DE688470T1 - Ungeordnete mehrphasige feste nickelhydroxidlösung - Google Patents

Ungeordnete mehrphasige feste nickelhydroxidlösung

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DE688470T1 DE0688470T DE94909274T DE688470T1 DE 688470 T1 DE688470 T1 DE 688470T1 DE 0688470 T DE0688470 T DE 0688470T DE 94909274 T DE94909274 T DE 94909274T DE 688470 T1 DE688470 T1 DE 688470T1
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Stanford R. Bloomfield Hills Mi 48013 Ovshinsky
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Claims (23)

EP-Appl. No. 94 909 274.6 4 EP-Publ. No. 0 688 Feste ungeordnete Nickelhydroxydmehrphasenlösung PATENTANS PRÜCHE
1. Positive Elektrode mit hoher Kapazität und langer Zykluslebensdauer für die Verwendung in einer wiederaufladbaren elektrochemischen Alkalizelle, mit
einem Material aus einer Feststofflösung von Nickelhydroxyd mit einer vielphasigen Struktur, welche zumindest eine polykristalline gamma-Phase, mit einer Zelle aus einer polykristallinen gamma-Phaseneinheit mit voneinander beabstandet angeordneten Platten und zumindest einem eingebauten chemischen Modifikator rund um die Platten, welche Platten einen Bereich stabiler Abstände zwischen den Lamellen aufweisen, der einem 2+Oxydationszustand und einem 3,5+Oxydationszustand oder einem höheren Oxydationszustand entspricht; und
wenigstens einem Modifikator der Zusammensetzung, welcher in das Material aus einer Feststofflösung von Nickelhydroxyd eingebaut ist, um die vielphasige Struktur zu fördern.
2. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher der chemische Modifikator aus der aus Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, F, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Sr und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
3. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Modifikator der Zusammensetzung aus der aus einem Metall, einem Metalloxyd, einer Metalloxydlegierung, einem Metallhydrid und einer Metallhydridlegierung bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
4. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Modifikator der Zusammensetzung aus der aus Al, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, In, LaH-,, Mn, Ru, Sb, Sn, TiH0, TiO und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
5. Positive Elektrode nach Anspruch 2, bei welcher der Modifikator der Zusammensetzung aus der aus Al, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, In, LaH3, Mn, Ru, Sb, Sn, TiH2, TiO und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
6. Positive Elektrode nach Anspruch 4, welche wenigstens drei der Modifikatoren der Zusammensetzung aufweist.
7. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Modifikator der Zusammensetzung Co ist.
8. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Modifikator der Zusammensetzung Co und Zn ist.
9. Positive Elektrode nach Anspruch 2, bei welcher die positive Elektrode drei der aus der aus Al, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, In, Lau·,, Mn, Ru, Sb, Sn, TiH9, TiO und Zn bestehenden Gruppe ausgewählten Modifikatoren der Zusammensetzung enthält.
10. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher das Material der positiven Elektrode ein ungeordnetes Material ist und wenigstens eine Struktur enthält, die aus der aus
(i) amorph;
(ii) mikrokristallin;
(iii) polykristallin ohne ZusammensetzungsOrdnung
langen Bereiches; und
(iv) jeglicher Kombination dieser amorphen, mikrokristallinen oder polykristallinen Strukturen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
11. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher das Material der positiven Elektrode strukturell ungeordnetes Material mit mehrfachen oder gemischten Phasen ist, wobei &agr;-, ß- und gatnma-Phasenbereiche einzeln oder in Kombination vorliegen können, wobei die positive Elektrode eine leitende Fläche und fadenförmige Bereiche höherer Leitfähigkeit aufweist.
12. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher die ungeordneten Materialien 8 bis 3 0 Atomprozent an Modifikatoren der Zusammensetzung oder an chemischen Modifikatoren enthalten.
13. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher die ungeordneten Materialien 10 bis 20 Atomprozent an Modifikatoren der Zusammensetzung oder an chemischen Modifikatoren enthalten.
14. Positive Elektrode nach Anspruch 1, bei welcher der wenigstens eine Modifikator der Zusammensetzung in das Nickelhydroxydmaterial eingebaut ist, um die Bildung großer Kristallite zu unterbrechen und eine elektronische Leitfähigkeit zu schaffen.
0688 47Q
15. Nickelmetallhydridzelle mit hoher Kapazität und langer Zykluslebensdauer mit
einer positiven Elektrode mit einem Elektrodenmaterial aus einer Feststofflösung von Nickelhydroxyd mit einer vielphasigen Struktur, welche eine polykristalline gamma-Phase, mit einer Zelle aus einer polykristallinen gamma-Phaseneinheit mit voneinander beabstandet angeordneten Platten und zumindest einem eingebauten ionenchemischen Modifikator rund um die Platten, welche Platten einen Bereich stabiler Abstände zwischen den Lamellen aufweisen, der einem 2+Oxydationszustand und einem 3,5+Oxydationszustand oder einem höheren Oxydationszustand entspricht; und wenigstens einem Modifikator der Zusammensetzung als Ersatz für Nickel, um die vielphasige Struktur zu fördern; und
einem Elektrolyten.
16. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 14, bei welcher das chemische Modifikatorion aus der aus Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, F, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Sr und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
17. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Modifikator der Zusammensetzung aus der aus Al, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, In, LaH3, Mn, Ru, Sb, Sn, TiH2, TiO und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
18. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher die positive Elektrode drei der aus der aus Al, Bi, Co, Cr, Cu, Fe, In, LaH3, Mn, Ru, Sb, Sn, TiH2, TiO und Zn bestehenden Gruppe ausgewählten Modifikatoren der Zusammensetzung enthält.
19. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher das Material der positiven Elektrode ein ungeordnetes Material ist und wenigstens eine Struktur enthält, die aus der aus
(i) amorph;
(ii) mikrokristallin;
(iii) polykristallin ohne Zusammensetzungsordnung
langen Bereiches,- und
(iv) jeglicher Kombination dieser amorphen, mikro-
4 0688 47Q
kristallinen oder polykristallinen Strukturen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
20. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher das Material der positiven Elektrode strukturell ungeordnetes Material mit mehrfachen oder gemischten Phasen ist, wobei &agr;-, ß- und gamma-Phasenbereiche einzeln oder in Kombination vorliegen können, wobei die positive Elektrode eine leitende Fläche und fadenförmige Bereiche höherer Leitfähigkeit aufweist.
21. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher die ungeordneten Materialien 10 bis 2 0 Atomprozent an Modifikatoren der Zusammensetzung oder an chemischen Modifikatoren enthalten.
22. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher der Elektrolyt wenigstens ein aus der aus Ba, Ca, Cs, K, Na, Ra, Rb und Sr bestehenden Gruppe ausgewähltes Element in Kombination mit zumindest einem Vertreter der aus Br, Cl, F und OH bestehenden Gruppe aufweist.
23. Nickelmetallhydridzelle nach Anspruch 15, bei welcher der Elektrolyt KOH und wenigstens einen Vertreter der aus CsF und CsOH bestehenden Gruppe aufweist.
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