JP2012522336A - 改善されたカソード - Google Patents
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Abstract
Description
本PCT出願は、2009年3月27日に出願された米国特許出願第61/164,080号および2009年3月27日に出願された米国特許出願第61/164,216号に対する優先権を主張する。前述の出願の全内容は、本明細書においてその全体が参照として援用される。
この発明は、従来のカソードよりも改善された1または複数の特性をカソードに付与するドーパントをカソード材料にドープすることによって形成される新規のカソードに関する。
本発明は、従来のカソード、方法、または電気化学セルよりも改善された特性を有する、カソード、カソードを作製する方法、およびこれらのカソードを使用する電気化学セル(例えば、電池)を提供する。
用語「電池」は、本明細書において用いられるとき、1個の電気化学セルまたは複数個の電気化学セルを含む蓄電デバイスを包含する。「二次電池」は、再充電可能であるが、「一次電池」は、再充電可能でない。本発明の二次電池について、電池のアノードは、放電の間には正極と呼ばれ、充電の間には負極と呼ばれる。
1)サイクル1:そのDODの約100%が放電されて、約100%のSOCまで再充電され;直後に
2)サイクル2:そのDODの約100%が第2放電されて、約100%のSOCまで再充電される
場合、2サイクルを経る。
本発明の一態様は、三価のドーパントがドープされてドープされた銀材料を与える銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、ドーパントが、カソードの重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソードを提供する。
本発明の別の態様は、電気化学セルでの使用のためのカソードを製造する方法であって、銀粉末を準備してこれにカソードの重量の約0.25重量%〜約10重量%の三価のドーパントがドープされてドープされた銀粉末を与えることと;ドープされた銀粉末からカソードを形成することとを含む方法を提供する。
本発明の一態様は、ドーパントを含む銀材料を含むカソードと;亜鉛を含むアノードとを含む電気化学セルであって、ドーパントが、三価のドーパントを含み、ドーパントが、少なくとも100サイクル(例えば、少なくとも200サイクル、少なくとも250サイクル、少なくとも300サイクル、または少なくとも400サイクル)にわたって、セルの定格容量の少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、または少なくとも約90%)の実容量をセルに付与するのに十分な濃度で存在する、セルを提供する。
本発明の電気化学セルのカソードおよびアノードは、添加剤、例えば、バインダ、集電体などを場合により含み得る。カソードのバインダおよびアノードのバインダは、同じ材料を含んでいても異なる材料を含んでいてもよい。一例において、アノードまたはカソードのバインダは、PTFE、PVDF、またはこれらの任意のコポリマーを含む。
本発明の電気化学セルは、アノードをカソードから分離するセパレータをさらに含む。
本発明のいくらかの実施形態において、セパレータの酸化防止層体は、耐デンドライト材料と共押出されるポリエーテルポリマー材料を含む。ポリエーテル材料は、ポリエチレンオキサイド(PEO)もしくはポリプロピレンオキサイド(PPO)、またはこれらのコポリマーもしくは混合物を含み得る。ポリエーテル材料はまた、1種または複数種の他のポリマー材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンおよび/またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と共重合または混合されていてもよい。いくつかの実施形態において、PE材料は、単独で押し出されるときには自立型ポリエーテルフィルムを形成することができ、または、耐デンドライト材料と共押出されるときには自立型フィルムを形成することができる。さらに、ポリエーテル材料は、アルカリ電池電解質中で、かつ銀イオンの存在下では、実質的に不活性である。
本発明のいくらかの実施形態において、セパレータの耐デンドライト層体は、酸化防止材料と共押出されるポリビニルポリマー材料を含む。いくらかの実施形態において、PVA材料は、架橋ポリビニルアルコールポリマーおよび架橋剤を含む。
本発明の電気化学セルは、任意の好適な電解質を含み得る。例えば、電気化学セルは、水性NaOHまたはKOHを含む電解質を含む。他の例において、電解質は、NaOHまたはKOHと液状PEOポリマーとの混合物を含む。
のポリマーと、アルカリ剤とを含む。
本発明のセルは、任意の好適な筐体を含み得、該筐体が、セルの端子への電気的アクセスを実質的に妨げないようなっている。いくつかの実施形態において、セル筐体は、可撓性の包装材料を含む。通常、可撓性の包装材料は、小袋構造または延伸空洞構造で用いられる。可撓性の包装の従来の適用とは異なり、電池の包装は、封入された電気化学セルからの電流を保持するフィードスルーを必要とする。これらのフィードスルーを絶縁およびシールすることを、いくつかの方法によって行うことができる。典型的な、可撓性の包装材料は、3つの機能層からなり、これらを3つ以下の物理層で具体化することができる(例えば、いくつかの包装材料において、物理層は、機能層によって実施される機能の1つ、2つ、または3つを実施する)。第1機能層は、電解質相溶性層である。この層は、耐薬品性および液体またはゲル状電解質の物理的格納を与える。典型的には、この層は、接着促進剤、例えばエチルアクリル酸と共押出または混合されて、ヒートシーリングまたは電流フィードスルー接着を容易にすることができるポリオレフィンまたはポリエチルビニルアルコールからなり得る。第2機能層は、蒸気バリア層である。この層は、金属、アルミニウム、または低透過性ポリマーであってよい。この機能層は、水、電解質溶媒、酸素、水素、および二酸化炭素のセル内への拡散を遅らせる必要がある。第3機能層は、包装の外側において物理的整合性層を与える。該層は、大部分の包装材料に強度および耐摩耗性を与える。この層はまた、物理的強度を与えて、包装材料からブリスタを形成することを可能にすることもできる。この層は、その組成において典型的にはナイロンまたはマイラーである。機能層材料はまた、共形コーティングとしてセルに浸漬コーティングまたは噴霧によって適用することもできる。可撓性の包装において包装されるセルは、周囲圧力よりも低い内部の絶対圧を有する減圧雰囲気を典型的には含有する。
以下の材料を用いて、例示的なカソード、試験カソード、および/または本発明の例示的な電気化学セルを製造した:
(実施例1)
実験対照Aとしての使用のためのドープされていないAgOカソード
以下の材料および方法を用いてセルの性能特性、すなわち、セルのサイクル寿命に関する比較データを生成する目的でセルにおいて用いるドープされていないAgOカソード材料を生成した。実施例番号1の方法を用いて生成したドープされていないAgOカソード材料は、比較目的での対照としての役割をする。
硝酸銀:A.C.S.グレード、DFG
ゼラチン:ウシの皮膚から、タイプB、約225bloom、Sigma
水酸化カリウム溶液:KOH溶液、1.4g/ml、LabChem.、Inc.
過硫酸カリウム、99+%、Sigma−Aldrich
手順:実施例:ドープされていないAgO
2LのAceglass反応器を熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを用いた。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応器に添加して400rpmで撹拌した。反応器中の混合物を55℃に加熱した。0.11gのゼラチンを添加した。プラスチック容器において、240gのKOH溶液(1.4g/ml)を240gのDI水と混合して希釈KOH溶液を与えた。希釈KOH溶液を55℃でポンプを通じて反応器に添加した。65℃で、198gの過硫酸カリウムを添加し、該温度を50分間維持した。
本発明の例示的なInがドープされたカソード
4000mlのErlenmeyerフラスコを熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを撹拌に用いた。301.5gのAgNO3および2500gのDI水を反応フラスコに添加し、300rpmで撹拌した。2.85gの硝酸インジウム(III)5水和物を100gのDI水に溶解させ、フラスコに添加した。フラスコ中の混合物を50℃に加熱した。
実験対照Bとしての使用のためのPbがコートされたAgOカソード
撹拌下、2.6重量%の酢酸鉛三水和物溶液をAgOの20重量%の脱イオン水懸濁液にゆっくりと添加した。得られた懸濁液を沈澱させ、水をデカントした。残渣を脱イオン水によって再懸濁させ、デカントした。このデカントプロセスを数回繰り返し、次いで濾過した。濾液を真空オーブンにおいて60℃で乾燥させた。このプロセスを用いて、標準的なプロセス収量の約100gのPbがコートされたAgOを生成させ、これを、上記実施例1に記載されているカソード材料の特性を評価するための試験カソード材料として用いた。
実施例番号2の例示的なカソード材料の評価
実施例番号2において調製したカソードを、図1に示した電気化学セルにおいて使用し、セルのサイクル寿命に対するドーパントの効果を評価した。セルのサイクル寿命を、セル付随物を充電−放電アルゴリズム:定格容量の約100%に等しい100%のSOCを有する新たに調製されたセルをその放電深度の約100%まで放電させ、すなわち、約100%のDODまで放電させ、次いで、約100%のSOCまで再充電させ、ここで、約100%のDODまで再び放電させる;に繰り返しサイクルすることによって確認した。各サイクルの間、セルの実容量、すなわち、100%のSOCでのセルの容量を観察し、これを用いて、セルが付された充電サイクル数に対するセルの実容量のプロットを展開した。図2は、1つのかかる評価の部分的なプロットを提示する。このタイプのプロットを用いて、セルの実容量がセルの定格容量の約70%、約80%、約90%などであると観察された充電サイクル数を観察することができる。これらの評価を行う際、試験セルを以下に記載のように構築した。
アノード:
アノード活性材料を、81.9%の亜鉛、5%のPTFEバインダ[DuPont TE3859]、12.7%の酸化亜鉛(AZO66)、0.45%のBi2O3から配合し、3.6gの最終質量を与えた。これらの成分は、それぞれ、商業的供給源から得た。
カソード:
カソード活性材料を、3%のPTFEバインダ(DuPont TE3859)、およびセルに応じて実施例番号1、2、または3からのカソード材料から配合し、5.85gの最終質量を与えた。
電極セパレータ:一方のセパレータが、1mlの電解質で浸されたInnovia32(80/20)から形成され、第2セパレータが、Innovia32(80/20)から形成された、2個の隣接するセパレータを使用した(セパレータ材料は、ウィグタウン(Wigton)、カンブリア、英国のInnoviafilms、Ltd.から市販されている)。
セル筐体:
Pred Material Internationalからのアルミニウム積層フィルム(D−EL40H(II))をセル筐体として用いた。
本発明の例示的なAlがドープされたカソード
4000mlのErlenmeyerフラスコを熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを撹拌に用いた。301.5gのAgNO3および2500gのDI水を反応フラスコに添加し、300rpmで撹拌した。2.85gの水酸化アルミニウムを100gのDI水に溶解させ、フラスコに添加した。フラスコ中の混合物を50℃に加熱した。
本発明の例示的な0.9%のGaがドープされたカソード
以下の方法を用いて、0.9%のガリウムがドープされたAgOを生成させた。
硝酸銀:A.C.S.グレード、DFG
硝酸ガリウム(III)水和物:99.9%(金属基準)、Aldrich
ゼラチン:ウシの皮膚から、タイプB、約225bloom、Sigma
水酸化カリウム溶液:KOH溶液、1.4g/ml、LabChem.、Inc.
過硫酸カリウム、99+%、Sigma−Aldrich
2LのAceglass反応器を熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを用いた。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応器に添加して400rpmで撹拌した。0.77gの硝酸ガリウム(III)水和物を100gのDI水に溶解させ、反応器に添加した。反応器中の混合物を55℃に加熱した。0.11gのゼラチンを添加した。プラスチック容器において、240gのKOH溶液(1.4g/ml)を240gのDI水と混合して希釈KOH溶液を与えた。希釈KOH溶液を55℃でポンプを通じて反応器に添加した。混合物を65℃に加熱し、198gの過硫酸カリウムを添加し、該温度を50分間維持した。溶液が冷却したときに水をデカントし、粒子が沈澱した。粒子をDI水でリンスし、粒子が一旦沈澱したら、水をデカントした。混合物のイオン伝導度が25μΩ未満と測定されるまで、粒子を、このリンスおよびデカントプロセスに供した。生成物を濾過し、真空オーブンにおいて60℃で乾燥した。
実施例番号6の例示的なカソード材料の評価
試験セルおよび比較セルを構築して、実施例番号4および図1において上記されているように評価した。ここでは、試験セルを上記のように配合し、試験セルにおいて実施例番号2のカソード材料を実施例番号6のカソード材料で置換し、実施例番号1のカソード材料を用いた上記比較セルを使用した。実施例番号6のGaがドープされたカソード材料を組み込んだ試験セルと、実施例番号1のカソード材料を組み込んだ比較カソードとの寿命サイクルデータの比較を表6に提示する:
本発明の例示的な1.3%のBがドープされたカソード
材料:
硝酸銀:A.C.S.グレード、DFG
酸化ホウ素:99.98%、Sigma−Aldrich
ゼラチン:ウシの皮膚から、タイプB、約225bloom、Sigma
水酸化カリウム溶液:KOH溶液、1.4g/ml、LabChem.、Inc.
過硫酸カリウム、99+%、Sigma−Aldrich
2LのAceglass反応器を熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを用いた。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応器に添加して400rpmで撹拌した。1.11gの酸化ホウ素を100gのDI水に溶解させ、反応器に添加した。反応器中の混合物を55℃に加熱した。0.11gのゼラチンを添加した。プラスチック容器において、240gのKOH溶液(1.4g/ml)を240gのDI水と混合して希釈KOH溶液を与えた。希釈KOH溶液を55℃でポンプを通じて反応器に添加した。65℃で、198gの過硫酸カリウムを添加し、該温度を50分間維持した。
本発明の例示的な3.6%のYbがドープされたカソード
材料:
硝酸銀:A.C.S.グレード、DFG
硝酸イッテルビウム(III)五水和物、99.9%(金属基準)、Aldrich
ゼラチン:ウシの皮膚から、タイプB、約225bloom、Sigma
水酸化カリウム溶液:KOH溶液、1.4g/ml、LabChem.、Inc.
過硫酸カリウム、99+%、Sigma−Aldrich
2LのAceglass反応器を熱水浴内に置き、Teflonコートされた放射状プロペラを用いた。116.7gのAgNO3および1000gのDI水を反応器に添加して400rpmで撹拌した。3.06gの硝酸イッテルビウム(III)五水和物を100gのDI水に溶解させ、反応器に添加した。反応器中の混合物を55℃に加熱した。0.11gのゼラチンを添加した。
実施例番号8の例示的なカソード材料の評価
試験セルを構築して、実施例番号4および7において上記されているように評価した。ここでは、試験セルを上記のように配合し、試験セルにおける実施例番号8のカソード材料、または比較セルにおける実施例番号1のカソード材料を置換した。実施例番号8のBがドープされたカソード材料を組み込んだ試験セルと、実施例番号1のカソード材料を組み込んだ比較カソードとの寿命サイクルデータの比較を表8に提示する:
本開示において参照した全ての公開および特許は、あたかも、それぞれ個々の公開または特許出願が参照によって組み込まれていると具体的かつ個々に示されているかのごとく、参照により本明細書に組み込まれる。参照によって組み込まれる特許または公開のいずれかにおける用語の意味が、本開示において用いられている用語の意味と矛盾するならば、本開示において用いられている用語の意味が支配することが意図される。さらに、上記の議論は、本発明の単なる例示的な実施形態を開示および記載している。当業者は、種々の変更、修飾および変形が、以下の特許請求の範囲に定義されている発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることを、かかる議論ならびに添付の図面および特許請求の範囲から容易に認識するであろう。
Claims (90)
- 三価のドーパントがドープされてドープされた銀材料を与える銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、前記ドーパントが、前記ドープされた銀材料の重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソード。
- 約0.5重量%〜約5重量%の三価のドーパントをさらに含む、請求項1に記載のカソード。
- 前記ドープされた銀材料が、粉末を含む、請求項1または2のいずれかに記載のカソード。
- 前記粉末が、約20μm以下の平均粒径を有する、請求項3に記載のカソード。
- 前記粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項3または4のいずれかに記載のカソード。
- 前記銀材料が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項1から5のいずれかに記載のカソード。
- バインダをさらに含む、請求項1から6のいずれかに記載のカソード。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項7に記載のカソード。
- 前記ドーパントが、少なくとも1種の第13族元素を含む、請求項1から8のいずれかに記載のカソード。
- 前記ドーパントが、アルミニウム、インジウム、ガリウム、ホウ素、タリウム、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項1から9のいずれかに記載のカソード。
- 前記ドーパントが、ランタニド元素を含む、請求項1から8のいずれかに記載のカソード。
- 前記ランタニド元素が、Ybである、請求項11に記載のカソード。
- ドーパントを含むドープされた銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、前記ドーパントが、ガリウム、ホウ素、またはこれらの組合せを含み、前記ドーパントが、前記ドープされた銀材料の重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソード。
- 約0.5重量%〜約5重量%のドーパントをさらに含む、請求項13に記載のカソード。
- 前記ドープされた銀材料が、粉末を含む、請求項13または14のいずれかに記載のカソード。
- 前記粉末が、約20μm以下の平均粒径を有する、請求項15に記載のカソード。
- 前記粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項15または16のいずれかに記載のカソード。
- 前記銀材料が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項13から17のいずれかに記載のカソード。
- バインダをさらに含む、請求項13から18のいずれかに記載のカソード。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項19に記載のカソード。
- 前記ドーパントが、ガリウムを含む、請求項13から20のいずれかに記載のカソード。
- 前記ドーパントが、ホウ素を含む、請求項13から20のいずれかに記載のカソード。
- ドーパントを含むドープされた銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、またはこれらの組合せを含み、前記ドーパントが、前記ドープされた銀材料の重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソード。
- 約1重量%〜約8重量%のドーパントをさらに含む、請求項23に記載のカソード。
- 前記ドープされた銀材料が、粉末を含む、請求項23または24のいずれかに記載のカソード。
- 前記粉末が、約20μm以下の平均粒径を有する、請求項25に記載のカソード。
- 前記粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項25または26のいずれかに記載のカソード。
- 前記ドープされた銀材料が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項23から27のいずれかに記載のカソード。
- バインダをさらに含む、請求項23から28のいずれかに記載のカソード。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項29に記載のカソード。
- 前記ドーパントが、インジウムを含む、請求項23から30のいずれかに記載のカソード。
- 前記ドーパントが、アルミニウムを含む、請求項23から30のいずれかに記載のカソード。
- 電気化学セルでの使用のためのカソードを製造する方法であって、
銀粉末の重量の約0.25重量%〜約10重量%の三価のドーパントがドープされた銀粉末を準備して、ドープされた銀粉末を与える工程と;
前記ドープされた銀粉末からカソードを形成する工程と
を含む方法。 - 前記ドープされた銀粉末は、約0.5重量%〜約5重量%のドーパントがドープされている、請求項33に記載の方法。
- 前記ドープされた銀粉末が、約15μm以下の平均粒径を有する、請求項33または34のいずれかに記載の方法。
- 前記ドープされた銀粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項33から35のいずれかに記載の方法。
- 前記ドープされた銀粉末が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項33から36のいずれかに記載の方法。
- 前記ドープされた銀粉末が、AgO、Ag2O、Ag2O3、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項33から37のいずれかに記載の方法。
- バインダを準備する工程をさらに含む、請求項33から38のいずれかに記載の方法。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項40に記載の方法。
- 前記ドーパントが、ランタニド元素を含む、請求項33から41のいずれかに記載の方法。
- 前記ランタニド元素が、Ybである、請求項42に記載の方法。
- 前記ドーパントが、少なくとも1種の第13族元素を含む、請求項33から41のいずれかに記載の方法。
- 前記ドーパントが、ガリウム、ホウ素、インジウム、アルミニウム、タリウム、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項33から41または44のいずれかに記載の方法。
- 前記ドーパントが、ガリウム、ホウ素、またはこれらの組合せを含む、請求項33から41、44または45のいずれかに記載の方法。
- 前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、またはこれらの組合せを含む、請求項33から41または44から46のいずれかに記載の方法。
- ドーパントを含む銀材料を含むカソードと;
亜鉛を含むアノードと
を含む電気化学セルであって、
前記ドーパントが、三価のドーパントを含み、前記ドーパントが、少なくとも約80サイクルにわたって前記セルの定格容量の少なくとも約60%の実容量を前記セルに付与するのに十分な濃度で存在する、電気化学セル。 - ドーパントを含む銀材料を含むカソードと;
亜鉛を含むアノードと
を含む電気化学セルであって、
前記ドーパントが、三価のドーパントを含み、前記ドーパントが、少なくとも約100サイクルにわたって前記セルの定格容量の少なくとも約70%の実容量を前記セルに付与するのに十分な濃度で存在する、電気化学セル。 - ドーパントを含む銀材料を含むカソードと;
亜鉛を含むアノードと
を含む電気化学セルであって、
前記ドーパントが、三価のドーパントを含み、前記ドーパントが、少なくとも約120サイクルにわたって前記セルの定格容量の少なくとも約80%の実容量を前記セルに付与するのに十分な濃度で存在する、電気化学セル。 - 前記銀材料が、その重量の約0.25重量%〜約10重量%の三価のドーパントを含む、請求項47から49のいずれかに記載のセル。
- 前記銀材料が、粉末を含む、請求項47から50のいずれかに記載のセル。
- 前記粉末が、約20μm以下の平均粒径を有する、請求項51に記載のセル。
- 前記粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項52に記載のセル。
- 前記カソード、前記アノード、または両方が、バインダを含む、請求項47から53のいずれかに記載のセル。
- 前記カソードが、バインダをさらに含む、請求項47から54のいずれかに記載のセル。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項55に記載のセル。
- 前記アノードが、バインダをさらに含む、請求項47から54のいずれかに記載のセル。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項57に記載のセル。
- NaOH、KOH、またはこれらの組合せを含む電解質をさらに含む、請求項47から58のいずれかに記載のセル。
- 前記銀粉末が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項47から59のいずれかに記載のセル。
- 前記銀粉末が、AgO、Ag2O、Ag2O3、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項47から60のいずれかに記載のセル。
- 前記銀材料が、AgOを含む、請求項47から61のいずれかに記載のセル。
- 前記銀材料が、Ag2Oを含む、請求項47から61のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、ランタニド元素を含む、請求項47から63のいずれかに記載のセル。
- 前記ランタニド元素がYbである、請求項64に記載のセル。
- 前記ドーパントが、少なくとも1種の第13族元素を含む、請求項47から63のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、ガリウム、ホウ素、タリウム、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項66に記載のセル。
- 前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、またはこれらの組合せを含む、請求項67に記載のセル。
- 前記ドーパントが、ガリウム、ホウ素、またはこれらの組合せを含む、請求項67に記載のセル。
- 銀粉末の重量の約0.25重量%〜約10重量%の三価のドーパントを含む銀粉末を含むカソードと;
亜鉛を含むアノードと;
水性KOHを含む電解質と
を含む電気化学セル。 - 前記銀粉末が、約20μm以下の平均粒径を有する、請求項70に記載のセル。
- 前記銀粉末が、約5μm以下の平均粒径を有する、請求項71に記載のセル。
- 前記カソード、前記アノード、または両方が、バインダを含む、請求項70から72のいずれかに記載のセル。
- 前記カソードが、バインダを含む、請求項70から73のいずれかに記載のセル。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項74に記載のセル。
- 前記アノードが、バインダを含む、請求項70から73のいずれかに記載のセル。
- 前記バインダが、PTFEまたはPVDFを含む、請求項76に記載のセル。
- NaOH、KOH、またはこれらの組合せを含む電解質をさらに含む、請求項70から77のいずれかに記載のセル。
- 前記銀粉末が、Ag、AgO、Ag2O、Ag2O3、AgOH、AgOOH、AgONa、AgCuO2、AgFeO2、AgMnO2、Ag(OH)2、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項70から78のいずれかに記載のセル。
- 前記銀粉末が、AgO、Ag2O、Ag2O3、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項70から79のいずれかに記載のセル。
- 前記銀材料が、AgOを含む、請求項70から80のいずれかに記載のセル。
- 前記銀材料が、Ag2Oを含む、請求項70から80のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、少なくとも1種の第13族元素を含む、請求項70から82のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、ガリウム、ホウ素、タリウム、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項70から83のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、インジウム、アルミニウム、またはこれらの組合せを含む、請求項70から84のいずれかに記載のセル。
- 前記ドーパントが、ガリウム、ホウ素、またはこれらの組合せを含む、請求項70から84のいずれかに記載のセル。
- ドーパントを含むドープされた銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、前記ドーパントが、ランタニド元素、アルミニウム、インジウム、ガリウム、ホウ素、またはこれらの組合せを含み、前記ドーパントが、前記ドープされた銀材料の重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソード。
- 前記ランタニド元素が、Ybである、請求項87に記載のカソード。
- ドーパントを含むドープされた銀材料を含む、電気化学セルでの使用のためのカソードであって、前記ドーパントが、ランタニド元素を含み、前記ドーパントが、前記ドープされた銀材料の重量の約0.25重量%〜約10重量%の濃度で存在する、カソード。
- 前記ランタニド元素が、Ybを含む、請求項89に記載のカソード。
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