JP2002329502A - 改良された放電特性を有するリチウム含有電気化学電池の製造方法 - Google Patents
改良された放電特性を有するリチウム含有電気化学電池の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池がパルス放電状況下にあるときに生じる
電圧遅延現象を最小化または回避することを課題とす
る。 【解決手段】 二酸化炭素雰囲気中において、二酸化炭
素を含有した電解液を準備し、保管する。さらに、この
ようにして準備された電解液を、二酸化炭素を含んだ雰
囲気中においてケース中に充填する。このようにして、
電解液からの添加材の脱ガスを抑止する。一次電池にお
いて、ガス状の二酸化炭素を非水性電解液に添加するこ
とは、電池がパルス放電状況下にあるときにおける電圧
遅延を最小化又は回避し、直流抵抗の増大を軽減する有
益な効果をもたらす。二次電気化学系においては、電解
液中に与えられた二酸化炭素は、サイクル効率に有益な
効果をもたらす。
電圧遅延現象を最小化または回避することを課題とす
る。 【解決手段】 二酸化炭素雰囲気中において、二酸化炭
素を含有した電解液を準備し、保管する。さらに、この
ようにして準備された電解液を、二酸化炭素を含んだ雰
囲気中においてケース中に充填する。このようにして、
電解液からの添加材の脱ガスを抑止する。一次電池にお
いて、ガス状の二酸化炭素を非水性電解液に添加するこ
とは、電池がパルス放電状況下にあるときにおける電圧
遅延を最小化又は回避し、直流抵抗の増大を軽減する有
益な効果をもたらす。二次電気化学系においては、電解
液中に与えられた二酸化炭素は、サイクル効率に有益な
効果をもたらす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に化学エネ
ルギーから電気エネルギーへの変換に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明はサイクル効率を改良した
一次リチウム／酸化バナジウム銀（Ｌｉ／ＳＶＯ）電池
に関するものである。
ルギーから電気エネルギーへの変換に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明はサイクル効率を改良した
一次リチウム／酸化バナジウム銀（Ｌｉ／ＳＶＯ）電池
に関するものである。
【０００２】本発明によれば、そのような電気化学系を
活性化する電解液が、リチウム不動態化フィルムを有益
に改良するためのガス状の添加材と共に提供される。さ
らに、電解液の準備はガス物質雰囲気中で行われる。こ
れは電解液中における添加材の意図された濃度を維持し
ようとするものである。さらに、リチウム含有一次およ
び二次電池は、同じガス状の添加材の雰囲気中において
ケース内に充填された添加材含有電解液により活性化さ
れる。このような手法によれば、電解液からガス状の添
加材の蒸発があったとしてもそれがごく僅かであるた
め、Ｌｉ／ＳＶＯ電池の電圧遅延特性およびリチウム含
有二次電池のサイクル効率特性を、同様の化学系を有す
る従来の電池と比較して著しく改善できる。基本的に、
意図された添加材の濃度は電解液中で維持され、各電池
の電圧遅延およびサイクル特性を改善する。
活性化する電解液が、リチウム不動態化フィルムを有益
に改良するためのガス状の添加材と共に提供される。さ
らに、電解液の準備はガス物質雰囲気中で行われる。こ
れは電解液中における添加材の意図された濃度を維持し
ようとするものである。さらに、リチウム含有一次およ
び二次電池は、同じガス状の添加材の雰囲気中において
ケース内に充填された添加材含有電解液により活性化さ
れる。このような手法によれば、電解液からガス状の添
加材の蒸発があったとしてもそれがごく僅かであるた
め、Ｌｉ／ＳＶＯ電池の電圧遅延特性およびリチウム含
有二次電池のサイクル効率特性を、同様の化学系を有す
る従来の電池と比較して著しく改善できる。基本的に、
意図された添加材の濃度は電解液中で維持され、各電池
の電圧遅延およびサイクル特性を改善する。
【０００３】
【従来の技術】多くの植え込み型医療装置は、一次リチ
ウム電気化学電池からなる電源を使用している。殆どの
場合、上記一次電池は、リチウム／酸化バナジウム銀の
組合せからなる。この化学系は、植え込み型心臓細動除
去器に要求されるパルス電流放電を必要に応じて供給可
能なものであって、信頼性のある、頼もしい電源である
ことが分かっている。
ウム電気化学電池からなる電源を使用している。殆どの
場合、上記一次電池は、リチウム／酸化バナジウム銀の
組合せからなる。この化学系は、植え込み型心臓細動除
去器に要求されるパルス電流放電を必要に応じて供給可
能なものであって、信頼性のある、頼もしい電源である
ことが分かっている。
【０００４】近年、Ｌｉ／ＳＶＯ電気化学電池における
パルス電流放電は、種々のタイプの添加材を電気化学系
に与えることにより改良されてきた。このような添加材
は、電池放電の種々の局面において現れる電圧遅延現象
を軽減、或いは場合によっては回避するのを補助する。
電圧の遅延は、パルス電流を供給する期間中、電池電圧
が一時的に低下する現象となって電池自身にはっきりと
現れる。これは一般的にはアノード電極表面上における
リチウム不動態化層の抵抗が増加することに起因すると
考えられており、パルス電流放電期間中、リチウムイオ
ンがアノードから電解液へ流れ込むのが妨げられる結
果、一時的に低い電圧が電池に現れる。植え込み型医療
装置の寿命は、場合によっては激しく低下する。
パルス電流放電は、種々のタイプの添加材を電気化学系
に与えることにより改良されてきた。このような添加材
は、電池放電の種々の局面において現れる電圧遅延現象
を軽減、或いは場合によっては回避するのを補助する。
電圧の遅延は、パルス電流を供給する期間中、電池電圧
が一時的に低下する現象となって電池自身にはっきりと
現れる。これは一般的にはアノード電極表面上における
リチウム不動態化層の抵抗が増加することに起因すると
考えられており、パルス電流放電期間中、リチウムイオ
ンがアノードから電解液へ流れ込むのが妨げられる結
果、一時的に低い電圧が電池に現れる。植え込み型医療
装置の寿命は、場合によっては激しく低下する。
【０００５】アノード不動態化層の改良は、電気化学系
への添加材の増量により行われ、その結果、イオン導電
性保護フィルムがこの上に形成される。この保護フィル
ムは電圧遅延現象を大幅に軽減又は回避する。この保護
フィルムは、主として亜硝酸塩、硝酸塩、炭酸塩、二炭
酸塩、ホスホン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩とし
て分類される多数の添加材の内の１つの塩がリチウム金
属の表面上に形成されることにより構成される。得られ
る塩は、電解液添加材がないときにアノード上に形成さ
れるリチウム酸化物に比較して、より導電性があるもの
である。実際、アノードの表面上に出来た添加材還元生
成物であるリチウム添加材塩又はリチウム塩は、アノー
ド表面における共鳴平衡のため、電荷の非局在化をもた
らす。この平衡は、リチウムイオンが１つの分子から別
の分子へ、リチウムイオン交換機構を介して容易に移動
することを許容する。その結果として、有益なイオン伝
導性が実現される。
への添加材の増量により行われ、その結果、イオン導電
性保護フィルムがこの上に形成される。この保護フィル
ムは電圧遅延現象を大幅に軽減又は回避する。この保護
フィルムは、主として亜硝酸塩、硝酸塩、炭酸塩、二炭
酸塩、ホスホン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩とし
て分類される多数の添加材の内の１つの塩がリチウム金
属の表面上に形成されることにより構成される。得られ
る塩は、電解液添加材がないときにアノード上に形成さ
れるリチウム酸化物に比較して、より導電性があるもの
である。実際、アノードの表面上に出来た添加材還元生
成物であるリチウム添加材塩又はリチウム塩は、アノー
ド表面における共鳴平衡のため、電荷の非局在化をもた
らす。この平衡は、リチウムイオンが１つの分子から別
の分子へ、リチウムイオン交換機構を介して容易に移動
することを許容する。その結果として、有益なイオン伝
導性が実現される。
【０００６】リチウム不動態化フィルムを有益に改良す
るいくつかの方法は成功しているようにも見える。これ
らの方法の中には、活物質を電池アセンブリ内に組み込
む前に、新たに削り出したリチウム金属をガス状の形態
の添加材に曝して固体の添加材を調製し、適当なときに
電解液中に入れるものや、電解液中にガス状の添加材が
溶解しているものが含まれる。これらの方法及びその他
の方法は、単独で又は互いに組合せて用いられる。
るいくつかの方法は成功しているようにも見える。これ
らの方法の中には、活物質を電池アセンブリ内に組み込
む前に、新たに削り出したリチウム金属をガス状の形態
の添加材に曝して固体の添加材を調製し、適当なときに
電解液中に入れるものや、電解液中にガス状の添加材が
溶解しているものが含まれる。これらの方法及びその他
の方法は、単独で又は互いに組合せて用いられる。
【０００７】ある一つの方法は特に、低コストであるた
め好まれている。これは、電解液をガス状の添加材で飽
和させることを要件とするものである。例えば添加材が
炭酸塩であるとき、二酸化炭素は容易に電解液中に飽和
する。アノード電極の表面上における改良された不動態
化層は、電池に電解液が充填されたとき又はその直後
に、そのアノード電極の表面上に形成される。
め好まれている。これは、電解液をガス状の添加材で飽
和させることを要件とするものである。例えば添加材が
炭酸塩であるとき、二酸化炭素は容易に電解液中に飽和
する。アノード電極の表面上における改良された不動態
化層は、電池に電解液が充填されたとき又はその直後
に、そのアノード電極の表面上に形成される。
【０００８】電圧遅延現象を軽減するために、ガス状の
二酸化炭素で飽和させた電解液を使用することは、加工
コスト面から好まれているが、しかしながらこの手法を
心臓細動除去器の電池に適用した例は未だに無い。以
前、そのような電解液で活性化されたリチウム電池は、
電圧遅延現象を軽減するのに一貫性の無い改良を示し
た。二酸化炭素を飽和させた非水性電解液を含有してい
るリチウム電池は、これまで観察されたものより更に酷
い電圧遅延を示すことは無かったが、その電池毎に、さ
らにそのバッチ毎に終始変わらずに改良が観察されるも
のでも無かった。そのような予測不可能性は、心臓細動
除去器のような植え込み型医療装置に電力を供給する電
池にとっては受け容れられないものである。
二酸化炭素で飽和させた電解液を使用することは、加工
コスト面から好まれているが、しかしながらこの手法を
心臓細動除去器の電池に適用した例は未だに無い。以
前、そのような電解液で活性化されたリチウム電池は、
電圧遅延現象を軽減するのに一貫性の無い改良を示し
た。二酸化炭素を飽和させた非水性電解液を含有してい
るリチウム電池は、これまで観察されたものより更に酷
い電圧遅延を示すことは無かったが、その電池毎に、さ
らにそのバッチ毎に終始変わらずに改良が観察されるも
のでも無かった。そのような予測不可能性は、心臓細動
除去器のような植え込み型医療装置に電力を供給する電
池にとっては受け容れられないものである。
【０００９】濃度測定は、そのような一貫性の無い効果
が、従来の、電解液を調製し、貯蔵して電池に充填する
工程に起因している事を示唆するものであった。特に、
保管中、および電解液を電池に真空充填する間中、電解
液からガス状の二酸化炭素が脱ガスして行くことに起因
していると結論付けている。脱ガス効果は、時間の経つ
ごとにより明らかになって、ロット毎の濃度レベルに関
する有意差をもたらす。脱ガス効果はまた、同じ電解液
ロットを用いて活性化した電池についてさえも有意差が
生じる。同一ロットの電解液で活性化された電池は、本
質的に、一様でない量が溶解された二酸化炭素を含有し
ており、そしてこれが電圧遅延現象の一貫性の無い軽減
をもたらしていたのである。これはまた、一つの二次電
池と他の二次電池の間におけるサイクル効率の変動をも
たらしていた。
が、従来の、電解液を調製し、貯蔵して電池に充填する
工程に起因している事を示唆するものであった。特に、
保管中、および電解液を電池に真空充填する間中、電解
液からガス状の二酸化炭素が脱ガスして行くことに起因
していると結論付けている。脱ガス効果は、時間の経つ
ごとにより明らかになって、ロット毎の濃度レベルに関
する有意差をもたらす。脱ガス効果はまた、同じ電解液
ロットを用いて活性化した電池についてさえも有意差が
生じる。同一ロットの電解液で活性化された電池は、本
質的に、一様でない量が溶解された二酸化炭素を含有し
ており、そしてこれが電圧遅延現象の一貫性の無い軽減
をもたらしていたのである。これはまた、一つの二次電
池と他の二次電池の間におけるサイクル効率の変動をも
たらしていた。
【００１０】一次電池において、その理由は、一連のパ
ルス電流を加えている間、アノード電極上における不動
態化層が破壊され、いくつかの炭酸リチウム種が表面フ
ィルムから失われてしまうためである。パルス放電の終
了後、追加された相当量の電解液内に溶解された二酸化
炭素を用いて不導体化層は再形成され、新たに曝された
リチウム金属との反応を介して、炭酸リチウム表面種は
再形成される。電解液の仕切りの端まで電池内に早期に
充填が行われた場合、溶解している全ての二酸化炭素が
反応してしまうが、このとき、溶解していた多量の二酸
化炭素が脱ガスしてしまっていて、炭酸リチウム種はも
はや不動態化層の中には生成されない。その後、従来か
らの不導体化層が表われてしまい、電圧遅延現象の軽減
又は回避はもはやできない。同様の現象がリチウム含有
二次電池のサイクル中において生じる。
ルス電流を加えている間、アノード電極上における不動
態化層が破壊され、いくつかの炭酸リチウム種が表面フ
ィルムから失われてしまうためである。パルス放電の終
了後、追加された相当量の電解液内に溶解された二酸化
炭素を用いて不導体化層は再形成され、新たに曝された
リチウム金属との反応を介して、炭酸リチウム表面種は
再形成される。電解液の仕切りの端まで電池内に早期に
充填が行われた場合、溶解している全ての二酸化炭素が
反応してしまうが、このとき、溶解していた多量の二酸
化炭素が脱ガスしてしまっていて、炭酸リチウム種はも
はや不動態化層の中には生成されない。その後、従来か
らの不導体化層が表われてしまい、電圧遅延現象の軽減
又は回避はもはやできない。同様の現象がリチウム含有
二次電池のサイクル中において生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、電解液の準備
およびケースへの充填期間中、意図された添加材の濃度
が維持されるよう、一次又は二次の両タイプのリチウム
電気化学電池を活性化する電解液中にガス状の添加材を
導入する方法が必要とされる。電解液内において意図さ
れた添加材濃度を維持することは、電池の使用可能期間
中における電圧遅延の軽減、また場合によっては回避を
確実にする。
およびケースへの充填期間中、意図された添加材の濃度
が維持されるよう、一次又は二次の両タイプのリチウム
電気化学電池を活性化する電解液中にガス状の添加材を
導入する方法が必要とされる。電解液内において意図さ
れた添加材濃度を維持することは、電池の使用可能期間
中における電圧遅延の軽減、また場合によっては回避を
確実にする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の電気化学電池
は、負電極、正電極および非水性電解液を含んでいる電
気化学電池であって、前記負電極はリチウムからなり、
前記正電極はリチウム化材料からなるもので、かつ、電
池の放電開始時において、前記非水性電解液は二酸化炭
素が飽和した状態になっていることを特徴とする。
は、負電極、正電極および非水性電解液を含んでいる電
気化学電池であって、前記負電極はリチウムからなり、
前記正電極はリチウム化材料からなるもので、かつ、電
池の放電開始時において、前記非水性電解液は二酸化炭
素が飽和した状態になっていることを特徴とする。
【００１３】また、医療装置の動作機能のために少なく
とも１つのパルス電流を要求する植え込み型医療装置と
組み合わされた本発明の電気化学電池は、パルス電流を
供給するために放電可能になっており、前記電池は、
ａ）負電極、ｂ）正電極、およびｃ）前記負電極および
前記正電極を活性化する非水性電解液を含んでおり、前
記負電極はリチウムからなり、前記正電極はリチウム化
材料からなり、かつ、電池の放電開始時において、前記
非水性電解液は二酸化炭素が飽和した状態になっている
ことを特徴とする。
とも１つのパルス電流を要求する植え込み型医療装置と
組み合わされた本発明の電気化学電池は、パルス電流を
供給するために放電可能になっており、前記電池は、
ａ）負電極、ｂ）正電極、およびｃ）前記負電極および
前記正電極を活性化する非水性電解液を含んでおり、前
記負電極はリチウムからなり、前記正電極はリチウム化
材料からなり、かつ、電池の放電開始時において、前記
非水性電解液は二酸化炭素が飽和した状態になっている
ことを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明の電気化学電池の製造方法
は、 ａ）ケースを準備する工程、 ｂ）ケース内部に、少なくとも１つはリチウムからなる
正電極および負電極を格納する工程、 ｃ）所望の濃度で与えられた二酸化炭素をその中に有す
る少なくとも１つの有機溶媒を含んでいる電解液を準備
する工程であって、前記電解液を、前記有機溶媒中に所
望の濃度で与えられた前記二酸化炭素の分圧よりも大き
い分圧を有する二酸化炭素雰囲気中において準備する工
程、 ｄ）前記正電極および前記負電極を、前記電解液で活性
化する工程、および ｅ）前記ケースを密閉する工程を含むことを特徴とす
る。
は、 ａ）ケースを準備する工程、 ｂ）ケース内部に、少なくとも１つはリチウムからなる
正電極および負電極を格納する工程、 ｃ）所望の濃度で与えられた二酸化炭素をその中に有す
る少なくとも１つの有機溶媒を含んでいる電解液を準備
する工程であって、前記電解液を、前記有機溶媒中に所
望の濃度で与えられた前記二酸化炭素の分圧よりも大き
い分圧を有する二酸化炭素雰囲気中において準備する工
程、 ｄ）前記正電極および前記負電極を、前記電解液で活性
化する工程、および ｅ）前記ケースを密閉する工程を含むことを特徴とす
る。
【００１５】本発明の上記又はその他の目的は、以下の
記載を参照することにより当業者にとって更に明らかと
なる。
記載を参照することにより当業者にとって更に明らかと
なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】ここで、「パルス」の語は、パル
ス直前のプレパルス電流よりも遙かに振幅の大きい、短
期間に勢いよく出力される電流を意味する。パルス列
は、少なくとも２つのパルス電流からなり、パルス間に
開路休止を伴い、又は伴わずに比較的短い期間に続けて
出力される。代表的なパルス電流は、約１５．０ｍＡ／
ｃｍ２から３０．０ｍＡ／ｃｍ２の範囲のものである。
ス直前のプレパルス電流よりも遙かに振幅の大きい、短
期間に勢いよく出力される電流を意味する。パルス列
は、少なくとも２つのパルス電流からなり、パルス間に
開路休止を伴い、又は伴わずに比較的短い期間に続けて
出力される。代表的なパルス電流は、約１５．０ｍＡ／
ｃｍ２から３０．０ｍＡ／ｃｍ２の範囲のものである。
【００１７】本発明の電気化学電池は、一次の化学系
か、又は二次の再充電可能な化学系のものである。一次
および二次の両タイプにつき、電池は、リチウム、ナト
リウムおよびカリウム等を含む周期律表のＩＡ、ＩＩ
Ａ、およびＩＩＩＢ族の元素から選択されるアノード活
性金属、並びに例えばＬｉ−Ｓｉ、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−
ＢおよびＬｉ−Ｓｉ−Ｂの合金および金属間化合物を含
む、それらの元素の合金および金属間化合物からなる。
好適な金属はリチウムである。これに代わる負電極は、
リチウム−アルミニウム合金のようなリチウム合金から
なる。合金中に存在するアルミニウムの量（重量比）が
多くなればなる程、電池のエネルギー密度は低下する。
か、又は二次の再充電可能な化学系のものである。一次
および二次の両タイプにつき、電池は、リチウム、ナト
リウムおよびカリウム等を含む周期律表のＩＡ、ＩＩ
Ａ、およびＩＩＩＢ族の元素から選択されるアノード活
性金属、並びに例えばＬｉ−Ｓｉ、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−
ＢおよびＬｉ−Ｓｉ−Ｂの合金および金属間化合物を含
む、それらの元素の合金および金属間化合物からなる。
好適な金属はリチウムである。これに代わる負電極は、
リチウム−アルミニウム合金のようなリチウム合金から
なる。合金中に存在するアルミニウムの量（重量比）が
多くなればなる程、電池のエネルギー密度は低下する。
【００１８】一次電池の場合、アノードはリチウム物質
の薄い金属シート又は箔であり、好ましくはニッケルか
らなる金属アノード集電体の上にロール又はプレスされ
て負電極は形成される。本発明の例示的な電池では、負
電極は集電体と同じ材料、例えば好ましくはニッケルの
伸長タブ又はリードを有しており、これらは溶接等によ
り一体に形成され、ケース−負極の電気的構造で、導電
性材料の電池ケースに溶接等により接触している。ある
いは、負電極は、表面が小さい別の電池を設計すること
が出来るように、ボビン形状、円筒型またはペレット型
などの特定の他の形状に形成され得る。
の薄い金属シート又は箔であり、好ましくはニッケルか
らなる金属アノード集電体の上にロール又はプレスされ
て負電極は形成される。本発明の例示的な電池では、負
電極は集電体と同じ材料、例えば好ましくはニッケルの
伸長タブ又はリードを有しており、これらは溶接等によ
り一体に形成され、ケース−負極の電気的構造で、導電
性材料の電池ケースに溶接等により接触している。ある
いは、負電極は、表面が小さい別の電池を設計すること
が出来るように、ボビン形状、円筒型またはペレット型
などの特定の他の形状に形成され得る。
【００１９】二次の電気化学系の場合、アノード又は負
電極は、インターカレートおよび脱インターカレート能
力を有するアノード物質からなり、これにはアルカリ金
属リチウムが好適である。炭素質負電極は種々の形態の
カーボン（例えばコークス、グラファイト、アセチレン
ブラック、カーボンブラック、ガラス状炭素など）から
なり、リチウム種を可逆的に保持する能力を有するもの
がアノード物質には好適である。「毛状の炭素(Hairly
carbon)」材料は、比較的高いリチウム保持能力を有す
るため、特に好ましい。「毛状の炭素」はタケウチ等の
米国特許第５，４４３，９２８号に記載されている材料
である（この特許は、本発明の出願人に譲渡され、参考
として本明細書中に援用される）。グラファイトは、更
に別の好ましい材料である。カーボンの形態に係わら
ず、炭素質材料からなる繊維は、特に有利である。なぜ
なら、これらの繊維は、優れた機械的特性を有してお
り、充電・放電サイクルを繰り返す間の劣化に耐え得る
剛直な電極を作製できるからである。さらに、高表面積
の炭素繊維は、急速な充電／放電速度を可能にする。
電極は、インターカレートおよび脱インターカレート能
力を有するアノード物質からなり、これにはアルカリ金
属リチウムが好適である。炭素質負電極は種々の形態の
カーボン（例えばコークス、グラファイト、アセチレン
ブラック、カーボンブラック、ガラス状炭素など）から
なり、リチウム種を可逆的に保持する能力を有するもの
がアノード物質には好適である。「毛状の炭素(Hairly
carbon)」材料は、比較的高いリチウム保持能力を有す
るため、特に好ましい。「毛状の炭素」はタケウチ等の
米国特許第５，４４３，９２８号に記載されている材料
である（この特許は、本発明の出願人に譲渡され、参考
として本明細書中に援用される）。グラファイトは、更
に別の好ましい材料である。カーボンの形態に係わら
ず、炭素質材料からなる繊維は、特に有利である。なぜ
なら、これらの繊維は、優れた機械的特性を有してお
り、充電・放電サイクルを繰り返す間の劣化に耐え得る
剛直な電極を作製できるからである。さらに、高表面積
の炭素繊維は、急速な充電／放電速度を可能にする。
【００２０】一般的な負電極は、約３〜１０重量％のバ
インダー材料と約９０〜９７重量％の「毛状の炭素」と
を混合することによって作製され、バインダー材料とし
ては、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポ
リエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などの
フッ素樹脂粉末、ポリアミドまたはポリイミド、並びに
上記物質の混合物が挙げられる。この負電極混合物は、
ニッケル、ステンレス鋼、又は銅箔又はスクリーンなど
からなる集電体上に、キャスト、プレス、ロールまたは
他の手法によりこの混合物を集電体に接触させることに
よって設けられる。
インダー材料と約９０〜９７重量％の「毛状の炭素」と
を混合することによって作製され、バインダー材料とし
ては、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポ
リエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などの
フッ素樹脂粉末、ポリアミドまたはポリイミド、並びに
上記物質の混合物が挙げられる。この負電極混合物は、
ニッケル、ステンレス鋼、又は銅箔又はスクリーンなど
からなる集電体上に、キャスト、プレス、ロールまたは
他の手法によりこの混合物を集電体に接触させることに
よって設けられる。
【００２１】一次電池および二次電池の双方において、
正電極における反応は、負電極から正電極へ移動するイ
オンを原子状態または分子状態に変換する反応を含んで
いる。一次電池の場合、カソード活物質は少なくとも第
１遷移金属カルコゲニド成分を含んでいる。それは金
属、金属酸化物、または少なくとも第１および第２の金
属もしくはこれらの酸化物からなる混合金属酸化物であ
っても良く、第３の金属もしくは金属酸化物、または第
１および第２の金属の混合物もしくはホスト金属酸化物
のマトリクスに取り込まれたこれらの金属の酸化物であ
っても構わない。カソード活物質はまた、金属硫化物で
あっても良い。
正電極における反応は、負電極から正電極へ移動するイ
オンを原子状態または分子状態に変換する反応を含んで
いる。一次電池の場合、カソード活物質は少なくとも第
１遷移金属カルコゲニド成分を含んでいる。それは金
属、金属酸化物、または少なくとも第１および第２の金
属もしくはこれらの酸化物からなる混合金属酸化物であ
っても良く、第３の金属もしくは金属酸化物、または第
１および第２の金属の混合物もしくはホスト金属酸化物
のマトリクスに取り込まれたこれらの金属の酸化物であ
っても構わない。カソード活物質はまた、金属硫化物で
あっても良い。
【００２２】金属酸化物または混合金属酸化物は、化学
的付加、化学反応、またはその他の種々の金属酸化物お
よび／または金属元素を密接して接触させることにより
製造され得るものであって、好ましくは熱処理または混
合状態における化学的蒸着が行われる。従って、活物質
は元素周期律表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶＢ、Ｖ
Ｂ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢおよびＶＩＩＩ族の金属酸化物お
よび硫化物を含有して調製され、これには貴金属および
／または他の酸化物混合物が含まれる。
的付加、化学反応、またはその他の種々の金属酸化物お
よび／または金属元素を密接して接触させることにより
製造され得るものであって、好ましくは熱処理または混
合状態における化学的蒸着が行われる。従って、活物質
は元素周期律表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶＢ、Ｖ
Ｂ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢおよびＶＩＩＩ族の金属酸化物お
よび硫化物を含有して調製され、これには貴金属および
／または他の酸化物混合物が含まれる。
【００２３】これに限定されるものではないが、実例と
して、例示的なカソード活物質は、その多くの相の内の
どれか１つの相の、ＡｇｘＶ２Ｏｙの一般式を有する酸
化バナジウム銀からなる。それは例えば、一般式におい
てｘ＝０．３５およびｙ＝５．１８を有するβ相酸化バ
ナジウム銀、一般式においてｘ＝０．８０およびｙ＝
５．４を有するγ相酸化バナジウム銀、一般式において
ｘ＝１．０およびｙ＝５．５を有するε相酸化バナジウ
ム銀、並びにそれらの相のものを組み合わせたものおよ
び混合物である。酸化バナジウム銀についての更に詳細
な説明については、Ｌｉａｎｇらの米国特許第４，３１
０，６０９号、タケウチ等の第５，３８９，４７２号、
タケウチ等の第５，４９８，４９４号、およびＬｅｉｓ
ｉｎｇらの第５，６９５，８９２号が参照される（これ
らの特許は、本発明の出願人に譲渡され、参考として本
明細書中に援用される）。
して、例示的なカソード活物質は、その多くの相の内の
どれか１つの相の、ＡｇｘＶ２Ｏｙの一般式を有する酸
化バナジウム銀からなる。それは例えば、一般式におい
てｘ＝０．３５およびｙ＝５．１８を有するβ相酸化バ
ナジウム銀、一般式においてｘ＝０．８０およびｙ＝
５．４を有するγ相酸化バナジウム銀、一般式において
ｘ＝１．０およびｙ＝５．５を有するε相酸化バナジウ
ム銀、並びにそれらの相のものを組み合わせたものおよ
び混合物である。酸化バナジウム銀についての更に詳細
な説明については、Ｌｉａｎｇらの米国特許第４，３１
０，６０９号、タケウチ等の第５，３８９，４７２号、
タケウチ等の第５，４９８，４９４号、およびＬｅｉｓ
ｉｎｇらの第５，６９５，８９２号が参照される（これ
らの特許は、本発明の出願人に譲渡され、参考として本
明細書中に援用される）。
【００２４】本発明に有用な他の好適な遷移金属酸化物
は、複合カソード活物質である。これは、銀（ＩＩ）、
銀（Ｉ）または銀（０）のいずれかの銀を酸化した状態
で伴うＡｇ２Ｏと、銅（ＩＩ）、銅（Ｉ）または銅
（０）のいずれかの銅を酸化した状態で伴うＣｕＯと化
合したｚ≦５のＶ２Ｏｚを含み、ＣｕｘＡｇｙＶ２Ｏｚ
の一般式を有する混合金属酸化物（ＣＳＶＯ）が得られ
るものである。従って、この複合カソード活物質は、金
属酸化物−金属酸化物−金属酸化物、金属−金属酸化物
−金属酸化物又は金属−金属−金属酸化物として表すこ
とができ、ＣｕｘＡｇｙＶ２Ｏｚに見出される物質組成
の範囲は、好ましくは約０．０１≦ｘ≦１．０で、約
０．０１≦ｙ≦１．０で、約５．０１≦ｚ≦６．５であ
る。ＣＳＶＯの典型的な形態は、ｚが約５．５であるＣ
ｕ０．１６Ａｇ０．６７Ｖ２Ｏｚ、およびｚが約５．７
５であるＣｕ０．５Ａｇ０．５Ｖ２Ｏｚである。酸素の
含有量はｚで示され、ＣＳＶＯ中の酸素の正確な化学量
論比率は、カソード活物質が、空気又は酸素のような酸
化雰囲気中、または アルゴン、窒素、およびヘリウム
のような不活性雰囲気中において準備されたかどうかに
依存して変化し得る。カソード活物質についての更に詳
細な説明については、タケウチ等の米国特許第５，４７
２，８１０号、およびタケウチ等の第５，５１６，３４
０号が参照される（これらの特許は、本発明の出願人に
譲渡され、参考として本明細書中に援用される）。
は、複合カソード活物質である。これは、銀（ＩＩ）、
銀（Ｉ）または銀（０）のいずれかの銀を酸化した状態
で伴うＡｇ２Ｏと、銅（ＩＩ）、銅（Ｉ）または銅
（０）のいずれかの銅を酸化した状態で伴うＣｕＯと化
合したｚ≦５のＶ２Ｏｚを含み、ＣｕｘＡｇｙＶ２Ｏｚ
の一般式を有する混合金属酸化物（ＣＳＶＯ）が得られ
るものである。従って、この複合カソード活物質は、金
属酸化物−金属酸化物−金属酸化物、金属−金属酸化物
−金属酸化物又は金属−金属−金属酸化物として表すこ
とができ、ＣｕｘＡｇｙＶ２Ｏｚに見出される物質組成
の範囲は、好ましくは約０．０１≦ｘ≦１．０で、約
０．０１≦ｙ≦１．０で、約５．０１≦ｚ≦６．５であ
る。ＣＳＶＯの典型的な形態は、ｚが約５．５であるＣ
ｕ０．１６Ａｇ０．６７Ｖ２Ｏｚ、およびｚが約５．７
５であるＣｕ０．５Ａｇ０．５Ｖ２Ｏｚである。酸素の
含有量はｚで示され、ＣＳＶＯ中の酸素の正確な化学量
論比率は、カソード活物質が、空気又は酸素のような酸
化雰囲気中、または アルゴン、窒素、およびヘリウム
のような不活性雰囲気中において準備されたかどうかに
依存して変化し得る。カソード活物質についての更に詳
細な説明については、タケウチ等の米国特許第５，４７
２，８１０号、およびタケウチ等の第５，５１６，３４
０号が参照される（これらの特許は、本発明の出願人に
譲渡され、参考として本明細書中に援用される）。
【００２５】一次電池用の補足的なカソード活物質に
は、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸
化バナジウム銅、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化
鉄、二硫化鉄、およびこれらの混合物が挙げられる。
は、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸
化バナジウム銅、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化
鉄、二硫化鉄、およびこれらの混合物が挙げられる。
【００２６】二次電池においては、正電極は、好ましく
は空気中で安定で、取扱い容易なリチウム化物質からな
っている。そのように空気中で安定なリチウム化カソー
ド活物質の例には、バナジウム、チタン、クロム、銅、
モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケル、コバルト、及びマ
ンガンの酸化物、硫化物、セレン化物、およびテルル化
物が含まれる。より好適な酸化物には、ＬｉＮｉＯ２、
ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ０．９２Ｓｎ
０．０８Ｏ２、及びＬｉＣｏ１−ｘＮｉｘＯ２が挙げら
れる。
は空気中で安定で、取扱い容易なリチウム化物質からな
っている。そのように空気中で安定なリチウム化カソー
ド活物質の例には、バナジウム、チタン、クロム、銅、
モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケル、コバルト、及びマ
ンガンの酸化物、硫化物、セレン化物、およびテルル化
物が含まれる。より好適な酸化物には、ＬｉＮｉＯ２、
ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｏ０．９２Ｓｎ
０．０８Ｏ２、及びＬｉＣｏ１−ｘＮｉｘＯ２が挙げら
れる。
【００２７】二次電池を放電するために、正電極を構成
するリチウム金属は、外的発生の電気的ポテンシャルを
適用することによって炭素質負電極にインターカレート
として電池を再充電する。この適用された再充電のため
の電気的ポテンシャルは、リチウムイオンをカソード活
物質から引き出して、電解液を通って負電極の炭素質物
質に運んで炭素を飽和する役割を果たす。得られたＬｉ
xＣ6 電極は、ｘが０．１〜１．０の範囲になってい
る。次に、電池は電気的ポテンシャルを備えて通常方法
に従って放電される。
するリチウム金属は、外的発生の電気的ポテンシャルを
適用することによって炭素質負電極にインターカレート
として電池を再充電する。この適用された再充電のため
の電気的ポテンシャルは、リチウムイオンをカソード活
物質から引き出して、電解液を通って負電極の炭素質物
質に運んで炭素を飽和する役割を果たす。得られたＬｉ
xＣ6 電極は、ｘが０．１〜１．０の範囲になってい
る。次に、電池は電気的ポテンシャルを備えて通常方法
に従って放電される。
【００２８】活性なリチウム物質で炭素質物質をインタ
ーカレートして、負電極を電池に組み込んで、他の二次
電池を構成してもよい。この場合、負電極体は固体であ
り、限定されるわけではないが、二酸化マンガン、酸化
バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅、二硫化チタン、酸
化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄およびフッ化炭素のよ
うな活性な物質からなる。しかしながら、このアプロー
チは、電池の外部でリチウム化された炭素を扱わなけれ
ばならないという問題を伴う。リチウム化された炭素
は、空気または水に触れると、反応しやすい。
ーカレートして、負電極を電池に組み込んで、他の二次
電池を構成してもよい。この場合、負電極体は固体であ
り、限定されるわけではないが、二酸化マンガン、酸化
バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅、二硫化チタン、酸
化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄およびフッ化炭素のよ
うな活性な物質からなる。しかしながら、このアプロー
チは、電池の外部でリチウム化された炭素を扱わなけれ
ばならないという問題を伴う。リチウム化された炭素
は、空気または水に触れると、反応しやすい。
【００２９】一次又は二次の化学系のいずれにおいて
も、上記のカソード活物質はアセチレンブラック、カー
ボンブラックおよび／またはグラファイトなどの導電性
添加材と混合することによって電気化学電池に組み込ま
れるための電極体に形成される。粉末状のニッケル、ア
ルミニウム、チタンおよびステンレス鋼などの金属材料
は、上記の活物質と混合された場合に導電性希釈材とし
て有用である。さらに一次及び二次電池のいずれの正電
極も、粉末状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）や粉末状のポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤ
Ｆ）などのフッ素樹脂粉末のようなバインダー材料を含
んでいる。さらに一次電池用の好適なカソード活物質
は、幾つかある相のうちのいずれかまたはその混合状態
のＳＶＯおよび／またはＣＳＶＯを含んでおり、これは
バインダー材料および導電性希釈材と混合されている。
二次電池用の好適なカソード活物質は酸化コバルトリチ
ウムを含んでおり、これはバインダー材料および導電性
希釈材と混合されている。
も、上記のカソード活物質はアセチレンブラック、カー
ボンブラックおよび／またはグラファイトなどの導電性
添加材と混合することによって電気化学電池に組み込ま
れるための電極体に形成される。粉末状のニッケル、ア
ルミニウム、チタンおよびステンレス鋼などの金属材料
は、上記の活物質と混合された場合に導電性希釈材とし
て有用である。さらに一次及び二次電池のいずれの正電
極も、粉末状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）や粉末状のポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤ
Ｆ）などのフッ素樹脂粉末のようなバインダー材料を含
んでいる。さらに一次電池用の好適なカソード活物質
は、幾つかある相のうちのいずれかまたはその混合状態
のＳＶＯおよび／またはＣＳＶＯを含んでおり、これは
バインダー材料および導電性希釈材と混合されている。
二次電池用の好適なカソード活物質は酸化コバルトリチ
ウムを含んでおり、これはバインダー材料および導電性
希釈材と混合されている。
【００３０】本発明による好適な正電極カソード活混合
物は、一次電池の場合は好適なバインダーおよび導電性
希釈材と混合されたＳＶＯおよびＣＳＶＯ材料のいずれ
か一方若しくは双方を含んでおり、また二次電池の場合
は好適なバインダーおよび導電性希釈材と混合された酸
化コバルトリチウムを含んでおり、約８０〜９９重量％
のカソード活物質を含んでいる。このようにしてブレン
ドされたカソード活混合物は、集電体と接触させる前に
自立性のシートに形成されて、目的となる電極が形成さ
れる。この電極混合物を自立性シートに形成する手法
は、タケウチ等の米国特許第５，４３５，８７４号に詳
しく記載されている（なお、この特許は、本発明の譲受
人に譲り受けられており、ここに参照として組み込まれ
る）。さらに、一次電池および二次電池の双方に組み込
むための電極部品は、好適な集電体上に本発明のカソー
ド活物質の混合物をロール、圧延またはプレスすること
によって調製されてもよい。上記のようにして調製され
た電極は、１枚以上のプレート状になっていて、対応す
る他方の電極の少なくとも１枚以上のプレートと機能的
に関連付けられるか、または長尺状になっていて、他方
の電極の対応する長尺状のものと共に巻回されてゼリー
ロールと同様の構造体になっている。
物は、一次電池の場合は好適なバインダーおよび導電性
希釈材と混合されたＳＶＯおよびＣＳＶＯ材料のいずれ
か一方若しくは双方を含んでおり、また二次電池の場合
は好適なバインダーおよび導電性希釈材と混合された酸
化コバルトリチウムを含んでおり、約８０〜９９重量％
のカソード活物質を含んでいる。このようにしてブレン
ドされたカソード活混合物は、集電体と接触させる前に
自立性のシートに形成されて、目的となる電極が形成さ
れる。この電極混合物を自立性シートに形成する手法
は、タケウチ等の米国特許第５，４３５，８７４号に詳
しく記載されている（なお、この特許は、本発明の譲受
人に譲り受けられており、ここに参照として組み込まれ
る）。さらに、一次電池および二次電池の双方に組み込
むための電極部品は、好適な集電体上に本発明のカソー
ド活物質の混合物をロール、圧延またはプレスすること
によって調製されてもよい。上記のようにして調製され
た電極は、１枚以上のプレート状になっていて、対応す
る他方の電極の少なくとも１枚以上のプレートと機能的
に関連付けられるか、または長尺状になっていて、他方
の電極の対応する長尺状のものと共に巻回されてゼリー
ロールと同様の構造体になっている。
【００３１】内部短絡状態を回避するために、この正電
極は好適なセパレーター材料によって負電極から分離さ
れている。このセパレーターは、電気的絶縁材料からな
るものであり、またこのセパレーター材料は、正電極お
よび負電極の材料と化学的に反応せず、電解液に反応せ
ず、しかも不溶のものである。さらにセパレーター材料
は、電池の電気化学反応の際に電解液の流通を可能にす
るのに十分な多孔度を有している。例示されるセパレー
ター材料としては、ポリビニリデンフルオライド、ポリ
エチレンテトラフルオロエチレン、およびポリエチレン
クロロトリフルオロエチレンなどのフッ素ポリマー繊維
の織布を単独使用したもの、またはフッ素ポリマー微孔
性フィルム、不織ガラス、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ガラス繊維材料、セラミックス、商品名ＺＩＴＥＸ
（Ｃｈｅｍｐｌａｓｔ Ｉｎｃ．）として市販されてい
るポリテトラフルオロエチレン膜、商品名ＣＥＬＧＡＲ
Ｄ（Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ，Ｉｎｃ．）として市販されているポリプロピレン
膜、および商品名ＤＥＸＩＧＬＡＳ（Ｃ．Ｈ．Ｄｅｘｔ
ｅｒ，Ｄｉｖ．，Ｄｅｘｔｅｒ Ｃｏｒｐ）として市販
されている膜と積層したものが挙げられる。またセパレ
ーターは、不織ガラス、ガラス繊維材料およびセラミッ
ク材料からなるものであってもよい。
極は好適なセパレーター材料によって負電極から分離さ
れている。このセパレーターは、電気的絶縁材料からな
るものであり、またこのセパレーター材料は、正電極お
よび負電極の材料と化学的に反応せず、電解液に反応せ
ず、しかも不溶のものである。さらにセパレーター材料
は、電池の電気化学反応の際に電解液の流通を可能にす
るのに十分な多孔度を有している。例示されるセパレー
ター材料としては、ポリビニリデンフルオライド、ポリ
エチレンテトラフルオロエチレン、およびポリエチレン
クロロトリフルオロエチレンなどのフッ素ポリマー繊維
の織布を単独使用したもの、またはフッ素ポリマー微孔
性フィルム、不織ガラス、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ガラス繊維材料、セラミックス、商品名ＺＩＴＥＸ
（Ｃｈｅｍｐｌａｓｔ Ｉｎｃ．）として市販されてい
るポリテトラフルオロエチレン膜、商品名ＣＥＬＧＡＲ
Ｄ（Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ，Ｉｎｃ．）として市販されているポリプロピレン
膜、および商品名ＤＥＸＩＧＬＡＳ（Ｃ．Ｈ．Ｄｅｘｔ
ｅｒ，Ｄｉｖ．，Ｄｅｘｔｅｒ Ｃｏｒｐ）として市販
されている膜と積層したものが挙げられる。またセパレ
ーターは、不織ガラス、ガラス繊維材料およびセラミッ
ク材料からなるものであってもよい。
【００３２】一般的に、セパレーターの形態はシート状
であり、正電極および負電極の間に配置され、その間の
物理的接触を回避している。例えば、負電極は蛇状構造
体に折り畳まれて、このアノードの折り畳みの間に多数
の正電極プレートを配置して、電池ケース内に挿入され
るか、または電極の結合体が巻回されて、円筒型のゼリ
ーロールの構造体に形成されている。
であり、正電極および負電極の間に配置され、その間の
物理的接触を回避している。例えば、負電極は蛇状構造
体に折り畳まれて、このアノードの折り畳みの間に多数
の正電極プレートを配置して、電池ケース内に挿入され
るか、または電極の結合体が巻回されて、円筒型のゼリ
ーロールの構造体に形成されている。
【００３３】さらに、本発明の一次および二次電気化学
電池は、非水性のイオン導電性電解液を含んでいる。こ
の電解液は、電池の電気化学反応の際に正電極および負
電極の間のイオン移動のための媒体としての役割を果た
すものであり、本発明に好適な非水性溶媒は、イオン移
動に不可欠な物性（低粘度、低表面張力および湿潤性）
を示すようなものが選択される。好適な非水性溶媒は、
この非水性溶媒系中に熔解された無機塩からなってい
る。さらに好ましくは、一次および二次電池の双方にお
いて、この電解液は、有機エステル、エーテルおよびジ
アルキルカーボネート、並びに上記物質の混合物などの
低粘度溶媒からなる非プロトン有機溶媒と環状カーボネ
ート、環状エステルおよび環状アミド、並びに上記物質
の混合物などの高誘電率溶媒の混合物に溶解されたアル
カリ金属塩からなっている。低粘度溶媒としては、テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジイソプロピルエーテル、
メチルアセテート（ＭＡ）、ジグリム、トリグリム、テ
トラグリム、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１−エトキシ，
２−メトキシエタン（ＥＭＥ）、ジメチルカーボネート
（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロ
ピルカーボネート（ＤＰＣ）、エチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰ
Ｃ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、および
上記物質の混合物が挙げられる。高誘電率溶媒として
は、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボ
ネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、アセ
トニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、γ−バレロラクトン、γ
−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、Ｎ−メチル−ピロリジノ
ン（ＮＭＰ）および上記物質の混合物が挙げられる。
電池は、非水性のイオン導電性電解液を含んでいる。こ
の電解液は、電池の電気化学反応の際に正電極および負
電極の間のイオン移動のための媒体としての役割を果た
すものであり、本発明に好適な非水性溶媒は、イオン移
動に不可欠な物性（低粘度、低表面張力および湿潤性）
を示すようなものが選択される。好適な非水性溶媒は、
この非水性溶媒系中に熔解された無機塩からなってい
る。さらに好ましくは、一次および二次電池の双方にお
いて、この電解液は、有機エステル、エーテルおよびジ
アルキルカーボネート、並びに上記物質の混合物などの
低粘度溶媒からなる非プロトン有機溶媒と環状カーボネ
ート、環状エステルおよび環状アミド、並びに上記物質
の混合物などの高誘電率溶媒の混合物に溶解されたアル
カリ金属塩からなっている。低粘度溶媒としては、テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジイソプロピルエーテル、
メチルアセテート（ＭＡ）、ジグリム、トリグリム、テ
トラグリム、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１−エトキシ，
２−メトキシエタン（ＥＭＥ）、ジメチルカーボネート
（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロ
ピルカーボネート（ＤＰＣ）、エチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰ
Ｃ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、および
上記物質の混合物が挙げられる。高誘電率溶媒として
は、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボ
ネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、アセ
トニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、γ−バレロラクトン、γ
−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、Ｎ−メチル−ピロリジノ
ン（ＮＭＰ）および上記物質の混合物が挙げられる。
【００３４】一次および二次電池の双方に好適な電解液
は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂ
Ｆ6 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ
4 、ＬｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ
3 ）2 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ
6 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＯ2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、Ｌｉ
ＮＯ3 、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5 ）4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、お
よび上記物質の混合物からなる群から選択されるリチウ
ム塩からなっている。好適な塩濃度は、一般的に、約
０．８〜１．５モルの間である。
は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂ
Ｆ6 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ
4 、ＬｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ
3 ）2 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ
6 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＯ2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、Ｌｉ
ＮＯ3 、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5 ）4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、お
よび上記物質の混合物からなる群から選択されるリチウ
ム塩からなっている。好適な塩濃度は、一般的に、約
０．８〜１．５モルの間である。
【００３５】本発明において好適な一次電気化学電池
は、リチウム金属の負電極と、遷移混合金属酸化物Ａｇ
Ｖ2 Ｏ5.5 （ＳＶＯ）の正電極とを有している。この一
次電池の電極の組合せを活性化するための好適な電解液
は、上記の低粘度溶媒の少なくとも１種と、上記の高誘
電率溶媒の少なくとも１種とを含む非プロトン性溶媒混
合物中に溶解された１．０モル〜１．４モルのＬｉＡｓ
Ｆ6 である。好適な非プロトン性溶媒混合物は、１，２
−ジメトキシエタンとプロピレンカーボネートの５０：
５０体積混合物からなる。
は、リチウム金属の負電極と、遷移混合金属酸化物Ａｇ
Ｖ2 Ｏ5.5 （ＳＶＯ）の正電極とを有している。この一
次電池の電極の組合せを活性化するための好適な電解液
は、上記の低粘度溶媒の少なくとも１種と、上記の高誘
電率溶媒の少なくとも１種とを含む非プロトン性溶媒混
合物中に溶解された１．０モル〜１．４モルのＬｉＡｓ
Ｆ6 である。好適な非プロトン性溶媒混合物は、１，２
−ジメトキシエタンとプロピレンカーボネートの５０：
５０体積混合物からなる。
【００３６】カーボン／ＬｉＣｏＯ２ の電極組合せか
らなる二次電池に好適な電解液は、ＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭ
Ｃ：ＤＥＣの溶媒混合物からなっている。種々のカーボ
ネート溶媒にとっての最も好ましい体積パーセントの範
囲は、約２０〜約５０％の範囲のＥＣ、約１２〜約７５
％の範囲のＤＭＣ、約５〜約４５％の範囲のＥＭＣ、お
よび約３〜約４５％の範囲のＤＥＣを含む。本発明の好
ましい態様においては、電池を活性化する電解液は、Ｄ
ＭＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣの比率に関して平衡状態にある。
このことは、終始変わらずに、しかも信頼できるサイク
ル特性を維持するのに重要である。充電された電池の中
に、低ポテンシャル（アノード）物質が存在することに
より、リチウム化されたグラファイト（Ｌｉ／Ｌｉ＋
に対してＬｉＣ6 〜０．０１Ｖ）が存しているＤＭＣ：
ＤＥＣの非平衡混合物が、かなりの量のＥＭＣを生じさ
せることが知られている。ＤＭＣ、ＤＥＣ及びＥＭＣの
濃度が変化した場合には、電池のサイクル特性及び温度
定格が変化する。このような予測不能性は、受け容れら
れるものではない。この現象は、２０００年９月２６日
に出願された米国特許出願第０９／６６９，９３６号に
おいて詳細に述べられている（この出願は、本発明の譲
受人に譲り受けられており、ここに参照として組み込ま
れる）。本発明の前記四要素カーボネート混合物を含有
した電解液は、−５０℃以下の凝固点を示し、このよう
な混合物により活性化されたリチウムイオン二次電池
は、室温での非常に良好なサイクル挙動と同様に、−４
０℃以下の温度での非常に良好な放電及び充電／放電サ
イクル挙動を示す。
らなる二次電池に好適な電解液は、ＥＣ：ＤＭＣ：ＥＭ
Ｃ：ＤＥＣの溶媒混合物からなっている。種々のカーボ
ネート溶媒にとっての最も好ましい体積パーセントの範
囲は、約２０〜約５０％の範囲のＥＣ、約１２〜約７５
％の範囲のＤＭＣ、約５〜約４５％の範囲のＥＭＣ、お
よび約３〜約４５％の範囲のＤＥＣを含む。本発明の好
ましい態様においては、電池を活性化する電解液は、Ｄ
ＭＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣの比率に関して平衡状態にある。
このことは、終始変わらずに、しかも信頼できるサイク
ル特性を維持するのに重要である。充電された電池の中
に、低ポテンシャル（アノード）物質が存在することに
より、リチウム化されたグラファイト（Ｌｉ／Ｌｉ＋
に対してＬｉＣ6 〜０．０１Ｖ）が存しているＤＭＣ：
ＤＥＣの非平衡混合物が、かなりの量のＥＭＣを生じさ
せることが知られている。ＤＭＣ、ＤＥＣ及びＥＭＣの
濃度が変化した場合には、電池のサイクル特性及び温度
定格が変化する。このような予測不能性は、受け容れら
れるものではない。この現象は、２０００年９月２６日
に出願された米国特許出願第０９／６６９，９３６号に
おいて詳細に述べられている（この出願は、本発明の譲
受人に譲り受けられており、ここに参照として組み込ま
れる）。本発明の前記四要素カーボネート混合物を含有
した電解液は、−５０℃以下の凝固点を示し、このよう
な混合物により活性化されたリチウムイオン二次電池
は、室温での非常に良好なサイクル挙動と同様に、−４
０℃以下の温度での非常に良好な放電及び充電／放電サ
イクル挙動を示す。
【００３７】本発明によれば、準備容器がガス状の二酸
化炭素雰囲気中に存在するうちに、電解液を二酸化炭素
で飽和させることにより、電解液添加剤の脱ガスが防止
される。本発明の別の実施例によれば、二酸化炭素が飽
和した電解液は、ガス状の添加材の蒸発を防止するのに
十分な分圧を有するガス状の二酸化炭素雰囲気中におい
て保管される。またさらに別の実施例によれば、一次お
よび二次のいずれのタイプの電気化学電池も、ガス状の
二酸化炭素を閉じ込めた雰囲気中において、添加剤を含
有する電解液が真空充填される。電解液を準備若しくは
保管するため、また電解液を電池に満たすために、空気
若しくは、へリウム、アルゴン若しくは窒素のような他
の不活性ガスを使用することは、二酸化炭素が電解液か
らやはりある程度まで脱ガスしてしまうので歓迎できな
い。
化炭素雰囲気中に存在するうちに、電解液を二酸化炭素
で飽和させることにより、電解液添加剤の脱ガスが防止
される。本発明の別の実施例によれば、二酸化炭素が飽
和した電解液は、ガス状の添加材の蒸発を防止するのに
十分な分圧を有するガス状の二酸化炭素雰囲気中におい
て保管される。またさらに別の実施例によれば、一次お
よび二次のいずれのタイプの電気化学電池も、ガス状の
二酸化炭素を閉じ込めた雰囲気中において、添加剤を含
有する電解液が真空充填される。電解液を準備若しくは
保管するため、また電解液を電池に満たすために、空気
若しくは、へリウム、アルゴン若しくは窒素のような他
の不活性ガスを使用することは、二酸化炭素が電解液か
らやはりある程度まで脱ガスしてしまうので歓迎できな
い。
【００３８】二酸化炭素雰囲気を使用することで、電解
液の準備および保管中における、溶解されている二酸化
炭素のロット毎の変動を大幅に低減又は回避することが
出来る。その結果、電池中における電解液の二酸化炭素
濃度は、従来知られているものより均一で、終始変わら
ないものとなる。電圧遅延現象の軽減または回避に関し
て改良された電池性能は、改良されたリチウム／酸化バ
ナジウム銀一次電池を結果としてもたらし、その電池は
植え込み型心臓細動除去器その他の電源に使用され得
る。二酸化炭素が飽和した電解液は、さらに二次電池に
も、従来の二次電池と比較して優れたサイクル効率を結
果としてもたらす。
液の準備および保管中における、溶解されている二酸化
炭素のロット毎の変動を大幅に低減又は回避することが
出来る。その結果、電池中における電解液の二酸化炭素
濃度は、従来知られているものより均一で、終始変わら
ないものとなる。電圧遅延現象の軽減または回避に関し
て改良された電池性能は、改良されたリチウム／酸化バ
ナジウム銀一次電池を結果としてもたらし、その電池は
植え込み型心臓細動除去器その他の電源に使用され得
る。二酸化炭素が飽和した電解液は、さらに二次電池に
も、従来の二次電池と比較して優れたサイクル効率を結
果としてもたらす。
【００３９】ここに記載されている一次および二次電池
の集合体は、巻回素子電池の形態であることが好まし
い。即ち、組み立てられた負電極、正電極及びセパレー
ターは、「ゼリーロール」タイプ配置又は「巻回素子電
池スタック」において一緒に巻かれており、負電極が、
ケース−負極配置における電池ケースと、ロールの外側
で電気的接触するようになっている。適した上面絶縁体
と下面絶縁体を用いて、この巻回電池スタックは、適当
な寸法の金属ケースの中に入れられる。この金属ケース
は、ステンレス鋼、軟鋼、ニッケルメッキされた軟鋼、
チタン、タンタル又はアルミニウム等の物質からなる
が、これらに限定されるものではなく、この金属材料
は、電池の構成要素と化学反応を起こさない限り、いか
なるものであっても良い。
の集合体は、巻回素子電池の形態であることが好まし
い。即ち、組み立てられた負電極、正電極及びセパレー
ターは、「ゼリーロール」タイプ配置又は「巻回素子電
池スタック」において一緒に巻かれており、負電極が、
ケース−負極配置における電池ケースと、ロールの外側
で電気的接触するようになっている。適した上面絶縁体
と下面絶縁体を用いて、この巻回電池スタックは、適当
な寸法の金属ケースの中に入れられる。この金属ケース
は、ステンレス鋼、軟鋼、ニッケルメッキされた軟鋼、
チタン、タンタル又はアルミニウム等の物質からなる
が、これらに限定されるものではなく、この金属材料
は、電池の構成要素と化学反応を起こさない限り、いか
なるものであっても良い。
【００４０】電池ヘッダーは、金属製のディスク状本体
からなっており、この金属製のディスク状本体は、ガラ
ス−対−金属シール／端子ピンフィードスルーを受容す
るための第１孔と、電解液を充填するための第２孔を有
している。使用されるガラスは、ＣＡＢＡＬ１２、ＴＡ
２３、ＦＵＳＩＴＥ４２５又はＦＵＳＩＴＥ４３５など
のシリコーンを約５０重量％まで含む耐食性タイプのも
のからなる。この正端子ピンフィードスルーは、チタン
を含むことが好ましいが、モリブデン、アルミニウム、
ニッケル合金、又はステンレス鋼もまた使用することが
できる。この電池ヘッダーは、一般的にはケースの材質
と同じ材質からなる。ガラス−対−金属シールに支持さ
れた正端子ピンは、順番に、電極スタックを含むケース
に溶接されたヘッダーにより支持される。この電池は、
その後は、前記の電解液で充填され、充填孔を覆うステ
ンレス鋼ボールを閉鎖溶接するなどして密閉された状態
にシールされるが、これに限定されるものではない。
からなっており、この金属製のディスク状本体は、ガラ
ス−対−金属シール／端子ピンフィードスルーを受容す
るための第１孔と、電解液を充填するための第２孔を有
している。使用されるガラスは、ＣＡＢＡＬ１２、ＴＡ
２３、ＦＵＳＩＴＥ４２５又はＦＵＳＩＴＥ４３５など
のシリコーンを約５０重量％まで含む耐食性タイプのも
のからなる。この正端子ピンフィードスルーは、チタン
を含むことが好ましいが、モリブデン、アルミニウム、
ニッケル合金、又はステンレス鋼もまた使用することが
できる。この電池ヘッダーは、一般的にはケースの材質
と同じ材質からなる。ガラス−対−金属シールに支持さ
れた正端子ピンは、順番に、電極スタックを含むケース
に溶接されたヘッダーにより支持される。この電池は、
その後は、前記の電解液で充填され、充填孔を覆うステ
ンレス鋼ボールを閉鎖溶接するなどして密閉された状態
にシールされるが、これに限定されるものではない。
【００４１】このような上記の集合体はケース−陰極電
池を意味しており、これは本発明の例示的な一次または
二次電池のいずれにとっても好ましい構成である。当業
者においては良く知られているように、本発明の例示的
な一次または二次電気化学系は、ケース−陽極構造にも
構成することができる。
池を意味しており、これは本発明の例示的な一次または
二次電池のいずれにとっても好ましい構成である。当業
者においては良く知られているように、本発明の例示的
な一次または二次電気化学系は、ケース−陽極構造にも
構成することができる。
【００４２】個々に記載された本発明の概念についての
種々の改良が、ここに添付された請求の範囲により規定
された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当
業者には明らかであることが理解される。
種々の改良が、ここに添付された請求の範囲により規定
された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当
業者には明らかであることが理解される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 4/50 Ｈ０１Ｍ 4/50 4/52 4/52 4/54 4/54 4/58 4/58 4/62 4/62 Ｚ 10/40 10/40 Ａ (72)発明者 デービッド エム、スピルマン アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14223、 トナウォンダ、ウィロー ブリーズ ロー ド 126 (72)発明者 ホン カン アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14051、 イースト アムハースト、オデッサ コー ト 22 (72)発明者 エスター エス、タケウチ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14051、 イースト アムハースト、サン ラファエ ル コート 38 Ｆターム(参考） 5H024 AA01 AA02 AA03 AA04 AA07 AA12 BB05 BB07 BB08 BB18 EE05 FF11 FF14 FF18 FF31 HH01 HH02 HH04 HH17 5H029 AJ02 AK01 AK02 AK03 AK05 AK18 AL06 AL07 AL08 AL12 AL18 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ03 CJ08 CJ13 CJ23 CJ28 DJ08 EJ04 EJ09 EJ12 HJ01 HJ07 HJ15 HJ17 5H050 AA02 BA06 BA16 BA17 CA01 CA02 CA03 CA05 CA07 CA08 CA09 CA11 CA29 CB07 CB08 CB09 CB12 CB29 DA02 DA09 DA10 DA11 EA02 EA03 EA09 EA10 EA16 EA24 GA03 GA10 GA13 GA23 GA27 HA01 HA07 HA15 HA17
Claims (33)
- 【請求項１】 負電極、正電極および非水性電解液を含
んでいる電気化学電池であって、 前記負電極はリチウムからなり、前記正電極はリチウム
化材料からなるもので、かつ、電池の放電開始時におい
て、前記非水性電解液は二酸化炭素が飽和した状態にな
っていることを特徴とする電気化学電池。 - 【請求項２】 前記二酸化炭素が飽和した状態になって
いる電解液は、ガス状の二酸化炭素雰囲気中に存在する
容器内で製造されることを特徴とする請求項１に記載の
電気化学電池。 - 【請求項３】 前記二酸化炭素が飽和した状態になって
いる電解液は、それが製造された後、電気化学電池を活
性化するために使用されるまでの間は、ガス状の二酸化
炭素雰囲気中で貯蔵され、前記ガス状の二酸化炭素雰囲
気は、前記電解液から前記二酸化炭素が蒸発するのを防
止するために十分な分圧を有していることを特徴とする
請求項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項４】 前記二酸化炭素が飽和した状態になって
いる電解液は、ガス状の二酸化炭素雰囲気中において、
前記負電極および前記正電極が格納されたケース中に充
填されることを特徴とする請求項１に記載の電気化学電
池。 - 【請求項５】 前記電気化学電池が、一次電気化学電池
又は二次電気化学電池のいずれかであることを特徴とす
る請求項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項６】 前記電気化学電池は一次電気化学電池で
あって、かつ、前記負電極はリチウム又はリチウム−ア
ルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１に記
載の電気化学電池。 - 【請求項７】 前記電気化学電池は一次電気化学電池で
あって、かつ、前記カソード活物質は、酸化バナジウム
銀、酸化バナジウム銀銅、二酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、酸化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化
鉄、二硫化チタン、酸化バナジウム銅、およびこれらの
混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求
項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項８】 前記非水性電解液は、エステル、エーテ
ル、ジアルキルカーボネート、およびそれらの混合物か
ら選択される第１の溶媒、並びに環状カーボネート、環
状エステル、環状アミド、およびそれらの混合物から選
択される第２の溶媒を含んでいることを特徴とする請求
項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項９】 前記非水性電解液が、ジイソプロピルエ
ーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキ
シエタン、１−エトキシ，２−メトキシエタン、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピ
ルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチル
アセテート、テトラヒドロフラン、ジグリム、トリグリ
ム、テトラグリム、およびこれらの混合物からなる群か
ら選択される第１の溶媒を含んでいることを特徴とする
請求項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項１０】 前記非水性電解液が、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネー
ト、γ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メ
チル−ピロリジノン、ジメチルスルホキシド、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、およびこれらの混合物からなる群から選択される第
２の溶媒を含んでいることを特徴とする請求項１に記載
の電気化学電池。 - 【請求項１１】 前記電解液が、ＬＩＰＦ６、ＬｉＡｓ
Ｆ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ
ＡｌＣｌ４、ＬｉＧａＣｌ４、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）
３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ３
ＳＣＦ２ＣＦ３、ＬｉＣ６Ｆ５ＳＯ３、ＬｉＯ２ＣＣＦ
３、ＬｉＳＯ３Ｆ、ＬｉＮＯ３、ＬｉＢ（Ｃ
６Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、およびこれらの混合物
からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に
記載の電気化学電池。 - 【請求項１２】 前記正電極が約８０から９０重量％の
カソード活物質を含んでいることを特徴とする請求項１
に記載の電気化学電池。 - 【請求項１３】 前記正電極が、さらにバインダー材料
および導電性添加材を含んでいることを特徴とする請求
項１２に記載の電気化学電池。 - 【請求項１４】 前記バインダー材料がフッ素樹脂粉末
であることを特徴とする請求項１３に記載の電気化学電
池。 - 【請求項１５】 前記導電性添加材が炭素、黒鉛粉末、
アセチレンブラック、チタン粉末、アルミニウム粉末、
ニッケル粉末、ステンレス鋼粉末、およびこれらの混合
物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１
３に記載の電気化学電池。 - 【請求項１６】 前記電気化学電池は二次電気化学電池
であって、かつ、前記カソード活物質は、バナジウム、
チタン、クロム、銅、モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケ
ル、コバルト、マンガン、およびこれらの混合物からな
る群から選択される金属の酸化物、硫化物、セレン化
物、テルル化物から選択されることを特徴とする請求項
１に記載の電気化学電池。 - 【請求項１７】 前記電気化学電池は二次電気化学電池
であって、かつ、前記アノード物質は、コークス、グラ
ファイト、アセチレンブラック、カーボンブラック、ガ
ラス状カーボン、毛状カーボン、およびこれらの混合物
からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に
記載の電気化学電池。 - 【請求項１８】 前記電解液が、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、
エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネー
ト、エチルプロピルカーボネート、およびこれらの混合
物からなる群から選択される少なくとも１つの線形カー
ボネートを含んでいることを特徴とする請求項１に記載
の電気化学電池。 - 【請求項１９】 前記電解液が少なくとも３つの線形カ
ーボネートを含んでいることを特徴とする請求項１８に
記載の電気化学電池。 - 【請求項２０】 前記電解液は、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
ビニレンカーボネート、およびこれらの混合物からなる
群から選択される少なくとも１つの環状カーボネートを
含んでいることを特徴とする請求項１に記載の電気化学
電池。 - 【請求項２１】 前記電解液は、エチレンカーボネー
ト、並びにジメチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネートおよびジエチルカーボネートの平衡混合物を含ん
でいることを特徴とする請求項１に記載の電気化学電
池。 - 【請求項２２】 前記エチレンカーボネートが約２０か
ら５０体積％の範囲、前記ジメチルカーボネートが約１
２から７５体積％の範囲、前記エチルメチルカーボネー
トが約５から４５体積％の範囲、および前記ジエチルカ
ーボネートが約３から４５体積％の範囲にあることを特
徴とする請求項２１に記載の電気化学電池。 - 【請求項２３】 活性化された前記負電極および前記正
電極を前記電気化学電池に与え、前記パルス直前のプレ
パルス電流よりも振幅の大きい、少なくとも１つのパル
ス電流を放電可能にしたことを特徴とする請求項１に記
載の電気化学電池。 - 【請求項２４】 前記パルス電流が１５．０ｍＡ／ｃｍ
２から３０．０ｍＡ／ｃｍ２の範囲であることを特徴と
する請求項１５に記載の電気化学電池。 - 【請求項２５】 前記電気化学電池が電池により駆動さ
れる植え込み型医療装置に適用されることを特徴とする
請求項１に記載の電気化学電池。 - 【請求項２６】 医療装置の動作機能のために少なくと
も１つのパルス電流を要求する植え込み型医療装置と組
み合わされた電気化学電池であって、パルス電流を供給
するために放電可能になっており、前記電池は、ａ）負
電極、ｂ）正電極、およびｃ）前記負電極および前記正
電極を活性化する非水性電解液を含んでおり、前記負電
極はリチウムからなり、前記正電極はリチウム化材料か
らなり、かつ、電池の放電開始時において、前記非水性
電解液は二酸化炭素が飽和した状態になっていることを
特徴とする電気化学電池。 - 【請求項２７】 電気化学電池の製造方法であって、 ａ）ケースを準備する工程、 ｂ）ケース内部に、少なくとも１つはリチウムからなる
正電極および負電極を格納する工程、 ｃ）所望の濃度で与えられた二酸化炭素をその中に有す
る少なくとも１つの有機溶媒を含んでいる電解液を準備
する工程であって、前記電解液を、前記有機溶媒中に所
望の濃度で与えられた前記二酸化炭素の分圧よりも大き
い分圧を有する二酸化炭素雰囲気中において準備する工
程、 ｄ）前記正電極および前記負電極を、前記電解液で活性
化する工程、および ｅ）前記ケースを密閉する工程を含むことを特徴とする
電気化学電池の製造方法。 - 【請求項２８】 前記二酸化炭素雰囲気中において、前
記ケース内部に前記電解液を充填することを含む請求項
２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記電池を一次又は二次電気化学電池
として供給することを含む請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記電気化学電池は一次電池として供
給され、かつ、前記負電極はリチウムまたはリチウム−
アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項２７
に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記電気化学電池を一次電池として供
給し、かつ、前記カソード活物質を、酸化バナジウム
銀、酸化バナジウム銀銅、二酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、酸化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化
鉄、二硫化チタン、酸化バナジウム銅、およびこれらの
混合物からなる群から選択することを含むことを特徴と
する請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３２】 活性化された前記負電極および前記正
電極を前記電気化学電池に与え、前記パルス直前のプレ
パルス電流よりも振幅の大きい、少なくとも１つのパル
ス電流を放電可能にしたことを特徴とする請求項２７に
記載の方法。 - 【請求項３３】 前記電気化学電池を二次電池として供
給し、かつ、前記カソード活物質を、バナジウム、チタ
ン、クロム、銅、モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケル、
コバルト、マンガン、およびこれらの混合物からなる群
から選択される金属の酸化物、硫化物、セレン化物、テ
ルル化物からなる群から選択することを特徴とする請求
項２７に記載の方法。
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