(57)【要約】【課題】充電および放電サイクルにおける活物質の剥離および剥片を最小限にする電極を提供することは、本願発明の目的の一つである。【課題を解決するための手段】少なくとも一つの正極と、炭素材料を有する少なくとも一つの負極と、を有するエネルギー貯蔵装置であって、前記少なくとも一つの正極は、集電体とタブ部とを有し、前記集電体は、鉛を含み、前記集電体の標準面に対して複数の凸部および凹部と、前記凸部および凹部の間に形成されたスロットと、を有し、前記集電体の表面には、二酸化鉛ペーストが電気的接触により接着しているエネルギー貯蔵装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの正極と、炭素材料を有する少なくとも一つの負極と、を有するエネルギー貯蔵装置であって、
前記少なくとも一つの正極は、集電体とタブ部とを有し、前記集電体は、鉛を含み、前記集電体の標準面に対して複数の凸部および凹部と、前記凸部および凹部の間に形成されたスロットと、を有し、前記集電体の表面には、二酸化鉛ペーストが電気的接触により接着しているエネルギー貯蔵装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置であって、少なくとも一つのセルを有し、前記少なくとも一つのセルは、複数の正極と複数の負極を有し、
前記負極は、集電体と、前記集電体の少なくとも一つの表面に電気的接続により接触する多孔性炭素材料と、前記負極の上方端部の上に伸びるタブ要素と、を有するエネルギー貯蔵装置。
【請求項３】
鉛もしくは鉛合金を有する格子体を有する集電体を有する正極と、前記集電体の端から伸びるタブ部分と、を有する電極であって、前記格子体は、複数の面と、凸部と凹部を有する交互配置された列の間に配置される平行電流チャンネルと、を有し
凸部と凹部を持つ前記列は、タブ部分に対して水平に配置されることにより、前記集電体の底部から前記タブ部分に伸びる実質的に中断されることのないリボン状導電体を提供する電極。
【請求項４】
前記凸部および凹部が角度を持つスロットである請求項３に記載の電極。
【請求項５】
前記凸部および凹部が正方のスロットである請求項３に記載の電極。
【請求項６】
前記凸部および凹部が丸形のスロットである請求項３に記載の電極。
【請求項７】
前記凸部および凹部が、二酸化鉛ペーストで満たされている請求項３〜６のいずれかに記載の電極。
【請求項８】
少なくとも一つのセルが、請求項３〜７のいずれかに記載の少なくとも一つの電極を有するハイブリッドエネルギー貯蔵装置。
【請求項９】
複数のセルを有する請求項８に記載のハイブリッドエネルギー貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本国際出願は、米国特許庁へ、２００８年９月３０日に提出された米国特許出願番号１２／２４１，７３６および２００７年１０月１９日に提出された米国特許出願番号１１／８７５，１１９の優先権を主張するものである。
【０００２】
本願は、低抵抗グリッドを持つ電極および、少なくとも一つの前記電極を有するハイブリッドエネルギー貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ハイブリッドエネルギー貯蔵装置は、または非対称スーパーコンデンサもしくはハイブリッドバッテリー／スーパーコンデンサとしても知られているが、バッテリー電極とスーパーコンデンサ電極を組み合わせて、サイクル寿命、出力密度、エネルギー容量、早い再充電能力、広範囲の温度稼働領域などを含む特徴的な特性を有する装置を作る。ハイブリッド鉛−カーボンエネルギー貯蔵装置は、鉛蓄電池の正極と、スーパーコンデンサの負極を使用する。例えば、米国特許番号６，４６６，４２９；６，６２８，５０４；６，７０６，０７９；７，００６，３４６；７，１１０，２４２を参照されたい。
【０００４】
ハイブリッドエネルギー貯蔵装置の正極は、該装置の活動寿命を定義する。鉛蓄電池と同じように、鉛性の正極は、典型的には、負極より先に使えなくなる。これは、一般的には、充電および放電サイクルにおける、活物質の剥離および形状変形悪化の結果として、集電体から排出される二酸化鉛ペーストの損失に起因する。
【０００５】
一般的な知識として、このようなエネルギー貯蔵装置、特に商業目的の数量製造されているものは、エネルギー貯蔵装置用のケースに収められるため、電極を著しく圧縮する必要がある。さらには、ここで述べるタイプのスーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置は、鉛性の正極と炭素性の負極とを有し、さらに鉛性の正極は鉛蓄電池の技術から知られているため、改良された負極の開発に大変注目が置かれている。当然ながら、改良された負極、集電体用の負極、および改良されたスーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置の組立は、アクシオン  パワー  インターナショナル  インクがそれぞれ所有するいくつかの同時継続中の出願に記載されている。
【０００６】
しかしながら、スーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置の正極が、該装置の活性寿命を定義しているという事実は、多かれ少なかれ見過ごされてきた。負極は典型的には、疲弊しないが、その一方で、鉛蓄電池と同じように、スーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置の鉛性の正極は、典型的には先に使えなくなる。これは、一般的には、充電および放電サイクルにおける、活物質の剥離および形状変形悪化の結果として、集電体から排出される二酸化鉛ペーストの損失に起因する。
【０００７】
本発明者らは、正極が、波形表面を有するように作られていると、このような正極は、使えなくなる可能性が少なくなり、その結果ここで述べるようにスーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置が使えなくなる可能性も少なくなる。
【０００８】
米国特許番号５，２６４，３０６には、入れられた化学ペーストに対して、複数の正極格子体と複数の負極格子体と、を有する鉛蓄電池システムが記載されている。それぞれの格子体は、標準面と、垂直に配向する列状に形成されている凸部および凹部のマトリクスと、を有し、この列は、中断されない部分とで互い違いになっており、この中断されない部分は、格子体プレートの底部領域から導電体タブが固定された格子体プレートの上部領域まで伸びる障害物のない電流チャンネルを提供している。
【０００９】
米国実用新案番号３３２，０８２は、米国特許番号５，２６４，３０６に教示された鉛蓄電池に記載および使用されたような電池プレート格子体を記載している。米国特許番号５，２６４，３０６および米国実用新案番号３３２，０８２は、双方ともに、参照文献として本願に組み込まれている。
【発明の概要】
【００１０】
本願発明の一態様では、少なくとも一つのセルを有する鉛−カーボンスーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置が提供され、前記少なくとも一つのセルは、複数の鉛性正極と、複数のカーボン性負極と、さらに前記正極と負極の間にあるセパレーターと、酸電解質と、それらのためのケースと、を有する。
【００１１】
各カーボン性負極は、高導電性の集電体と、前記集電体の少なくとも一つの表面に電気的接触により接着している多孔質カーボン物質と、前記負極の上方端部から伸びるタブ要素と、を有する。
【００１２】
各鉛性正極は、鉛性の集電体と、それらの表面に電気的接触により接着している二酸化鉛ペーストと、前記正極の上方端部から伸びるタブ要素と、を有する。
【００１３】
前記鉛性集電体の前方表面と後方表面は、それぞれ、前記鉛性集電体のために標準面に対する凸部および凹部を持つマトリクスと、前記凸部および凹部の間に形成されたスロットと、を有する。
【００１４】
したがって、前記鉛性集電体の総厚は、前記集電体を形成する前記鉛性物質の厚さよりも厚い。
【００１５】
本願のハイブリッドエネルギー貯蔵装置は、典型的には、複数のセルを有し、この複数のセルの一つ一つは、前記ケース内に形成された複数の区画部分一つずつに挿入される。
【００１６】
充電および放電サイクルにおける活物質の剥離および剥片を最小限にする電極を提供することは、本願発明の目的の一つである。
【００１７】
さらに、格子体プレートの底部から上方部分およびそれに関連する電極の集電体タブ構造への電流の方向における境界状態を減少もしくは最小限にすることも本願発明の他の目的である。
【００１８】
改良されたサイクル寿命を有するハイブリッドエネルギー貯蔵装置を提供することも本願発明のさらなる目的である。
【００１９】
正極およびこのような正極を含むハイブリッドエネルギー貯蔵装置の故障を減らすことが出来るのは、本願発明の有利な点である。
【００２０】
本願発明の一態様では、格子体を有する集電体を有する電極が提供され、前記格子体は、複数の平面と、凸部と凹部とを持つ交互配置された列の間に配置される平行な列と、前記集電体の端から伸びるタブ部分と、を有する。凸部および凹部とを有する列は、前記タブ部分に対して水平方向に伸び、このようにすることにより、集電体の底部からタブ部分まで伸びる実質的に中断されないリボン状導電体が提供される。
【００２１】
ここで使用する「実質的」、「一般的」、「相対的」、「おおよそ」、「約」などは、変動する特性において許容可能な変動を示すための関連する修飾語句である。変動する絶対的な数値および特性に限定するものではなく、むしろそのような物理的もしくは機能的特性に近づけるもしくは近似させるものである。
【００２２】
「一つの実施形態」、「一実施形態」、もしくは「実施形態において」と言及する場合、そこで言及する特性は、本願発明の少なくとも一つの実施形態に含まれる。さらには、別々に  「一つの実施形態」、「一実施形態」、もしくは「実施形態において」と言及しても、これは、必ずしも同じ実施形態について言及しているわけではないではないが、このような実施形態は、明記されない限りは、相互排他的ではなく、そして、当業者には、容易に明確であると解する。したがって、本願発明は、ここに記載する実施形態の組み合わせおよび／または統合の変形を含むことができる。
【００２３】
後述の記載には、本願発明を実施できる具体的な実施形態を図示した添付の図面ついて言及している。後述の図示された実施形態は、当業者が本願発明を実施できる程度に十分詳細に記載されている。本願発明の範囲を逸脱せずに、その他の実施形態を利用し、現在公知の構造的および／または機能的同等物を基に構造的変形できるものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、先行技術の格子体プレートを示す。
【図２】図２は、図１の一部分を拡大した立面図である。
【図３】図３は、図１を模式的に示したものであり、格子体プレートを通る電流の流れを模式的に表している。
【図４】図４は、本願発明にかかる格子体プレートおよび電流の流れを示している。
【図５Ａ】図５Ａは、垂直の角度のスロットを持つ格子体プレートを示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂの詳細Ｂを拡大したものである。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａの格子体プレートのＤ−Ｄ軸での断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５Ｄの詳細Ｄを拡大したものである。
【図５Ｆ】図５Ｆは、図５Ａの格子体プレートの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、水平方向の角度のスロットを持つ本願発明に係る格子体プレートを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂの詳細Ｃの拡大図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ａの格子体プレートのＢ−Ｂ軸での断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ａの格子体プレートの斜視図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６Ａの斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、垂直正方スロットを持つ格子体プレートを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ｂの詳細Ｃを拡大したものである。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ａの格子体プレートのＢ−Ｂ軸での断面図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図７Ｄの詳細Ｄを拡大したものである。
【図７Ｆ】図７Ｆは、図７Ａの格子体プレートの斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、水平方向の正方スロットを持つ本願発明に係る格子体プレートを示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂの詳細Ｃを拡大したものである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ａの格子体プレートのＢ−Ｂ軸での断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、図８Ｄの詳細Ｄを拡大したものである。
【図８Ｆ】図８Ｆは、図８Ａの格子体プレートの斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、垂直方向の丸形スロットを持つ格子体プレートを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂの詳細Ｃを拡大したものである。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａの格子体プレートのＢ−Ｂ軸での断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ｄの詳細Ｄを拡大したものである。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図９Ａの格子体プレートの斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、水平方向の丸形スロットを持つ本願発明に係る格子体プレートを示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの格子体プレートのＡ−Ａ軸での断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ｂの詳細Ｃを拡大したものである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０Ａの格子体プレートのＢ−Ｂ軸での断面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、図１０Ｄの詳細Ｄを拡大したものである。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、図１０Ａの斜視図である。
【図１１】図１１は、本願発明に係るハイブリッドエネルギー貯蔵装置を模式的に表したものである。
【図１２】図１２は、本願発明に収められている組み立てられたセルの斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に図示される正極に利用される典型的な集電体の正面図である。
【図１４】図１４は、図１３の矢印Ａ−Ａ方向での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本願発明によると、低抵抗格子体を持つ集電体は、正極もしくは負極と共に利用できる。好ましくは、集電体格子体は、正極と共に使用される。本願発明に係るハイブリッドエネルギー貯蔵装置は、本願発明に係る低抵抗格子体を持つ電極を少なくとも一つ有する。
【００２６】
図１〜３は、電極用の集電体の先行技術である抵抗体プレート１を示す。一般的には、プレート１は、プレートの上方端部から伸びるタブ７の下側に配置される格子体セクション２があり、このプレートでは、凸部および凹部である５および６の交互配置された垂直な列４の間に配置される複数の、継続し、平面的であり、間隔があり、平行である電流チャンネル３により形成される格子体を組み込んでいる。
【００２７】
垂直な列４は、導電体材料、特に金属の平面状シートを穿孔、機械加工、もしくはキャスト成形により形成され、または、該シートを直接成形することにより、タブ７に対して交互配置／垂直に方向付けられたスロット８を形成する（図２）。該スロットは、凸部５の後ろおよび凹部６の後ろに配置された活物質もしくは活性ペーストがある領域の間の電気的および流動的な伝達を許容する。該スロットは、凸部５および凹部６により形成された垂直に方向付けられたチャンネルの端部を形作り、該凸部５および凹部６は、プレートの底部から上部およびタブ７まで電流の流れを提供するために導電体ペースト（酸化鉛など）で満たされている。
【００２８】
模式的に図示された図３に示すように、プレート１での電流の流れは、電流チャンネル３を通って継続的であるが、交互配置された垂直な列４のスロット８が障害となっている。障害を形成するスロット８の存在が、プレートからタブへの電流の流れに影響を与える複数の境界状態を引き起こす。時間が経つと、これらの境界状態は、腐食されやすくなり、特に、放電と充電のサイクルを繰り返すと腐食されやすくなる。これらの境界での腐食は、典型的には、導電体ペーストの剥離や剥片として起こり、また同様に導電体ペーストの損傷としても起こる。これらの境界での腐食が増加すると、結果として抵抗、抵抗損失が増し、対応して電力も失われる。
【００２９】
本願発明によると、図４で模式的に示すように、凸部５および凹部６の列は、タブに対して水平方向に再配置されている。したがって、スロット８は、電流の流れに対して直角ではなく、電流の流れの方向に置かれている。この場合、電流チャンネル３および交互配置された列４は、格子体プレートの上方端部およびタブ７に対して水平に配置されている。このようにすると、プレートの凸部および凹部は、導電体プレートの全高さに伸びる実質的に障害を受けない、波形のリボン状導電体を提供する。該スロット８の全長よりもむしろスロット８の幅のみが、本願発明に係る境界状態を成立させるのに貢献している。
【００３０】
凸部および凹部と、スロットとには、角度を有していたり、正方、もしくは丸形の構成などの種々の形状が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００３１】
本願発明によると、該スロットは、導電材料、特に金属の、平面シートを穿孔、機械加工もしくはキャスト成形、または、該シートを成形することにより作られる。実施形態においては、シートを切ったり、または切ったりせずに平面プレートを変形させてスロットを作る。
【００３２】
図５Ａ〜Ｆは、垂直に構成された角度を有する格子体プレートを図示する。これに対して、図６Ａ〜６Ｆは、水平に構成された角度を有する本願発明に係る格子体プレートを図示する。
【００３３】
図７Ａ〜７Ｆは、垂直に構成された正方スロットを持つ格子体プレートを図示する。図８Ａ〜８Ｆは、水平に構成された正方スロットを持つ本願発明に係る格子体プレートを図示する。
【００３４】
図９Ａ〜９Ｆは、垂直に構成された丸形スロットを持つ格子体プレートを図示する。図１０Ａ〜１０Ｆは、水平に構成された丸形スロットを持つ本願発明に係る格子体プレートを図示する。
【００３５】
他の実施形態では、格子体プレートのスロットおよびチャンネルは、タブへ電流を流すために放射状に配置することもある。
【００３６】
図１１に図示するように、本願発明に係るハイブリッドエネルギー貯蔵装置１０は、低抵抗格子体構造を持つ少なくとも一つの電極を有する少なくとも一つのセルを有する。集電体格子体は、正極もしくは負極と共に利用されてもよい。好ましくは、集電体格子体は、正極２０と共に使用される。ハイブリッドエネルギー貯蔵装置は、少なくとも一つの正極２０および少なくとも一つの負極の間にセパレーター２０を有する。ハイブリッドエネルギー貯蔵装置は、電解質およびケースも有する。
【００３７】
本願発明によると、ハイブリッドエネルギー貯蔵装置の正極は、集電体を有してもよく、この集電体は、鉛もしくは鉛合金と、集電体の表面に電気的接触により接着している二酸化鉛ペーストと、正極の端から、例えば上方端部から、伸びるタブ要素と、を有する。正極タブ要素２８は、キャストオンストラップ（ｃａｓｔ−ｏｎ  ｓｔｒａｐ）３４により電気的に固定されてもよく、このキャストオンストラップは、接続構造３６を持っていてもよい。
【００３８】
負極は、導電性集電体２２と、抗腐食コーティングと、活性炭材料２４と、負極の端から、例えば上方端部から、伸びるタブ要素３０と、を有しても良い。負極タブ要素３０は、キャストオンストラップ（ｃａｓｔ−ｏｎ  ｓｔｒａｐ）３８によりそれぞれ電気的に固定されてもよく、このキャストオンストラップ３８は、接続構造４０を持っていてもよい。
【００３９】
典型的には、負極の集電体要素は、鉛よりも導電性のよい材料を有し、銅、鉄、チタン、銀、金、アルミニウム、プラチナ、パラジウム、スズ、亜鉛、コバルト、ニッケル、マグネシウム、モリブデン、ステンレススチール、これらの混合物、これらの合金、もしくはこれらの組み合わせを有してもよい。
【００４０】
集電体に抗腐食導電性コーティングを適用してもよい。抗腐食導電性コーティングは、例えば、硫酸などの酸性電解質もしくは硫黄を含む他の電解質などの電解質の存在下において、化学的耐性があり、電気化学的に安定している。したがって、電気的な導電は許容されるが、その一方で、集電体への、もしくは、集電体からのイオンの流れは、起きないようになっている。抗腐食コーティングは、好ましくは、グラファイトが浸透した材料を有する。グラファイトは、グラファイトシートもしくはホイルを耐酸性にするための物質と共に浸透されている。前記物質は、パラフィンもしくはフルフラールなどの非重合性物質である。好ましくは、該グラファイトは、パラフィンおよびロジンと共に浸透させられる。
【００４１】
負極の活物質は、活性炭を有する。活性炭とは、主に炭素からなる材料であり、その表面積は、一般的なシングルポイントＢＥＴ法を使って計測して（例えば、フローソーブＩＩＩ  ２３０５／２３１０の装置を使って）、約１００ｍ２／ｇよりも広く、例えば約１００ｍ２／ｇ〜約２５００ｍ２／ｇである。
ある実施形態では、活物質は、活性炭と、鉛と、導電性炭素とを有する。例えば、活物質は、５〜９５質量％の活性炭と、９５〜５質量％の鉛と、５〜２０質量％の導電性炭素と、を含有する。
【００４２】
活物質は、シートの形状でもよく、すなわち、抗腐食導電性コーティングと電気的接続により接触している。活物質が、抗腐食導電性コーティングと電気的接続により接触するために、活性炭粒子はＰＴＦＥもしくは超高分子ポリエチレン（例えば、通常、約２〜６百万ほどの数百万単位の分子量を有する）などの適切なバインダー物質と混合されてもよい。バインダー物質は、好ましくは、熱可塑性を有さず、もしくは最小限程度の熱可塑性を示す。
【００４３】
図１２では、本願発明に沿う組み立てられたセルを５０として示す。これは、典型的なセルであり、セルの特定の細部や寸法は、本明細書では述べない。しかしながら、この典型的なセルにおいて、鉛性の４つの正極５５があり、典型的には活物質は、二酸化鉛である。また、この典型的なセルにおいて、３つの負極があり、それぞれが多孔性炭素材料６５が各表面に接着した高導電性の集電体６０を有する。
【００４４】
各典型的なセル５０は、交互に配置された複数の正極および複数の負極を有する。各隣接する一対の正極５５および負極の活物質６５の間には、セパレーター７０が配置されている。図１２に示すようなこの典型的な構成では、６つのセパレーター７０がある。
【００４５】
各正極５５は、タブ７５が、各電極の上方端部から上に伸びるように構成されており、各負極６０、６５は、各負極の上方端部から上に伸びるタブ８０を有する。
【００４６】
典型的には、セパレーターは、好適なセパレーター材料から作られ、すなわち、酸性電解質と共に使うことを意図しており、さらに、セパレーターは、不織布もしくはフェルト材料などの織物、もしくはそれらの組み合わせから作られてもよい。
【００４７】
次に図１３では、正極５５用の鉛集電体８５が図示されている。典型的には、集電体８５の材料は、鉛シートであり、これはキャスト形成もしくは機械加工により形成されている。集電体８５の製造方法は、本願発明の範囲外である。
【００４８】
各集電体８５は、複数の凸部９０と、複数の凹部９５とを有する。ここでは、凸部および凹部は、集電体８５の標準面１００に対して言及している。凸部および凹部のマトリクスは、図１３に図示されるように、列１０５の配置になるようになっている。
【００４９】
図１４では、各列１０５に沿って集電体８５が波形になっていることが断面図から分かる。各凹部９５の反対側には、著しくボウル状の領域があり、ここには活物質１１０が置かれる。同様に、各凸部９０の反対側にも、著しくボウル状の領域があり、ここにも活物質１１０が置かれる。
【００５０】
列１０５の凸部および凹部と、列１１５に示す介在する、または障害物のないもしくは平面部分との間の領域にスロットが形成されると理解されたい。スロットは、凸部９０の反対側の活物質１１０が置かれた領域と、凹部９５の反対側の活物質１１０が置かれた領域との間における電気的および液体の流通を可能にする。これは、また、充電および放電サイクルにおける活物質の剥離もしくは剥片が起こる可能性を抑えるのを手助けする。
【００５１】
ここで述べるエネルギー貯蔵装置の充電および放電のサイクルにおいて、陽極活物質の膨張と収縮が、矢印１１５と１２０に示す方向で起きる。しかしながら、このような膨張と収縮は、特に活物質の膨張は、鉛蓄電池で一般的に使われる格子体集電体の範囲では、活物質１１０と集電体８５との接触に影響を与えない。そのため、集電体８５から活物質１１０が剥離するリスクがかなり低く、それにより容量減少が起き、最終的には故障することもある。
【００５２】
また、図１４では、集電体８５の総厚Ｔ１は、集電体８５が作られる鉛性材料の厚さＴ２よりも厚い。
【００５３】
典型的には、スーパーコンデンサエネルギー貯蔵装置は、複数のセル５０を有し、それぞれが区画ケース内の対応する区画に置かれる（図示されてはいない）。
【００５４】
本願発明によると、充電と放電サイクルにおいて、活物質の剥離および剥片が完全に排除されることがないとしても、著しく軽減されるため、ハイブリッドエネルギー貯蔵装置のサイクル寿命の増加が達成される。さらには、境界状態がタブに向かう電流の流れの方向で最小限になるため、腐食の規模を著しく減少させることが可能であり、エネルギー貯蔵装置のサイクル寿命を実質的に増加させることも可能である。
【００５５】
本願発明のさらなる有利な点は、集電体がキャスト成形もしくは機械加工により作られたときは、より少ない鉛を使用することにある。波形のマトリクスは、少なくとも数サイ（ｐｓｉ）の圧縮力に耐えることができ、この圧縮力は、対応するセルをケースの対応する区画部分に入れるとき増加することもある。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
（１）鉛を有する集電体と、前記集電体の標準面にたいして複数の凸部および凹部と、前記凸部および凹部の間に形成されたスロットと、を有する少なくとも一つの正極と、タブ部と、を有し、前記集電体の表面には二酸化鉛が電気的接触により接着し、さらに（２）炭素材料を有する少なくとも一つの負極と、を有するエネルギー貯蔵装置が提供される。前記少なくとも一つの正極は、エネルギー貯蔵装置に特に好適である。
【００５７】
ここで、特定の実施形態について述べてきたが、当業者には、上述の記載およびそれに関連する図面に開示された教示の利点を有する本願発明に属する、その他多くの変更や該発明の他の実施形態が思い付くものと理解されたい。
【００５８】
したがって、本願発明は、ここに記載する特定の実施形態に限定されるものではなく、さらに本願発明の範囲には、本願発明の多くの変更およびその他の実施形態が含まれるものである。さらには、ここでは特定の用語を使用してきたが、これらは、一般的かつ説明的に使用されているだけであり、本願発明の記載を限定する目的ではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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