JPH09507964A

JPH09507964A - 高パルスパワー電池

Info

Publication number: JPH09507964A
Application number: JP8516034A
Authority: JP
Inventors: エスタケウチ，エスター; エムウォルシュ，カレン
Original assignee: ウィルソングレイトバッチリミテッド
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-08-12
Also published as: AU3727295A; DE69527612T2; EP0752162A4; WO1996015562A1; DE69527612D1; US5580683A; EP0752162B1; AU688983B2; EP0752162A1

Abstract

(57)【要約】アルカリ金属−アルミニウム合金アノードと、ニッケルアノード集電体と、アルミニウムからなるカソード集電体上にプレスされた展延混合金属酸化物カソード活物質と、非水電解質溶液とからなる高パルス電力電気化学電池が記述される。電解質溶液は、好ましくは、アノードを構成するアルカリ金属に類似した少なくとも一つのイオン形成アルカリ金属のヘキサフルオロリン酸塩からなる。リチウムが好ましいアルカリ金属である。この電池システムは高い電流パルスを発生し、従来の電気化学システムに対して減少した体積のケーシング内に収容できる。さらに、アノード／電解質溶液が熱放散なく電圧遅延を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】高パルスパワー電池参考事項本願は、１９９３年１１月１日付出願番号08/146,707「電気化学電池に用いるカソード構成要素の製法」及び１９９３年１２月２０日付出願番号08/169,002「性能及び安定性改善のための電解質」の一部継続出願である。発明の背景１．発明の分野本発明は一般的に電気化学電池に関する。より詳しくは、本発明はアルカリ金属からなるアノードと固体カソードとを有する非水高パルス電気化学電池(non-a queous high pulse electrochemical cell)に関する。好ましくは、本発明の電気化学電池は、リチウム−アルミニウムアノード活物質のようなアルカリ金属合金アノードと、ニッケルからなるアノード集電体と、高導電性金属スクリーンに付着された展延混合金属酸化物からなるカソードとを含む。好ましいカソード物質はアルミニウムからなるカソード集電体に付着された酸化バナジウム銀(Ag₂V₄ O₁₁)である。この電気化学システムは、好ましくはアルカリ金属のヘキサフルオロリン酸塩、より好ましくは、アノードがリチウムからなるときは有機溶媒混合物に溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウム(lithium hexafluorophosphate) で活性化される。２．従来技術従来技術は種々の非水アルカリ金属／固体カソード電気化学電池を記述している。従来の電池の多くは本発明の高パルス電力電池(high pulse power cell)の構成要素の一つまたはそれ以上を含んでいるが、そのいずれもアルカリ金属アノード、ニッケルからなるアノード集電体、アルミニウムからなるカソード集電体に付着された酸化バナジウム銀(silver vanadium oxide)のような展延混合金属酸化物カソード活物質、およびアノードを形成するアルカリ金属と同類のイオン形成アルカリ金属(ion-forming alkali metal)のヘキサフルオロリン酸塩(hexa- fluorophosphate)からなる電解質溶液の組合せを含んでいない。従来の電池のいずれによっても得られない大きさの本発明の高パルス電力電池の高い放電効率の相乗的改善が達成されるのはこの協同的電気化学システムである。本発明の高パルス電力電池の種々の構成要素を有する従来の電池の一つとして本発明の譲受人に譲渡されたKeister 等の米国特許第4,830,940 号がある。この特許は薄い金属スクリーン、例えば、チタンまたはステンレススチールのスクリーンから作られたカソード導体に関連させられた混合金属酸化物カソード(mixed metal oxide cathode)を有する非水リチウム電気化学電池を記述している。このカソードは、ポリテトラフルオロエチレンのような結合剤（バインダー：bind er）と組合せられた活物質としての酸化バナジウム銀で形成することができ、グラファイト粉およびアセチレンブラック(acetylene black)のような導電性添加剤を付加的に含んでもよい。このカソード集合体は、カソード活物質をチタンまたはステンレススチールのスクリーンに注ぎ、この集合物をポリプロピレンのような分離（セパレータ）物質の包囲体で包むことにより形成される。アノードはセパレータ内に包まれたアルカリ金属、好ましくは、リチウムまたはリチウム合金からなる。そして、この電池を活性化するための適当な電解質は、有機溶媒中に溶解されたリチウム塩、好ましくは、体積比５０：５０の炭酸プロピレン(pro pylene carbonate)とジメトキシエタン(dimethoxyethane)の混合物(PC:DME)中に溶解された１Ｍヘキサフルオロヒ酸リチウム(lithium hexafluoroarsenate:LiAs F₆)を含む。本発明の電気化学電池はアルミニウムのカソード集電体に付着された展延カソード活物質からなる。この組合せの結果電池の性能が改善される。 Berberick 他の米国特許第5,154,992 号は非水リチウム／二酸化マンガン電気化学電池を記述している。他の適当なカソード物質はカーボンおよびポリテトラフルオロエチレンと混合された酸化バナジジウム銀をプレスして多孔性固形構造体に形成したものを含む。セパレータはポリプロピレンの不織基体に結合された多微孔性ポリプロピレンであり、非水電解質はLiPF₆およびLiAsF₆のような塩を含む。この特許はバインダーおよび導電性添加剤を混合したカソード活物質を展延(カレンダー：calendering)し、アルミニウムの集電体に付着させてカソード構成要素を形成することを記述していない。本発明の譲受人に譲渡されたEbel他の米国特許第5,114,811 号はリチウム−アルミニウム合金のアノードと固体カソードを有する電気化学電池を記述している。そのカソードは、チタンとステンレススチールから形成することができる集電体に関連された酸化バナジウム銀からなる。この特許もカソードを展延（カレンダー）工程において形成することを記述していないし、また、アルミニウムはカソード集電体として有効な物質の一つとして含まれていない。 Takami 他の米国特許第5,244,757 号は、炭素質の負極と、リチウム／金属酸化物またはリチウム／混合金属酸化物、有機結合剤および導電性添加剤からなる正極とを有するリチウム２次電池を記述している。正極の適当な物質の例としては、二酸化マンガン、リチウム−マンガン複合酸化物、リチウム−ニッケル酸化物、リチウム−マンガン−コバルト酸化物、リチウム含有非結晶五酸化二バナジウム、または二硫酸チタン(titanium disulfate)もしくは二硫酸モリブデン(mol ybdenum disulfate)のようなカルコゲン化合物(chalcogen compounds)がある。リチウム−コバルト酸化物中のコバルトの一部分を遷移金属、Sn、Al、Mg、T、V のような金属に代えてもよい。正極はこれらの組成分を混合し、その混合物を練り合わせてシートとなし、このシートをアルミニウムのような物質から作られた集電体に圧着させることによって形成される。この電気化学システムは、LiBF₄、LiPF₆またはLiCF₃SO₃を含むことができるリチウムイオン伝導溶液で活性化される。しかしながら、酸化バナジウム銀は適当な混合金属酸化物として開示されておらず、この点でTakami他はアルカリ金属のアノードと、アルミニウム集電体に関連させられた展延酸化バナジウム銀からなるカソードと、ヘキサフルオロリン酸リチウムからなる活性化電解質溶液とを組合せてなる１次電気化学電池を開示していない。 Takahashi 他の米国特許第4,980,250 号は、再充電可能な(rechargeable)正極と、再充電可能なリチウム含有負極と、セパレータと、有機電解質溶液とからなる２次電池を記述している。その正極は、酸化バナジウムをグラファイトまたはアセチレンブラックのような導電性物質と、ポリテトラフルオロエチレン粉末のような結合剤とを組合せ加圧して形成したフィルム状成形体から形成することができる。アノードおよびカソードの適当な集電体は、ニッケル、チタンまたはステンレススチールのような金属からなり、電解質は非プロトン性で高誘電性の（ high-dielectric）有機溶媒に溶解されたLiAsF₆を含むものとして記述されている。 Shackel 他の米国特許第4,925,751 号は、望ましくはV₆O₁₃と電気伝導性炭素粒子とを含むカソード組成を有する２次リチウム電池を記述している。この電池はイオン化可能なアルカリ金属塩の単相固溶体(single-phase solid solution) と、この塩のための溶媒と、アクチニウム輻射線(actinic radiation)または熱への暴露によってまたは化学的に重合されたポリマーとからなるイオン伝導性電解質によって活性化される。カソード集電体として適当な物質としてはステンレススチールとともにアルミニウムが示されているが、好ましい集電体は、カソード構成要素に接触する表面に電気化学的に付着されたニッケル粒子を有するニッケル箔である。さらにこのカソード活物質は展延（カレンダー）されていない。本発明の高エネルギ密度電気化学電池は、従来のアルカリ金属／混合金属酸化物電池、特に、リチウム／酸化バナジウム銀電池の改良である。他の利点のほかに電流容量、エネルギ密度および製作の容易さの点で、ニッケル集電体に組合わされたアルカリ金属−アルミニウム合金アノードと、アルミニウムからなるカソード集電体に圧着された展延混合金属酸化物カソードと、少なくとも一つのイオン形成アルカリ金属のヘキサフルオロリン酸塩からなる非水電解質溶液との組合せが電気化学的協同作用を発揮し、従来電池に比べて電池の放電効率の相乗的改良をもたらす。特に、本発明の電気化学電池は従来のものよりも１．６倍高いパルス電流の下に効率的に放電する。換言すれば、本発明の電気化学電池は従来の電池に比し４０〜５０％小さい体積のケースに収納でき、しかも等しい電流振幅の放電が可能である。加うるに、本発明のアルカリ金属アノードと電解質溶液の結合が、本発明の高パルスパワー電池の電圧遅延(voltage delay)および放電特性を改善する。本発明のこれらのおよび他の改善点および利点は、以下の記述および図面を参照することによって当業者に益々明白になるであろう。発明の要約本発明の電気化学電池は、好ましくは、リチウム金属のアノードと固体カソードとを含む。固体カソードは、好ましくは、金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物(mixed metal oxide)、炭素質化合物(carbonaceous compounds)、およびこれらの混合物から選ばれたカソード活物質と、導電性添加剤と、結合剤との組合せからつくられる。これらの組成分は、充分に混合され展延(calendered)されてカソード活物質の可撓性カソードシートを形成する。この可撓性カソードシートを所定寸法にカットし、好ましくはアルミニウムからなる高導電性金属スクリーンに圧着させる。好ましいカソード物質は酸化バナジウム銀(Ag₂V₄O₁₁)である。カソードとアノードは好ましくはポリプロピレンのセパレータに包まれ、平坦なゼリーロール形状に巻回され適当な形状のケース内に収容される。リチウムアノードを有するこの電池は５０：５０の体積比のPC/DME混合物中に溶解された1M L iPF₆からなる電解質溶液によって活性化されるのが好ましい。図面の簡単な説明第１図は、本発明の高パルス電力電池に使用するカソード活物質の自立構造のシートの製作工程を示すブロックダイヤグラムおよびフローチャートである。第２図は、カソード活物質の自立構造シートから電気化学電池に使用するカソード構成要素を製作する工程を示すブロックダイヤグラムおよびフローチャートである。第３図第４図は、それぞれチタンカソード集電体およびアルミニウムカソード集電体を有して製作された代表的電池の典型的放電曲線を示すグラフである。第５図第６図は、それぞれチタンおよびアルミニウム集電体を有して製作された電池のパルス列に対する放電曲線を示すグラフである。第７図第８図は、それぞれチタンおよびアルミニウム集電体を有して製作された電池の放電容量に対するバックグランド負荷下の電圧、ｐ１最小およびｐ４最小パルス列電圧を示すグラフである。第９図は、LiAsF₆またはLiPF₆電解質溶液で活性化され、１０ｋΩ抵抗器を介して放電中の電池の厚さを示すグラフである。第１０図から第１７図は、電気化学電池における使用の前および後における種々のアルミニウム合金の表面状態を示す写真である。第１８図から第２１図は、放電前に種々の時間の間７２℃で貯蔵されたLiPF₆ 電解質電池から取り除かれたチタンスクリーンを示す。第２２図第２３図は、LiPF₆対LiAsF₆の比が１００：０から０：１００の範囲であるLiPF₆とLiAsF₆を有する電解質溶液で活性化された種々の電池のアンペア時対パルス放電電圧(pulse discharge voltage)のグラフである。第２４図第２５図は、種々のLiPF₆/LiAsF₆で活性化された電池のパルス列に対する放電曲線を示すグラフである。第２６図から第２８図は、LiPF₆対LiAsF₆の比が１００：０から０：１００の範囲であるLiPF₆とLiAsF₆を有する電解質溶液で活性化された種々の電池の時間対パルス列のグラフである。第２９図は、LiPF₆対LiAsF₆の比が１００：０から０：１００の範囲のLiPF₆と LiAsF₆を有する電解質溶液で活性化された種々の電池の抵抗のグラフである。第３０図第３１図は、それぞれLiAsF₆およびLiPF₆が溶解された電解質溶液で活性化された電池の放電特性のグラフである。第３２図は、５０／５０（体積比）のDME/PC混合物に溶解された1M LiPF₆からなる本発明による溶液によって活性化され、１年加速放電データ(ADD)状況におかれた複数のリチウム／酸化バナジウム銀(Li/SVO)電池の平均放電曲線を示すグラフである。５０／５０（体積比）のDME/PC混合物に溶解された１モルのヘキサフルオロヒ酸リチウム(1M LiAsF₆)溶液からなる電解質溶液で活性化された同様の構成の従来のLi/SVO電池の比較放電曲線をも示す。第３３図は、ヘキサフルオロヒ酸リチウムおよび過塩素酸リチウム(LiClO₄)からなる電解質溶液と比較して、ヘキサフルオロリン酸リチウム塩(LiPF₆)からなる本発明による電解質溶液で活性化された種々のリチウム／酸化バナジウム銀電池によって放散される熱量の傾向を示すグラフである。第３４図は、本発明の電気化学電池と対比した二つの従来電池の放電曲線を示すグラフである。発明の詳細な説明本発明の電池は元素の周期律表のＩＡ族から選ばれたリチウム、ナトリウム、カリウム等を含む金属、並びに、例えばLi-Si，Li-B およびLi-Si-B 合金を含むこれら金属の合金および金属間化合物からなるアノードを有している。好ましいアノードはリチウムからなり、より好ましいアノードはリチウム合金からなり、この好ましいリチウム合金は約０重量％から約５０重量％のアルミニウムを含むリチウム−アルミニウム合金である。合金中のアルミニウム含有量が増大すればするほど、電池のエネルギ密度が低くなる。アノードの形態は種々変わりうるが、好ましくはアノード金属の薄い金属シートまたはフォイル（箔）を金属アノード集電体上に押圧ないし圧延して付着させアノード構成体を形成する。酸化ニッケルアノード集電体が好ましい。本発明の電池において、アノード構成体は集電体と同じ物質からなる延長タブまたはリード線を溶接によって付設または一体に形成して有し、ケースが負の電気的構成の導電性金属からなる電池ケースに溶接によって接続されている。また別の構造では、アノードは電池の表面積を小さくするために、例えばボビン、シリンダーまたはペレットのような他の形状に形成してもよい。本発明の電気化学電池は、さらに電池の他の電極として作用する電子伝導複合物質(electronically conductive composite material)の固体カソードを含んでいる。カソードにおける電気化学反応は、アノードからカソードに移動するイオンの原子または分子の形態への変換を含んでいる。固体カソード物質は金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物または炭素質化合物(carbonaceous compounds)およびこれらの組合せから作ることができる。適当なカソード物質は酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅(copper silver vanadium oxide)、二酸化マンガン、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄、炭素およびフッ化炭素(flu orinated carbon)が含まれる。固体カソードは優れた熱安定性を呈し、概して非固体カソードよりもより安全でありより反応性が低い。好ましくは、この固体カソード物質は、当業者に周知のように、種々の金属酸化物または金属酸化物／元素状金属の組合せの、好ましくは、混合状態における熱処理(thermal treatment)、ゾル−ゲル形成(sol-gel formation)、化学的蒸着 (chemical vapor deposition)、熱水合成(hydrothermal synthesis)による化学的付加、反応または他の緊密な接触によって形成された混合金属酸化物からなる。このようにして生成された物質は元素の周期律表のＩＢ、IIＢ、IIIＢ、IVＢ、ＶＢ、VIＢ、VIIＢおよびVIIIＢ族の金属および酸化物を含み、これには貴金属および（または）これらの酸化物を含んでいる。本発明の混合金属酸化物カソード物質の一つの好ましい形態において、ＩＢ、 IIＢ、IIIＢ、IVＢ、ＶＢ、VIＢおよびVIIＢ族の金属からなる容易に分解可能な化合物およびＶIIIＢ族の同様に分解可能な化合物は、そのカソード物質の調製にさらに使用される酸化物または各金属元素の急速な調製を行なえるように熱処理される。このように容易に分解可能な物質には、硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸塩および／またはアンモニウム塩として公知の化合物のクラスがあるが、これらに限定されない。これらの前駆物質（すなわち、硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸塩および／またはアンモニウム化合物等）は、混合状態、または、個々に分解され、その後酸化物一分解可能金属塩化合物として結合され、続いて分解されて混合金属酸化物カソード物質に形成される。上述した分解反応による混合金属酸化物カソード物質の調製のより詳細な説明については、本発明の譲受人に譲渡され、ここに援用するLiang 他の米国特許第4,310,609 号を参照されたい。五酸化二バナジウムおよび種々の銀含有物質の化学的付加反応によるカソード活物質としての混合金属酸化物酸化バナジウム銀の調製のより詳細な説明については、本発明の譲受人に譲渡され、ここに援用する米国特許願第08/090,574号、同第08/066,982号および同第08/071,518号を参照されたい。さらに、ゾル−ゲル成形法による酸化バナジウム銀カソード活物質の調製のより詳細な説明については、本発明の譲受人に譲渡され、ここに援用する米国特許願第08/271,154号を参照されたい。この種のカソード活物質は、本発明の高エネルギ密度電気化学電池に使用するのに適当な集電体に圧着する前に、まず自立構造の(free-standing)カソードシートに形成するのが好ましい。第１図のブロック図のフローチャートに示したように、顆粒状のカソード活物質がまずその粒子サイズを小さくするため粉砕される。これは、摩耗ないし粉砕工程１０においてカソード活物質を粉砕してその粒子サイズを小さくすることにより実行される。ボールミルまたは鉛直ボールミルが好ましく、その典型的な粉砕時間は約１０から１５分の範囲である。細分されたカソード活物質は、導電性希釈剤としてのカーボンブラックおよび／または黒鉛並びに結合剤(binder material)としての例えばポリテトラフルオロエチレン粉末のようなフッ素樹脂粉末と混合され、工程１２において減極剤カソード混合物を形成するのが好ましい。本発明のカソード混合物と併用する他の適当な結合剤には、エチレンプロピレンジエンモノマー(ethylene propylenedienemonomer) (EPDM)およびポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride: PVDF)がある。好ましくは、この混合物は約３重量％の導電性希釈剤と約３重量％の結合剤と残りのカソード活物質からなる。この混合は普通水またはミネラルスピリッツ(min eral spirits)のような不活性有機溶媒のような溶媒中で行なわれる。この混合工程は混合物質を均質性と、フッ素樹脂のフィブリル化(fibrillation)を提供し最終製品のカソードシートの構造の完全性を保証する。ある場合は、電子伝導性物質を必要としない。いずれにしても、カソード活物質の量は約８０重量％から約９９重量％に保持されるのが好ましい。混合工程に続き、混合物がペーストとしてミキサーから取り出され、一連のロールミルに供給され、このロールミルがカソード物質をテープの形状を有する薄いシートに加圧成形(compact)もしくは展延成形(calender)するか、またはこのカソード混合物をまず工程１４においてブリケットミル(briquette mill）を通過させることができる。この後者の場合において、カソード混合物質は小さいペレットに形成され、カレンダーロールミルに供給される。典型的には、加圧成形(compacting)工程１６は二つまたは四つのカレンダーミルからなるロールミルによって実行されるが、これらのミルは混合物を回転するローラ間に圧延して連続テープの形状の自立構造シートとしてのカソード活物質を提供する。このカソードテープは約０．００４インチから約０．０２０インチの間の厚さを有するのが好ましい。ローラから導出されるテープの外縁は切り整えられ（トリマーされ）、仕上がりテープは１８に示す巻き取りリールに巻き取られカソード活物質のロールが形成される。この物質は次に真空下で乾燥工程に付されカソード活物質から残留溶媒および／または水分が除去される。あるいは別の方法として、この処理はカソード混合物を加圧成形工程１６に付す前に液体電解質をカソード混合物に滴下添加する工程を含むことができる。これはカソード活物質の自立構造シートを組み込んだ電気化学電池の性能と定格容量を高めるのに役立つ。カソード活物質の自立構造シートは、後の使用のために蓄えておくか、あるいは巻き戻してコンベヤベルトに供給して２０に示すパンチング（押抜き）機械に掛けることができる。パンチング操作２４はカソード活物質の連続テープを本発明の高パルス電力電池に使用するカソード構成要素の調製に必要な寸法に形成する。第１図に示したように、本発明の自立構造カソードシートの製造方法は、品質管理が許容可能レベルまで達していないカソード活物質をリサイクルするいくつかの帰還ループを含んでいる。これは実際に無駄になるカソード物質が非常に少なくなるので生産量に寄与する。このようにして、カソード混合物質が工程１６で一連のカレンダーミルによってプレスされた後、得られたテープが薄過ぎたり、あるいは、他の原因で十分な品質を有していなければ、テープは工程２６で示すリサイクル装置に送られ、この装置がカソード混合物質をカレンダーミルの供給ラインに再導入する。もし必要であれば、溶媒の濃度は工程２８で調整され、自立構造カソードテープに圧延形成されるのにより均一な濃度をカソード混合物ペーストに与える。この第１リサイクル工程２６は、またトリミングによる切端や同様の残されたカソード活物質をカレンダーミルへの供給ラインに再導入するのにも有用である。第２のリサイクルループはパンチング操作の後、トリミングによるカソード物質の切端を工程から除去し、この物質を工程２６に示したリサイクル装置と先に説明したように工程１４が含まれていれば、そのブリケットミルとを介してカレンダーミルに供給する。再度、溶媒の濃度が工程２８で調整され、均一な断面厚さの自立構造カソードシートに圧延形成するのに適したカソード活物質のペーストが生成される。乾燥工程２０が完了したときに、カソード物質のテープは後で使用するために保管されるか、あるいは直ちにパンチング（押抜き）操作２４に送られる。パンチング操作はシートを短冊状、半円状、長方形状、楕円状またはその他の形状を含む種々の形状のカソードプレートに切断する。これらのプレートは、工程３０中に本発明の高パルス電力電池に使用するカソード要素を形成するためのプレス装置に移動される。第２図のブロック図フローチャートに示したように、パンチング操作はカソード活物質の連続テープをカソード構成要素を調製するのに必要な任意の幾何学的寸法を有するカソードプレートに形成する。すなわち、カソードプレスプロセスにおいて、乾燥カソードシートのロールが工程３２でこれに操作を加えるべく得られる。市場で入手可能なパンチング機械が所望の幾何学形状のテープを生産するために工程３４で設定され、カソード物質のテープがパンチング機械を通過させられてカソードプレートないしブランク(blanks)が工程３６で形成される。プラテンまたは取付具(fixuture)を備えた油圧プレスが工程４０で用意される。パンチ（押抜き）されたカソードプレートのレセプタクルカップ（収容器）が工程４２で風袋スケール(tares cale)で計測され、品質管理検査として選ばれたカソードプレートが断面の均一性を保証するために計測される。カソード構成要素を形成するために、第１のプレートが工程４２で下方取付具に載置され、好ましくはアルミニウム金属スクリーンの集電体が工程４４でプレートの上に載置される。上方取付具が４６で示したように下方取付具の上に、かつ、集電体スクリーンの上方に配備される。そしてこの取付具が工程４８で第２の成形カソードプレートを、ついで、工程５０で取付具集合体を閉封するトッププラグを受ける。この取付具集合体は５２で示すように液圧プレスに挿入され、このプレスが５４で二枚のカソードプレートをその間に挟んでアルミニウムカソード集電体を圧縮し積層体としてのカソード構成要素を形成する。プレス工程に続き、取付具集合体が工程５６でプレスから除かれ、カソード構成要素がプレス取付具から分離され、工程５８で収集トレイに載置される。カソード構成要素は後で使用するために貯蔵するか、またはこのカソード構成要素は本発明の高パルス電力電池に組み込むことができる。本発明の高パルス電力電池に使用するためのカソード構成要素を製造する工程のさらに詳しい説明には、本発明の譲受人に譲渡され、本明細書に援用する米国特許願第０８／１４６，７０７号を参照されたい。調製されたカソード構成要素は、材料を電池容器集合体内に直接プレスすることによって調製された固体カソードとして、あるいは「ゼリーロール」に似たうず巻き状に巻かれたカソード構造体として使用することができる。本発明の高パルス電力電池はアノードおよびカソード活性電極間を物理的に分離する適当なセパレータ（分離体）を含んでいる。このセパレータは電気的な絶縁物質からなり、両電極間の内部電気短絡回路を阻止する。また、セパレータ材料はアノードおよびカソード活物質とは化学的に反応せず、さらに、電解質溶液と化学的に反応せず、かつ、これに不溶である。加えて、セパレータ物質は電池の電気化学反応中に電解質溶液の流通を許容するのに十分な多孔性を有している。セパレータ物質の例としては不織ガラス、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、ザイテクス(ZITEX：ケムプラスト・インコーポレーテッド)として市場から入手できるポリテトラフルオロエチレン膜、セルガード(CELGARD：セラニーズ・プラスチック・カンパニ・インコーポレイテッド)として市場から入手できるポリプロピレン膜およびデキシグラス(DEXIGLAS: C.H．デクスタ・ディビジョン、デクスタ・コーポレイション)が含まれる。セパレータの形状は典型的にはシート状をなし、アノードおよびカソード電極間にこれら両者間の物理的な接触を阻止するようにして配備される。このような事態は、アノードがへび状構造に折り曲げられ、そのアノードのひだの間に複数のカソードプレートを配置して容器内に収容した場合、あるいは電極集合体が巻回または他の方法で円柱状の「ゼリーロール」形状に形成されるときに生じる。本発明の電気化学電池はさらにアノードおよびカソード電極と作用関係にある非水イオン伝導性電解質溶液を含んでいる。この電解質溶液は電池の電気化学反応中アノードとカソードの間をイオンが移動するための媒体として作用する。この電解質溶液は非水溶媒中に溶解された無機塩、より好ましくは、環状エステルおよびエーテルに溶解されたアルカリ金属塩からなる。本発明に適した非水溶媒は、イオン伝導に必要な物理的特性（低粘度、低表面張力および湿潤性）を呈するように選ばれる。適当な非水溶媒はアノードおよびカソード電極物質に対して実質上不活性な一つまたはそれ以上の有機溶媒、例えば、テトラヒドロフラン(t etrahydrofuran)、炭酸プロピレン(propylene carbonate)、酢酸メチル（methyl acetate）、ジグリム(diglyme)、トリグリム(triglyme)、テトラグリム(tetrag lyme)、アセトニトリル(acetonitrile)、ジメチルスルホキシド(dimethyl sulfo xide)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)、ジメチルアセトアミド(di methyl acetamide)、１，２−ジメトキシエタン(1,2-dimethoxyethane)およびこれらの混合物である。好ましい溶媒は炭酸プロピレン(PC)とジメトキシエタン(D ME)の５０／５０（体積比）混合物からなる。この非水溶媒はまた溶媒と減極剤の両方の作用をすることができる無機溶媒、例えば塩化チオニル(thionyl chloride)、塩化スルフリル(sulfuryl chloride) 、オキシ塩化セレン(selenium oxychloride)、塩化クロミル(chromyl chloride) 、塩化ホスホリル(phosphoryl chloride)、ホスホラスサルファートリクロライド(phosphorus sulfur trichloride)等の一つまたはそれ以上の混合物であってもよい。本発明の好ましい電解質溶液は一般式MM'F₆を有する無機塩からなり、ここにＭはアノードを構成するアルカリ金属と同類のアルカリ金属であり、Ｍ’はリン、ヒ素およびアンチモンからなる群から選ばれる元素である。M'F₆を生成する塩の例としては：ヘキサフルオロリン酸塩(hexafluorophosphate)(PF₆)、ヘキサフロオロヒ酸塩(hexafluoroarsenate)(AsF₆)およびヘキサフルオロアンチモン酸塩 (hexafluoroantimonate)（SbF₆）がある。最も好ましい電解質溶液は適当な有機溶媒中に溶解された少なくとも一つのイオン形成アルカリ金属(ion-forming a lkali metal)のヘキサフルオロリン酸塩からなり、イオン形成アルカリ金属がアノードを形成しているアルカリと同類の金属である。従って、リチウムからなるアノードの場合は、本発明の電解質溶液のアルカリ金属塩はPC/DMEの５０／５０（体積比）混合溶媒中に溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウムからなる。本発明の高パルス電力電池に使用する非水電解質溶液のより詳しい説明については、本発明の譲受人に譲渡され本明細書に援用する米国特許願第０８／１６９，００２号を参照されたい。ここで説明する電池集合体は好ましくは巻回素子電池の形態をしている。すなわち、形成されたカソード、アノードおよびセパレータが一緒に巻回されて「ゼリーロール」エンド形状に、または、「巻回素子セルスタック(wound element c ell stack)」に形成される。この場合、アノードをロールの外側に配置して負極性の電池ケースと電気的に接触させる。適当な上下の絶縁材を使用して、巻回セルスタックを適当な寸法の金属ケース内に挿入する。金属ケースはステンレススチール、軟鋼、ニッケルメッキされた軟鋼、チタンまたはアルミニウムのような物質から作られるが、電池の構成要素との併用に適合したものであれば、これらの物質に限定されない。電池ヘッダーは、ガラス−金属シール／端子ピンフィードスルー(glass-to-me tal seal/terminal pin feedthrough)を収容する第１の穴と、電解質溶液を充填するための孔とを備えた円板状本体からなる。使用されるガラスは例えばCABAL1 2、TA23またはFUSITE425 もしくはFUSITE435 のような約０重量％から約５０重量％のシリコンを含有する耐腐食性タイプのものである。正端子ピンフィードスルーはアルミニウムであるのが好ましいが、モリブデン、チタン、ニッケル合金またはステンレススチールも使用可能である。電池ヘッダーは電気化学電池の他の構成要素に対して適合性と耐腐食性のある素子からなる。カソードリード線は、ガラス−金属シール内の正端子ピンに溶接され、ヘッダーは電極スタックを収容しているケースに溶接される。その後、電池は上述した電解質溶液を充填され、これに限定されないが、充填穴を覆うステンレススチール球で密接溶接することによって流体密にシールされる。この集合体は、本発明の高パルス電力電池の好ましい構成であるケースが負の電池である。当業者に周知のように、本発明の電気化学システムはケースが正の形態としても構成できる。本発明の電気化学電池は次のように動作する。イオン伝導性電解質溶液が電池のアノードおよびカソードと作用関係になると、アノードとカソードに作用接続された端子間に電位差が発生する。アノードにおける電池化学反応は酸化を含み電池の放電中に金属イオンを発生する。カソードにおける電気化学反応は、アノードからカソードに移動するイオンの原子または分子形態への変換を含む。本発明の電気化学システムは約−５５℃から約＋２２５℃の広い動作温度範囲を有していることが観察された。本発明による電気化学電池を以下の例によりさらに詳しく説明するが、これにより当業者は本発明をより明確に理解し実施することができる。以下の例は本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではなく、例示的なものとして記述される。例Ｉチタンおよびアルミニウムカソード集電体の比較本発明の酸化バナジウム銀カソード活物質のシートからなる約５ｃｃの外部体積の７個の電池を形成した。これらの電池のうち４個は従来技術で使用される集電体物質、すなわち、チタンに付着させたシート状カソードとリチウム箔アノードとを有した。これらの電池には1M LiAsF₆ PC/DME（５０：５０）電解質溶液を真空充填した。残りの３個の電池は本発明の集電体物質、すなわち、アルミニウムに付着させたシート状カソードと、リチウム−アルミニウム合金箔アノードとを有した。これらの電池には1M LiPF₆ PC/DME（５０：５０）電解質溶液を真空充填した。両グループの電池に組み込んだカソードシート物質は混合金属酸化物、特に、酸化バナジウム銀、導電性炭素添加剤および適当な結合剤からなる混合物質から構成した。カソードとアノードを０．００１インチのポリプロピレンセパレータで包囲し、一緒に平坦なゼリーロール状に巻回し、平坦なケースに収容した。電極の活性表面積は約１１４cm²であった。最初の前放電期間(initial pre-discharge period)中に７．５kΩの定抵抗負荷をすべての７個の電池に加えた。前放電期間はバーンイン(burn-in)と称し、電池の理論上の容量の約１％を消耗させた。バーンインに続いて、電池を３０分ごとに２．０アンペアのパルス列を印加して１．４Ｖまで放電させた。このパルス列は各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１０秒２．０アンペアパルスで構成した。第３図第４図は本例に基づいて構成されチタンカソード集電体（第３図）とアルミニウムカソード集電体（第４図）をもつ代表的電池の典型的な放電曲線を示すグラフである。第３図において、曲線６０はチタンカソード集電体を有する各電池の無負荷でのプレパルス開路電圧(pre-pulse open circuit voltage)から構成され、曲線６２はこの電池の各パルス列の第１パルスの最小値から構成され、曲線６４は各パルス列の第４パルスの最小値から構成された。これと対比して、第４図においては、曲線６６はアルミニウムカソード集電体を有する本発明によって作製された電池の無負荷でのプレパルス開路電圧から構成され、曲線６８はこの電池の各パルス列の第１パルスの最小値から構成され、曲線７０は各パルス列の第４パルスの最小値から構成された。表１は、チタンおよびアルミニウムカソード集電体をそれぞれ有する実験用電池グループにおいて、平均（±１標準偏差）プレバーンイン(pre burn-in)およびポストバーンイン(post burn-in)開路（ＯＣ）電圧と、２．０Ｖ、１．７Ｖおよび１．５Ｖまでの放電容量と、２．０Ｖ、１．７Ｖおよび１．５Ｖまでのカソード効率とを示す。カソード効率は放電中に放出された理論容量のパーセントとして定義される。本発明によりアルミニウムカソード集電体とリチウムアルミニウム合金箔アノードで構成し1M LiPF₆ PC/DME(50:50)の電解質溶液を充填した電池は、チタンカソード集電体とリチウム箔アノードで構成され1M LiAsF₆ PC/DME(50:50)の電解質溶液を充填した従来の電池よりも、２．０Ｖ、１．７Ｖおよび１．５Ｖのカットオフ電圧においてそれぞれ１４．２％、８．５％および６．４％高い効率を示した。放電効率のこの顕著な向上は、これらの特定物質が互いに組合わされたときに有する協同電気化学作用に起因している。換言すれば、本発明の高パルス電力電池に好適な電池物質の組合せは、電池性能に対して、各カットオフ電圧において９９％の信頼レベルで統計的に有意義な相乗効果を有する。さらに、ヘキサフルオロリン酸リチウムからなる電解質溶液で活性化された本発明の電気化学電池は、リチウム箔アノードを有しヘキサフルオロヒ酸リチウム電解質溶液で活性化された従来の電池に比して、リチウムアルミニウム合金箔アノードに対し低減された反応性を示した。この低減された反応性により、望ましくない電圧遅延をもたらすアノード上の不動態化フィルム(passivation film)の厚さを薄くする。加うるに、リチウムアルミニウム合金箔アノードに対する低反応性が熱放散を減じる結果となり、さらに電池効率を高める利点をもたらす。これは、一般に電圧遅延の改善は熱放散の負担において得られるので、本願の電池システムの予期しない利点である。例IIチタンとアルミニウムのカソード集電体の比較４個の密封シールされたリチウム／酸化バナジウム銀電池を標準構成で形成した。カソード混合物を酸化バナジウム銀、炭素、グラファイトおよび適当な結合剤で形成した。この混合物を最初の二つの電池ではチタンカソード集電体に付着させ、他の二つの電池ではアルミニウムカソード集電体に付着させた。４個のすべての電池のカソードをポリプロピレンフィルム積層セパレータで包囲した。各電池のアノードは金属リチウム片とし、これもポリプロピレンフィルム積層セパレータで包囲した。アノードはカソードプレートのまわりをアコーディオン状に包み込んだ。電池集合体を平らなハウジング内に収容し、1M LiAsF₆ PC/DME(50: 50)の電解質溶液を真空充填した。これらの電池を１２．１ｋΩのバックグランド負荷の下において２．０アンペアパルス列で６０日毎にパルス放電させた。パルス列は各パルス間に１５秒の休止期間をおいた４個の１０秒パルスで構成した。このパルス列を６回印加した後に、電池をバックグランド負荷の下で１．０Ｖまで放電させた。表２は試験された各電池における選択されたパルス列電圧をｍＶで示す。示した特定パルス列電圧は、プレパルスバックグランド電圧(pre-pulse)と、パルス列の第１パルス中に記録された最小電圧(pl min)と、パルス列の第４パルス中に記録された最小電圧(p4 min)と、パルス列の第１パルス中に記録された最終電圧とこのパルス中に記録された最小電圧との差(pl end−pl min)と、プレパルス電圧とp4 minとの差(pre pl−p4 min)である。選択されたデータポイントの平均および標準偏差も各カソード集電体物質について表２に示す。電池のプレパルス電圧は、カソード集電体物質に関係なく、パルス試験中等価であった。pl end−pl min電圧も、アルミニウムスクリーン電池が僅かに高い電圧を有したパルス列４を除き、すべてのパルス列に対して等価であった、。アルミニウムカソード集電体をもつ電池のpl min電圧は、パルス列１、３、５および６に対してチタンカソード集電体をもつ電池よりも高かった。アルミニウムカソード集電体をもつ電池のp4 min電圧は、パルス列１、３、４、５および６に対してチタンカソード集電体をもつ電池よりも高かった。pre pl−pl minおよびpre pl−p4 min電圧は、それぞれパルス列１、３、５、６および１、３、４、５、６に対してアルミニウムカソード集電体において相応してより低かった。これらの傾向は第５図、第６図のグラフに示される。第５図において、曲線７２、７４はチタンカソード集電体とアルミニウムカソード集電体をそれぞれ有する本例に基づいて形成された電池の平均バックグランド電圧、すなわち、プレパルス電圧から形成され、また曲線７６、７８はこれらの電池のパルス列に対する平均pl min (pl)電圧から形成された。第６図はまた第５図の放電曲線を形成するのに使用された電池の平均バックグランド電圧を拡大して示す。曲線８０、８２はそれぞれチタンおよびアルミニウムカソード集電体を有する電池におけるパルス列に対する平均p4 min(p4)電圧から形成された。パルス試験完了後、電池は１２．１ｋΩのバックグランド負荷の下で１．０Ｖまで放電した。表３はその負荷の下での放電容量（パルスの印加中の放電容量を除く）と、バックグランド負荷の下での放電に起因するケース厚さの変化を示す。電池は２．０Ｖ，１．７Ｖおよび１．５Ｖのカットオフまで同等の容量を放電し、同じ程度の大きさの内で増大した。第７図、第８図はそれぞれチタンカソード集電体とアルミニウムカソード集電体電池のバックグランド負荷の下での電圧、並びに、放電容量に対するpl minおよびp4 minパルス列電圧を示す。第７図において、曲線８４、８６はチタンカソード集電体を有する本例の二つの電池のバックグランド電圧から形成され、曲線８８、９０はそれぞれこれらの電池の放電容量に対するpl min電圧から形成され、曲線９２、９４はそれぞれこれらの電池の放電容量に対するp4 min電圧から形成された。対比的に、第８図において、曲線９６、９８はアルミニウムカソード集電体を有する本例の二つの電池のバックグランド電圧から形成され、曲線１００、１０２はそれぞれこれらの電池の放電容量に対するpl min電圧から形成され、曲線１０４、１０６はそれぞれこれらの電池の放電容量に対するp4 min電圧から形成された。チタンおよびアルミニウムカソード集電体は放電可能容量とケース膨張挙動(s welling behavior)の点で匹敵できる性能特性を有している。アルミニウムカソード集電体電池は高いpl minおよびp4 minパルス列電圧によって示されるように優れた定格性能を有している。例IIILiAsF₆を含む電池対LiPF₆を含む電池の膨張炭酸プロピレンとジメトキシエタンの体積１：１の混合物中１mol・Ｌ^-1の濃度でLiAsF₆またはLiPF₆のいずれかを含む電池のグループを２ｋΩ抵抗器で部分的に放電させた後、１０ｋΩ抵抗器に切り替えた。電池の厚みを１０ｋΩ抵抗器による放電中記録した。負荷の下での減少電圧の関数として電池の厚さをプロットして第９図に示す。この図において曲線１０８はLiAsF₆電解質を含む電池から形成され、曲線１１０はLiPF₆電解質を含む電池から形成された。プロットに使用されたデータから補間された2000mVと1000mVにおける電池の厚さの平均値を表４に示す。第９図と表４からわかるように、膨張の増大が始まる前はLiPF₆電池はL iAsF₆電池よりも低い電圧にあった。LiPF₆電池は約1400mV以下の電圧でより大きい厚さを有したが、この電圧は埋め込み可能な医用装置には普通見られない。例IV炭酸プロピレン／ジメトキシエタン中のLiPF₆電解質にさらされたアルミニウムおよびチタンカソード集電体の腐食アルミニウムはLiPF₆電解質で腐食しない。種々のアルミニウム合金の表面状態を第１０図から第１７図の写真に示す。第１０、１２、１４および１６図は未使用（virgin）のアルミニウム合金、すなわち、電気化学電池に使用される前のアルミニウム合金を示す写真であり、一方第１１、１３、１５および１７図は電気化学電池に使用した後の種々のアルミニウム合金カソード集電体を示す写真である。種々の電池を作製するとき、アルミニウム合金は、さらに処理する前にまず金属の化学的エッチングまたは伸展(expanding)によってカソード集電体スクリーンに形成された。これらの処理方法は当該技術において周知である。このように処理されたカソード集電体は、本発明に基づく展延ないしカレンダ (calendering)工程で酸化バナジウム銀と結合されて高パルス電力電池に組み込まれ、これらの電池を種々の条件下で放電させた。表５は種々のアルミニウム合金に課された処理ないし条件を示す。これらのアルミニウム合金を次に示す： 1100-0: 1100は純度レベル９９．００％の精練したアルミニウムである。０（ゼロ）はこの物質が完全に焼きなましされていることを示す。 1145-H19: １１４５は純度レベル９９．４５％の精練したアルミニウムである。Ｈ１９はこの物質が次の熱処理をせずに特定度合までひずみ硬化(strainharde ned)されたことを示す。 3003-H14: ３００３は９８．６％のアルミニウム、１．２％のマンガン、０．１２％の銅を含む精練したアルミニウム合金である。Ｈ１４はこの物質が次の熱処理をせずに特定度合までひずみ硬化されたことを示す。 5052-H19: ５０５２は９７．２％のアルミニウム、２．５％のマグネシウム、０．２５％のクロムを含む精練したアルミニウム合金である。Ｈ１９はこの物質が次の熱処理をせずに特定度合までひずみ硬化されたことを示す。腐食はどのアルミニウムサンプルにおいても確認されなかった。本例での加速放電はパルス列を半時間毎に各電池に加えて行った。各パルス列は各パルス間に１５秒の休止を置いた１０秒間継続する２アンペアパルス４個から構成した。電池に組み込まれたアルミニウム合金カソード集電体のそれぞれの写真、すなわち、第１０、１２、１４および１６図は未使用材料を示し、腐食が発生したときに明白なピットは、調査された処理にかかわらず何ら見出せないことに注意されたい。アルミニウム合金を示す写真と大きく異なり、第１８図から第２１図は上述の放電の前に７２℃でそれぞれ３９、６１または２９日間貯蔵したLiPF₆電解質の電池から取り出したチタンスクリーンを示す。第１８図は未使用のチタンスクリーンの写真である。第１９図から２１図の写真は、各図の約１／２上方にピットの列を示しているが、第１８図の未使用スクリーンにはそのようなピットは見られない。これらのピットは腐食の証拠である。このようなピットは、LiAsF₆電解質を使用する電池において前述したカソード集電物質のいずれに対しても見られない。例Ｖ混合LiPF₆／LiAsF₆塩電池炭酸プロピレンとジメトキシエタンの１：１体積比混合物中に１mol・Ｌ^-1の混合濃度のLiAsF₆とLiPF₆の混合物を含む電池の最初のグループを使用して、混合塩電池の加速放電(accelerated discharge)を調査した。０／１００、２５／７５、５０／５０、７５／２５および１００／０のLiPF₆/LiAsF₆比を使用し、電池に半時間毎にパルス列を印加して放電させた。各パルス列は各パルス間に１５秒の休止を入れた１０秒間継続する１．５アンペアパルス４個で構成した。ランダムに選んだ電池についてプレパルス開路電圧と第１パルス最小値(pl min)を第２２図に示し、同じ電池についてプレパルス開路電圧と第４パルス最小値(p4 mi n)とを第２３図に示す。第２２図、２３図において、曲線１１２は本発明により構成されLiPF₆とLiAsF₆が１００：０の比で溶解された電解質溶液で活性化された電池の開路電圧(OCV)から形成された。同様に曲線１１４、１１６、１１８および１２０は、それぞれ７５：２５、５０：５０、２５：７５および０：１００の比で上記のリチウム塩を含有する電解質溶液で活性化された電池のＯＣＶから形成された。第２２図において、曲線１２２は先に放電されて曲線１１２を形成した電池の第１パルス最小値(pl min)から形成された。同様にして、曲線１２４、１２６、１２８および１３０はそれぞれ先に放電されて曲線１１４、１１６、１１８および１２０を形成した電池の第１パルス最小値から形成された。第２３図において、曲線３２は放電されて第２２図の曲線１１２を形成した電池の第４パルス最小値(P4 min)から形成された。同様に、曲線１３４、１３６、１３８および１４０はそれぞれ放電されて曲線１１４、１１６、１１８および１２０を形成した電池の第４パルス最小値から形成された。各々の塩比内ではパルス電圧の増減の傾向はないが、比の変化に伴う差があることを注目されたい。 LiAsF₆とLiPF₆の混合物を含む第２の電池のグループを１７．４ｋΩの負荷を使用してパルス放電させた。パルス列は各パルス間に１５秒の休止を入れた１．５アンペアの１０秒パルス４個で構成した。このタイプの放電は研究所内で(in house)１年ADD(one year ADD)と呼ばれている。プレパルスおよび第１パルス電圧最小値が第２４図に各塩比グループに対して横座標に沿って０→１，１→２，２→３，・・・としてラベル付けされたパルス列に対してプロットされている。一方第２５図にプレパルスと第４パルス電圧が同じパルス列に対してプロットされている。すなわち、第２４図、２５図において、曲線１４２は本発明により構成され１００：０の比のLiPF₆およびLiAsF₆からなる電解質溶液で活性化された電池のプレパルス開路電圧(OCV)から形成された。一方曲線１４４、１４６、１４８および１５０はそれぞれ７５：２５、５０：５０、２５：７５および１００：０の比の前記リチウム塩が溶解された電解質溶液で活性化された電池のOCV から形成された。第２４図において、曲線１５２は先に放電されて曲線１４２を形成した電池の第１パルス最小値(pl min)から形成された。同様にして、曲線１５４、１５６、１５８および１６０はそれぞれ放電されて曲線１４４、１４６、１４８および１５０を形成した電池の第１パルス最小値から形成された。第２５図において、曲線１６２は先に放電されて第２４図の曲線１４２を形成した電池の第４パルス最小値(p4 min)から形成された。同様にして、曲線１６４、１６６、１６８および１７０は放電されてそれぞれ曲線１４４、１４６、１４８および１５０を形成した電池の第４パルス最小値から形成された。電解質溶液中のLiPF₆の量が増えるにつれてパルス最小値が、各パルス列、特に第４から第７パルス列においていかにして増大するかに注目されたい。一般に、LiPF₆/LiAsF₆の比が増すにつれて、第１パルス最小値が増加することは明白である。パルス列中第１休止の直前の第１パルス最小値と最終第１パルス電圧との差は電圧遅延として知られている。この種の電池の意図される適用場所、例えば高い電流が装置の動作中に必要とされる埋め込み可能な医用デバイスにおいては大きい電圧遅延は望ましくない。従って、比較的高いLiPF₆/LiAsF₆の比、特に１００／０の比の使用は電圧遅延特性を改善することを理解すべきである。 LiAsF₆とLiPF₆の混合物を含有する電池の第３グループは、５ｋΩ負荷で部分的に放電させてから、２週間５０℃で貯蔵した。これらの電池は３７℃に平衡させた後、各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１．５Ａ１０秒パルスからなるマルチパルス列を印加した。この試験は１年ＡＤＤ(one year ADD)に匹敵し、従来よりLiAsF₆を含む電池が電圧遅延を示す放電の程度にまで電池を急速に放電させるのに使用される。第２６図において、曲線１７２は本発明によって構成されLiPF₆とLiAsF₆を１００：０の比で溶解させた電解質溶液で活性化された電池の第４パルス列から形成された。同様に、曲線１７４、１７６、１７８および１８０は上記リチウム塩をそれぞれ７５：２５、５０：５０、２５：７５、０：１００の比で溶解させた電解質溶液で活性化された電池の第４パルス列から形成された。第２７図は第２６図のグラフにおける第４パルス列の第１パルスの拡大グラフである。同様に、第２８図において、曲線１８２、１８４、１８６、１８８および１９０は、それぞれ先に放電されて第２６図と第２７図の曲線１７２、１７４、１７６、１７８および１８０を形成した電池の第５パルス列から形成された。LiPF₆：LiAsF₆の比が大きくなればなるほど、パルス放電電池の電圧遅延特性に対する効果が少なくなることが容易に理解できる。電圧遅延現象は未補正(uncompensated)電池抵抗値Rdc の計算によっても表わされる。第２６図から第２８図のように放電された電池の各電解質塩比に対し第１および第４パルスに対するRdc を第２９図と表６に示す。電解質塩LiPF₆にLiAsF₆を混合するとこれらの電池のRdc に大きく影響することが明白である。例VI単一電解質塩を含有する電池の１年ADD 、LiPF₆対LiAsF₆ ジメトキシエタン／炭酸プロピレンの１：１体積比混合物に１mol・Ｌ^-1の濃度でLiAsF₆またはLiPF₆のいずれかを含有する電池グループを１７．４ｋΩの負荷を使用して放電させた。これらの電池には各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１．５Ａ１０秒パルスからなるパルス列を加えた。一つのパルス列は２ヶ月毎にバックグランド負荷に重畳させた。パルス１とパルス４電圧最小値およびプレパルス電圧を第３０図、第３１図にプロットした。第３０図はLiAsF₆を溶解させた電解質溶液で活性化された代表的な電池から形成された放電曲線を示し、曲線１９２はプレパルス開路電圧から形成され、曲線１９４は第１パルス最小値から形成され、また、曲線１９６は第４パルス最小値から形成された。これに対比して、第３１図は本発明に基づいて作製され、LiPF₆を溶解させた電解質溶液で活性化された代表的な電池から形成された放電曲線を示し、曲線１９８はプレパルスOCV から形成され、曲線２００はpl minから形成され、また、曲線２０２はp4 minから形成された。 LiPF₆を含む電池は、LiAsF₆を含む電池の程度まで電圧遅延を示さない、すなわち、それほど多くのパルス列がパルス４最小値より低い電圧値のパルス１最小値を有しないことに注目されたい。さらに、放電の最終の４パルス列において電圧最小値が、LiPF₆を含む電池中においてはLiAsF₆を含む電池ほど低くないことに注目されたい。例VII LiAsF₆対LiPF₆を含むLi/SVO 電池の熱放散ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF₆)からなる本発明の電解質溶液の電池の放電時の熱放散能力を試験するために、１４個の実験用電池を製作した。すなわち、電解質溶液はジメトキシエタンと炭酸プロピレンの５０／５０（体積比）中に1M LiPF₆を溶解させた。この電解質溶液は先に例Ｉで説明したものと同様の１．８Ａｈの容量を有するリチウム／酸化バナジウム銀電池システムを活性化させるのに使用した。２個の電池を短絡試験に付し、３個の電池の開路電圧(OCV)と熱放散(heat dissipation)をモニターし、６個の電池を加速パルス放電試験に付し、そして３個の電池を１年の加速放電データ(accelerated discharge data:AD D)条件下で放電させた。短絡試験に付された２個の電池の結果を標準電解質溶液電池、すなわち、LiAs F₆からなる電解質溶液で活性化されたLi/SVO電池の結果と比較した。開路電圧試験でモニターされた３個の電池からの熱放散は１ヶ月で約２７．０ μワットから約３０．０μワットの範囲であり、約１４ヶ月で約４．６μワットと約１０．２μワットの間まで連続的に減少した。加速パルス放電試験下で、６個の電池は２ボルト（Ｖ）まで平均約１．３４± ０．０３Ａｈ、１．７Ｖまで平均１．５２±０．０１Ａｈ、１．５Ｖまで平均１．６０±０．０１Ａｈをそれぞれ放電した。これらの平均値は、同じ条件下で放電させられたLiAsF₆電解質溶液によって活性化されたLi/SVO電池における平均値よりも大きい。１年加速放電データ(ADD)条件の課せられた本例の３個の電池における平均放電曲線を第３２図に示す。これらの放電曲線は１５秒毎に４個の１０秒１．５アンペアパルスからなるパルス列を３０分毎に繰り返して各電池に対して印加して記録した。第３２図において、曲線２０４は無負荷の開路で記録され、曲線２０６は各パルス列の第１パルスの最小値から形成され、曲線２０８は各パルス列の第４パルスの最小値から形成された。これらの曲線は５０／５０（体積比）のDM E/PCの中に溶解されたLiAsF₆からなる電解質溶液で活性化された複数の従来のLi /SVO電池から収集した履歴データと比較して示してある。すなわち、曲線２１０は従来の電池に印加された各パルス列の第１パルスの最小値から形成され、曲線２１２は従来電池に印加された各パルス列の第４パルスの最小値から形成された。第３２図に明らかなように、本発明による電池の挙動は、LiAsF₆電解質を含む標準Li/SVO電池とは少し異なった。本電池のパルス最小値は寿命初期(BOL)で僅かに低かったが、従来電池に対して本発明の電池では特に約800 mAh から1600mA h の範囲の放電容量の改善に注目されたい。電圧遅延はLiAsF₆を含む標準電池では第４パルス列中に現れるが、本発明のLiPF₆電池では第４パルス列中の電圧遅延の証拠はない。より重要なことには、本発明によって製造された電池はライフパルス列(life pulse train)の中間に電圧遅延を示さなかったことである。例VIIILiAsF₆に対しLiPF₆を含むLi/SVO電池の放電の比較例VIIに使用された電池と同様の１．８Ａｈ容量を有する１４個のリチウム／酸化バナジウム銀電池が製造された。本例の電池のうち４個はヘキサフルオロヒ酸リチウム(LiAsF₆)からなる従来の電解質溶液を含む対照電池であった。すなわち、この４個の対照電池の電解質溶液はジメトキシエタンと炭酸プロピレンの５０／５０混合物（体積比）に1M LiAsF₆を溶解させた。本例の残りの電池は本発明による電解質溶液、すなわち、ジメトキシエタンと炭酸プロピレンの５０／５０（体積比）混合物に溶解させた1M LiPF₆を含有した。これらの残りの電池の５個ずつをOCV/熱放散と加速パルス放電試験に付した。本発明のLiPF₆電解質溶液を有して構成された５個の電池を３．５７キロオームの負荷で予め放電させ、この負荷を除いた１週間後に一つのパルス列を加えた。表７はこれらの電池の性能を、ヘキサフルオロヒ酸リチウムからなる標準電解質塩を有する同様の構成の対照電池のデータと比較したものである。表７から明白なように、平均値はすべてのカテゴリーで設定した最小基準を越えている。３．５７ｋΩの負荷で予め放電させた後、本例の５個の電池の開路電圧をモニターした。これは熱放散を試験するために行ったが、熱放散は１ヶ月で約１８．５μワットから約２３．０２μワットの範囲であった。これに比べてLiAsF₆電解質溶液を含む一つの対照電池によって約４３．０μワットが放散された。加速パルス放電試験を課した本発明のLiPF₆電解質溶液を含むこの構成の５個の電池は、平均で２Ｖまで約１．３４±０．０１Ａｈ、１．７Ｖまで１．５０± ０．０１Ａｈ、１．５Ｖまで１．５６±０．０１Ａｈを放電した。対照電池は各カットオフまで平均約１．３５Ａｈ、１．５０Ａｈおよび１．５５Ａｈを放電した。例VIIとVIIIから、電解質の塩としてLiPF₆を使用するリチウム／酸化バナジウム銀電気化学電池は、電解質の塩としてLiAsF₆を使用する同様の電池システムのために設定された製造基準に対し性能において匹敵すると結論することができる。さらに、LiPF₆の使用は電圧遅延現象を大きく減少させ、あるいは除去さえするように思われる。電池の熱放散も顕著に減少する。例IXLi/SVO電池のLiPF₆とLiAsF₆の反応性ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF₆)からなる本発明の電解質溶液のリチウム／電解質塩反応性を、ヘキサフルオロヒ酸リチウム(LiAsF₆)と過塩素酸リチウム(LiClO₄)からなる電解質塩と比較して試験するために、例VIIとVIIIに記述したのと同様の１２個の実験用リチウム／酸化バナジウム銀電池を製作した。１２個の電池の内６個は、平均約０．５４２グラム（ｇ）のリチウムからなるアノード活物質の標準量を含有し、残りの６個の電池は平均約０．３２７ｇのリチウムからなるアノード活物質の標準量の６０％を含有した。各組６個の電池を３分の１ずつに分け、LiAsF₆、LiClO₄、またはLiPF₆のいずれかの１Ｍ濃度を含有する５０／５０（体積比）のPC/DMEを充填した。1M LiAsF₆ PC/DME電解質溶液は実験室内で調製し、1M LiClO₄ PC/DME電解質溶液はトミヤマ・ピュア・ケミカル・インダストリーズ・リミテッドから入手したままで使用し、1M LiPF₆ PC/DME電解質溶液は実験室内で調製した。LiClO₄とLiPF₆電解質溶液はカール・フィッシャー滴定により１０ppm 以下のH₂Oを含有した。本例の１２個の試験電池を３．５７ｋΩの負荷で２１時間のバーンイン(burn- in)に付し、バーンインの１週間後、各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１０秒パルスからなる一つの１．５Ａパルス列で受容ないし許容パルス試験(acc eptance pulse tested)をした。バーンインと許容パルス試験の両方の後で熱放散を記録した。 LiPF₆電池が最高のバーンイン電圧を有し、LiClO₄電池が最低を有した。標準リチウムおよび６０％リチウム電池は各電解質グループ内で匹敵するバーンイン電圧を有した。LiPF₆、LiAsF₆およびLiClO₄電池はそれぞれ約3731±2mV、3705±4 mV および3602±15mVの平均プレロード電圧(preload voltage)を有した。LiPF₆、 LiAsF₆およびLiClO₄電池の平均最終負荷電圧(last load voltage)はそれぞれ約3 218±1mV，3210 ±1mV および3202±1mV であった。シリアル番号、電解質塩の種類、アノードブランク(blank)の重さ（ｇ）、プレロード電圧、最初負荷電圧、最終負荷電圧、ポスト負荷バーンイン電圧、プレパルス電圧、パルス１最小電圧、パルス１エンド電圧、パルス４最小電圧およびパルス１エンド電圧−（マイナス）パルス１最小許容パルス電圧を表８に示す。例ＸLi/SVO電池におけるLiAs対P₆LiPF₆の加速パルス試験の比較許容パルス試験の後、例IXで使用した６個の標準リチウム電池に加速パルス試験を課した。加速パルス試験は複数、特に６８から７２の１．５アンペアパルス列からなり、各パルス列は各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１０秒持続パルスから構成した。これは約１１３３mAhrs から１２００mAhrs の放電容量に対応する。加速パルス試験の前と後で熱放散を記録した。例IXで使用した６個の６０％リチウム電池に、標準リチウム電池に課したのと同様の６８から７０パルス列、すなわち、各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１０秒パルスからなる１．５アンペアパルス列からなる加速パルス試験を課した。これらの電池は１．５Ｖのカットオフまで約７６６mAhrs と８１４mAhrs の間の容量を放電した。表９はシリアル番号、塩の種類、アノードブランクの重量(g)、バーンイン(B- I)および許容パルス試験後の熱放散（μワット）、加速パルス試験中印加されたパルス列の数および２．０Ｖ、１．７Ｖおよび１．５Ｖまでの放電容量(mAhrs) 、加速パルス試験後の熱放散（μワット）、１ｋΩ放電中に除かれた容量(mAhrs )、１ｋΩ放電後の熱放散（μワット）、およびインチ(in.)による寿命終期(end of life: EOL)の厚さを試験された各電池について示す。標準および60％リチウムLiAsF₆、LiClO₄およびLiPF₆電池は、バーンインおよび許容パルス試験後、それぞれ平均約35.04 μワット、52.30 μワットおよび17 .87 μワットの熱を放散した。従って、放散熱量に電解質塩グループ間で＞99.9 ％の信頼度で統計的に相当な差がある。さらに、標準および60％のLiAsF₆、LiCl O₄、LiPF₆電池は、加速パルス試験後それぞれ約27.63 μワット、35.21 μワット、19.37 μワットの熱を放散した。従って、加速パルス試験後、放散された熱量には電解質塩グループにおいて＞97.5％の信頼度で統計的に相当な差がある。典型的には、各電解質塩の組内でリチウムグループ間に統計的に有意な差の存在は見出されない。従って、ヘキサフルオロリン酸リチウム塩は、バーンイン、許容パルス試験および加速パルス試験後、他の試験された電解質塩に対し優れた熱放散特性（すなわち、リチウムアノードに対する低反応性）を明白に示す。例XILi/SVO電池におけるLiAsF₆およびLiClO₄対LiPF₆の熱放散の比較例Ｘにおける加速パルス試験後、６０％リチウム電池のエネルギポテンシャルは約２．６Ｖに復帰した。この高い開路電圧は、全てのリチウムが放電中に使用されたのではないことを示す。熱放散のどれだけがリチウム／電解質反応に起因したかを測定するために、６０％リチウム電池を３７℃で１ｋΩの負荷の下でほぼ０ｍＶまで放電させ、この値に約６５時間後に到達した。６０％リチウム電池は約１０７mAhrs と１２６mAhrs 間の容量を放電した。例Ｘで使用した標準リチウム電池は、同じ長さの時間、すなわち、６５時間１ｋΩの負荷の下で放電させたが、約１７８mAhrs と１８２mAhrs の間の容量を放電した。熱放散は１ｋΩ放電後に記録した。表９から明らかなように、標準リチウム電池と６０％リチウム電池間の統計的に有意な隔たりがLiAsF₆とLiClO₄の塩グループ内で明白である。標準および６０％リチウムLiAsF₆電池はそれぞれ平均４１．２８μワットおよび２１．６０μワットの熱を放散した。一方標準および６０％リチウムLiClO₄電池はそれぞれ平均３６．０７μワットおよび２３．３２μワットの熱を放散した。LiPF₆電解質塩の組内でリチウムグループに統計的に顕著な差は存在しない。すなわち、標準および６０％リチウムLiPF₆電池はそれぞれ平均８．５４μワットおよび１２．５２μワットの熱を放散した。集合的には、LiPF₆電池は平均約１０．５３μワットの熱を放散した。標準リチウムLiAsF₆とLiClO₄電池の間、６０％リチウムLiAs F₆とLiClO₄電池の間、および標準と６０％LiPF₆電池の間には、１ｋΩ放電後放散された熱に統計的に顕著な差が存在するように思われる。さらに表９から注目に値することは、種々の電池の寿命終期(EOL)の厚さである。標準LiPF₆電池は、標準リチウムLiAsF₆およびLiClO₄電池の EOL厚さよりも薄いが、６０％リチウムLiAsF₆およびLiClO₄電池に匹敵するEOL 厚さを有した。標準リチウムLiAsF₆およびLiClO₄電池は約 0.4233 ±0.0003インチの平均 EOL厚さを有し、６０％リチウムLiAsF₆およびLiClO₄電池は約0.4205±0.0006インチの平均EOL 厚さを有した。標準および６０％リチウムLiPF₆電池の平均 EOL厚さは約0.4208±0.0003インチであった。第３３図は、表９に示したように、例IXからXIで使用した種々の実験用電池によってバーンインおよび許容パルス試験（例IX）、加速パルス試験（例Ｘ）、並びに１ｋΩ放電試験（例XI）後に放散された熱の量の傾向を示す。すなわち、曲線２１４はシリアル番号76964、76965 として示され、アノード活物質の標準量（0.542g）と本発明によるLiPF₆からなる電解質を有する２個のリチウム／酸化バナジウム銀電池（Li/SVO）の平均放電の記録であり；曲線２１６はシリアル番号76970、76971 として示され、標準量の６０％（0.327g）のアノード活物質とL iPF₆からなる電解質を有する２個のLi/SVO電池の平均放電の記録であり；曲線２１８はシリアル番号76956、76957 として示され、従来技術によるLiAsF₆からなる電解質を有する２個の標準Li/SVO電池の平均放電の記録であり；曲線２２０はシリアル番号76966、76967 として示され、LiAsF₆電解質を有する２個の標準の６０％のLi/SVO電池の平均放電の記録であり；曲線２２２はシリアル番号76960 、76961 として示され、従来技術によるLiClO₄からなる電解質を有する２個の標準Li/SVO電池の平均放電の記録であり；曲線２２４はシリアル番号76968、76969 として示され、LiClO₄電解質を有する２個の標準の６０％のLi/SVO電池の平均放電の記録である。第９図と例IXからXIにより、LiClO₄電池はバーンインおよび加速パルス試験後最大熱量を放散したことが明白である。LiAsF₆またはLiClO₄電解質溶液で充填された標準リチウムと６０％リチウム電池には、バーンインおよび加速パルス試験後、熱放散応答性に明白な差はなかった。しかし、１ｋΩ放電試験後は、差が明白であった。標準リチウム電池は６０％リチウム電池よりも多い熱を放散した。これはLiAsF₆またはLiClO₄を含有するリチウムアノード電池によって放散された熱の一部分はリチウム／電解質反応性に帰することができることを示している。 LiPF₆電池は、例IXからXIにおける各試験後、最初から含有されていたリチウム量とは無関係に、LiAsF₆およびLiClO₄電池よりも少ない熱を放散した。さらに、バーンイン、加速パルス試験または１ｋΩ放電試験後、標準と６０％リチウム LiPF₆電池の差は明白でなかった。このことは、LiPF₆/リチウム反応性は熱放散に寄与している電池内の他のプロセスと比較したときに最小であると思われるとの結論に至る。従って、試験された電池の熱放散特性に基づき、LiAsF₆および LiClO₄電解質はLiPF₆よりもリチウムに対してより反応性が大きいように思われる。従って、例IIIからXIの結果によって、有機溶媒中に溶解されたイオン形成アルカリ金属のヘキサフルオロリン酸塩からなる電解質溶液とアルカリ金属アノードとの併用が、本発明の高パルス電力電池の電圧遅延を大きく減少させるとともに、電池の熱放散特性を改善することが示される。これは、アノードがリチウムからなり、電解質溶液がイオン形成塩としてヘキサフルオロリン酸リチウムからなる場合に、特にそうである。さらに、本発明の電解質溶液がアルミニウムカソード集電体と併用されるときに、ヘキサフルオロリン酸リチウムによって活性化される電気化学電池に使用されるチタンのような他の導電性物質と比較して、これら二つの電池構成要素間の反応性が顕著に減少することの証明がある。例XIILiAsF₆で活性化されたLi/SVO電池に対する高パルス電力電池の電池性能の比較２個の従来の電池と本発明による高パルス電力電池システムとを例Ｉで説明したものと同様の方法で作製した。これらの電池を電気的に試験して、本発明の好ましい電気化学システムに帰することができる電池性能の改善をさらに示した。この両方の従来電池は、押圧多層カソード、チタンカソード集電体およびリボンリチウムアノードを利用したもので、本例において、従来電池タイプＡと従来電池タイプＢと呼ぶ。比較のために、本発明による高パルス電力電池を、リチウムアルミニウム合金アノード、酸化ニッケルアノード集電体、アルミニウムカソード集電体上にプレスされた酸化バナジウム銀カソード展延シートを備えて作製した。これら電池構成要素はゼリーロール電極集合体に形成された。従来技術による電池は1M LiAsF₆ PC/DME(50:50)電解質溶液を真空充填され、一方本発明の高パルス電力電池は1M LiPF₆ PC/DME(50:50)電解質溶液を真空充填された。これらの電池をバーンイン試験および加速放電試験に付した。定電流パルスを加速放電試験中３０分毎に電池に印加した。パルス列は各パルス間に１５秒の休止を入れた４個の１０秒パルスから構成した。パルスの振幅は従来電池タイプＡ、従来電池タイプＢおよび高パルス電力電池に対しそれぞれ２．００アンペア、１．２３アンペアおよび２．００アンペアであった。第３４図はそれぞれ従来技術の電池と高パルス電力電池の典型的な放電曲線を示すグラフである。この点に関して、曲線２２６は従来電池タイプＡの無負荷におけるプレパルス開路電圧から形成され、曲線２２８はこの電池の各パルス列の第１パルスの最小値から形成され、曲線２３０は従来電池タイプＡの各パルス列の第４パルスの最小値から形成された。同様にして、曲線２３２は従来電池タイプＢの無負荷おけるプレパルス開路電圧から形成され、曲線２３４はこの電池の各パルス列の第１パルスの最小値から形成され、曲線２３６は従来タイプＢ電池の各パルス列の第４パルスの最小値から形成された。比較のために、曲線２３８は本発明の高パルス電力電池の無負荷におけるプレパルス開路電圧から形成され、曲線２４０はこの電池の各パルス列の第１パルスの最小値から形成され、曲線２４２は本発明の高パルス電力電池の各パルス列のパルスの最小値から形成された。表１０は従来タイプＡおよびタイプＢ電池、並びに本発明の高パルス電力電池における外部電池体積、電極表面積、電流の振幅、２．０Ｖ、１．７Ｖ、１．５Ｖまでの放電容量、２．０Ｖ、１．７Ｖ、１．５Ｖまでのカソード効率、および２．０Ｖ、１．７Ｖ、１．５Ｖにおけるエネルギ密度を示す。この高パルス電力電池を製造するのに使用した材料、すなわち、リチウムアルミニウム合金アノード、ニッケルアノード集電体、酸化バナジウム銀カソード活物質、アルミニウムカソード集電体および有機溶媒混合物に溶解したヘキサフルオロリン酸リチウムの組合せによって得られた相乗的利点は表１０において極めて明白である。この高パルス電力電池は従来タイプＢ電池よりも約２０％小さく、２倍大きな電極表面積を有し、また、従来タイプＢ電池を放電させるのに使用されたものより１．６倍高い電流の振幅で効率よく放電する。さらに、この高パルス電力電池は従来タイプＡ電池よりも約５０％小さくても、等しい電流振幅でより効率よく放電する。その上に、本発明の高パルス電力電池のエネルギ密度は、電池容器の減少した体積によって低下されることはなく、実際に、そのエネルギ密度は両従来電池のエネルギ密度に匹敵する。これまでの説明と例は本発明の単なる代表的なものであって、本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ）放電時に電気化学的に酸化されて電池内に金属イオンを形成し、電池に接続された外部電気回路に電子流を発生させるアルカリ金属からなるアノードと；ｂ）アノードに関連配備されたアノード集電体と；ｃ）金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物、および金属硫化物およびこれらの組合せからなる群の一つから選ばれたカソード活物質からなるカソードと；ｄ）カソードに電気的に関連配備されアルミニウムからなるカソード集電体であって、そのカソードが、溶媒と混合されたカソード活物質のペーストを展延してカソードシートに形成し、溶媒をカソードシートから除去し乾燥カソードシートとして種々の形状を有する自立カソード構造体を形成し、少なくとも一つのカソード構造体をカソード集電体の少なくとも片面にプレスして積層カソードを形成し、カソード活物質がアノードの酸化によって形成された金属イオンを挿入ないし内位添加（インターカレート:intercalate）することによって電子流を発生する能力を失うことがない少なくとも一つのカソードプレートを有することを特徴とするカソート集電体と；ｅ）アノードおよびカソードに作用関係に配置された電解質溶液であって、Ｍがアノードを構成するアルカリ金属と同類のアルカリ金属であり、電解質溶液のアルカリ金属とアノードのアルカリ金属との間の反応性が減少させられて熱放散を減少させ電池の効率を改善し、Ｍ’がリン、ヒ素およびアンチモンからなる群から選ばれた元素である一般式ＭＭ’Ｆ₆を有する無機塩を非水溶媒中に溶解させてなる電解質溶液と；からなる高パルス電力電気化学電池。２．アノードがリチウムからなる請求項１の電気化学電池。３．アノードがリチウムからなり、電解質溶液を構成する無機塩がヘキサフルオロリン酸リチウムである請求項１の電気化学電池。４．非水溶媒が炭酸プロピレンとジメトキシエタンとからなる有機溶媒である請求項１の電気化学電池。５．カソードが酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅（copper silver vana dium oxide）、二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、炭素、フッ化炭素、二硫化チタン、酸化バナジウム銅(copper vanadium oxide)からなる群から選ばれたカソード活物質からなる請求項１の電気化学電池。６．カソードが酸化バナジウムおよび第２の金属の熱処理反応、ゾル−ゲル形成、化学蒸着または熱水合成からなる群の一つの調製産物として形成された混合金属酸化物からなる請求項１の電気化学電池。７．カソードシートが約８０重量％から約９９重量％のカソード活物質からなる請求項１の電気化学電池。８．カソードがさらに結合剤と導電性添加剤とからなる請求項１の電気化学電池。９．ａ）放電時に電気化学的に酸化されて電池内に金属リチウムイオンを形成し、電池に接続された外部電気回路に電子流を発生させるリチウムからなるアノードと；ｂ）アノードに関連配備されたアノード集電体と；ｃ）金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物、および金属硫化物およびこれらの組合せからなる群から選ばれたカソード活物質からなるカソードと；ｄ）カソードに電気的に関連配備されたカソード集電体であって、そのカソードが溶媒と混合されたカソード活物質のペーストを自立カソード構造体に展延形成し、溶媒を除去し、少なくとも一つのカソード構造体をカソード集電体の少なくとも片面にプレスして積層カソードを形成し、カソード活物質がアノードの酸化によって形成された金属イオンをインターカレートする能力を失うことがない少なくとも一つの自立カソード構造体を有することを特徴とするカソート集電体と；ｅ）アノードおよびカソードに作用関係に配置され、有機溶媒中に溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウムからなる電解質溶液と；からなる高パルス電力電気化学電池。１０．カソード活物質が金属元素、金属酸化物および混合金属酸化物からなる群から選ばれた請求項９の電気化学電池。１１．カソード活物質が酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅、二酸化マンガン、二硫化チタン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化バナジウム銅からなる群から選ばれた請求項９の電気化学電池。１２．電解質溶液が非水溶媒中に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ₆を有する無機塩からなり、Ｍがアノードを構成するアルカリ金属と同類のアルカリ金属であり、Ｍ’がリン、ヒ素、アンチモンからなる群から選ばれた元素である請求項９の電気化学電池。１３．アノードがリチウムからなる請求項９の電気化学電池。１４．アノードがリチウムからなり、電解質溶液を構成する無機塩がヘキサフルオロリン酸リチウムである請求項９の電気化学電池。１５．ａ）放電時に電気化学的に酸化され電池内に金属イオンを形成し、電池に接続された外部電気回路に電子流を発生させるアルカリ金属からなるアノードを用意し；ｂ）アノードにアノード集電体を関連配備し；ｃ）金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物、金属硫化物およびこれらの組合せからなる群から選ばれたカソード活物質に、ｉ）このカソード活物質を溶媒に混合してペーストを形成し； ii）ペーストを展延してカソードシートに形成し； iii)溶媒をカソードシートから除去し； iv）カソードシートを種々の形状を有する自立カソード構造に形成する工程からなる処理を加えて形成したカソードを用意し；ｄ）少なくとも一つの自立カソード構造体をアルミニウムからなる集電体の各面に圧接して、カソード活物質がアノードの酸化によって形成された金属イオンをインターカレートすることによって電子流を発生させる能力を失うことなく、電気化学電池に使用される積層カソードを形成し；ｅ）アノードおよびカソードと作用関係に置かれた非水電解質溶液で電気化学電池を活性化させることからなり、非水電解質溶液が、Ｍがアノードを構成するアルカリ金属と同類のアルカリ金属であって電解質溶液のアルカリ金属とアノードのアルカリ金属との間の反応性を最小にして熱放散と電池の効率を改善させ、Ｍ’がリン、ヒ素、アンチモンからなる群から選ばれた元素である一般式ＭＭ’ Ｆ₆を有する無機塩を非水溶媒中に溶解させてなり；放電時に高電流パルスを放出し、減少した電圧遅延を呈し、減少した熱放散で開回路を急速に回復し、高電流容量を有する高エネルギ密度電気化学電池を提供する方法。１６．リチウムからなるアノードを用意する請求項１５の方法。１７．ニッケルからなるアノード集電体を用意する請求項１５の方法。１８．アルミニウムカソード集電体に関連された酸化バナジウム銀からなるカソードを用意する請求項１５の方法。１９．ａ）カソード活物質を溶媒物質と混合させてカソード活物質を構成するペーストを形成し；ｂ）ペーストを第１プレス手段に供給し、これによってペーストを、アノードの酸化によって形成された金属イオンによってインターカレート可能な(interca latable)金属カソードシートに形成し；ｃ）溶媒物質をカソードシートから除去し；ｄ）カソードシートを種々の幾何学的形状を有するカソードプレートを提供するように作用する形成手段に供給し；ｅ）少なくとも一つのカソードプレートをアルミニウムからなる集電手段の各面にプレスして、カソードが電気化学電池内で使用されるときにカソード活物質がアノードの酸化によって形成された金属イオンをインターカレートする能力を失うことなく、積層カソード部材を形成する；ことからなる処理によってカソードが調製される請求項１５の方法。２０．展延（カレンダー）前に、カソード活物質をペレット状で提供する圧縮手段(compaction means)にペーストをまず供給する工程をさらに含む請求項１５の方法。２１．カソード活物質が金属元素、金属酸化物および混合金属酸化物からなる群から選ばれる請求項１５の方法。２２．カソード活物質が酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅、二酸化マンガン、二硫化チタン、酸化コバルト、酸化ニッケル、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ばれる請求項１５の方法。２３．ペーストをカソードシートに形成する工程がさらに液体電解質を滴加する工程を含む請求項１５の方法。２４．ａ）リチウムアノードと；ｂ）アルミニウムからなるカソード集電体と；ｃ）酸化バナジウム銀の自立構造シートからなり、積層カソードとしてカソード集電体にプレスされたことを特徴とするカソードと；ｄ）アノードとカソードに作用的に関連配備され、炭酸プロピレンとジメトキシエタンに溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウムからなる電解質溶液と；からなる電気化学電池。２５．アノードがリチウムからなる請求項２４の電気化学電池。２６．アノードがリチウムからなり、電解質溶液を構成する無機塩がヘキサフルオロリン酸リチウムである請求項２４の電気化学電池。２７．ニッケルからなるアノード集電体をさらに含む請求項２４の電気化学電池。２８．ａ）放電時に電気化学的に酸化されて、電池内にリチウム金属イオンを形成して電池に接続された外部電気回路に電子流を発生させるリチウムからなるアノードを用意し；ｂ）アノードをアノード集電体に関連させ；ｃ）自立カソード構造体らなるカソードを、ｉ）金属元素、金属酸化物、混合金属酸化物および金属硫化物、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれたカソード活物質を溶媒物質と混合してペーストを形成し； ii）ペーストを自立カソード構造を形成する展延（カレンダー）手段に供給し； iii)カソード物質から溶媒物質を除去する；ことからなる工程によって調製して提供し、ｄ）少なくとも一つのカソード構造体をカソード集電体の各面にプレスすることによって、カソード活物質がアノードの酸化によって形成された金属イオンのインターカレーションによって電子流を発生させる能力を失うとなく、電気化学電池内に使用する積層カソードを形成し；ｅ）アノードとカソードに作用的に関連配備され、有機溶媒中に溶解されたヘキサフルオロリン酸リチウムからなる非水電解質溶液で電池を活性化させる；ことからなる、放電時に高電流パルスを放出し、減少した電圧遅延を呈し、減少した熱消散で開路電圧を急速に回復し、高電流容量を有する高エネルギ密度電気化学電池を提供する方法。２９．アルミニウムからなるカソード集電体を用意することを含む請求項２８の方法。