ内で生成される主ガスの種類が、複数の可能性のある適用条件の下で測定される。このような条件には、温度変化、印加電圧、電解質の種類、使用期間、使用サイクルが含まれてもよい。主ガス成分が決定され、様々な条件に対して適切なガスゲッター（３５０、３５２）が生成されてもよい。ガスゲッター（３５０、３５２）は、ウルトラキャパシタのパッケージ（３０２）内に収容されるか、負の電極の一部として形成されるか、負の電流集電体内にドープされるか、または負の電流集電体に積層されてもよい。
2009516916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャニスタと、
前記キャニスタ内に収容される二重層キャパシタセルと、
前記ハウジング内に配置されるガスゲッター材料と、
を備えるウルトラキャパシタ。
【請求項２】
前記キャニスタの壁部に設けられた再密閉可能な通気孔をさらに備え、当該通気孔は前記キャニスタ内で生成されたガスを前記キャニスタの外に放出する、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項３】
前記キャパシタセルは、複数の膜のロールとして形成され、当該ロールの中心に中空領域を画定しており、
前記ガスゲッター材料は、前記中空領域内に配置されている、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項４】
前記キャニスタはキャップをさらに備え、
前記キャップは、内面に凹部が形成されており、
前記ゲッター材料は、前記キャップの前記凹部内に配置されている、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項５】
前記ガスゲッター材料は、湿気および大気ガスに耐性があるパッシベーション層を有している、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項６】
前記ガスゲッター材料は、前記キャニスタの内面上の被膜を含む、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項７】
前記ガスゲッター材料は、複合材料の形式である、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項８】
前記ガスゲッター材料は、粉末の形式であり、
前記ウルトラキャパシタは、前記ガスゲッター材料を収納したガス透過性の袋体をさらに備える、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項９】
前記キャパシタセルは、負の電流集電体を備え、
前記負の電流集電体は、前記ガスゲッター材料を備えている、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項１０】
前記ガスゲッター材料は、水素を吸収する材料を含んでいる、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項１１】
前記ガスゲッター材料は、湿気を吸収する材料を含んでいる、請求項１に記載のウルトラキャパシタ。
【請求項１２】
単一のパッケージ内で複数のセルキャビティを画定する１つのハウジングと、
各セルキャビティ内に収容される複数の二重層キャパシタセルと、
前記ハウジング内に配置されるガスゲッター材料と、
前記セルキャビティを直列接続する複数のバーと、
を備える、ウルトラキャパシタモジュール。
【請求項１３】
前記モジュールは密閉されている、請求項１２に記載のウルトラキャパシタモジュール。
【請求項１４】
各キャパシタセルは、複数の膜のロールとして形成され、当該ロールの中心に中空領域を画定しており、
前記ガスゲッター材料は、各キャパシタセルの前記中空領域内に配置される、請求項１２に記載のウルトラキャパシタモジュール。
【請求項１５】
前記ガスゲッター材料は、湿気および大気ガスに耐性があるパッシベーション層を含む、請求項１２に記載のウルトラキャパシタモジュール。
【請求項１６】
前記ガスゲッター材料は、粉末の形式であり、
前記ウルトラキャパシタは、前記ガスゲッター材料を収納したガス透過性の袋体をさらに備える、請求項１２に記載のウルトラキャパシタモジュール。
【請求項１７】
ウルトラキャパシタのキャニスタにガスゲッター材料を挿入することを備えた、ウルトラキャパシタを作製する方法。
【請求項１８】
前記挿入作業は、前記ガスゲッター材料の複合材料を、ジェリーロール型キャパシタセルの中心の空隙内に配置することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記挿入作業は、前記ガスゲッター材料の袋体を、ジェリーロール型キャパシタセルの中心の空隙内に配置することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記挿入作業は、キャパシタセル内の負の電極膜を、前記ガスゲッター材料でドープすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
電流集電体内に凹部を形成することをさらに含み、
前記挿入作業は、前記ガスゲッター材料で前記凹部を充填することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記挿入作業は、前記キャニスタの内面を前記ガスゲッター材料で被膜することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００５年１１月２２日付で出願された、発明の名称「Ｒｅｓｅａｌａｂｌｅ  ｖｅｎｔ  ｆｏｒ  ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ（キャパシタの再密閉可能な通気孔）」の米国特許仮出願第６０／７３９，２０３号、及び、２００５年１２月８日付で出願された、発明の名称「Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｂｙ  ｇａｓ  ｇｅｔｔｅｒ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒ（ガスゲッターによる高電圧ウルトラキャパシタの内部圧力の最小化）」である米国特許仮出願第６０／７４８，８９７号の、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく優先権の利益を主張し、これらの仮出願は参照によりその全内容を本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本明細書に記載される主題は、ウルトラキャパシタ内で発生するガスによる圧力を低減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ウルトラキャパシタの高電圧充電の間、特に高温状態では、熱蒸発、化学反応および電気化学反応によってガスが生成される。生成されたガスは、キャパシタパッケージング内に閉じ込められる。閉じ込められたガスは、キャパシタの内圧を高める原因となり、最後には、セルパッケージを破壊する原因となる。キャパシタパッケージングによっては、セル容器の壁に、セル内の圧力が所定の設計限界値を超えると開く、１回限り使用できる圧力解放ヒューズを組み込んでいることが多い。セルパッケージまたはヒューズが破壊すると、ウルトラキャパシタは機能しなくなる。このため、ウルトラキャパシタは、例えば、水系電解質セルでは１．０Ｖ、および有機溶媒電解質セルでは２．３〜２．５Ｖなど、ある特定の印加電圧に制限されることが多い。
【０００４】
印加電圧を高くし、したがってウルトラキャパシタのエネルギーとパワー密度の増加を達成するために、ガス解放弁をパッケージングに組み込んでパッケージの破壊を未然に防ぐようにしてきた。これによって、キャパシタをより高電圧で動作させることができる。しかし、一度弁が開くと、化学反応からの溶媒蒸気と塩が結晶化し、通気孔を開放したままにする可能性がある。通気孔が開放され続けると、水蒸気がセルに入り電解質を汚染し、これにより、セルの電圧と寿命を低減する可能性がある。さらに、ガスは、制御されずに作業環境に放出される。多くの場合、放出されたガスは、人または動物に有害となり、あるいは、火事または爆発の危険性を生じる可能性がある。
【０００５】
本明細書で引用したいずれの参考文献およびその記述または検討も含む、本明細書の本背景技術の項に含まれる情報は、技術的参照の目的のためだけに含まれているのであって、本発明の範囲を拘束する主題と見なされるべきではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書に記載する技術は、ガスゲッターを単独で、またはセルパッケージ内の再密閉可能な通気孔と組み合わせて用いることによって、セルパッケージの内圧を最小にするウルトラキャパシタの設計である。特定のウルトラキャパシタ内で発生した主ガスの種類は、多数の可能性のある適用条件に基づいて測定される。このような条件には、温度変化、印加電圧、電解質の種類、使用期間および使用サイクルが含まれるであろう。主ガスの成分が決定され、様々な条件に適したガスゲッターが生成されてもよい。ガスゲッターは、ウルトラキャパシタのパッケージ内に収容されるか、負の電極の一部として形成されるか、負の電流集電体内にドープされるか、または負の電流集電体に積層されてもよい。
【０００７】
さらに再密閉可能な通気孔を用いて、セル内のガス圧力を低減し、ガスをガスゲッターに導いて捕集してもよい。このセルは、モジュール内の複数のセルのうちの１つであってもよい。ガスゲッターは、モジュール内の各セルの通気孔を通って放出されるガスを捕集するために、モジュール内に置かれてもよい。使用されるガスゲッター形成の種類に応じて、およびガスゲッターが大気ガスおよび湿気に耐えられるかどうかによって、モジュールが密閉シールされるか、または密閉シールされなくてもよい。通気孔は、ばねまたは弾性体または弾性材料のいずれかを組み込み、これら弾性体は圧力が加わると押し下げられるかまたは変形することにより、通気孔を開いてガスを逃がすことができる。圧力が低下した後、ばね、エラストマ、または他の弾性材料が、低圧の寸法状態に戻り、パッケージが再び密閉される。通気孔が故障した場合の安全対策として、さらに、圧力解放ヒューズがパッケージに組み込まれてもよい。
この発明の開示は、以下の発明を実施するための最良の形態でさらに説明する概念の選択を、簡単に紹介するために提供される。この発明の開示は、特許請求される主題の重要な特徴または基本的な特徴を特定することを意図されておらず、また特許請求される主題の範囲を限定するために用いることも意図されていない。本発明の他の特徴、詳細、有用性および利点は、添付の図面で詳細に示し、添付の特許請求の範囲で定義されるとおり、本発明の様々な実施形態について以下のより詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
キャパシタは、一対の近接離間した導体（「プレート」と称される）間の電界中にエネルギーを蓄える。キャパシタに電圧が印加されると、大きさは等しいが極性が反対の電荷が、各プレート上に蓄積し、それによってエネルギーを蓄える。「二重層」キャパシタは、電極膜のシートと、電解質に浸漬した対応する集電プレートとの間に生成される電位により静電エネルギーを蓄える。完成品のキャパシタセルが電解質に浸漬されると、分極した電極−電解質界面層が形成される。シートを電解質に浸漬すると、電解質双極子の第１層と、荷電種の第２層とが形成される。二重層キャパシタ技術はまた、「ウルトラキャパシタ」技術、および「スーパーキャパシタ」技術とも称される。このような二重層キャパシタは、Ｍａｘｗｅｌｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（カリフォルニア州サンディエゴ）から入手することができる。
【０００９】
従来のキャパシタと比較すると、二重層キャパシタは、それらの容積および重量に応じて大きい静電容量を備えている。これらの容積および重量効率の高さには２つの主な理由がある。第１に、電荷分離層が極めて狭く、電荷分離層の幅は一般にナノメートルほどである。第２に、電極が単位容積当たり極めて大きな有効表面積を有する多孔質材料から形成できることである。静電容量は、電極面積に正比例し、電荷分離層の幅に反比例するので、大きな有効表面積と薄い電荷分離層の組み合わせ効果は、同一サイズおよび重量の従来のキャパシタと比較して、極めて高い静電容量を実現する。二重層キャパシタの高静電容量によって、キャパシタは、大量の電気エネルギーを受け入れ、蓄え、放出することができる。
【００１０】
本明細書で開示される技術改善を組み込んだ、例示的なウルトラキャパシタ１００が図１に示されている。ウルトラキャパシタ１００のセルは、容器１０２に収容され、キャップ１０４で覆われている。ウルトラキャパシタ１００の容器１０２は一般に、アルミニウムから構成され、電池セルと同様の形式であってもよい。キャップ１０４も同様に、ウルトラキャパシタ１００の構成の他の態様に拠って、アルミニウムまたは他の材料（例えば、ナイロン等の電気的に絶縁した非多孔性プラスチック材料）で形成されてもよい。キャップ１０４は、密閉シールを形成するために、キャップ１０４の縁部周囲を、容器１０２の圧着リム１０６に沿って容器１０２に固定してもよい。容器１０２の縁部とキャップ１０４との間に、圧着リム１０６の界面に沿ってガスケットまたは他のシール材料（図示せず）を介装して、密閉シールの形成を支援してもよい。
【００１１】
通気端子１０８がキャップ１０４に設けられてもよい。この通気端子１０８は、ウルトラキャパシタをリード線に結合するための端子として、および、ウルトラキャパシタ１００の充電および放電サイクルの間に、容器１０２内に生成および蓄積されるガスを排出するための通気孔として作用してもよい。代替の実施形態においては、通気構造は、端子とは別個に設けられてもよい。さらに、ウルトラキャパシタは、図１におけるように、ハウジングの底部１１０を端子として用いるのではなく、キャップ内に２つの端子を有してもよい。別の実施では、キャップ１０４全体が端子として機能してもよい。さらに、図１に示される実施形態においては、通気端子１０８はさらに、容器１０２内のセルに電解質を導入するための電解質入口として機能してもよい。ウルトラキャパシタ容器に用いる通気孔の例示的な形式は以下で詳細に説明される。
【００１２】
容器１０２内に収容されるウルトラキャパシタ１００の例示的なセル構造１２０が図２で概略的に示されている。二重層セル１２０は、電極シートおよび絶縁シートの渦巻き状巻体として形成されてもよい。二重層セル１２０は、多孔質セパレータシート１２４ａによって分離される、第１プレートシート１２２ａと第２プレートシート１２２ｂとから構成されてもよい。プレートシート１２２ａ、１２２ｂが渦巻状セル１２０を形成するために一緒に巻かれるとき、第２プレートシート１２２ｂを第１プレートシート１２２ａの外面１２８から絶縁するために、第２多孔質セパレータシート１２４ｂが第２プレートシート１２２ｂの外面１２６に隣接して配置されてもよい。キャパシタセル１２０の、結果として得られる形状は、通常、「ジェリーロール」として知られている。
【００１３】
円筒状空隙１１８が、渦巻状シェル１２０の中心に形成されていることに留意されたい。以下により詳細に述べられる１つの実施では、キャパシタ１００の製造時に、ガスゲッター材料１５０が円筒状空隙１１８内に挿入され、これにより、電解質の添加とウルトラキャパシタ１００の充電および放電時に、容器１０２内で発生する化学および電気化学反応によって放出される主ガスを吸収することができる。上述のとおり、密閉された容器１０２内でのガス生成による圧力増大は、容器１０２を破壊し、キャパシタ１００を使用不能にする可能性がある。
【００１４】
図３において、第１プレートシート１２２ａと第２プレートシート１２２ｂとがそれぞれ、１つの多孔質セパレータシート１２４ａに沿って、断面図で示されている。プレートシート１２２ａ、１２２ｂはそれぞれ２つの電極膜１３２と電流集電シート１３４とを備える。プレートシート１２２ａ、１２２ｂのそれぞれの電流集電シート１３４は、電流集電シート１３４の１つの端部１３８が、電極膜１３２の縁部を越えて延出するように、他の構成要素よりも幅が広くてもよい。これにより、電流集電シート１３４の端部１３８は、ウルトラキャパシタ１００の端子接続部と電気的に接続できる。
【００１５】
電極膜１３２の内面は、電流集電シート１３４に電気的および物理的に接続される。一実施形態では、電極膜１３２は、それぞれの導電性接着剤層１３６によって、電流集電シート１３４に結合されてもよい。しかし、接着剤結合層は、全ての用途に必ずしも必要ではない。
【００１６】
一実施形態では、電極膜１３２が、主に、活性炭粒子と結合剤の混合物とから形成されてもよい。任意で、低混合レベルおよび高導電率の導電性炭素粒子が少量、混合物に導入されてもよい。様々な実施において、混合物は、約３〜約２０重量％のＰＴＦＥを有する約８０〜約９７重量％の活性化炭素であってもよい。導電性炭素が、約０〜約１７重量％の範囲で任意に添加されてもよい。顆粒状粉末形式のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、種々の他のフルオロポリマー粒子のうちの１つ以上、ポリプロピレン、ポリエチレン、コポリマーおよび／または他のポリマー混合物を含む、各種の結合剤のうちの１つ以上が用いられてもよい。
【００１７】
キャパシタ１００が分極している別の実施形態においては、負の電極を形成する電極膜１３４のうちの１つが、以下に詳細に説明されるとおり、ガスゲッター材料でドープされることにより、キャパシタ内で生じる化学および電気化学反応によって生成されたガスを吸収することができる。ドーピングは負の電極に限定されるべきである。ガスゲッタリング（ガスゲッターによるガス除去）の概念について、本明細書で以下により詳細に説明される。
【００１８】
電流集電シートは、容器１０２内の電解質溶液と化学的に相互作用しないアルミニウムまたは他の導体のシートであってもよい。アルミニウムシートは、電極膜と電流集電体との間の接触面積を増大させるために、エッチングされ、粗面化され、または溝を付けられてもよい。
【００１９】
上述のとおり、第１および第２プレートシート１２２ａ、１２２ｂおよび第１および第２セパレータシート１２４ａ、１２４ｂは一緒に巻かれてもよい。第１および第２プレートシート１２２ａ、１２２ｂは位置をずらせて一緒に巻かれ、これにより、第１プレートシート１２２ａの集電シート１３４の露出端部１３８が一方向に延出し、第２プレートシート１２２ｂの集電シート１３４の露出端部１３８が第２の方向に延出するようにしてもよい。このようにして、キャパシタ１００の反対の端子を、キャパシタ１００の両側（例えば、キャップ１０４と底部１１０）に配置してもよい。
【００２０】
上述のとおり、二重層キャパシタのエネルギー蓄積を可能にするために、一般に、電極膜１３２が電解質（電解液）に浸漬される。二重層キャパシタで現在用いられている電解質は２種類である。最初の種類には、水系電解液（例えば、水酸化カリウムおよび硫酸溶液）が含まれる。二重層キャパシタは、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）溶液やアセトニトリル（ＡＮ）溶液といった有機溶液中の有機電解質（例えば、１．５Ｍのテトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム）で生成されてもよい。電解質はまた、液体塩（通常、イオン性液体と称される）、特定の液晶電解質、および固体電解質から構成されてもよい。
【００２１】
多孔質セパレータシート１２４ａ、１２４ｂは、少なくとも部分的に電解質に浸漬され、そして含浸させてもよい。多孔質セパレータシート１２４ａ、１２４ｂはまた、電極膜１３２が相互に接触しないことを保証し、それによって、電極膜間で直接電子電流が流れるのを防ぐ。同時に、多孔質セパレータは、イオン電流が、電極シート間で電解質を通って両方向に流れることを可能にする。多孔質セパレータシート１２４ａ、１２４ｂは、１つ以上のセラミックス、紙、高分子、高分子繊維またはガラス繊維で形成されてもよい。多孔質セパレータシートはさらに吸い上げ作用を提供して、セル全体に電解質を分散させる。電荷の二重層は、電極シートと電解質との間の界面に形成される。
【００２２】
二重層キャパシタの一対の電極間に電位が印加されると、電解質内に存在するイオンが、逆帯電した電極膜１３２の表面に吸引され、電極膜１３２の方向に移動する。したがって、逆帯電したイオン層が形成され、電極膜１３２の各表面近くに維持される。電気エネルギーが、これらのイオン層（電解質内の）と、対応する電極表面の電荷層との間の、電荷分離層（すなわち、多孔質セパレータシート１２４ａ、１２４ｂ）間の電位として蓄積される。実際、電荷分離層は基本的に静電キャパシタとして作用する。静電エネルギーはまた、電位によって誘導される電界の影響を受ける電解液の分子の配向と配列によって、二重層キャパシタ内に蓄積されることができる。しかし、エネルギー蓄積のこのモードは二次的である。
【００２３】
一実施形態においては、電流集電シート１３４は、約３０ミクロンの厚みのエッチングまたは粗面化したアルミニウム箔を備え、接着層１３６は、約５〜１５ミクロンの厚みを備え、電極膜１３２は、約８０〜２５０ミクロンの厚みを備え、紙のセパレータシート１２４ａ、１２４ｂは、約２０〜３０ミクロンの厚みを備えてもよい。二重層キャパシタは、一般に、二重層キャパシタの最大充電電圧を約４．０ボルト未満の理論値に制限する固有特性を有する。一実施形態では、二重層キャパシタの公称の最大充電電圧は、約２．５〜３．０ボルトの範囲内である。
【００２４】
図１に関して上に述べられたとおり、キャパシタ１００は再密閉可能な通気孔１０８を備え、圧力増加が容器１０２を破壊してキャパシタ１００を使用不可能にする前に、容器１０２内で生成されたガスを放出することができる。図１では、再密閉可能な通気孔１０８は端子としても機能する。ウルトラキャパシタ２００の再密閉可能な端子通気孔２０８の例示的な実現形態が、図４〜図６Ｃでより詳細に示されている。図４で示されているとおり、再密閉可能な通気孔２０８は、キャパシタセル２２０を内装するエンクロージャを形成する、容器２０４の上端部でキャップ２０４に取り付けられてもよい。キャップ２０４は、容器２０２の側壁と端壁と密閉係合するための外周部２１２を有する円筒体であってもよい。容器２０２の上端壁は、気密シールを形成するために、キャップ２０４の周辺部２１２の周りのリム２０６に圧着されてもよい。
【００２５】
図４および図５で示されるとおり、通気孔２０８は、キャップ２０４とリベット２１０とグロメット２３０とを含む構成要素の組み合わせを備えてもよい。キャップ２０４は、平坦な底壁２１６を有する凹部２１４を中心に画定する薄肉円筒ないしディスク状本体２１２として示されてもよい。孔２１８が、本体２１２を貫通するように、凹部２１４の底壁の中心に形成されている。弛緩状態において、凹部２１４の深さよりもわずかに大きい直径のＯリング２４０が、孔２１８の周りの凹部２１４の平坦な底壁２１６上に設けてある。凹部２１４の周りの本体２１２の中心は、２つの溝２１７ａ、２１７ｂによって半分に分けられた隆起環状壁部２１７であってもよく、２つの溝２１７ａ、２１７ｂは、以下に詳細に説明されるとおり、容器２０２内からのガスの排出を支援する。
【００２６】
リベット２１０は、頭部２２２と、縮径シャンク端部２２６を備えるシャンク２２４とを有する。シャンク２２４は、キャップ２０４の本体２１２の孔２１８を貫通する。リベット２１０の頭部２２２は、直径が、凹部２１４の直径よりも僅かに大きく、Ｏリング２４０および環状壁部２１７の上に着座して、凹部２１４を覆って密閉することができる。
【００２７】
グロメット２３０は、平坦なワッシャ状部分２３２と上方に延びたスリーブ部分２３４とを備えた金属で形成されてもよい。スリーブ部分２３４は、円筒形本体２１２の孔２１８を通って上方に延びる。グロメット２３０のスリーブ部分２３４は、リベットシャンク２２４の外径周りで、リベットシャンク２２４と孔２１８の側壁との間で、着座している。ワッシャ部分２３２の上面は、キャップ２０４の本体２１２の底面と接触するように位置している。
【００２８】
リベット２１０をグロメット２３０に固定するために、リベット２１０の縮径端部２２６を外側に折り曲げて、グロメット２３０のワッシャ部分２３２の外面の隣接縁部を覆うフランジ２２８を形成する。これにより、リベット２１０とグロメット２３０とはキャップ２０４の上面と底面に対して固定されて一体に保持され、通気アセンブリ２０８を形成する。キャニスタ２０２からのガスを凹部２１４内へ移動可能にするために、リベットシャンク２２４の外径とグロメット２３０のスリーブ部分２３４の内径との間に、空隙が設けられる。ガスが移動するための流路を設けるために、スリーブ部分２３４の内径、リベットシャンク２２４の外径、または両方が、縦方向の溝を備えてもよい。同様に、グロメット２３０のワッシャ部分２３２の底面は、径方向に溝を備えるかまたは溝を彫られてもよい。これにより、リベット２１０の縮径端部２２６がグロメット２３０の底面に対してフランジシール２２８を形成した時に、ガスが、溝を通って、スリーブ部分２３４の内径とリベットシャンク２２４との間の空間または流路に移動できることを保証する。
【００２９】
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示されるとおり、Ｏリング２４０が、リベット２２０の頭部２２２の下面と、凹部２１４の底部壁２１６との間で、本体２１２の凹部２１４内に取り付けられている。Ｏリング２４０は、温度耐性のある弾性材料（例えば、ネオプレン）から構成されてよく、その通常の弛緩状態では、リベット頭部２２２の下面と底部壁２１６との間でリベット２２０のシャンク２２４を囲み、その間に気密シールを形成する。
【００３０】
一実施形態では、リベット２１０は導電性であってもよく、リベット２１０のフランジ２２８は、キャパシタセルの上部から延びる電流集電シートに取り付けられた電流集電体２４２に、例えば、レーザ溶接によって接続されてもよい。したがって、再密閉可能な通気孔２０８はまた、ウルトラキャパシタ２００の端子として作用してもよい。
【００３１】
図６Ａで示される通り、ウルトラキャパシタ２００の通常動作の間、キャニスタ２０２内の圧力が正常である場合、Ｏリング２４０は、リベット頭部２２２の下面と凹部２１４の底部壁２１６との間で、弛緩、収縮および圧縮される。この構成では、通気孔２０８は閉じている。キャニスタ内のガス圧力が増加すると、このような増加圧力がリベット２１０とグロメット２３０との間の空隙を通ってＯリング２４０に加えられる。圧力増加は、Ｏリング２４０を凹部２１４内で外側方向に、リベット２１０のシャンク２２４から離れるように押し付け、これにより、図６Ｂに示されるとおり、Ｏリングを伸ばし、Ｏリング２４０の断面または厚みを減少させる。圧力が増加し、Ｏリング２４０が拡大するにつれて、Ｏリング２４０の断面または厚みの減少が大きくなる。
【００３２】
最終的に、Ｏリング２４０の厚みの減少は、リベット２１０の頭部２２２と凹部２１４の底部壁２１６との間に空隙を生じ、図６Ｃに示されるとおり、ウルトラキャパシタセルからガスが排出される。ガスが十分に放出されて圧力が低下すると、セル内の圧力が正常に戻るか、あるいは、Ｏリング２４０の膨張特性に基づいて通気閾値を下回ると、ガス圧力が増加して通気孔２０８を強制的に開放する時まで、Ｏリング２４０は収縮して、通気孔２０８を再度閉じる。
【００３３】
ウルトラキャパシタに再密閉可能な通気孔を用いることは、副生成物のガスの生成によるウルトラキャパシタ内の圧力増加を制御するのに有用であるが、ガスの排出が常に望ましいとは限らない。例えば、水素（Ｈ２）は、多くの場合、ウルトラキャパシタ内で生成されるガスの主成分である。水素は、極めて燃えやすい。キャパシタが作動する環境と、その環境内の追加の排出によって、安全性を考慮して、ガスの排出抑制が勧告される可能性もある。例えば、ウルトラキャパシタは、多くの場合、ハイブリッド車においてエネルギーを蓄積するために用いられる。しかし、このような車両は、依然として、内燃機関を組み込んでおり、内燃機関はまた、放出水素ガスの燃焼をエンジンブロックの領域の外側でスパークさせる可能性がある。
【００３４】
あらゆる状況においてウルトラキャパシタに通気孔を用いることの別の起こり得る欠点は、最初の圧力解放の間に、通気孔が開放位置で固定されてしまう可能性があることである。この可能性は、放出されるガスが塩を含むことが多いために生じ、この塩は、圧力が低下すると、通気開口で結晶化され、通気孔が閉じるのを妨げる。通気孔が開いた状態に留まると、水蒸気がセルに侵入し、無機材料であることが多い電解質を汚染する。電解質が汚染されると、セルの寿命は実際に短くなり、残りのセルの寿命に対するセルの性能は低下する。
【００３５】
図２および図４で示されるとおり、ガスゲッター１５０、２５０はそれぞれ、ウルトラキャパシタのキャニスタ内に置かれ、これにより、生成されたガスを吸収し、ウルトラキャパシタの寿命を延長することができる。上述および本明細書の別の箇所に記載される通気システムに代わって、またはそれに加えて、ガスゲッター材料が用いられてもよい。ゲッター、脱ガス剤、吸収剤または捕集剤と称される材料は、物理的な表面吸着によってではなく、材料内のガスを化学的に結合する能力を有する。主に運輸業界におけるガスゲッターおよびその使用の詳細な検討は、Ｎｉｇｒｅｙ，Ｐ．Ｊ．による「Ａｎ  ｉｓｓｕｅ  ｐａｐｅｒ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｇｅｔｔｅｒｓ  ｉｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ（輸送梱包における水素ゲッターの使用に関する発行誌）」（Ｓａｎｄｉａ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、２０００年２月）で見ることができる。この全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【００３６】
ガスがゲッター材料と反応する時に生成される化学結合は、強度において異なる。化学反応がガスの吸着プロセス中に生じた状況、すなわち、ゲッター材料が元の組成から新しい組成に変換される状況では、典型的には、強力な化学結合が形成され、ゲッターは、不可逆ゲッターと称される。吸着物ガスがゲッター材料と弱い結合複合体を形成する場合、ゲッターは可逆ゲッターと称される。これらのゲッター材料の相違点は、可逆ゲッターは、適切な物理処理後にゲッターの元の組成に戻って、ゲッターを再生および再利用可能にすることである。
【００３７】
弱い結合のゲッター／吸着物複合体を、分解するのに十分な熱エネルギー（加熱）を供給することによって、あらゆる場合において、再生することができる。例えば、可逆ゲッターでは、水蒸気、二酸化炭素、窒素および水素といったガス吸着物とその同位体が、水和物、炭酸塩、窒化物および水素化物（重水素化物またはトリチウム化物）組成物を形成する。可逆ゲッターおよび不可逆ゲッターは両方とも、新しい固体組成物を形成するためにガス種を消費するので、密閉されたシステム内の正味のプロセスは、分圧の低下である。
【００３８】
密閉されたシステム内で水素が増加すると、特定の条件下で爆発する危険が生じるために、水素の蓄積は、通常、望ましくない現象である。水素捕集剤またはゲッターは、水素をこれらの環境から除去することによってこれらの問題を回避することができる。水素とその同位体は、種々の化合物と反応して水素の豊富な化合物を形成することができ、このような化合物が金属から形成される場合は、水素化金属と称される。あるいは、不飽和炭素−炭素結合（例えば、アルケン（炭素−炭素二重結合）とアルキン（炭素−炭素三重結合））を、化合物の化学成分の一部として含む化合物が、水素と触媒反応すると、飽和炭素−炭素結合またはアルカン（炭素−炭素単結合）を形成することができる。
【００３９】
しかし、このような反応は、触媒が存在しないと、周囲温度および圧力では自然発生しない。典型的には、このような反応は、高温（＞１００℃）、高圧（＞１００気圧）で、特定の触媒の存在の下でのみ、かなりの速度で生じる。これらの水素化触媒は、上述の水素化金属を触媒中間体として含む。このような反応に用いられる最も優れた水素化金属は、ルテニウム、ロジウム、およびパラジウム水素化物といった、貴金属水酸化物である。しかし、これらの触媒反応の大部分は、本来は均一であり、すなわち、水素化反応が溶液中で生じる。不均一触媒（固体／気体の界面で生じる触媒）反応は、水素ゲッター材料が可逆的または不可逆的のいずれであっても、それら全ての反応の基本を形成する。ゲッターの効果的な用法は、比較的低温において水素吸着／放出の完全な可逆性を有する、高い水素対金属比を示す材料に依存する。ゲッターの別の選択基準は、特定の小分子種のゲッター材料への効果を損なう可能性である。
【００４０】
ゲッターは化学反応で水素を除去し、全ての化学反応は熱力学的要因と動力学的要因との組み合わせによって駆動される。反応速度を促進する要素は、その反応の運動を生成する。化学反応の運動は、通常、アレニウス挙動を示し、すなわち、化学反応の運動は温度によって促進される。温度が上昇すると、典型的には反応速度の増加が観察される。含まれるゲッター材料の種類によって、最適なゲッター性能に対する最適な温度範囲が存在する。可逆ゲッター材料の場合には、その最適な温度範囲は、通常、数１００℃度の範囲に及ぶが、不可逆ゲッターでは１００℃近くの温度に制限される。最適な水素ゲッタリング温度は特定の材料に依存するので、ここで特定することはできない。
【００４１】
しかし、最適温度は、ゲッター／吸着物複合体の分解温度によって決定されることに留意すべきである。可逆的水素化金属ゲッターでは、水素化金属の分解温度は、これらの材料がゲッタリング性能を著しく低下させずに使用可能である最高温度の何らかの指標を提供する。これらの材料では、分解温度は通常５００℃を超える。有機化合物を含む不可逆システムでは、分解温度は通常１５０℃を超える。これらの比較的低い分解温度の説明は、実質的に全ての有機化合物が、２００℃に近い温度で何らかの熱劣化を受けることである。予測温度が１５０℃をかなり下回る場合は、不可逆ゲッターが適する。通常状態がこの温度を超える場合は、可逆ゲッターが必要となるのは明らかである。
【００４２】
水素に対する１つの全金属・空気作動・複合ゲッター（Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから入手可能）が、周囲温度または高温で空気雰囲気または不活性雰囲気中の水素を除去することができる。複合ゲッターの構成は、全金属被膜ジルコニウム系ゲッターであり、この金属被膜は保護酸素バリアを提供すると同時に、水素の輸送を可能にする。特定のパラメータを有する特定の蒸着方法が、特定の厚みの保護金属膜を堆積するために用いられる。この被膜は、空気中のゲッター、酸素または水分のパッシベーション化を最小にする。ゲッターは空気中において１５０〜２００℃の周囲温度で機能することが示されている。測定された水素ゲッタリング率は、これまでの現在のデータに基づくと、直接空気中にあるゲッターの２５〜５０ｃｃ  ＳＴＰ／日／ｋｇ（０．０２５〜０．０５０ｃｃ  ＳＴＰ／日／ｇ）の範囲である。不活性性雰囲気中では、この率は１０００倍高くなる。ゲッターの水素負荷容量が、雰囲気に関係なく、１６０リットルＳＴＰ／ｋｇ（０．１６０リットルＳＴＰ／ｇ）のゲッターで測定される。被膜された２個構成のゲッター構成では、雰囲気が実際のゲッター表面と接触しないから、ハロゲン化揮発性有機炭化水素、一酸化炭素または水分といったガスを汚染する可能性のある成分は、ゲッターの運動または能力に影響を与えないといえる。
【００４３】
ペンタニッケルランタンは、ＡＢ５型材料のクラスを表すランタン−ニッケル合金である。マグネシウムおよびマグネシウム合金は、多くの水酸化金属に比べて、多くの重量（３．６％）の水素を蓄積できるので、これらは水素ゲッターとして極めて魅力的である。
【００４４】
別の可能なゲッターは、酸化マンガン／酸化銀ゲッターと類似であり、単一構成に集積された３つの異なる活性ゲッター材料の組み合わせを備える。酸化コバルトは、水素に対する効果的な吸着速度と吸着能力を提供する。酸化カルシウム成分は、湿気を遮断し、吸着するより非常に効果的な乾燥剤である。さらに、バリウム−リチウム合金が、窒素および他の活性ガス（例えば、酸素および二酸化炭素）を吸着する。さらに、これら３つの成分材料は、室温でガスを吸着する。短時間の空気暴露（例えば、最大１５分間）では、ゲッターの吸着特性に影響を与えないといえる。このタイプのゲッタリングシステムの１つの利点は、活性水素ゲッタリング材料である酸化コバルトへの汚染の可能性を除去することである。
【００４５】
特定のウルトラキャパシタ用途に適したゲッターを決定するために用いられるいくつかの基準が存在する。これらの基準には以下のものを含みうる。
能力―ウルトラキャパシタの所望の寿命期間にわたって生成される潜在的な全ガス量に対するゲッターの能力の決定。
圧力―ウルトラキャパシタの最大正常動作圧力と、ゲッター性能が圧力によって影響されるかどうかの決定。
汚染―含有物にゲッターを汚染する可能性のある化学成分があるかどうかの決定。
可逆性―どのような条件がゲッターに水素を放出させるか、およびこれらの条件が、提案された使用または環境に対して生じるかどうかの決定。
温度―動作温度条件に対するゲッターの効果的な温度範囲の決定。
湿度―水蒸気のゲッターへの影響の決定。
位置―ゲッターの位置の影響の決定。
熱―ゲッターが熱を放出または吸収するかどうかの決定。
【００４６】
特定のウルトラキャパシタ用途で用いるガスゲッターの量を決定するために、以下の要因が考慮される。第１に、特定の電圧と予測動作温度においてウルトラキャパシタによって発生するガス量が決定されるべきである。第２に、ガスゲッター１グラムにつき吸収されるガス量が決定されるべきである。第３に、ウルトラキャパシタの期待されるまたは所望の寿命が決定されるべきである。次に、ウルトラキャパシタで用いるためのゲッター量の算出を引き続き述べる。
【００４７】
以下は、ＡＮを溶媒として用いることによって、典型的なウルトラキャパシタセル内で生成される１つの特定のガス組成である。
【表１】
2009516916.tif 000003
Ｎ２量は、測定前のＮ２パージにより影響を受けたことに留意されたい。特定の電極および電解質材料に関するこの情報を用いて、最も多い生成量を構成するガスを除去するために、適切なガスゲッター配合が決定されてもよい。
【００４８】
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、オフセット集電体（例えば、図３で示したような電流集電シート１３４）を備えたロール型二重層ウルトラキャパシタ３００が、キャニスタ３０２内に収容されている。製造時において、ロール型二重層キャパシタセル３２０がキャニスタ３０２の開放端部に挿入され、電解質がキャニスタ３０２内に加えられる。電流集電体３４２が、セル３２０の上部に配置され、セル３２０の上方に延びる電流集電シートの露出縁部３３８ａに接続されてもよい。同様に、キャパシタセル３２０の下方に延びる電流集電シートの露出集電体縁部３３８ｂが、キャニスタ３０２の底端部３１０と内部接触してもよい。絶縁材料３４４を電流集電体３４２の周辺に配置して、電流集電体をキャニスタ３０２の側壁から絶縁してもよい。
【００４９】
キャップ３０４が電流集電体３４２の上部に配置されてもよい。電流集電体３４２およびキャップ３０２は両方とも導電性であってもよい。一実施形態では、キャップ３０４の外側面またはキャニスタ３０２の外側底面３１０は、キャニスタ３０２内でロール型キャパシタセル３２０との電気接続を容易にするために、標準化接続またはコネクタを含むかまたは結合されてもよい。キャップ３０４の外面を端子３１２として形成し、電気接続を支援してもよい。他の実施形態では、端子３１２は、キャップ３０４に固定された別個の構成要素であってもよい。一実施形態においては、端子３１２はまた、電解質液体をセル３２０内に導入するための入口のシール（例えばねじプラグ）として機能してもよい。
【００５０】
絶縁体３４０が、キャニスタ３０２の開放端部においてキャップ３０４の周辺部に沿って配置されてもよい。製造時に、キャニスタ３０２と絶縁体３４０とキャップ３０４は一緒に機械的に圧着または巻かれて、周辺部の周りに密閉されたリム３０６を形成してもよく、これによって、巻き工程の後、キャニスタ３０２は、絶縁体３３０によってキャップ３０４から電気的に絶縁される。一実施形態では、ガスケットまたはＯリング３４８が、キャップ３０４の周辺縁部とキャニスタ３０２の壁部との間に配置され、この結果、キャニスタ３０２とキャップとが一緒に巻かれると、Ｏリング３４８はさらに、絶縁体として作用し、キャニスタ３０２をさらに密閉シールする。
【００５１】
さらに、圧力解放通気孔３０８がキャップ３０４内に配置されてもよい。図７Ａおよび図７Ｂの例示的な実施形態では、通気孔３０８は、端子３１２とは別個で位置がずれていてもよい。通気孔３０８は、図４〜図６Ｃの通気孔の構成と同様であってもよく、または代替構成であってもよい。一実施形態では、キャップ３０４がキャニスタ３０２に圧着された後、通気孔３０８がキャップ３０４内の孔に挿入されてもよい。この実施形態では、通気孔３０８の孔は、キャニスタ３０２をセル３２０用の電解質で充填するための入口として使用されてもよい。電解質がキャニスタ３０２を満たすと、真空で吸引され、次に、再密閉可能な通気孔３０８がキャップ３０２の孔に挿入され、密封シールを完全にしてもよい。
【００５２】
キャニスタ３０２は、キャニスタ３０２の壁部内に安全ヒューズ３５８を含むよう設計されてもよいことにも留意されたい。安全ヒューズ３５８は、通気孔３０８が故障し、圧力が設計限界を超えると、キャニスタ３０２が確実に破壊するように、キャニスタ３０２の小領域（例えば、１ｍｍ）に刻みをつけるか、あるいは弱体化させることによって、安全ヒューズ３５８が形成されてもよい。安全ヒューズ３５８が破壊するように設計されるウルトラキャパシタ内の典型的な最大圧力は、約１５バールである。キャニスタの壁部内の安全ヒューズ３５８は、キャップ３０４が、キャニスタ３０２の上部から発射物のように飛び出すおそれを回避するために望ましい。
【００５３】
上述のような通気孔３０８の潜在的な問題を伴うにしても、再密閉可能な通気孔３０８の使用は、安全ヒューズ３５８のみに頼ることよりも好ましいことに留意されたい。例えば、通気孔３０８が、塩の形成または他の原因によって開放位置で固定されたとしても、キャパシタ３００は、能力は低下するが、さらに多くのサイクルで動作し続ける。対照的に、キャニスタ３０２が安全ヒューズ３５８で破壊する場合は、セル３２０内の電解質が急速に蒸発し、セル３２０は、短期間、機能が停止する。
【００５４】
再密閉可能な通気孔３０８と安全ヒューズ３５８とに加えて、ウルトラキャパシタ３００は、キャニスタ３０２またはセル３２０内の１つ以上の位置に配置されるガスゲッター材料をさらに含むことにより、ウルトラキャパシタ３００の寿命を延長できる。上述の従来の実施におけるのと同様に、ガスゲッター３５０は、ジェリーロール型セル３２０の円筒状空隙３１８内に嵌まり込むようなサイズの、長い円筒状のパッケージまたは複合材料の形式であってもよい。１つの特定の例では、１６４ｍｇのガスゲッター材料を、円筒状空隙３１８内に配置するために、約３０ｍｍの長さで直径４ｍｍの高密度ポリエチレン袋に収納した。
【００５５】
別の特定の例では、１．４ｇの水素ゲッター材料を、６０ｍｍの長さで直径４ｍｍの高密度ポリエチレン袋に収納し、ウルトラキャパシタの円筒状空隙内に配置した。水素ゲッター材料の吸収定格は１５０Ｔｏｒｒ−Ｌであり、空気充満環境における最大１２０℃までの使用について定格されている。電解質をキャニスタに加え、キャニスタを密閉した。電解質を加えた後、ウルトラキャパシタが動作するまで、２００時間の遅延時間が観察された。水素ゲッター材料は、最終的に、２．７Ｖ、６５℃で２０００時間動作後、飽和点に達した。キャパシタセルの寿命は、ガスゲッターを使用しないときの寿命期間よりも大幅に長かった。
【００５６】
別の特定の例では、０．７ｇの水素ゲッターを、長さ４３ｍｍ、直径２．８ｍｍの高密度ポリエチレン袋に収納し、ウルトラキャパシタの円筒状空隙内に配置した。空隙は、長さが約４３ｍｍで、直径が６．５ｍｍであった。水素ゲッター材料の吸収定格は１５０Ｔｏｒｒ−Ｌであり、空気充満環境における最大１２０℃までの使用について定格されている。電解質をキャニスタに加え、キャニスタを密閉した。電解質を加えた後、ウルトラキャパシタが動作するまで、２００時間の遅延時間が観察された。水素ゲッター材料は、最終的に、２．５Ｖ、６５℃で４０００時間動作後、飽和点に達した。上と同じく、キャパシタセルの寿命は、ガスゲッターを使用しない寿命期間よりも大幅に長かった。
【００５７】
他の実施形態においては、電流集電体３４２は、ガスゲッター材料３５２が充填または配置される溝または凹部３５４の形式で形成されてもよい。さらに別の実施形態では、ガスゲッター材料は、キャニスタ３０２の内壁の被膜３５６の形式であってもよい。ウルトラキャパシタ３００内にガスゲッター材料を使用することによって、ウルトラキャパシタ３００の寿命が大幅に延びる。
【００５８】
各集電体延長部３３８ａ、３３８ｂと、キャニスタ３０２の内側底面３１０と、電流集電体３４２との間の接触は、溶接、はんだ付けおよび／またはろう付け工程によって強化されてもよい。一実施形態では、キャニスタ３０２と電流集電体３４２と集電体延長部３３８ａ、３３８ｂとは、実質的に同一金属、例えばアルミニウムを含み、レーザ溶接工程が、キャップ３０４とキャニスタ３０２を通して外部から適用されてもよい。レーザ溶接を用いる場合、内側に当接したアルミニウム製の集電体延長部３３８ａ、３３８ｂはそれぞれ、追加の結合金属を使用せずに、アルミニウム製のキャニスタ３０２と電流集電体３４２とに結合されている。いくつかの実施形態では、電流集電体３４２は孔を空けられるか、あるいは開口３４６を有して形成されてもよく、これにより、電流集電体３４２が電流集電シート３３０の露出縁部３３８ａに接続された後に電解質流体を加える場合、この電解質流体がセル３２０に到達することを可能にする。
【００５９】
キャニスタ３０２とキャップ３０４と電流集電体３４２と集電体シートとが実質的に同一金属で、相互に結合されている場合、結合または溶接点において、ガルバニック効果は発生しない。これは、異種の陽極および陰極金属接続点で、一般にはガルバニック効果を受ける電池とは対照的である。一つはガルバニック効果により、電池が分極され、この結果、電池は正しい正および負の向きで、電池端子を通して接続されなければならない。一実施形態では、レーザ溶接工程によって接続された二重層キャパシタ３００は異種金属を用いないため、このようなウルトラキャパシタは、最初は分極効果を受けない。しかし、キャパシタ３００を最初に用いた後、例えば、キャパシタの最初の充電サイクルの後、正電荷が１つの集電プレートで蓄積され、負電荷が別の集電プレートで蓄積されるために、ウルトラキャパシタ３００は分極化される。このような充電されたキャパシタは、その後に完全に放電されない限り、連続使用では、キャパシタの形成された分極を考慮しなければならない。
【００６０】
図８Ａおよび図８Ｂは、外側ハウジング４０２によって画定された一体型ウルトラキャパシタモジュール４００を示している。モジュール４００は、複数（本実施形態では６つ）のキャビティ４１４を画定する一体型エンクロージャであってもよく、この内にロール型二重層ウルトラキャパシタセル４４０が収容されている。別の形式では、モジュールは、個々のキャパシタ容器が、一般に直列接触して収容され、密閉されるケースとして理解されてもよい。製造時に、ロール型二重層キャパシタセル４２０は、モジュール４００の各開口に挿入されてもよい。電解質がキャビティ４１４にも加えられる。
【００６１】
集電キャップ４０４が、各キャビティ４１４内のセル４２０の上部に配置されてもよい。集電キャップ４０４は、キャビティ４１４の開口内に緊密に嵌合して密閉シールを形成するように設計されてもよい。集電キャップ４１６はまた、モジュール４００の各キャビティ４１４の底部を形成する。集電キャップ４０４、４１６は、キャパシタセル４２０の電流集電シートの露出集電縁部と電気的に接触する。集電キャップ４０４の上部と、集電キャップ４１６の底部には、それぞれ端子４０６、４２２が形成されてもよい。端子４０６、４２２は、一組の棒状のバス４１２で接続されている。モジュールの上部には、３つのバス４１２が設けられ、これらは、それぞれ隣接するセル４２０の対の上部端子４０６を並列に接続するように配置されている。モジュール４００の底部には、２つのバス４１２が設けられ、これらは、上部のバスに対して垂直方向に仕向けられ、かつ、１つのバスが、当該モジュールの一方の側部に沿う２つの端子４１２、当該モジュール４００の他方の側部に沿う２つの端子４１２のみを接続するように互い違いに配置されている。この場合、中央のセル４２０は両方とも１つバスに接続されるが、１組の対角線上のコーナーのセル４２０だけが１つのバスに接続される。この構成においては、全セル４２０が直列に電気接続されている。
【００６２】
ウルトラキャパシタモジュール４００は、ハウジング３０２内に配置されるガスゲッター材料４５０をさらに含んでもよい。一実施形態では、ガスゲッター材料４５０は、ウルトラキャパシタ４００の寿命を延ばすために、各キャビティ４１４内の１つ以上の位置に配置されてもよい。上述の従来の実施におけるのと同様に、ガスゲッター４５０は、各キャビティ内の、ジェリーロール型セル４２０の円筒状空隙４１８内に嵌まり込むような寸法に形成された、長い円筒状のパッケージまたは複合材料の形式であってもよい。
【００６３】
代替の実施形態では、各集電キャップ４０４は、圧力解放通気孔（図示せず）をさらに備えてもよい。通気孔は、端子４０６から分離し、位置をずらせてもよく、関連するバスとの接触を避けるような位置に配置されてもよい。通気孔は、図４〜図６Ｃの通気孔と構成上類似してもよく、または代替の構成であってもよい。一実施形態では、モジュールは、キャビティから排気されたガスが周囲環境に漏れ出すのを密封するために、ハウジングを覆うカバーを含んでもよい。この実施形態では、ガスゲッター材料が、カバーとハウジングとの間の隙間空間内に配置されてもよい。
【００６４】
本発明の様々な実施形態を、ある程度特定して、または１つ以上の個々の実施形態に関して上で説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多くの変更を加えることが可能である。方向の参照語の全て（例えば、近位、遠位、上方、下方、上向き、下向き、左、右、横方向、前方、後方、頂部、底部、上、下、垂直、水平、時計回り、反時計回り）は、本発明の読み手の理解を助けるための識別目的で用いられているだけであって、特に、本発明の位置、配向または使用に関する限定事項を形成するものではない。接続を表す参照語（例えば、付着、結合、接続および接合）は、広義に解釈されるべきであって、特に指定しない限りは、要素の集合体の間の中間部材、および、各要素間の相対的な動きを含み得る。したがって、接続を表す参照語は、必ずしも、２つの要素が直接接続され、相互に固定された位置にあることを示しているわけではない。上記の説明に含まれるか、または添付の図面で示された事項は全て、単なる例示であって、限定事項と解釈されるべきではない、ことが意図されている。細部または構造の変更は、以下の特許請求の範囲で定義されている、本発明の基本要素から逸脱することなく、なされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ガスゲッターおよびガス通気孔を組み込んだウルトラキャパシタの等角投影図である。
【図２】ガスゲッターを組み込んだ二重層ジェリーロール型ウルトラキャパシタシート巻体の概略図である。
【図３】ガスゲッター材料でドープされた負の電流集電体を備えた、二重層ウルトラキャパシタにおける種々のシート層の概略図である。
【図４】通気孔とガスゲッターとを組み込んだウルトラキャパシタの部分断面を示す等角投影図である。
【図５】ウルトラキャパシタの通気孔の主要部品の分解組立図である。
【図６Ａ】閉じた状態の通気孔の断面を示す平面図である。
【図６Ｂ】加圧した状態の通気孔の断面を示す平面図である。
【図６Ｃ】開いた状態の通気孔の断面を示す平面図である。
【図７Ａ】オフセット通気孔を備えるウルトラキャパシタの別の実施形態の等角投影図である。
【図７Ｂ】組み込まれたガスゲッターを詳細に示した、図７Ａのウルトラキャパシタの断面平面図である。
【図８Ａ】密封されたウルトラキャパシタモジュールの等角投影図である。
【図８Ｂ】ガスゲッター材料をさらに組み込んだ、図８Ａのウルトラキャパシタモジュールの断面の平面図である。
【図１】
2009516916.tif 000004
【図２】
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【図３】
2009516916.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2009516916.tif 000012
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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