JPH08500706A - 有機金属電極を有する再充電可能な電気エネルギ蓄積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 充電可能な電気エネルギ蓄積装置（２０）。セルは同様の有機金属化合物（３０）で構成された２つの電極（２８，３６）を有し、前記電極はイオン搬送電解液（３２）によって電気的に接続されている。また、前記電極は、イオンは通すが電子は通さないバリア（３４）によって互いに分離されている。本発明の一実施例では、前記電極はフェロセンであり、電解液は硫酸である。

Description

【発明の詳細な説明】 有機金属電極を有する再充電可能な電気エネルギ蓄積装置 技術的分野 本発明は、一般的に、エネルギ蓄積装置に関し、更に特定すれば、有機金属電 極を用いたエネルギ蓄積装置に関するものである。 発明の背景 電気化学的エネルギ蓄積装置の歴史では、特にコンデンサや電池において、容 器の大きさを小さくしつつ電気エネルギの蓄積容量を増加させるための試みが行 われてきた。最近の電池設計の進歩には、鉛酸塩（lead-acid）、ニッケル−カ ドミウム、ニッケル−亜鉛、および種々の一次セル（primary cell）の改良によ る、寿命、効率およびエネルギ密度の改善が含まれている。しかしながら、これ ら最新技術を駆使した装置の多くが要求を満たしてはいるものの、連続使用や事 実上無期限の循環使用の厳しさに耐える、効率的な高電力密度を有する電気エネ ルギ装置が引き続き求められている。 最近の電気化学的エネルギ蓄積装置における技術的進歩 には、スーパーコンデンサ（supercapacitor）、ウルトラコンデンサ（ultracap acitor）、および疑似コンデンサ（pseudocapacitor）が含まれる。 ウルトラコンデンサは電池とは全く異なる新しい種類のエネルギ蓄積装置であ る。この装置は、正および負電荷の分離によってエネルギが蓄積される、真正の コンデンサである。しかしながら、平行板コンデンサのような従来のコンデンサ とは異なり、ウルトラコンデンサは電極と電解液（electrolyte）との間の原子 レベルで電荷を蓄積するものである。この電荷蓄積機構は非常に効率的で、小型 容器のものでも数百ファラッドまでの高い容量を有する装置の製造が可能である 。ウルトラコンデンサは、電極の組成の違いにより、基本的に２種類の装置が入 手可能である。これらの装置は、一般的に「スーパーコンデンサ」および「ウル トラコンデンサ」と呼んで区別されている。スーパーコンデンサは電極の元素と して活性炭を用いる。この物質は安価であるが、活性炭の内部抵抗が高いために 、蓄積装置から得られる電力が限られてしまう。スーパーコンデンサは、２つの 電極と電解液及び容器とで構成された、電気化学的セルまたはセルの組み合わせ である。電解液は、スルホン酸、水酸化カリウムまたは硫酸ナトリウムのように 酸性、アルカリ性または中性のいずれでもよい。必要であれば、電極構造体に電 流捕獲格子（current collectorgrid）またはメッシュも用いられる。 ルテニウム、タンタル、ローシウム、イリジウム、コバルト、ニッケル、モリ ブデン、タングステン、またはバナジウムの内１つ以上の酸化物より成る電極を 金属箔上に配して用いる代替技術もある。これらの材料を電極に用いて作られた 装置は、「ウルトラコンデンサ」、または「疑似コンデンサ」と呼ばれ、カナダ 特許第１，２７０，２９６号に詳しく記載されている。この特許の内容は本願に も含まれているものとする。これらの装置の内部抵抗は炭素を基本にしたスーパ ーコンデンサよりも大幅に低く、したがって電力密度が高いのであるが、使用さ れる材料が非常に高価である。結果的に、ウルトラコンデンサを貴金属を用いて 製造すると、１つ当たり数百ドルのコストがかかる可能性がある。 ウルトラコンデンサは、図１に示すような２つのプロセスでエネルギを蓄積す る。最初のプロセスでは、電極と電解液との間の界面で正および負電荷を分離す る。この現象は二重層容量（double layer capacitance）と呼ばれる。電気二重 層は、事実上全ての電極および電解液間の界面に存在する、電気化学系の基本的 性質である。この二重層は、溶液から電極１０上に収着（sorb）された収着イオ ン１２と溶媒イオン（solvated ions）とから成る。電極１０と溶媒イオン１４ 間の接近は、イオン周囲の溶媒和被覆（solvation sheath）１６によって制限さ れるので、溶媒イオンは電極上に吸着することができず、ある距離に近づくだけ で ある。したがって、これら溶媒イオン１４の場合、距離ｄ（第１図参照）だけ分 離された正および負電荷が存在し、これによって電気的な意味での真の容量が生 成される。２番目の電荷蓄積機構は、電極表面上のイオン収着である。この現象 は、疑似容量（pseudocapacitance）と呼ばれる。ここで注記すべきキー・ポイ ントは、疑似容量は二重層のような或いは平行板コンデンサにおいて生じるよう な静電容量ではないということである。そのために、「疑似」（偽り（false） という意味）容量と呼ばれるのである。むしろ、疑似容量は、イオンの電極上へ の吸着を表わすために用いられる、都合のよいの形式論に過ぎない。ＳＯＨＩＯ 、ＮＥＣ、パナソニックおよびその他によって開発された、炭素を基本とするス ーパーコンデンサは、二重層容量効果によって電荷の蓄積を行うものである。し かしながら、これらの装置は少量の疑似容量も含む。この効果は回避することが できないのである。 スーパーコンデンサまたはウルトラコンデンサにおけるエネルギ蓄積に伴う物 理的プロセスは、電池における電荷蓄積の基になる電気化学的な酸化還元プロセ スとは大きく異なる。したがって、これらの装置は、電池とは全く別の種類の電 荷蓄積物質として表現される。 貴金属を用いるウルトラコンデンサと従来の電気化学的電池との望ましい特徴 を組み合わせ、しかも希土金属を用いることなく安価に製造できる電気エネルギ 蓄積装置に対 する必要性があることは、明らかである。 発明の慨要 要約すると、本発明によれば、充電可能な電気エネルギ蓄積装置が提供される 。この装置は同様な有機金属化合物で構成された２つの電極を有し、これらの電 極はイオン搬送電解液（ion carrying electrolyte）によつて電気的に接続され る。また、前記電極は、イオンは通すが電子は通さないバリアによって、互いに 分離されている。本発明の別の実施例では、前記電極はフェロセンで作られる。 本発明の別の実施例は、少なくとも一方が有機金属化合物から成る２つの電極 を有する電気化学的セルに電気エネルギを蓄積するプロセスを含む。前記電極は イオン搬送電解液によって電気的に接続されていると共に、イオンは通すが電子 は通さないバリアによって物理的に分離されている。前記プロセスは： １）電流を前記電極に供給することによって前記セルを充電するステップ； ２）所望の充電状態が得られるまで前記セル上の電位を維持するステップ：お よび ３）前記セルを用いて電気装置に給電することによって、前記セルを放電する ステップ； から成る。 本発明の更に別の実施例は、携帯無線機用充電電池から成る。前記充電電池は 充電および放電用の電気接点を有する筐体を備えている。１つ以上の電気化学的 セルが前記筐体内に収容され、各セルは同様な有機金属化合物で作られた２つの 電極を有する。前記電極はイオン搬送電解液によって電気的に接続されると共に 、イオンは通すが電子は通さないバリアによって物理的に分離されている。各電 気化学的セルは、前記筐体内において、他のセルおよび前記電気接点に電気的に 接続されている。 図面の簡単な説明 第１図は二重層容量を表わす概略図である。 第２図は本発明による電気エネルギ蓄積装置の断面図である。 第３図は本発明によって製造された電気エネルギ蓄積装置の充電曲線を示す図 である。 第４図は電極に粉体金属が充満された本発明による電気エネルギ蓄積装置の充 電曲線を示す図である。 第５図は本発明による「ボタン」セルの等幅切断図である。 第６図は本発明による「ジェリー一ロール」セルの等幅切断図である。 第７図は本発明によって製造された携帯無線機用多重セ ル電池の分解図である。 第８図は本発明によって製造された電気エネルギ蓄積装置の充電曲線を示す図 である。 第９図は本発明によって製造された電気エネルギ蓄積装置の充電曲線を示す図 である。 第１０図は本発明によって製造された電気エネルギ蓄積装置の別の充電曲線を 示す図である。 第１１図は、本発明で使用することができるポリマの例を示す図である。 好適実施例の詳細な説明 本発明は、グラム当たり１０セント未満の、フェロセンのような安価な有機金 属物質の使用について説明する。フェロセンをウルトラコンデンサの電極に組み 込むことによって、貴金属酸化物（precious metal oxide）のウルトラコンデン サによって得られる低内部抵抗を、炭素を基にしたスーパーコンデンサに比肩し 得るコストで提供することが可能になる。フェロセンを用いることの更に別の利 点は、例えば鉄のような金属組成物と例えば２つのシクロペンタジエン環（cycl openta-dienyl ring）のような有機組成物の双方を含んでいるので、この装置は 、事実上、スーパーコンデンサとウルトラコンデンサとの組み合わせ即ち混成と なることである。更 に、容量は金属の分散に依存するので、有機金属化合物は本来最も分散度が高い 状態で金属を含んでおり、したがって、可能な限り最も高い理論的エネルギ密度 を提供することである。 本発明の説明をこれより始めるが、添付図面に関連付けて以下の内容を検討す ることによって最良に理解されよう。尚、図面では、同様の参照番号が引き継が れている。ここで第２図を参照すると、エネルギ蓄積装置２０が筐体２２内に構 成されている。筐体２２は典型的に対向する両端部に開口を有する円筒であるが 、例えば、立方体や直方体のように、個々の設計者の望む他の形状でもよい。筐 体２２の一方端には第１金属導体２４が挿入され、エネルギ蓄積装置への電気接 点を構成する。筐体２２の対向側にある開口は、同様の目的のために備えられた 第２金属接続器２６を有する。筐体２２に用いられる物質は、例えば、塩化ビニ ル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンのような非導電性即ち誘電体物質 、または他の非導電性物質である。第１電極２８の形成は、有機金属化合物３０ を電解液と混合し湿ったスラリー（wet slurry）を形成することによって行われ る。次に、この湿ったスラリーを筐体２２内に詰め、第１電極２８を形成する。 更に、イオンは通すが電子は通さない誘電体物質で構成されたセパレータ３４を 第１電極２８上に配置する。セパレータ３４の物質は、第１電極と第２電極との 間のバリアとなるもので、典型的に、親 水性プラスチック・フィルム、ガラス、紙、フェルト、セルロース系材料、ゲル 、多孔プラスチック、イオン交換フィルム、スクリーン、ビード等のような、イ オン透過性メンブレーン（membrane）である。次に、第１電極と同様に第２電極 ３６を形成し、筐体内のセパレータ３４上に直接配置する。次に、第２金属導体 ２６を筐体内に挿入し、漏れ防止型エネルギ蓄積装置２０が形成される。前記エ ネルギ蓄積装置に用いられる電解液には、酸、アルカリ、塩、およびその溶液の ような多数の水性または非水系物質があげられる。本装置の製造において対象と なる有機金属化合物は、フェロセン、コバルト・アセテート四水化物（cobaltac etate tetrahydrate）、ニッケル・フタロシアニン四スルホン酸の四ナトリウム 塩（tetrasodium salt of nickel phthalocyaninetetrasulfonic acid）、金属 アセチルアセトン（metal acetylacetonates）、金属ビピリジン(metal bipyrid ines）、金属ポルフィリン（metal porphyrins）、メタロセン（metallocenes） （遷移金属または金属ハロゲン化物のシペンタジエニル（cypentadienyl）誘 導体として得られる、有機金属配位化合物）およびそれらの誘導体のような物質 である。同様の性質および構造を有する他の有機化合物にも読者には明白なもの もあり、それらも本発明の範囲に該当するものとする。 本発明の好適実施例では、前記有機金属化合物はフェロセンであり、電解液は 希硫酸である。両電極に用いられる 有機金属物質は類似しているので、装置が充電される時にどのように接続される かに応じて、第１金属導体２４または第２金属導体２６のどちらが電気エネルギ 蓄積装置の正または負接続として作用してもよい。 上述のように構成された電気エネルギ蓄積装置を充電するために、第１金属接 続器２４と第２金属接続器２６との間に３ボルトの電位をかけた。その結果第３ 図に示す充電曲線が得られた。５分間充電した後の前記装置の開放回路電圧は、 直流の０．８５７ボルトであった。本装置の安定性を高め、自己放電率を低下し 、開放電圧を増大するために、異なる種類のセパレータ、異なる種類の有機金属 化合物、および異なる電解液が示されている。例えば、セパレータとして厚紙フ ィルタを用いると、開放回路電圧が高くなることが発見された。例１ 電気エネルギ蓄積装置を、本発明にしたがって作成した。筐体にはポリプロピ レン・プラスチック円筒体を用いた。筐体の一端には、ステンレス鋼のボルトを 嵌入した。このボルトは筐体内部に延在する。前記筐体を部分的に（ほぼ半分） フェロセンの粉体で満たした。次に、この粉体を希硫酸溶液（約１０％のＨ₂Ｓ Ｏ₄）で濡らした。筐体の内径とほぼ同一の直径の円形ワットマン・フィルタ紙 （Whatmanfilter paper）片を濡れたフェロセン粉体上に配置し、セ パレータとして作用させた。更にフェロセンをセパレータ上に詰め、このフェロ センを希硫酸電解液で濡らした。次に、最初と同様な方法で、プラスチック筐体 の上部を、別のステンレス鋼取り付け具（fitting）で遮蔽した。この装置を、 ２〜５分間、１ボルト、１．７５ボルトおよび２ボルトで充電した。 本発明は、コンデンサにおいて発見された利点を電池において発見された利点 と組み合わせ、これらのいずれとも異なる方法で形成したものであることが、今 では読者には明白となったであろう。例えば、電池は異なる物質の２つの電極を 有するが、本発明のエネルギ蓄積装置は同様な有機金属物質で作られた電極を備 えている。陽極および陰極間のイオン経路はセパレータを介した電解液で形成さ れる。電解液はイオン化可能な塩を、例えば、硫酸水溶液のような溶剤に溶解し たものである。電解液は固体または液体、水性（aqueous）または非水系でもよ い。電池業界において用いられている用語に一致させるなら、負電極は陽極とし ても知られており、正電極は陰極としても知られている。電子は、作用中、外部 回路によって負から正に移動する。更に別の種類のエネルギ蓄積装置の構造が第 ５図および第６図に見られる。ここでは、陽極、陰極およびセパレータの別の形 状が見られる。第５図ではサンドイッチ状構造を用いて、「ボタン（button）」 状エネルギ蓄積装置が形成され、第６図には典型的なジェリー一ロール（jelly roll）型 エネルギ蓄積装置が示されている。 有用な電気エネルギ蓄積装置を提供するためには、蓄積装置２０を充電しなけ ればならない。これは、電気接続器２４，２６間で電位を与え、所望の充電状態 が得られるまで、その電位を装置２０上で維持することによって行われる。使用 中、電気接続器２４，２６に携帯無線機、電動機、発光ダイオートのような電気 装置、またはその他の電気装置を接続することによってセルを放電させる。ここ に記載する電気エネルギ蓄積装置は一次セルではなく充電可能なので、充電およ び放電プロセスを何回でも繰り返して充電可能なセルを形成できる。即ち、電気 装置に給電することによって蓄積装置を放電した後、接続器に再度電位を印加す ることによって蓄積装置を充電し、更にまた放電することができるのである。 本発明の別の実施例では、有機金属の粉体を、銀、アルミニウム、金、コバル ト、クロム、銅、鉄、イリジウム．マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッ ケル、バラジウム、プラチナ、ルテニウム、亜鉛、ステンレス鋼、またはこれら の物質の合金のような金属物質と混合したり、これらで被覆してもよい。金属を 有機金属の粉体と混合する場合、当該金属は、薄片、繊維、粒体、またはフィリ ング（flllng）の形状を取ることができる。有機金属混合体に加えられる金属の 量は、その値が高いと電極同士の短絡が生じるので、典型的に少ない。金属物質 を加えると電池の内 部抵抗が低下するので、電力密度が高くなる。金属は一方または双方の電極に混 合してもよく、また、代替案として、多重セル・エネルギ蓄積装置において、い くつかまたは全てのセルに金属を混合してもよい。 フェロセンを基本にしたエネルギ蓄積装置の第１電極３２に亜鉛フィリングを 混合して第２図に示した装置に類似した装置を作成し、上述のように充電した。 ６分の充電後の装置の開放回路電圧は、０．９９２ボルトてあった。その充電曲 線を第４図に示す。構造によって、必要であれば、電子または電流コレクタまた はグリッド（grid）３８を装置に付加してもよい。電流コレクタ３８は、典型的 に、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、ニッケル、プラチナ、銀、タンタル、チ タン、亜鉛のような金属、およびそれらの合金で形成され、電池の構造に用いら れている有機金属化合物で更に被覆してもよい。明らかに、有機金属化合物の混 合物を用いることによって、装置の効率即ち電力密度を高めることができる。 フェロセンを、炭素、金属酸化物、金属硫化物（metal sulfides）、金属硫酸 塩（metal sulfates）、金属燐酸塩（metal phosphates）、金属窒化物等のよう なスーパーコンデンサに一般的に用いられる他の物質と混合したものを用いて電 気エネルギ蓄積装置が作成される。この装置は、これらの物質を粉体として混合 し、このように電極として用いることによって構成される。また、前記装置は、 純粋 にフェロセン粉体の電極と、炭素、金属酸化物、金属硫化物および金属硫酸塩の 群から選択された１つ以上の物質で構成された電極とで構成することもできる。 他の実施例は、チタンまたは鉄のような卑金属（basemetal）上に有機金属電 極物質を付着させるものである。前記装置は、フェロセンおよび／または金属酸 化物、金属硫化物および金属燐酸塩のような他の物質を含む混合電極で構成する ことができる。この他にも、前記装置は金属硫化物および金属燐酸塩のような被 覆層を備え、チタン、鉄またはその他の金属上に付着させることができる。 更に他の実施例は、上述の装置で用いたフェロセンを、カルボキシル酸塩（ca rboxylates）、アクリル酸塩（acrylates）、芳香族アセチル（aromatic acetyl s）、硫黄化合物、窒素化合物、ポルフィリンサルコキシド（porphyrinsalkoxid es）、アルカン（alkanes）、含水化合物（hydrates）、二環物（bicyclos）、 燐化合物（phosphoric compounds）、シリコン化合物（siliconcompounds）を含 むその他の有機金属で置き換えたものである。この応用に用いることができる金 属には、以下のものが含まれるが、これらに限定される訳ではない。 ＩＢ族 Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ ＩＩＢ族 Ｚｎ，Ｃｄ，Ｈｇ ＩＶＢ族 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ ＶＢ族 Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ ＶＩＢ族 Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ ＶＩＩＢ族 Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ ＶＩＩＩＢ族 Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ ＩＡ，ＩＩＡ族 Ｃａ，Ｍｇ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ 最後に、有機および無機元素を組み合わせて金属（ビピリジン）₃のような有 機金属を形成することができ、或いは、それらを有機金属ポリマに化合すること もできる。このポリマは有機または有機金属の主鎖と、第１１図に示すような有 機または有機金属配位子（ligand）で構成してもよい。 また、前記ポリマは、先に表に示した金属を含む内位添加化合物（intercalat ion compound）、または上述の有機金属ポリマの組み合わせとすることができる 。例２ 例１において用いられたフェロセンと同様に、コバルト・アセテート四水化物 （cobalt acetate tetrahydrate）を用いて電気エネルギ蓄積装置を作成した。 電解液として硫酸の１０パーセント溶液を用いた。１、１．７５および２ボルト で２〜５分間前記装置を充電した。１ボルトで充電する前では、２つのコバルト ・アセテート四水化物間には電圧差は観察されなかった。充電曲線を第８図に示 す。１ボルトで２分間充電した後、０．４０４ボルトの電圧差が 前記電極間に観測された。この電圧は装置の自己放電のために３分後に０．３０ ２ボルトに低下した。 １．７５ボルトで充電する前には、２つのコバルト・アセテート四水化物電極 間に電圧差は観察されなかった。充電曲線を第９図に示す。１．７５ボルトで３ ．５分間充電した後、前記電極間に０．８３１ボルトの電圧差が観察された。こ の電圧は装置の自己放電のため３分後には０．７０７ボルトに低下した。 ２ボルトで充電する前では、２つのコバルト・アセテート四水化物電極間に電 圧差は観察されなかった。充電曲線を第１０図に示す。２ボルトで５分間充電し た後、前記電極間に０．７２５ボルトの電圧差が観察された。この電圧は装置の 自己放電のため１０分後には０．７０１ボルトに低下した。例３ ニッケル・フタロシアニン四スルホン酸（nickelphthalocyaninetetrasulfoni c acid）、四ナトリウム塩（tetrasodium salt）を用いて、別の電気エネルギ蓄 積装置を作成した。充電前では、この装置の電極間には全く電位差が現れなかっ た。１分間充電後、０．３２６ボルトの電位差が観察された。この有機金属の充 電特性は速すぎて、正確に記録できなかった。充電電流は、充電が開始されてか ら１０秒以内に、０．１２３ミリアンペアで一定レ ベルに落ち着いた。例４ マンガン・アセチルアセトン（manganese acetylacetonate）を用いて作成し た電気エネルギ蓄積装置の挙動も検査した。この物質は硫酸電解液に非常によく 溶解することが発見された。コンデンサに充電する試みは失敗に終わったが、恐 らくこの物質の前記電解液における高い溶解性のためにであろう。 ここに記載した電気エネルギ蓄積装置には多くの用途が見いだせようが、中で も携帯無線機またはその他の携帯電気装置用電源または電池に用いられよう。第 ７図を参照すると、本発明の電気エネルギ蓄積装置２０を用いた典型的な多重セ ル電池５０が示されている。かかる電源は典型的に充電用および放電用電気接点 ５８，５９を有する筐体５２を含む。１つ以上の電気エネルギ蓄積装置２０がこ の筐体内に収容される。装置２０は接続タブ５４によって電気的に結合され、電 池５０に所望の電流および電圧を供給すると共に、この構造体は更にフレックス 回路（flex circuit）５６にも接続されている。フレックス回路５６は更に充電 接点５８と放電接点５９とに接続されている。衝撃パッド即ち絶縁器（insulato r）６２が、組み込まれた複数の装置２０の上および／または下に配置され、更 にカバ ー６４を筐体に固着してパッケージを閉じる。 本発明の好適実施例を例示しかつ説明したが、本発明はこれらに限定されるの ではないことは明白であろう。 本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多数の変更物、変化物、改造 物、置換物および同等物が当業者には容易に想起されよう。貴金属ウルトラコン デンサと従来の電気化学的電池との望ましい特徴を組み合わせた電気エネルギ蓄 積装置を提示した。これは希土金属を用いることなく安価に製造することができ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スウィアーベル，トーマス・ジェイ アメリカ合衆国フロリダ州ディビィ、サン ター・アベニュー501 (72)発明者 ウィリアムス，メラニー アメリカ合衆国フロリダ州フォート・ロー ダーデール、ピー・オー・ボックス503

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．同様の有機金属化合物で構成された２つの電極を有する電気化学的セルを含 み、前記電極はイオン搬送電解液によって電気的に結合され、イオンは通すが電 子は通さないバリアによって物理的に分離されていることを特徴とする充電可能 な電気エネルギ蓄積装置。 ２．請求項１において、前記有機金属化合物は、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｏ，Ｃｒ ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｉｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｚｎおよび これらの合金から成る群から選択された１つ以上の金属と混合されているか、あ るいは被覆されていることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ３．請求項１において、前記有機金属化合物は、メタロセン、金属ポルフィリン 、金属アセチルアセトン、有機金属ポリマ、および金属ビピリジンから成る群か ら選択されることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ４．請求項３において、前記有機金属化合物は、フェロセン、コバルト・アセテ ート四水化物、ニッケル・フタロシアニン四スルホン酸の四ナトリウム塩または マンガン・アセチルアセトンてあることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ５．請求項１において、前記バリアは、透湿性メンブレーン、親水性プラスチッ ク膜、ガラス、紙、フェルト、およびセルロース系材料から成る群から選択され たセパレータ であることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ６．請求項１において、更に、電流コレクタを含み、該電流コレクタは前記有機 金属化合物が被覆されていることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ７．請求項１において、前記電流コレクタは、コバルト、銅、金、鉄、マンガン 、ニッケル、プラチナ、銀、タンタル、チタン、亜鉛およびそれらの合金から成 る群から選択された金属であることを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 ８．２つのフエロセン電極を有する電気化学的セルを含み、前記電極は酸性の電 解液によって電気的に結合され、イオンは通すが電子は通さないバリアによって 物理的に分離されていることを特徴とする充電可能な電気エネルギ蓄積装置。 ９．電気エネルギ蓄積装置であって： ２つの電極と電解液とを有する充電可能な電気化学的セルから成り、前記電極 の各々は、前記電解液と電気化学的活性物質との間で輸送電子を与える、電気化 学的に活性な物質から成る表面を有し； 前記電極は、イオンは通すが電子は通さないバリアによって分離され； 前記電気化学的に活性な物質は、１つ以上の有機金属化合物で構成されている ことを特徴とする電気エネルギ蓄積装置。 １０．同様の有機金属化合物で構成された２つの電極を有 する電気化学的セルを含み、前記電極はイオン搬送電解液によって電気的に結合 され、イオンは通すが電子は通さないバリアによって物理的に分離されている、 充電可能な電気エネルギ蓄積装置に電気エネルギを蓄積する方法であって： 前記電極に電流を供給することによって前記セルを充電するステップ； 所望の充電状態が得られるまで前記セルの電位を維持するステッブ；および 前記セルを用いて電気装置に給電することによって前記セルを放電するステッ プ； から成ることを特徴とする方法。 １１．請求項１０において、更に、前記放電ステップの後に前記充電ステップを 繰り返して、前記セルを再利用のために充電するステップを含むことを特徴とす る方法。 １２．請求項１１において、前記電解液は希硫酸であることを特徴とする電気エ ネルギ蓄積装置。