JP2013510390A - 新規の電極および再充電可能バッテリ - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で説明されるように、「バッテリ」という用語は、1つの電気化学電池(例えば、ボタン電池、コイン電池、または同等物)または複数の電気化学電池を含む、蓄電デバイスを包含する。「二次バッテリ」は再充電可能である一方で、「一次バッテリ」は再充電可能ではない。本発明の二次バッテリについて、バッテリアノードは、放電中に正電極として、充電中に負電極として設計されている。
2)サイクル2:そのDODの約100%までの第2の放電、および約100%充電状態まで再充電される。
本発明の一側面は、約250nm以下(例えば、約100nm以下)の平均粒径を有する粉末を含む、安定剤と、銀とを含む、カソード活性物質を含む、再充電可能バッテリで使用するためのカソードを提供し、安定剤は、約90%を上回る(例えば、約95%を上回る、または約98%を上回る)クーロン効率を伴うカソードを付与するのに十分な量で存在する。
本発明の別の側面は、銀と、安定剤とを含む、カソード活性物質を含む、カソードと、亜鉛を含むアノードと、電解質とを含む、再充電可能バッテリを提供し、安定剤は、約250nm以下(例えば、約100nm以下)の平均粒径を有する粉末を含み、銀は、安定剤の1つ以上の粒子と関連し、安定剤は、約90%を上回る(例えば、約95%を上回る、または約98%を上回る)クーロン効率を伴うカソードを付与するのに十分な量で存在する。
本発明はまた、上記で説明されるカソードを生成する方法も提供する。
A.例示的なカソードを作成する方法
以下で提供される実施例は、本質的に例示的であり、本発明の範囲全体を包含しないことに留意されたい。本発明のカソードの調製に使用される材料は、多くの場合、置換を含む。例えば、KOHアルカリ溶液は、NaOH、LiOH、CsOH、それらの組み合わせ、または同等物と置換することができる。そして、酸化剤K2S2O8も、Na2S2O8または他の酸化剤と置換することができる。他の置換も可能である。例えば、ゼラチンは、1つ以上の代替的な界面活性剤に代替することができる。また、多くの場合、安定剤を含むナノ粉末が、代替可能に、または任意の好適な組み合わせで使用されてもよい。
硝酸銀:A.C.S.グレード、DFG
水酸化カリウム溶液:KOHペレットから調製された40%KOH溶液
過硫酸カリウム、99+%、Sigma−Aldrich
酸化亜鉛:6%Alでドープされた、ナノ粉末、<50nm(BET)、>97%、Sigma−Aldrich
酸化ジルコニウム(IV):ナノ粉末、<100nm粒径(BET)、Sigma−Aldrich
シリカ:ナノ粉末、<5nm、Nyacol Nano Technologies Inc.
実施例1:AgOカソードの生成
2000mlビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応容器に添加し、400rpmで撹拌した。0.11gのゼラチンを添加した。フラスコを55℃まで加熱した。
2000mlビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応容器に添加し、400rpmの撹拌速度で撹拌した。2mgのZnO−Al2O3を100gのDI水に分散し、次いで、添加した。0.11gのゼラチンを添加し、フラスコを55℃まで加熱した。
2000mlビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応容器に添加し、400rpmの撹拌速度を使用して撹拌した。9mgのシリカを20gのDI水に分散し、次いで、添加した。0.11gのゼラチンを添加した。フラスコを55℃まで加熱した。
実施例4:ZrO2安定剤を含む例示的なカソード材料
2000mlビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応容器に添加し、400rpmの撹拌速度を使用して撹拌した。95mgの酸化ジルコニウム(IV)を100gのDI水に分散し、次いで、添加した。0.11gのゼラチンを添加した。フラスコを55℃まで加熱した。
4Lビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。233.4gのAgNO3および1200gのDI水を反応容器に添加し、450rpmの撹拌速度を使用して撹拌した。0.2gのゼラチンを添加した。26mgのシリカを50gのDI水に分散し、48mgのZnO−Al2O3および240mgの酸化ジルコニウム(IV)(50nm、Alfa−Aesar)を58gのDI水に分散し、次いで、ビーカーに添加した。ビーカーを55℃まで加熱した。
4Lビーカーを湯浴の中に入れ、オーバーヘッド撹拌プロペラを設置した。233.4gのAgNO3および1200gのDI水を反応容器に添加し、450rpmで撹拌した。0.15gのゼラチンおよび1.53gの水酸化ガリウムを添加した。32mgのシリカを58gの水に分散し、48mgのZnO−Al2O3および240mgの酸化ジルコニウム(IV)(50nm、Alfa−Aesar)を61gのDI水に分散し、次いで、添加した。ビーカーを55℃まで加熱した。
プラスチック容器の中で、34.45gのAgNO3、48.50gのCu(NO3)2・2.5H2O、および400gのDI水を添加した。4mgのシリカおよび41mgの酸化ジルコニウム(IV)(50nm、Alfa−Aesar)を100gのDI水に分散し、次いで、容器に添加した。
実施例第8号の例示的なカソード材料は、実施例第2、3、および4号において上記で説明されるように調製された、25gの各カソード材料を物理的に混合することによって調製された。
実施例第2号の手順に従って、例示的なカソード材料を生成し、ZnO−Al2O3を表1で説明される安定剤と置換した。
本発明のいくつかの例示的なカソードの作成は、比較の目的で提供されるAgOカソードとともに、以下の表2で特徴付けられる。
上記で説明される例示的なカソード材料の活性を滴定によって測定した。材料をへらで押しつぶし、および/またはすりつぶした。サンプルが完全に乾燥していなかった場合、真空オーブンの中で60℃にて一晩乾燥させた。0.100gのサンプルを清浄な125mlフラスコの中へ直接添加し、重量を少なくとも小数第3位まで正確に記録した。10mlの緩衝酢酸溶液および5mlのKI溶液(59%)をフラスコに添加した。粒子を分散させるようにフラスコを旋回させた。その最上部を覆って逆小型プラスチックカップを置くことによってフラスコを覆い、覆ったフラスコを2時間超音波分解した。20mlのDI水をフラスコに添加した。溶液が淡黄色になるまで、混合物をNa2S2O3で滴定した(正確な正規性を記録した)。約1mlのでんぷん指標を添加し、混合物が終点を示す乳白色の黄色になるまで滴定を続けた。
Horibaレーザ回折計(モデル番号LA−930)を使用して、生成物の粒径を分析した。いくつかの集団分布(例えば、5%、10%、20%等)上の直径を記録し、以下の表2に提供される。
以下の方法を使用して、カソード材料の抵抗率を判定した。
3グラムのカソード材料を、3.88cm2の面積を有するプレスの中へ装填した。10〜40メートルトンの力をサンプルカソード材料に引加し、10メートルトンから40メートルトンの間の5メートルトン増分ごとに、抵抗を記録した。サンプルの抵抗率は、無限力における値であることに留意されたい。サンプルの抵抗率は、以下の表3に提供される。
10℃/分の走査速度でTA Instrumentsからの示差走査熱量計(モデル番号2920)を使用して、示差走査熱量測定(DSC)を行い、生成物の熱的性質を特徴付けるように、20℃/分でMettler Toledo TGA/SDTA(モデル番号851e)を使用して、熱重量分析(TGA)を行った。実験粉末のデータのグラフ表示は、図2から4で提供される。
上記の実施例第1〜6号で説明される例示的なカソード材料の電気的性質の評価のために、試験電池を構築した。図5は、銀亜鉛試験電池で使用された元素の配設順を図示する。充電および放電過程中にOH−を提供する目的で、水性アルカリの電解質が使用される。
本明細書で開示される実施形態は、読者に本発明の新規の側面を慣れ親しませる目的で論議されている。本発明の好ましい実施形態が示され、説明されているが、以下の請求項で説明されるような本発明の精神および範囲から必ずしも逸脱することなく、多くの変更、修正、および置換が当業者によって行われてもよい。
Claims (124)
- 再充電可能バッテリで使用するためのカソードであって、
約250nm以下の平均粒径を有する粉末を含む、安定剤と
銀と
を含む、カソード活性物質を含み、
前記安定剤は、約98%を上回るクーロン効率を伴う前記カソードを付与するのに十分な量で存在する、カソード。 - 前記カソード活性物質は、銀を含み、前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1に記載のカソード。
- 前記安定剤は、p型半導体、n型半導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含む、請求項1または2のいずれか一方に記載のカソード。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項1〜3のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記カソード活性物質は、約0.5重量%以下の前記安定剤を含む、請求項1〜4のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記カソード活性物質は、約0.01重量%から約0.3重量%の前記安定剤を含む、請求項1〜5のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記銀はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1〜6のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第1のドーパントでドープされる、請求項1〜7のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記銀は、Gaを含む、第1のドーパントでドープされる、請求項1〜8のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項1〜9のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記銀は、Pbを含む、コーティング剤で被覆される、請求項1〜10のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記安定剤は、ZnOを含む、粉末を含む、請求項1〜11のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記ZnOは、Al2O3、酸化鉄、酸化インジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第2のドーパントでドープされる、請求項12に記載のカソード。
- 前記ZnOは、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項13に記載のカソード。
- 前記安定剤は、ZrO2を含む、粉末を含む、請求項1〜14のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記安定剤は、SiO2を含む、粉末を含む、請求項1〜15のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、SiO2、ZrO2、およびZnOを含む、粒子から成る、請求項1〜16のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項1〜16のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記ZnO粒子は、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項18に記載のカソード。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%のAl2O3を含む、請求項19に記載のカソード。
- 前記カソードはさらに、結合剤を含む、請求項1〜20のうちのいずれかに記載のカソード。
- 前記結合剤は、PTFEを含む、請求項21に記載のカソード。
- 銀と、安定剤とを含む、カソード活性物質を含むカソードと、
亜鉛を含む、アノードと
電解質と
を含み、
前記安定剤は、約250nm以下の平均粒径を有する粉末を含み、前記銀は、前記安定剤の1つ以上の粒子と関連し、前記安定剤は、約98%を上回るクーロン効率を伴う前記カソードを付与するのに十分な量で存在する、再充電可能バッテリ。 - 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項23に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項23または24のいずれか一方に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、約7重量%以下の前記安定剤を含む、請求項23〜25のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、約0.01重量%から約0.3重量%の前記安定剤を含む、請求項23〜26のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項23〜27のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第1のドーパントでドープされる、請求項23〜28のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項23〜29のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pbを含む、コーティング剤で被覆され、前記銀は、Gaを含む、第1のドーパントでドープされる、請求項23〜30のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZnOを含む、粉末を含む、請求項23〜31のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3、酸化鉄、酸化インジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第2のドーパントでドープされる、請求項32に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項33に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZrO2を含む、粉末を含む、請求項23〜34のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2を含む、粉末を含む、請求項23〜35のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、SiO2、ZrO2、およびZnOを含む、複数の粒子を含む、請求項23〜36のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項23〜36のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項38に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%のAl2O3を含む、請求項39に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソードはさらに、結合剤を含む、請求項23〜40のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記結合剤は、PTFEを含む、請求項41に記載の再充電可能バッテリ。
- 銀と、安定剤とを含むカソード活性物質を含むカソードと、
Znを含む、アノードと、
電解質と
を含み、
前記安定剤は、約250nm以下の平均粒径を有する粉末を含み、前記銀は、安定剤の少なくとも1つの粒子と関連付けられ、前記カソード活性物質は、電池が、約70回よりも多くの充電サイクル後に、実質的に一定の電荷容量を保持するように、十分な量の安定剤を含む、電気化学電池。 - 前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項42に記載の電池。
- 前記銀はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項43または44のいずれか一方に記載の電池。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第1のドーパントを含む、請求項43〜45のうちのいずれかに記載の電池。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項43〜46のうちのいずれかに記載の電池。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項43〜47のうちのいずれかに記載の電池。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項43〜48のうちのいずれかに記載の電池。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%の第2のドーパントでドープされ、前記第2のドーパントは、Al2O3を含む、請求項49に記載の電池。
- カソードを生成する方法であって、
銀を提供するステップと、
わずか約100nmの平均粒径を有する粉末を含む、安定剤を提供するステップと、
前記銀材料を、前記安定剤の1つ以上の粒子と関連付けるステップと
を含む、方法。 - 前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項51に記載の方法。
- 前記銀材料はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項51または52のいずれか一方に記載の方法。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項51〜53のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項55に記載の方法。
- 銀カソードのクーロン効率を向上させる方法であって、
安定剤を前記銀カソードに添加するステップを含み、
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、わずか約250nmの平均粒径を有する、方法。 - 前記銀カソードは、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項56に記載の方法。
- 前記安定剤は、p型半導体、n型半導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含む、請求項56または57のいずれか一方に記載の方法。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項56〜58のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードの重量で、約7重量%以下の前記安定剤を添加するステップをさらに含む、請求項56〜59のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードの重量で、約0.01重量%から約0.3重量%の安定剤を添加するステップをさらに含む、請求項56〜60のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードはさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項56〜61のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードは、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、ドーパントでドープされる、請求項56〜62のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードは、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項56〜63のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記銀カソードは、Gaを含む、第1のドーパントでドープされ、前記銀カソードは、Pbを含む、コーティング剤で被覆される、請求項56〜64のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記安定剤は、ZnOを含む、粉末を含む、請求項56〜65のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記ZnOは、Al2O3、酸化鉄、酸化インジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第2のドーパントでドープされる、請求項66に記載の方法。
- 前記ZnOは、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項67に記載の方法。
- 前記安定剤は、ZrO2を含む、粉末を含む、請求項56〜68のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記安定剤は、SiO2を含む、粉末を含む、請求項56〜69のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、SiO2、ZrO2、およびZnOを含む、複数の粒子を含む、請求項56〜70のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項56〜70のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記ZnO粒子は、Al2O3でドープされる、請求項72に記載の方法。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%のAl2O3でドープされる、請求項73に記載の方法。
- 前記銀カソードはさらに、結合剤を含む、請求項56〜74のうちのいずれかに記載の方法。
- 前記結合剤は、PTFEを含む、請求項75に記載の方法。
- 再充電可能バッテリであって、
銀と、安定剤とを含む、カソード活性物質を含むカソードと、
亜鉛を含むアノードと、
電解質と
を含み、
前記安定剤は、250nm以下の平均粒径を有する粉末を含み、前記再充電可能バッテリは、少なくとも約100回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約200mAh/gの銀を提供する、再充電可能バッテリ。 - 前記バッテリは、少なくとも約120回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約200mAh/gの銀を提供する、請求項77に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記バッテリは、少なくとも約100回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約200mAh/gの銀を提供する、請求項78に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記バッテリは、わずか約250回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約20mAh/gの銀を提供する、請求項79に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項77〜80のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、p型半導体、n型半導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含む、請求項77〜81のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含み、xは、1〜4である、請求項77〜82のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、約7重量%以下の前記安定剤を含む、請求項77〜83のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、約0.01重量%から約0.3重量%の前記安定剤を含む、請求項77〜84のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項77〜85のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第1のドーパントでドープされる、請求項77〜86のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項77〜87のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Gaを含む、第1のドーパントでドープされ、前記銀は、Pbを含む、コーティング剤で被覆される、請求項77〜88のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZnOを含む、粉末を含む、請求項77〜89のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3、酸化鉄、酸化インジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第2のドーパントでドープされる、請求項90に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項91に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZrO2を含む、粉末を含む、請求項77〜92のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2を含む、粉末を含む、請求項77〜93のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、SiO2、ZrO2、およびZnOを含む、複数の粒子を含む、請求項77〜94のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項77〜94のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、Al2O3でドープされる、請求項96に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%のAl2O3を含む、請求項97に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード材料はさらに、結合剤を含む、請求項77〜98のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記結合剤は、PTFEを含む、請求項99に記載の再充電可能バッテリ。
- 再充電可能バッテリであって、
銀と、安定剤とを含む、カソード活性物質を含むカソードと、
亜鉛を含むアノードと、
電解質と
を含み、
前記安定剤は、約250nm以下の平均粒径を有する粉末を含み、前記再充電可能バッテリは、少なくとも約100回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約140mAh/gの銀のバッテリ容量を提供する、再充電可能バッテリ。 - 前記バッテリは、少なくとも約150回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約140mAh/gの銀のバッテリ容量を提供する、請求項101に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記バッテリは、少なくとも約100回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき約140mAh/gより多くの銀のバッテリ容量を提供する、請求項102に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記バッテリは、わずか約1000回の連続充電サイクルの期間にわたって、少なくとも約14Ah/gの銀総容量を提供する、請求項103に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記バッテリは、少なくとも約150回の連続充電サイクルの期間にわたって、放電につき少なくとも約200mAh/gの銀を提供する、請求項104に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、Ag(OH)2、Ag(OH)3、AgOOH、AgONa、AgOK、AgOLi、AgORb、AgOONa、AgOOK、AgOOLi、AgOORb、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag2CuMnO4、それらの任意の水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項101〜105のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、p型半導体、n型半導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含む、請求項101〜106のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZnO、SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiC、In2O3、Ho2O3、ZnTiO3、B2O3、LiAlO2、BaTiO3、Li4−xCaxSiO4、Li4−xMgxSiO4、Bi2O3、Yb2O3、MnO2、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせを含む、粉末を含む、請求項101〜107のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、前記カソード活性物質の重量で、約0.2重量%以下の安定剤を含む、請求項101〜108のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質は、前記カソード活性物質の重量で、約0.01重量%から約0.2重量%の安定剤を含む、請求項101〜109のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記カソード活性物質はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項101〜110のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀はさらに、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項101〜111のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Pb、B、Al、Ga、Zn、Ni、Pd、In、Fe、またはそれらの任意の組み合わせを含む、コーティング剤で被覆される、請求項101〜112のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記銀は、Gaを含む、第1のドーパントでドープされ、前記銀は、Pbを含む、コーティング剤で被覆される、請求項101〜113のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZnOを含む、粉末を含む、請求項101〜114のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3、酸化鉄、酸化インジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、第2のドーパントでドープされる、請求項115に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnOは、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項116に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、ZrO2を含む、粉末を含む、請求項101〜117のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2を含む、粉末を含む、請求項101〜118のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、SiO2、ZrO2、およびZnOを含む、複数の粒子を含む、請求項101〜119のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記安定剤は、SiO2粒子、ZrO2粒子、およびZnO粒子を含む、粉末を含む、請求項101〜119のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、Al2O3を含む、第2のドーパントでドープされる、請求項121に記載の再充電可能バッテリ。
- 前記ZnO粒子は、前記ZnO粒子の重量で、約1重量%から約10重量%のAl2O3を含む、請求項121に記載の再充電可能バッテリ。
- 再充電可能バッテリであって、
銀と、安定剤とを含む、カソード活性物質を含むカソードと、
亜鉛を含むアノードと、
電解質と
を含み、
前記安定剤は、約250nm以下の平均粒径を有する粉末を含み、前記再充電可能バッテリは、わずか約1000回の連続充電サイクルの期間にわたって、1グラムの銀につき少なくとも約12Ahの総バッテリ容量を提供する、再充電可能バッテリ。
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