(57)【要約】  本開示は、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えた電気化学的に活性な材料用のパッケージ、それから製造された装置、およびその製造方法に関する。
2013531365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えた、電気化学的活性材料用のパッケージ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの活性被覆が少なくとも１種類の活性炭を含むことを特徴とする請求項１記載のパッケージ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの活性被覆が、少なくとも１種類の伝導向上剤をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のパッケージ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの活性被覆が、前記電気化学的活性材料の活性表面と接触するように構成された前記筐体の表面を実質的に被覆することを特徴とする請求項１記載のパッケージ。
【請求項５】
少なくとも１つのパッケージおよび少なくとも１種類の電気化学的活性材料を含む電気化学的活性装置であって、
前記少なくとも１つのパッケージが、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えることを特徴とする電気化学的活性装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２０１０年４月２９日に出願された米国特許出願第１２／７７０２５６号に優先権を主張するものである。この文献の内容と、ここに述べられた刊行物、特許、および特許文献の全開示が、ここに引用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えた電気化学的に活性な材料用のパッケージ、それから製造された装置、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ウルトラキャパシタやスーパーキャパシタ（登録商標）などの電気化学的活性装置は、典型的に、不活性パッケージまたは筐体を備え、ある場合には、その装置の性質または構造により、電気化学的活性材料が効果的ではなくなるまたは消耗される。例えば、ウルトラキャパシタの場合、その装置には、対向する電極表面（陽極と陰極）が必要である。電気化学的活性材料の渦巻型、ゼリーロール型、および積層型などの構造が、装置の容積の多くに亘りそのような対向する表面を提供するであろう。しかしながら、不活性パッケージ内に収容されるゼリーロールセットの外径またはそのような構造の外面で、外側の電極は、典型的に、対向する電極を持たない。それゆえ、そこでの電気化学的活性材料は、キャパシタの活性の寄与においては効果的ではなく、材料と空間が無駄になるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気化学的活性材料の不活性パッケージを装置の活性に寄与する要素に転化させる必要性、および／または装置の容積を十分に利用する必要性がある。また、パッケージ内に収容される電気化学的活性材料の効果的ではない部分を活性寄与材料に転化させる必要もある。そのような性質を有するパッケージを製造する方法も必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここに記載された詳細な説明および様々な例示の実施の形態によれば、本開示は、電気化学的活性材料用のパッケージ、それから製造された装置、およびその製造方法に関する。
【０００６】
様々な例示の実施の形態において、電気化学的活性材料用のパッケージは、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えている。さらに別の実施の形態において、活性被覆は、活性炭などの、電気化学的活性成分を少なくとも１つ含むであろう。さらに別の実施の形態において、活性被覆は、電気化学的活性材料の活性表面と接触したまたは接触するように構成された筐体の表面などの、筐体の内面の少なくとも一部を被覆するであろう。
【０００７】
様々な例示の実施の形態において、本開示は、少なくとも１つの活性被覆を有する基体を備えた電気化学的活性材料用のパッケージの製造に使用するためのパッケージ材料にも関する。さらに別の実施の形態において、前記基体はアルミニウムシートであってよく、および／または前記活性被覆は、活性炭などの電気化学的活性成分を少なくとも１種類含んでよい。
【０００８】
様々な例示の実施の形態において、本開示は、ここに記載された電気化学的活性材料用のパッケージから製造された電気化学的活性装置にも関する。例えば、様々な実施の形態において、本開示は、少なくとも１つのパッケージおよび少なくとも１種類の電気化学的活性材料を含む電気化学的活性装置に関し、このパッケージは、少なくとも１つの活性被覆を備えた筐体を含む。少なくともいくつかの例示の実施の形態において、前記装置はエネルギー貯蔵装置または触媒装置であってよい。
【０００９】
様々な他の例示の実施の形態において、本開示は、ここに記載された電気化学的活性材料用のパッケージを製造する方法に関する。様々な実施の形態において、この方法は、少なくとも１つの活性被覆を筐体の少なくとも１つの表面に施す工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれており、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、請求項に記載された本発明を制限することを意図しておらず、むしろ本発明の例示の実施の形態を図解するために提供され、説明と共に、本発明の原理を説明するように働く。
【図１】本発明の少なくとも１つの実施の形態による電気化学的活性材料用のパッケージの全体図
【図２】図１に示された、本開示の少なくとも１つの実施の形態による、電気化学的活性材料用のパッケージの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示および説明のためだけであり、請求項に記載された本発明を制限するものではないことが理解されよう。明細書の検討およびここに開示された実施の形態の実施から、当業者には他の実施の形態が明白であろう。明細書および実施例は、例示としてのみ考えられ、本発明の真の範囲と精神は、請求項により示されることが意図されている。
【００１２】
ここに用いたように、単数形の使用は、「少なくとも１つ」を意味し、明白にそうではないと示されていない限り、「１つのみ」に制限されるべきではない。それゆえ、例えば、「前記電気化学的活性成分」または「電気化学的活性成分」の使用は、少なくとも１種類の電気化学的活性成分を意味することが意図されている。
【００１３】
様々な例示の実施の形態において、電気化学的活性材料用のパッケージは、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を備えている。
【００１４】
ここに用いたように、「筐体」という用語は、電気化学的活性材料を受け入れるための成形体または容器を意味することが意図されている。筐体は、使用したときにその少なくとも一部が電気化学的活性材料を収容するように構成された内面と、その少なくとも一部がその内面とは反対であり、使用したときに環境と接触しているであろう外面とを有する。筐体は、いくつかの実施の形態において、上面またはカバーおよび／または底面または基部も有してよい。カバーと基部を連結する筐体の内面は、ここでは壁と称される。筐体の適切な形状または構造を決定することは、当業者の能力の範囲内である。様々な実施の形態において、筐体は、例えば、円柱形、楕円形(oblong)または角柱形であってよい。
【００１５】
例えば、所定の材料の耐食性および／または導電率などの、任意の特別な実施の形態に関連する性質を考慮して、筐体に適切な材料を選択することも、当業者の能力の範囲内である。本開示の様々な実施の形態において、筐体の材料は、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、スズ、タングステン、モリブデン、鋼鉄、ステンレス鋼、合金、および金属のメッキ（すなわち、金または白金）との組合せから選択してよい。少なくとも１つの実施の形態において、筐体はアルミニウムから構成されてよい。
【００１６】
様々な実施の形態において、筐体は、少なくとも１つの端子をさらに含んでよい。筐体は、その端子が、電気接続などの、その中に収容されている電気化学的活性材料に接続されるように構成されていてよい。例えば、様々な実施の形態において、端子は、電気化学的活性材料の陽極または陰極に接続されていてよい。
【００１７】
ここに用いたように、「活性被覆」という用語、およびその変形は、少なくとも１種類の電気化学的活性成分を含む少なくとも１つの材料層を意味することが意図されている。
【００１８】
電気化学的活性成分は、以下に限られないが、電池材料およびウルトラキャパシタ材料、例えば、活性炭、グラファイト、熱分解炭素、および硬質炭素；追加の電池材料、例えば、ＬｉＴｉＳ2、ＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2、ＬｉＮｉyＭｎyＣｏ1-2yＯ2、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉxＶ2Ｏ5、ＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉ1-y-zＣｏyＡｌzＯ2、ＬｉＮｉ1-yＭｎyＯ2、ＬｉＮｉ1-yＭｎ1-yＣｏ2yＯ2、リチウム金属、亜鉛金属；燃料電池材料および触媒材料、例えば、白金黒および白金金属；および生体触媒（酵素および微生物）フイルムおよび膜から選択してよい。
【００１９】
少なくとも１つの実施の形態において、電気化学的活性成分は、以下に限られないが、極めて多孔質にする、すなわち高い比表面積を持たせるように処理された炭素を含む、活性炭であってよい。例えば、活性炭は、３００から２５００ｍ2／ｇに及ぶ高いＢＥＴ比表面積により特徴付けられるであろう。活性被覆に使用する活性炭としては、以下に限られないが、日本国大阪府所在のクラレケミカル株式会社、カリフォルニア州コンプトン所在のCarbon Activatged Corporation、およびニュージャージー州パターソン所在のGeneral Carbon Corporationにより活性炭の商標名で販売されているものが挙げられる。他の適切な活性炭は、その内容の全てをここに引用する、同一出願人による米国特許出願第１２／３５５０４４号および同第６１／２９７４６９号の各明細書に開示されたものである。
【００２０】
様々な実施の形態において、電気化学的活性成分は、活性被覆の０．１から１００質量％、例えば、１から９９質量％、８５質量％などの１０〜９０質量％を構成してよい。
【００２１】
様々な実施の形態において、活性被覆は、少なくとも１種類の結合剤および／または接着剤をさらに含んでもよい。ここに用いたように、結合剤および／または接着剤としては、以下に限られないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、および他の有機（まだ化学的および電気化学的に不活性な）結合剤が挙げられる。
【００２２】
様々な実施の形態において、結合剤および／または接着剤は、活性被覆の０．０１から５０質量％、例えば、０．１から４９質量％、および１０質量％などの１から４０質量％を構成してよい。
【００２３】
様々な実施の形態において、活性被覆は、カーボンブラック；金属ナノチューブ、ロッド、およびワイヤ；グラフェンスクロールおよびシート；グラファイト（天然または合成）；導電性ナノ粒子；および導電性高分子などの伝導向上剤(conduction enhancing agent)を少なくとも１種類さらに含んでもよい。伝導向上剤は、活性被覆の０．０１から５０質量％、例えば、０．１から４９質量％、５質量％などの１から４５質量％を構成してよい。
【００２４】
少なくとも１つの実施の形態において、伝導向上剤はカーボンブラックであってよい。カーボンブラックは、高い比表面積を有する無定形炭素の形態を含む。例えば、カーボンブラックは、例えば、２００ｍ2／ｇから１８００ｍ2／ｇに及ぶ、および１４００ｍ2／ｇから１６００ｍ2／ｇに及ぶなどの、２５ｍ2／ｇから２０００ｍ2／ｇに及ぶ、比較的高いＢＥＴ比表面積により特徴付けられるであろう。活性被覆に有用なカーボンブラックとしては、以下に限られないが、マサチューセッツ州ボストン所在のCabot Corporationによる商標名ＢＬＡＣＫ  ＰＥＡＲＬＳ（登録商標）、マサチューセッツ州ボストン所在のCabot Corporationによる商標名ＶＵＬＣＡＮ（登録商標）ＸＣ７２、および独国エッセン所在のEvonikによる商標名ＰＲＩＮＴＥＸ（登録商標）Ｌ６で販売されているものが挙げられる。
【００２５】
活性被覆の厚さは、１００ｎｍから５ｍｍ、例えば、０．２５μｍから２００μｍ、または１０μｍから１００μｍに及んでよい。様々な実施の形態において、活性被覆は厚さが均一であってよく、他の実施の形態において、厚さが均一でなくてもよい。
【００２６】
活性被覆で被覆すべき筐体の部分を決定することは、当業者の能力の範囲内である。その決定には、例えば、電気化学的活性成分の所望の添加量、電気化学的活性材料と接触する面積、溶接面積、および活性被覆を施す方法の考慮が含まれるあろう。様々な実施の形態において、例えば、活性被覆は、筐体の内面の少なくとも一部分を被覆してよい。さらに別の実施の形態において、活性被覆は、筐体の内面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。追加の実施の形態において、活性被覆は、筐体の内側すなわち壁の全てまたは実質的に全てを被覆してよいが、上面および／または底面は被覆しなくてよい。別の実施の形態において、活性被覆は、例えば、筐体の壁の上部および／または下部、すなわち、上面および／または底面に最も近いそれらの部分などの、溶接に使用される筐体の表面は被覆しなくてよい。例えば、少なくとも１つの例示の実施の形態において、筐体の壁は、溶接が行えるように壁表面の上部または下部の約５〜１０％を除いて、被覆されてよい。本開示の様々な他の実施の形態において、活性被覆は、電気化学的活性材料の活性表面と接触するまたは接触するように構成された筐体の表面の一部分を被覆してよく、さらに別の実施の形態において、電気化学的活性材料の活性表面と接触するまたは接触するように構成された筐体の表面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。さらに別の実施の形態において、少なくとも１つの活性被覆は、うね模様、ダイヤモンドパターン、クロスハッチパターン、ドットを含むパターン、窪みを含むパターン、ジグザグパターン、渦巻パターン、円形パターン、正方形パターン、三角形パターン、六角形パターン、矩形パターン、およびそれらの組合せなどのどのようなパターンで内面を被覆してもよい。それに加え、無作為または不規則パターンを、例えば、施したばかりの活性被覆の表面に沿って空気を吹き付けることによって、形成しても差し支えない。
【００２７】
様々な実施の形態において、パッケージは、少なくとも二層の活性被覆を含んでよい。さらに別の実施の形態において、二層の活性被覆は、同じまたは異なる組成のものであってよく、同じまたは異なる電気化学的活性成分を含んでよく、および／または筐体の同じおよび／または異なる表面を被覆してもよい。
【００２８】
本開示のパッケージは、少なくとも１つのプレコーティングをさらに含んでもよい。ここに用いたように、「プレコーティング」という用語、およびその変形は、少なくとも１種類の接着剤を含む材料層であって、筐体と活性被覆との間に施されることが意図されている材料層を意味することが意図されている。
【００２９】
その接着剤は、以下に限られないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、および他の有機（まだ化学的および電気化学的に不活性な）接着剤から選択してよい。少なくとも１つの実施の形態において、接着剤は、ＰＶＰとポリアクリレートの組合せであってよい。
【００３０】
様々な実施の形態において、接着剤は、プレコーティングの０．０１から８５質量％、例えば、０．１から８４質量％、１から８０質量％、１０質量％などの５から７５質量％を構成してよい。
【００３１】
様々な実施の形態において、プレコーティングは、カーボンブラック；金属ナノチューブ、ロッド、およびワイヤ；カーボンナノチューブ、ロッド、スクロール、およびワイヤ；グラフェンスクロールおよびシート；グラファイト（天然または合成）；導電性ナノ粒子；導電性高分子；およびそれらの組合せなどの伝導向上剤を少なくとも１種類さらに含んでもよい。伝導向上剤は、プレコーティングの０．０１から９９．９９質量％、例えば、０．１から９９．９質量％、１から９９質量％、および１０から９０質量％を構成してよい。
【００３２】
プレコーティングの厚さは、１００ｎｍから２５μｍ、例えば、１μｍなどの５００ｎｍから１０μｍに及んでよい。様々な実施の形態において、プレコーティングは厚さが均一であってよく、他の実施の形態において、厚さが均一でなくてもよい。
【００３３】
プレコーティングで被覆すべき筐体の部分を決定することは、当業者の能力の範囲内である。その決定には、活性被覆の所望の位置およびプレコーティングを施す方法の考慮が含まれるであろう。様々な実施の形態において、例えば、プレコーティングは、筐体の内面の少なくとも一部分を被覆してよい。さらに別の実施の形態において、プレコーティングは、筐体の内面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。追加の実施の形態において、プレコーティングは、筐体の内側すなわち壁の全てまたは実質的に全てを被覆してよいが、上面および／または底面は被覆しなくてよい。別の実施の形態において、プレコーティングは、例えば、筐体の壁の上部および／または下部、すなわち、上面および／または底面に最も近いそれらの部分などの、溶接に使用される筐体の表面は被覆しなくてよい。例えば、少なくとも１つの例示の実施の形態において、筐体の壁は、溶接が行えるように壁表面の上部または下部の約５〜１０％を除いて、被覆されてよい。本開示の様々な他の実施の形態において、プレコーティングは、電気化学的活性材料の活性表面と接触するまたは接触するように構成された筐体の表面の一部分を被覆してよく、さらに別の実施の形態において、電気化学的活性材料の活性表面と接触するまたは接触するように構成された筐体の表面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。さらに別の実施の形態において、少なくとも１つのプレコーティングは、うね模様、ダイヤモンドパターン、クロスハッチパターン、ドットを含むパターン、窪みを含むパターン、ジグザグパターン、渦巻パターン、円形パターン、正方形パターン、三角形パターン、六角形パターン、矩形パターン、およびそれらの組合せなどのどのようなパターンで内面を被覆してもよい。それに加え、無作為または不規則パターンを、例えば、施したばかりのプレコーティングの表面に沿って空気を吹き付けることによって、形成しても差し支えない。
【００３４】
少なくとも１つの実施の形態において、プレコーティングは、活性被覆が施される筐体の表面の全てを被覆してもよい。
【００３５】
本開示のパッケージは、少なくとも１つの不活性被覆も含んでよい。ここに用いたように、「不活性被覆」という用語、およびその変形は、活性被覆とプレコーティング以外の材料層を意味することが意図されており、その例として、腐食から筐体を保護するための被覆、パッケージの内部から外部への熱の伝達を促進させるための被覆、気密安全シールを形成するための被覆、および装置内の水分を吸収するための被覆が挙げられるであろう。不活性被覆としてしは、以下に限られないが、インディアナ州インディアナポリス所在のSpecialty Coating Systemsにより市販されているものなどのパリレン被覆が挙げられる。
【００３６】
不活性被覆は、筐体の表面に直接的に、すなわち、活性被覆および／またはプレコーティングの前、プレコーティングと活性被覆との間に、およびその変形として、施してよい。
【００３７】
図１および２は、本開示の少なくとも１つの実施の形態による電気化学的活性材料の例示のパッケージを示している。図１は、壁１０２および開放底部１０３と部分的上部１０４を備えた円筒形パッケージ１０１を示している。図２は、パッケージ１０１の断面図であり、筐体１０８の内面１０７上の活性被覆１０５およびプレコーティング１０６を示している。図２は、溶接が行えるようにするためなどの、被覆されていない筐体の壁の上部１０９と下部１１０も示している。
【００３８】
様々な例示の実施の形態において、本開示は、少なくとも１つの活性被覆を有する基体を含む電気化学的活性材料用のパッケージの製造に使用するためのパッケージ材料にも関する。
【００３９】
ここに用いたように、「基体」という用語は、ここに記載された電気化学的活性材料をパッケージするための筐体に成形されることのできる材料を意味することが意図されている。その基体の材料は、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、スズ、タングステン、モリブデン、鋼鉄、ステンレス鋼、合金、および金属のメッキ（すなわち、金または白金）との組合せから選択してよい。少なくとも１つの実施の形態において、基体はアルミニウムシートから構成されてよい。
【００４０】
上述したように、活性被覆は、少なくとも１種類の電気化学的活性成分を含む材料層である。少なくとも１つの実施の形態において、その電気化学的活性成分は、上述したものなどの活性炭であってよい。
【００４１】
活性被覆により被覆すべき基体の部分を決定することは、当業者の能力の範囲内である。その決定には、例えば、電気化学的活性成分の所望の添加量、筐体に成形したときに電気化学的活性材料と接触する表面、溶接表面、および活性被覆を施す方法などの要因の検討が含まれるであろう。様々な実施の形態において、例えば、活性被覆は、基体の片面の少なくとも一部分を被覆してよい。さらに別の実施の形態において、活性被覆は、基体の片面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。追加の実施の形態において、活性被覆は、基体の片面の全てまたは実質的に全てを被覆してよいが、基体の縁での少なくとも一部分は被覆しなくてよい。別の実施の形態において、活性被覆は、例えば、基体の縁の表面などの、溶接に使用するための基体の表面を被覆しなくてよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、基体の片面は、縁の約５〜１０％の境界を除いて被覆されてよい。本開示の様々な他の実施の形態において、活性被覆は、筐体に成形されたときに、電気化学的活性材料の活性表面と接触することが意図されている基体の表面の一部分を被覆してよく、さらに別の実施の形態において、筐体に成形されたときに、電気化学的活性材料の活性表面と接触することが意図されている基体の表面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。さらに別の実施の形態において、活性被覆は、うね模様、ダイヤモンドパターン、クロスハッチパターン、ドットを含むパターン、窪みを含むパターン、ジグザグパターン、渦巻パターン、円形パターン、正方形パターン、三角形パターン、六角形パターン、矩形パターン、およびそれらの組合せなどのどのようなパターンで基体を被覆してもよい。それに加え、無作為または不規則パターンを、例えば、施したばかりの活性被覆の表面に沿って空気を吹き付けることによって、形成しても差し支えない。
【００４２】
活性被覆の厚さは、１００ｎｍから５ｍｍ、例えば、０．２５μｍから２００μｍ、または１０μｍから１００μｍに及んでよい。様々な実施の形態において、活性被覆は厚さが均一であってよく、他の実施の形態において、厚さが均一でなくてもよい。
【００４３】
様々な実施の形態において、基体は、ここに記載されたプレコーティングを少なくとも１つさらに含んでよい。少なくとも１つの実施の形態において、プレコーティングは、カーボンブラックなどの、伝導向上剤を少なくとも１種類さらに含んでもよい。
【００４４】
プレコーティングで被覆すべき基体の部分を決定することは、当業者の能力の範囲内である。その決定には、例えば、活性被覆の所望の位置およびプレコーティングを施す方法の考慮などの要因が含まれるであろう。様々な実施の形態において、例えば、プレコーティングは、基体の片面の少なくとも一部分を被覆してよい。さらに別の実施の形態において、プレコーティングは、基体の片面の表面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。追加の実施の形態において、プレコーティングは、例えば、基体の縁などの、溶接に使用するための基体の表面を被覆しなくてよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、基体の片面は、縁の約５〜１０％の境界を除いて、プレコーティングにより被覆されてよい。本開示の様々な他の実施の形態において、プレコーティングは、筐体に成形されたときに、電気化学的活性材料の活性表面と接触することが意図されている基体の表面の一部分を被覆してよく、さらに別の実施の形態において、筐体に成形されたときに、電気化学的活性材料の活性表面と接触することが意図されている基体の表面の全てまたは実質的に全てを被覆してよい。少なくとも１つの実施の形態において、少なくとも１つのプレコーティングは、少なくとも１つの活性被覆が施されるところの、基体の全表面を被覆する。さらに別の実施の形態において、少なくとも１つのプレコーティングは、うね模様、ダイヤモンドパターン、クロスハッチパターン、ドットを含むパターン、窪みを含むパターン、ジグザグパターン、渦巻パターン、円形パターン、正方形パターン、三角形パターン、六角形パターン、矩形パターン、およびそれらの組合せなどのどのようなパターンで基体を被覆してもよい。それに加え、無作為または不規則パターンを、例えば、施したばかりのプレコーティングの表面に沿って空気を吹き付けることによって、形成しても差し支えない。
【００４５】
様々な実施の形態において、基体は、ここに記載された不活性被覆を少なくとも１つさらに含んでもよい。不活性被覆は、基体に直接的に、すなわち、活性被覆および／またはプレコーティングの前、プレコーティングと活性被覆との間に、およびその変形として、施してよい。
【００４６】
プレコーティングの厚さは、１００ｎｍから２５μｍ、例えば、５００ｎｍから１０μｍに及んでよい。様々な実施の形態において、プレコーティングは厚さが均一であってよく、他の実施の形態において、厚さが均一でなくてもよい。
【００４７】
様々な他の例示の実施の形態において、本開示は、ここに記載された電気化学的活性材料用のパッケージを製造する方法に関する。より詳しくは、その方法は、少なくとも１つの活性被覆を基体または筐体の少なくとも１つの表面に施す工程を有してなる。例えば、グラビアコーティング方法、スロットダイコーティング方法、吹付け塗り方法、スクリーン印刷方法、インクジェット印刷方法、テープ成形方法、浸漬被覆方法、カーテンコーティング、スライドビードコーティング、スリップコーティング、一般的なロール塗布、またはそれらの組合せを含む、活性被覆を施す適切な方法を選択することは、当業者の能力の範囲内である。
【００４８】
様々な例示の実施の形態において、基体または筐体の表面の一部分は、必要に応じて、マスキングし、次いで、基体または筐体を、電気化学的活性成分を含む活性被覆材料中に浸漬するか、または活性被覆を基体または筐体の少なくとも１つの表面にローラで塗布するまたは吹き付けてもよい。他の実施の形態において、活性被覆のプリフォームまたはシートを、圧力および／または熱を加えながら、基体または筐体上に押圧するかまたは圧延してもよい。
【００４９】
追加の実施の形態において、前記方法は、活性被覆を施す前に、少なくとも１つのプレコーティングを施す工程をさらに含んでもよい。例えば、グラビアコーティング方法、スロットダイコーティング方法、吹付け塗り方法、スクリーン印刷方法、インクジェット印刷方法、テープ成形方法、浸漬被覆方法、カーテンコーティング、スライドビードコーティング、スリップコーティング、一般的なロール塗布、およびそれらの組合せを含む、プレコーティングを施す適切な方法を選択することは、当業者の能力の範囲内である。
【００５０】
様々な実施の形態において、活性被覆が基体に施される場合、その補法は、活性被覆を施した後に、基体を形成する工程をさらに含んでもよい。例えば、少なくとも１つの実施の形態において、基体は、円筒形に成形しても、筒状に巻き付けてもよい。
【００５１】
様々な例示の実施の形態において、本開示は、ここに記載された電気化学的活性材料用のパッケージから製造された電気化学的活性装置にも関する。より詳しくは、本開示は、少なくとも１つのパッケージおよび少なくとも１つの電気化学的活性材料を含む電気化学的活性装置に関し、ここで、少なくとも１つのパッケージは、少なくとも１つの活性被覆を有する筐体を含む。
【００５２】
ここに用いたように、「電気化学的活性装置」という用語、およびその変形は、電気化学的貯蔵、電気化学合成または触媒作用のための装置を意味することが意図されている。これらの装置の例としては、キャパシタ（電気化学二重層キャパシタを含む）、一次電池と二次電池、燃料電池、および他のハイブリッドが挙げられる。少なくとも１つの実施の形態において、電気化学的装置は、ウルトラキャパシタなどのキャパシタである。
【００５３】
ここに用いたように、「電気化学的活性材料」という用語、およびその変形は、電気化学的エネルギー貯蔵（非誘導電流および誘導電流）材料および酸化的／還元的触媒材料を意味することが意図されている。電気化学的活性材料は、例えば、アルミニウムホイルの両面に被覆された高表面積炭素；ＬｉＣｏＯ2などの陰極材料；グラファイトなどの陽極材料；酸素還元のための触媒的白金；およびポリマーマトリクス内に埋め込まれた酵素であるグルコースオキシダーゼなどの生体触媒膜に含まれてよい。
【００５４】
パッケージに使用するのに適切な様式で電気化学的活性材料を構成することは、当業者の能力の範囲内である。例えば、電気化学的活性材料は、円筒形または楕円形パッケージ内に配置するために渦巻またはゼリーロールへと巻いてもよく、または角柱形パッケージ内に配置するために、その材料を積み重ねてもよい。
【００５５】
本開示の少なくとも１つの実施の形態は、電気化学的活性材料が、２枚の多孔質セパレータ紙により隔てられ、ゼリーロールに巻かれる、アルミニウムホイルの両面に被覆された活性炭を有する２つの電極に電気化学的活性材料が含まれる、ウルトラキャパシタ装置に関する。
【００５６】
本開示の様々な実施の形態において、電気化学的活性被覆は、所定の装置における電気化学的活性成分の効果的な量を増加させるであろう。ここに用いたように、「効果的」、「効果的な量」という用語、およびその変形は、装置の活性に寄与する電気化学的活性材料を含むことが意図されているのに対し；「効果のない」、「効果のない量」、「未利用」、「未利用量」、およびその変形は、装置の活性に寄与しない電気化学的活性材料を含むことが意図されている。例えば、電気化学的活性材料のゼリーロールの外面は、不活性パッケージ内にあるときに、効果がないであろう；それに対し、本開示のパッケージ内にあるときに、効果的であろう。
【００５７】
本開示の電気化学的活性装置内の電気化学的活性成分の効果的な量は、本開示の範囲から外れた比較の装置に対して少なくとも０．５質量％、例えば、少なくとも１質量％、少なくとも２質量％、少なくとも４質量％、または少なくとも６質量％だけ増加しているであろう。増加した効果的な量は、活性被覆中の電気化学的活性成分および以前には効果のなかったまたは未利用であった電気化学的活性材料の外面にある電気化学的活性成分の両方からなるであろう。
【００５８】
さらに別の実施の形態において、電気化学的活性成分の増加した効果的な量により、ここに開示されたパッケージを含まない装置と比べて、増加したエネルギー貯蔵容量などの装置の活性が増加するであろう。追加の実施の形態において、増加した活性は、ここに記載されたパッケージを含まない比較の装置と同じ設置面積または容積内で達成され、それによって、装置の体積効率が改善されるであろう。
【００５９】
本開示のパッケージは、筐体を劣化させる、および／または装置の性能または長期安定性に他の様式で悪影響を与えるであろう反応から、筐体を保護もするであろう。
【００６０】
本開示のパッケージは、電気化学的貯蔵装置の循環動作により生じるものなどの、パッケージの内部から、環境またはヒートシンクなどの装置の外部への熱伝達を促進もするであろう。
【００６１】
別記しない限り、明細書および特許請求の範囲に使用した全ての数は、そのように述べられていようとなかろうと、全ての場合において「約」という用語により修飾されていると理解すべきである。明細書および特許請求の範囲に使用した正確な数値は、本発明の追加の実施の形態を形成することも理解すべきである。ここに開示された数値の精度を確実にするために努力してきた。しかしながら、どの測定数値も、それぞれの測定技法に見られる標準偏差から生じるある種の誤差を固有に含み得る。
【００６２】
本発明の他の実施の形態は、明細書の検討およびここに開示された本発明の実施から搭乗者には明白であろう。明細書は、単に例示として考えられ、本発明の真の範囲および精神は、請求項により示されることが意図されている。
【符号の説明】
【００６３】
１０１    円筒形パッケージ
１０２    壁
１０３    開放底部
１０４    部分的上部
１０５    活性被覆
１０６    プレコーティング
１０７    内面
１０８    筐体
１０９    壁の上部
１１０    壁の下部
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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