(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質溶媒としてのエーテル及びアセトニトリルと、以下の一般式の塩とを含む電解質溶液：
Ｍｇ２＋（Ｌ）ｘ（ＰＦ６）２      （ｉ）
式中、ｘは１〜６の数を表し、
各Ｌは一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリルであるリガンドを表し、Ｒは以下から独立に選択された有機基を表す：メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、トルエン、ナフタレン、またはフェニル。
【請求項２】
ｘは１より大きい、請求項１に記載の電解質溶液。
【請求項３】
ｘが６である、請求項１または２に記載の電解質溶液。
【請求項４】
Ｒが、Ｌで表された各リガンドについて同一である、請求項３に記載の電解質溶液。
【請求項５】
各リガンドＬがアセトニトリルである、請求項１から４のいずれか一項に記載の電解質溶液。
【請求項６】
以下の一般式の塩の製造方法であって：
Ｍｇ２＋（Ｌｙ）ｘ（ＰＦ６）２      （ｉ）
式中、ｘは１〜６の数を表し、
Ｌｙは一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリルであるリガンドを表し；
Ｌｙは、それぞれが一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎで表されるニトリルであるリガンドＬ１及びＬ２の任意の組合せを備え；
Ｌ１及びＬ２についてＲが以下から選択された有機基を独立に表し：メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、トルエン、ナフタレン、またはフェニル；
Ｍｇ金属を提供するステップと、
第１リガンド（Ｌ１）を備える第１乾燥溶液中で前記Ｍｇ金属を洗浄、及び活性化するステップと、
活性化されたＭｇ金属及び第１リガンドＬ１の溶液を、第２リガンド（Ｌ２）を備える第２乾燥溶液中のＮＯＰＦ６で処理するステップと、
残留溶媒を除去するステップと、
残存固体を再結晶化して式（ｉ）の塩を形成するステップと、を備える方法。
【請求項７】
ｘが１より大きい、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ｘが６である、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
Ｌ１及びＬ２が同一のニトリルである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
Ｌ１及びＬ２が両方ともアセトニトリルである、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の電解質溶液を備える、セルまたは電池。
【請求項１２】
前記セルまたは電池は、マグネシウムセル若しくは電池、またはマグネシウムイオンセル若しくは電池である、請求項１１に記載のセルまたは電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘキサフルオロリン酸マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）の塩に関連する。更に、本発明はヘキサフルオロリン酸マグネシウムの塩の製造方法と、セル（ｃｅｌｌ）または電池（ｂａｔｔｅｒｙ）中の電解質としてのヘキサフルオロリン酸マグネシウムの塩の使用に関連する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は現在多様な電子デバイス中で使用されている。リチウムイオンセルは、短期間で著しく電荷容量をロスすることなく再充電されることが可能なので、リチウムイオンセルの使用は他の電池技術より優先されてきた。更に、リチウムイオン電池のエネルギー密度によって、それをノートパソコンや携帯電話などの携帯製品中で使用することを可能にする。しかし、時間が経つと、リチウム電池は電荷容量のロスに苦しむことが知られている。更に、熱暴走及び過熱のリスクの問題が広く報告されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮＴＦ２、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、及びＬｉＳｂＦ６だけでなく他を含む幅広いリチウム塩を用いて、多くのリチウムイオン電解質系が開発され研究されてきた。他のリチウム塩が有するとは知られていない幾つかの特性のバランスによって、ＬｉＰＦ６がリチウムイオンセル中の好ましい電解質である。しかし、地殻中のリチウムの存在量は比較的少なく、他のアルカリ及びアルカリ土類金属と比較して現在のリチウムの価格が高いので、リチウムセルの長期使用に対する不安がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様において、本発明は以下の一般式の塩を提供する：
Ｍｇ２＋（Ｌ）ｘ（ＰＦ６）２          （ｉ）
式中、ｘは１〜６の数を表し、各Ｌは以下の化合物の一つから選択されたリガンドを表す：ハロメタン、環状クラウンエーテル、または一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリル。
【０００５】
マグネシウムなどのアルカリ土類金属を電気化学セル及び電池中の電解質溶液として使用可能であると理論的に認識されてきた。マグネシウムは地殻中に非常に豊富であり、かつ、従って他のアルカリおよびアルカリ土類金属よりもトン当たりで安価である。更に、マグネシウムはリチウムよりも大きな電荷容量を有する。更に、マグネシウムイオンセルでは、マグネシウム金属上にデンドライトが形成しないので、熱暴走のリスクなくマグネシウム金属を金属アノードとして使用することができる。しかし、この知識にもかかわらず、幅広い電圧範囲にわたって安定であり、複数電極と相性もよい電解質を形成するのが困難なので、マグネシウムは電解質としてまたはアノード用材料として広く採用されていない。
【０００６】
上述の通り、ヘキサフルオロリン酸リチウムの塩はリチウムイオンセル中で好ましい電解質である。しかしマグネシウムイオン電池中のヘキサフルオロリン酸マグネシウムに基づく電解質を使用することに対する障壁は、ヘキサフルオロリン酸リチウムの塩の合成と比較して、ヘキサフルオロリン酸アルカリ土類金属の塩の合成に費用がかかることがあり、不確実であり得る（しばしば低純度の材料になる）という事実である。更に、ＭｇＰＦ６中のＰＦ６−アニオンはマグネシウム金属アノードと反応し、不動態化ＭｇＦ２の層を形成すると主張されている。しかし、本発明に係るヘキサフルオロリン酸マグネシウム塩は比較的穏やかな条件で、溶液中で容易に合成可能であり、また、得られた塩は、アノードで不動態化を生じることなくコインセル電池中の電解質として使用可能であることが分かった。
【０００７】
本明細書全体を通して使用される塩との用語は、上記一般式内のリガンド（Ｌ）との複合体マグネシウム塩を含むように意図される。リガンドまたはリガンドの混合物の選択は、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム塩の合成におけるより安定な反応混合物を可能にし得る。ｘが１より大きい場合、各リガンドは、ハロメタン、または環状クラウンエーテル、またはニトリル化合物から独立に選択され得る。合成中の反応混合物を単純化するために、ｘが１より大きい場合、Ｌは以下の化合物の一つのみから選択されたリガンドを表してよい：ハロメタン、環状クラウンエーテル、または一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリル。つまり、Ｌは、二以上のハロメタン、環状クラウンエーテル、または二以上の一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリルを備えてよい。
【０００８】
ハロメタンはＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩化メタンであり得る。クロロメタンは合成用の安定で安価な乾燥溶媒を表す。ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）は、その低い沸点及び溶媒和特性によって、マグネシウム塩の合成用のリガンド及び溶媒として特に適している。
【０００９】
環状クラウンエーテルは以下のうちの一つから選択された典型的な環状クラウンエーテルを備えることができる：［１２］−クラウン−４、［１８］−クラウン−６、［２４］−クラウン−８。環状クラウンエーテルはマグネシウムカチオンを隔離するために使用され得る。マグネシウムカチオンは低下した反応性を有して溶液中に残り、電極表面上へのマグネシウムのめっきも抑制し得るので、多座配位性リガンドを使用することが好都合であり得る。これらの環状クラウンポリエーテルは、マグネシウム塩の所望の合成を妨げることなく、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、ＣＣｌ４等のハロメタン系溶媒と組み合わせて使用され得る。
【００１０】
ニトリルの一般式の観点では、ｘが６の場合、各Ｒは以下から独立に選択された有機基を表し得る：メチル、エチル、プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、トルエン、ナフタレン、またはフェニル。立体的に嵩高いリガンドはマグネシウムカチオンの溶媒和を防ぎ得る。従って、一般式について、Ｒは、好ましくは立体障害が小さいと考えられるニトリルを提供し得る基を表し得る。
【００１１】
各Ｌは同一のニトリルでもよい。これによって、活性化ステップ及び処理ステップの両方で同じニトリル溶液を使用できるので、塩の合成がより簡単になる。塩について、Ｌは最も立体障害が小さいニトリルであるアセトニトリルでよい。追加の利点として、他の溶媒を伴う場合よりも高真空下での脱溶媒和を簡単に達成できるので、アセトニトリルを使用することで、マグネシウムカチオンの良好な溶媒和、並びに、低い製造費用が提供される。この脱溶媒和された塩は、その後、例えば（ＴＨＦ、ジエチルエーテル等の）エーテル、または他のドナー溶媒で再溶媒和されてよい。
【００１２】
第２の態様において、本発明は以下の一般式の塩の製造方法を提供する：
Ｍｇ２＋（Ｌｙ）ｘ（ＰＦ６）２      （ｉｉ）
式中、ｘは１〜６の数を表し、各Ｌｙは以下の化合物の任意の一つから独立に選択されたリガンドを表す：ハロメタン、環状クラウンエーテル、または一般式Ｒ−Ｃ≡Ｎのニトリル；そしてＬｙは化合物Ｌ１及びＬ２の混合物を備え；本方法は、Ｍｇ金属を提供するステップ、第１化合物（Ｌ１）を備える第１乾燥溶液中でＭｇ金属を洗浄し、活性化させるステップ、活性化されたＭｇ金属及び第１化合物Ｌ１の溶液を、第２化合物（Ｌ２）を備える第２乾燥溶液中のＮＯＰＦ６で処理するステップ、残留溶媒を除去するステップ、及び、残存固体を再結晶化して式（ｉｉ）の塩を形成するステップ、を備える。
【００１３】
残留溶媒は、例えば真空下での、エバポレーションによって、または加熱によって除去できる。
【００１４】
第３の態様において、本発明は、上記式（ｉ）または式（ｉｉ）に記載の塩を備える電解質を提供する。この電解質は従来の電解質に添加剤として上記塩を備えてよく、または、上記塩は純粋な溶液中で使用されて、適切な溶媒とともに、それ自体によって電解質を形成し得る。
【００１５】
第４の態様において、本発明は上記式（ｉ）または式（ｉｉ）に記載の電解質を備えるセルまたは電池を提供する。本発明の塩は、電気化学セルまたは電池でリチウム塩を使用することで観測されるのと同じ不利益のいくらかに悩まされない。更に、本発明の塩は多くのセルまたは電池システム中の電解質で使用され得る。より具体的に、このセルまたは電池は、例えばリチウムセルまたはリチウムイオンセルであり得る。しかし、本発明の塩を用いるセルまたは電池は、金属系の、若しくは金属イオン系のセル若しくは電池としてより一般的に記述され得る。他の、金属系の若しくは金属イオン系のセル若しくは電池の例は、マグネシウム、カルシウム、またはアルミニウムの金属またはイオンを含み得る。金属セルまたは電池中の電解質中に本発明の塩を用いる場合、塩の分解の危険性なく、マグネシウム、カルシウム、またはアルミニウム等の金属を金属アノードとして使用し得る。他の利点は、本発明の塩は、金属または金属イオン系のセルまたは電池で用いられるアルミニウム集電体の腐食を低減または制限する観点で有用であり得る。
【００１６】
本発明がより容易に理解され得るように、本発明の実施形態が例示として添付図面を参照して以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の塩のＸ線結晶構造を表す図である。
【図２】本発明の塩の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを表すである。
【図３】本発明の塩の１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルを表す図である。
【図４】本発明の塩の１９Ｆ  ＮＭＲスペクトルを表す図である。
【図５】本発明の塩の３１Ｐ  ＮＭＲスペクトルを表す図である。
【図６】２５℃で、グラッシーカーボンの作用電極、Ｍｇ参照電極、及び対向電極を含む三電極セル中で、２５ｍＶｓ−１の速度でサイクルする１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．１２Ｍ溶液のサイクリックボルタモグラムを表す図である。
【図７】白金、ステンレス鋼、グッラッシーカーボン、及びアルミニウム作用電極上での、掃引速度２５ｍＶｓ−１の、１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．１２Ｍのリニアスイープボルタモグラムを表す図である。
【図８】２５℃で、対称的な三電極Ｍｇ｜Ｍｇ｜Ｍｇ冠水セル（ｆｌｏｏｄｅｄ  ｃｅｌｌ）中の、サイクル速度５０ｍＶｓ−１の、１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．１２Ｍ溶液のサイクリックボルタモグラムを表す図である（インセットはＭｇめっきを示す領域の拡大である）。
【図９】２５℃で、対称的な三電極Ｍｇ｜Ｍｇ｜Ｍｇ冠水セル（ｆｌｏｏｄｅｄ  ｃｅｌｌ）中の、サイクル速度５０ｍＶｓ−１の、１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．７１Ｍ溶液のサイクリックボルタモグラムを表す図である
【図１０】１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．７１Ｍ溶液と、Ｍｇアノードと、Ｍｏ３Ｓ４カソードと、Ａｌ集電体とを含むコインセルの、サイクル速度Ｃ／１００の三回の定電流放電―充電サイクルを示す図である。
【図１１】１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ中のＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．７１Ｍ溶液と、Ｍｇアノードと、Ｍｏ３Ｓ４カソードと、カーボン膜集電体とを含むコインセルの、サイクル速度Ｃ／１００の三回の定電流放電―充電サイクルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、これから以下の実施例を参照して描写される。
【００１９】
［実施例１−Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の合成］
Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈからのマグネシウム粉末（＞９９％）の形態のマグネシウム金属が洗浄され、約１０ｍｇのＩ２で溶液が透明になるまで活性化された。得られた混合物は、室温の乾燥Ｎ２雰囲気下で、ＣＨ３ＣＮ及びＮＯＰＦ６（ＡＣＲＯＳ  Ｏｒｇａｎｉｃｓから購入した）の乾燥溶液中で、滴下により溶媒和された。ＮＯＰＦ６溶液を加えた後、反応混合物は透明ガス（ＮＯ）を放出し、乾燥Ｎ２下の反応フラスコから排出された。溶液は一晩中４５℃に穏やかに加熱された。反応式は以下の式（１）の通りである。
【００２０】
【化１】
0006293804.tif 000002
【００２１】
溶媒を除去してから、灰色がかった（ｏｆｆ−ｗｈｉｔｅ）固体が、高温のアセトニトリルから二回再結晶化され、Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の白色結晶粉末が５２％の収率で与えられた。
【００２２】
［実施例２−Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の特徴づけ］
Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２のＣＨ３ＣＮ溶液にＥｔ２Ｏを拡散して単結晶が得られた。Ｂｒｕｋｅｒ  Ｄ８  Ｑｕｅｓｔ  ＣＣＤ回折計を用いて集められたデータをについてＸ線解析を行い、複合体が所望の塩であることを確認した（図１）。
【００２３】
Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の白色結晶粉末の１Ｈ、１３Ｃ、１９Ｆ、及び３１ＰのＮＭＲスペクトルがそれぞれ図２から図５に示されている。特に、１９Ｆと３１ＰのＮＭＲスペクトルはＰＦ６−アニオンの特徴である、ダブレット（ｄｏｕｂｌｅｔ）とヘプテット（ｈｅｐｔｅｔ）をそれぞれ示した。別段特定されない限り、ＮＭＲスペクトルは、２９８．０ＫでＢｒｕｋｅｒ  ５００  ＭＨｚ  ＡＶＩＩＩ  ＨＤ  Ｓｍａｒｔ  Ｐｒｏｂｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（１Ｈは５００ＭＨｚ、３１Ｐは２０２ＭＨｚ、１３Ｃは１２５ＭＨｚ、１９Ｆは４７１ＭＨｚ）に、またはＢｒｕｋｅｒ  ４００  ＭＨｚ  ＡＶＩＩＩ  ＨＤ  Ｓｍａｒｔ  Ｐｒｏｂｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  （１Ｈは４００ＭＨｚ、３１Ｐは１６２ＭＨｚ、１３Ｃは１０１ＭＨｚ、１９Ｆは３７６ＭＨｚ）に記録された。化学シフト（δ、ｐｐｍ）は、１Ｈと１３Ｃについては残留溶媒のシグナルに対して、３１Ｐについては外部の８５％  Ｈ３ＰＯ４に対して、１９ＦについてはＣＣｌ３Ｆに対して与えられる。
【００２４】
Ｍｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２のバルク純度が元素分析（Ｃ、Ｈ、Ｎ）によって確認された。元素微量分析データは、ケンブリッジ大学化学科微量分析サービスから得た。更に、１のＩＲスペクトルは、２２９９ｃｍ−１に予想されたＣ≡Ｎ伸縮バンドを示す。ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒユニバーサルＡＴＲサンプリングアクセサリーを用いてＦＴ−ＩＲ分光測定が行われた。
【００２５】
［実施例３−電解質塩としてのＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の使用］
以下に報告する全てのサイクリックボルタンメトリー及びリニアスイープボルタンメトリー実験は、乾燥溶媒を用いた乾燥アルゴン雰囲気下のグローブボックス（ＭＢｒａｕｎ）内で実行された。サイクリックボルタンメトリー及びリニアスイープボルタンメトリーは、ＩＶＩＵＭ  ＣｏｍｐａｃｔＳｔａｔを使用して実行した。
【００２６】
図６はＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮでの１：１比中におけるＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．１２Ｍ溶液のサイクリックボルタンメトリーを示す。電解質は、グラッシーカーボン作用電極（Ａｌｖａｔｅｋ  Ｌｉｍｉｔｅｄから購入）とＭｇ参照及び対向電極（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈからのマグネシウムリボン（９９．９％））を用いて、２５ｍＶｓ−１の速度で、少なくとも２０サイクルにわたって、Ｍｇに対して−０．５Ｖから１．５Ｖの間で可逆的にサイクルされた。電解質は、メッキ／剥離電流のほんの穏やかな損失を伴って少なくとも２０サイクルにわたってサイクルされることができ、小さな剥離過電圧（Ｍｇに対して約０．２５Ｖ）及びＭｇ／Ｍｇ２＋に対する０Ｖでのめっきオンセットを示した。正の電位に戻る、Ｍｇ／Ｍｇ２＋に対して０Ｖ付近で観測されたブロードな特徴は、表面積が大きいグラッシーカーボン電極に起因する容量効果の結果であると考えられる。
【００２７】
最適化されたＭｇ（ＰＦ６）２電解質の電気化学的安定性を、白金（Ｐｔ）（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒから購入された白金ワイヤ（９９．９５％））、グラッシーカーボン（ＧＣ）、ステンレス鋼（ｓｓ）（Ａｄｖｅｎｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｍａｔｅｒｉａｌｓから購入したＳｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ  ３１６）、及びアルミニウム（Ａｌ）作用電極（Ｄｅｘｍｅｔ社から購入）を用いたリニアスイープボルタンメトリー（ＬＳＶ）を実行することでさらに研究した（結果は図７に示されている）。Ｐｔ及びＧＣ電極上では、電解質酸化の立ち上がり（ｏｎｓｅｔ）がＭｇ／Ｍｇ２＋に対して３Ｖ付近で起きている。一方、ｓｓ上では、Ｍｇ／Ｍｇ２＋に対して１．５Ｖ付近の電位で酸化が起きている。Ａｌ作用電極でＭｇ／Ｍｇ２＋に対して４Ｖまで掃引した場合、電流は殆ど観測されず、これはＡｌ表面が不動態化されたことを示唆する。１：１のＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮ電解質溶媒混合物は、同一条件下での純粋なＣＨ３ＣＮ中における０．１２Ｍの電解質溶液と比較して、優れた電気化学的安定性と、ＧＣ上でのめっき−剥離可逆性とを示すことが判明した。
【００２８】
［実施例４−Ｍｇイオンセル中の電解質としてのＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の使用］
Ｍｇを作用電極として使用する対称セル（Ｍｇ｜Ｍｇ｜Ｍｇ）中の電解質としてＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２塩を使用することについて研究を行った。Ａｒｂｉｎ  ＢＴ２０４３電池試験システムで電池サイクルを実行した。ＴＨＦ−ＣＨ３ＣＮでの１：１比中におけるＭｇ（ＣＨ３ＣＮ）６（ＰＦ６）２の０．１２Ｍ及び０．７１Ｍ溶液の両方が、５０ｍＶ・ｓ−１の速度で、Ｍｇに対して−０．５Ｖから０．５Ｖの間で１０サイクルされた。図８及び９は０．１２Ｍ及び０．７１Ｍの電解質溶液のボルタモグラムを示す。これらの溶液は１０サイクルにわたってめっき電流密度の損失が殆どない状態で可逆的なＭｇのめっき及び剥離を示した。実質的に電流密度の減衰がないことを示すこれらのプロセスの可逆性は、Ｍｇ電極が絶縁膜または不動態膜がないままであることを示唆する。
【００２９】
以上の結果から、Ｍｇ（ＰＦ６）２に基づく電解質はＧＣ並びにＭｇ電極を用いたＭｇの可逆的なめっき及び剥離を促進できることが理解される。この新規な電解質の更なる調査がプロトタイプのコインセル電池で行われた。Ｍｇアノードとシェブレル（Ｃｈｅｖｒｅｌ）相のカソード（Ｍｏ３Ｓ４）とを用いて組み立てられたコインセルにおいて、０．７１Ｍの電解質溶液が用いられた。ステンレス鋼上でのこの電解質の観測された反応性によって、起こり得る副反応を制限するために、非反応性のカーボン膜集電体が採用された。Ｃ／１００でサイクルされたコインセルは可逆的な充電−放電プロファイルを示した（Ａｌ集電体と、カーボン膜（カーボンが充填された、Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｌｉｍｉｔｅｄから購入されたポリエチレン）集電体とともに、図１０及び１１にそれぞれ示される）。これらのセルは少なくとも３サイクルでき、容量の穏やかな低下（ｆａｄｅ）に悩まされつつ、Ａｌ及びカーボン膜のセルについてそれぞれ５１ｍＡｈｇ−１及び５３ｍＡｈｇ−１の最大可逆容量に到達した。この観測された低下は多くのＭｇイオンシステムについて共通であることが理解される。
【図１】
0006293804.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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