JP2003234250A - ハイブリッドコンデンサ用減極剤 - Google Patents

ハイブリッドコンデンサ用減極剤

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JP2003234250A
JP2003234250A JP2002369007A JP2002369007A JP2003234250A JP 2003234250 A JP2003234250 A JP 2003234250A JP 2002369007 A JP2002369007 A JP 2002369007A JP 2002369007 A JP2002369007 A JP 2002369007A JP 2003234250 A JP2003234250 A JP 2003234250A
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Yanming Liu
リュー ヤンミン
Ashish Shah
シャー アシシュ
Barry Muffoletto
マフォレット バーリー
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Greatbatch Inc
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    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ハイブリッド型コンデンサに使用される水系電
解質に関する。 【解決手段】このハイブリッド型コンデンサは、電解ア
ノードと電気化学カソードを有する。この種のコンデン
サ用の電解質には差がある。この電解質は、水、水溶性
無機及び／又は有機酸及び／又は塩、及び水溶性ニトロ
芳香族化合物を含む。このようなハイブリッドコンデン
サは、（１）従来の電解コンデンサにしばしば使用され
る分離器とカソード材料の容積をかなり減らすことによ
りエネルギー密度を改善し、（２）ガス発生を起こさず
に電気化学的還元を受ける電気化学カソードを有してい
る。例えば酸化ルテニウムＲｕＯ2 はカソード電流を通
した際、還元されて水酸化ルテニウムＲｕ（ＯＨ）2 に
なる。しかし、本発明では本電解質がなければ、ＲｕＯ
2 カソードはそれが十分に減損される場合にガス発生を
起こすことを発見した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】〔発明の背景〕 １．発明の分野 本発明は、電解‐電気化学的なハイブリッドコンデンサ
において起こるガス発生を減らすことに関する。
【０００２】２．先行技術 １９８７年に、ガリー・ブツコフスキー氏およびウオル
ター・Ｊ・ベルナール氏はＩＥＥＥの刊行物に「アルミ
ニウム電解コンデンサにおける水素の発生」という表題
の論文を発表した。その論文において、彼らは「高信頼
度の用途におけるアルミニウム電解コンデンサ（Ａｌコ
ンデンサ）の使用、特に軍務における使用はますます広
範になってきた」と記載した。このような傾向は続くも
のと期待される。すなわち、Ａｌコンデンサの全般的な
操作上の安全問題は最も重要である。この問題の一つの
様相はコンデンサ内の水素の発生である。
【０００３】長年の間、電子回路の設計者はアルミニウ
ムム電解コンデンサが、コンデンサの封入体内に蓄積す
る水素を発生し、それがまたコンデンサの外の環境に移
されることを知っていた。
【０００４】すべての電解コンデンサは、水の電気分解
によって〔電流が〕それらの端末を〔通過する〕とき
（すなわちユニットに電圧が加えられるとき）はいつ
も、カソードで水素を発生する〔ことになる〕。〔気体
の発生は、コンデンサのＤＣ漏洩に比例する〕。
【０００５】水を含有した〔電気化学〕装置、例えば蓄
電池およびもちろんいわゆる「湿式」タンタルコンデン
サはいずれも水素を発生することがある。
【０００６】すなわち、水素の発生は、これらの〔電
解〕コンデンサの操作中に起こる、正常ではあるが好ま
しくはない半電池反応であるが、これはＡｌコンデンサ
に特有のものではない。
【０００７】回路の設計者は、しばしば少なくとも部分
的にＡｌコンデンサを避けてきたが、これは、彼らが水
素の発生が異常な危険の元であることを知っていたから
である。しかし、１９６０年代後期に、例えば芳香族ニ
トロ化合物の使用において部分的な解決が見出された。
これらの化合物は、カソード減極剤として働き、水素発
生反応に優先して電気化学的に還元される。
【０００８】減極剤の有効性は、作用する電解質中のこ
の物質の絶対量に関係がある。結局、それらは反応中に
消費され不活性になる。別の考え方は、減極剤の反応の
クーロン効率である。これらの制約条件が組み合わさっ
て減極剤の効果を制限する。伝統的なＡｌコンデンサで
は、１０００時間ないし２０００時間の〔作動〕寿命
で、減極剤が充分に機能した。
【０００９】したがって、カソード減極剤は、数千時間
以上の設計寿命を有したコンデンサにおいて重要ではあ
るが、限られた有効性を有している。
【００１０】クラウズらの米国特許第５，１６０，６５
３号には、高電圧コンデンサが開示され、これはアノー
ドと、カソードと、液体電解質を有したアルミニウムの
コンデンサであると思われる。この液体電解質は、 １）少なくとも４０重量パーセントのＮ‐置換ピロリド
ン類、 ２）多くとも約８重量パーセントの水、 ３）無機および有機塩、および ４）「コンデンサの電解質に普通に使用される他の添加
剤は少量存在してもよい。．．．（例えば）ｐ‐ニトロ
安息香酸は約０．０４％ないし約０．０６％の水準で存
在する（これは’６５３特許に示されているすべての実
施例と同じである）。」を含んでいる。
【００１１】当業者にとって、この’６５３特許の液体
電解質は、水の百分率が約８重量パーセント未満である
ので、非水性の電解質であると考えられる。また、水の
重量百分率が約８重量パーセント未満である場合には、
非水性の電解質と水系の電解質を比べることは、両方の
タイプが異なるので不可能である。例えば、非水性の電
解質では、グリコールのようなアルコール化合物を組成
物中に含むことは避けられる。なぜなら、クラウズら
が’６５３特許に述べているように、そのようなアルコ
ール化合物は非水性の電解質に有害だからである。
【００１２】本発明は、電解‐電気化学的ハイブリッド
コンデンサに使用される水系電解質におけるガス発生の
問題を解決する。
【００１３】〔発明の要約〕本発明は、ハイブリッド型
のコンデンサに使用される水系電解質に関するものであ
る。予期されるように、このコンデンサは一つの電解ア
ノードと一つの電気化学カソードを有している。この種
のコンデンサ用の電解質には違いがある。この電解質
は、水、水溶性の無機および／または有機の塩、および
水溶性のニトロ芳香族化合物を含む。この組み合わせ
は、電気化学カソードが十分に減損されると、水系の電
解質のガス発生を減らし、ガス発生なしの操作寿命を増
加させる。そのようなハイブリッドコンデンサは、
（１）従来の電解コンデンサによく使われた分離器およ
びカソードの材料の容積をかなり減らすことによってエ
ネルギー密度を向上させ、（２）ガス発生を起こすこと
なく、電気化学的還元を受ける電気化学カソードを有す
る。例えば、酸化ルテニウム、ＲｕＯ2 は、カソード電
流を通すと水酸化ルテニウム、Ｒｕ（ＯＨ）2 に還元さ
れる。しかしながら、本発明はこの電解質を用いない
と、ＲｕＯ2 カソードはそれが十分減損される際にガス
発生をもたらすことを発見した。ガス発生はコンデンサ
の性能を悪化させ、故障を起こすことさえあるが、それ
は本発明の電解質溶液で減少する。
【００１４】〔好ましい実施態様の詳細な説明〕本発明
は、ハイブリッドコンデンサと一緒に使用される水系の
電解質溶液に関するものである。ハイブリッドコンデン
サは公知である。したがって、我々はそれを詳細には説
明しない。ハイブリッドコンデンサは、一つのアノー
ド、一つの電気化学カソードおよび、本発明では、水系
電解質を有している。
【００１５】ハイブリッドコンデンサ用としては、アノ
ードは、ＩＶＢおよびＶＢ族の金属またはアルミニウム
金属の焼結粉末または箔であってよい。この用途のため
には、ＩＶＢおよびＶＢ族の金属は、タンタル、ニオ
ブ、バナジウム、チタン、ジルコニウムおよびハフニウ
ムとして定義される。
【００１６】カソードは、遷移金属の酸化物、炭化物、
窒化物、オキシ窒化物を有した電気化学カソードであ
る。そして特にカソードは酸化ルテニウムである。
【００１７】本願の残りの部分は、ハイブリッドコンデ
ンサに使用される電解質の種類に関する。前述のよう
に、このハイブリッドコンデンサに使用される電解質
は、水系の電解質である。
【００１８】水は、水系電解質の少なくとも３０重量パ
ーセント（好ましくは３０‐９０重量パーセント、最も
好ましくは約５０‐７０重量パーセント）であり、少な
くとも若干の水溶性の無機および／または有機酸および
／または塩が導電率を援助する。これらの水溶性の無機
酸および／または塩は、酢酸、酢酸アンモニウム、酢酸
カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸アンモニウム、リン
酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸、ホウ酸、ホウ
酸アンモニウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、
ギ酸アンモニウム、ギ酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ
酸、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウ
ム、および硫酸であるが、これらに限定されない。水溶
性の有機酸および／または塩は、水溶性の有機カルボン
酸および／またはカルボン酸塩に限定されない。これら
の塩は、通常、水系電解質組成物の少なくとも１‐５０
重量パーセントから成る。
【００１９】この電解質はまた、リン酸および水溶性の
リン酸またはケイ酸のアンモニウム塩、カリウム塩、ナ
トリウム塩または有機塩のようなアノード安定剤を含
む。
【００２０】水系電解質はまた共溶媒を含む。共溶媒は
ポリオール化合物、通常ジオール化合物である。ジオー
ルまたはポリオールは、好ましくはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールお
よび／またはポリプロピレングリコールである。ポリオ
ール化合物は、水系電解質が望ましい物理的性質を持つ
ように調整するように設計される。これは、水系電解質
の望ましい凝固点、蒸気圧点、および／または粘度であ
って良い。これらの望ましい物理的性質を得るために、
ポリオール溶媒は水系電解質組成物の１ないし５０重量
パーセントとすることができる。そして、当業者はポリ
オール化合物の量を調節して、望ましい物理的性質を得
る事ができる。
【００２１】ポリオール共溶媒を含む水系電解質は、水
溶性のニトロ芳香族化合物を必要とする。ニトロ芳香族
化合物は、電解コンデンサのための公知の脱ガス剤であ
る。本発明者らによれば、ハイブリッドコンデンサ中の
水系電解質のための水溶性のニトロ芳香族化合物の使用
は、決して今まで開示も示唆もされていない。事実、ク
ラウズらの米国特許第５，１６０，６５３号の先行技術
は、いかなる種類のコンデンサ用（−そして決してハイ
ブリッドコンデンサではない）の水系電解質を形成する
ために、ニトロ芳香族化合物、ポリオール共溶媒、アノ
ード安定剤、および水の組み合わせを禁じることを教示
している。しかしながら、このような否定的な教示は、
本発明者らによって間違っていることがわかった。
【００２２】コンデンサの膨張現象（内部ガス発生）
は、コンデンサの電気的性質を悪くし、場合によっては
故障を起こすことさえあり得る。水溶性のニトロ芳香族
化合物は、電解質の減極剤として（水系電解質の０．１
ないし１０、好ましくは０．１ないし１．０重量パーセ
ントを）添加し、ハイブリッドコンデンサの膨張を最小
限に抑え、ハイブリッドコンデンサの長期稼動の信頼性
を向上させる。
【００２３】電解質において適した溶解性を有する単置
換または多置換のニトロ芳香族化合物はどんなものでも
この目的に使用でき、それには例えば２‐ニトロアセト
フェノン、３‐ニトロアセトフェノン、４‐ニトロアセ
トフェノン、２‐ニトロアニソール、３‐ニトロアニソ
ール、４‐ニトロアニソール、２‐ニトロべンズアルデ
ヒド、３‐ニトロベンズアルデヒド、４‐ニトロベンズ
アルデヒド、２‐ニトロ安息香酸、３‐ニトロ安息香
酸、４‐ニトロ安息香酸、２‐ニトロベンジルアルコー
ル、３‐ニトロベンジルアルコール、４‐ニトロベンジ
ルアルコール、２‐ニトロフェノール、３‐ニトロフェ
ノール、４‐ニトロフェノール、２‐ニトロフタール
酸、３‐ニトロフタール酸、４‐ニトロフタール酸、２
‐ニトロベンズアミド、３‐ニトロベンズアミド、４‐
ニトロベンズアミドおよびそれらの混合物が含まれる。
【００２４】他の有用な減極剤には、ニトロソ芳香族
類、アゾベンゼン類およびキノン類が含まれるが、それ
らには限定されない。ニトロ芳香族化合物の選択の仕方
は、それが（１）水が還元される前に還元されること、
（２）還元されてガス状でない生成物になること、
（３）コンデンサの性能を妨げたり害したりしないこ
と、電解組成物のために適当に水溶性であること、およ
び（５）コンデンサの材料と化学的に共存できることで
ある。
【００２５】特に、本発明者らは、ハイブリッドコンデ
ンサ用の水系電解質に水溶性のニトロ芳香族化合物が配
合されている本発明品が、ニトロ芳香族化合物を含まな
い電解質よりも優れていることを示す研究を行った。こ
れらの研究は、ＲｕＯ2 カソードを有するハイブリッド
コンデンサに下記の水系電解質組成物を使用した：
【００２６】図１において１０として識別されている対
照組成物は下記の通りである： 水 ２１４４ｇ エチレングリコール １０３３ｇ 酢酸アンモニウム ６２７ｇ 酢酸 ６２２ｇ Ｈ3 ＰＯ4 １６．２ｇ
【００２７】図１において１２として識別されている組
成物は、下記のように対照組成物＋０．２％のＮＢＡで
ある。 水 ２１４４ｇ エチレングリコール １０３３ｇ 酢酸アンモニウム ６２７ｇ 酢酸 ６２２ｇ Ｈ3 ＰＯ4 １６．２ｇ ４‐ニトロ安息香酸（４‐ＮＢＡ） ８．９ｇ
【００２８】図１において１４として識別されている組
成物は、下記のように対照組成物＋０．３％の４‐Ｎで
ある。 水 ２１４４ｇ エチレングリコール １０３３ｇ 酢酸アンモニウム ６２７ｇ 酢酸 ６２２ｇ Ｈ3 ＰＯ4 １６．２ｇ ４‐ニトロフェノール（４‐ＮＰ） １３．３ｇ
【００２９】図２において２０として識別されている対
照組成物は下記の通りである： 水 １９９５ｇ エチレングリコール １０５２ｇ 酢酸アンモニウム ５６１ｇ 酢酸 ５６０ｇ Ｈ3 ＰＯ4 １５．２ｇ
【００３０】図２において２２として識別されている組
成物は、下記のように対照組成物＋０．５％の４‐ＮＰ
である。 水 １９９５ｇ エチレングリコール １０５２ｇ 酢酸アンモニウム ５６１ｇ 酢酸 ５６０ｇ Ｈ3 ＰＯ4 １５．２ｇ ４‐ＮＰ ２０．９ｇ
【００３１】図１は、上記水系電解質を含み、２０５Ｖ
保持に接続されたハイブリッドコンデンサの厚さの平均
的な時間的変化を示している。このグラフは、水溶性ニ
トロ芳香族化合物を含まない水系電解質が、約１０時間
後にガス発生を始めることを明らかに示している。それ
に対し、ハイブリッドコンデンサ中の水系電解質への水
溶性ニトロ芳香族化合物の添加は、少なくとも７５時間
までガス発生を起こさない。この著しい時間差（１０時
間対７５時間以上）は、先行技術の教示からは予測でき
なかったものである。従って、ガス発生を減らし、コン
デンサの厚さの増加を減らすこの大きい差には特許性が
あるというのが出願人の意見である。
【００３２】この知見を更に確認するために、出願人ら
は最大の非ガス発生容量、すなわちガス発生の開始の前
に許容される最大の電荷を測定する第二の研究を行っ
た。特に、図２には、カソードを通過する電流密度の関
数としてのカソードの非ガス発生クーロン／ｍｇ値が示
されている。このグラフは、ＲｕＯ2 カソードと水溶性
ニトロ芳香族化合物を含む水系電解質を有したハイブリ
ッドコンデンサの向上された非ガス発生容量（ガス発生
の開始前に通過する電荷が多い）を示している。電流密
度が減少した場合には、この改善はより大きい。
【００３３】新規で、しかも自明でないハイブリッドコ
ンデンサ用の水系電解質が上記に開示されている。当業
者が本発明の概念から離れることなく、上記の特定の実
施態様の多くの使用と改変を行うことができるのは明ら
かである。本発明は、添付の請求の範囲に定義されるよ
うな電解質に存在するそれぞれの新規な特徴および特徴
の組み合わせを含むものとして解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、それぞれ或るニトロ芳香族化合物有り
および無しの水系電解質で活性化されたハイブリッドコ
ンデンサ、および或る保持された電圧でのそれぞれのコ
ンデンサの厚さの時間的変化の比較のグラフである。
【図２】図２は、それぞれのハイブリッドコンデンサを
活性化し、かつガス発生の前に酸化ルテニウム１ミリグ
ラム当たりクーロンで表した最大容量を示すニトロ芳香
族化合物有りおよび無しでの水系電解質の効果の比較の
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤンミン リュー アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14032、 クラレンス センター、ニューベリー コ ート 6135 (72)発明者 アシシュ シャー 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 パブロ コート 10 (72)発明者 バーリー マフォレット アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14004、 オールデン、バックウィート ロード 11747

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解アノードと電気化学カソードを有す
    るハイブリッド型コンデンサに使用される水系電解質で
    あって、当該水系電解質が下記のａ）〜ｄ）： ａ）前記水系電解質の少なくとも３０重量パーセントで
    ある水、 ｂ）前記水系電解質の望ましい物理的性質を得るための
    十分な量のポリオール共溶媒、 ｃ）前記水系電解質の１ないし５０重量パーセントであ
    る、当該水系電解質中で導体として働く水溶性無機およ
    び／または有機酸および／または塩、 ｄ）前記水系電解質の０．１ないし１０重量パーセント
    である、電気化学カソードが十分に減損された時に当該
    水系電解質のガス発生を減らすための水溶性ニトロ芳香
    族化合物から成り、しかも、 ｅ）電流密度が減少した際に、前記ハイブリッド型コン
    デンサのキャパシタンスが向上する ことを特徴とする水系電解質。
  2. 【請求項２】 前記ポリオール共溶媒の十分な量が、前
    記水系電解質の０．０１ないし５０重量パーセントであ
    ることを特徴とする請求項１の水系電解質。
  3. 【請求項３】 前記ポリオール共溶媒がジオール化合物
    であることを特徴とする請求項１の水系電解質。
  4. 【請求項４】 前記ジオール化合物がエチレングリコー
    ル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールお
    よびポリプロピレングリコールからなる群から選ばれる
    ことを特徴とする請求項３の水系電解質。
  5. 【請求項５】 前記水溶性無機酸および／または塩が、
    酢酸、酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウ
    ム、リン酸アンモニウム、リン酸カリウム、リン酸ナト
    リウム、リン酸、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸
    カリウム、ホウ酸ナトリウム、ギ酸アンモニウム、ギ酸
    カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸、硫酸アンモニウム、
    硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、および硫酸から成る群
    から選ばれることを特徴とする請求項１の水系電解質。
  6. 【請求項６】 前記有機酸および／または塩が、水溶性
    有機カルボン酸塩および／またはカルボン酸であること
    を特徴とする請求項１の水系電解質。
  7. 【請求項７】 前記無機および／または有機酸および／
    または塩の比率が、前記水系電解質の１ないし５０重量
    パーセントであることを特徴とする請求項１の水系電解
    質。
  8. 【請求項８】 前記水溶性ニトロ芳香族化合物が、２‐
    ニトロアセトフェノン、３‐ニトロアセトフェノン、４
    ‐ニトロアセトフェノン、２‐ニトロアニソール、３‐
    ニトロアニソール、４‐ニトロアニソール、２‐ニトロ
    べンズアルデヒド、３‐ニトロベンズアルデヒド、４‐
    ニトロベンズアルデヒド、２‐ニトロ安息香酸、３‐ニ
    トロ安息香酸、４‐ニトロ安息香酸、２‐ニトロベンジ
    ルアルコール、３‐ニトロベンジルアルコール、４‐ニ
    トロベンジルアルコール、２‐ニトロフェノール、３‐
    ニトロフェノール、４‐ニトロフェノール、２‐ニトロ
    フタール酸、３‐ニトロフタール酸、４‐ニトロフター
    ル酸、２‐ニトロベンズアミド、３‐ニトロベンズアミ
    ド、４‐ニトロベンズアミドおよびそれらの混合物から
    成る群から選ばれることを特徴とする請求項１の水系電
    解質。
  9. 【請求項９】 前記ニトロ芳香族化合物が、水溶性ニト
    ロソ芳香族類、水溶性アゾベンゼン類および水溶性キノ
    ン類およびそれらの混合物から成る群から選ばれること
    を特徴とする請求項１の水系電解質。
  10. 【請求項１０】 前記水溶性ニトロ芳香族化合物が、前
    記水系電解質の０．１ないし１．０重量パーセントであ
    ることを特徴とする請求項１の水系電解質。
  11. 【請求項１１】 さらにアノード安定剤を含むことを特
    徴とする請求項１の水系電解質。
  12. 【請求項１２】 前記アノード安定剤が、前記水系電解
    質の約０．０１ないし５重量パーセントであることを特
    徴とする請求項１１の水系電解質。
  13. 【請求項１３】 前記アノード安定剤が、リン酸アンモ
    ニウム、ケイ酸アンモニウム、リン酸、リン酸カリウ
    ム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリ
    ウム、水溶性有機ケイ酸塩、および水溶性有機リン酸塩
    から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１１の
    水系電解質。
  14. 【請求項１４】 電解アノードと電気化学カソードを有
    するハイブリッド型コンデンサに使用される水系電解質
    で、当該水系電解質が下記のａ）〜ｃ）： ａ）前記水系電解質の少なくとも３０重量パーセントで
    ある水、 ｂ）前記水系電解質の１ないし５０重量パーセントであ
    る、当該水系電解質中で導体として働く水溶性無機およ
    び／または有機酸および／または塩、 ｃ）前記水系電解質の０．１ないし１０重量パーセント
    である、電気化学カソードが十分に減損された時に当該
    水系電解質のガス発生を減らすための水溶性ニトロ芳香
    族化合物 から成ることを特徴とする水系電解質。
  15. 【請求項１５】 さらに前記水系電解質の０．０１ない
    し５０重量パーセントのポリオール共溶媒を含むことを
    特徴とする請求項１４の水系電解質。
  16. 【請求項１６】 前記ポリオール共溶媒がジオール化合
    物であることを特徴とする請求項１５の水系電解質。
  17. 【請求項１７】 前記ジオール化合物が、エチレングリ
    コール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコー
    ルおよびポリプロピレングリコールからなる群から選ば
    れることを特徴とする請求項１６の水系電解質。
  18. 【請求項１８】 前記水溶性無機酸および／または塩
    が、酢酸、酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、酢酸ナト
    リウム、リン酸アンモニウム、リン酸カリウム、リン酸
    ナトリウム、リン酸、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム、ホ
    ウ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、ギ酸アンモニウム、
    ギ酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸、硫酸アンモニウ
    ム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、および硫酸から成
    る群から選ばれることを特徴とする請求項１４の水系電
    解質。
  19. 【請求項１９】 前記有機酸および／または塩が、水溶
    性有機カルボン酸塩および／またはカルボン酸であるこ
    とを特徴とする請求項１４の水系電解質。
  20. 【請求項２０】 前記無機および／または有機酸および
    ／または塩の比率が、前記水系電解質の１ないし５０重
    量パーセントであることを特徴とする請求項１４の水系
    電解質。
  21. 【請求項２１】 前記水溶性ニトロ芳香族化合物が、２
    ‐ニトロアセトフェノン、３‐ニトロアセトフェノン、
    ４‐ニトロアセトフェノン、２‐ニトロアニソール、３
    ‐ニトロアニソール、４‐ニトロアニソール、２‐ニト
    ロべンズアルデヒド、３‐ニトロベンズアルデヒド、４
    ‐ニトロベンズアルデヒド、２‐ニトロ安息香酸、３‐
    ニトロ安息香酸、４‐ニトロ安息香酸、２‐ニトロベン
    ジルアルコール、３‐ニトロベンジルアルコール、４‐
    ニトロベンジルアルコール、２‐ニトロフェノール、３
    ‐ニトロフェノール、４‐ニトロフェノール、２‐ニト
    ロフタール酸、３‐ニトロフタール酸、４‐ニトロフタ
    ール酸、２‐ニトロベンズアミド、３‐ニトロベンズア
    ミド、４‐ニトロベンズアミドおよびそれらの混合物か
    ら成る群から選ばれることを特徴とする請求項１４の水
    系電解質。
  22. 【請求項２２】 前記ニトロ芳香族化合物が、水溶性ニ
    トロソ芳香族類、水溶性アゾベンゼン類および水溶性キ
    ノン類およびそれらの混合物から成る群から選ばれるこ
    とを特徴とする請求項１４の水系電解質。
  23. 【請求項２３】 前記水溶性ニトロ芳香族化合物が、前
    記水系電解質の０．１ないし１．０重量パーセントであ
    ることを特徴とする請求項１４の水系電解質。
  24. 【請求項２４】 さらにアノード安定剤を含むことを特
    徴とする請求項１４の水系電解質。
  25. 【請求項２５】 前記アノード安定剤が、前記水系電解
    質の約０．０１ないし５重量パーセントであることを特
    徴とする請求項２４の水系電解質。
  26. 【請求項２６】 前記アノード安定剤が、リン酸アンモ
    ニウム、ケイ酸アンモニウム、リン酸、リン酸カリウ
    ム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリ
    ウム、水溶性有機ケイ酸塩、および水溶性有機リン酸塩
    から成る群から選ばれることを特徴とする請求項２４の
    水系電解質。
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