JPH10284132A - 電気化学電池 - Google Patents

電気化学電池

Info

Publication number
JPH10284132A
JPH10284132A JP10096728A JP9672898A JPH10284132A JP H10284132 A JPH10284132 A JP H10284132A JP 10096728 A JP10096728 A JP 10096728A JP 9672898 A JP9672898 A JP 9672898A JP H10284132 A JPH10284132 A JP H10284132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrochemical cell
electrode
cathode
cell according
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10096728A
Other languages
English (en)
Inventor
M Spillman David
エム、スピルマン デービッド
Esther S Takeuchi
エス、タケウチ エスター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Greatbatch Ltd
Original Assignee
Greatbatch Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greatbatch Ltd filed Critical Greatbatch Ltd
Publication of JPH10284132A publication Critical patent/JPH10284132A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0445—Multimode batteries, e.g. containing auxiliary cells or electrodes switchable in parallel or series connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/425—Multimode batteries, batteries with "reserve cells"
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5011—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature for several cells simultaneously or successively
    • H01M6/5016—Multimode utilisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる放電レートを有する電極集合体を備え
た電池を提供する。 【解決手段】 ａ）第一電極活物質から成る第一電極２
８と、 ｂ）この第一電極２８と電気的に関連付けられ、少なく
とも第一領域１２と第二領域１４からなる第二電極３
０、３２であって、第一領域と第二領域の少なくとも一
方が第一電極の一部とともにゼリーロール構造体に形成
された第二電極と、 ｃ）第一電極と第二電極を活性化するとともに機能的に
関連付ける電解液とから成り、前記第一領域と第二領域
とが互いに独立して放電させて分離独立した電源を提供
するように構成されていることを特徴とする電気化学電
池。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学エネルギーの
電気エネルギーへの変換に関する。さらに詳しくは、本
発明は、定放電レート（constant discharge rate)とパ
ルス放電レート(pulse discharge rate)の両方で放電可
能な電気化学電池に関する。心臓細動除去器(Cardiac d
efibrillator) にはこの両方の電気的出力要求がある。
【０００２】本発明のマルチプレート電池(multiplate
cell、多板型電池) の定放電レート部分は以後、ミディ
アムレート(midium rate、中間速度、中率) 領域と呼ぶ
が、これは好ましくは、高質量で低表面積のカソード構
造体を含んでいて、アルカリ金属アノードと関連付けら
れ、平行に並んだプリズマティク(prismatic、多面体
の、斜方晶型の、擬角柱の）構造になっている。本発明
のマルチプレート電池のパルス放電レート部分は、以
後、ハイレート(high rate、高率、高レート）と呼ぶ
が、これは高表面積のカソードを含んでいて、ゼリーロ
ール巻回構造のアルカリ金属アノードと関連付けられて
いる。好ましくは、同じアノード構造が、カソードのミ
ディアムレート領域とカソードのハイレート領域の両者
に電気的に関連付けられていて、完全に密封されたケー
ス内に納められている。この構造により、同じ電気化学
電池内にミディアムレート領域とハイレート領域が含ま
れることになる。
【０００３】
【従来の技術】従来、心臓細動除去器用電池はマルチプ
レート電極の設計で作製されてきた。電池の設計者は、
付加的な電気化学的活性要素を設けて質量とエネルギー
密度を増加させるか、表面積(surface area 、表面地
域) を増加させて出力密度をより大きくするかを決定し
なければならない。ローレート(low rate)とハイレート
の操作が断続する心臓細動除去器用電池に対するエネル
ギー／出力の要求は非常に不均衡であるため、しばしば
折衷的設計が行われる。しかしながら、細動除去器の電
池に対するエネルギー／出力の要求の均衡を図る設計に
おいては、結果として望ましくない自己放電反応を引き
起こしてはならない。この折衷的設計の電池は非効率的
であり、電池全体の重量エネルギー密度と体積エネルギ
ー密度を減少させる。
【０００４】一般に、低電流が望まれる場合、電池内の
電極はできるだけ高質量で低表面積を有することが必要
と考えられる。これにより出力密度を犠牲にして、エネ
ルギー密度を増加する一方で、電極の低表面積は望まし
くない自己放電反応を最小化する。反対に、より大きな
放電電流が必要とされる場合、電極表面積と出力密度は
エネルギー密度と自己放電レートを犠牲にして最大化さ
れる。
【０００５】本発明の電池は、異なる放電レート部分を
備えた電極集合体を有しており、この要求を満たす。本
発明の電池は、例えば心臓細動除去器などの装置の日常
的モニターに好ましい平行に並んだプリズマティック構
造の小さい電極間表面積を有する領域と、コンデンサー
のハイレートの電気的パルス充電が最小分極を伴って必
要とされる場合に使われるゼリーロール巻回構造の大き
い電極間表面積を有する領域とからなる。本発明の電気
化学電池は異なる放電レート領域を備えたマルチプレー
ト電極を有し、電池が少なくとも二つの異なる電気的エ
ネルギー要求を満たすように、ミディアムレート領域と
ハイレート領域が同一電池内に設けられている点で、パ
イオニア的前進であると確信する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明に従って改良型
のマルチプレート・ゼリーロール型の電極を設けること
により、両方のバックグラウンド電流に対して間欠的に
パルス放電電流を割り込ませることができる電池を作製
することができる。開示する電池は、アノード集合体が
ケースに電気的に接続されたケースネガティブ設計のも
のである。２つのポジティブサーマル端子(positive th
ermal pin)はそれぞれ２つの独立したカソード領域に接
続されている。一方のカソード領域は低表面積かつ比較
的高密度になっていてマイクロアンペアからミリアンペ
アのレベルの低電流を供給し、他方のカソード領域は比
較的高表面積になっていて数アンペアのレベルの高電流
を供給する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチプレート
電池のミディアムレートの定放電領域は、アルカリ金属
アノードが側面に配置された一つ以上のカソード板から
なるカソード構造体からなっている。カソード材料は、
好ましくは、混合金属酸化物または炭素／グラファイト
のインターカレーション化合物、好適な導電性添加物お
よびバインダーを含んでおり、好ましくは乾燥粉末状で
あり、導電性金属スクリーン上にプレスされている。好
ましくは、アルカリ金属製アノードはリチウム、または
リチウム合金箔の小片であり、導電性金属スクリーンに
プレスされる。金属製リードにより、カソードのミディ
アムレート領域はガラス−金属密封（glass-to-metal s
eal)によって電池ケースから絶縁された電池ヘッダーの
フィードスルー端子ピンに接続される。アノードはケー
スに接続されてケースネカディブ構造とされるか、電池
のヘッダーに配置された他のフィードスルーピンに接続
される。セパレータはカップル間の短絡を阻止する。
【０００８】本発明のマルチプレート電池のハイレート
のパルス放電領域は、一つ以上のカソードシートからな
るカソード構造体から成り、これはミディアムレート領
域に連結された同一のアノードとともにゼリーロール状
に巻回配置されている。ハイレート領域の電極間表面積
は、ミディアムレート領域の電極間表面積よりも大きく
なっていて、装置が作動している際に高電流を放電でき
るようになっている。好ましくは、ミディアムレート領
域は、総カソード表面積の５０％以下であっても、カソ
ード電極によって与えられる総エネルギー密度の１０％
以上を提供する。また、さらに好ましくは、ミディアム
レート領域は、総カソード表面積の３０％以下であって
も、カソード電極によって与えられる総エネルギー密度
の１０％以上を提供する。
【０００９】すなわち、本発明は、同一の電気化学電池
内に、定放電、即ち定ドレインのミディアムレート領域
と、パルス放電のハイレート領域との両者を有する利点
がある。ミディアムレート領域とハイレート領域の両者
のために使用される電気化学的カップルは、例えば、リ
チウム／酸化バナジウム銀のカップルのようなアルカリ
金属／混合金属酸化物のカップルである。しかしなが
ら、両方の放電領域のカップルは必ずしも全く同一であ
る必要はない。本発明のマルチプレート電極の電気化学
電池は、ミディアムレートとハイレートの放電領域を有
しており、特殊な適用でのドレインレートと放電電流の
要求を満たすように作成／設計され得る。
【００１０】次に、添付の図面を参照して本発明をさら
に詳しく説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明のマル
チプレート・ゼリーロール型の電極を備えた電気化学電
池１０を示すものであり、ミディアムレート領域１２と
ハイレート領域１４の両者が金属製プリズマティックケ
ース１６内に密封されている。ミディアムレート領域
は、好ましくは比較的一定の放電電流を供給し、ハイレ
ート領域１４は、好ましくは電流パルス放電電源を提供
する。電極の両領域は同一の電解液で活性化される。
【００１２】図２に示すように、本発明のマルチプレー
ト電極の電池は、２つのポジティブ端子用リード１８、
２０と、共通のネガティブ端子用リード２２とを有して
いる。換言すると、ミディアムレート領域とハイレート
領域は、分離した別個のポジティブ端子と、同一ネガテ
ィブ端子（即ち、プリズマティックケース１６）とを有
している。２つの異なる負荷がこの電池に対して適用さ
れる。定抵抗負荷２４がポジティブ端子１８とネガティ
ブ端子２２（即ち、ケース１６）の間に接続されてお
り、また定電流パルス負荷２６がポジティブ端子２０と
ケース１６の間に接続されている。ケース１６はミディ
アムレート領域１２とハイレート領域１４の双方に共通
の非水性電解液で減圧充填されている。定抵抗負荷と定
電流パルス負荷の両者を備えた装置としては、例えば心
臓細動除去器等の体内埋め込み型医療装置が挙げられ
る。
【００１３】さらに、本発明のマルチプレート電極を有
する電気化学電池のミディアムレート領域とハイレート
領域のためのアノード電極は、アノードとして機能し得
るアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属であり、例え
ばリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグ
ネシウムなどの元素周期律表のＩＡ、IIＡ属の元素、お
よび上記物質の合金から選択される。合金および金属間
化合物としては、例えばＬｉ‐Ｓｉ、Ｌｉ‐Ｂ、Ｌｉ‐
Ｓｉ‐Ｂの合金および金属間化合物が挙げられる。好ま
しいアノードはリチウムからなり、さらに好ましいアノ
ードはアルミニウムが約０〜５０重量パーセント含まれ
たリチウム‐アルミニウム合金である。
【００１４】図１に示すように、ミディアムレート領域
１２およびハイレート領域１４のアノードは、アノード
金属から構成された薄い金属シートまたは箔２８であ
り、好ましくはニッケル製の金属アノード集電体にプレ
スまたは圧延される。アノードは、アノード集電体と同
一材料（即ち、好ましくはニッケル）から成る延長タブ
またはリードを有しており、溶接などによりアノード集
電体に一体形成されている。この構成において、リード
は、両領域１２、１４にとってケースネガティブ構成で
ネガティブ端子２０としての役割を果たす導電金属製ケ
ース１６に溶接によって接続される。好ましくはケース
１６はプリズマティック構造であり、例えばステンレス
鋼、軟鋼、ニッケルメッキを施した軟鋼、チタンまたは
アルミニウムなどの材料から構成されるが、他の電池構
成要素と適合性がある限りこれらの金属材料に限定され
ない。
【００１５】ミディアムレート領域とハイレート領域の
両者に対するカソード活物質は金属元素、金属酸化物、
混合金属酸化物、金属硫化物、炭素化合物(carbonaceou
s compounds)、および上記物質の組合せからなる。好適
なカソード活物質は酸化バナジウム銀（ＳＶＯ:siliver
vanadium oxide ）、酸化バナジウム銅(copper vanadi
um oxide) 、酸化バナジウム銀銅（ＣＳＶＯ:copper si
lver vanadium oxide）、二酸化マンガン(manganese di
oxide) 、二硫化チタン(titanium disulfide)、酸化銅
(copper oxide)、硫化銅(copper sulfide)、硫化鉄(iro
n sulfide)、二硫化鉄(iron disulfide)、酸化コバルト
リチウム(lithiated cobalt oxide)、酸化ニッケルリチ
ウム(lithiated nickel oxide)、炭素、フッ化炭素(flu
orinatedcarbon)、および上記物質の混合物である。
【００１６】好ましくは、カソード活物質は、種々の金
属硫化物、金属酸化物または金属酸化物／金属元素複合
物を、化学的付加反応、熱分解反応、熱水合成、ゾル−
ゲル形成、化学蒸着、超音波発生エーロゾル析出、又は
熱スプレイコーティング工程によって形成した混合金属
酸化物から成る。このようにして作製された材料は、貴
金属および／またはその酸化化合物などを含む元素周期
率表ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、
ＶＩＩＢ、およびＶＩＩＩ属の金属および酸化物を含ん
でいる。
【００１７】例示すると、一実施例として示すカソード
活物質は、これに限定されないが一般式Ａｇx Ｖ2 Ｏy
を有する次のいずれかの相の酸化バナジウム銀からな
る。ここで、β相酸化バナジスム銀は一般式においてｘ
＝０．３５およびｙ＝５．１８を有し、γ相酸化バナジ
ウム銀は一般式においてｘ＝０．７４およびｙ＝５．３
７を有し、ε相酸化バナジウム銀は一般式においてｘ＝
１．０およびｙ＝５．５を有しており、これらの相の組
み合わせや混合物であってもよい。
【００１８】ミディアムレート領域１２のカソード構造
の場合、カソード活物質は乾燥粉末形態でもよく、導電
性金属スクリーン上にプレスされる。カソード集電体に
好適な材料はアルミニウムおよびチタンが挙げられる
が、好ましくはチタンである。好ましくは導電性集電体
に接触する前に、細粉状態のカソード活物質は導電性希
釈剤及びバインダ材料と混合して、そして、集電体スク
リーン上にプレスする。バインダ材料は好ましくは熱可
塑性高分子バインダ材料である。熱可塑性高分子バイン
ダ材料という言葉は、広い意味で使われており、最終的
に成型または硬化したかどうかにかかわらず、電池内で
不活性であり、熱可塑的状態を経る全ての高分子材料が
「熱可塑性高分子」という言葉に含まれるものとする。
このような材料としては、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレンの他、フッ化エチレン(fluorinated ethylen
e)、フッ化プロピレン(fluorinated propylene) 、ポリ
ビニリデンフロオライド（ＰＶＤＦ:polyvinylidene fl
uoride）、およびポリテラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ:polytetrafluoroethylene）などのフッ素ポリマーが
挙げられるが、フッ素ポリマーが特に好ましい。天然ゴ
ムも本発明のバインダ材料として使用され得る。
【００１９】好適な放電促進希釈剤としては、グラファ
イト粉末、アセチレンブラック粉末、およびカーボンブ
ラック粉末が挙げられる。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粉末も導
電性希釈剤として使用できる。実際には、カソード活物
質を約８０〜９８重量％、導電性希釈剤を約１〜５％、
バインダ材料を約１〜５％の割合で混合する。また必要
に応じて、バインダ材料や導電性材料を添加しないで同
様に好適なカソード体を作成する場合もある。ミディア
ムレート領域のカソード構造体は、上記材料の混合物
を、好適な集電体上に圧延、延伸またはプレスすること
によって作製される。
【００２０】好ましくは、上記のように作製されたミデ
ィアムレート領域１２のカソード構造体は、一つ以上の
カソード板３０の形態であり、先に述べたアノードシー
ト２８と機能的に作用するよう関連付けられる。カソー
ド板３０は比較的低表面積かつ高密度であり、約１マイ
クロアンペア〜約１００ミリアンペアのレベルの低電流
を供給するようになっている。好ましくは、少なくとも
一つのカソード板３０は、約０．００４インチ〜約０．
０４０インチの厚さを有しており、両側に、上記のよう
に調製したアノード２８の対向表面が位置する。
【００２１】本発明の電池のハイレート領域１４はカソ
ードシート３２からなり、バインダと導電性添加剤を含
むカソード活物質から成るペーストから形成され、自立
構造にカレンダ成型して、その後、乾燥して所定形状に
裁断したものである。このように成形されたカソード構
造体は、比較的高表面積であり、約０．００１インチ〜
約０．０２５インチの厚さを有しており、アルミニウム
またはチタン（チタンが好ましい）等の好適材料から成
る集電体スクリーンの少なくとも一方、好ましくは両側
にプレスしてシート３２状のカソード構造体に作製して
いる。好ましくは、カソードシート３２はアノードシー
ト２８とともにゼリーロール巻回構造体に形成されて、
約１アンペア〜約４アンペアのレベルの電流を供給する
ようになっている。本発明のマルチプレート電極電池の
ハイレート領域に有用なカソード構造体を作製する方法
は、タケウチ等の米国特許第５，４３５，８７４号に記
載されており、この特許は本発明の譲受人に譲り受けら
れており、ここに参考として引用する。代替調製技術と
して、カソード活物質の泥漿物を表面処理した金属箔上
にキャストして、その後乾燥してカレンダ成型するもの
がある。
【００２２】本発明における、好適なマルチプレート・
ゼリーロール構造の電池１０を図１に示す。この電池
は、比較的低表面積かつ高密度のカソード板３０からな
り、これが平板状のゼリーロール電極電池を作製するの
に好都合な巻回マンドレル（図示されていない）の中心
に挿入されている。中心のカソード板３０がゼリーロー
ル電極集合体自体のための巻回マンドレルとしての役割
を果たすことができる。そして、アノードシート２８と
高表面積のカソードシート３２からなるゼリーロール集
合体が、挿入されたカソード板３０を含む、巻回マンド
レルを中心にして巻き付けられる。このようにすると、
アノードシート２８は、同一ゼリーロール構造体内の中
心カソード板３０とカソードシート３２との両表面に向
かい合う。好ましくは、更なるカソード板３０をゼリー
ロール巻回体の外側部分の一方または両方に配置させ
る。
【００２３】ミディアムレート領域１２のカソード板３
０のためのリード１８と、ハイレート領域１４のカソー
ドシート３２のためのリード２０とは、それぞれガラス
−金属シール／端子リード・フィードスルーによってケ
ース１６から絶縁されている。使用されるガラスは、約
０〜５０重量％のシリコンを有する耐腐食性のものであ
り、このようなものとしては例えばＣＡＢＡＬ １２、
ＴＡ ２３、ＣＯＲＮＩＮＧ ９０１３、ＦＵＳＩＴＥ
４２５、ＦＵＳＩＴＥ ４３５が挙げられる。ポジテ
ィブ端子リード１８、２０は好ましくはモリブデンから
構成されるが、チタン、アルミニウム、ニッケル合金ま
たはステンレス鋼を使用してもよい。
【００２４】ミディアムレート領域およびハイレート領
域の両者のカソード板３０、カソードシート３２および
アノードシート２８は、好ましくはそれら自体のセパレ
ータ包膜（図示省略）内に密封されていて、互いに直接
的に物理的に接触するのを防止している。このセパレー
タは電気的絶縁材料から構成されており、活物質間の内
部短絡を回避している。また、セパレータ材料はアノー
ド活物質およびカソード活物質に対して化学的に不活性
であり、電解質に不活性かつ不溶である。さらに、セパ
レータ材料は電池の電気化学反応の際に、電解質が流通
するのに十分な多孔度を有している。セパレータ材料と
しては、例えばポリプロピレンおよびポリエチレンなど
のポリオレフィン繊維、また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
マー繊維からなる織物および不織布にポリオレフィンま
たはフッ素ポリマーの微孔性フィルムをラミネートまた
は積層させたものや、不織布ガラス、ガラス繊維材料、
およびセラミック材料が挙げられる。好適な微孔性フィ
ルムとしては、商品名ＺＩＴＥＸ（ケムプラスト イン
コーポレイテッド）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ＣＥＬＧＡＲＤ（セラニーズ
プラスチック カンパニー インコーポレイテッド）
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．Ｄｅｘｔｅｒ，Ｄｉｖ．，
Ｄｅｘｔｅｒ Ｃｏｒｐ．）として市販されている膜が
挙げられる。
【００２５】さらに、本発明のマルチプレート・ゼリー
ロール構造の電気化学電池は、非水性イオン伝導性電解
質を含んでおり、これは電池の電気化学反応の間にアノ
ード構造体とカソード構造体との間のイオン伝導のため
の媒体としての役割を果たす。ミディアムレート領域と
ハイレート領域の両方の電気化学反応は、アノードから
カソードに移動するイオンを原子または分子の形態へ変
換する反応を含んでいる。すなわち、本発明に好適な非
水性電解液は実質的にアノード材料およびカソード材料
に不活性であり、それらはイオン移動に不可欠な物性、
すなわち低粘度、低表面積張力および湿潤性を有してい
る。
【００２６】好適な電解質は非水性溶媒に溶解されたイ
オン伝導性無機塩であり、さらに好ましくは、その電解
質は低粘度溶媒と高誘電率溶媒からなる非プロトン有機
溶媒の混合物中に溶解されたイオン化可能なアルカリ金
属塩である。このイオン伝導性無機塩は、アノードイオ
ンがカソード活物質中にインターカレート(intercalat
e) するために移動する媒体としての役割を果たすもの
であり、一般式ＭＭ’Ｆ6 を有している。ここで、Ｍは
アノードを構成するアルカリ金属と同一または類似のア
ルカリ金属であり、Ｍ’は燐、ヒ素およびアンチモンか
らなる群から選択される元素である。Ｍ’Ｆ6 を生成す
る塩の例としては、ヘキサフルオロ燐酸酸(hexafluorop
hosphate）（ＰＦ6)、ヘキサフルオロヒ酸塩(hexafluor
oarsenate）（ＡｓＦ6)、ヘキサフルオロアンチモン酸
塩(hexafluoroantimonate ）（ＳＢ6)が挙げられ、Ｍ’
Ｆ4 を生成する塩の例としては、テトラフルオロホウ酸
塩(tetrafluoroborate) （ＢＦ4)が挙げられる。さら
に、対応するナトリウム塩やカリウム塩を使用してもよ
い。
【００２７】好ましい電解質は好適な有機溶媒中に溶解
されたヘキサフルオロ燐酸塩、ヘキサフルオロヒ酸塩ま
たはヘキサフルオロアンチモン酸塩のうちの少なくとも
一種類のイオン形成アルカリ金属塩からなり、この塩を
構成するイオン形成アルカリ金属はアノードを構成する
アルカリ金属と同一または類似である。すなわち、リチ
ウムからなるアノードの場合、アルカリ金属塩はヘキサ
フルオロ燐酸リチウム(lithium hexafluorophosphate)
、ヘキサフルオロヒ酸リチウム(lithium hexafluoroar
senate)、またはヘキサフルオロアンチモン酸リチウム
(lithium hexafluoro antimonate) からなり、これらは
好適な溶媒混合物に溶解されている。本発明に有用な他
の無機塩としては、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 、Ｌｉ2
Ｏ、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、ＬｉＣ（ＳＯ2
ＣＦ3 ）3 、Ｌi Ｎ（ＳＯ2 ＣＦ3）3 、ＬｉＣＦ3 Ｓ
Ｏ3 、および上記物質の混合物が挙げられる。
【００２８】低粘度溶媒としては、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）、メチルアセテート（ＭＡ）、ジグリム、ト
リグリム、テトラグリム、ジメチルカーボネート（ＤＭ
Ｃ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチル
カーボネート、１、２‐ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
および上記物質の混合物が挙げらる。高誘電率溶媒とし
ては、環状カーボネート、環状エステル、および環状ア
ミド、例えばポリプロピレンカーボネート（ＰＣ）、エ
チレンカーボネート（ＥＣ）、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‐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。本発明において、アノードはリチウム金属で
あり、好適な電解質はプロピレンカーボネート（ＰＣ）
とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の体積比５０対５０の混
合物からなる非プロトン性溶媒混合物中に溶解された
１．０Ｍ〜１．４ＭのＬｉＡｓＦ6 である。
【００２９】ケースのヘッダーは、ミディアムレート領
域１２のカソード板３０とハイレート領域１４のカソー
ドシート３２のためのガラス−金属のシール／端子リー
ド・フィードスルーを収容するのに十分な数の開口部を
有する金属製蓋（図示されていない）からなる。更なる
開口部が電解質（電解液）の充填のために設けられてい
る。ケースのヘッダーは電気化学電池の他の構成要素と
の適合性を有する元素からなり、耐腐食性のものであ
る。この電池は、上述する電解液を充填して、充填孔に
ステンレス製プラグを精密溶接(close-welding) などに
よって密封する。
【００３０】本発明に従って、定放電レート（定放電速
度）とパルス放電レート（パルス放電速度）の両方で放
電可能な電気化学電池を、次のような、アノード容量
（Ｑａ）と、ハイレート領域の容量（Ｑｃ）とミディア
ムレート領域の容量（Ｑｃ）を有するように作製した。
【００３１】１）第一の例は、ハイレート領域とミディ
アムレート領域がそれぞれ０．８：１．０より大きなＱ
ａ：Ｑｃを有している。これにより本発明の電池は、ハ
イレート領域およびミディアムレート領域の両者に対し
十分なアノード容量（Ｑａ）を与えることができ、従来
のＬｉ／ＳＶＯ型電池の放電で期待される第一と第二の
電位安定期の両者にわたって放電可能になる。本発明の
電池の場合、ミディアムレート領域とハイレート領域の
両者のＱａ：Ｑｃ容量比は、１．１：１．０、又は０．
８：１．０であり、電池膨潤をコントロールできる。
【００３２】２）第二の例は、ミディアムレート領域よ
りも、著しく低いＱａ：Ｑｃのハイレート領域からな
る。例えば、ハイレート領域のＱａ：Ｑｃは０．４：
１．０と低いが、ミディアムレート領域のアノード容
量：カソード容量は約１．１：１．０である。
【００３３】電池全体のバランスは、電池のハイレート
領域：ミディアムレート領域の容量比に依存する。好ま
しくは、ハイレート領域は総電池容量の５０％未満であ
り、一方ミディアムレート領域は総電池容量の５０％以
上を構成する。総電池容量におけるハイレート領域とミ
ディアムレート領域との容量比が５０：５０の場合、Ｑ
ａ：Ｑｃ比をそれぞれ表１に示す。
【００３４】 表１ ハイレート領域（Ｑａ：Ｑｃ） ０．４ ：１．０ ミディアムレート領域（Ｑａ：Ｑｃ） １．１ ：１．０ 総電池容量（Ｑａ：Ｑｃ） ０．７５：１．０
【００３５】ミディアムレート領域：ハイレート領域の
容量比が０．６：０．４の場合、Ｑａ：Ｑｃ比をそれぞ
れ表２に示す。
【００３６】 表２ ハイレート領域（Ｑａ：Ｑｃ） 〔０．４：１．０〕 総カソード容量の４０％ ミディアムレート領域（Ｑａ：Ｑｃ） 〔１．１：１．０〕 総カソード容量の６０％ 総電池容量（Ｑａ：Ｑｃ） ０．８２：１．０
【００３７】次の実施例は、本発明によるマルチプレー
ト電極を有する電気化学電池の製造方法と性能を示すも
のであり、本発明を実施するに際して発明者が最適実施
形態と考えるものをここに示すが、これに限定されるわ
けではない。
【００３８】実施例１ ９個のリチウム／酸化バナジウム銀（Ｌｉ／ＳＶＯ）型
細動除去器用電池を作製した。それぞれの電池のカソー
ドは、バインダ材料と導電性希釈材とを混合させたＳＶ
Ｏの乾燥混合物を、プレスして二つの分離構造体に形成
したものからなる。ケースのヘッダーはそれぞれのカソ
ード構造体に接続するための二つの端子ピンを有してい
る。特に、第一カソードシートは延伸されたチタン製集
電体上にプレスして、第一端子ピンに溶接した。単一の
カソード板に第二端子ピンを溶接した。端子ピンを溶接
する前に、長い方の第一のカソードシートをリチウムア
ノードとともに平坦なゼリーロール構造体に巻回形成し
て、ハイレート放電領域を形成した。単一の第二カソー
ド板を巻回集合体の最終面に挿入して、ミディアムレー
ト電極領域を形成した。
【００３９】実施例の電池の２個に対して、１０ミリオ
ーム以下の回路抵抗器を使用して３７℃で短絡テストを
実施した。この２個の電池は、短絡を適用した１秒以内
にそれぞれ１５．０アンペアおよび１２．２アンペアの
ピーク電流を示した。一方の電池は、テストから３分６
秒で１１６．５℃のピーク温度を示した。他方の電池
は、テストから４分１２秒で１０９．０℃のピーク温度
を示した。両方の電池はケース膨潤を示した。両方の電
池とも漏洩、穴または破裂は観測されなかった。
【００４０】残りの７個の電池に対して、バーンインお
よびアクセプタンスパルステストを実施した後、修正加
速放電データ（ＡＤＤ）試験を適用した。電極表面積に
基づいて、電気的な試験パラメータを修正して、種々の
試験段階で同一の電流密度が電池に適用されるようにし
た。バーンインおよびアセプタンスパルステストのため
に、２個の端子ピンを２．４９ｋオームのバーンイン負
荷に電気的に接続し、これらの電池に対して１７時間テ
ストした。これに引続き、この電池に３７℃で２．０ア
ンペアのアセプタンスパルステストを適用した。４個の
１０秒間パルスを各パルス間に１５秒間の休止をもたせ
たパルス列を使用した。アセプタンスパルステストの後
に、二つの端子ピン間にある外部の電気的接続を取り外
した。
【００４１】それから、この７個の電池に対して、連続
放電とパルスの試験を適用した。この試験において、ミ
ディアムレート放電領域の単一のカソード板に接続され
た端子ピンを、１７．４ｋオームの抵抗器に接続した。
このカソード板はこのテストの間、終始電池のバックグ
ラウンド電流を供給した。週に一度、４個の１０秒間パ
ルスを各パルス間に１５秒間の休止をもたせた１．７ア
ンペアのパルス列を、ゼリーロール型のハイレート放電
領域に接続された他方の端子ピンに適用した。すべての
試験は３７℃で実施した。
【００４２】連続的な放電とパルス放電の試験を行った
電池のバックグラウンド電位は、特徴的なＳＶＯ放電プ
ロフィールを示し、数回の電位安定期が観測された。そ
れぞれの電池は、一方の端子ピンを通るバックグラウン
ド電位が約１０００ミリボルトまで減衰される間に、他
方の端子ピンを通って３５個のパルス列を提供した。低
いバックグラウンド電位にもかかわらず、電池のパルス
４最小電位は１．７ボルトを越えたままであり、ハイレ
ートパルスのために設計された電極集合体のプレパルス
ＯＣＶは約２．６ボルトを越えたままであった。放電プ
ルフィール、電圧応答および容量は、７個の電池のうち
の６個が同様であった。１個の電池は他のものと比較し
て容量の減少を示した。
【００４３】図３は、７個の電池の群から代表的な１個
の同時かつ連続的な放電とパルス放電から作成されたグ
ラフである。特に、曲線１００は本発明の電池のミディ
アムレートの、定放電領域のバックグラウンド電流から
作成し、曲線１０２はハイレートパルス放電領域の開路
電位から作成し、曲線１０４はパルス１最小電位から作
成し、曲線１０６はパルス放電領域のパルス４最小電位
から作成した。
【００４４】これらの結果は、Ｌｉ／ＳＶＯ型細動除去
器用電池はバックグラウンド電位が低い場合に、比較的
高いパルス電位を与えるように設計され得ることを示し
ている。そのような電池の設計は、それぞれの適用に応
じた固有のものであり、合理的な折衷的設計を行わなけ
ればならない。
【００４５】次に本発明の実施形態を要約する。 （１） ａ）第一電極活物質からなる第一電極と、 ｂ）前記第一電極と電気的に関連付けられ、少なくとも
第一領域と第二領域からなる第二電極であって、前記第
一領域と第二領域の少なくとも一方が前記第一電極の一
部とともにゼリーロール構造に形成された第二電極と、 ｃ）前記第一電極と前記第二電極を活性化するとともに
機能的に関連付ける電解液とからなり、前記第一領域と
前記第二領域とを互いに独立して放電させて分離独立し
た電源を提供するようにした電気化学電池。 （２） 前記第一領域が前記第二電極によって提供され
る総エネルギー密度の１０％以上を提供しており、前記
第一領域が前記第二電極によって提供される総表面積の
５０％以下であることを特徴とする上記（１）に記載の
電気化学電池。 （３） 前記第一電極はアノードであり、前記第二電極
はカソードであることを特徴とする上記（１）に記載の
電気化学電池。 （４） 前記第二電極の前記第一領域は、前記第二電極
によって提供される総エネルギー密度の１０％以上を有
しているが、総表面積の３０％以下であることを特徴と
する上記（１）に記載の電気化学電池。 （５） 前記第一電極用端子としての役割を果たす導電
性ケースを含み、前記第二電極の前記第一領域が第一端
子リードに接続され、前記第二電極の前記第二領域が第
二端子リードに接続されていることを特徴する上記
（１）に記載の電気化学電池。 （６） 前記第二電極の前記第一領域が約１マイクロア
ンペア〜１００ミリアンペアの比較的低電流で放電可能
であり、前記第二電極の前記第二領域は約１〜４アンペ
アの比較的高電流で放電可能であることを特徴とする上
記（１）に記載の電気化学電池。 （７） 前記第一領域と前記第二領域はそれぞれ総電池
容量の５０％を提供しており、前記第一電極の容量（Ｑ
ａ）と前記第二電極の容量（Ｑｃ）との比が０．７５：
１．０より大きくなっていることを特徴とする上記
（１）に記載の電気化学電池。 （８） 前記第一電極の前記容量と前記第二電極の前記
第一領域の前記容量との比が、約１．１：１．０である
ことを特徴とする上記（１）に記載の電気化学電池。 （９） 前記第一電極の前記容量と、前記第二電極の前
記第二領域の前記容量との比が、０．４：１．０である
ことを特徴とする上記（１）に記載の電気化学電池。 （１０） 前記第一領域と前記第二領域との容量比が、
約０．６：０．４であることを特徴とする上記（１）に
記載の電気化学電池。 （１１） 前記第一電極の前記容量と前記第二電極の前
記第二領域の前記容量との比が、約０．４：１．０にな
っており、前記第一電極の前記容量と、前記第二電極の
前記容量との比が、約０．８２：１．０になっているこ
とを特徴とする上記（１０）に記載の電気化学電池。 （１２） 前記第二電極の前記第一領域は第二の電極活
物質からなる少なくとも一つの構造体からなり、前記第
二電極の前記第二領域は第三の電極活物質からなる少な
くとも一つの構造体からなることを特徴とする上記
（１）に記載の電気化学電池。 （１３） 前記第二および第三の電極活物質は同一であ
ることを特徴とする上記（１２）に記載の電気化学電
池。 （１４） 前記第二および第三の電極活物質は異なるこ
とを特徴とする上記（１２）に記載の電気化学電池。 （１５） 前記第一電極は、前記第二電極の前記第二領
域とゼリーロール巻回構造において関連付けられてお
り、前記第一電極は、前記第二電極の前記第一領域と向
かい合うプリズマティック関係において関連付けられて
いることを特徴とする上記（１）に記載の電気化学電
池。 （１６） 前記第一領域を形成する少なくとも一つの第
二電極構造体は、前記第一電極と前記第二電極の前記第
二領域とから成るゼリーロール巻回構造の中心において
向かい合うプリズマティック位置に配置されており、前
記第一領域を形成する少なくとも一つの第二電極構造体
は、前記第一電極と前記第二電極の前記第二領域との前
記ゼリーロール巻回構造体よりもさらに外側において向
かい合うプリズマティック関係で前記第一電極と関連付
けられていることを特徴とする上記（１５）に記載の電
気化学電池。 （１７） ａ）ケース手段と、 ｂ）アノード手段と、 ｃ）第一カソード活物質からなる第一カソード手段と、 ｄ）第二カソード活物質からなる第二カソード手段とか
らなり、 前記第一カソード手段と前記第二カソード手段の少なく
とも一方が前記アノード手段の一部とともにゼリーロー
ル構造体に形成され、 ｅ）前記アノード手段、前記第一カソード手段および前
記第二カソード手段を活性化するとともに機能的に関連
作用させる電解液を併せて備えており、前記第一カソー
ド手段に関連付けられた前記アノード手段と、前記第二
カソード手段に関連付けられた前記アノード手段とが互
いに独立して放電可能であり、分離独立した電源を提供
するようにした電気化学電池。 （１８） 前記アノード手段および前記第一カソード手
段は電気的エネルギーを第一電流で供給し、前記アノー
ド手段および前記第二カソード手段はゼリーロール構造
で配置されて、前記第一電流よりも大きな第二電流で電
気的エネルギーを供給することを特徴とする上記（１
７）に記載の電気化学電池。 （１９） 前記第一カソード手段と関連付けられた前記
アノード手段は実質的に定放電レートで放電可能になっ
ており、前記ゼリーロール構造において前記第二カソー
ド手段と関連付けられた前記アノード手段は電流パルス
放電可能になっていることを特徴とする上記（１７）に
記載の電気化学電池。 （２０） 前記アノード手段は前記ケース手段に電気的
に接続されていて、ケースが負極の構造の電池を提供し
ていることを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学
電池。 （２１） 前記第一と第二カソード手段の両者は、それ
ぞれ前記ケース手段から電気的に絶縁されたカソード端
子手段に接続されていることを特徴とする上記（１７）
に記載の電気化学電池。 （２２） 前記アノードはリチウムからなることを特徴
とする上記（１７）に記載の電気化学電池。 （２３） 前記アノードはリチウム‐アルミニウム合金
からなることを特徴とする容器（１７）に記載の電気化
学電池。 （２４） 前記リチウム‐アルミニウム合金はアルミニ
ウムが約０％〜５０％含まれた合金であることを特徴と
する上記（２３）に記載の電気化学電池。 （２５） 前記第一および第二の電極部分の両者と機能
的に作用するように関連付けられた電解液は、非水性溶
媒に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ6 （ここで、Ｍは前記ア
ノード手段の少なくとも一方を構成するアルカリ金属と
同一または類似のアルカリ金属であり、Ｍ’は燐、ヒ素
およびアンチモンからなる群から選択された元素であ
る。）を有する無機塩を含むことを特徴とする上記（１
７）に記載の電気化学電池。 （２６） 前記アノード手段の前記アルカリ金属はリチ
ウムからなり、前記電解液を構成する前記無機塩はヘキ
サフルオロヒ酸リチウムであることを特徴とする上記
（２５）に記載の電気化学電池。 （２７） 前記非水性溶媒は、テトラヒドロフラン、ジ
メチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、プロピレンカーボネート、メチルア
セテート、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、エチレン
カーボネート、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、γ‐ブチロラクトン、Ｎ‐
メチルピロリジノン、および上記物質の混合物からなる
群から選択される有機溶媒からなることを特徴とする上
記（２５）に記載の電気化学電池。 （２８） 前記非水性溶媒がプロピレンカーボネートお
よびジメトキシエタンからなる有機溶媒であることを特
徴とする上記（２５）に記載の電気化学電池。 （２９） 前記プロピレンカーボネートおよびジメトキ
シエタンの体積比は約１：１であることを特徴とする上
記（２８）に記載の電気化学電池。 （３０） 前記第一および第二カソード活物質は同一で
あることを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学電
池。 （３１） 前記第一および第二カソード活物質は異なっ
ていることを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学
電池。 （３２） 前記第一および第二カソード手段の前記第一
および第二カソード活物質は、酸化バナジウム銀、酸化
バナジウム銀銅、二酸化マンガン、酸化コバルトリチウ
ム、酸化ニッケルリチウム、酸化銅、二硫化チタン、硫
化銅、硫化鉄、二硫化鉄、酸化バナジウム銅、炭素、フ
ッ化炭素、および上記物質の混合物からなる群から選択
されることを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学
電池。 （３３） 前記カソード手段の少なくとも一方はカレン
ダーミックスされた金属酸化物であることを特徴とする
上記（１７）に記載の電気化学電池。 （３４） 前記第一および第二カソード手段の前記第一
および第二カソード活物質の両者は、酸化バナジウムと
他の金属を、熱処理反応、付加反応、ゾル−ゲル形成、
化学蒸着、超音波発生エーロゾル析出および熱水合成か
らなる群からの一方法による調製生成物として形成され
た混合金属酸化物からなることを特徴とする上記（１
７）に記載の電気化学電池。 （３５） 前記第一および第二カソード手段の両者は、
前記カソード活物質を約８０〜９９重量パーセント含む
ことを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学電池。 （３６） 前記第一および第二カソード手段の少なくと
も一方は、さらにバインダー材料と導電性添加材を含む
ことを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学電池。 （３７） 前記バインダー材料は熱可塑性材料であるこ
とを特徴とする上記（３６）に記載の電気化学電池。 （３８） 前記導電性添加材は、ニッケル、アルミニウ
ム、チタン、ステンレス鋼等の金属粉末、炭素、グラフ
ァイト粉末、アセチレンブラック、および上記物質の混
合物からなる群から選択されることを特徴とする上記
（３６）に記載の電気化学電池。 （３９） 前記第一および第二カソード手段は、導電性
添加材を約１〜５重量パーセント、バインダー材料を約
１〜５重量パーセント、カソード活物質を約８０〜９９
重量パーセント含むことを特徴とする上記（１７）に記
載の電気化学電池。 （４０） 前記第一および第二カソード手段は、厚さが
それぞれ約０．００１インチ〜０．０４０インチの範囲
にあることを特徴とする上記（１７）に記載の電気化学
電池。 （４１） ａ）導電性材料からなるケース手段と、 ｂ）前記ケース手段内に納められて、実質的に定放電が
可能な第一電気化学的カップルであって、この第一電気
化学的カップルが ｉ）アルカリ金属からなるアノード手段と、 ii) 金属、金属酸化物、混合金属酸化物、金属硫化物、
炭素化合物および上記物質の混合物からなる群から選択
された第一カソード活物質からなる第一カソード手段と
からなるものと、 ｃ）前記ケース手段内に納められて、電流パルス放電が
可能な第二電気化学的カップルであって、この第二電気
化学的カップルが ｉ）前記アノード手段と、 ii) 金属、金属酸化物、混合金属酸化物、金属硫化物お
よび上記物質の組合せからなる群から選択される第二カ
ソード活物質からなる第二カソード手段であって、この
第二カソード手段が前記アノード手段の少なくとも一部
とゼリーロール構造に形成された関連付けられたもの
と、 ｄ）前記第一電気化学的カップルと前記第二電気化学的
カップルとに機能的に作用するように関連付けられた電
解液であって、前記第一カップルが前記第二カップルか
ら独立して放電可能であり、分離独立した電源を提供す
るようにするもの、とからなる電気化学電池。 （４２） 前記第一電気化学的カップルは、平行的なプ
リズマティック関係にある前記第一カソード手段の反対
側に隣接して配置された前記アノード手段の一部からな
り、前記第二電気化学的カップルは前記第二カソード手
段とともにゼリーロール構造に巻回された前記アノード
手段の一部を含むことを特徴とする上記（４１）に記載
の電気化学電池。 （４３） 前記アノードはリチウムからなることを特徴
とする上記（４１）に記載の電気化学電池。 （４４） 前記第一および第二電気化学的カップルの両
者と機能的に作用するように関連付けられた前記電解液
は、非水性溶媒中に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ6（ここ
で、Ｍは前記アノード手段の少なくとも一方を構成する
アルカリ金属と同一または類似のアルカリ金属であり、
Ｍ’は燐、ヒ素およびアンチモンからなる群から選択さ
れた元素である。）を有する無機塩を含むことを特徴と
する上記（４１）に記載の電気化学電池。 （４５） 前記アノード手段の前記アルカリ金属はリチ
ウムからなり、前記電解液を構成する前記無機塩はヘキ
サフルオロヒ酸リチウムであることを特徴とする上記
（４４）に記載の電気化学電池。 （４６） 第一の有効的な電極間表面積を提供する第一
領域と、前記第一の有効的な電極間表面積よりも大きな
第二の効率的な電極間表面積を提供する第二のゼリーロ
ール領域とからなる電気化学電池。 （４７） 第一範囲の電流で電気的電流を放電でき、こ
の第一範囲より大きな第二範囲の電流で電気的電流を独
立かつ同時に放電できる電気化学電池であって、前記第
二範囲の電気的電流はゼリーロール構造で配置された電
極の一部によって規定されていることを特徴とする電気
化学電池。 （４８） 前記第一範囲の電流は約１マイクロアンペア
〜１００ミリアンペアであり、前記第二範囲の電流は約
１アンペア〜４アンペアであることを特徴とする上記
（４７）に記載の電気化学電池。 （４９） モニタ機能と装置作動機能のための電源を必
要とする体内埋め込み型医療装置と組み合わされ、前記
モニタ機能のために約１マイクロアンペア〜１００ミリ
アンペアの電流を供給することができる電気化学電池で
あって、前記電気化学電池は独立かつ同時に前記装置作
動機能のために約１アンペア〜４アンペアのパルス電流
を放電することができ、前記装置作動機能のための前記
電気的なパルス電流は、前記電気化学的電池のゼリーロ
ール構造に配置された前記電極部分によって供給される
ことを特徴とする電気化学電池。 （５０） モニタ機能と装置作動機能のための電源を必
要とする体内埋め込み型医療装置と組み合わされ、 ａ）前記モニタ機能のために低レベル電流を供給するた
めに、定放電可能な、定ドレインのミディアムレート電
気化学的カップルと、 ｂ）前記操作機能のために高レベル電流を供給するため
に、ゼリーロール構造の、パルス放電可能なハイレート
電気化学的カップルと、 ｃ）両方のカップルを含む単一のケース手段とからな
り、前記定ドレインのミディアムレートのカップルと、
前記パルス放電可能なハイレートのカップルとが、同じ
アノード手段を共有している電気化学電池。 （５１） 前記ケースはプリズマティック形状であるこ
とを特徴とする上記（５０）に記載の電気化学電池。 （５２） 実質的に定放電レートと電流パルス放電の両
方での、同時かつ独立の放電が可能な電気化学電池の製
造方法であって、 ａ）導電材料からなるケース手段を用意する工程と、 ｂ）前記ケース手段内に第一電気化学的カップルを収納
する工程であって、この工程が ｉ）アノード集電体に電気的に接続されたアルカリ金属
からなるアノード手段を用意する工程と、 ii) 第一カソード集電体に電気的に接続されたカソード
活物質からなる第一カソード手段を用意する工程であっ
て、この第一カソード手段を前記アノード手段の第一部
分と電気的に関連付ける工程から成る工程と ｃ）前記ケース内に第二電気化学的カップルを収納する
工程であって、この工程が ｉ）第二カソード集電体に電気的に接続されたカソード
活物質からなる第二カソード手段を用意する工程と、 ii) 前記第二カソード手段を、前記第一カソード手段に
関連付けられていない前記アノード手段の第二部分に電
気的に関連付ける工程であって、前記第二カソード手段
を前記アノード手段にゼリーロール構造で関連付ける工
程からなる工程と、 ｄ）前記第一および第二電気化学的カップルを、それら
と機能的に作用するように関連付けられた電解液で活性
化する工程とからなる方法。 （５３） 実質的に定放電レートでの放電を可能にする
前記第一電気化学カップルを用意する工程と、電流パル
ス放電を可能にする前記第二電気化学的カップルを用意
する工程とを含むことを特徴とする上記（５２）に記載
の方法。 （５４） 前記ケース手段に前記アノード集電体を電気
的に接続する工程と、さらに、前記第一および第二カソ
ード集電体をそれぞれ前記ケース手段から電気的に絶縁
されたカソード端子手段に電気的に接続する工程とを含
むことを特徴とする上記（５２）に記載の方法。 （５５） リチウムからなる前記アノードを用意する工
程を含むことを特徴とする上記（５２）に記載の方法。 （５６） 前記第一および第二電気化学電池の両方と機
能的に作用するように関連付けられ、非水性溶媒中に溶
解された一般式ＭＭ’Ｆ6 （ここで、Ｍは前記アノード
手段の少なくとも一方を構成するアルカリ金属と同一ま
たは類似のアルカリ金属であり、Ｍ’は燐、ヒ素、およ
びアンチモンからなる群から選択された元素である。）
を有する無機塩からなる電解液を用意する工程を含むこ
とを特徴とする上記（５２）に記載の方法。 （５７） リチウムからなる前記アノード手段の前記ア
ルカリ金属を用意する工程と、前記電解液を構成する前
記無機塩としてのヘキサフルオロヒ酸リチウムを用意す
る工程とを含むことを特徴とする上記（５６）に記載の
方法。 （５８） テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネー
ト、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、メチルアセテート、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、エチレンカーボネート、
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、γ‐ブチロラクトン、Ｎ‐メチルピロリジ
ノン、および上記物質の混合物からなる群から選択され
た有機溶媒からなる非水性溶媒を用意する工程を含むこ
とを特徴とする上記（５６）に記載の電気化学電池。 （５９） 酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀銅、二
酸化マンガン、酸化コバルトリチウム、酸化ニッケルリ
チウム、酸化銅、二硫化チタン、硫化銅、硫化鉄、二硫
化鉄、酸化バナジウム銅、炭素、フッ化炭素、および上
記物質の混合物からなる群から、前記第一および第二カ
ソード手段を構成する前記カソード活物質を選択する工
程を含むことを特徴とする上記（５２）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチプレート・ゼリーロール電極を
有する電気化学電池の概略図である。
【図２】図１で示す電気化学電池の略図である。
【図３】ミディアムレート定放電領域とハイレートパル
ス放電領域を有する本発明の電気化学電池の同時放電か
ら作成したグラフである。
【符号の説明】
１０ 電気化学電池 １２ ミディアムレート領域 １４ ハイレート領域 １６ 金属製のプリズマティックケース １８、２０ ポジティブ端子リード ２２ ネガティブ端子リード ２４ 抵抗負荷 ２６ 電流パルス負荷

Claims (59)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）第一電極活物質からなる第一電極
    と、 ｂ）前記第一電極と電気的に関連付けられ、少なくとも
    第一領域と第二領域からなる第二電極であって、前記第
    一領域と第二領域の少なくとも一方が前記第一電極の一
    部とともにゼリーロール構造に形成された第二電極と、 ｃ）前記第一電極と前記第二電極を活性化するとともに
    機能的に関連付ける電解液とからなり、前記第一領域と
    前記第二領域とを互いに独立して放電させて分離独立し
    た電源を提供するようにした電気化学電池。
  2. 【請求項２】 前記第一領域が前記第二電極によって提
    供される総エネルギー密度の１０％以上を提供してお
    り、前記第一領域が前記第二電極によって提供される総
    表面積の５０％以下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。
  3. 【請求項３】 前記第一電極はアノードであり、前記第
    二電極はカソード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。
  4. 【請求項４】 前記第二電極の前記第一領域は、前記第
    二電極によって提供される総エネルギー密度の１０％以
    上を有しているが、総表面積の３０％以下であることを
    特徴とする請求項１に記載の電気化学電池。
  5. 【請求項５】 前記第一電極用端子としての役割を果た
    す導電性ケースを含み、前記第二電極の前記第一領域が
    第一端子リードに接続され、前記第二電極の前記第二領
    域が第二端子リードに接続されていることを特徴する請
    求項１に記載の電気化学電池。
  6. 【請求項６】 前記第二電極の前記第一領域が約１マイ
    クロアンペア〜１００ミリアンペアの比較的低電流で放
    電可能であり、前記第二電極の前記第二領域は約１〜４
    アンペアの比較的高電流で放電可能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。
  7. 【請求項７】 前記第一領域と前記第二領域はそれぞれ
    総電池容量の５０％を提供しており、前記第一電極の容
    量（Ｑａ）と前記第二電極の容量（Ｑｃ）との比が０．
    ７５：１．０より大きくなっ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。
  8. 【請求項８】 前記第一電極の前記容量と前記第二電極
    の前記第一領域の前記容量との比が、約１．１：１．０
    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。
  9. 【請求項９】 前記第一電極の前記容量と、前記第二電
    極の前記第二領域の前記容量との比が、０．４：１．０
    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。
  10. 【請求項１０】 前記第一領域と前記第二領域との容量
    比が、約０．６：０．４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。
  11. 【請求項１１】 前記第一電極の前記容量と前記第二電
    極の前記第二領域の前記容量との比が、約０．４：１．
    ０になっており、前記第一電極の前記容量と、前記第二
    電極の前記容量との比が、約０．８２：１．０になって
    いることを特徴とする請求項１０に記載の電気化学電
    池。
  12. 【請求項１２】 前記第二電極の前記第一領域は第二の
    電極活物質からなる少なくとも一つの構造体からなり、
    前記第二電極の前記第二領域は第三の電極活物質からな
    る少なくとも一つの構造体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。
  13. 【請求項１３】 前記第二および第三の電極活物質は同
    一であることを特徴とする請求項１２に記載の電気化学
    電池。
  14. 【請求項１４】 前記第二および第三の電極活物質は異
    なることを特徴とする請求項１２に記載の電気化学電
    池。
  15. 【請求項１５】 前記第一電極は、前記第二電極の前記
    第二領域とゼリーロール巻回構造において関連付けられ
    ており、前記第一電極は、前記第二電極の前記第一領域
    と向かい合うプリズマティック関係において関連付けら
    れ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。
  16. 【請求項１６】 前記第一領域を形成する少なくとも一
    つの第二電極構造体は、前記第一電極と前記第二電極の
    前記第二領域とから成るゼリーロール巻回構造の中心に
    おいて向かい合うプリズマティック位置に配置されてお
    り、前記第一領域を形成する少なくとも一つの第二電極
    構造体は、前記第一電極と前記第二電極の前記第二領域
    との前記ゼリーロール巻回構造体よりもさらに外側にお
    いて向かい合うプリズマティック関係で前記第一電極と
    関連付けられていることを特徴とする請求項１５に記載
    の電気化学電池。
  17. 【請求項１７】 ａ）ケース手段と、 ｂ）アノード手段と、 ｃ）第一カソード活物質からなる第一カソード手段と、 ｄ）第二カソード活物質からなる第二カソード手段とか
    らなり、 前記第一カソード手段と前記第二カソード手段の少なく
    とも一方が前記アノード手段の一部とともにゼリーロー
    ル構造体に形成され、 ｅ）前記アノード手段、前記第一カソード手段および前
    記第二カソード手段を活性化するとともに機能的に関連
    作用させる電解液を併せて備えており、 前記第一カソード手段に関連付けられた前記アノード手
    段と、前記第二カソード手段に関連付けられた前記アノ
    ード手段とが互いに独立して放電可能であり、分離独立
    した電源を提供するようにした電気化学電池。
  18. 【請求項１８】 前記アノード手段および前記第一カソ
    ード手段は電気的エネルギーを第一電流で供給し、前記
    アノード手段および前記第二カソード手段はゼリーロー
    ル構造で配置されて、前記第一電流よりも大きな第二電
    流で電気的エネルギーを供給することを特徴とする請求
    項１７に記載の電気化学電池。
  19. 【請求項１９】 前記第一カソード手段と関連付けられ
    た前記アノード手段は実質的に定放電レートで放電可能
    になっており、前記ゼリーロール構造において前記第二
    カソード手段と関連付けられた前記アノード手段は電流
    パルス放電可能になっていることを特徴とする請求項１
    ７に記載の電気化学電池。
  20. 【請求項２０】 前記アノード手段は前記ケース手段に
    電気的に接続されていて、ケースが負極の構造の電池を
    提供していることを特徴とする請求項１７に記載の電気
    化学電池。
  21. 【請求項２１】 前記第一と第二カソード手段の両者
    は、それぞれ前記ケース手段から電気的に絶縁されたカ
    ソード端子手段に接続されていることを特徴とする請求
    項１７に記載の電気化学電池。
  22. 【請求項２２】 前記アノードはリチウムからなること
    を特徴とする請求項１７に記載の電気化学電池。
  23. 【請求項２３】 前記アノードはリチウム‐アルミニウ
    ム合金からなることを特徴とする請求項１７に記載の電
    気化学電池。
  24. 【請求項２４】 前記リチウム‐アルミニウム合金はア
    ルミニウムが約０％〜５０％含まれた合金であることを
    特徴とする請求項２３に記載の電気化学電池。
  25. 【請求項２５】 前記第一および第二の電極部分の両者
    と機能的に作用するように関連付けられた電解液は、非
    水性溶媒に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ6 （ここで、Ｍは
    前記アノード手段の少なくとも一方を構成するアルカリ
    金属と同一または類似のアルカリ金属であり、Ｍ’は
    燐、ヒ素およびアンチモンからなる群から選択された元
    素である。）を有する無機塩を含むことを特徴とする請
    求項１７に記載の電気化学電池。
  26. 【請求項２６】 前記アノード手段の前記アルカリ金属
    はリチウムからなり、前記電解液を構成する前記無機塩
    はヘキサフルオロヒ酸リチウムであることを特徴とする
    請求項２５に記載の電気化学電池。
  27. 【請求項２７】 前記非水性溶媒は、テトラヒドロフラ
    ン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネー
    ト、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、
    メチルアセテート、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、
    エチレンカーボネート、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、γ‐ブチロラクト
    ン、Ｎ‐メチルピロリジノン、および上記物質の混合物
    からなる群から選択される有機溶媒からなることを特徴
    とする請求項２５に記載の電気化学電池。
  28. 【請求項２８】 前記非水性溶媒がプロピレンカーボネ
    ートおよびジメトキシエタンからなる有機溶媒であるこ
    とを特徴とする請求項２５に記載の電気化学電池。
  29. 【請求項２９】 前記プロピレンカーボネートおよびジ
    メトキシエタンの体積比は約１：１であることを特徴と
    する請求項２８に記載の電気化学電池。
  30. 【請求項３０】 前記第一および第二カソード活物質は
    同一であることを特徴とする請求項１７に記載の電気化
    学電池。
  31. 【請求項３１】 前記第一および第二カソード活物質は
    異なっていることを特徴とする請求項１７に記載の電気
    化学電池。
  32. 【請求項３２】 前記第一および第二カソード手段の前
    記第一および第二カソード活物質は、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
    トリチウム、酸化ニッケルリチウム、酸化銅、二硫化チ
    タン、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄、酸化バナジウム銅、
    炭素、フッ化炭素、および上記物質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１７に記載の電
    気化学電池。
  33. 【請求項３３】 前記カソード手段の少なくとも一方は
    カレンダーミックスされた金属酸化物であることを特徴
    とする請求項１７に記載の電気化学電池。
  34. 【請求項３４】 前記第一および第二カソード手段の前
    記第一および第二カソード活物質の両者は、酸化バナジ
    ウムと他の金属を、熱処理反応、付加反応、ゾル−ゲル
    形成、化学蒸着、超音波発生エーロゾル析出および熱水
    合成からなる群からの一方法による調製生成物として形
    成された混合金属酸化物からなることを特徴とする請求
    項１７に記載の電気化学電池。
  35. 【請求項３５】 前記第一および第二カソード手段の両
    者は、前記カソード活物質を約８０〜９９重量パーセン
    ト含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気化学電
    池。
  36. 【請求項３６】 前記第一および第二カソード手段の少
    なくとも一方は、さらにバインダー材料と導電性添加材
    を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電気化学電
    池。
  37. 【請求項３７】 前記バインダー材料は熱可塑性材料で
    あることを特徴とする請求項３６に記載の電気化学電
    池。
  38. 【請求項３８】 前記導電性添加材は、ニッケル、アル
    ミニウム、チタン、ステンレス鋼等の金属粉末、炭素、
    グラファイト粉末、アセチレンブラック、および上記物
    質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３６に記載の電気化学電池。
  39. 【請求項３９】 前記第一および第二カソード手段は、
    導電性添加材を約１〜５重量パーセント、バインダー材
    料を約１〜５重量パーセント、カソード活物質を約８０
    〜９９重量パーセント含むことを特徴とする請求項１７
    に記載の電気化学電池。
  40. 【請求項４０】 前記第一および第二カソード手段は、
    厚さがそれぞれ約０．００１インチ〜０．０４０インチ
    の範囲にあることを特徴とする請求項１７に記載の電気
    化学電池。
  41. 【請求項４１】 ａ）導電性材料からなるケース手段
    と、 ｂ）前記ケース手段内に納められて、実質的に定放電が
    可能な第一電気化学的カップルであって、 この第一電気化学的カップルがｉ）アルカリ金属からな
    るアノード手段と、 ii) 金属、金属酸化物、混合金属酸化物、金属硫化物、
    炭素化合物および上記物質の混合物からなる群から選択
    された第一カソード活物質からなる第一カソード手段と
    からなるものと、 ｃ）前記ケース手段内に納められて、電流パルス放電が
    可能な第二電気化学的カップルであって、 この第二電気化学的カップルが ｉ）前記アノード手段と、 ii) 金属、金属酸化物、混合金属酸化物、金属硫化物お
    よび上記物質の組合せからなる群から選択される第二カ
    ソード活物質からなる第二カソード手段であって、この
    第二カソード手段が前記アノード手段の少なくとも一部
    とゼリーロール構造に形成された関連付けられたもの
    と、 ｄ）前記第一電気化学的カップルと前記第二電気化学的
    カップルとに機能的に作用するように関連付けられた電
    解液であって、前記第一カップルが前記第二カップルか
    ら独立して放電可能であり、分離独立した電源を提供す
    るようにするもの、とからなる電気化学電池。
  42. 【請求項４２】 前記第一電気化学的カップルは、平行
    的なプリズマティック関係にある前記第一カソード手段
    の反対側に隣接して配置された前記アノード手段の一部
    からなり、前記第二電気化学的カップルは前記第二カソ
    ード手段とともにゼリーロール構造に巻回された前記ア
    ノード手段の一部を含むことを特徴とする請求項４１に
    記載の電気化学電池。
  43. 【請求項４３】 前記アノードはリチウムからなること
    を特徴とする請求項４１に記載の電気化学電池。
  44. 【請求項４４】 前記第一および第二電気化学的カップ
    ルの両者と機能的に作用するように関連付けられた前記
    電解液は、非水性溶媒中に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ6
    （ここで、Ｍは前記アノード手段の少なくとも一方を構
    成するアルカリ金属と同一または類似のアルカリ金属で
    あり、Ｍ’は燐、ヒ素およびアンチモンからなる群から
    選択された元素である。）を有する無機塩を含むことを
    特徴とする請求項４１に記載の電気化学電池。
  45. 【請求項４５】 前記アノード手段の前記アルカリ金属
    はリチウムからなり、前記電解液を構成する前記無機塩
    はヘキサフルオロヒ酸リチウムであることを特徴とする
    請求項４４に記載の電気化学電池。
  46. 【請求項４６】 第一の有効的な電極間表面積を提供す
    る第一領域と、前記第一の有効的な電極間表面積よりも
    大きな第二の効率的な電極間表面積を提供する第二のゼ
    リーロール領域とからなる電気化学電池。
  47. 【請求項４７】 第一範囲の電流で電気的電流を放電で
    き、この第一範囲より大きな第二範囲の電流で電気的電
    流を独立かつ同時に放電できる電気化学電池であって、
    前記第二範囲の電気的電流はゼリーロール構造で配置さ
    れた電極の一部によって規定されていることを特徴とす
    る電気化学電池。
  48. 【請求項４８】 前記第一範囲の電流は約１マイクロア
    ンペア〜１００ミリアンペアであり、前記第二範囲の電
    流は約１アンペア〜４アンペアであることを特徴とする
    請求項４７に記載の電気化学電池。
  49. 【請求項４９】 モニタ機能と装置作動機能のための電
    源を必要とする体内埋め込み型医療装置と組み合わさ
    れ、前記モニタ機能のために約１マイクロアンペア〜１
    ００ミリアンペアの電流を供給することができる電気化
    学電池であって、前記電気化学電池は独立かつ同時に前
    記装置作動機能のために約１アンペア〜４アンペアのパ
    ルス電流を放電することができ、前記装置作動機能のた
    めの前記電気的なパルス電流は、前記電気化学的電池の
    ゼリーロール構造に配置された前記電極部分によって供
    給されることを特徴とする電気化学電池。
  50. 【請求項５０】 モニタ機能と装置作動機能のための電
    源を必要とする体内埋め込み型医療装置と組み合わさ
    れ、 ａ）前記モニタ機能のために低レベル電流を供給するた
    めに、定放電可能な、定ドレインのミディアムレート電
    気化学的カップルと、 ｂ）前記操作機能のために高レベル電流を供給するため
    に、ゼリーロール構造の、パルス放電可能なハイレート
    電気化学的カップルと、 ｃ）両方のカップルを含む単一のケース手段とからな
    り、前記定ドレインのミディアムレートのカップルと、
    前記パルス放電可能なハイレートのカップルとが、同じ
    アノード手段を共有している電気化学電池。
  51. 【請求項５１】 前記ケースはプリズマティック形状で
    あることを特徴とする請求項５０に記載の電気化学電
    池。
  52. 【請求項５２】 実質的に定放電レートと電流パルス放
    電の両方での、同時かつ独立の放電が可能な電気化学電
    池の製造方法であって、 ａ）導電材料からなるケース手段を用意する工程と、 ｂ）前記ケース手段内に第一電気化学的カップルを収納
    する工程であって、この工程が ｉ）アノード集電体に電気的に接続されたアルカリ金属
    からなるアノード手段を用意する工程と、 ii) 第一カソード集電体に電気的に接続されたカソード
    活物質からなる第一カソード手段を用意する工程であっ
    て、この第一カソード手段を前記アノード手段の第一部
    分と電気的に関連付ける工程から成る工程と ｃ）前記ケース内に第二電気化学的カップルを収納する
    工程であって、 この工程が ｉ）第二カソード集電体に電気的に接続されたカソード
    活物質からなる第二カソード手段を用意する工程と、 ii) 前記第二カソード手段を、前記第一カソード手段に
    関連付けられていない前記アノード手段の第二部分に電
    気的に関連付ける工程であって、前記第二カソード手段
    を前記アノード手段にゼリーロール構造で関連付ける工
    程からなる工程と、ｄ）前記第一および第二電気化学的
    カップルを、それらと機能的に作用するように関連付け
    られた電解液で活性化する工程とからなる方法。
  53. 【請求項５３】 実質的に定放電レートでの放電を可能
    にする前記第一電気化学カップルを用意する工程と、電
    流パルス放電を可能にする前記第二電気化学的カップル
    を用意する工程とを含むことを特徴とする請求項５２に
    記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記ケース手段に前記アノード集電体
    を電気的に接続する工程と、さらに、前記第一および第
    二カソード集電体をそれぞれ前記ケース手段から電気的
    に絶縁されたカソード端子手段に電気的に接続する工程
    とを含むことを特徴とする請求項５２に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 リチウムからなる前記アノードを用意
    する工程を含むことを特徴とする請求項５２に記載の方
    法。
  56. 【請求項５６】 前記第一および第二電気化学電池の両
    方と機能的に作用するように関連付けられ、非水性溶媒
    中に溶解された一般式ＭＭ’Ｆ6 （ここで、Ｍは前記ア
    ノード手段の少なくとも一方を構成するアルカリ金属と
    同一または類似のアルカリ金属であり、Ｍ’は燐、ヒ
    素、およびアンチモンからなる群から選択された元素で
    ある。）を有する無機塩からなる電解液を用意する工程
    を含むことを特徴とする請求項５２に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 リチウムからなる前記アノード手段の
    前記アルカリ金属を用意する工程と、前記電解液を構成
    する前記無機塩としてのヘキサフルオロヒ酸リチウムを
    用意する工程とを含むことを特徴とする請求項５６に記
    載の方法。
  58. 【請求項５８】 テトラヒドロフラン、ジメチルカーボ
    ネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
    ート、プロピレンカーボネート、メチルアセテート、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、エチレンカーボネー
    ト、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、γ‐ブチロラクトン、Ｎ‐メチルピロ
    リジノン、および上記物質の混合物からなる群から選択
    された有機溶媒からなる非水性溶媒を用意する工程を含
    むことを特徴とする請求項５６に記載の電気化学電池。
  59. 【請求項５９】 酸化バナジウム銀、酸化バナジウム銀
    銅、二酸化マンガン、酸化コバルトリチウム、酸化ニッ
    ケルリチウム、酸化銅、二硫化チタン、硫化銅、硫化
    鉄、二硫化鉄、酸化バナジウム銅、炭素、フッ化炭素、
    および上記物質の混合物からなる群から、前記第一およ
    び第二カソード手段を構成する前記カソード活物質を選
    択する工程を含むことを特徴とする請求項５２に記載の
    方法。
JP10096728A 1997-04-04 1998-03-24 電気化学電池 Pending JPH10284132A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/832,909 US5935728A (en) 1997-04-04 1997-04-04 Electrochemical cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
US08/832909 1997-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10284132A true JPH10284132A (ja) 1998-10-23

Family

ID=25262900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10096728A Pending JPH10284132A (ja) 1997-04-04 1998-03-24 電気化学電池

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5935728A (ja)
EP (1) EP0872908B1 (ja)
JP (1) JPH10284132A (ja)
AU (1) AU728179B2 (ja)
DE (1) DE69801861T2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273405A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2009519769A (ja) * 2005-12-15 2009-05-21 カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド 埋込可能型装置用小形電源用の方法と装置
KR101241578B1 (ko) 2004-10-29 2013-03-11 메드트로닉 인코포레이티드 리튬-이온 전지 및 의료 장치
KR20150045930A (ko) * 2012-04-05 2015-04-29 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 젤리 롤들 사이에 추가의 재료를 갖는 다중의 젤리 롤들을 포함하는 리튬 이온 각형 전지

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677077B2 (en) * 1997-04-04 2004-01-13 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US5935728A (en) * 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
IL122416A0 (en) * 1997-12-02 1998-06-15 Electric Fuel Ltd Battery
US6171729B1 (en) * 1998-01-02 2001-01-09 Wilson Greatbatch Ltd Control of swelling in alkali metal electrochemical cells
US6037077A (en) * 1998-07-08 2000-03-14 Wilson Greatbatch Ltd. Electrode assembly for high energy devices
WO2001036206A1 (en) 1999-11-12 2001-05-25 Fargo Electronics, Inc. Thermal printhead compensation
US6329789B1 (en) 1999-12-21 2001-12-11 Moltech Corporation Methods of charging lithium-sulfur batteries
US6344293B1 (en) 2000-04-18 2002-02-05 Moltech Corporation Lithium electrochemical cells with enhanced cycle life
US6436583B1 (en) 2000-08-04 2002-08-20 Moltech Corporation Storage life enhancement in lithium-sulfur batteries
US6541140B1 (en) * 2000-08-07 2003-04-01 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Electrochemical lithium ion secondary cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US6623884B1 (en) * 2000-08-07 2003-09-23 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical lithium ion secondary cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
US6544688B1 (en) 2000-09-20 2003-04-08 Moltech Corporation Cathode current collector for electrochemical cells
US6403263B1 (en) 2000-09-20 2002-06-11 Moltech Corporation Cathode current collector for electrochemical cells
US6566006B1 (en) 2000-09-20 2003-05-20 Moltech Corporation Sulfur-containing cathode
US6797019B2 (en) * 2000-12-15 2004-09-28 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having an electrode of silver vanadium oxide coated to a current collector
US6670074B2 (en) * 2001-04-23 2003-12-30 Wilson Greatbatch Ltd. Glass to metal seal
US7263449B1 (en) 2001-10-23 2007-08-28 Greatbatch Ltd. Method for determining poor performing cells
US20030088378A1 (en) * 2001-10-23 2003-05-08 Gary Freitag Method for determining poor performing cells
US6926991B2 (en) * 2001-12-26 2005-08-09 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. SVO/CFx parallel cell design within the same casing
US6849360B2 (en) 2002-06-05 2005-02-01 Eveready Battery Company, Inc. Nonaqueous electrochemical cell with improved energy density
US7211349B2 (en) * 2002-08-06 2007-05-01 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Silver vanadium oxide provided with a metal oxide coating
US7189477B2 (en) * 2003-04-10 2007-03-13 Sion Power Corporation Low temperature electrochemical cells
US20080138707A1 (en) * 2003-07-18 2008-06-12 Takeuchi Esther S Preparation of cathode active material by hydrothermal reaction
TW200520292A (en) 2003-08-08 2005-06-16 Rovcal Inc High capacity alkaline cell
ES2537534T3 (es) * 2003-09-18 2015-06-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento
US7019494B2 (en) 2004-01-06 2006-03-28 Moltech Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
US7354680B2 (en) 2004-01-06 2008-04-08 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US7646171B2 (en) 2004-01-06 2010-01-12 Sion Power Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
US7358012B2 (en) 2004-01-06 2008-04-15 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US7316868B2 (en) * 2004-02-11 2008-01-08 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium-sulfur electrochemical cells
AR047875A1 (es) 2004-06-04 2006-03-01 Rovcal Inc Celdas alcalinas que presentan alta capacidad
US7352560B2 (en) * 2004-07-16 2008-04-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for interconnecting electrodes with partial titanium coating
US7641992B2 (en) 2004-10-29 2010-01-05 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US20080044728A1 (en) * 2004-10-29 2008-02-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US9065145B2 (en) 2004-10-29 2015-06-23 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7582387B2 (en) 2004-10-29 2009-09-01 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7337010B2 (en) 2004-10-29 2008-02-26 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7662509B2 (en) 2004-10-29 2010-02-16 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7635541B2 (en) * 2004-10-29 2009-12-22 Medtronic, Inc. Method for charging lithium-ion battery
US9077022B2 (en) 2004-10-29 2015-07-07 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
CN101048898B (zh) 2004-10-29 2012-02-01 麦德托尼克公司 锂离子电池及医疗装置
US7927742B2 (en) 2004-10-29 2011-04-19 Medtronic, Inc. Negative-limited lithium-ion battery
US7563541B2 (en) 2004-10-29 2009-07-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US8105714B2 (en) 2004-10-29 2012-01-31 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US8980453B2 (en) 2008-04-30 2015-03-17 Medtronic, Inc. Formation process for lithium-ion batteries
US8241788B1 (en) * 2004-12-13 2012-08-14 Greatbatch Ltd. Method for making flat and high-density cathode for use in electrochemical cells
AR064292A1 (es) * 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
AR067238A1 (es) * 2007-03-20 2009-10-07 Commw Scient Ind Res Org Dispositivos optimizados para el almacenamiento de energia
US20080292918A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Caine Finnerty Electrochemical system having multiple independent circuits
CN101803086B (zh) * 2007-05-25 2014-10-08 纳诺Cp有限责任公司 具有多个独立电路的电化学系统
US8309259B2 (en) 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
MX340874B (es) 2009-04-23 2016-07-28 Furukawa Battery Co Ltd Proceso para producir una placa negativa para batería de almacenamiento de plomo, y batería de almacenamiento de plomo.
JP5715630B2 (ja) 2009-08-27 2015-05-07 コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション 蓄電装置及びその電極
JP5797384B2 (ja) 2009-08-27 2015-10-21 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
JP5711483B2 (ja) 2009-08-27 2015-04-30 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板の製造法及び鉛蓄電池
MX2012004237A (es) 2009-10-08 2012-10-03 Fluidic Inc Celda metalica-aire recargable con sistema de manejo de flujo.
CN102544638B (zh) 2010-06-24 2015-07-15 流体股份有限公司 具有阶梯形支架燃料阳极的电化学电池
WO2012025542A1 (en) 2010-08-24 2012-03-01 Basf Se Electrolyte materials for use in electrochemical cells
CN102403525B (zh) 2010-09-16 2016-02-03 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
US9105946B2 (en) 2010-10-20 2015-08-11 Fluidic, Inc. Battery resetting process for scaffold fuel electrode
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
WO2012148569A2 (en) 2011-03-01 2012-11-01 Aquion Energy Inc. Profile responsive electrode ensemble
US8735002B2 (en) 2011-09-07 2014-05-27 Sion Power Corporation Lithium sulfur electrochemical cell including insoluble nitrogen-containing compound
US9287580B2 (en) 2011-07-27 2016-03-15 Medtronic, Inc. Battery with auxiliary electrode
US20130149560A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Medtronic, Inc. Auxiliary electrode for lithium-ion battery
US9577289B2 (en) 2012-12-17 2017-02-21 Sion Power Corporation Lithium-ion electrochemical cell, components thereof, and methods of making and using same
US10164304B1 (en) 2014-10-31 2018-12-25 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Thermally dissipative electrochemical cell
CA3060353A1 (en) 2016-05-19 2017-11-23 Power Me Tech Ltd. Primary cells for high discharge rate
JP2019521497A (ja) 2016-07-22 2019-07-25 ナントエナジー，インク． 電気化学セル内の水分及び二酸化炭素管理システム
US11251476B2 (en) 2019-05-10 2022-02-15 Form Energy, Inc. Nested annular metal-air cell and systems containing same

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1024577A (en) * 1907-07-27 1912-04-30 Charles E Hite Primary battery.
US1334849A (en) * 1918-05-28 1920-03-23 George B Fraley Electric battery
GB254852A (en) * 1925-05-25 1926-07-15 John Lumsden Charge indicators for secondary galvanic batteries
DE2200054C3 (de) * 1972-01-03 1978-09-14 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Implantierbare Biobrennstoffzelle
US3982966A (en) * 1974-04-01 1976-09-28 Union Carbide Corporation Alkaline cell with double collector positive, negative and third terminal connections
US4031899A (en) * 1976-01-22 1977-06-28 Vitatron Medical B.V. Long life cardiac pacer with switching power delivery means and method of alternately delivering power to respective circuit portions of a stimulus delivery system
EP0093789A1 (de) * 1982-05-10 1983-11-16 Unitechnika Ipari Szövetkezet Doppelstromkreis-Akkumulator
US4447504A (en) * 1983-01-03 1984-05-08 Gte Products Corporation Electrochemical cell with two rate battery stacks
US4830940A (en) * 1986-01-14 1989-05-16 Wilson Greatbatch Ltd. Non-agueous lithium battery
US4879190A (en) * 1988-08-30 1989-11-07 Mhb Joint Venture Electrochemical cell
US5183712A (en) * 1991-02-04 1993-02-02 Donald T. Beldock Battery having reserve cell and three or more terminals
US5169732A (en) * 1991-02-04 1992-12-08 Donald T. Beldock Sealed battery with integral reserve cell and switch
US5164273A (en) * 1991-07-19 1992-11-17 Andras Szasz Pseudo dual circuit battery and circuit for use
JPH0582178A (ja) * 1991-09-20 1993-04-02 Tdk Corp 電 池
US5435874A (en) * 1993-11-01 1995-07-25 Wilson Greatbatch Ltd. Process for making cathode components for use in electrochemical cells
JPH07249405A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Haibaru:Kk 電 池
US5458997A (en) * 1994-08-19 1995-10-17 Medtronic, Inc. Rebalancing of lithium/silver vandium oxide (Li/SVO) cells for improved performance
US5569553A (en) * 1995-03-08 1996-10-29 Wilson Greatbatch Ltd. Battery design for achieving end-of-life indication during electrical discharge
US5624767A (en) * 1995-06-07 1997-04-29 Wilson Greatbatch Ltd. Alkali metal cell having main and alternate electrodes
US5614331A (en) * 1995-12-22 1997-03-25 Wilson Greatbatch Ltd. Medium and high discharge rate combination battery and method
US5935728A (en) * 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
US5935724A (en) * 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241578B1 (ko) 2004-10-29 2013-03-11 메드트로닉 인코포레이티드 리튬-이온 전지 및 의료 장치
JP2009519769A (ja) * 2005-12-15 2009-05-21 カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド 埋込可能型装置用小形電源用の方法と装置
JP2007273405A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
KR20150045930A (ko) * 2012-04-05 2015-04-29 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 젤리 롤들 사이에 추가의 재료를 갖는 다중의 젤리 롤들을 포함하는 리튬 이온 각형 전지
JP2015515729A (ja) * 2012-04-05 2015-05-28 エー１２３ システムズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー ゼリーロール間に追加材料を有する複数のゼリーロールを含むリチウムイオン角柱型セル
JP2018085350A (ja) * 2012-04-05 2018-05-31 エー１２３ システムズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー ゼリーロール間に追加材料を有する複数のゼリーロールを含むリチウムイオン角柱型セル
US10147911B2 (en) 2012-04-05 2018-12-04 A 123 Systems, LLC Lithium ion prismatic cell comprising multiple jelly rolls with additional material between jelly rolls

Also Published As

Publication number Publication date
US5935728A (en) 1999-08-10
AU728179B2 (en) 2001-01-04
DE69801861T2 (de) 2002-05-02
AU6061598A (en) 1998-10-08
US6165638A (en) 2000-12-26
DE69801861D1 (de) 2001-11-08
EP0872908A1 (en) 1998-10-21
EP0872908B1 (en) 2001-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10284132A (ja) 電気化学電池
US5935724A (en) Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US5614331A (en) Medium and high discharge rate combination battery and method
US6627337B2 (en) Conversion of low rate energy into high rate energy by parallel discharging
US6551747B1 (en) Sandwich cathode design for alkali metal electrochemical cell with high discharge rate capability
US6641953B2 (en) Secondary cell with high rate pulse capability
US6692865B2 (en) Double current collector cathode design using mixtures of two active materials for alkali metal or ion electrochemical cells
JPH11265722A (ja) アルカリ金属電気化学電池の膨潤の制御
US6677077B2 (en) Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US6541140B1 (en) Electrochemical lithium ion secondary cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
JP2000164251A (ja) 不動態化禁止添加剤を含む非水性電解液で活性化された改良されたカソ―ドを有するアルカリ金属電気化学電池
CA2365189A1 (en) Electrochemical cell having an electrode of silver vanadium oxide coated to a current collector
JPH11283679A (ja) 植え込み可能な医療装置に通電するための二重電池
US7052804B2 (en) Double current collector positive electrode for alkali metal ion electrochemical cells
JP2002319406A (ja) 電極活性混合物中にカーボネート添加剤を含む電極を有した電気化学電池
US6623884B1 (en) Electrochemical lithium ion secondary cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
US7108942B1 (en) Efficient electrode assembly design for cells with alkali metal anodes
JP2002203607A (ja) 厚みの異なる同じ活物質を用いた二重集電体カソード構造を含むアルカリ金属電池またはイオン電気化学的電池からなる電気化学セル
EP1143544A2 (en) Application of Gamma-SVO and mixture of Gamma-SVO/ Epsilon-SVO in high rate electrochemical lithium cells containing SVO/CFx/SVO sandwich cathodes
US20080081259A1 (en) Hybrid Cathode Design For An Electrochemical Cell
US6673487B2 (en) Double current collector cathode design using the same active material in varying thicknesses for alkali metal or ION electrochemical cells
JPH11144731A (ja) 混合相金属酸化物およびその製造方法
US20030113613A1 (en) High energy density rechargeable cell for medical device applications
JP2002313346A (ja) 電極活性混合物中にジカーボネート添加剤を含む電極を有した電気化学電池