JPH11283679A - 植え込み可能な医療装置に通電するための二重電池 - Google Patents
植え込み可能な医療装置に通電するための二重電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 植え込み医療装置用電源としての電池放電効
率を改善使用とする。 【解決手段】 監視期間用の実質上一定な放電率電流
と、装置動作用のパルス放電とを要求する医療装置と組
み合わせて２個の電気化学セルを互いに並列接続し、a.
第１のパルス放電を実行する時中断するが、第１の放電
率電流において放電する第１の医療装置用電源となるべ
き第１の電気化学セルと、b.第２のパルス放電を実行す
る時中断するが、第２の放電率電流において放電する第
２の医療装置用電源となるべき第２の電気化学セルと、
c.これらのセルと、医療装置との間に挿入されたスイッ
チング手段を備え、第１のセルのエネルギー容量が第１
の閾値へと枯渇するまでは、そのセルを医療装置監視用
及び医療装置動作用の電源として接続し、次いで前記第
２のセルを医療装置動作用電源として接続するとともに
第１のセルを医療装置監視用電源として作動させ、さら
に前記第１のセルのエネルギー容量が第２の閾値まで枯
渇したとき作動して、第１のセルを医療装置から切り離
すようにしたものである。
率を改善使用とする。 【解決手段】 監視期間用の実質上一定な放電率電流
と、装置動作用のパルス放電とを要求する医療装置と組
み合わせて２個の電気化学セルを互いに並列接続し、a.
第１のパルス放電を実行する時中断するが、第１の放電
率電流において放電する第１の医療装置用電源となるべ
き第１の電気化学セルと、b.第２のパルス放電を実行す
る時中断するが、第２の放電率電流において放電する第
２の医療装置用電源となるべき第２の電気化学セルと、
c.これらのセルと、医療装置との間に挿入されたスイッ
チング手段を備え、第１のセルのエネルギー容量が第１
の閾値へと枯渇するまでは、そのセルを医療装置監視用
及び医療装置動作用の電源として接続し、次いで前記第
２のセルを医療装置動作用電源として接続するとともに
第１のセルを医療装置監視用電源として作動させ、さら
に前記第１のセルのエネルギー容量が第２の閾値まで枯
渇したとき作動して、第１のセルを医療装置から切り離
すようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、化学エネ
ルギーを電気エネルギーに変換することに関し、より特
定すれば、心臓細動除去器などのような植え込み可能な
医療装置に給電する少なくとも２個のアルカリ金属電気
化学セルの並列放電に関し、それらセルの全放電効率を
増大しようとするものである。
ルギーを電気エネルギーに変換することに関し、より特
定すれば、心臓細動除去器などのような植え込み可能な
医療装置に給電する少なくとも２個のアルカリ金属電気
化学セルの並列放電に関し、それらセルの全放電効率を
増大しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】初期の心室細動除去器は、それらの電源
として直列接続された２個のリチウム電池を用いるもの
であった。近年の回路設計技術の進歩に伴い、最新世代
における細動除去器の電気回路は、初期のものよりエネ
ルギー消費が少なく、しかも、医療装置に対して単一の
リチウム電池を用いて給電することが可能である。しか
しながら、一個のみのセル設計によれば、単一セルとし
たが故に、低下したパルス容量を克服して、大電流パル
ス能力もしくは大電力密度とすべきことがより強く要求
されるようになった。したがって、この要求を満足する
ためには、大きい電極表面積が必要である。一般に、電
極表面積が拡大すると、より多くの不活性物質（集電素
子、分離素子、その他として）がセル中に組み込まれ、
それがセルの体積容量を縮小することになる。したがっ
て、単一セル設計における一つの関心事は、医療装置の
寿命が、セルの容量及び電力効率に直接左右されること
である。
として直列接続された２個のリチウム電池を用いるもの
であった。近年の回路設計技術の進歩に伴い、最新世代
における細動除去器の電気回路は、初期のものよりエネ
ルギー消費が少なく、しかも、医療装置に対して単一の
リチウム電池を用いて給電することが可能である。しか
しながら、一個のみのセル設計によれば、単一セルとし
たが故に、低下したパルス容量を克服して、大電流パル
ス能力もしくは大電力密度とすべきことがより強く要求
されるようになった。したがって、この要求を満足する
ためには、大きい電極表面積が必要である。一般に、電
極表面積が拡大すると、より多くの不活性物質（集電素
子、分離素子、その他として）がセル中に組み込まれ、
それがセルの体積容量を縮小することになる。したがっ
て、単一セル設計における一つの関心事は、医療装置の
寿命が、セルの容量及び電力効率に直接左右されること
である。
【０００３】植え込み可能な医療装置の動作寿命を長く
するための一つ試みは、より大容量のセルを用いること
であるが、それは植え込み可能な医療装置のサイズを縮
小しようとする最近の傾向からして、要求されることで
はない。セルの利用効率を増大することは、より良い選
択である。この観点からリチウム／銀バナジウム酸化物
（Ｌｉ／ＳＶＯ）電池は、長く心室除去器などの医療装
置に対する給電のために用いられてきた。概してＬｉ／
ＳＶＯセルが加速パルス放電されると、カソード効率
は、１．５Ｖカットオフ電圧において約８０％しか達成
されない。理論的に、この残り約２０％のＳＶＯカソー
ド容量が消費される理由は、１．５Ｖカットオフ電圧が
バッテリーをして所定の時間周期内において、大電流パ
ルス放電のために必要なエネルギーを提供するに十分な
容量を保持し得ない電圧レベルであるからである。その
結果、従来の単一Ｌｉ／ＳＶＯセル細動除去器の設計の
場合、一般に受入れ可能な長い装置寿命を達成するため
には、比較的大きいセルが必要であり、しかも、その試
みは医療装置を小型化しようとする最近の傾向と相反す
ることになる。
するための一つ試みは、より大容量のセルを用いること
であるが、それは植え込み可能な医療装置のサイズを縮
小しようとする最近の傾向からして、要求されることで
はない。セルの利用効率を増大することは、より良い選
択である。この観点からリチウム／銀バナジウム酸化物
（Ｌｉ／ＳＶＯ）電池は、長く心室除去器などの医療装
置に対する給電のために用いられてきた。概してＬｉ／
ＳＶＯセルが加速パルス放電されると、カソード効率
は、１．５Ｖカットオフ電圧において約８０％しか達成
されない。理論的に、この残り約２０％のＳＶＯカソー
ド容量が消費される理由は、１．５Ｖカットオフ電圧が
バッテリーをして所定の時間周期内において、大電流パ
ルス放電のために必要なエネルギーを提供するに十分な
容量を保持し得ない電圧レベルであるからである。その
結果、従来の単一Ｌｉ／ＳＶＯセル細動除去器の設計の
場合、一般に受入れ可能な長い装置寿命を達成するため
には、比較的大きいセルが必要であり、しかも、その試
みは医療装置を小型化しようとする最近の傾向と相反す
ることになる。
【０００４】したがって、植え込み可能な医療装置に給
電するためには、ＳＶＯカソード容量の残り２０％を利
用することにより、電池利用効率を増大するとともに、
その陰極化学物質の高い体積容量を維持することが必要
である。これを達成する一つの方法は、本発明による二
重セル設計概念を用いることである。この二重セル設計
は、単一セルにより給電しようとする最近の植え込み可
能な医療装置の電池隔室内に収納されることができ、こ
れによってこの種の医療装置の魅力を高めるものであ
る。
電するためには、ＳＶＯカソード容量の残り２０％を利
用することにより、電池利用効率を増大するとともに、
その陰極化学物質の高い体積容量を維持することが必要
である。これを達成する一つの方法は、本発明による二
重セル設計概念を用いることである。この二重セル設計
は、単一セルにより給電しようとする最近の植え込み可
能な医療装置の電池隔室内に収納されることができ、こ
れによってこの種の医療装置の魅力を高めるものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、植え込み可能な医療装置の電源の放電効率を改
善することである。この目的は、装置に給電するための
少なくとも２個のアルカリ金属／遷移金属酸化物セルを
選択的に並列放電させることにより達せられる。まず第
一のセルは、例えば、心室細動除去器において心拍を監
視するための装置監視モードと、高いパルス放電率を要
求するキャパシタ放電のための装置動作モードとの２モ
ードにおいて医療装置に給電する。第一のセルが所定の
電圧限度まで放電したときにおいて、その第一のセル
は、パルス放電のデューティーサイクルから切り離さ
れ、装置監視機能のためにのみ用いられる。このとき、
第二のセルは、高い放電率での電気パルス放電機能のた
めに用いられる。第一のセルが、１００％効率又は予め
定められた電圧限度に達すると、第二のセルはここで、
装置監視機能及び装置動作機能の両方を受け持つことに
なる。この方法において、これら２個のセルにより、同
様な化学物質からなる１個のセルの場合より、大きな平
均放電効率を実現することができる。
目的は、植え込み可能な医療装置の電源の放電効率を改
善することである。この目的は、装置に給電するための
少なくとも２個のアルカリ金属／遷移金属酸化物セルを
選択的に並列放電させることにより達せられる。まず第
一のセルは、例えば、心室細動除去器において心拍を監
視するための装置監視モードと、高いパルス放電率を要
求するキャパシタ放電のための装置動作モードとの２モ
ードにおいて医療装置に給電する。第一のセルが所定の
電圧限度まで放電したときにおいて、その第一のセル
は、パルス放電のデューティーサイクルから切り離さ
れ、装置監視機能のためにのみ用いられる。このとき、
第二のセルは、高い放電率での電気パルス放電機能のた
めに用いられる。第一のセルが、１００％効率又は予め
定められた電圧限度に達すると、第二のセルはここで、
装置監視機能及び装置動作機能の両方を受け持つことに
なる。この方法において、これら２個のセルにより、同
様な化学物質からなる１個のセルの場合より、大きな平
均放電効率を実現することができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明において、好まし
いアノードはリチウム金属であり、好ましいカソード
は、例えば、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）又は銅銀バ
ナジウム酸化物（ＣＳＶＯ）などの遷移金属酸化物から
なっている。好ましい電解液としては、少なくとも１種
類のプロピレンカーボネートなどのような高い誘電率の
溶液及び１，２‐ジメトキシエタンなどのような少なく
とも１種類の低粘度溶液を含む溶液に溶解したイオン形
成用アルカリ金属塩などのＬｉＡｓＦ6 又はＬｉＰＦ6
を、１．０Ｍ〜１．４Ｍ含んでいる。この化学組成は電
流パルス放電を与えるために時々中断可能な大放電容量
のセルを提供するものである。
いアノードはリチウム金属であり、好ましいカソード
は、例えば、銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）又は銅銀バ
ナジウム酸化物（ＣＳＶＯ）などの遷移金属酸化物から
なっている。好ましい電解液としては、少なくとも１種
類のプロピレンカーボネートなどのような高い誘電率の
溶液及び１，２‐ジメトキシエタンなどのような少なく
とも１種類の低粘度溶液を含む溶液に溶解したイオン形
成用アルカリ金属塩などのＬｉＡｓＦ6 又はＬｉＰＦ6
を、１．０Ｍ〜１．４Ｍ含んでいる。この化学組成は電
流パルス放電を与えるために時々中断可能な大放電容量
のセルを提供するものである。
【０００７】本発明の好ましい目的及びその他の目的
は、以下の説明より明確に理解されるであろう。
は、以下の説明より明確に理解されるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】植え込み可能な医療装置の顕著な
要求に適合するに十分なエネルギー密度と放電容量を有
する電気化学セルは、元素周期表のＩＡ、ＩＩＡ及びＩ
ＩＩＢ族から選ばれた金属よりなるアノードを備えてい
る。このようなアノード活物質は、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等々及びそれらの合金と、例えば、Ｌｉ‐
Ｓｉ、Ｌｉ‐Ａｌ、Ｌｉ‐Ｂ及びＬｉ‐Ｓｉ‐Ｂ合金及
び中間金属化合物を含むそれらの合金と、それらの中間
金属化合物からなるものである。選択的なアノード物質
としては、リチウム‐アルミニウム合金などのようなリ
チウム合金がある。しかしながら、合金中のアルミニウ
ム重量を増大すればするほど、セルのエネルギー密度は
低くなる。
要求に適合するに十分なエネルギー密度と放電容量を有
する電気化学セルは、元素周期表のＩＡ、ＩＩＡ及びＩ
ＩＩＢ族から選ばれた金属よりなるアノードを備えてい
る。このようなアノード活物質は、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等々及びそれらの合金と、例えば、Ｌｉ‐
Ｓｉ、Ｌｉ‐Ａｌ、Ｌｉ‐Ｂ及びＬｉ‐Ｓｉ‐Ｂ合金及
び中間金属化合物を含むそれらの合金と、それらの中間
金属化合物からなるものである。選択的なアノード物質
としては、リチウム‐アルミニウム合金などのようなリ
チウム合金がある。しかしながら、合金中のアルミニウ
ム重量を増大すればするほど、セルのエネルギー密度は
低くなる。
【０００９】アノードの形態は可変であるが、アノード
は、好ましくは金属アノード集電素子、すなわち、好ま
しくはチタン合金又はニッケルなどの素子の上に圧延さ
れ、又はロール加工されたことにより、アノード素子を
形成するためのアノード金属の薄シート又はホイルから
なる。銅、タングステン及びタンタルはまた、アノード
集電素子として適当な物質である。本発明の典型的なセ
ル構造において、アノード素子は好ましくはニッケル又
はタンタルなどのアノード集電素子と同じ物質からなる
延長タブ又はリードを、ケース負電位型における導体金
属からなるセルケースに、溶接などで一体化したもので
ある。選択的に、アノードは何らかの他の幾何学的形
状、すなわちボビン型、円筒型又はピボット状などとし
て種々の小面積セル設計を許容するものである。
は、好ましくは金属アノード集電素子、すなわち、好ま
しくはチタン合金又はニッケルなどの素子の上に圧延さ
れ、又はロール加工されたことにより、アノード素子を
形成するためのアノード金属の薄シート又はホイルから
なる。銅、タングステン及びタンタルはまた、アノード
集電素子として適当な物質である。本発明の典型的なセ
ル構造において、アノード素子は好ましくはニッケル又
はタンタルなどのアノード集電素子と同じ物質からなる
延長タブ又はリードを、ケース負電位型における導体金
属からなるセルケースに、溶接などで一体化したもので
ある。選択的に、アノードは何らかの他の幾何学的形
状、すなわちボビン型、円筒型又はピボット状などとし
て種々の小面積セル設計を許容するものである。
【００１０】本発明の電気化学セルはさらに、セルの他
方の電極として機能する導電性金属からなるカソードを
備えている。このカソードは、好ましくは固体物質から
なり、そのカソードにおける電気化学反応は、原子型又
は分子型においてアノードからカソードに移動するイオ
ン変換（ion-conversion）を含むものである。この固体
カソード物質は、金属元素、金属酸化物、酸化金属の混
合物及び硫化金属、並びにそれらの組み合わせからなる
ことができる。金属酸化物、混合された金属酸化物及び
硫化金属は、化学的添加、反応、又はさもなければ、種
々の金属酸化物の接触、好ましくは熱処理中の硫化金属
及び／又は金属元素によって形成され、さらには、化学
的気相蒸着又は混合状態における水熱合成から形成され
る。これにより生成された活物質は、ＩＢ、ＩＩＢ、Ｉ
ＩＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ及びＶＩＩＩ
族の金属、酸化物及び硫化物を含み、これらは貴金属及
び／又は他の酸化及び硫化化合物を含んでいる。好まし
いカソード活物質は、少なくとも銀及びバナジウムの反
応生成物である。
方の電極として機能する導電性金属からなるカソードを
備えている。このカソードは、好ましくは固体物質から
なり、そのカソードにおける電気化学反応は、原子型又
は分子型においてアノードからカソードに移動するイオ
ン変換（ion-conversion）を含むものである。この固体
カソード物質は、金属元素、金属酸化物、酸化金属の混
合物及び硫化金属、並びにそれらの組み合わせからなる
ことができる。金属酸化物、混合された金属酸化物及び
硫化金属は、化学的添加、反応、又はさもなければ、種
々の金属酸化物の接触、好ましくは熱処理中の硫化金属
及び／又は金属元素によって形成され、さらには、化学
的気相蒸着又は混合状態における水熱合成から形成され
る。これにより生成された活物質は、ＩＢ、ＩＩＢ、Ｉ
ＩＩＢ、ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ及びＶＩＩＩ
族の金属、酸化物及び硫化物を含み、これらは貴金属及
び／又は他の酸化及び硫化化合物を含んでいる。好まし
いカソード活物質は、少なくとも銀及びバナジウムの反
応生成物である。
【００１１】一つの好ましい酸化金属混合物は、一般式
ＳＭx Ｖ2 Ｏy であって、ＳＭが元素周期表のＩＢ〜Ｖ
ＩＩＢ及びＶＩＩＩ族から選ばれた金属であり、ｘが約
０．３０〜２．０であり、ｙが約４．５〜６．０として
表される遷移金属の酸化物である。これらは説明の便宜
上掲げたものであり、発明を制限するものではないが、
典型的には一つのカソード活物質は、一般式Ａｇx Ｖ2
Ｏy からなる銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を含み、多
くの相の一つとして、β‐相の銀バナジウム酸化物が、
前記一般式においてｘ＝０．３５及びｙ＝５．８であ
り、γ‐相の銀バナジウム酸化物が、一般式においてｘ
＝０．７４及びｙ＝５．３７であり、さらに、ε‐相の
銀バナジウム酸化物が、前記一般式においてｘ＝１．０
及びｙ＝５．５、さらには、これらの相を組み合わせ及
び混合したものを用いることができる。カソード活物質
のより詳細な説明については、本発明の出願人が譲り受
けたライアング等の米国特許第４３１０６０９号の参照
に委ねられる。
ＳＭx Ｖ2 Ｏy であって、ＳＭが元素周期表のＩＢ〜Ｖ
ＩＩＢ及びＶＩＩＩ族から選ばれた金属であり、ｘが約
０．３０〜２．０であり、ｙが約４．５〜６．０として
表される遷移金属の酸化物である。これらは説明の便宜
上掲げたものであり、発明を制限するものではないが、
典型的には一つのカソード活物質は、一般式Ａｇx Ｖ2
Ｏy からなる銀バナジウム酸化物（ＳＶＯ）を含み、多
くの相の一つとして、β‐相の銀バナジウム酸化物が、
前記一般式においてｘ＝０．３５及びｙ＝５．８であ
り、γ‐相の銀バナジウム酸化物が、一般式においてｘ
＝０．７４及びｙ＝５．３７であり、さらに、ε‐相の
銀バナジウム酸化物が、前記一般式においてｘ＝１．０
及びｙ＝５．５、さらには、これらの相を組み合わせ及
び混合したものを用いることができる。カソード活物質
のより詳細な説明については、本発明の出願人が譲り受
けたライアング等の米国特許第４３１０６０９号の参照
に委ねられる。
【００１２】別の好ましいカソード物質としての複合遷
移金属酸化物は、Ｖ2 Ｏz （但し、ｚ≦５）を酸化状態
における銀（ＩＩ）、銀（Ｉ）又は銀（０）の何れかか
らなる銀Ａｇ2 Ｏ、及び酸化状態における銅（ＩＩ）、
銅（Ｉ）又は銅（０）の何れかからなる銅ＣｕＯと結合
した、一般式Ｃｕx Ａｇy Ｖ2 Ｏz （ＣＳＶＯ）からな
る混合された金属酸化物を構成する。かくして、この複
合カソード活物質は、金属酸化物‐金属酸化物‐金属酸
化物、金属‐金属酸化物‐金属又は金属‐金属‐金属酸
化物として記述されることができるものであり、Ｃｕx
Ａｇy Ｖ2 Ｏz で見出されるその材料組成の範囲は、な
るべくなら、約０．０１≦ｚ≦６．５である。ＣＳＶＯ
の典型的な式は、Ｃｕ0.16Ａｇ0.67Ｖ2 Ｏz であって、
ｚが約５．５、あるいはＣｕ0.5 Ａｇ0.5 Ｖ2 Ｏz であ
って、ｚが約５．７５となる。ＣＳＶＯ中の酸素の正確
な化学量比はカソード物質が空気又は酸素のような酸化
ガスにおいて提供されるか、又はアルゴン、窒素及びヘ
リウムなどのような不活性ガスにおいて提供されるた
め、酸素量はｚによって指定される。このカソード活物
質のより詳細な説明は、本発明の出願人が譲り受けたタ
ケウチ等の米国特許第５４７２８１０号及びタケウチ等
の第５５１６３４０号の参照に委ねられる。
移金属酸化物は、Ｖ2 Ｏz （但し、ｚ≦５）を酸化状態
における銀（ＩＩ）、銀（Ｉ）又は銀（０）の何れかか
らなる銀Ａｇ2 Ｏ、及び酸化状態における銅（ＩＩ）、
銅（Ｉ）又は銅（０）の何れかからなる銅ＣｕＯと結合
した、一般式Ｃｕx Ａｇy Ｖ2 Ｏz （ＣＳＶＯ）からな
る混合された金属酸化物を構成する。かくして、この複
合カソード活物質は、金属酸化物‐金属酸化物‐金属酸
化物、金属‐金属酸化物‐金属又は金属‐金属‐金属酸
化物として記述されることができるものであり、Ｃｕx
Ａｇy Ｖ2 Ｏz で見出されるその材料組成の範囲は、な
るべくなら、約０．０１≦ｚ≦６．５である。ＣＳＶＯ
の典型的な式は、Ｃｕ0.16Ａｇ0.67Ｖ2 Ｏz であって、
ｚが約５．５、あるいはＣｕ0.5 Ａｇ0.5 Ｖ2 Ｏz であ
って、ｚが約５．７５となる。ＣＳＶＯ中の酸素の正確
な化学量比はカソード物質が空気又は酸素のような酸化
ガスにおいて提供されるか、又はアルゴン、窒素及びヘ
リウムなどのような不活性ガスにおいて提供されるた
め、酸素量はｚによって指定される。このカソード活物
質のより詳細な説明は、本発明の出願人が譲り受けたタ
ケウチ等の米国特許第５４７２８１０号及びタケウチ等
の第５５１６３４０号の参照に委ねられる。
【００１３】本発明に有用なその他のカソード活物質と
しては、二酸化マンガン、リチウムコバルト酸化物、リ
チウムニッケル酸化物、酸化銅、二硫化チタン、硫化
銅、硫化鉄、二硫化鉄、銅バナジウム酸化物、フッ化炭
素及びそれらの混合物がある。カソードは、好ましくは
約８０〜９９重量パーセントのカソード活物質を含んで
いる。
しては、二酸化マンガン、リチウムコバルト酸化物、リ
チウムニッケル酸化物、酸化銅、二硫化チタン、硫化
銅、硫化鉄、二硫化鉄、銅バナジウム酸化物、フッ化炭
素及びそれらの混合物がある。カソードは、好ましくは
約８０〜９９重量パーセントのカソード活物質を含んで
いる。
【００１４】本発明に従って電気化学セル中に電極とし
て組み込まれる前に、上述の如く調製されたカソード活
物質は、なるべくなら、フッ化ポリマー粉末、さらに好
ましくは、ポリテトラフルオロエチレン粉末又はポリビ
ニリデンフルオライド粉末を、そのカソード混合物の約
１〜５重量パーセント混合したものである。さらに、約
１０重量パーセントまでの導電性希釈材がその導電性を
改善すべくカソード混合物に好ましく添加される。この
目的に適した物質としては、アセチレンブラック、カー
ボンブラック及び／又は黒鉛、あるいは粉末ニッケル、
アルミニウム、チタン、ステンレス鋼などような金属粉
末が好ましく用いられる。好ましいカソード活物質の混
合物は、かくしてその約３重量パーセントの粉末状フッ
素ポリマーバインダー、約３重量パーセントの導電性希
釈材及び約９４重量パーセントのカソード活物質を含む
ことになる。
て組み込まれる前に、上述の如く調製されたカソード活
物質は、なるべくなら、フッ化ポリマー粉末、さらに好
ましくは、ポリテトラフルオロエチレン粉末又はポリビ
ニリデンフルオライド粉末を、そのカソード混合物の約
１〜５重量パーセント混合したものである。さらに、約
１０重量パーセントまでの導電性希釈材がその導電性を
改善すべくカソード混合物に好ましく添加される。この
目的に適した物質としては、アセチレンブラック、カー
ボンブラック及び／又は黒鉛、あるいは粉末ニッケル、
アルミニウム、チタン、ステンレス鋼などような金属粉
末が好ましく用いられる。好ましいカソード活物質の混
合物は、かくしてその約３重量パーセントの粉末状フッ
素ポリマーバインダー、約３重量パーセントの導電性希
釈材及び約９４重量パーセントのカソード活物質を含む
ことになる。
【００１５】セル中に組み込むためのカソード素子は、
本発明のカソード活物質混合物を、ステンレス鋼、チタ
ン、タンタル、プラチナ及び金からなるグループから選
ばれた適当な集電素子上に、ローリング、圧延又は展開
することにより調製される。好ましい集電素子物質とし
ては、チタンが用いられ、最も好ましいチタンカソード
集電素子は、その上に黒鉛／炭素ペイントの薄層を有す
る。上述した構造のカソードは、アノード物質の少なく
とも１又は２以上のプレートと関連付けて配置される１
または２以上のプレート型であるか、又は“ゼリーロー
ル”と同様な構造となるようにアノード物質の対応片と
ともに巻かれたロール片型をなことができる。
本発明のカソード活物質混合物を、ステンレス鋼、チタ
ン、タンタル、プラチナ及び金からなるグループから選
ばれた適当な集電素子上に、ローリング、圧延又は展開
することにより調製される。好ましい集電素子物質とし
ては、チタンが用いられ、最も好ましいチタンカソード
集電素子は、その上に黒鉛／炭素ペイントの薄層を有す
る。上述した構造のカソードは、アノード物質の少なく
とも１又は２以上のプレートと関連付けて配置される１
または２以上のプレート型であるか、又は“ゼリーロー
ル”と同様な構造となるようにアノード物質の対応片と
ともに巻かれたロール片型をなことができる。
【００１６】内部短絡状態を阻止するために、カソード
は、好適なセパレータ（分離素子）物質によりＩＡ、Ｉ
ＩＡ又はＩＩＩＢ族アノード物質から電気的に分離され
る。このセパレータは、電気的絶縁材料からなり、かつ
アノード及びカソード活物質と化学的に反応せず、さら
に、電解液に対して化学反応も溶解もしないものであ
る。さらに、セパレータ物質は、セルの電気化学反応中
において電解液がそれを通過するに十分な多孔質でなけ
ればならない。実施例のセパレータ物質は、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
ン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンを単独
で、もしくはフッ化ポリマーからなる多孔質フィルム、
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、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、及び
商品名ＤＥＸＩＧＬＡＳ（Ｃ．Ｈ．デクスター、ディビ
ジョン、デクスター コーポレイション）として市販さ
れている同様な膜材料などを成層化して得られた織成繊
維を含んでいる。
は、好適なセパレータ（分離素子）物質によりＩＡ、Ｉ
ＩＡ又はＩＩＩＢ族アノード物質から電気的に分離され
る。このセパレータは、電気的絶縁材料からなり、かつ
アノード及びカソード活物質と化学的に反応せず、さら
に、電解液に対して化学反応も溶解もしないものであ
る。さらに、セパレータ物質は、セルの電気化学反応中
において電解液がそれを通過するに十分な多孔質でなけ
ればならない。実施例のセパレータ物質は、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
ン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンを単独
で、もしくはフッ化ポリマーからなる多孔質フィルム、
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、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、及び
商品名ＤＥＸＩＧＬＡＳ（Ｃ．Ｈ．デクスター、ディビ
ジョン、デクスター コーポレイション）として市販さ
れている同様な膜材料などを成層化して得られた織成繊
維を含んでいる。
【００１７】本発明の電気化学セルはさらに、非水性、
イオン電導性電解液を含んでいる。この電解液は、セル
の電気化学反応中におけるアノード‐カソード間のイオ
ン移動のための媒体として作用するのである。電極にお
ける電気化学反応は、アノードからカソードへの移動を
伴う原子又は分子形態のイオン変換を含む。したがっ
て、本発明に適した非水性電解液は、実質上アノード及
びカソード物質に対して不活性であり、イオン電導にと
って必要な物理的特性、すなわち低粘度、低表面張力及
び高湿潤性を示すものである。
イオン電導性電解液を含んでいる。この電解液は、セル
の電気化学反応中におけるアノード‐カソード間のイオ
ン移動のための媒体として作用するのである。電極にお
ける電気化学反応は、アノードからカソードへの移動を
伴う原子又は分子形態のイオン変換を含む。したがっ
て、本発明に適した非水性電解液は、実質上アノード及
びカソード物質に対して不活性であり、イオン電導にと
って必要な物理的特性、すなわち低粘度、低表面張力及
び高湿潤性を示すものである。
【００１８】好ましい電解液は、非水性溶剤中に溶解し
た無機イオン電導塩を有し、より好ましくは、低粘度溶
剤及び高誘電率の溶剤を含むアプロチック（aprotic ）
な有機溶剤の混合物中に溶解したイオン化可能なアルカ
リ金属塩を含んでいる。この無機物のイオン電導塩は、
カソード活物質に介入又は反応するアノードイオンの移
動のための運搬体（ビヒクル）として作用する。好まし
くは、イオン形成用アルカリ金属塩は、アノードを構成
するアルカリ金属と同じものである。
た無機イオン電導塩を有し、より好ましくは、低粘度溶
剤及び高誘電率の溶剤を含むアプロチック（aprotic ）
な有機溶剤の混合物中に溶解したイオン化可能なアルカ
リ金属塩を含んでいる。この無機物のイオン電導塩は、
カソード活物質に介入又は反応するアノードイオンの移
動のための運搬体（ビヒクル）として作用する。好まし
くは、イオン形成用アルカリ金属塩は、アノードを構成
するアルカリ金属と同じものである。
【００１９】リチウムを含むアノードの場合、電解液の
アルカリ金属塩はリチウムベースの塩である。周知のリ
チウム塩は、アノードからカソードへのアルカリ金属イ
オンの移動のための運搬体として利用され、それは、Ｌ
ｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、Ｌ
ｉＳＣＮ、ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ6 Ｆ5 ＳＯ
3 、ＬｉＯ2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ
5 ）4 、及びＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、及びそれらの混合物を
含んでいる。
アルカリ金属塩はリチウムベースの塩である。周知のリ
チウム塩は、アノードからカソードへのアルカリ金属イ
オンの移動のための運搬体として利用され、それは、Ｌ
ｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＳｂＦ6 、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、Ｌｉ
Ｃ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、Ｌ
ｉＳＣＮ、ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ6 Ｆ5 ＳＯ
3 、ＬｉＯ2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ
5 ）4 、及びＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、及びそれらの混合物を
含んでいる。
【００２０】本発明によって利用される低粘度溶媒とし
ては、エステル、リニア又はサイクリックなエーテル及
びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのようなジアルキ
ルカーボネート、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
（ＤＭＣ）、１、２‐ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
１、２‐ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１‐エトキシ，
２‐メトキシエタン（ＥＭＥ）、エチルメチルカーボネ
ート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボ
ネート、及びそれらの混合物があり、高い許容性の溶剤
としては、サイクリックカーボネート、サイクリックエ
ステル及びプロピレンカーボネート（ＰＣ）などのよう
なサイクリックアミド、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、ブチレンカーボネート、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、γ‐バレロラクトン、γ‐ブチロラクトン
（ＧＢＬ）、及びＮ‐メチル‐ピロリジノン（ＮＭ
Ｐ）、及びそれらの混合物がある。本発明において、好
ましいアノードとしては、リチウム金属が用いられ、好
ましい電解液としては、好ましい高誘電率溶剤としての
プロピレンカーボネート及び好ましい低粘度溶剤として
の１，２‐ジメトキシエタンの重量比５０：５０混合物
中に溶解した０．８Ｍ〜１．５ＭのＬｉＡｓＦ6 又はＬ
ｉＰＦ6 が用いられる。
ては、エステル、リニア又はサイクリックなエーテル及
びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのようなジアルキ
ルカーボネート、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
（ＤＭＣ）、１、２‐ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
１、２‐ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、１‐エトキシ，
２‐メトキシエタン（ＥＭＥ）、エチルメチルカーボネ
ート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボ
ネート、及びそれらの混合物があり、高い許容性の溶剤
としては、サイクリックカーボネート、サイクリックエ
ステル及びプロピレンカーボネート（ＰＣ）などのよう
なサイクリックアミド、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、ブチレンカーボネート、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、γ‐バレロラクトン、γ‐ブチロラクトン
（ＧＢＬ）、及びＮ‐メチル‐ピロリジノン（ＮＭ
Ｐ）、及びそれらの混合物がある。本発明において、好
ましいアノードとしては、リチウム金属が用いられ、好
ましい電解液としては、好ましい高誘電率溶剤としての
プロピレンカーボネート及び好ましい低粘度溶剤として
の１，２‐ジメトキシエタンの重量比５０：５０混合物
中に溶解した０．８Ｍ〜１．５ＭのＬｉＡｓＦ6 又はＬ
ｉＰＦ6 が用いられる。
【００２１】当業者にとっては周知であるが、植え込み
可能な心室細動除去器は、例えば心臓診断及びペース発
生機能などの機能を遂行する回路により提供される一般
平均的な一定抵抗値の負荷素子のための電源を要求する
装置である。この給電機能は、本明細書を通じて、約１
μＡ〜約１００ｍＡの電流を要求する医療装置監視機能
として紹介する。心室細動除去器はまた、時々、概して
高速のパルス放電負荷成分を要求し、この負荷成分は、
例えば、心臓に電気ショックを与えて頻拍性型不整脈や
不規則かつ急速であって、放置すれば致命的となるよう
な異常心拍を治療するため、細動除去器中のキャパシタ
を充電している間において生ずるものである。これは、
本明細書を通じて、約１Ａ〜約４Ａの電流を要求する医
療装置動作機能として紹介する。
可能な心室細動除去器は、例えば心臓診断及びペース発
生機能などの機能を遂行する回路により提供される一般
平均的な一定抵抗値の負荷素子のための電源を要求する
装置である。この給電機能は、本明細書を通じて、約１
μＡ〜約１００ｍＡの電流を要求する医療装置監視機能
として紹介する。心室細動除去器はまた、時々、概して
高速のパルス放電負荷成分を要求し、この負荷成分は、
例えば、心臓に電気ショックを与えて頻拍性型不整脈や
不規則かつ急速であって、放置すれば致命的となるよう
な異常心拍を治療するため、細動除去器中のキャパシタ
を充電している間において生ずるものである。これは、
本明細書を通じて、約１Ａ〜約４Ａの電流を要求する医
療装置動作機能として紹介する。
【００２２】ここに記載した通り、“パルス”なる用語
は、パルス直前のパルス前電流の振幅に比してその振幅
が顕著に大きい短時間の電流破裂（急上昇）を意味す
る。パルス列は、比較的短い連続をなすか、又はパルス
間の回路開放期間を伴わない少なくとも２個の電流パル
スからなる。典型的なパルス列は、４０秒パルス（２
３．２ｍＡ／ｃｍ2 ）を１５秒の休止期間をおいて発生
したものである。
は、パルス直前のパルス前電流の振幅に比してその振幅
が顕著に大きい短時間の電流破裂（急上昇）を意味す
る。パルス列は、比較的短い連続をなすか、又はパルス
間の回路開放期間を伴わない少なくとも２個の電流パル
スからなる。典型的なパルス列は、４０秒パルス（２
３．２ｍＡ／ｃｍ2 ）を１５秒の休止期間をおいて発生
したものである。
【００２３】本発明によれば、一対の電気化学セルの各
々は、アルカリ金属アノードと、リチウム／銀バナジウ
ム酸化物系などの遷移金属酸化物カソードを有し、これ
らは、医療装置への給電に用いられる。なるべくなら、
これらのセルは、化学的に同一であることが望ましい
が、必ずしもその必要はなく、本発明によれば、それら
は１個のセルのみが植え込み可能な医療装置様電源とし
て用いられた場合よりも、大きい全放電効率を生ずるよ
うに並列接続される。銅銀バナジウム酸化物はまた、植
え込み可能な医療装置において要求される顕著なエネル
ギー密度及び放電容量を、満足する特に好ましいカソー
ド活物質として認識される。
々は、アルカリ金属アノードと、リチウム／銀バナジウ
ム酸化物系などの遷移金属酸化物カソードを有し、これ
らは、医療装置への給電に用いられる。なるべくなら、
これらのセルは、化学的に同一であることが望ましい
が、必ずしもその必要はなく、本発明によれば、それら
は１個のセルのみが植え込み可能な医療装置様電源とし
て用いられた場合よりも、大きい全放電効率を生ずるよ
うに並列接続される。銅銀バナジウム酸化物はまた、植
え込み可能な医療装置において要求される顕著なエネル
ギー密度及び放電容量を、満足する特に好ましいカソー
ド活物質として認識される。
【００２４】したがって、本発明によれば、心室細動除
去器、心室ペースメーカー、神経刺激装置、薬液ポンプ
などのような新世代の植え込み可能な医療装置が、並列
配置された２個のＬｉ／ＳＶＯセルの放電により電力供
給される。医療装置はまず、装置動作中のパルス適用
（キャパシタの充電）及び例えば、心拍監視などの装置
監視機能の双方において、単一のセルにより電力供給さ
れる。第一のセルがその理論容量の約８０％となるパル
ス放電寿命（ＥＯＬ）を全うすると、そのセルは、もは
やパルス放電能力を発揮するに十分な放電容量を有しな
くなる。このとき、第二のＳＶＯセルは、スイッチング
回路によってパルス能力を発生するように付勢される。
第二のセルは、最終的に第一のセルが１００％効率又は
何らかの予め定められた電圧限度に達すると、パルス機
能と監視機能の両方を実行することになる。この態様に
おいて、平均９０％の効率（２個の同型のセルを用いた
場合）が、各セルにおいて達せられ、これは従来の８０
％効率に比して大いなる改善となる。
去器、心室ペースメーカー、神経刺激装置、薬液ポンプ
などのような新世代の植え込み可能な医療装置が、並列
配置された２個のＬｉ／ＳＶＯセルの放電により電力供
給される。医療装置はまず、装置動作中のパルス適用
（キャパシタの充電）及び例えば、心拍監視などの装置
監視機能の双方において、単一のセルにより電力供給さ
れる。第一のセルがその理論容量の約８０％となるパル
ス放電寿命（ＥＯＬ）を全うすると、そのセルは、もは
やパルス放電能力を発揮するに十分な放電容量を有しな
くなる。このとき、第二のＳＶＯセルは、スイッチング
回路によってパルス能力を発生するように付勢される。
第二のセルは、最終的に第一のセルが１００％効率又は
何らかの予め定められた電圧限度に達すると、パルス機
能と監視機能の両方を実行することになる。この態様に
おいて、平均９０％の効率（２個の同型のセルを用いた
場合）が、各セルにおいて達せられ、これは従来の８０
％効率に比して大いなる改善となる。
【００２５】第二のセルが、第一のセルより小さい放電
容量を有するようにした本発明の第二の試みにおいて
は、全放電効率は絶対容量の損失（２個のセルが同一容
量である場合における第二のセルの２０％）がさらに、
減少する限りにおいて、平均して９０％より大きくな
る。
容量を有するようにした本発明の第二の試みにおいて
は、全放電効率は絶対容量の損失（２個のセルが同一容
量である場合における第二のセルの２０％）がさらに、
減少する限りにおいて、平均して９０％より大きくな
る。
【００２６】本発明による選択的な実施例は、２個のセ
ルを１個のケーシングの内側に収納する。このケーシン
グは、２個のセル設計を有する１個の電池として紹介さ
れるものである。この２セル設計の利点は、植え込み可
能な医療装置のさらなる安全性を提供することである。
第一のセルが、低機能である場合において、第二のセル
は、その低機能性を補充することができる。さらに、第
二のセルのスイッチング回路による付勢は、装置ＥＯＬ
指示器として用いられる。
ルを１個のケーシングの内側に収納する。このケーシン
グは、２個のセル設計を有する１個の電池として紹介さ
れるものである。この２セル設計の利点は、植え込み可
能な医療装置のさらなる安全性を提供することである。
第一のセルが、低機能である場合において、第二のセル
は、その低機能性を補充することができる。さらに、第
二のセルのスイッチング回路による付勢は、装置ＥＯＬ
指示器として用いられる。
【００２７】電気化学セルの好ましい形態は、アノード
／カソードカップルが当業者にとって周知のように、ケ
ーシングをアノード集電素子に接続するような導電性金
属ケーシング中に導入される場合において、ケース接地
（ケース負電位）設計である。ケーシングのために好ま
しい材料は、チタンの他、ステンレス鋼、軟鋼、ニッケ
ル、ニッケルメッキ軟鋼及びアルミニウムもまた適して
いる。ケーシングのヘッダーは、ガラス‐対‐金属シー
ル／カソード電極用貫通ターミナルピンを収容する多数
の開口をもった金属蓋からなっている。アノード電極
は、なるべくなら、ケース又は前記の蓋に接続される。
電解液を充填するため、付加的な開口が形成される。。
ケースのヘッダーは、他の電気化学セルの構成要素に適
合した要素を構成し、耐腐食性を有する。しかる後、セ
ルには、前述した電解液が充填されるとともに、その充
填用孔にステンレス鋼性のプラグを溶接し、封止するこ
とによって密閉シールされるが、この密閉方法に限るも
のではない。本発明のセルはまた、ケース正電位設計と
することもできる。
／カソードカップルが当業者にとって周知のように、ケ
ーシングをアノード集電素子に接続するような導電性金
属ケーシング中に導入される場合において、ケース接地
（ケース負電位）設計である。ケーシングのために好ま
しい材料は、チタンの他、ステンレス鋼、軟鋼、ニッケ
ル、ニッケルメッキ軟鋼及びアルミニウムもまた適して
いる。ケーシングのヘッダーは、ガラス‐対‐金属シー
ル／カソード電極用貫通ターミナルピンを収容する多数
の開口をもった金属蓋からなっている。アノード電極
は、なるべくなら、ケース又は前記の蓋に接続される。
電解液を充填するため、付加的な開口が形成される。。
ケースのヘッダーは、他の電気化学セルの構成要素に適
合した要素を構成し、耐腐食性を有する。しかる後、セ
ルには、前述した電解液が充填されるとともに、その充
填用孔にステンレス鋼性のプラグを溶接し、封止するこ
とによって密閉シールされるが、この密閉方法に限るも
のではない。本発明のセルはまた、ケース正電位設計と
することもできる。
Claims (46)
- 【請求項１】 監視期間における実質上一定の放電率電
流と、目的動作のための少なくとも１回のパルス放電と
を要求する電気負荷と組み合わせ、少なくとも２個の電
気化学セルを互いに並列接続したものにおいて、 ａ）約１〜４Ａである第１のパルス放電を実行すべく時
々中断される約１μＡ〜１００ｍＡの実質上一定な第１
の放電率電流を供給するための、前記電気負荷用の第１
の電源として機能する第１の電気化学セルと、 ｂ）約１〜４Ａである第２のパルス放電を実行すべく時
々中断される約１μＡ〜１００ｍＡの実質上一定な第２
の放電率電流を供給するための、前記電気負荷用の第２
の電源として機能する第２の電気化学セルと、 ｃ）前記第１及び第２のセルと、前記負荷との間に挿入
されたスイッチング手段であって、前記第１のセルがも
はや約１〜４Ａのパルス放電を行えないような第１の閾
値へと枯渇するまで、まずは前記第１のセルを、前記監
視機能及び動作機能のための唯一の電源として前記電気
負荷に接続し、次いで前記第２のセルを前記動作機能の
ための電源として前記電気負荷に接続するとともに、前
記第１のセルを前記監視機能のための電源としてそのま
ま作動させ、更に前記第１のセルのエネルギー容量が第
２の閾値まで枯渇したとき作動して、前記第１のセルを
前記電気負荷から切り離すための前記スイッチング手
段、を備えたことを特徴とする二重電気化学セルと電気
負荷との組み合わせ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２のセルの各々が医療装
置の動作中におけるパルス間の回路開放期間を伴い、又
は伴わないで少なくとも２個の電流パルスを放電するこ
とが可能であることを特徴とする請求項１記載の組み合
わせ。 - 【請求項３】 電流パルスが約２３．２ｍＡ／ｃｍ2 で
あることを特徴とする請求項２記載の組み合わせ。 - 【請求項４】 前記第１及び第２のセルの各々がリチウ
ムアノードと、固体カソードを含むことを特徴とする請
求項１記載の組み合わせ。 - 【請求項５】 前記第１及び第２のセルの各々におい
て、アノードがニッケル集電素子と電気接触するリチウ
ムアノード活物質を含み、カソードがチタン集電素子と
電気接触する銀バナジウムオキサイド活物質を含むとと
もに、前記アノード及びカソードがプロピレンカーボネ
ートと１，２‐ジメトキシエタンの、体積比５０：５０
混合物中に１．０ＭのＬｉＡｓＦ6 を含む電解液によっ
て活性化されるものであることを特徴とする請求項１記
載の組み合わせ。 - 【請求項６】 前記第２のセルが、前記第１及び第２の
セルの放電前において、前記第１のセルより小さい放電
容量を有するものであることを特徴とする請求項１記載
の組み合わせ。 - 【請求項７】 前記２個のセルが、共通のケーシング中
に収納されたことを特徴とする請求項１記載の二重電気
化学セル。 - 【請求項８】 監視期間における実質上一定の放電率電
流と、医療装置動作のための少なくとも１回のパルス放
電とを要求する植え込み可能な医療装置と組み合わせ、
少なくとも２個の電気化学セルを互いに並列接続したも
のにおいて、 ａ）第１のパルス放電を実行するために時々中断する
が、実質上一定な第１の放電率電流において放電するこ
とができる前記医療装置用の第１の電源として機能すべ
き第１の電気化学セルと、 ｂ）第２のパルス放電を実行するために時々中断する
が、実質上一定な第２の放電率電流において放電するこ
とができる前記医療装置用の第２の電源として機能すべ
き第２の電気化学セルと、 ｃ）前記第１及び第２のセルと、前記医療装置との間に
挿入されたスイッチング手段であって、前記第１のセル
のエネルギー容量が第１の閾値へと枯渇するまで、まず
は前記第１のセルを、前記医療装置監視用及び医療装置
動作用の唯一の電源として接続し、次いで前記第２のセ
ルを前記医療装置動作用の電源として前記医療装置に接
続するとともに、前記第１のセルを前記医療装置監視用
の電源としてそのまま作動させ、さらに前記第１のセル
のエネルギー容量が第２の閾値まで枯渇したとき作動し
て、前記第１のセルを前記医療装置から切り離すための
前記スイッチング手段、を備えたことを特徴とする少な
くとも２個の電気化学セルと医療装置との組み合わせ。 - 【請求項９】 前記医療装置監視機能が約１μＡ〜約１
００ｍＡの電流を要求し、前記医療装置動作機能が約１
〜４Ａの電流を要求することを特徴とする請求項８記載
の組み合わせ。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２のセルの各々が医療
装置の動作中におけるパルス間の回路開放期間を伴い、
又は伴わないで少なくとも２個の電流パルスを放電する
ことが可能であることを特徴とする請求項８記載の組み
合わせ。 - 【請求項１１】 電流パルスが約２３．２ｍＡ／ｃｍ2
であることを特徴とする請求項１０記載の組み合わせ。 - 【請求項１２】 前記医療装置が心臓ペースメーカ、心
臓細動除去器、神経刺激装置及び薬液ポンプのいずれか
であることを特徴とする請求項８記載の組み合わせ。 - 【請求項１３】 前記第１及び第２のセルの各々がアル
カリ金属アノードを備えたことを特徴とする請求項８記
載の組み合わせ。 - 【請求項１４】 前記アノードがリチウム又はリチウム
─アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１
３記載の組み合わせ。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２のセルの各々がリチ
ウムアノードと、固体カソードを備えたことを特徴とす
る請求項８記載の組み合わせ。 - 【請求項１６】 前記第１及び第２のセルの各々がリチ
ウムアノードと、少なくとも銀及びバナジウムの反応生
成物より基本的に構成されるカソード活物質を含む固体
カソードを備えたことを特徴とする請求項８記載の組み
合わせ。 - 【請求項１７】 各セルのカソードが酸化バナジウム
と、元素周期表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶＢ、Ｖ
Ｂ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、及びＶＩＩＩ族から選ばれた第
２金属“ＳＭ”とからなる酸化金属混合物を含み、この
酸化金属混合物が一般式ＳＭx Ｖ2 Ｏy において０．３
０≦ｘ≦２．０及び４．５≦ｙ≦６．０で表されるもの
であることを特徴とする請求項１５記載の組み合わせ。 - 【請求項１８】 一般式においてｘ≦ｙであることを特
徴とする請求項１７記載の組み合わせ。 - 【請求項１９】 各セルのカソードが酸化バナジウム
と、銅及び元素周期表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶ
Ｂ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、及びＶＩＩＩ族から選ば
れた第２金属“ＳＭ”とからなる酸化金属混合物を含
み、この酸化金属混合物が一般式Ｃｕx ＳＭy Ｖ2 Ｏz
において０．０１≦ｘ≦１．０と、０．０１≦ｙ≦１．
０及び５．０１≦ｚ≦６．５で表されるものであること
を特徴とする請求項１５記載の組み合わせ。 - 【請求項２０】 固体カソードが銀バナジウム酸化物、
銅銀バナジウム酸化物、二酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、フッ化炭素、酸化銅、硫化銅、硫化
鉄、二硫化鉄、二硫化チタン、酸化銅バナジウム、及び
それらの混合物から選ばれたものであることを特徴とす
る請求項１５記載の組み合わせ。請求項８記載の二重電
気化学セル。 - 【請求項２１】 前記カソードが約８０〜９９重量％の
陰極活物質を含むことを特徴とする請求項１５記載の組
み合わせ。 - 【請求項２２】 前記カソードが更にバインダ物質と導
体添加物を含むことを特徴とする請求項１５記載の組み
合わせ。 - 【請求項２３】 前記バインダ物質がフッ素樹脂粉末で
あることを特徴とする請求項２２記載の組み合わせ。 - 【請求項２４】 前記導体添加物が炭素、黒鉛粉末、ア
セチレンブラックと、チタン、アルミニウム、ニッケル
及びステンレススチールのグループから選ばれた金属粉
末、及びそれらの混合物から選ばれたれたことを特徴と
する請求項２２記載の組み合わせ。 - 【請求項２５】 カソードが約０〜３重量％の炭素、約
１〜５重量％のフッ素樹脂及約９４重量％のカソード活
物質からなることを特徴とする請求項１５記載の組み合
わせ。 - 【請求項２６】 前記第１及び第２のセルの各々が、溶
解無機塩を有する非水性電解液により活性化され、その
塩中のアルカリ金属がアノードを構成するアルカリ金属
と類似であることを特徴とする請求項８記載の組み合わ
せ。 - 【請求項２７】 前記非水性電解液が、テトラヒドロフ
ラン、メチルアセテート、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、１，２‐ジエト
キシエタン、１‐エトキシ，２‐メトキシエタン、ジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピル
カーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロ
ピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、アセトニトリル、ジメチル硫酸、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ‐バレロラ
クトン及びＮ‐メチル‐ピロリジノン、及びそれらの混
合物のグループから選ばれたものであることを特徴とす
る請求項２６記載の組み合わせ。 - 【請求項２８】 前記アルカリ金属塩がＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、ＬｉＣ（ＳＯ2
ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、ＬｉＳＣＮ、
ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ6 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＯ
2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ 5 ）4 、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、及びそれらの混合物からなるグループ
より選ばれたものであることを特徴とする請求項２６記
載の組み合わせ。 - 【請求項２９】 前記第１及び第２のセルの各々におい
て、アノードがニッケル集電素子と電気接触するリチウ
ムアノード活物質を含み、カソードがチタン集電素子と
電気接触する銀バナジウムオキサイド活物質を含むとと
もに、前記アノード及びカソードがプロピレンカーボネ
ートと１，２‐ジメトキシエタンの、体積比５０：５０
混合物中に１．０ＭのＬｉＡｓＦ6 を含む電解液によっ
て活性化されるものであることを特徴とする請求項２６
記載の組み合わせ。 - 【請求項３０】 医療装置動作機能のための少なくとも
１個のパルス放電により時々中断される装置監視機能中
において、実質上一定の放電率電流を要求する植え込み
可能な医療装置に給電する方法であって、 ｄ）スイッチング手段により前記医療装置に結合された
第１の電気化学セル及び第２の電気化学セルを用意し、 ｅ）前記第１のセルを、医療装置監視機能及び医療装置
動作機能のための唯一の電源として前記医療装置に接続
して、前記第１のセルをそのエネルギー容量が第１の所
定閾値に枯渇するまで放電させ、 ｆ）前記スイッチング手段を駆動して、前記第２のセル
を医療装置動作機能用の電源として、医療装置監視機能
用の電力を供給しつづけている前記第１のセルと共に前
記医療装置に接続し、更に ｇ）前記スイッチング手段を駆動して、前記第１のセル
を、そのエネルギー容量が第２の所定閾値まで枯渇した
とき前記医療装置から切り離す、ことを特徴とする植え
込み可能な医療装置に給電する方法。 - 【請求項３１】 前記医療装置監視機能が約１μＡ〜約
１００ｍＡの電流を要求し、前記医療装置動作機能が約
１〜４Ａの電流を要求することを特徴とする請求項３０
記載の方法。 - 【請求項３２】 前記第１及び第２のセルの各々が医療
装置の動作中におけるパルス間の回路開放期間を伴い、
又は伴わないで少なくとも２個の電流パルスを放電する
ことが可能であることを特徴とする請求項３０記載の方
法。 - 【請求項３３】 電流パルスが約２３．２ｍＡ／ｃｍ2
であることを特徴とする請求項３２記載の方法。 - 【請求項３４】 前記医療装置が心臓ペースメーカ、心
臓細動除去器、神経刺激装置、及び薬液ポンプのいずれ
かであることを特徴とする請求項３０記載の方法。 - 【請求項３５】 前記第１及び第２のセルの各々がアル
カリ金属アノードを備えたことを特徴とする請求項３０
記載の方法。 - 【請求項３６】 前記アノードがリチウム又はリチウム
─アルミニウム合金を含むることを特徴とする請求項３
０記載の方法。 - 【請求項３７】 前記第１及び第２のセルの各々がリチ
ウムアノードと、固体カソードを備えたことを特徴とす
る請求項３０記載の方法。 - 【請求項３８】 前記第１及び第２のセルの各々がリチ
ウムアノードと、少なくとも銀及びバナジウムの反応生
成物より基本的に構成されるカソード活物質を含む固体
カソードを備えたことを特徴とする請求項３０記載の方
法。 - 【請求項３９】 各セルのカソードが酸化バナジウム
と、元素周期表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶＢ、Ｖ
Ｂ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、及びＶＩＩＩ族より選ばれた第
２金属“ＳＭ”とからなる酸化金属混合物を含み、この
酸化金属混合物が一般式ＳＭx Ｖ2 Ｏy において０．３
０≦ｘ≦２．０及び４．５≦ｙ≦６．０で表されるもの
であることを特徴とする請求項３７記載の方法。 - 【請求項４０】 一般式においてｘ≦ｙであることを特
徴とする請求項３９記載の方法。 - 【請求項４１】 各セルのカソードが酸化バナジウム
と、銅及び元素周期表のＩＢ、ＩＩＢ、ＩＩＩＢ、ＩＶ
Ｂ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、及びＶＩＩＩ族から選ば
れた第２金属“ＳＭ”とからなる酸化金属混合物を含
み、この酸化金属混合物が一般式Ｃｕx ＳＭy Ｖ2 Ｏz
おいて０．０１≦ｘ≦１．０と、０．０１≦ｙ≦１．０
及び５．０１≦ｚ≦６．５で表されるものであることを
特徴とする請求項３７記載の方法。 - 【請求項４２】 前記カソードが更にバインダ物質と導
体添加物を含むことを特徴とする請求項３６記載の方
法。 - 【請求項４３】 前記第１及び第２のセルの各々が、溶
解無機塩を有する非水性電解液により活性化され、その
塩中のアルカリ金属がアノードを構成するアルカリ金属
と類似であることを特徴とする請求項３６記載の方法。 - 【請求項４４】 前記非水性電解液が、テトラヒドロフ
ラン、メチルアセテート、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、１，２‐ジエト
キシエタン、１‐エトキシ，２‐メトキシエタン、ジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピル
カーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロ
ピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、アセトニトリル、ジメチル硫酸、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ‐バレロラ
クトン及びＮ‐メチル‐ピロリジノン、及びそれらの混
合物のグループから選ばれたものであることを特徴とす
る請求項４３記載の方法。 - 【請求項４５】 前記アルカリ金属塩がＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、ＬｉＣ（ＳＯ2
ＣＦ3 ）3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）2 、ＬｉＳＣＮ、
ＬｉＯ3 ＳＣＦ2 ＣＦ3 、ＬｉＣ6 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＯ
2 ＣＣＦ3 、ＬｉＳＯ3 Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ 5 ）4 、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、及びそれらの混合物からなるグループ
より選ばれたものであることを特徴とする請求項４３記
載の組み合わせ。 - 【請求項４６】 前記第１及び第２のセルの各々におい
て、アノードがニッケル集電素子と電気接触するリチウ
ムアノード活物質を含み、カソードがチタン集電素子と
電気接触する銀バナジウムオキサイド活物質を含むとと
もに、前記アノード及びカソードがプロピレンカーボネ
ートと１，２‐ジメトキシエタンの、体積比５０：５０
混合物中に１．０ＭのＬｉＡｓＦ6 を含む電解液によっ
て活性化されるものであることを特徴とする請求項３０
記載の組み合わせ。
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