【課題】カーボン材料の含有率を下げて容量特性を向上させることができる電極材料及びこの電極材料を含有する電極を提供する。
【解決手段】化学反応の過程で、旋回する反応器内で反応抑制剤を含む反応物にずり応力と遠心力を加えて生成した金属酸化物ナノ粒子と、旋回する反応器内でずり応力と遠心力を加えて分散した比表面積が６００〜２６００ｍ²／ｇであるカーボンナノチューブとからなり、前記金属酸化物ナノ粒子を前記カーボンナノチューブに高分散担持させる。前記金属酸化物としては、チタン酸リチウムが好ましい。 （もっと読む）

薄膜堆積プロセスによってバッテリを形成するための方法が開示される。高表面積を有し、且つ導電性の微細構造が上に形成されている導電性基板の表面上に、メソ多孔性炭素材料を堆積させる。次いで、メソ多孔性炭素材料の層上に多孔性の誘電セパレータ層を堆積させて、エネルギー貯蔵装置の半電池を形成する。メソ多孔性炭素材料は、ＣＶＤ堆積させたカーボンフラーレンの「オニオン」およびカーボンナノチューブで構成され、大量の電気エネルギーを貯蔵するのに有用な濃度でリチウムイオンを保持することができる高空孔率を有する。さらに本発明の実施形態では、バッテリの構造に有用な高表面積の導電性領域を有する電極を形成することが可能である。ある構成では、電極は、多孔性の樹枝状構造を備える高表面積の導電性領域を有し、樹枝状構造は、電気めっき、物理蒸着法、化学蒸着法、溶射、および／または無電解めっきの技術によって形成することができる。
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エネルギー貯蔵デバイス内の電極表面上に形成したメソポーラスカーボン材料、およびメソポーラスカーボン材料を形成する方法を開示する。メソポーラスカーボン材料は、エネルギー貯蔵デバイス用の大表面積イオンインターカレーション媒体として機能し、フラーレン／カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）ハイブリッド基質中で相互接続されたＣＶＤ堆積したカーボンフラーレン「オニオン」およびカーボンナノチューブから作られる。フラーレン／ＣＮＴハイブリッド基質は、かなりの量の電気的エネルギーを貯蔵するのに有用な濃度にリチウムイオンを保持することが可能な高気孔率材料である。一実施形態によれば、本方法は、高分子量炭化水素前駆体を蒸発させるステップと、伝導性基板上にメソポーラスカーボン材料を形成するために伝導性基板上へと蒸気を導くステップとを含む。
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Ｌｉイオン電池セルは、堆積された薄膜層から形成され、高表面積の３Ｄ電池構造体を備える。高表面積の３Ｄ電池構造体は、導電性基板の表面の上に堆積されたフラーレン−ハイブリッド材料、およびフラーレン−ハイブリッド材料の上に堆積された共形金属層を含む。フラーレン−ハイブリッド材料は、導電性基板上に高表面積の層を形成するように、カーボンナノチューブによって結合されたフラーレン「オニオン」の鎖で構成され、「３次元」表面を有する。共形金属層は、Ｌｉイオン電池において活性アノード材料として作用し、かつ高い表面積を有することにより、高表面積アノードを形成する。Ｌｉイオン電池セルは、イオン性電解質−セパレータ層、活性カソード材料層およびカソード用の金属電流コレクタも含み、それらの各々が共形の薄膜として堆積される。
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電気貯蔵装置は、電極においてカーボン（黒鉛、膨張黒鉛、活性炭、カーボンブラック、カーボン・ナノファイバ、ＣＮＴ、または黒鉛コーティングＣＮＴ）、電解質、および／または電極活性材料（例えば酸化鉛）でコーティングされた高表面積ファイバ（例えば成形ファイバおよび／またはマイクロファイバ）を含む。これらの電極は、電気化学電池、電気化学２重層コンデンサ、および非対称コンデンサといった電気貯蔵装置を形成するために使用される。
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【課題】容量特性に優れた電極を得ることができる高密度カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】所定量のカーボンナノチューブを所定量のイソプロピルアルコール中に混ぜ、撹拌することにより分散溶液を得た後、その溶液を１００〜２８０ＭＰａで超高圧処理し、得られた高分散溶液をろ過、乾燥することによりシート化し、このシートをさらに０．０１〜１００ｔ／ｃｍ²のプレス圧力で圧延して、高密度化したカーボンナノチューブ集合体を得る。この高密度化したカーボンナノチューブシートは、カーボンナノチューブのミクロ凝集の大きさの標準偏差δが１０ｎｍ以下となるように高分散された状態でシート状に堆積したものである。 （もっと読む）

【課題】容量特性に優れた電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法を得る。
【解決手段】カーボンナノチューブを抄紙成型したシート２を、集電体を構成するエッチング箔１の表面に形成された凹凸部１ａを介してエッチング箔１と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作製する。あるいは、基板３上の触媒粒子を核として成長させたカーボンナノチューブ４を、エッチング箔１の表面に形製された凹凸部１ａを介してエッチング箔１と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作成する。これらの電極を製造するには、前記カーボンナノチューブのシート２あるいはカーボンナノチューブを成長させた基板３を、エッチング箔１表面の凹凸部１ａに重ね合わせ、これらを０．０１〜１００ｔ／ｃｍ²の圧力で加圧してカーボンナノチューブとエッチング箔とを一体化する。 （もっと読む）

【課題】遷移金属酸化物／多層壁炭素ナノチューブナノ複合体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】尿素合成法で製造した遷移金属酸化物が界面活性剤により炭素ナノチューブに均一に分散されるように誘導された、電子伝達と応力緩和効果を有する１次元形態の多層壁炭素ナノチューブと、高容量を発現する０次元ナノ粉末状の遷移金属酸化物を複合体形態に製造したナノ複合体及びその製造方法である。 （もっと読む）

本発明は、メソ多孔性ナノ構造疎水性材料を含む第１層と、第１層上に配置されたメソ多孔性ナノ構造親水性材料を含む第２層とからなる電極に言及する。さらなる態様において、本発明は、メソ多孔性ナノ構造疎水性材料とメソ多孔性ナノ構造親水性材料との混合物を含む単一層、または多孔性ナノ構造材料を含む単一層であって、多孔性ナノ構造材料の表面に結合される金属ナノ構造体を含有する単一層からなる電極に言及する。本発明は、これらの電極の製造、並びに金属空気電池、超コンデンサーおよび燃料電池におけるそれらの電極の使用にさらに言及する。
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本発明は、表面にナノ粒子が結合したナノ構造材料に関する。ナノ構造材料は、表面に結合したナノ粒子を含み、該ナノ粒子は約２０ｎｍの最大寸法を有する。さらに、ナノ構造材料は約２ｎｍ〜約５μｍの最大寸法を有する細孔を含む。ナノ構造材料の表面上に結合したナノ粒子は、貴金属ナノ粒子または金属酸化物ナノ粒子またはそれらの混合物である。本発明は、それらの製造方法および上記材料の電極材料としての使用方法にも関する。
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【課題】高容量でエネルギー密度が高い電気化学素子を与えることができる電極活物質を提供する。
【解決手段】本発明の電極活物質は、フルオレン環が実質的に２位と７位でチオフェン環に結合しており且つチオフェン環のフルオレン環に対する結合位置が実質的に２位と５位であるフルオレン−チオフェン交互共重合体、或いは、フルオレン環が実質的に２位と７位で２，２´−ビチオフェン環に結合しており且つ２，２´−ビチオフェン環のフルオレン環に対する結合位置が実質的に５位と５´位であるフルオレン−２，２´−ビチオフェン交互共重合体から成る。本発明の電極活物質は、塩化鉄（ＩＩＩ）を触媒とした重合で得られるような不規則な位置で重合しているバルク重合ポリフルオレンからなる電極活物質と比較して、大幅に増加した容量を有する。そのため、本発明の電極活物質を用いることにより高容量でエネルギー密度が高い電気化学素子が得られる。 （もっと読む）

本明細書に記載される実施形態は一般に、炭素系ナノ構造体および関連構造体のレイヤーバイレイヤーアセンブリーおよび／または官能基化に関連する方法、組成物、物品、およびデバイスに関する。いくつかの実施形態では、本発明は、表面（１０）上に炭素系ナノ構造体（１４，１８）のアセンブリーを形成するための方法を提供する。炭素系ナノ構造体アセンブリーは、特性の増強、例えば、炭素系ナノ構造体（例えば、カーボンナノチューブ）の配置の改善、ならびに／または電子伝導率および／もしくはイオン伝導率の増強、ならびに／または他の有用な特徴の増強などを示すことができる。いくつかの場合では、炭素系ナノ構造体の表面への官能基の結合に起因して、特性の改善を観察することができる。本明細書に記載される方法を使用して、炭素系ナノ構造体アセンブリーの形成を制御することによって、特性が増強された構造体を作製することができる。
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【課題】ナノ構造中空炭素材料を含み、高い導電性を有する成形体を得ること。
【解決手段】ナノ構造中空炭素材料と無機粒子とを含み、前記ナノ構造中空炭素材料同士が前記無機粒子で結着されている成形体。成形体の製造方法であって、ナノ構造中空炭素材料と無機粒子とが液体媒体中に分散された分散液を支持体に塗布して分散液膜を形成すること、および前記分散液膜から前記液体媒体を除去してナノ構造中空炭素材料と無機粒子とを含む膜を形成することを含む、前記製造方法。 （もっと読む）

【課題】電解質と接触する表面積が大きく、より大容量である電気化学キャパシタに適したカーボンナノチューブを用いた電気化学キャパシタ及びその製造方法及びその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本電気化学キャパシタは、第１基板１１と、第１集電電極１２と、正極である第１電極１３と、セパレータ１４と、負極である第２電極１５と、第２集電電極１６と、第２基板１７と、をこの順に備え、第１電極と第２電極との間に充填された電解液１８を具備し、第１電極及び第２電極は、炭化ケイ素膜を熱分解して得られたカーボンナノチューブが複数立設したカーボンナノチューブ層を具備し、少なくとも第２電極のカーボンナノチューブの表面に貴金属粒子が付着していることを特徴とする。付着している貴金属粒子の酸化還元反応により、従来の電気二重層キャパシタよりもより多くの電荷を蓄積することができる。 （もっと読む）

【課題】高温から低温までの広い温度環境にて、高容量・高出力特性に優れ、且つ発熱や発火などを生じない安全性の高い電気二重層キャパシタを提供する。
【解決手段】炭素繊維１〜２０質量部と活性炭１００質量部とを含んでなる分極性電極層を有する分極性電極を備えた電気二重層キャパシタであって、該炭素繊維はＢＥＴ比表面積が３０〜１０００ｍ²／ｇで、中和適定法により求められるラクトール基の量が５０〜１５０ｍｍｏｌ／ｋｇで、水酸基の量が５０〜１５０ｍｍｏｌ／ｋｇで且つ直径５μｍ以上の炭素繊維凝集体を含まない、電気二重層キャパシタ。 （もっと読む）

【課題】容量特性に優れた電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法を得る。
【解決手段】比表面積が６００〜２６００ｍ²／ｇであるカーボンナノチューブ（ＳＧＣＮＴ）を抄紙成型したシート２を、集電体を構成するエッチング箔１の表面に形成された凹凸部１ａを介してエッチング箔１と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作製する。あるいは、基板３上の触媒粒子を核として成長させたＳＧＣＮＴ４を、エッチング箔１の表面に形成された凹凸部１ａを介してエッチング箔１と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作製する。これらの電極を製造するには、前記ＳＧＣＮＴのシート２あるいはＳＧＣＮＴを成長させた基板３を、エッチング箔１表面の凹凸部１ａに重ね合わせ、これらを０．０１〜１００ｔ／ｃｍ²の圧力で加圧してＳＧＣＮＴとエッチング箔とを一体化する。 （もっと読む）

【課題】容量特性に優れた電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法を得る。
【解決手段】活性炭とカーボンナノチューブを抄紙成型したシートを、集電体を構成するエッチング箔の表面に形成された凹凸部を介してエッチング箔と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作成する。あるいは、基板上の触媒粒子を核として成長させたカーボンナノチューブを、エッチング箔の表面に形成された凹凸部を介してエッチング箔と一体化して、電気二重層キャパシタ用電極を作成する。この電極を製造するには、前記活性炭とカーボンナノチューブのシートを、エッチング箔表面の凹凸部に重ね合わせ、これらを０．１〜１００ｔ／ｃｍ^−２の圧力で加圧してカーボンナノチューブとエッチング箔とを一体化する。 （もっと読む）

【課題】作動電圧が高く、高容量でエネルギー密度が高い電気化学素子を与えることができる電極活物質を提供する。
【解決手段】本発明の電極活物質は、ポリ９，９−ビス（アルコキシカルボニル）フルオレンから成る。本発明の電極活物質を従来の高い作動電圧を有する電気化学素子を与えるポリ９，９−ジアルキルフルオレンから成る電極活物質と比較すると、ｐ−ドーピングに対する容量についてはほぼ同等であるものの、ポリ９，９−ジアルキルフルオレンから成る電極活物質がｎ−ドーピングに対する容量を有さないのに対し、本発明のポリ９，９−ビス（アルコキシカルボニル）フルオレンからなる電極活物質はｎ−ドーピングに対しても高容量も有する。そのため、本発明の電極活物質を正極活物質及び／又は負極活物質として使用することにより、作動電圧が高く、高容量でエネルギー密度が高い電気化学素子を得ることができる。 （もっと読む）

【課題】電気化学素子における作動電圧、容量、エネルギー密度を高くすることができる電極を提供する。
【解決手段】本発明の電極は、少なくとも１種のチオフェンオリゴマーと少なくとも１種のカーボンナノチューブとの複合体を含有する活物質層を有する複合体電極あって、上記チオフェンオリゴマーの重合度が４〜２０の範囲であり、上記カーボンナノチューブの比表面積が６００〜２６００ｍ^２／ｇの範囲であることを特徴とする。本発明の複合体電極は、ｐ−ドーピングの酸化還元電位が従来の導電性高分子を使用した電極のものとほぼ同等であるかあるいはより高く、ｎ−ドーピングの酸化還元電位が従来の導電性高分子を使用した電極のものよりも低く、従来の電極と比較して大幅に増加した容量を有する上に、低インピーダンス特性を有する。そのため、電気化学素子の作動電圧、容量、エネルギー密度を従来のものより高くすることができる。 （もっと読む）

【課題】作動電圧が高く、高容量でエネルギー密度が高い電気化学素子を与えることができる電極を提供する。
【解決手段】少なくとも１種のフルオレン−フェニレン交互共重合体と少なくとも１種のカーボンナノチューブとの複合体を含有する活物質層を有する複合体電極あって、交互共重合体のフルオレン環が実質的に２位と７位でフェニレン環に結合しており、フェニレン環のフルオレン環に対する結合位置が実質的に同じであり、カーボンナノチューブの比表面積が６００〜２６００ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする。塩化鉄（ＩＩＩ）を触媒とした重合で得られるような不規則な位置で重合しているバルク重合ポリフルオレンと比表面積が小さいカーボンナノチューブとを含有する活物質層を有する電極に比較して、容量が大幅に増加する上に、ｐ−ドーピングの酸化還元電位が高くなる。 （もっと読む）