JP2013510390A5

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Publication number: JP2013510390A5
Application number: JP2012537205A
Authority: JP
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2030-11-03

Description

新規の電極および再充電可能バッテリ

本願は、２００９年１１月３日出願の米国特許出願６１／２５７，５７６号および２０１０年１月１８日出願の米国特許出願６１／２９５，８８２号の利益を主張する。これらの文書は、本明細書においてその全体が参考として援用される。

本発明は、従来のカソードと比べて向上した性質を有する電極を形成するように、カソード活性物質と安定剤を混合することによって形成される、新規のカソードに関する。

再充電可能バッテリが、当技術分野で公知であり、例えば、携帯用電子デバイスで一般的に使用されている。従来の再充電可能バッテリが有用であるが、それでもなお、バッテリを再充電するために使用されるシステムおよび方法は、それらの耐用年数、保存寿命、および／または性能を増進または向上させてもよい、改良の影響を受けやすい。

従来のバッテリが充電されると、アノードは、陽イオンを電解質に、電子を外部回路に供給する。カソードは、典型的には、陽イオンがゲスト種として電解質から可逆的に挿入され、外部回路からの電子によって電荷補償される、導電性ホストである。二次バッテリまたは電池は、電流がバッテリに引加された時に逆転させることができる反応を使用し、したがって、バッテリを「再充電」する。二次バッテリのアノードおよびカソードにおける化学反応は、可逆的でなければならない。充電すると、外部場によるカソードからの電子の除去は、陽イオンを電解質に放出して戻し、親ホスト構造を修復し、外部場によるアノードへの電子の添加は、電荷補償陽イオンをアノードの中へ引きつけて戻し、それを元の組成に戻す。

カソード材料等の従来の電極材料は、いくつかの欠点を抱えている。例えば、多くの従来のカソードは、いくつかの充電サイクルにわたって電荷容量を失い、クーロン力が不十分であり、またはバッテリ放電に悪影響を及ぼす上昇インピーダンスあるいは内部抵抗を保有する。多くの従来のバッテリが充電サイクルを経て進行するにつれて、これらの悪影響は、概して、バッテリ性能に増大した妨害を引き起こす。

したがって、向上した性質を有し、バッテリ性能を向上させることができる電極材料の必要性がある。

本発明は、安定剤の１つ以上の粒子と会合させられる銀を含む、新規のカソード材料を提供し、安定剤の１つ以上の粒子は、約２５０ｎｍ（例えば、約１００ｎｍ以下）の直径または平均直径を有する。

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、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。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質は、銀を含み、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の実施形態では、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。例えば、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、別の実施例では、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。代替実施例では、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。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。および他の実施例では、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされ、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質は、約０．５重量％以下（例えば、約０．２重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．０１重量％から約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を含む。

他の実施形態では、カソードはさらに、結合剤を含む。例えば、カソードは、ＰＴＦＥを含む、結合剤を含む。

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つ以上の粒子と会合し、安定剤は、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。

いくつかの実施形態では、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の実施形態では、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。例えば、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。場合によっては、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。他の実施例では、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。例えば、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。場合によっては、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆され、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

他の実施形態では、カソード活性物質は、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．０１重量％から約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を含む。

およびいくつかの実施形態では、カソードはさらに、結合剤を含む。例えば、カソードはさらに、結合剤を含み、結合剤は、ＰＴＦＥを含む。

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、Ｚｎを含むアノードと、電解質とを含む、電気化学電池を提供し、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、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられ、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。

いくつかの実施形態では、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の実施形態では、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。例えば、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。他の実施例では、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。例えば、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆され、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。

いくつかの実施形態では、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。例えば、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

他の実施形態では、カソード活性物質は、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下または約０．２重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．０１重量％から約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を含む。

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、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。

いくつかの実施形態では、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。他の実施形態では、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。およびいくつかの実施形態では、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２０Ａｈ／ｇの銀の総容量を提供する。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。他の実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。例えば、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。代替実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。例えば、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、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る。

いくつかの実施形態では、カソード材料はさらに、ＰＴＦＥ等の結合剤を含む。

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、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。

いくつかの実施形態では、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。他の実施形態では、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。いくつかの実施形態では、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。および他の実施形態では、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。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合において、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

他の実施形態では、カソード活性物質は、約０．５重量％以下（例えば、約０．２重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．０１重量％から約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を含む。

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、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。

いくつかの実施形態では、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の実施形態では、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。例えば、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。他の実施例では、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。例えば、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆され、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。

本発明の別の側面は、銀を提供するステップと、わずか約２５０ｎｍ（例えば、わずか約１００ｎｍ以下）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、銀材料を安定剤の１つ以上の粒子と会合させるステップとを含む、カソードを生成する方法を提供する。

いくつかの方法では、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の方法では、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。例えば、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。場合によっては、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。他の実施例では、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。例えば、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆され、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。

他の方法では、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。例えば、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。代替実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。例えば、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、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る。

いくつかの方法はさらに、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下）の安定剤を提供するステップ含む。例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％の安定剤を提供するステップである。

本発明の別の側面は、安定剤を銀カソードに添加するステップを含む、銀カソードのクーロン効率を向上させる方法を提供し、安定剤は、粉末を含み、粉末は、わずか約１００ｎｍの平均粒径を有する。

いくつかの方法では、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の方法では、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。例えば、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。場合によっては、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。他の実施例では、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。例えば、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆され、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。

他の方法では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

いくつかの方法はさらに、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下）の安定剤を添加するステップ含む。例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％の安定剤を添加するステップである。

いくつかの方法では、銀カソードはさらに、ＰＴＦＥ等の結合剤を含む。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
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。
（項目２）
前記カソード活性物質は、銀を含み、前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目１に記載のカソード。
（項目３）
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、項目１または２のいずれか一方に記載のカソード。
（項目４）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目１〜３のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目５）
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、項目１〜４のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目６）
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、項目１〜５のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目７）
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、項目１〜６のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目８）
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、項目１〜７のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目９）
前記銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる、項目１〜８のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１０）
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、項目１〜９のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１１）
前記銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される、項目１〜１０のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１２）
前記安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む、項目１〜１１のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１３）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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、項目１２に記載のカソード。
（項目１４）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目１３に記載のカソード。
（項目１５）
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む、項目１〜１４のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１６）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む、項目１〜１５のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１７）
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、粒子から成る、項目１〜１６のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１８）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目１〜１６のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目１９）
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目１８に記載のカソード。
（項目２０）
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Ａｌ_２Ｏ_３を含む、項目１９に記載のカソード。
（項目２１）
前記カソードはさらに、結合剤を含む、項目１〜２０のうちのいずれかに記載のカソード。
（項目２２）
前記結合剤は、ＰＴＦＥを含む、項目２１に記載のカソード。
（項目２３）
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つ以上の粒子と会合し、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。
（項目２４）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目２３に記載の再充電可能バッテリ。
（項目２５）
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目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。
（項目２６）
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、項目２３〜２５のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目２７）
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、項目２３〜２６のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目２８）
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、項目２３〜２７のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目２９）
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、項目２３〜２８のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３０）
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、項目２３〜２９のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３１）
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、項目２３〜３０のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３２）
前記安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む、項目２３〜３１のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３３）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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、項目３２に記載の再充電可能バッテリ。
（項目３４）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目３３に記載の再充電可能バッテリ。
（項目３５）
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む、項目２３〜３４のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３６）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む、項目２３〜３５のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３７）
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む、項目２３〜３６のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３８）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目２３〜３６のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目３９）
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目３８に記載の再充電可能バッテリ。
（項目４０）
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Ａｌ_２Ｏ_３を含む、項目３９に記載の再充電可能バッテリ。
（項目４１）
前記カソードはさらに、結合剤を含む、項目２３〜４０のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目４２）
前記結合剤は、ＰＴＦＥを含む、項目４１に記載の再充電可能バッテリ。
（項目４３）
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つの粒子と会合させられ、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。
（項目４４）
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目４２に記載の電池。
（項目４５）
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、項目４３または４４のいずれか一方に記載の電池。
（項目４６）
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、項目４３〜４５のうちのいずれかに記載の電池。
（項目４７）
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、項目４３〜４６のうちのいずれかに記載の電池。
（項目４８）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目４３〜４７のうちのいずれかに記載の電池。
（項目４９）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目４３〜４８のうちのいずれかに記載の電池。
（項目５０）
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、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、項目４９に記載の電池。
（項目５１）
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つ以上の粒子と会合させるステップと
を含む、方法。
（項目５２）
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
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、項目５１または５２のいずれか一方に記載の方法。
（項目５４）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目５１〜５３のうちのいずれかに記載の方法。
（項目５５）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目５５に記載の方法。
（項目５６）
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。
（項目５７）
前記銀カソードは、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
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、項目５６または５７のいずれか一方に記載の方法。
（項目５９）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目５６〜５８のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６０）
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、項目５６〜５９のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６１）
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、項目５６〜６０のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６２）
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、項目５６〜６１のうちのいずれかに記載の方法。（項目６３）
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、項目５６〜６２のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６４）
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、項目５６〜６３のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６５）
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、項目５６〜６４のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６６）
前記安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む、項目５６〜６５のうちのいずれかに記載の方法。
（項目６７）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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、項目６６に記載の方法。
（項目６８）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目６７に記載の方法。
（項目６９）
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む、項目５６〜６８のうちのいずれかに記載の方法。
（項目７０）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む、項目５６〜６９のうちのいずれかに記載の方法。
（項目７１）
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む、項目５６〜７０のうちのいずれかに記載の方法。
（項目７２）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目５６〜７０のうちのいずれかに記載の方法。
（項目７３）
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３でドープされる、項目７２に記載の方法。
（項目７４）
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Ａｌ_２Ｏ_３でドープされる、項目７３に記載の方法。
（項目７５）
前記銀カソードはさらに、結合剤を含む、項目５６〜７４のうちのいずれかに記載の方法。
（項目７６）
前記結合剤は、ＰＴＦＥを含む、項目７５に記載の方法。
（項目７７）
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。
（項目７８）
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、項目７７に記載の再充電可能バッテリ。
（項目７９）
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、項目７８に記載の再充電可能バッテリ。
（項目８０）
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、項目７９に記載の再充電可能バッテリ。
（項目８１）
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目７７〜８０のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８２）
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、項目７７〜８１のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８３）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目７７〜８２のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８４）
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、項目７７〜８３のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８５）
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、項目７７〜８４のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８６）
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、項目７７〜８５のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８７）
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、項目７７〜８６のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８８）
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、項目７７〜８７のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目８９）
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、項目７７〜８８のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９０）
前記安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む、項目７７〜８９のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９１）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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、項目９０に記載の再充電可能バッテリ。
（項目９２）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目９１に記載の再充電可能バッテリ。
（項目９３）
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む、項目７７〜９２のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９４）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む、項目７７〜９３のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９５）
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む、項目７７〜９４のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９６）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目７７〜９４のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目９７）
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３でドープされる、項目９６に記載の再充電可能バッテリ。
（項目９８）
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Ａｌ_２Ｏ_３を含む、項目９７に記載の再充電可能バッテリ。
（項目９９）
前記カソード材料はさらに、結合剤を含む、項目７７〜９８のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１００）
前記結合剤は、ＰＴＦＥを含む、項目９９に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０１）
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。
（項目１０２）
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、項目１０１に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０３）
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、項目１０２に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０４）
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、項目１０３に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０５）
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、項目１０４に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０６）
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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、項目１０１〜１０５のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０７）
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、項目１０１〜１０６のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０８）
前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、項目１０１〜１０７のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１０９）
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、項目１０１〜１０８のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１０）
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、項目１０１〜１０９のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１１）
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、項目１０１〜１１０のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１２）
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、項目１０１〜１１１のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１３）
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、項目１０１〜１１２のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１４）
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、項目１０１〜１１３のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１５）
前記安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む、項目１０１〜１１４のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１６）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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、項目１１５に記載の再充電可能バッテリ。（項目１１７）
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目１１６に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１８）
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む、項目１０１〜１１７のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１１９）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む、項目１０１〜１１８のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１２０）
前記安定剤は、粉末を含み、前記粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む、項目１０１〜１１９のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。（項目１２１）
前記安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、項目１０１〜１１９のうちのいずれかに記載の再充電可能バッテリ。
（項目１２２）
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、項目１２１に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１２３）
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Ａｌ_２Ｏ_３を含む、項目１２１に記載の再充電可能バッテリ。
（項目１２４）
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。

ここで、添付図面を参照して、一例として本開示を説明する。

図１は、本発明の一側面による、カソード材料を生成するための例示的方法のステップを図示する、フロー図である。図２は、記録された回折走査熱量測定データ、例えば、第１および２号のグラフ表示である。図３は、記録された回折走査熱量測定データ、例えば、第１、３、および４号のグラフ表示である。図４は、実施例第１および２号のＴＧＡ−ＤＴＡデータのグラフ表示である。図５は、本発明の例示的カソード材料の電気的性質を試験するために使用された、電気化学試験電池の説明図である。図６は、実施例第１〜４号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池１〜４の充電サイクルの関数としての電池容量のグラフ表示である。図７は、実施例第１〜４号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池１〜４の充電サイクルの関数としての電池放電の充電に対する比のグラフ表示である。図８は、実施例第１〜４号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池１〜４の充電サイクルの関数としての放電の終了時の電圧のグラフ表示である。図９は、実施例第１〜４号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池１〜４の充電サイクルの関数としての充電の終了時の電圧のグラフ表示である。図１０は、実施例第５号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池５の充電サイクルの関数としての電池容量のグラフ表示である。図１１は、実施例第５号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池５の充電サイクルの関数としての放電の終了時の電圧のグラフ表示である。図１２は、実施例第６号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池６の充電サイクルの関数としての電池容量のグラフ表示である。図１３は、実施例第６号で説明されるカソード材料から形成される、試験電池６の充電サイクルの関数としての放電の終了時の電圧のグラフ表示である。図１４Ａは、充電循環前の実施例第１号のＡｇＯカソード材料のＳＥＭ像である。図１４Ｂは、循環前の実施例第８号のＡｇＯカソード材料のＳＥＭ像である。図１５Ａは、５回の充電サイクル後の実施例第１号のＡｇＯカソード材料のＳＥＭ像である。図１５Ｂは、５回の充電サイクル後の実施例第８号のＡｇＯカソード材料のＳＥＭ像である。

本発明は、カソード、カソードを作製する方法、および従来のカソード、方法、または電気化学電池と比べて向上した性質を有する電気化学電池（例えば、バッテリ）を提供する。

Ｉ．定義
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。

本明細書で説明されるように、「銀」または「銀材料」という用語は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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等の任意の銀化合物を指す。銀の「水和物」は、銀の水酸化物を含むことに留意されたい。銀がカソードとしての機能を果たす、または銀原子の酸化状態が流動的な状態である時に、銀原子を包囲する配位圏は、電池の充電および放電中に動的であると考えられるため、「銀」または「銀材料」という用語は、これらの酸化銀または水和物（例えば、水酸化物）のうちのいずれかを包含すると意図される。「銀」または「銀材料」という用語はまた、銀の１つ以上の性質を増進するドーパントおよび／または被覆でドープおよび／または被覆される、上記の種のうちのいずれかを含む。例示的なドーパントおよび被覆が、以下で提供される。いくつかの実施例では、銀または銀材料はさらに、第１遷移金属ドーパントまたは被覆をさらに含む、酸化銀を含む。例えば、銀は、銀銅酸化物、銀鉄酸化物、銀マンガン酸化物（例えば、ＡｇＭｎＯ_２）、銀クロム酸化物、銀スカンジウム酸化物、銀コバルト酸化物、銀チタン酸化物、銀バナジウム酸化物、それらの水和物、またはそれらの任意の組み合わせを含む。本明細書で使用される「酸化物」という用語は、どの場合にも、銀または銀材料に存在する酸素原子の数を表さないことに留意されたい。酸化銀の１つの一般式は、ＡｇＯ_ｖ（ＯＨ）_ｙ（Ｈ_２Ｏ）_ｚであり、ｖ、ｙ、およびｚは、実数またはゼロであり、ｖ、ｙ、またはｚのうちの少なくとも１つは、ゼロよりも大きい。例えば、酸化銀は、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ_３、またはそれらの組み合わせの化学式を有してもよい。さらに、銀は、バルク材料を含むことができ、銀は、任意の好適な平均粒径を有する粉末を含む。

本明細書で使用されるように、「酸化鉄」とは、鉄の任意の酸化物または水酸化物、例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、またはそれらの任意の組み合わせを指す。

本明細書で使用されるように、「酸化インジウム」は、インジウムの酸化物または水酸化物、例えば、Ｉｎ_２Ｏ_３を指す。

本明細書で使用されるように、「二価酸化銀」および「ＡｇＯ」は、代替可能に使用される。

本明細書で使用されるように、「アルカリバッテリ」とは、一次バッテリまたは二次バッテリを指し、一次または二次バッテリは、アルカリ電解質を含む。

本明細書で使用されるように、「ドーパント」または「ドープ剤」とは、半導体の光学的／電気的性質を改変するために、低濃度で物質に添加される化合物を指す。例えば、ドーパントは、その電気的性質を向上させるように（例えば、そのインピーダンスおよび／または抵抗率を低減するように）カソードの粉末活性物質に添加されてもよい。他の実施例では、バルク材料の結晶格子の１つ以上の原子がドーパントの１つ以上の原子と置換された時に、ドーピングが発生する。

本明細書で使用されるように、「電解質」とは、導電性媒体として挙動する物質を指す。例えば、電解質は、電池の中の電子および陽イオンの可動化を促進する。電解質は、アルカリ化剤の水溶液等の材料の混合物を含む。いくつかの電解質はまた、緩衝剤等の添加剤も含む。例えば、電解質は、ホウ酸塩またはリン酸塩を含む、緩衝剤を含む。例示的な電解質は、無制限に、水性ＫＯＨ、水性ＮａＯＨ、またはポリマー中のＫＯＨの液体混合物を含む。

本明細書で使用されるように、「アルカリ化剤」とは、アルカリ金属の塩基またはイオン性基（例えば、アルカリ金属の含水水酸化物）を指す。さらに、アルカリ化剤は、水または他の極性溶媒の中で溶解させられると、水酸化物イオンを形成する。例示的なアルカリ電解質は、無制限に、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＣｓＯＨ、ＲｂＯＨ、またはそれらの組み合わせを含む。電解質は、随意で、電解質、例えば、ＫＦまたはＣａ（ＯＨ）_２の総イオン強度を修正するように、他の塩を含むことができる。

「サイクル」または「充電サイクル」とは、電池の連続充電および放電、または電池の連続放電および充電を指し、そのいずれか一方は、連続充電および放電の間の持続時間、または連続放電および充電の間の持続時間を含む。例えば、電池は、新しく調製されると、そのＤＯＤの約１００％まで放電され、その充電状態（ＳＯＣ）の約１００％まで再充電される、１回のサイクルを受ける。別の実施例では、新たに調製された電池は、電池が以下である時に２回のサイクルを受ける。

１）サイクル１：そのＤＯＤの約１００％まで放電され、約１００％充電状態まで再充電され、その後、
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。

この過程は、電池を、所望される、または実用的であるほど多くのサイクルに受けさせるように、繰り返されてもよいことに留意されたい。

便宜上、ポリマー名「ポリテトラフルオロエチレン」およびその対応するイニシャル「ＰＴＦＥ」は、ポリマー、ポリマーを調製するための溶液、およびポリマー被覆を区別するために形容詞として代替可能に使用される。これらの名前およびイニシャルは、他の構成物質の不在を決して暗示しない。これらの形容詞はまた、置換および共重合ポリマーも包含する。置換ポリマーは、置換基、例えば、メチル基が、ポリマー骨格上の水素に取って代わるものを表す。

本明細書で使用されるように、「Ａｈ」とは、アンペア（Ａｍｐ）時を指し、バッテリまたは電気化学電池の容量の科学的単位である。派生単位「ｍＡｈ」は、ミリアンペア時を表し、Ａｈの１／１０００である。

本明細書で使用されるように、「最大電圧」または「定格電圧」とは、電池の意図された有用性を妨げることなく電気化学電池を充電することができる、最大電圧を指す。例えば、携帯用電子デバイスにおいて有用である、いくつかの亜鉛銀電気化学電池では、最大電圧は、約２．３Ｖ未満、または約２．０Ｖである。携帯用電子デバイスにおいて有用である、リチウムイオンバッテリ等の他のバッテリでは、最大電圧は、約１５．０Ｖ未満である（例えば、約１３．０Ｖ未満、または約１２．６Ｖ以下）。バッテリの最大電圧は、バッテリの耐用年数を構成する充電サイクルの数、バッテリの保存寿命、バッテリの電力需要、バッテリの中の電極の構成、およびバッテリで使用される活性物質の量に応じて変化し得る。

本明細書で使用されるように、「アノード」は、それを通って（正）電流が偏極電気デバイスの中へ流れる、電極である。バッテリまたはガルバニ電池では、アノードは、バッテリにおける放電相中に、そこから電子が流れる、負電極である。アノードはまた、放電相中に化学酸化を受ける電極でもある。しかしながら、二次または再充電可能電池では、アノードは、電池の充電相中に化学還元を受ける電極である。アノードは、導電性または半導体材料、例えば、金属、金属酸化物、金属合金、金属複合物、半導体、または同等物から形成される。一般的なアノード材料は、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｌｉ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｃｕ、ＬｉＣ_６、ミッシュメタル、それらの合金、それらの酸化物、またはその複合物を含む。亜鉛等のアノード材料は、焼結さえされてもよい。

アノードは、多くの構成を有してもよい。例えば、アノードは、１つ以上のアノード材料で被覆される、伝導性メッシュまたはグリッドから構成されてもよい。別の実施例では、アノードは、アノード材料の固体シートまたはバーであってもよい。

本明細書で使用されるように、「カソード」は、（正）電流が偏極電気デバイスから流出する、電極である。バッテリまたはガルバニ電池では、カソードは、バッテリにおける放電相中に、電子が流入する、正電極である。カソードはまた、放電相中に化学還元を受ける電極でもある。しかしながら、二次または再充電可能電池では、カソードは、電池の充電相中に化学酸化を受ける電極である。カソードは、導電性または半導体材料、例えば、金属、金属酸化物、金属合金、金属複合物、半導体、または同等物から形成される。一般的なカソード材料は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ_３、Ａｇ_２Ｏ、ＨｇＯ、Ｈｇ_２Ｏ、ＣｕＯ、ＣｄＯ、ＮｉＯＯＨ、Ｐｂ_２Ｏ_４、ＰｂＯ_２、ＬｉＦｅＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｖ_６Ｏ_１３、Ｖ_２Ｏ_５、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、またはそれらの複合物を含む。Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ_３等のカソード材料は、焼結さえされてもよい。

カソードはまた、多くの構成を有してもよい。例えば、カソードは、１つ以上のカソード材料で被覆される伝導性メッシュから構成されてもよい。別の実施例では、カソードは、カソード材料の固体シートまたはバーであってもよい。

本明細書で使用されるような「クーロン効率」という用語は、充電時の電池の中に添加されるクーロンの数で割られる、放電時のバッテリ電池から除去されたクーロンの数を指す。

本明細書で使用されるように、「電子デバイス」という用語は、電気によって電力供給される任意のデバイスである。例えば、電子デバイスは、携帯用コンピュータ、携帯用音楽プレーヤ、携帯電話、携帯用ビデオプレーヤ、またはそれらの動作機能を組み合わせる任意のデバイスを含むことができる。

本明細書で使用されるように、「サイクル寿命」という用語は、バッテリの使用目的に有用な容量を保持しながら二次バッテリを循環させることができる、最大回数である（例えば、電池の１００％ＳＯＣ、すなわち、その実際の容量が、その定格容量の約９０％以下（例えば、その定格容量の８５％未満、その定格容量の約９０％、またはその定格容量の約８０％）になるまで、電池が循環させられてもよい回数）。場合によっては、「サイクル寿命」は、電池の１００％ＳＯＣが、その定格容量の約６０パーセント（例えば、その定格容量の少なくとも約７０パーセント、その定格容量の少なくとも約８０パーセント、その定格容量の少なくとも９０パーセント、その定格容量の少なくとも９５パーセント、その定格容量の約９０％、またはその定格容量の約８０％）になるまで、二次バッテリまたは電池を循環させることができる回数。

本明細書で使用されるように、記号「Ｍ」は、モル濃度を表す。

バッテリおよびバッテリ電極は、完全充電状態での活性物質に関して表される。例えば、亜鉛銀バッテリは、亜鉛を含むアノードと、銀粉末（例えば、Ａｇ_２Ｏ_３）を含むカソードとを含む。それでもなお、１つより多くの種が、ほとんどの条件下でバッテリ電極に存在する。例えば、亜鉛電極は、概して、金属亜鉛と、酸化亜鉛（完に充電された時を除く）を含み、銀粉末電極は、通常、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ_３、および／またはＡｇ_２Ｏと、金属銀（完に放電された時を除く）とを含む。

本明細書で使用されるように、アルカリバッテリおよびアルカリバッテリ電極に適用される「酸化物」という用語は、典型的には少なくともいくつかの条件下で存在する、対応する「水酸化物」種を包含する。

本明細書で使用されるように、「粉末」という用語は、震盪または傾転された時に自由に流れてもよい、複数の微粒子から成る乾燥バルク固体を指す。

本明細書で使用されるように、「平均直径」または「平均粒径」という用語は、関心の粒子と同じ体積／表面積比を有する球体の直径を指す。

本明細書で使用されるように、「実質的に安定した」または「実質的に不活性の」とは、アルカリ電解質（例えば、水酸化カリウム）の存在下で、および／または酸化剤（例えば、カソードの中に存在する、または電解質の中に溶解された銀イオン）の存在下で、実質的に化学的に不変のままである化合物または構成要素を指す。

本明細書で使用されるように、「電荷プロファイル」とは、経時的な電気化学電池の電圧または容量のグラフを指す。電荷プロファイルは、充電サイクルまたは同等物等のデータ点を含むもの等の他のグラフ上に重ね合わせることができる。

本明細書で使用されるように、「抵抗率」または「インピーダンス」は、電気化学電池の中のカソードの内部抵抗を指す。この性質は、典型的には、オームまたはマイクロオームの単位で表される。

本明細書で使用されるように、「第１の」および／または「第２の」という用語は、空間または時間において相対的な位置を順序付ける、または表すことを指さないが、これらの用語は、２つの異なる要素または構成要素を区別するために使用される。例えば、第１のセパレータは、必ずしも時間または空間において第２のセパレータに先行しないが、第１のセパレータは、第２のセパレータではなく、その逆も同様である。第１のセパレータが空間または時間において第２のセパレータに先行することが可能であるが、第２のセパレータが空間または時間において第１のセパレータに先行することが等しく可能である。

本明細書で使用されるように、「ナノメートル」および「ｎｍ」は代替可能に使用され、１×１０^−９メートルに等しい測定単位を指す。

本明細書で使用されるように、「類似カソード」とは、一対のカソードのうちの１つのカソードを指し、一対のカソードは、相互と実質的に同一であり（例えば、実質的に同じ量のカソード材料（例えば、銀、結合剤、ドーパント、被覆、またはそれらの任意の組み合わせ）を使用する、および／または実質的に同じ製造方法を使用する）、その最も有意な違いは、一対のうちの１つのカソードが安定剤を実質的に含まないことである。

本明細書で使用されるように、「ウルトラマリン」という用語は、いくつかの硫化物または硫酸塩を伴うアルミニウムおよびナトリウムの二重ケイ酸塩から主に成り、本質的にラピスラズリの近似成分として発生する、青色色素を指す。色素の色コードは、Ｐ．Ｂｌｕｅ２９７７００７である。ウルトラマリンは、本質的に、青金石（ラピスラズリの中の主成分）と呼ばれる青色立方鉱物を含有する鉱化石灰石である、複合硫黄含有ナトリウムケイ酸塩（Ｎａ_８−１０Ａｌ_６Ｓｉ_６Ｏ_２４Ｓ_２−４）といった、最も複雑な無期顔料のうちの１つである。何らかの塩化物もしばしば、結晶格子に存在する。色素の青色は、不対電子を含有するＳ^３−ラジカルアニオンによるものである。「ウルトラマリン」とはまた、研究室環境で調製されるもの等の混合ケイ酸アルミニウムも指す。

本明細書で使用されるように、「カソード活性物質」という用語は、上記で説明されるような銀（例えば、ドープ銀、被覆銀、ドープまたは被覆されている銀、あるいはそれらの任意の組み合わせ）と、１つ以上の安定剤とを含む、組成物を指す。

本明細書で使用されるように、「バッテリ容量」または「容量」という用語は、バッテリの放電電流と、その間に電流が放電される時間（時間単位）との数学的な積である。

本明細書で使用されるように、「総容量」または「総バッテリ容量」という用語は、バッテリの容量の合計、すなわち、１つ以上の充電サイクルの経過にわたって約１００パーセントの放電深度（例えば、９７．５％を上回る放電深度、または９９％を上回る放電深度）まで放電された後の、放電電流と、その間に電流が放電される時間との個々の積の合計を指す。

本明細書で使用されるように、「放電深度」および「ＤＯＤ」は、しばしば、容量、例えば、定格容量の割合として表される、どれだけ多くのエネルギーがバッテリまたは電池から引き出されたかという尺度を指すために、代替可能に使用される。例えば、３０Ａｈが引き出された１００Ａｈバッテリは、３０％の放電深度（ＤＯＤ）を受けている。

本明細書で使用されるように、「充電状態」および「ＳＯＣ」は、電池またはバッテリの定格容量の割合として表される、バッテリの中に残っている利用可能な容量を指すために、代替可能に使用される。

ＩＩ．本発明のカソード
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。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質は、銀を含み、銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。他の実施形態では、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。例えば、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。別の実施例では、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされる。代替実施例では、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。場合によっては、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。および他の実施例では、銀は、Ｇａを含む、第１のドーパントでドープされ、銀は、Ｐｂを含む、コーティング剤で被覆される。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質の銀は、粉末またはバルク材料（例えば、銀箔、銀ペレット、それらの組み合わせ、または同等物）を含む。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。他の実施例では、ＳｉＯ_２は、Ａｌ_２Ｏ_３（例えば、約１重量％から約１−重量％のＡｌ_２Ｏ_３）でドープされる。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質は、約７重量％以下（例えば、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、または約０．２重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．００５重量％から約０．５重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．３重量％、または約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を含む。

他の実施形態では、カソードはさらに、結合剤を含む。本発明のカソードで使用するために適した結合剤は、銀粉末粒子を隔離することができ、強アルカリ溶液および銀化合物（例えば、ＡｇＯまたは同等物）の存在下で実質的に不活性である、任意の材料を含んでもよい。いくつかの実施例では、カソードは、ＰＴＦＥを含む、結合剤を含む。他の実施例では、結合剤は、ＰＶＤＦを含む。

いくつかの実施形態では、カソード活性物質は、銀を含む複数の粒子と、安定剤を含む複数の粒子とを含む、粉末を含み、銀の少なくとも１つの粒子は、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられ、安定剤の複数の粒子は、約２５０ｎｍ以下（例えば、約１００ｎｍ以下）の平均粒径を有し、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、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、唯一の有意な違いが安定剤の不在である、類似カソードよりも少なくとも１０％高い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、カソード材料を含む、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、カソード材料は、粉末を含む。粉末は、銀を含む複数の粒子と、安定剤を含む、約２５０ｎｍ以下（例えば、約１００ｎｍ以下）の平均粒径を有する複数の粒子とを含み、銀の少なくとも１つの粒子は、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられ、安定剤は、唯一の有意な違いが安定剤の不在である、類似カソードよりも少なくとも１０％高い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。

銀は、銀が粉末を含もうとバルク材料を含もうと、安定剤の粒子が完全に銀に埋め込まれた、部分的に銀に埋め込まれた、銀粒子の表面に接触している、または銀粒子の表面にほぼ接触している（例えば、ＡｇＯ表面の１０ｎｍ以内にある）時に、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられる。

本発明のカソードは、安定剤が、約２５０ｎｍ以下（例えば、約１００ｎｍ以下）の平均直径を有する粒子を含む、粉末の形態である限り、任意の好適な安定剤を含むことができる。例えば、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んでもよい。または、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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、複数の粒子を含む。また、安定剤は、任意の好適な量で存在してもよい。例えば、安定剤は、カソード材料の重量で、約７重量％以下（例えば、約５重量％以下、約１．５重量％以下、または約０．５重量％以下（例えば、約０．４５重量％以下、約０．３０重量％以下、約０．２０重量％以下、または約０．１５重量％以下）の量で存在する。他の場合において、安定剤は、カソード材料の重量で、約０．０１重量％から約０．２重量％の量で存在する。

安定剤を含む粒子はさらに、それらの化学、電気、または物理的性質のうちの１つ以上を向上させるように修正されてもよい。例えば、安定剤粒子は、銀と会合する安定剤の能力を大幅に損なわない任意の好適な添加剤でドープおよび／または被覆されてもよい。また、安定剤は、ｎ型および／またはｐ型半導体粒子の任意の好適な組み合わせを含むことができる。

いくつかの実施形態では、安定剤は、ＺｎＯを含む。例えば、安定剤は、Ａｌ_２Ｏ_３でドープされるＺｎＯを含む。他の実施形態では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む。なおも他の実施形態では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む。

いくつかの実施形態では、安定剤は、複数の粒子を含み、粒子のそれぞれは、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、またはＺｎＯ（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３でドープされるＺｎＯ）を含む。場合によっては、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子の組み合わせを含む、複数の粒子を含む。他の場合においては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３でドープされる。例えば、ＺｎＯ粒子は、ドープしたＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３でドープされる。他の実施例では、ＳｉＯ_２は、Ａｌ_２Ｏ_３（例えば、約１重量％から約１−重量％のＡｌ_２Ｏ_３）でドープされる。

また、本発明のカソードは、ドープまたは被覆される銀を含むことができる。例えば、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、ドープ剤でドープされる。または、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。

本発明のカソードはさらに、着色剤、電流コレクタ、または同等物等の随意的な添加剤を含むことができる。例えば、カソード材料は、ＰＴＦＥ等の結合剤を含んでもよい。

本発明の別の側面は、カソード材料を含む、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、カソード材料は、粉末を含む。粉末は、第１の安定剤（例えば、ＺｎＯまたはＡｌ_２Ｏ_３でドープされるＺｎＯ）と会合させられる銀を含む粒子と、第２の安定剤（例えば、ＺｒＯ_２）と会合させられる銀を含む粒子と、第３の安定剤（例えば、ＳｉＯ_２）と会合させられる銀を含む粒子とを含む。上記で説明される銀（例えば、ドープ銀および／または被覆銀）のうちのいずれかが、本発明のこの側面で有用である。

ＩＩＩ．本発明の再充電可能バッテリ
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つ以上の粒子と会合し、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。

いくつかの実施形態では、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。代替実施例では、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。他の実施例では、ＳｉＯ_２は、Ａｌ_２Ｏ_３（例えば、約１重量％から約１−重量％のＡｌ_２Ｏ_３）でドープされる。いくつかの実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。他の実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の場合において、ＺｎＯ粒子は、ＺｎＯ粒子の重量で、約１重量％から約１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

他の実施形態では、カソード活性物質は、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下、または約０．２重量％以下）の安定剤を含む。例えば、カソード活性物質は、約０．０１重量％から約０．２重量％の安定剤を含む。

本発明の別の側面は、粉末を含むカソード材料を含む、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、粉末は、銀の粒子と、約２５０ｎｍ以下（例えば、約１００ｎｍ以下）の平均粒径を有する安定剤の粒子とを含み、銀の少なくとも１つの粒子は、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられ、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）活性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、粉末を含むカソード材料を含む、カソードであって、粉末は、安定剤の少なくとも１つの粒子と会合させられる銀を含む、複数の粒子を含み、安定剤は、約２５０ｎｍ以下（例えば、約１００ｎｍ以下）の平均粒径を有する複数の粒子を含む、カソードと、Ｚｎを含むアノードと、電解質とを含む、電気化学電池を提供し、電気化学電池のカソードは、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有する。

いくつかの実施形態では、再充電可能バッテリは、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、電解質とを含み、安定剤は、約２５０ｎｍ以下の平均粒径を有する粉末を含み、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。

いくつかの実施形態では、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。他の実施形態では、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。いくつかの実施形態では、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。および他の実施形態では、バッテリは、少なくとも約１５０回（例えば、約１７５回以上）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。

他の実施形態では、再充電可能バッテリは、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、電解質とを含み、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、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。

いくつかの実施形態では、再充電可能バッテリは、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１グラムの銀あたり少なくとも約１４０ｍＡｈのバッテリ容量を提供する。例えば、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１グラムの銀あたり約１４０ｍＡｈより多くのバッテリ容量を提供する。

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、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の総容量を提供する。

上記で説明されるカソードおよびカソード材料のうちのいずれかは、本発明の再充電可能バッテリで使用するために好適である。

さらに、本発明の再充電可能バッテリは、任意の好適な電解質を含んでもよい。例えば、電解質は、任意の好適な濃度を有する、アルカリ化剤を含む。一実施例では、アルカリ化剤は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＣｓＯＨ、ＲｂＯＨ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。他の実施例では、アルカリ化剤は、ＮａＯＨおよびＫＯＨの組み合わせを含む。

ＩＶ．本発明の方法
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。

本発明の一側面では、カソードを生成する方法は、銀を提供するステップと、わずか約２５０ｎｍ（例えば、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、銀材料を安定剤の１つ以上の粒子と会合させるステップとを含む。

他の方法では、安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＬｉＡｌＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、Ｌｉ_４−ｘＣａ_ｘＳｉＯ_４、Ｌｉ_４−ｘＭｇ_ｘＳｉＯ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、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。例えば、安定剤は、ＺｎＯを含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３、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。例えば、ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。他の実施例では、安定剤は、ＺｒＯ_２を含む、粉末を含む。およびいくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２を含む、粉末を含む。他の実施例では、ＳｉＯ_２は、Ａｌ_２Ｏ_３（例えば、約１重量％から約１−重量％のＡｌ_２Ｏ_３）でドープされる。代替実施例では、安定剤は、粉末を含み、粉末は、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、複数の粒子を含む。いくつかの実施例では、安定剤は、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む。場合によっては、ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる。例えば、ＺｎＯ粒子は、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る。

いくつかの方法はさらに、約７重量％以下（例えば、約０．５重量％以下）の安定剤を提供するステップを含む。例えば、約０．０１重量％から約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％）の安定剤を提供するステップである。

本発明の別の側面は、安定剤を銀カソードに添加するステップを含む、銀カソードのクーロン効率を向上させる方法を提供し、安定剤は、粉末を含み、粉末は、わずか約２５０ｎｍ（例えば、わずか約１００ｎｍ）の平均粒径を有する。

いくつかの方法はさらに、銀カソードの重量で、約７重量％以下の安定剤を添加するステップを含む。例えば、約０．０１重量％から約０．２重量％の安定剤を添加するステップである。

いくつかの方法では、銀カソードはさらに、ＰＴＦＥ等の結合剤を含む。

Ｖ．実施例：
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Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８も、Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８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。

材料：
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、ＮｙａｃｏｌＮａｎｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＩｎｃ．
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ＡｇＮＯ_３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。

プラスチック容器の中で、希釈ＫＯＨ溶液を生成するように、２６０ｇのＫＯＨ溶液（１．４ｇ／ｍｌ）を２６０ｇのＤＩ水と混合した。希釈ＫＯＨ溶液を、精密ポンプを通して加熱した反応容器に添加した。１９８ｇの過硫酸カリウムを６５℃で添加した。過硫酸カリウムの添加後、反応フラスコを６５℃で５０分間維持した。

撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が２０マイクロオームを下回るまで、すすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。スラリーを濾過し、真空オーブンの中で６０℃にて乾燥させた。

この過程は、約８５ｇのＡｇＯ（収率＞９９％）を生成した。

２Ｌ三角フラスコの中で、上記の方法を使用して生成された７０ｇの乾燥ＡｇＯ粉末を、７００ｇのＤＩ水に添加した。混合物を、オーバーヘッド撹拌器を用いて２５０ｒｐｍの撹拌速度で撹拌した。２．７３ｇの酢酸鉛三水和物を５０ｇのＤＩ水の中で溶解し、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを用いてＡｇＯ混合物に液滴で添加した。いったん添加が完了すると、鉛溶液の容器を５０ｇのＤＩ水で２回すすぎ、液滴添加を続けた。

酢酸鉛の添加の６０分後に撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子が沈み、水を静かに注いだ。イオン伝導度が２０マイクロオーム未満になるまで、すすいで静かに注ぐ手順を繰り返した。結果として生じた材料を濾過し、真空オーブンの中で６０℃にて乾燥させた。

実施例２：ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３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ＡｇＮＯ_３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−Ａｌ_２Ｏ_３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。

プラスチック容器の中で、希釈ＫＯＨ溶液を生成するように、２６０ｇのＫＯＨ溶液（１．４ｇ／ｍｌ）を２６０ｇのＤＩ水と混合した。ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを使用して、希釈ＫＯＨ溶液を加熱した反応容器に添加した。１９８ｇの過硫酸カリウムを６５℃で添加した。過硫酸カリウムの添加後、反応フラスコを６５℃で５０分間維持した。

撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が２０マイクロオームを下回るまで、すすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。結果として生じた材料を濾過し、真空オーブンの中で６０℃にて乾燥させた。

２Ｌ三角フラスコの中で、上記で生成された７８ｇの乾燥ＡｇＯ粉末を、７８０ｇのＤＩ水に添加した。混合物を、４００ｒｐｍの撹拌速度を使用したオーバーヘッド撹拌器を用いて撹拌した。３．０４ｇの酢酸鉛三水和物を５０ｇのＤＩ水の中で溶解し、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを用いてＡｇＯ混合物に液滴で添加した。いったん添加が完了すると、鉛溶液の容器を５０ｇのＤＩ水で２回すすぎ、液滴添加を続けた。

酢酸鉛の添加の６０分後に撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子が沈み、水を静かに注いだ。イオン伝導度が２０マイクロオーム未満になるまで、すすいで静かに注ぐ手順を繰り返した。結果として生じた材料を濾過し、真空オーブンを使用して６０℃で乾燥させた。

実施例３：ＳｉＯ_２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ＡｇＮＯ_３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。

プラスチック容器の中で、希釈ＫＯＨ溶液を生成するように、２６０ｇのＫＯＨ溶液（１．４ｇ／ｍｌ）を２６０ｇのＤＩ水と混合した。希釈ＫＯＨ溶液を、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを通して加熱した反応容器に添加した。１９８ｇの過硫酸カリウムを６５℃で添加した。過硫酸カリウムの添加後、反応フラスコを６５℃で５０分間維持した。

撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が２０マイクロオームを下回るまで、すすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。

上記のＡｇＯスラリーを含有する２Ｌ三角フラスコの中で、混合物の総重量が９３５ｇになるまでＤＩ水を添加した。混合物を、４００ｒｐｍの撹拌速度を使用したオーバーヘッド撹拌器を用いて撹拌した。３．３２ｇの酢酸鉛三水和物を５０ｇのＤＩ水の中で溶解し、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを用いてＡｇＯ混合物に液滴で添加した。いったん添加が完了すると、鉛溶液の容器を５０ｇのＤＩ水で２回すすぎ、液滴添加を続けた。

酢酸鉛の添加の６０分後に撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子が沈み、水を静かに注いだ。イオン伝導度が２０マイクロオーム未満になるまで、すすいで静かに注ぐ手順を繰り返した。結果として生じた材料を濾過し、真空オーブンを使用して６０℃で乾燥させた。
実施例４：ＺｒＯ_２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ＡｇＮＯ_３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。

実施例５：Ａｌ_２Ｏ_３でドープしたＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯから作成される安定剤を含む、例示的なカソード材料
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ＡｇＮＯ_３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−Ａｌ_２Ｏ_３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。

プラスチック容器の中で、希釈ＫＯＨ溶液を生成するように、５２０ｇのＫＯＨ溶液（１．４ｇ／ｍｌ）を５２０ｇのＤＩ水と混合した。希釈ＫＯＨ溶液を、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを通して加熱した反応容器の中に滴らせた。３９６ｇの過硫酸カリウムを６５℃で添加した。過硫酸カリウムの添加後、反応フラスコを６５℃で５０分間維持した。

撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が２０マイクロオームを下回るまで、このすすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。

この過程は、約１７０ｇのＡｇＯ（収率＞９９％）を生成した。

上記のＡｇＯスラリーを含有する４Ｌビーカーの中で、混合物の総重量が１８７０ｇになるまでＤＩ水を添加した。混合物を、４００ｒｐｍの撹拌速度を使用したオーバーヘッド撹拌器を用いて撹拌した。６．６３ｇの酢酸鉛三水和物を５０ｇのＤＩ水の中で溶解し、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを用いてＡｇＯ混合物に液滴で添加した。いったん添加が完了すると、鉛溶液の容器を５０ｇのＤＩ水で２回すすぎ、液滴添加を続けた。

実施例６：ガリウムでドープし、鉛で被覆した銀材料と、Ａｌ_２Ｏ_３でドープしたＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯから形成される安定剤とを含む、例示的なカソード
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ＡｇＮＯ_３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−Ａｌ_２Ｏ_３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。

撹拌を停止し、ＡｇＯ粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が約２０マイクロオームを下回るまで、すすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。

この過程は、約１７０ｇのＧａドープしたＡｇＯを生成した。

上記のドープしたＡｇＯスラリーを含有する４Ｌビーカーの中で、混合物の総重量が１８７０ｇになるまでＤＩ水を添加した。混合物を、４００ｒｐｍでオーバーヘッド撹拌器を用いて撹拌した。６．６３ｇの酢酸鉛三水和物を５０ｇのＤＩ水の中で溶解し、ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘポンプを用いてＡｇＯ混合物に液滴で添加した。いったん添加が完了すると、鉛溶液の容器を５０ｇのＤＩ水で２回すすぎ、液滴添加を続けた。

実施例７：ＡｇＣｕＯ_２と、ＳｉＯ_２およびＺｒＯ_２から形成される安定剤とを含む、例示的なカソード材料
プラスチック容器の中で、３４．４５ｇのＡｇＮＯ_３、４８．５０ｇのＣｕ（ＮＯ_３）_２・２．５Ｈ_２Ｏ、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。

２Ｌ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。４００ｒｐｍで撹拌された希釈ＫＯＨ溶液を生成するように、２３３ｇのＫＯＨ溶液（１．４ｇ／ｍｌ）を２３３ｇのＤＩ水と混合した。ビーカーを５５℃まで加熱した。上記のＡｇＮＯ_３溶液を添加した。１７３．６ｇの過硫酸カリウムを６５℃で添加した。過硫酸カリウムの添加後、反応フラスコを６５℃で３０分間維持した。

撹拌を停止し、粒子がフラスコの底に沈んだ。水を静かに注いだ。粒子をＤＩ水ですすぎ、粒子が沈むと、水を再び静かに注いだ。混合物のイオン伝導度が２０マイクロオームを下回るまで、すすいで静かに注ぐ過程を繰り返した。

結果として生じた材料を濾過し、次いで、真空オーブンの中で６０℃にて乾燥させた。この過程は、約４０ｇのＡｇＣｕＯ_２を生成した。

実施例８：ＡｇＯ−ＳｉＯ_２、ＡｇＯ−ＺｒＯ_２、およびＡｇＯ−ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３の粒子から作成される安定化酸化銀の物理的混合物を含む、例示的なカソード材料
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９：付加的な例示的カソード材料
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−Ａｌ_２Ｏ_３を表１で説明される安定剤と置換した。

Ｂ．例示的なカソードの特性化
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。

^ａ提供された安定剤、例えば、第７号の原料の重量パーセントは、ＡｇＣｕＯ_２の重量による量で挙げられる。

これらの例示的なカソード材料のうちのいくつかの物理的性質を試験した。試験手順および結果は、以下で提供される。

１．活性
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Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_３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。

活性計算：

２．粒径分析
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。

粒径およびサイズ特性化はまた、走査電子顕微鏡法／エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＥＭ／ＥＤＳ）を使用して行われた。エネルギー分散型Ｘ線検出器を伴う電子顕微鏡を、この分析に使用した。充電循環前および後の安定剤を伴う、および伴わない画像を示す、結果として生じたＳＥＭ顕微鏡写真が、図１４Ａ−１５Ｂに提供される。

３．抵抗率
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、３．８８ｃｍ^２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。

いくつかの例示的なカソード材料の活性、粒径、および抵抗率は、表３に提供される。

^ｂ実施例２では、１．６５ｇの材料のみを抵抗率試験に使用した。

４．熱分析：
１０℃／分の走査速度でＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ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ＭｅｔｔｌｅｒＴｏｌｅｄｏＴＧＡ／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。

ＤＳＣデータから、初期発熱ピークは、安定剤を伴う、および伴わないサンプルについてほぼ同じである。安定剤を有するサンプルは、ＴＧＡ−ＤＴＡデータによれば、安定剤が存在しない、実施例第１号のカソード材料を使用したサンプルよりも、わずかに低い熱分解温度を示す。結果は、上記の実施例第２〜５で説明される、これらの安定化ＡｇＯカソード材料サンプルが、熱的に安定していたことを示す。

５．電気的性質
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。

実施例第１〜４号で説明されるカソード材料を、２．０Ａｈ容量を有する角柱試験電池に組み込み、実施例第５および６号で説明されるカソード材料を、３．０Ａｈ容量を有する角柱試験電池に組み込んだ。

酸化亜鉛（１３重量％）およびＢｉ_２Ｏ_３（０．５重量％）の添加剤、ならびに結合剤としての５重量％ＰＴＦＥとともに、３．６ｇの亜鉛を使用して、これらの試験電池１〜５のアノードを形成した。アノードを、２トンで圧迫された４３ｍｍ×３１ｍｍの長方形に構成した。Ｉｎ／真鍮（０．１重量％）の添加剤を伴う３２重量％ＫＯＨおよびＮａＯＨ（０．１ｇ）混合電解質（８０：２０）とともに、長方形をＳｏｌｕｐｏｒ(R)（Ｌｙ
ｄａｌｌ，Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＨ）から市販されている）で包み、図５で描写されるように試験電池に組み込んだ。

３重量％ＰＴＦＥ結合剤を含むカソード材料から、試験カソードを形成した。カソードを、５．５Ｔで圧迫された４３ｍｍ×３１ｍｍの長方形に形成し、Ｐｂ（０．４重量％）の添加剤を伴う３２％ＫＯＨおよびＮａＯＨ（０．２ｇ）混合電解質（８０：２０）とともに、ＳｈｉｌｏｎｇＣｏｍｐａｎｙから市販されているＳＬ６−８材料で包んだ。

試験電池はまた、３２％ＫＯＨおよびＮａＯＨ混合電解質で含浸および充填された包装電極の間に位置する、ＩｎｎｏｖｉａＦｉｌｍｓから市販されている２つの明確に異なるセロファン膜も含んだ。表４は、試験電池を説明する。

「Ｔ２」参照番号を伴って設計されているカソードポーチ材料は、３層の共押し出し材料から形成される。第１層、すなわち、カソードに対面する層は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）およびポリアクリル酸（ＰＡＡ）（３５重量％ＰＡＡ対ＰＳＳ）の混合物である。第２層は、充填ポリビニルアルコールであり、第３の層は、非充填ポリビニルアルコールである。構造的に、第２層は、第１および第３層の間に間置される。第１のカソードは、後に、ＰＳＳ（２５重量％市販ＰＳＳ溶液（Ｍｗ＝１Ｍ））および２５重量％市販ＰＡＡ溶液（１９２０５８Ａｌｄｒｉｃｈポリ（アクリル酸）部分ナトリウム塩溶液、ＧＰＣによる平均Ｍｗ約２４０，０００、Ｈ_２Ｏ中で２５ｗｔ．％）から作成される。第２のカソード層は、約１０重量％ＰＶＡおよびＺｒＯ_２粉末（約３５重量％ＺｒＯ_２対ＰＶＡ）から作成される。そして、第３層は、１０重量％ＰＶＡ原液から作成された。膜を共押し出しして、低い乾燥機温度で乾燥させた。３つの層のそれぞれは、厚さ約１０ミクロンである。

「ＳＬ６−８」は、ＳｈｉｌｏｎｇＣｏｍｐａｎｙから市販されている８ミクロンの厚さの膜である。

充電サイクルの関数としてのバッテリ容量の低減を評価するように、試験電池を繰り返し充電および放電することによって、安定剤を含むカソードを有する試験電池のサイクル寿命を判定した。２回の連続充電サイクルにおける放電と充填との間の期間が１０分未満であったことに留意されたい。

典型的な充電・放電循環手順は、以下の通りである。

バッテリ端子電圧が２．０３ボルト以上に達するまで、バッテリを一定電流で充電し、次いで、電池の所望の電荷容量に達するまで、電圧を２．０３ボルトで固定して保つ。初期充電電流は、５時間でバッテリを充電するように選択される。充電後、バッテリを１０〜３０分間休ませる。次いで、バッテリ電圧が１．２ボルトに達するまで、または５時間の総放電時間に達するまで、バッテリを一定電流で充電する。電流は、５時間でバッテリを完全に放電するように選択される。放電後、バッテリを１０〜３０分間休ませる。

上記の過程を使用して、試験電池のサイクル寿命が優れており、安定剤が欠けているカソードを有する試験電池のサイクル寿命に少なくとも匹敵すると判定された。図６−１５Ｂでは、安定剤を伴うカソードを有する試験電池は、少なくともそれらの初期段階（例えば、約１６０回の充電サイクル）において、循環中により望ましい放電係数、放電終了時の電圧、充電終了時の電圧を融資、材料性質、すなわち、安定剤を含む例示的なカソード材料の中の銀粒子は、安定剤が欠けているカソード材料よりも循環後の減少した凝集を示すことが観察される。さらに、図７に示される試験電池の放電係数は、安定剤を有するカソードが、安定剤を伴わないものよりもクーロン効率が良いことを実証する。

全体的に、このデータは、安定剤を有する新しい複合カソードが、優れた電気化学的性質を有することを実証する。

他の実施形態
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

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、前記カソードは、
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、
前記カソード活性物質は、０．５重量％以下の前記安定剤を含み、そして前記安定剤は、ＺｎＯ、Ａｌ _２Ｏ _３、ＳｉＯ _２、ＺｒＯ _２、Ａｌ _２Ｏ _３でドープされたＺｎＯ、ＳｉＣ、ＺｎＴｉＯ _３、ＴｉＯ _２、Ｂｉ _２Ｏ _３、Ｙｂ _２Ｏ _３、Ｈｏ _２Ｏ _３、ＭｇＯ、ウルトラマリン、またはそれらの任意の組み合わせをさらに含む、カソード。
前記銀は、Ａｇ、ＡｇＯ、Ａｇ_２Ｏ、Ａｇ_２Ｏ_３、ＡｇＯＨ、Ａｇ（ＯＨ）_２、Ａｇ（ＯＨ）_３、ＡｇＯＯＨ、ＡｇＯＮａ、ＡｇＯＫ、ＡｇＯＬｉ、ＡｇＯＲｂ、ＡｇＯＯＮａ、ＡｇＯＯＫ、ＡｇＯＯＬｉ、ＡｇＯＯＲｂ、ＡｇＣｕＯ_２、ＡｇＦｅＯ_２、ＡｇＭｎＯ_２、Ａｇ_２ＣｕＭｎＯ_４、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。
前記カソード活性物質は、０．０１重量％から０．３重量％の前記安定剤を含む、請求項１〜２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１〜３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１〜４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１〜５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１〜６のうちのいずれかに記載のカソード。
前記ＺｎＯは、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、第２のドーパントでドープされる、請求項７に記載のカソード。
前記安定剤は、ＺｒＯ_２を含む粉末を含む、請求項１〜８のうちのいずれかに記載のカソード。
前記安定剤は、ＳｉＯ_２を含む粉末を含む、請求項１〜９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、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、およびＺｎＯを含む、粒子を含む、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、ＳｉＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、およびＺｎＯ粒子を含む、粉末を含む、請求項１〜１０のうちのいずれかに記載のカソード。
前記ＺｎＯ粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３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粒子は、前記ＺｎＯ粒子の重量で、１重量％から１０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む、請求項１３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、２５０ｎｍ以下の平均粒径を有する粉末を含み、そして前記安定剤は、ＺｎＯ、ＳｉＯ _２、ＺｒＯ _２、Ａｌ _２Ｏ _３でドープされたＺｎＯ、ＴｉＯ _２、Ａｌ _２Ｏ _３、ＭｇＯ、ＳｉＣ、Ｈｏ _２Ｏ _３、ＺｎＴｉＯ _３、Ｂｉ _２Ｏ _３、Ｙｂ _２Ｏ _３、ＭｎＯ _２、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、再充電可能バッテリ。
前記銀が前記安定剤の１つ以上の粒子と会合する、請求項１５に記載の再充電可能バッテリ。