(57)【要約】距離ｄだけ離間している少なくとも２つの並置複合体と、２つの並置複合体に対向して位置し、少なくとも１つのセパレータによりこれら２つの複合体から分離される少なくとも１つの共通複合体とを備え、セパレータ及び複合体は、巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれるスーパーキャパシタを提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学二重層を有するスーパーキャパシタであって、距離ｄだけ離間している少なくとも２つの並置複合体（１，２）と、両方の並置複合体（１，２）に対向していて、少なくとも１つのセパレータ（４）により並置複合体（１，２）から分離される少なくとも１つの共通複合体（３）とを備え、前記セパレータ（４）及び前記複合体（１，２，３）が、巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれることを特徴とするスーパーキャパシタ。
【請求項２】
前記セパレータ（４）が、前記距離ｄより短い距離ｗだけ離間している少なくとも２つの部分からなり、前記各部分が、相互に対向している前記複合体（１，２，３）を完全に分離していることを特徴とする、請求項１に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項３】
前記距離ｗが、１ｍｍより長いことを特徴とする、請求項２に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項４】
各複合体（１，２，３）が、各電極が、集電体（１１，２１，３１）の各面と共通の導電面を有するように、前記集電体（１１，２１，３１）のいずれかの側面上に２つの対向電極（１２，１３，２２，２３，３２，３３）を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項５】
前記共通複合体（３）が、距離ｇだけ離間している少なくとも２つの並置電極（３２ａ，３２ｂ）を備え、各電極が、並置複合体（１，２）の電極（１２，２２）に対向して位置することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項６】
前記距離ｇが、前記距離ｄに等しいことを特徴とする、請求項５に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項７】
前記共通複合体（３）の前記電極（３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ）が、異なる厚さを有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項８】
前記共通複合体（３）の前記電極（３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ）の幅が異なることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項９】
前記並置複合体（１，２）の前記電極（１２，１３，２２，２３）の厚さが異なることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１０】
相互に対向している前記複合体（１，２，３）の長さが異なることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１１】
前記並置複合体（１，２）の前記電極（１２，１３，２２，２３）の幅が異なることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１２】
複合体（１，２，３）の前記電極が、異なる性質を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１３】
前記並置複合体（１，２）の前記電極の長さ、幅、厚さ及び性質が同じであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１４】
巻回軸に直交する前記巻回素子の基体が円形であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１５】
前記巻回軸に直交する前記巻回素子の前記基体が六角形であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１６】
前記巻回軸に直交する前記巻回素子の前記基体が三角形であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１７】
前記巻回軸に直交する前記巻回素子の前記基体が八角形状であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１８】
前記巻回軸に直交する前記巻回素子の前記基体が矩形であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項１９】
前記巻回素子の角が突出していないことを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２０】
前記巻回軸に直交する前記巻回素子の前記基体が楕円形であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２１】
２つの並置複合体及び１つの共通複合体を備え、両方の並置複合体が外部に接続していることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２２】
外部に接続し、２つずつ並置されている３つの複合体、及び１つの共通複合体を含むことを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２３】
共通複合体に並置されている、外部に接続している複合体の２つの集合体を含み、前記第１の集合体の前記共通複合体が、前記第２の集合体の外部に接続している前記複合体に対向するように、両方のこれらの集合体が相互に対向していることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２４】
少なくとも１つのセパレータにより分離され、第１の巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれている少なくとも１つの対向共通複合体を有する少なくとも２つの並置複合体を備え、少なくとも１つの他のセパレータにより分離されている少なくとも１つの他の共通対向複合体を有する２つの他の並置複合体をさらに備え、前記２つの並置複合体が、少なくとも第２の巻回素子を形成するために、前記第１の巻回素子の周囲に順に一緒に巻かれ、これらの連続している巻回素子が、電子絶縁空間により分離されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２５】
２つの連続している巻回素子に共通な複合体が存在することを特徴とする、請求項２１に記載のスーパーキャパシタ。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の少なくとも１つのスーパーキャパシタが位置するケーシングを備えることを特徴とするモジュール。
【請求項２７】
ケーシング内に位置する巻回素子を形成するために、順に一緒に巻かれている少なくとも２つの電極と、少なくとも１つのセパレータと、前記ケーシングを閉止するための蓋とを含む円筒状の巻回素子を含む少なくとも１つの標準スーパーキャパシタをさらに備え、前記標準スーパーキャパシタが、少なくとも１つの接続ストラップにより、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の前記スーパーキャパシタに電気的に接続していることを特徴とする、請求項２６に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーキャパシタ、すなわち、電気化学二重層を有するキャパシタ（又は「電気化学二重層キャパシタ」の頭字語であるＥＤＬＣ）の一般的な技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーキャパシタは、誘電体キャパシタ及びバッテリーの電力密度及び中間エネルギー密度の間のこれらの密度を入手することができるエネルギーを蓄えるための手段である。これらの放電時間は、通常、数秒程度である。
【０００３】
従来のスーパーキャパシタは、少なくとも２つの電極を備える円筒状の巻回素子（wound element）を備える。各電極は、カーボンブラック及びポリマーの（「活物質（active material）」とも呼ばれる）活性炭の混合物からできている。いわゆる押出し工程中に、導電性ペーストが、集電体（current collector）として使用されるアルミニウム集電体上に堆積される。両方の電極間の短絡を避けるために、両方の電極は多孔質セパレータにより分離されている。いわゆる含浸工程中に、スーパーキャパシタは、電解液により充填される。この電解液は、通常はアセトニトリルである溶媒内に溶解している塩からなる。この塩は、イオン（例えば、ＢＦ４−及びＴＥＡ＋など）と呼ばれる２つの荷電種に分けられる。
【０００４】
電極の厚さは、通常，１００μｍである。このイオンは、１μｍの１／１０００程度の大きさである。すなわち、電極の厚さの１／１００，０００程度の大きさである。活性炭（すなわち、活物質）は、空孔率の極めて高い材料である。
【０００５】
スーパーキャパシタの２つの電極間に直流発電機によりある電圧を印加すると、イオンは、活性炭の表面に非常に近い多孔質孔部内を移動する。活性炭の表面に位置するイオンの量が多ければ多いほど静電容量は大きくなる。
【０００６】
スーパーキャパシタ内に蓄えられるエネルギーの量は、両方の電極間に加えられる電圧及びスーパーキャパシタの全静電容量に依存する。
【０００７】
多くの研究が、スーパーキャパシタ内に大量のガスが発生するために、スーパーキャパシタの動作電圧が高ければ高いほど、寿命が短くなることを示している。
【０００８】
このガス発生は、電解液を形成している物質の分解によるものである。この分解は、スーパーキャパシタの電極間に加えられた電圧の作用である。
【０００９】
例えば、純粋なアセトニトリルの分解電圧は、５．９ボルトである。
【００１０】
現在、スーパーキャパシタの電極に加えられる基準電圧は２．７ボルトである（特に、当業者にスーパーキャパシタの電圧は、電解液をあまり劣化させないために制限すべきであると教示している引用文献１（ＷＯ  ９  ８１５  ９６２）を参照されたい）。
【００１１】
この欠点を改善するために、モジュールを形成するために、いくつかのスーパーキャパシタを相互に電気的に接続する方法は周知である。そうすることによりモジュールに印加する電圧を高くすることができる。
【００１２】
２つの隣接するスーパーキャパシタを電気的に接続するために、２つの蓋及び１つのストラップを備える接続手段が使用される。
【００１３】
各蓋は、例えば、半田付けにより他のスーパーキャパシタに電気的に接続するために、各スーパーキャパシタに蓋をかけることができる。
【００１４】
図１１に示すように、各蓋９０は、さらに、両方の隣接するスーパーキャパシタ２０を電気的に接続するために、ストラップ７０の貫通孔と接触することができる接続端子８０を備える。
【００１５】
しかし、このようなスーパーキャパシタは、いくつかの欠点を有する。
【００１６】
特に、１つのストラップ及び２つの蓋を通して電気的に接続している２つのスーパーキャパシタの容積及び質量はかなり大きなものである。
【００１７】
さらに、両方のスーパーキャパシタを接続するためのストラップ及び蓋の購入及び装着に関連する製造コストはかなりな額である。
【００１８】
また、２つの電気的に接続しているスーパーキャパシタの間の直列抵抗Ｒｓは、スーパーキャパシタ及び接続手段（ストラップ＋蓋＋半田）の抵抗を合計したものであり、かなり大きな抵抗である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ＷＯ  ９  ８１５  ９６２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の一般的な目的は、基準電圧で使用した場合に寿命が長くなるスーパーキャパシタを提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、ガスの発生量が少ないスーパーキャパシタを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、何ら劣化を起こさないで、電圧を基準電圧より高く維持することができるスーパーキャパシタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的のために、距離ｄだけ離間している少なくとも２つの並置複合体と、両方の並置複合体に対向していて、少なくとも１つのセパレータにより上記並置複合体から分離される少なくとも１つの共通の複合体とを備えるスーパーキャパシタが提供される。このセパレータ及び複合体は、巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれている。
【００２４】
「複合体」という用語は、集電体及び少なくとも１つの電極の結合を意味する。この集電体及びこの電極は、共通の導電面を有する。
【００２５】
「並置複合体（juxtaposed complex）」という用語は、（巻回素子（wound element）を形成するために順に巻回される前の）２つの同一平面上に位置している複合体であって、幅ｄの電子絶縁空間により分離されている複合体を意味する。すなわち、「並置複合体」という用語は、巻回素子の縦軸（すなわち、巻回軸）に平行な方向に距離ｄだけ離間している２つの複合体を意味する。
【００２６】
「共通複合体」という用語は、電子的に連続した複合体の任意の結合を意味する。
【００２７】
セパレータは、相互に対向している各複合体の電極を越えて延在するが、外部との接続として使用している複合体の集電体を越えて延在しない。
【００２８】
好適なものではあるが、本発明を制限するものではない本発明によるスーパーキャパシタのいくつかの態様は下記のようなものである。
−セパレータは、距離ｄより短い距離ｗだけ離間している少なくとも２つの部分からなる。この部分は、それぞれ、相互に対向している複合体を完全に分離している。
−距離ｗは、１ｍｍより長い。
−各複合体は、集電体のいずれかの側面上に２つの対向電極を備えているので、各電極は、集電体の各面との共通の導電面を有する。
−共通複合体は、距離ｇだけ離間している少なくとも２つの並置電極を備える。各電極は、並置複合体の電極に対向して位置する。
−距離ｇは距離ｄに等しい。
−共通複合体の電極は異なる厚さを有する。
−共通複合体の電極の幅は異なる。
−並置複合体の電極の厚さは異なる。
−相互に対向している複合体の長さは異なる。
−並置複合体の電極の幅は異なる。
−複合体の電極は異なる性質を有する。
−並置複合体の電極の長さ、幅、厚さ及び性質は同じものである。
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は円形である、又は
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は六角形である、又は
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は三角形である、又は
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は八角形である、又は
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は矩形である。
−巻回素子の角は、突出していない。
−巻回軸に直交する巻回素子の基体は楕円形である。
−スーパーキャパシタは、２つの並置複合体及び１つの共通複合体を含む。両方の並置複合体は、外部と接続している。
−スーパーキャパシタは、外部と接続していて、２つずつ並置されている３つの複合体と、１つの共通複合体とを含む。
−スーパーキャパシタは、共通複合体に対して並置されている外部と接続している２組の複合体を含む。これら両方の２組の複合体は相互に対向しているので、第１の組の共通複合体は、第２の組の外部と接続している複合体に対向している。
−スーパーキャパシタは、少なくとも１つのセパレータにより分離していて、第１の巻回素子を形成するために、一緒に巻かれている少なくとも１つの対向共通複合体を有する少なくとも２つの並置複合体を含む。スーパーキャパシタは、さらに、少なくとも１つの他のセパレータにより分離されている少なくとも１つの他の対向共通複合体を有する少なくとも２つの他の並置複合体を含む。２つの他の並置複合体は、第２の巻回素子を形成するために第１の巻回素子の周囲に順に一緒に巻かれている。これらの連続している巻回素子は、電子絶縁空間により分離されている。
−スーパーキャパシタは、２つの連続している巻回素子に対して１つの共通複合体が存在するように配置される。
【００２９】
本発明は、また、すでに説明したように、少なくとも１つのスーパーキャパシタが位置するケーシングを備えるモジュールに関する。
【００３０】
有利には、モジュールは、図１１に示すように、本発明による蓄電装置（storage set）及び従来技術の蓄電装置の両方を備えることができる。すなわち、モジュールは、本発明によるスーパーキャパシタと、少なくとも２つの電極、ケーシング内に位置する巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれている少なくとも１つのセパレータ及びケーシングを閉止するための蓋を含む円筒状の巻回素子を備える標準スーパーキャパシタとをさらに備えることができる。この標準スーパーキャパシタは、少なくとも１つの接続ストラップにより本発明によるスーパーキャパシタに電気的に接続している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
単に例示としてのものに過ぎないし、本発明を制限するものではない下記の説明を読めば、本発明の他の機能、目的及び利点をより良く理解することができるだろう。この説明は、添付の図面を参照しながら読まれたい。
【図１】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図２】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図３】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図４】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図５】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図６】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図７】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図８】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図９】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図１０】本発明によるスーパーキャパシタの一実施形態である。
【図１１】従来技術のモジュールである。
【図１２】巻回素子を形成するために、それを作製する異なる素子が一緒に巻かれている本発明によるスーパーキャパシタのある実施形態である。
【図１３ａ】従来技術の１２のスーパーキャパシタが占める容積である。
【図１３ｂ】本発明による６つの２トラックスーパーキャパシタが占める容積である。
【図１３ｃ】本発明による４つの３トラックスーパーキャパシタが占める容積である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１〜図１３を参照して、本発明によるスーパーキャパシタの異なる実施形態について以下に説明する。これらの数枚の図面においては、スーパーキャパシタの等価素子には同じ参照番号が付けてある。
【００３３】
図１を参照して、スーパーキャパシタの第１の実施形態の異なる素子について説明する。
【００３４】
スーパーキャパシタは、距離ｄだけ離間している２つの並置複合体（juxtaposed complex）１、２を含む。
【００３５】
有利には、並置複合体１、２の間の距離ｄは、並置複合体１、２を相互に電気的に絶縁するのに十分な距離である。
【００３６】
スーパーキャパシタは、また、両方の並置複合体１、２に対向して位置している１つの複合体３、いわゆる「共通複合体」も含む。
【００３７】
スーパーキャパシタは、さらに、２つのセパレータ４も含む。セパレータ４は、並置複合体１、２を共通複合体３から電気的に絶縁する。セパレータの一方は、共通複合体と並置複合体との間に位置する。他方のセパレータは、共通複合体の他の面上に位置しているので、共通複合体は、セパレータ間に位置する。
【００３８】
図２の場合には、各複合体１、２、３は、集電体１１、２１、３１及び集電体との共通導電面を有する電極１２、２２、３２（図面においては、電極３２をその一部３２ａ及び３２ｂの両方で示す）を含む。
【００３９】
並置されている共通複合体に対向している領域Ｚ１及びＺ２は、２つのスーパーキャパシタセルを形成していて、その静電容量は、その各幅により決まる。共通複合体３が連続しているので、両方のスーパーキャパシタセルを直列に設置することができる。
【００４０】
複合体１、２、３及びセパレータ４は、それぞれ、１つ又は複数の重畳シートからなる。
【００４１】
有利には、並置複合体１、２、共通複合体３及びセパレータ４は、巻回素子を形成するために順に一緒に巻かれている。
【００４２】
提案した解決方法は、すでに説明した従来技術のスーパーキャパシタよりコストが安い。実際、２つのスーパーキャパシタセルを電気的に接続するためのストラップ、蓋及び（巻回素子用のハウジングとして使用する）チューブの数は、従来技術のいくつかのスーパーキャパシタを電気的に接続するために必要なストラップ、蓋及びチューブの数より少ない。
【００４３】
さらに、この提案した解決方法を使用すれば、（従来技術の２つの隣接するスーパーキャパシタを接続するために必要な蓋及びストラップの数と比較した場合、スーパーキャパシタセルを接続するために必要な蓋及びストラップの数が少なくてすむので）、システムの直列抵抗Ｒｓを低減することができ、静電容量を最適化する一方で、単位容積当たりの許容エネルギーを有意に増大することができる。
【００４４】
直列に２つのスーパーキャパシタセルを接続するためのストラップ及び蓋を使用しないですむということの利点は下記の通りである。
−巻線の単位電圧は増大するが、先験的に全蓄積エネルギーは増大しない。
−巻線間の接続が最適化される。
−直列に接続している２つのスーパーキャパシタセル間の抵抗Ｒｓが低減する。
−直列に接続している従来技術の２つのスーパーキャパシタと比較した場合、質量が低減する。
−直列に接続している従来技術の２つのスーパーキャパシタと比較した場合、容積が低減する。
−それ故、エネルギー及び電力のかさ密度及び質量密度が増大する。
−１トラックの従来技術の（標準）スーパーキャパシタの直列の組合せと比較した場合、内部の自由容積が低減しない。
−製造方法の観点から見て時間が短縮する（１つのスーパーキャパシタ内のｎ個のセル）。
【００４５】
図１の実施形態の場合には、各並置複合体１、２は、外部と電気的に接続するために、巻回素子の各端部を越えて延在する。並置複合体１、２の一方１は、スーパーキャパシタのアノードとして使用され、他方の複合体２は、スーパーキャパシタのカソードとして使用される。
【００４６】
共通複合体３は、外部と接続していないで、セパレータ４より幅が狭い。当業者であれば、共通複合体３が下記の役割を果たしていることを容易に理解することができるだろう。
−アノードとして使用している並置複合体１のカソードの役割
−カソードとして使用している並置複合体２のアノードの役割
【００４７】
図２は、図１の全体的な図面の詳細図である。
【００４８】
有利には、各複合体１、２、３は、集電体１１、２１、３１の両方の側面上に２つの対向電極１２、１３、２２、２３、３２、３３を含むことができる。各電極１２、１３、２２、２３、３２（図面においては、電極３２を、距離ｇだけ離間している２つの部分３２ａ及び３２ｂで示す）、３３（共通複合体３も、それ自身、図面においては、距離ｇだけ離間している２つの並置電極３３ａ、３３ｂを含む。距離ｇは、距離ｄより長くてもよいし、又は等しくてもよい）は、集電体１１、２１、３１の各面と共通な導電面を有する。
【００４９】
これにより、それで形成されている活物質の量を２倍にすることができ、それ故、このスーパーキャパシタのバルク静電容量を増大することができ、それ故、スーパーキャパシタの許容エネルギーを増大することができる。
【００５０】
これにより、複合体及びセパレータを順に巻回するのを容易に行うことができる。
【００５１】
これらの各電極３２ａ、３２ｂは、並置複合体１、２の各電極１２、２２と対向している。
【００５２】
共通複合体３も、両方の並置電極３２ａ、３２ｂに対向している２つの他の電極３３ａ、３３ｂを含む。これら両方の電極は、集電体３の他の面と電気的に接触している。
【００５３】
より正確に説明すると、他の各電極３３ａ、３３ｂは、それぞれ、共通複合体３の他の並置電極３２ａ、３２ｂの一方に対向している。
【００５４】
すなわち、共通複合体３は、２つずつ並置されていて、共通複合体３の集電体３１に対して対称的に位置している４つの電極３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを含む。
【００５５】
共通複合体３の電極３２ａ／３２ｂ、３３ａ／３３ｂの間の空間ｇは、集電体３１の上での活物質のコーティング（又は押出し）中に、集電体３１のいずれかの側面上に位置するマスクにより形成することができる。マスクは、共通複合体の製造方法を行っている間に連続的に除去される。
【００５６】
ある実施形態の場合には、いくつかの複合体１、２、３の電極は同じものである。すなわち、いくつかの複合体の電極は、等しい長さ、等しい幅、等しい厚さを有し、同じ物質からできている。
【００５７】
そのため、２つのトラックを含む対称的なスーパーキャパシタを作成することができる。
【００５８】
しかし、いくつかの複合体１、２、３の電極は、（長さ及び／又は幅及び／又は厚さ及び／又はそれを形成している物質の性質の点で）異なるものであってもよい。
【００５９】
そのため、非対称的スーパーキャパシタ、すなわち、スーパーキャパシタのアノードの容積が、スーパーキャパシタのカソードの容積とは異なるスーパーキャパシタを作成することができる。
【００６０】
非対称的スーパーキャパシタを使用した場合には、下記のものを最適化することができる。
−一方では、スーパーキャパシタの静電容量
−他方では、各電極の電位をより良く制御することができるので、スーパーキャパシタのエイジング
【００６１】
スーパーキャパシタは、例えば、並置複合体上の電極の厚さを変えることにより、又は電極の幅を変えることにより非対称にすることができるので、正及び負の電極は異なる容積を有する。
【００６２】
図３は、スーパーキャパシタのアノード及びカソードが非対称である実施形態を示す。並置複合体１、２は、それぞれ、２つの電極１２、１３、及び２２、２３を含む。共通複合体３も、４つの電極３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを含む。
【００６３】
並置複合体１、２の第１の複合体１の電極１２、１３は、それぞれ、第１の厚さｅ１を有し、並置複合体１、２の第２の複合体２の電極２２、２３は、それぞれ、第１の厚さｅ１とは異なる第２の厚さｅ２を有する。
【００６４】
さらに、並置複合体１、２の第１の複合体１に対向している共通複合体３の電極３２ａ、３３ａは、それぞれ、第２の厚さｅ２に等しい厚さを有し、並置複合体１、２の第２の複合体２に対向している共通複合体３の電極３２ｂ、３３ｂは、それぞれ、第１の厚さｅ１に等しい厚さを有する。
【００６５】
すなわち、アノードを形成している電極１２、１３及び３２ｂ、３３ｂの厚さは、カソードを形成している電極２２、２３及び３２ａ、３３ａの厚さとは異なる。
【００６６】
そのため、直列に接続している先験的に異なる静電容量を有する２つのスーパーキャパシタを備える非対称スーパーキャパシタを得ることができる。
【００６７】
図４は、スーパーキャパシタのアノード及びカソードが非対称である他の実施形態である。
【００６８】
この実施形態の場合には、並置複合体１、２の各電極１２、１３、２２、２３の厚さは同じである。
【００６９】
さらに、共通複合体３のすべての電極３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、同じ厚さを有する。
【００７０】
非対称にするために、共通複合体３の側面上の電極の厚さは、並置複合体の面１、２上の電極の厚さとは異なる。
【００７１】
さらに、並置複合体１、２の第１の複合体１の電極１２、１３の幅Ｌ１は、並置複合体１、２の第２の複合体２の電極２２、２３の幅Ｌ２とは異なる。共通複合体３の電極３２ａ、３３ａ（それぞれ３２ｂ、３３ｂ）の幅は、それに対向している並置複合体１（それぞれ２）の電極の幅Ｌ１（それぞれＬ２）と等しい。
【００７２】
図５は、非対称性スーパーキャパシタの他の実施形態である。
【００７３】
この実施形態の場合には、並置複合体の電極１２、１３及び２２、２３の幅Ｌ１、Ｌ２は異なっていて、共通複合体３の電極３２ａ、３３ａ（それぞれ３２ｂ、３３ｂ）は、それに対向している並置複合体１（それぞれ２）の電極の幅Ｌ１（それぞれＬ２）に等しい幅である。
【００７４】
さらに、両方の並置複合体１、２の第１の複合体１の電極１２、１３の厚さは、両方の並置複合体１、２の第２の複合体２の電極２２、２３の厚さとは異なる。
【００７５】
共通複合体３の電極３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは同じ厚さである。さらに、共通複合体３の電極３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂの厚さは、並置複合体の電極１２、１３及び２２、２３の厚さとは異なる。
【００７６】
この実施形態の場合には、（２つの並置複合体１、２の第１の複合体１、及び第１の複合体に対向している共通複合体部分からなる）第１のスーパーキャパシタの全部の厚さは、２つの並置複合体１、２の第２の複合体２、及び第２の複合体２に対向している共通複合体部分からなる第２のスーパーキャパシタの全部の厚さとは異なる。
【００７７】
スーパーキャパシタのこの全部の厚み差を補償するために、スーパーキャパシタは、巻回素子を形成するためのセパレータ４及び３つの複合体１、２、３の巻き作業を容易にするためにスペーサを備えることができる。有利には、これらのスペーサは、中性物質（neutral material）及び／又はセパレータ用に使用したものと同じ物質の複数の層を含むことができる。
【００７８】
他の実施形態の場合には、並置複合体１、２の電極１２、１３、２２、２３は同じ厚さであるが、異なるファラデー密度となるように異なる物質からできている。
【００７９】
図６は、共通複合体３が、並置複合体１、２に対向して位置している２つの対向電極３２、３３だけを含む。この実施形態の場合には、並置複合体１、２と共通複合体３の間に位置するセパレータ４は連続している。
【００８０】
複合体１、２、３の電極１２、２２、３２は任意の幅を有することができる。有利には、各複合体１、２、３の対向電極１３、２３、３３の幅は同じである。
【００８１】
並置複合体１、２の集電体１１、２１は、他のスーパーキャパシタと（巻いてある）スーパーキャパシタを接続することができるように、外部の方向に電極１２、１３、２２、２３を越えて延在する。
【００８２】
セパレータ４は、複合体１、２、３の電極の劣化を避けるために、対向電極１２、１３、２２、２３、３２、３３を越えて延在する。
【００８３】
並置複合体１、２は、電気的に不連続領域を形成するために、距離ｄだけ離間している。有利には、この距離ｄは、並置複合体１、２の一方から、並置複合体１、２の他方に電流が直接流れるのを防止するのに十分な距離である。例えば、距離ｄは、１ミリメートルより長くてもよい。１ミリメートルの距離ｄは、実際には、両方の並置複合体１、２間で形成された電界が、スーパーキャパシタの通常の使用状態で、電解液を分解する恐れがあるほど大きくなるのを防止するのに十分なものである。実際、このようなシステムの電圧は、従来技術の標準素子の電圧の２倍であり、これは同じケーシング内でのことなので、電解液に２倍の電圧がかかり、より急速に分解を起こす恐れがある。それ故、並置複合体１及び２の間の距離ｄは、電解液にこの２倍の電圧がかかるのを防止するように選択される。
【００８４】
有利には、両方の並置複合体１、２の間に形成される領域Ｚ３は、例えば、何もない空間、液体又はガスのような電気絶縁体を含むことができる。この領域がこのような電気絶縁体で充填されるように、ケーシングの内側の電解液の量は、空の空間を空のままにしておくために、全部の活物質を余らないように含浸させるように適当に選択される。
【００８５】
両方の並置複合体１、２の間に形成される領域Ｚ３に対向して位置する共通複合体３の集電体部分３１ｃは、共通複合体３の電気的に連続している領域である。
【００８６】
この領域は、下記のように形成することができる。
−図６に示すように、共通複合体３が１つの同じ集電体を含んでいる場合には、共通複合体の集電体の一部で形成することができる。又は、
−図７に示すように、共通複合体３が一緒に半田付けされている２つの並置集電体３１ａ、３１ｂを含んでいる場合には、例えば、半田のような電気的接続により形成することができる。
【００８７】
図８に示すように、並置複合体１、２と共通複合体３との間に位置するセパレータ４は連続していなくてもよい。すなわち、２つの並置セパレータ４ａ、４ｂからなるものであってもよい。この場合、これら並置セパレータ４ａ、４ｂ間の距離は、有利には、並置複合体１、２間の距離ｄより短い。それ故、並置複合体１、２の電極１２、２２と共通複合体３の電極３２ａ、３２ｂの間で電気的絶縁を確実に行うことができ、それにより複合体１、２、３の劣化のリスクを防止することができる。２つの並置セパレータ４ａ、４ｂ間に形成された領域は、例えば、何もない空間又はガス又は絶縁用液体のような任意のタイプの絶縁材料を含むことができる。
【００８８】
図９は、巻回素子を形成するために、異なる複合体及びセパレータが一緒に巻かれている、図６のスーパーキャパシタの２つの連続している巻線である。
【００８９】
異なる複合体１、２、３の電極１２、１３、２２、２３、３２、３３は、複数のスーパーキャパシタを形成する。
【００９０】
並置複合体１、２の電極１２、２２は、共通複合体３の電極３２に対向している。この場合、共通複合体３の電極３２とセパレータ４は、巻線の設計により直列に（相互に）電気的に接続している第１及び第２のスーパーキャパシタＡ、Ｂの共通複合体３及び並置複合体１、２間に位置する。
【００９１】
並置複合体１、２の対向電極１３、２３、及び共通複合体３の対向電極３３は、異なる複合体１、２、３の対向電極１３、２３、３３の間に位置するセパレータ４と一緒に、巻線の設計により直列に（相互に）電気的に接続している第３及び第４のスーパーキャパシタＣ、Ｄを形成する。
【００９２】
第１及び第２のスーパーキャパシタＡ、Ｂは、巻線の設計により第３及び第４のスーパーキャパシタＣ、Ｄに並列に電気的に接続している。
【００９３】
これにより、同じ巻回素子内に４つのスーパーキャパシタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを含むスーパーキャパシタが得られる。
【００９４】
もちろん、異なる複合体１、２、３の電極１２、１３、２２、２３、３２、３３は、すでに説明したように、非対称（異なる複合体の電極用の活物質の異なる混合物）とするために、異なる活物質により構成することができる。有利には、炭素の孔のサイズを使用するイオンのサイズに適合させることにより、異なる電極１２、１３、２２、２３、３２、３３用の異なる活性炭を使用することができる。
【００９５】
また、非対称にするために、異なる複合体１、２、３の電極１２、１３、２２、２３、３２、３３の容積を調整することもできる。
【００９６】
図１０は、ｎ個のスーパーキャパシタを含むスーパーキャパシタを示す。
【００９７】
このスーパーキャパシタは、セパレータ４の上下に交互に位置する複数の複合体１、２、３ａ、３ｂを含む。
【００９８】
複数の複合体の隣接する複合体３ａ（それぞれ３ｂ）は、ゼロでない幅を有する縁部４０ａ（それぞれ４０ｂ）により分離されている。セパレータ４の上に位置する並置複合体３ａ間の縁部４０ａは、セパレータ４の下に位置する並置複合体３ｂの間の縁部４０ｂに対してシフトしている。
【００９９】
２つの隣接する複合体に共通な複合体が電子的に接続しているので（共通複合体への内部接続領域であって、縁部４０に対向して位置する内部接続領域を介して）、２つのそれにより形成されたスーパーキャパシタを確実に直列接続する。
【０１００】
これにより、電気的に直列に接続しているｎ個のスーパーキャパシタを含むスーパーキャパシタが得られる。
【０１０１】
図１〜図１０のいくつかの実施形態の場合には、縁部４０の幅だけ離間している隣接する複合体の巻線作業を同時に行うことにより、巻線機械で巻き作業を行っている間に縁部４０が形成される。
【０１０２】
連続していないセパレータ（すなわち、並置複合体及び共通複合体間のいくつかの並置セパレータ）の場合には、セパレータ間に空間を形成するために同じ方法を使用することができる。
【０１０３】
並置複合体間のギャップに対応する縁部４０の幅ｄは、巻線作業をスタートする時に複合体を適当に位置決めすることにより機械的に形成することができる。
【０１０４】
縁部４０の幅「ｄ」は、使用する絶縁材料により異なる。
【０１０５】
縁部４０が、ガス（例えば、ガス状の電解液の溶媒）を含んでいる場合には、通常の動作中素子にかかる電圧Ｕｎは、ガスの絶縁破壊電界の「ｄ」倍以下でなければならない。
【０１０６】
縁部４０が液体を含んでいる場合には、（１／σ）×（ｄ／Ｌｅｃ）に等しい縁部４０の全抵抗は、１ｋΩより高いものでなければならない。この場合、σは電解液の導電性であり、Ｎは巻線の全長であり、ｅｃは縁部４０の厚さである。この制約により、幅ｄの許容値が決まる。
【０１０７】
縁部４０が（電気絶縁）固体を含んでいる場合には、並置複合体間の電圧Ｕｎは、絶縁材料の絶縁破壊電界より低いものでなければならない。
【０１０８】
縁部４０が混合構造（異なる物質及び／又は異なる相の混合物）を含んでいる場合には、幅ｄは、すべての値のうちの最大のものが選択される。
【０１０９】
有利には、スーパーキャパシタは、複合体の積層されたものを含むことができる。
【０１１０】
例えば、ある実施形態の場合には、スーパーキャパシタは、少なくとも一方の対向共通複合体が、セパレータにより並置複合体から分離される２つの並置複合体を含む。複合体及びセパレータは、第１の巻回素子を形成するように、順に一緒に巻かれる。スーパーキャパシタは、また、他の対向共通複合体が、他のセパレータにより分離される２つの他の並置複合体も含む。他の複合体及び他のセパレータは、第２の巻回素子を形成するために第１の巻回素子の周囲に順に一緒に巻かれる。第１及び第２の巻回素子は、電子絶縁空間により分離される。
【０１１１】
それ故、ストラップ及び蓋により電気的に接続しているスーパーキャパシタを含む従来技術のモジュールの容積及び質量と比較すると、スーパーキャパシタの容積及び質量を低減することができる。
【０１１２】
また、これにより、ストラップ及び蓋の購入及び装着のための製造コストを低減することもできるし、これにより入手したスーパーキャパシタの直列抵抗も低減することができる。
【０１１３】
スーパーキャパシタは異なる形状を有することができる。例えば、スーパーキャパシタは、円筒状のものであってもよい。
【０１１４】
また、スーパーキャパシタは、巻回軸に直交する六角形、又は三角形、又は八角形、又は矩形、又はさらには楕円形の基体を有することもできる。それ故、２つの隣接するスーパーキャパシタ間の無駄な容積を少なくすることができる。巻回素子の角は突出していなくてもよい。
【０１１５】
多重トラックシステム上の容積の増大を示すことができる一般的な場合
すでに説明したように、本発明によるスーパーキャパシタは、従来技術のモジュールと比較した場合、２つのスーパーキャパシタの直列電気接続に関連する容積を低減する。
【０１１６】
図１１は、従来技術のこのようなモジュールを示す。このモジュールは、２つのスーパーキャパシタ２０を含む。各スーパーキャパシタ２０は、２つの電極及び１つのセパレータを含む円筒状の巻回素子を含む。電極の一部８５は、外側に向かって突出している。スーパーキャパシタは、接続ストラップ７０及び蓋９０により直列に接続している。各蓋９０は、外側に突出している電極部分８５のところで、スーパーキャパシタと電気的に接続するように、各スーパーキャパシタ２０に蓋をする。各蓋８０は、さらに、両方のスーパーキャパシタ２０を直列に電気的に接続するように、ストラップ７０の貫通孔と接触することができる接続端子８０を含む。
【０１１７】
図１２を参照して、電気的に直列に接続している２つのスーパーキャパシタの設計により形成されている本発明による例示としてのスーパーキャパシタについて説明する。このスーパーキャパシタは、接続ストラップにより同じタイプの隣接するスーパーキャパシタにも接続することができる。
【０１１８】
図１１のモジュールと比較した場合、図１２のスーパーキャパシタの容積が増大することを示すために、下記のパラメータが必要になる。
Ｈ：活性高さ（ｃｍ）
ｅ：巻回素子を越えて延在する電極部分の高さ（ｃｍ）
ｅｃ：蓋の厚さ（ｃｍ）
ｅｂ：接続ストラップの厚さ（ｃｍ）
φｅｘｔ：スーパーキャパシタの外径（ｃｍ）
ｄ：縁部の幅（ｅ＞ｄ）（ｃｍ）
【０１１９】
これらのパラメータから、技術的現状のモジュール及び本発明によるスーパーキャパシタの容積を計算することができる。
Ｎｎ：等価Ｃ／ｎのｎトラックスーパーキャパシタの容積（ｃｍ３）
Ｖ：直列に接続している値Ｃのｎ個のスーパーキャパシタを含む従来技術のモジュールの容積（ｃｍ３）
【０１２０】
図１１及び１２の値、ｈ、ｅｃ、φｅｘｔ、ｅ、ｅｔ、ｅｂが同じである場合には、下式が得られる。
Ｖ＝φｅｘｔ２（π／４）ｎ（ｈ＋２ｅ＋２ｅｃ＋２ｅｂ）
Ｖｎ＝φｅｘｔ２（π／４）（ｎｈ＋（ｎ−１）ｄ＋２ｅ＋２ｅｃ＋２ｅｂ）
【０１２１】
それ故、従来技術のモジュールと本発明によるスーパーキャパシタ間の容積の差ΔＶは、下式で表すことができる。
Ｖｎ＝φｅｘｔ２（π／４）（ｎ−１）（２ｅ＋２ｅｃ＋２ｅｂ−ｄ）
【０１２２】
多重トラックシステム上の質量の増大を示すことができる一般的な場合
図１１のモジュールと比較した場合、図１２のスーパーキャパシタの質量が増大することを示すために、下記のパラメータが必要である。
ｅｔ：巻回素子が位置するチューブの厚さ（ｃｍ）
ｍｕ：スーパーキャパシタＣの質量（ｇ）
ｍｃ：値Ｃのスーパーキャパシタの蓋の質量（ｇ）
ｍｂ：接続ストラップの質量（ｇ）
ζ：チューブ及び蓋の物質の比重（ｇ／ｃｍ３）
【０１２３】
これらのパラメータから、下記の質量を計算することができる。
ｍｔＣ：（従来技術のモジュール内の）値Ｃのスーパーキャパシタのチューブの質量（ｇ）
ｍｔＣ／ｎ：（本発明によるスーパーキャパシタ内の）等価Ｃ／ｎのｎトラックスーパーキャパシタのチューブの質量（ｇ）
ｍ：（従来技術のモジュール内の）直列の値Ｃのｎ個のスーパーキャパシタの全質量（ｇ）
ｍｎ：（本発明によるスーパーキャパシタ内の）等価Ｃ／ｎのｎトラックスーパーキャパシタの全質量（ｇ）
【０１２４】
図１１及び１２の値、ｈ、ｅｃ、φｅｘｔ、ｅ、ｅｔ、ｅｂが同じである場合には、下式が得られる。
ｍｔＣ＝φｅｘｔπｅｔ（ｈ＋２ｅ＋２ｅｃ）ζ
ｍｔＣ／ｎ：φｅｘｔπｅｔ（ｎｈ＋（ｎ−１）ｄ＋２ｅ＋２ｅｃ）ζ
ｍ＝ｎ（ｍｕ＋ｍｔＣ＋２ｍｃ）＋（ｎ−１）ｍｂ
ｍｎ＝ｎｍｕ＋２ｍｃ＋ｍｔＣ／ｎ
【０１２５】
それ故、従来技術のモジュールと本発明によるスーパーキャパシタ間の容積の差は、下式で表すことができる。
Δｍ＝（ｎ−１）（２ｍｃ＋φｅｘｔπｅｔ（２ｅ＋２ｅｃ−ｄ）ζ）
【０１２６】
これらの計算の場合、ｎトラックコイルの質量は、単位コイルの質量のｎ倍に等しいと仮定する。この仮定は悲観的であることが分かっている。何故なら、ｄ＝２ｅの場合だけ成立するからである。実際には、ｅはｄより遥かに大きい。
【０１２７】
すでに確立している式の数値の適用
２，６００Ｆの標準スーパーキャパシタと２，６００Ｆの本発明による２トラックスーパーキャパシタとの比較
ｍｕ＝３７０ｇ
φｅｘｔ＝７ｃｍ
Ｃ＝２，６００Ｆ
ｅｔ＝０．０５ｃｍ
ｈ＝８ｃｍ
ｅ＝０．７ｃｍ
ｅｃ＝０．３ｃｍ
ｅｂ＝０．４ｃｍ
ｄ＝０．４ｃｍ
ζ＝２．７ｃｍ
結果
ｍｃ＝３０ｇ
ｍｂ＝１５ｇ
ｍｔＣ＝３０ｇ
ｍｔＣ／ｎ＝５５ｇ
ｍ：９３５ｇ（接続ストラップにより結合している２つのスーパーキャパシタの全質量）
ｍｎ：８５５ｇ（２トラックスーパーキャパシタの質量）
Ｖｎ：９００ｃｍ３
Ｖ：１，０２０ｃｍ３
【０１２８】
それ故、従来技術のモジュールと比較した場合の本発明によるスーパーキャパシタの容積及び質量の利得は、容積において−１１．７％、質量において９％のである。
【０１２９】
モジュールを作るための多重トラック素子の本発明の適用の例
図１３ａのように配置した１２の素子のモジュールについて考えてみよう。蓋とチューブとを含む３，０００Ｆ素子の質量は４６９ｇである。モジュールは、それぞれが１５ｇの１１の接続ストラップを含む。この素子の直径は、６．８５ｃｍであり、単位高さは９ｃｍである。
【０１３０】
１２のスーパーキャパシタの容積は、計算によれば３，９８０．１ｃｍ３である。
Ｖｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ＝１２×π×９×３．４２５２＝３，９８０．１ｃｍ３
【０１３１】
スーパーキャパシタは、（短絡を避けるために）２ｍｍだけ離間している。スーパーキャパシタの全部の下面及び上面は２ｍｍの自由空間で覆われていて、次に３ｍｍの下部板及び上部板により覆われている。これらの板は、アルミニウムでできている（ｄ＝２．７）。モジュールの側面は、アルミニウムの厚さ２ｍｍの金属シートでできている（ｄ＝２．７）。それ故、モジュールの外容積は、下記の通りである。
Ｖｅｘｔｅｒｎａｌ＝（６．８５×６＋０．２×７）×（６．８５×２＋０．２×３）×（９＋（０．３＋０．２）×２）
＝４２．５×１４．３×１０
＝６．０７７．５ｃｍ３
【０１３２】
それ故、モジュールの全質量は、下記の通りである。
ｎｍｏｄｕｌｅ＝（４６９×１２）＋１１×１５＋（４２．５×１４．３×０．３×２．７）×２＋（１０×４２．５×０．２×２．７）×２＋（１０×１４．３×０．２×２．７）×２
＝５，６２８＋１６５＋９８５＋４５９＋１５４．５
＝７，３９１．５ｇ
【０１３３】
ここで、従来技術のところで説明したシステムと比較した場合の２倍の電圧の２トラック１、５００Ｆの素子について考えてみよう。従来技術の素子の（巻線の高さ）／（巻線の直径）の比率は同じままで、２トラック素子の下記の高さ及び直径パラメータを入手した。
Ｄｗｉｎｄｉｎｇ＝８．５ｃｍ
Ｈｗｉｎｄｉｎｇ＝１１ｃｍ
【０１３４】
両方の蓋及びチューブを含む２トラック素子ユニットの質量の値は８６３ｇである。
【０１３５】
図１３ｂは、５つのストラップにより直列に一緒に接続している６つの２トラック素子を示す。このモジュールは、それぞれ１７ｇの５つの接続ストラップを含む。
【０１３６】
６つの２トラックスーパーキャパシタの容積の値は、計算によれば３，７４５．２ｃｍ３である。
Ｖｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ＝６×π×１１×４．２５２＝３，７４５．２ｃｍ３
【０１３７】
スーパーキャパシタは、（短絡を避けるために）２ｍｍだけ離間している。スーパーキャパシタの全部の下面及び上面は２ｍｍの自由空間で覆われていて、次に３ｍｍの下部板及び上部板により覆われている。これらの板は、アルミニウムでできている（ｄ＝２．７）。モジュールの側面は、アルミニウムの厚さ２ｍｍのシートでできている（ｄ＝２．７）。それ故、モジュールの外容積は、下記の通りである。
Ｖｅｘｔｅｒｎａｌ＝（８．５×３＋０．２×４）×（８．５×２＋０．２×３）×（１１＋（０．３＋０．２）×２）
＝２６．３×１７．６×１２
＝５，５５４．６ｃｍ３
【０１３８】
それ故、モジュールの全質量は、下式で表される。
ｍｍｏｄｕｌｅ＝（８６３×６）＋５×１７＋（２６．３×１７．６×０．３×２．７）×２＋（１２×２６．３×０．２×２．７）×２＋（１２×１７．６×０．２×２．７）×２
＝５，１７８＋８５＋７５０＋３４１＋２２８
＝６，５８２ｇ
【０１３９】
ここで、従来技術のところで説明したシステムと比較した場合の３倍の電圧の３トラック１，０００Ｆの素子について考えてみよう。従来技術の素子の（巻線の高さ）／（巻線の直径）の比率は同じままで、３トラック素子の下記の高さ及び直径パラメータを入手した。
Ｄｗｉｎｄｉｎｇ＝９．７ｃｍ
Ｈｗｉｎｄｉｎｇ＝１２．３ｃｍ
【０１４０】
両方の蓋及びチューブを含む３トラック素子ユニットの質量の値は１，２５１ｇである。
【０１４１】
図１３ｃは、３つのストラップにより直列に一緒に接続している４つの３トラック素子を示す。このモジュールは、それぞれ２０ｇの３つの接続ストラップを含む。
【０１４２】
４つの３トラックスーパーキャパシタの容積の値は、計算によれば３，６３５．８ｃｍ３である。
Ｖｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ＝４×π×１２．２×４．８５２＝３，６３５．８ｃｍ３
【０１４３】
スーパーキャパシタは、（短絡を避けるために）２ｍｍだけ離間している。スーパーキャパシタの全部の下面及び上面は２ｍｍの自由空間で覆われていて、次に３ｍｍの下部板及び上部板により覆われている。これらの板は、アルミニウムでできている（ｄ＝２．７）。モジュールの側面は、アルミニウムの厚さ２ｍｍのシートでできている（ｄ＝２．７）。それ故、モジュールの外容積は、下記の通りである。
Ｖｅｘｔｅｒｎａｌ＝（９．７×２＋０．２×３）×（９．７×２＋０．２×３）×（１２．３＋（０．３＋０．２）×２）
＝２０×２０×１３．３
＝５，３２０ｃｍ３
【０１４４】
それ故、モジュールの全質量は、下式で表される。
Ｍｍｏｄｕｌｅ＝（１２５１×４）＋３×２０＋（２０×２０×０．３×２．７）×２＋（２０×１３．３×０．２×２．７）×２＋（１３．３×２０×０．２×２．７）×２
＝５，００４＋６０＋６４８＋２８７．３＋２８７．３
＝６，２８６．６ｇ
【０１４５】
下記の表は、従来技術のところで説明したモジュールと比較した場合の、２トラック又は３トラック素子を含むモジュールの質量及び容積の増大の要約である。これらの質量及び容積の増大は、質量及びかさ比エネルギー（bulk specific energy）の増大と同じである。何故なら、モジュールの全電圧が変化していないからである。
【表１】
2011512662.tif 000003
【０１４６】
抵抗の全増大
抵抗が増大したのは、ストラップを使用しなかったことと、蓋の数が低減したためである。
【０１４７】
それ故、電子の経路は、２つの異なるスーパーキャパシタの集合体と比較すると低減した。
【０１４８】
２つのスーパーキャパシタの集合体の等価抵抗は、０．４ｍΩ程度である。２トラック素子の等価抵抗の測定値は、０．２ｍΩである。
【０１４９】
それ故、この特定の例の場合には、抵抗は２で割られる。
【０１５０】
それ故、抵抗の増大により、電力密度（Ｖ２／（４Ｒｓ））が増大する可能性がある。
【０１５１】
上記例は、スーパーキャパシタへの適用について詳細に説明してあるが、本明細書に記載する新規な教示及び利点から実質的に逸脱しないで、バッテリー又はバッテリーセルのような種々の他の考えられる蓄電素子（storage element）の構成に適応させるために、上記スーパーキャパシタに必要な変更を加えて、多くの修正を行うことができることを理解されたい。
【０１５２】
それ故、このタイプのすべての修正は、添付の特許請求の範囲に記載するスーパーキャパシタの範囲内に含まれる。
【０１５３】
本明細書には、２つのタイプのスーパーキャパシタを記載してある。
【０１５４】
（以後「多重トラックスーパーキャパシタ」と呼ぶ）第１のタイプのスーパーキャパシタは、距離ｄだけ離間している少なくとも２つの並置複合体、及び両方の並置複合体に対向していて、少なくとも１つのセパレータにより並置複合体から分離される少なくとも１つの共通複合体とを含む。セパレータ及び複合体は、巻回素子を形成するために一緒に巻かれている。
【０１５５】
（以後「多重コイルスーパーキャパシタ」と呼ぶ）第２のタイプのスーパーキャパシタは、少なくとも２つの複合体及び両方の複合体の間に位置する少なくとも１つのセパレータを含む。これら複合体及びセパレータは、巻回素子を形成するために、順に一緒に巻かれている。多重コイルスーパーキャパシタは、さらに、少なくとも１つの他の複合体及び少なくとも他のセパレータ含んでいる点で、注目すべきものである。他の複合体及び他のセパレータは、少なくとも１つの連続している巻回素子を形成するために、巻回素子の周囲に順に一緒に巻かれている。連続している巻回素子は、電子絶縁空間により分離される。
【０１５６】
多重トラック及び多重コイルスーパーキャパシタは、多くの利点を有する。
−多重トラック又は多重コイルスーパーキャパシタの場合には、２つの標準スーパーキャパシタのものと同じ容量エネルギー（bulk energy）で、印加する電圧は低いものですむので、ガスの発生を大幅に抑えることができ、それ故非常に有利な方法で寿命を延ばすことができる。
−多重トラック又は多重コイルスーパーキャパシタの内容積は、２つの結合された標準スーパーキャパシタの内容積より、集合体当たり有利に増大することができる。この場合、寿命も延びる。
【０１５７】
最後に、相互に接続している複数のスーパーキャパシタを含むモジュールの場合には、モジュールの直列抵抗の少なくとも半分は、コイルと蓋との間の接続抵抗である。
【０１５８】
複数の多重トラック又は多重コイルスーパーキャパシタを含むモジュールの場合には、複数の標準スーパーキャパシタを含むモジュールと比較すると、蓋とコイル間に必要な接合体の数が少なくてすむので、モジュールの直列抵抗が大幅に低減する。
【０１５９】
多重トラックスーパーキャパシタは、さらに、多重コイルスーパーキャパシタと比較すると、いくつかの利点を有する。
【０１６０】
特に、多重トラックスーパーキャパシタを使用すれば、２つの隣接する多重トラックスーパーキャパシタを電気的に接続するために、従来技術の蓋及びストラップを使用することができる。
【０１６１】
それ故、多重トラックスーパーキャパシタを製造するための方法は、多重コイルスーパーキャパシタの製造方法よりも、既存のスーパーキャパシタの製造方法により容易に適合させることができる。何故なら、特定の蓋を半田付け又は製造するための工程を使用しないですむからである。
【図１】
2011512662.tif 000004
【図２】
2011512662.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【国際調査報告】
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