JP2001526450A - 導電性添加物を伴う液体有機電解質を含む電気化学電池 - Google Patents
導電性添加物を伴う液体有機電解質を含む電気化学電池Info
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Abstract
(57)【要約】
電気化学電池（１）は、陽極（２）、陰極（３）、及び電解質（４）を含む。電解質は電気化学的反応性導電性塩、１種あるいはそれ以上の有機化合物を含む有機液体相；及び前記有機化合物とは異なった０．２５モル未満のイオン荷電添加物を含んでいる。その添加物は、使用時に電気化学的に反応性がなく、また窒素原子を含むカチオンを持つ電導性塩を、放電速度が増加した時、添加物を含まない電解質を使用した電池に比べ、導電性が改善され、陰極の物質使用率が改善されるのに十分な量含んでいる。添加物を加えた電解質（ｃ）を使用する本発明の電池では、約１０％の導電性の改善が得られた。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は電気化学電池に関する。
【０００２】 （背景技術） 本説明の目的から、電気化学電池は再充電可能な一次電池及びコンデンサを含
む。電気化学電池の電解質は、イオン、すなわち荷電化学種がそのイオンとは反
対の電荷を帯びた電極へ移動することによって電気を導電することができる。一
般的には、電解質は、溶媒に溶かした塩化カリウムのような塩からなり、この溶
媒は水のこともあれば、１種あるいはそれ以上の有機物（非水）化合物とするこ
とができる。これらに代えて、溶融塩、または溶融イオン液、または室温融解塩
（外気温度でイオン結合した液体からなる物質または混合物）を使うこともでき
る。
む。電気化学電池の電解質は、イオン、すなわち荷電化学種がそのイオンとは反
対の電荷を帯びた電極へ移動することによって電気を導電することができる。一
般的には、電解質は、溶媒に溶かした塩化カリウムのような塩からなり、この溶
媒は水のこともあれば、１種あるいはそれ以上の有機物（非水）化合物とするこ
とができる。これらに代えて、溶融塩、または溶融イオン液、または室温融解塩
（外気温度でイオン結合した液体からなる物質または混合物）を使うこともでき
る。
【０００３】 その様な電解質の導電性は、幾つかの因子に依存し、幾つかの数学的関係式が
開発されてきた。ネルンスト−アインシュタイン（Ｎｅｒｎｓｔ−Ｅｉｎｓｔｅ
ｉｎ）関係式は、イオン拡散係数及びイオン導電率を関連付けている。ストーク
ス−アインシュタイン（Ｓｔｏｋｅｓ−Ｅｉｎｓｔｅｉｎ）関係式は、溶液粘性
に対する拡散係数を関連付けている。これらの関係式を結合して λ＝ｋｚ2Ｆ2／６Ｒπηα 〔１〕 ここで λは導電率、ｋはボルツマン定数、ｚはイオン電荷、Ｆはファラディ定
数、Ｒはガス定数、ηは溶液粘性である。導電率はまたイオン濃度に依存する。 λ＝ｚｃ1ｕＦ 〔２〕 ここで λは導電率、ｚはイオン電荷、ｃ1はイオン濃度、Ｆはファラディ定数 である。したがって、粘性の減少とイオン濃度の増加は、全体のイオン導電率に
とって有利に働く。
開発されてきた。ネルンスト−アインシュタイン（Ｎｅｒｎｓｔ−Ｅｉｎｓｔｅ
ｉｎ）関係式は、イオン拡散係数及びイオン導電率を関連付けている。ストーク
ス−アインシュタイン（Ｓｔｏｋｅｓ−Ｅｉｎｓｔｅｉｎ）関係式は、溶液粘性
に対する拡散係数を関連付けている。これらの関係式を結合して λ＝ｋｚ2Ｆ2／６Ｒπηα 〔１〕 ここで λは導電率、ｋはボルツマン定数、ｚはイオン電荷、Ｆはファラディ定
数、Ｒはガス定数、ηは溶液粘性である。導電率はまたイオン濃度に依存する。 λ＝ｚｃ1ｕＦ 〔２〕 ここで λは導電率、ｚはイオン電荷、ｃ1はイオン濃度、Ｆはファラディ定数 である。したがって、粘性の減少とイオン濃度の増加は、全体のイオン導電率に
とって有利に働く。
【０００４】 一次電池の例はリチウム一次電池であり、特に金属酸化物または硫化物の陰極
とリチウム箔陽極を使用したものである。これらの電池は、非水系溶媒、通常は
一種以上の有機化合物からなる溶媒に溶かした一種以上の金属酸化物からなる電
解質を使用する。米国特許出願（ＵＳ−Ａ）４５３７８４３は、高分子電極及び
アンモニウム塩電解質を備えた二次電池の例を説明している。この種の電解質は
、充電され陰極によりリチウムが消費されたとき、電極表面に溶液中の陽イオン
と陰イオンの緩やかな静電結合を生じさせる。
とリチウム箔陽極を使用したものである。これらの電池は、非水系溶媒、通常は
一種以上の有機化合物からなる溶媒に溶かした一種以上の金属酸化物からなる電
解質を使用する。米国特許出願（ＵＳ−Ａ）４５３７８４３は、高分子電極及び
アンモニウム塩電解質を備えた二次電池の例を説明している。この種の電解質は
、充電され陰極によりリチウムが消費されたとき、電極表面に溶液中の陽イオン
と陰イオンの緩やかな静電結合を生じさせる。
【０００５】 （発明の開示） 本発明によると、電気化学電池は、陽極、固体陰極及び電解質を備えており；
前記電解質は電気化学的反応性導電性塩、１種あるいはそれ以上の有機化合物を
含む有機液体相；及び、前記電気化学的反応性導電性塩とは異なった０．２５モ
ル未満のイオン荷電添加物を含み；前記添加物は、使用時に電気化学的に反応性
がなく、また１個あるいはそれ以上の窒素原子を含むカチオンを持つ導電性塩を
、放電速度が増加した時、前記添加物を含まない電解質を使用した電池に比べ、
導電性が改善され、陰極の物質使用率が維持されるか又は改善されるのに十分な
量含んでいることを特徴としている。
前記電解質は電気化学的反応性導電性塩、１種あるいはそれ以上の有機化合物を
含む有機液体相；及び、前記電気化学的反応性導電性塩とは異なった０．２５モ
ル未満のイオン荷電添加物を含み；前記添加物は、使用時に電気化学的に反応性
がなく、また１個あるいはそれ以上の窒素原子を含むカチオンを持つ導電性塩を
、放電速度が増加した時、前記添加物を含まない電解質を使用した電池に比べ、
導電性が改善され、陰極の物質使用率が維持されるか又は改善されるのに十分な
量含んでいることを特徴としている。
【０００６】 本発明の電池では、導電性が増大し、高い放電速度において認められる物質使
用が低放電速度におけるものと変わらないような他の電池に比較して、電極にお
ける物質使用性の損失が減少する。添加物を加えた電気化学的電池は、無添加の
電池に比べ放電容量及び動作電圧の改善が見られる。電気化学的反応性がない電
解質に添加物を使用すれば、システムが簡単になり電池の化学的性質がより容易
に予見できるようになる。添加物の効果は、導電性の基と成るレベルを維持する
ことであり、それが式〔２〕に見られるように電解質溶液中の主要導電性イオン
の大量移動を助けるのである。
用が低放電速度におけるものと変わらないような他の電池に比較して、電極にお
ける物質使用性の損失が減少する。添加物を加えた電気化学的電池は、無添加の
電池に比べ放電容量及び動作電圧の改善が見られる。電気化学的反応性がない電
解質に添加物を使用すれば、システムが簡単になり電池の化学的性質がより容易
に予見できるようになる。添加物の効果は、導電性の基と成るレベルを維持する
ことであり、それが式〔２〕に見られるように電解質溶液中の主要導電性イオン
の大量移動を助けるのである。
【０００７】 電極物質の使用性を求める１つの方法は、使用された有効物質のグラム当りク
ーロン数（Ｃ／ｇ）を求めることである。この数字は、次ぎに陰極の有効物質の
量を知れば得られるそれを通過し得るクーロン数の理論的最大値と比較され、使
用率及び物質１グラムあたりの通過クーロン数を与える。
ーロン数（Ｃ／ｇ）を求めることである。この数字は、次ぎに陰極の有効物質の
量を知れば得られるそれを通過し得るクーロン数の理論的最大値と比較され、使
用率及び物質１グラムあたりの通過クーロン数を与える。
【０００８】 好ましくは、イオン荷電添加物は、第４級脂肪族または芳香族アンモニウム塩
を含む。前記の反応性導電性塩が第４級アンモニウム塩を含む場合、非反応性添
加物は芳香族窒素カチオンを含む塩である。好ましくは、アンモニウム塩は第１
ないし４級アルキル基置換窒素含有カチオン及びアニオンを含み、アニオンは、
他のアニオン塩も使用できるが、塩化物；過塩素酸塩；ヘキサフルオロ燐酸塩の
ような燐酸塩；テトラフルオロホウ酸塩のようなホウ酸塩；及びトリフルオロメ
タンスルホン酸塩のようなスルホン酸塩から選択される。
を含む。前記の反応性導電性塩が第４級アンモニウム塩を含む場合、非反応性添
加物は芳香族窒素カチオンを含む塩である。好ましくは、アンモニウム塩は第１
ないし４級アルキル基置換窒素含有カチオン及びアニオンを含み、アニオンは、
他のアニオン塩も使用できるが、塩化物；過塩素酸塩；ヘキサフルオロ燐酸塩の
ような燐酸塩；テトラフルオロホウ酸塩のようなホウ酸塩；及びトリフルオロメ
タンスルホン酸塩のようなスルホン酸塩から選択される。
【０００９】 好ましくは、イオン荷電添加物は、イミダゾリウムまたはピリジニウム塩のよ
うな芳香族窒素カチオンを含む塩を含んでいる。好ましくは、添加物はヂアルキ
ル置換塩である。より好ましくは、置換基はＣ1ないしＣ4アルキル基から独立に
選択される。これに代えて、塩はアリール置換体である。 好ましくは、添加物は塩化物、過塩素酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩及びスルホン酸
塩から選択されたアニオンを含んでいる。 好ましくは、添加物は塩化物、ヘキサフルオロ燐酸塩、テトラフルオロホウ酸
塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩及び硝酸塩を含む。 添加物の最大量は０．２５モルであるが、好ましくは０．０５モルのイオン荷
電添加物が使用される。
うな芳香族窒素カチオンを含む塩を含んでいる。好ましくは、添加物はヂアルキ
ル置換塩である。より好ましくは、置換基はＣ1ないしＣ4アルキル基から独立に
選択される。これに代えて、塩はアリール置換体である。 好ましくは、添加物は塩化物、過塩素酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩及びスルホン酸
塩から選択されたアニオンを含んでいる。 好ましくは、添加物は塩化物、ヘキサフルオロ燐酸塩、テトラフルオロホウ酸
塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩及び硝酸塩を含む。 添加物の最大量は０．２５モルであるが、好ましくは０．０５モルのイオン荷
電添加物が使用される。
【００１０】 好ましくは、反応性導電性塩はアルカリまたはアルカリ土類金属塩を含む。 好ましくは、反応性アルカリまたはアルカリ土類金属塩はリチウム、ナトリウ
ム、カリウム、マグネシウム及びカルシウムのうち１つを含む。 好ましくは、反応性導電性塩のアニオンは、他の金属塩も用いることができる
が、塩化物；過塩素酸塩；ヘキサフルオロ燐酸塩のような燐酸塩；テトラフルオ
ロホウ酸塩のようなホウ酸塩；及びトリフルオロメタンスルホン酸塩のようなス
ルホン酸塩を含む。
ム、カリウム、マグネシウム及びカルシウムのうち１つを含む。 好ましくは、反応性導電性塩のアニオンは、他の金属塩も用いることができる
が、塩化物；過塩素酸塩；ヘキサフルオロ燐酸塩のような燐酸塩；テトラフルオ
ロホウ酸塩のようなホウ酸塩；及びトリフルオロメタンスルホン酸塩のようなス
ルホン酸塩を含む。
【００１１】 好ましくは、有機溶媒は一種以上の環状カーボネート及び環状及び線状エーテ
ル及びポリマーを含む。例えば前記の有機液体相は、他の有機化合物を使用して
も良いが、一種あるいはそれ以上のポリエチレングリコール、ポリエチレンオキ
シド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート
、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、テトラヒドロフラン、ジ
メチルグリコールエーテルである。例えばポリマー鎖はイオン種を溶かすのに用
いられる事があるが、時としてポリマーに加えて有機溶剤が用いられる。これら
はポリマーシステムの導電性を増大する効果を持つ。
ル及びポリマーを含む。例えば前記の有機液体相は、他の有機化合物を使用して
も良いが、一種あるいはそれ以上のポリエチレングリコール、ポリエチレンオキ
シド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート
、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、テトラヒドロフラン、ジ
メチルグリコールエーテルである。例えばポリマー鎖はイオン種を溶かすのに用
いられる事があるが、時としてポリマーに加えて有機溶剤が用いられる。これら
はポリマーシステムの導電性を増大する効果を持つ。
【００１２】 研究者はこれまである種の添加物を混和することにより、非水系電解質を用い
る電池の性能を改善しようとしてきた。過去、研究者はリチウムインターカレー
ションを改善するためにクラウンエーテルを加え、また再充電の際リチウム表面
を安定させるために二酸化炭素を加えてきた。水酸化カリウム及び過酸化カリウ
ムのような他の化合物も電解質を安定させ電池のエネルギー効率を改善するため
に加えられてきた。これらは電極物質と電解質間の化学反応性を減少することに
よって機能するのである。
る電池の性能を改善しようとしてきた。過去、研究者はリチウムインターカレー
ションを改善するためにクラウンエーテルを加え、また再充電の際リチウム表面
を安定させるために二酸化炭素を加えてきた。水酸化カリウム及び過酸化カリウ
ムのような他の化合物も電解質を安定させ電池のエネルギー効率を改善するため
に加えられてきた。これらは電極物質と電解質間の化学反応性を減少することに
よって機能するのである。
【００１３】 本発明の電池は、放電速度を上げたとき、電池のエネルギー密度を維持するこ
とができる。従来の電解質を使用した高放電速度（高電流）時に、イオン種の分
極及び電池の内部抵抗がカットオフ電圧に先立って使用可能電極物質の使用損失
を引き起こす。本発明は、高放電速度時の物質使用が低放電速度時のそれと類似
するような電極での、物質使用の損失を軽減する。 本発明による電気化学電池の実施例を付随する図面を参照して説明する。
とができる。従来の電解質を使用した高放電速度（高電流）時に、イオン種の分
極及び電池の内部抵抗がカットオフ電圧に先立って使用可能電極物質の使用損失
を引き起こす。本発明は、高放電速度時の物質使用が低放電速度時のそれと類似
するような電極での、物質使用の損失を軽減する。 本発明による電気化学電池の実施例を付随する図面を参照して説明する。
【００１４】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は電気化学電池の簡単な略図を示す。電池１は電解質４で満たされた中空部
によって分離された陽極２及び陰極３を含む。電池の場合は、陽極と陰極とは異
なっている。スーパーコンデンサの場合は両極は基本的に類似している。 図２は電池電位に対する物質使用性（クーロン／グラム）をプロットしたものを
示す。放電の間、電池電位は、それが継続している間減少していく。時間軸（物
質使用）は時間とともに増大していく。所定の電圧で放電は終わったと言われ、
電池は切れたと言われる。
によって分離された陽極２及び陰極３を含む。電池の場合は、陽極と陰極とは異
なっている。スーパーコンデンサの場合は両極は基本的に類似している。 図２は電池電位に対する物質使用性（クーロン／グラム）をプロットしたものを
示す。放電の間、電池電位は、それが継続している間減少していく。時間軸（物
質使用）は時間とともに増大していく。所定の電圧で放電は終わったと言われ、
電池は切れたと言われる。
【００１５】 表１は種々の電解質のイオン導電性を示す。イオン導電性の単位はセンチメー
トル当りシミアンス（Ｓｉｍｉａｎｓ）である。また決められた場所に与えられ
ているのは、有効陰極物質の使用率である。データから明らかなように、添加物
はブランクすなわち無添加電解質のイオン導電性を改善する。加えて、使用率が
改善されることもまた明らかである。
トル当りシミアンス（Ｓｉｍｉａｎｓ）である。また決められた場所に与えられ
ているのは、有効陰極物質の使用率である。データから明らかなように、添加物
はブランクすなわち無添加電解質のイオン導電性を改善する。加えて、使用率が
改善されることもまた明らかである。
【００１６】 リチウムは他のアルカリ金属塩で置き換え得るのであるが、非水系リチウムイ
オン導電液体に基づく電解質を使用した電池が研究された。電解質は以下のよう
に従来の方法で調製した。ジメチルエチレングリコール（ＤＭＥ）（別称ジメチ
ルグリコールエーテル）及びエチレンカーボネート（ＥＣ）を混合し、単一相液
体を作った。１モル溶液を作るのに十分なリチウムテトラフルオロホウ酸（Ｌｉ
ＢＦ4）を溶液中に溶かした。その後イオン添加物の効果を調べるのに必要な濃 度を得るのに十分な物質を加えた。他の溶媒として適切な有機化合物にはジメチ
ルカーボネートのようなジアルキル溶媒やプロピレンカーボネートのようなアル
キレン溶媒がある。
オン導電液体に基づく電解質を使用した電池が研究された。電解質は以下のよう
に従来の方法で調製した。ジメチルエチレングリコール（ＤＭＥ）（別称ジメチ
ルグリコールエーテル）及びエチレンカーボネート（ＥＣ）を混合し、単一相液
体を作った。１モル溶液を作るのに十分なリチウムテトラフルオロホウ酸（Ｌｉ
ＢＦ4）を溶液中に溶かした。その後イオン添加物の効果を調べるのに必要な濃 度を得るのに十分な物質を加えた。他の溶媒として適切な有機化合物にはジメチ
ルカーボネートのようなジアルキル溶媒やプロピレンカーボネートのようなアル
キレン溶媒がある。
【００１７】 同じ陽極や陰極を使い、電解質を変えながら、数多くのテストが行われた。こ
の例では、選択された電極は陽極物質としてのリチウム、陰極物質としての二酸
化マンガンであるが、他の組み合わせも可能である。このような電極フィルムの
形成は文献により周知である。
の例では、選択された電極は陽極物質としてのリチウム、陰極物質としての二酸
化マンガンであるが、他の組み合わせも可能である。このような電極フィルムの
形成は文献により周知である。
【００１８】 二酸化マンガンは適切な結合材を溶かすことにより電極に混入され、この場合
は、シクロヘキサンに入れたエチレンメチレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）であ
る。それから十分な量の二酸化マンガンとカーボンブラックが（電極に導電性を
与えるために）モノマー溶液に加えられスラリーにされる。次ぎにスラリーはア
ルミ箔に塗られる。溶媒は乾かされアルミ箔上に有効物質のフィルムが残る。 リチウム箔及び電極を含む二酸化マンガンは適切なサイズに切り、プラスチッ
ク膜（図示せず）により隔てて合わせた。十分な量の電解質を与え、電極及び隔
膜を浸した。電池１は気密の容器に封入し、実験室の装置の適当な機材に放電し
た。電流密度（平方センチメートル当りアンペア）と使用性（陰極で反応した有
効物質の量）を電解質添加物の効果を決める第一の測定基準とした。
は、シクロヘキサンに入れたエチレンメチレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）であ
る。それから十分な量の二酸化マンガンとカーボンブラックが（電極に導電性を
与えるために）モノマー溶液に加えられスラリーにされる。次ぎにスラリーはア
ルミ箔に塗られる。溶媒は乾かされアルミ箔上に有効物質のフィルムが残る。 リチウム箔及び電極を含む二酸化マンガンは適切なサイズに切り、プラスチッ
ク膜（図示せず）により隔てて合わせた。十分な量の電解質を与え、電極及び隔
膜を浸した。電池１は気密の容器に封入し、実験室の装置の適当な機材に放電し
た。電流密度（平方センチメートル当りアンペア）と使用性（陰極で反応した有
効物質の量）を電解質添加物の効果を決める第一の測定基準とした。
【００１９】 テストの間、開始時期、電池電位及び放電電流（一定に保つ）を全てモニター
した。物質効率は次式を用いて求めた。 物質使用性＝（放電電流＊放電時間）／有効物質の量 このようにして陰極重量の微小変化が計算された。それから時間の増分毎に電池
電位及び物質使用性がプロットされた。結果のグラフは、添加物は一般的に放電
時のより高い電池電位及び物質使用をもたらすことを示した。
した。物質効率は次式を用いて求めた。 物質使用性＝（放電電流＊放電時間）／有効物質の量 このようにして陰極重量の微小変化が計算された。それから時間の増分毎に電池
電位及び物質使用性がプロットされた。結果のグラフは、添加物は一般的に放電
時のより高い電池電位及び物質使用をもたらすことを示した。
【００２０】 結果は図２に示した。２つのブランク（無添加）溶液を比較目的で調査した。
１つはＤＭＥ：ＥＣ（１：１重量比）中の１モルＬｉＢＦ4（ｆ）であり、他方 は１．０５モルのＬｉＢＦ4（ｇ）である。調査したイオン物質はイミダゾリウ ムカチオンを基礎としており、陽極物質をいろいろ変えた複数の塩を研究した。
これらは３−エチル１−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロ燐酸塩（ａ）、３
−エチル１−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩（ｂ）、３−エチル
１−メチルイミダゾリウム塩化物（ｃ）、３−エチル１−メチルイミダゾリウム
トリフルオロメタンスルホン酸塩（ｄ）、３−エチル１−メチルイミダゾリウム
硝酸塩（ｅ）である。他にも適当な物質はあるが、例は予想以上の高導電率を生
み出すのにこれらの添加物を使用する利点を示すものである。用いられた添加物
の量はどの場合も０．０５モルであるが、所望の効果を得るのに０．２５モルま
では加えることができる。導電性と使用率（平方センチメートルあたり１０ミリ
アンペアの高電流率で）が下記の表１にまとめてある。
１つはＤＭＥ：ＥＣ（１：１重量比）中の１モルＬｉＢＦ4（ｆ）であり、他方 は１．０５モルのＬｉＢＦ4（ｇ）である。調査したイオン物質はイミダゾリウ ムカチオンを基礎としており、陽極物質をいろいろ変えた複数の塩を研究した。
これらは３−エチル１−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロ燐酸塩（ａ）、３
−エチル１−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩（ｂ）、３−エチル
１−メチルイミダゾリウム塩化物（ｃ）、３−エチル１−メチルイミダゾリウム
トリフルオロメタンスルホン酸塩（ｄ）、３−エチル１−メチルイミダゾリウム
硝酸塩（ｅ）である。他にも適当な物質はあるが、例は予想以上の高導電率を生
み出すのにこれらの添加物を使用する利点を示すものである。用いられた添加物
の量はどの場合も０．０５モルであるが、所望の効果を得るのに０．２５モルま
では加えることができる。導電性と使用率（平方センチメートルあたり１０ミリ
アンペアの高電流率で）が下記の表１にまとめてある。
【００２１】 カチオンは、ピリジニウムのような他の第４級窒素複素環などどんな窒素含有
カチオンでも良い。本発明による電気化学的電池の他の例は、使用率の向上によ
って利益を受ける蓄電池、及び電気化学的または２層のコンデンサ、及び導電性
の向上が特に有用であるエレクトロクロミック窓である。
カチオンでも良い。本発明による電気化学的電池の他の例は、使用率の向上によ
って利益を受ける蓄電池、及び電気化学的または２層のコンデンサ、及び導電性
の向上が特に有用であるエレクトロクロミック窓である。
【００２２】
【表１】 表１ 電解質に対する添加物の効果
【図１】 本発明による電気化学電池の実施例を示す。
【図２】 ５種の異なった添加物と無添加の１例の場合の、クーロン／グラムに対する電
池電位曲線を示す。
池電位曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィルソン ジェームズ チャールズ イギリス ロンドン エスダブリュー１エ イ ２エイチビー ホワイトホール （番 地なし） モード メイン ビルディング ディーシーエス（アール アンド ティ ー) (72)発明者 ハウ スーザン ジェニファー イギリス ハンツ ピーオー12 ６エイジ ー ゴスポート ディーイーアールエイ ハスラー （番地なし) (72)発明者 バーネス フィリップ ニコラス イギリス ハンツ ピーオー12 ６エイジ ー ゴスポート ディーイーアールエイ ハスラー （番地なし) Ｆターム(参考） 5H024 AA03 FF15 FF16 FF17 FF18 FF20 HH01 HH08 5H029 AJ02 AK02 AM03 AM04 AM05 AM06 AM07 EJ11 HJ01 HJ10
Claims (15)
- 【請求項１】 陽極、固体陰極及び電解質を備えた電気化学電池であって；
前記電解質は電気化学的反応性導電性塩、１種あるいはそれ以上の有機化合物を
含む有機液体相；及び、前記電気化学的反応性導電性塩とは異なった０．２５モ
ル未満のイオン荷電添加物を含み；前記添加物は、使用時に電気化学的に反応性
がなく、また１個あるいはそれ以上の窒素原子を含むカチオンを持つ導電性塩を
、放電速度が増加した時、前記添加物を含まない電解質を使用した電池に比べ、
導電性が改善され、陰極の物質使用率が維持されるか改善されるのに十分な量含
んでいることを特徴とする電気化学電池。 - 【請求項２】 前記イオン荷電添加物が、第４級脂肪族または環状芳香族ア
ンモニウム塩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３】 前記反応性導電性塩が、第４級アンモニウム塩を含んでおり
、また前記非反応性添加物が芳香族窒素カチオンを含む塩であることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の電気化学電池。 - 【請求項４】 前記アンモニウム塩は、１ないし４アルキル基置換窒素含有
カチオンを含んでいることを特徴とする請求項３に記載の電気化学電池。 - 【請求項５】 前記第４級アンモニウム塩が、塩化物、過塩素酸塩、燐酸塩
、ホウ酸塩及びスルホン酸塩から選択されたアニオンを含んでいることを特徴と
する少なくとも請求項３に記載の電気化学電池。 - 【請求項６】 前記イオン荷電添加物が、イミダゾリウムまたはピリジニウ
ム塩のような芳香族窒素カチオンを含む塩を含んでいることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項に記載の電気化学電池。 - 【請求項７】 前記イオン荷電添加物がジアルキル置換塩を含んでいること
を特徴とする請求項６に記載の電気化学電池。 - 【請求項８】 前記アルキル置換基が、Ｃ1ないしＣ4アルキル基から独立に
選択されることを特徴とする請求項７に記載の電気化学電池。 - 【請求項９】 前記添加物が、塩化物、過塩素酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩及び
スルホン酸塩から選択されたアニオンを含んでいることを特徴とする請求項１〜
８のいずれか１項に記載の電気化学電池。 - 【請求項１０】 ０．０５モルの添加物を備えていることを特徴とする請求
項１〜９のいずれか１項に記載の電気化学電池。。 - 【請求項１１】 前記反応性導電性塩が、アルカリまたはアルカリ土類金属
塩を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気化学電池
。 - 【請求項１２】 前記アルカリまたはアルカリ土類金属が、リチウム、ナト
リウム、カリウム、マグネシウム及びカルシウムのうちの１つを含んでいること
を特徴とする請求項１１に記載の電気化学電池。 - 【請求項１３】 前記導電性塩のアニオンが、塩化物、過塩素酸塩、燐酸塩
、ホウ酸塩及びスルホン酸塩のうちの１つであることを特徴とする請求項１〜１
２のいずれか１項に記載の電気化学電池。 - 【請求項１４】 前記有機溶媒が、環状カーボネート、環状または線状のエ
ーテル及びポリマーのうちの１つあるいはそれ以上を含んでいることを特徴とす
る請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電気化学電池。 - 【請求項１５】 前記有機液体相が、ポリエチレングリコール、ポリエチレ
ンオキシド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、テトラヒドロフラ
ン、ジメチルグリコールエーテルのうちの一つあるいはそれ以上を含んでいるこ
とを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電気化学電池。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9726008.7 | 1997-12-10 | ||
| GBGB9726008.7A GB9726008D0 (en) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Eletrolyte |
| PCT/GB1998/003615 WO1999030379A1 (en) | 1997-12-10 | 1998-12-08 | Electrochemical cell comprising a liquid organic electrolyte with a conductive additive |
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|---|---|
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| JP4607317B2 JP4607317B2 (ja) | 2011-01-05 |
Family
ID=10823324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000524833A Expired - Fee Related JP4607317B2 (ja) | 1997-12-10 | 1998-12-08 | 一次電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1055262B1 (ja) |
| JP (1) | JP4607317B2 (ja) |
| DE (1) | DE69804356T2 (ja) |
| DK (1) | DK1055262T3 (ja) |
| ES (1) | ES2171053T3 (ja) |
| GB (2) | GB9726008D0 (ja) |
| WO (1) | WO1999030379A1 (ja) |
Cited By (2)
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