JPWO2020185631A5

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Publication date: 2023-03-14
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図面は、限定のためではなく、例示目的のために本明細書において示されている。本開示の上述の目的および他の目的、態様、特徴ならびに利点は、添付の図面を関連付けて以下の説明を参照することによって、一層明白になり、よりよく理解することができる。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
アルミニウム、アルミニウム合金およびアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むアノード（例えば、項目１０２から１４４のいずれか一項に記載のアノード）、
水性電解質（例えば、項目１５３から１５７のいずれか一項に記載の電解質）、および
酸化マンガン、アルミノシリケートおよびポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むカソード（例えば、項目２８から８９のいずれか一項に記載のカソード）
を備える、アルミニウムイオン電池。
（項目２）
前記アノード、前記水性電解質および前記カソードが、前記アノードと前記カソードとの間でのアルミニウムイオン（例えば、Ａｌ ^３＋）の輸送を促進するよう配列されている、項目１に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目３）
前記電池が、２５ｍＡｈ／ｇ～５００ｍＡｈ／ｇ（単位は、前記電池における活材料１グラムあたりのミリアンペア－時間）の範囲の電荷貯蔵容量を有する、項目１または２に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目４）
前記電池が、１Ｃ～０．０１Ｃ（ｎＣのレートは、１／ｎ時間での充電または放電として定義される）の範囲のレートで電荷を流す、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目５）
少なくとも１００回（例えば、少なくとも１５０回）の充電－放電ステップにわたり、安定なサイクル性能をもたらす（例えば、ここで、安定なサイクル性能は、粉状化、層間剥離、腐食または他の副反応の一因となり得るノイズが全くないまたは実質的にない、繰り返し可能な電圧プロファイルを有することを意味する）（例えば、ここで、１サイクルは、１回の充電および１回の放電に等しい）（例えば、ここで、前記アルミニウムイオン電池は、５０サイクル、１００サイクル、１５０サイクルまたは２００サイクルの最低サイクル寿命を有する）、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目６）
外部負荷がかかると、アルミニウムイオン（Ａｌ ^＋３）が、電極（例えば、前記カソードまたは前記アノード）から前記水性電解質に放出される、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目７）
前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質、膜セパレータを通過して、反対の電極（例えば、それぞれ前記アノードまたは前記カソード）（例えば、ここで、前記電極は０．００１～１００重量％のアルミニウムである）に移動する、項目６に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目８）
前記反対の電極中またはその表面において、前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、（ｉ）酸素含有部分、例えば、（ａ）酸化物、（ｂ）水酸化物、（ｃ）硝酸塩、（ｄ）硫酸塩、（ｅ）酢酸塩、（ｆ）リン酸塩、（ｇ）塩素酸塩、（ｈ）臭素酸塩または（ｉ）ヨウ素酸塩；（ｉｉ）ハロゲン含有部分、例えば、（ａ）塩化物、（ｂ）フッ化物、（ｃ）臭化物、（ｄ）ヨウ化物；および（ｉｉｉ）金属部分、例えば、（ａ）マンガン、（ｂ）ナトリウム、（ｃ）リチウム、（ｄ）アルミニウム、（ｅ）カリウム、（ｆ）カルシウムまたは（ｇ）マグネシウムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとインターカレートするおよび／またはその他の方法で反応し、これにより、前記反対の電極の構造の内部またはその表面に安定なアルミニウム相を形成する、項目７に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目９）
前記反対の電極における１種または複数種の遷移金属は酸化状態が変化し、これにより前記電極の構造が安定化する、項目８に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１０）
前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質（例えば、前記Ａｌ ^＋３イオンを含む電荷キャリア、例えばＡｌ（ＯＨ） _４ ^－において）、前記膜セパレータを通過して、前記反対の電極に移動し、前記反対の電極の表面に蓄えられる、項目７に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１１）
前記放出されたＡｌ ^３＋イオンが、誘電電荷として前記表面に蓄えられる、項目１０に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１２）
外部負荷がかかると、アルミニウムイオン（Ａｌ ^＋３）が、電極（例えば、前記カソードまたは前記アノード）から前記水性電解質に放出され、前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質中に存在するイオンと反応して、前記水性電解質を通過して（例えば、および膜セパレータを通過して）反対の電極（例えば、それぞれ前記アノードまたは前記カソード）（例えば、ここで、前記電極は０．００１～１００重量％のアルミニウムである）にイオン（例えば、前記放出されたＡｌ ^３＋を含む電荷キャリア）を輸送するための輸送相（例えば、安定な輸送相）を形成する、項目１から５のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１３）
前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質中に存在するＯＨ ^－１イオンと反応して、Ａｌ（ＯＨ） _４ ^－１電荷キャリアを形成する（例えば、ここで、前記Ａｌ（ＯＨ） _４ ^－１電荷キャリアは、Ａｌ ^＋３イオンが前記水性電解質中でさらに反応する能力を防止するか、または前記能力を低下させる）、項目１２に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１４）
前記電荷キャリアの少なくとも一部が、前記反対の電極への輸送後に、（ｉ）解離して、個々の陰イオンおよび陽イオンを形成すること、ならびに（ｉｉ）安定な電荷キャリア相に留まること、の一方または両方を経る、項目１３に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１５）
前記電荷キャリアの少なくとも一部が、前記反対の電極への輸送後に解離して、個々の陰イオンおよび陽イオンを形成し、前記個々の陰イオンおよび／または陽イオンが、（ｉ）前記反対の電極において、（Ｉ）酸素含有部分、例えば、（ａ）酸化物、（ｂ）水酸化物、（ｃ）硝酸塩、（ｄ）硫酸塩、（ｅ）酢酸塩、（ｆ）リン酸塩、（ｇ）塩素酸塩、（ｈ）臭素酸塩または（ｉ）ヨウ素酸塩；（ＩＩ）ハロゲン含有部分、例えば、（ａ）塩化物、（ｂ）フッ化物、（ｃ）臭化物、（ｄ）ヨウ化物；および（ＩＩＩ）金属部分、例えば、（ａ）マンガン、（ｂ）ナトリウム、（ｃ）リチウム、（ｄ）アルミニウム、（ｅ）カリウム、（ｆ）カルシウムまたは（ｇ）マグネシウムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとインターカレートするおよび／または反応する（例えば、これにより、前記反対の電極の構造の内部またはその表面に安定な相を形成する）こと、ならびに（ｉｉ）前記反対の電極の表面に蓄えられる（例えば、誘電電荷として）ことからなる群から選択される、１つまたは複数のプロセスを経る、項目１４に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１６）
前記電荷キャリアの少なくとも一部が、前記反対の電極への輸送後に安定な電荷キャリア相に留まり、前記電荷キャリアが、前記反対の電極において、（ｉ）前記反対の電極の構造内でのインターカレート、ならびに（ｉｉ）アルミニウムと、酸化物、水酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびマグネシウムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとを含む非イオン性安定相への遷移、ならびに前記反対の電極構造内でのインターカレートおよび／もしくは前記非イオン性安定相の反応、の一方または両方を経る、項目１４に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１７）
以下の機構（Ａ）と（Ｂ）：
（Ａ）外部負荷がかかると、アルミニウムイオン（Ａｌ ^＋３）が、電極（例えば、前記カソードまたは前記アノード）から前記水性電解質に放出され、前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質［例えば、電荷キャリア（例えば、Ａｌ（ＯＨ） _４ ^－）において］、膜セパレータを通過して、反対の電極（例えば、それぞれ前記アノードまたは前記カソード）（例えば、ここで、前記電極は０．００１～１００重量％のアルミニウムである）に移動し、前記反対の電極内またはその表面において、前記Ａｌ ^＋３イオンが、（ｉ）酸素含有部分、例えば、（ａ）酸化物、（ｂ）水酸化物、（ｃ）硝酸塩、（ｄ）硫酸塩、（ｅ）酢酸塩、（ｆ）リン酸塩、（ｇ）塩素酸塩、（ｈ）臭素酸塩または（ｉ）ヨウ素酸塩；（ｉｉ）ハロゲン含有部分、例えば、（ａ）塩化物、（ｂ）フッ化物、（ｃ）臭化物、（ｄ）ヨウ化物；および（ｉｉｉ）金属部分、例えば、（ａ）マンガン、（ｂ）ナトリウム、（ｃ）リチウム、（ｄ）アルミニウム、（ｅ）カリウム、（ｆ）カルシウムまたは（ｇ）マグネシウムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとインターカレートするおよび／またはその他の方法でこれらと反応し、これにより、前記反対の電極の構造の内部またはその表面に安定なアルミニウム相を形成すること、
ならびに
（Ｃ）外部負荷がかかると、アルミニウムイオン（Ａｌ ^＋３）が、電極（例えば、前記カソードまたは前記アノード）から前記水性電解質に放出され、前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質中に存在するイオンと反応して、前記水性電解質を通過して（例えば、および膜セパレータを通過して）反対の電極（例えば、それぞれ前記アノードまたは前記カソード）（例えば、ここで、前記電極は０．００１～１００重量％のアルミニウムである）にイオン（例えば、電荷キャリア）を輸送するための輸送相（例えば、安定な輸送相）を形成すること、
のいずれか一方または両方が起こる、項目１から５のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１８）
外部負荷がかかると、アルミニウムイオン（Ａｌ ^＋３）が、電極（例えば、前記カソードまたは前記アノード）から前記水性電解質に放出され、前記放出されたＡｌ ^＋３イオンが、前記水性電解質［例えば、電荷キャリア（例えば、Ａｌ（ＯＨ） _４ ^－）において］、膜セパレータを通過して、前記反対の電極（例えば、それぞれ前記アノードまたは前記カソード）（例えば、ここで、前記電極は０．００１～１００重量％のアルミニウムである）に移動し、前記反対の電極の表面に蓄えられる（例えば、誘電電荷として）、項目１から５に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目１９）
前記アノードが、ナトリウム、リチウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、ジルコニウム、鉛、ビスマス、チタン、バナジウム、スズ、銅、銀、金、白金、水銀、スカンジウム、硫黄、ケイ素、鉄、ケイ素、ニッケル、マンガン、クロム、セリウム、ゲルマニウム、ガリウム、タリウム、ハフニウム、インジウム、ロジウム、ルテニウム、モリブデン、パラジウム、ストロンチウム、イットリウム、バリウム、カドミウム、イリジウム、タンタル、コバルト、テルル、アンチモン、ヒ素、タングステンおよびセレンからなる群から選択される１つまたは複数の非アルミニウムメンバーを含むアルミニウム合金を含む、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２０）
前記水性電解質が、ナトリウム、リチウム、カルシウム、カリウム、ニッケル、コバルト、鉄、マンガン、バナジウム、チタン、スズ、亜鉛、銅およびマグネシウムからなる群から選択される１つまたは複数の非アルミニウムメンバーを含む、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２１）
前記カソードが、酸化マンガン、アルミノシリケートおよびポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーのシートを含む、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２２）
前記カソードが、前記シート（例えば、前記シートは、酸化マンガンおよび／またはアルミノシリケートおよび／またはポリマーを含む）間に蓄えられた非アルミニウムゲストイオンおよび／または分子を含み、前記ゲストイオンおよび／または分子が、ナトリウム、リチウム、カルシウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、ストロンチウム、バリウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、ビスマス、コバルト、銅およびプロトンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目２１に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２３）
前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つが、外部負荷（例えば、充電または放電）がかかると、ならびに／または前記カソードと前記電解質との間および／もしくは前記アノードと前記電解質との間および／もしくは前記カソードと前記アノードとの間でのイオン交換プロセスにより、電気化学反応に関与する非アルミニウムイオンを含む、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２４）
前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ（例えば、前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ、少なくとも２つまたは３つ全部）がコバルトを含有しない、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２５）
前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ（例えば、前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ、少なくとも２つまたは３つ全部）が非毒性である、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２６）
前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ（例えば、前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ、少なくとも２つまたは３つ全部）が非可燃性である、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２７）
前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ（例えば、前記カソード、前記アノードおよび前記水性電解質のうちの少なくとも１つ、少なくとも２つまたは３つ全部）が、いかなる重金属も含有しない（例えば、アンチモン、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ガリウム、ゲルマニウム、ホルミウム、インジウム、ランタン、ルテチウム、ネオジウム、ニオブ、プラセオジム、サマリウム、タンタル、テルビウム、ツリウム、タングステン、ウラン、イッテルビウム、イリジウム、オスミウム、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、クロム、コバルト、銅、鉄、鉛、モリブデン、ニッケル、スズおよび亜鉛のいずれも含有しない）、前記項目のいずれか一項に記載のアルミニウムイオン電池。
（項目２８）
電流コレクタ（例えば、伝導性基材）、および
各々が、酸化マンガン、アルミノシリケート（例えば、層化アルミノシリケート）およびアルミニウム受容性ポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、１つまたは複数の構造（例えば、１つまたは複数の薄層フィルムまたは粒子）
を備える、イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のためのカソードであって、
前記１つまたは複数の構造が、前記電流コレクタ上に（例えば、直接）配設されており、前記電流コレクタと電気的に接触している（例えば、ここで、前記カソードの厚さは、１０ｎｍ～１ｍｍ、例えば１０μｍ～１００μｍ、例えば１μｍ～１０μｍ、例えば１μｍ～５μｍであり、例えば±２０％またはそれより良好な許容度を伴う）、
カソード。
（項目２９）
前記１つまたは複数の構造がそれぞれ、酸化マンガンを含む、項目２８に記載のカソード。
（項目３０）
前記１つまたは複数の構造が、１オングストローム以上（例えば、５オングストローム以上）（例えば、１０オングストローム以上）（例えば、および１００オングストローム以下）のシート間（例えば、層間）隔離距離（例えば、隣接［００１］酸化マンガンシートのｄ層間隔）を伴って、少なくとも２０重量％（例えば、２０重量％～４０重量％、例えば４０重量％～６０重量％、例えば６０重量％～８０重量％、例えば少なくとも８０重量％）の酸化マンガンを含む（例えば、これからなる、これから実質的になる、またはこれを含む）複数のシートを含む、項目２８または項目２９に記載のカソード。
（項目３１）
前記１つまたは複数の構造が、スピネル構造、トンネル構造、サンドイッチ構造、カプセル封入構造、捕捉構造、またはそれらの組合せを含む、項目２８から３０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３２）
前記１つまたは複数の構造が乱層構造を含む、項目２８から３１のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３３）
前記１つまたは複数の構造が、リシオフォライト構造（例えば、酸化マンガンおよび水酸化アルミニウムの交互シートを含む）（例えば、ここで、前記１つまたは複数の構造は、１０ｎｍ～５００マイクロメートルの範囲の寸法を有する酸化マンガンシートを含む）、フィロマンガン酸塩構造（例えば、水和されている金属酸化物を含む）、およびテクトマンガン酸塩構造のうちの１つまたは組合せを含み、これらの構造の１つまたは複数が、初期の状態であっても無秩序化されていてもよく、空孔を含んでもよい、項目２８から３２のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３４）
前記１つまたは複数の構造が粒子を含み（例えば、粒子であり）、前記カソードの前記粒子の少なくとも８０％が、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）５０ｎｍ以上（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、４０～６０ｎｍ以上の寸法を有する）、
（ｉｉ）１００ｎｍ～２５０ｎｍ（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、８０～１２０ｎｍと２００～３００ｎｍの間の寸法を有する）、
（ｉｉｉ）５００ｎｍ～５マイクロメートル（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、４００～６００ｎｍと４～６マイクロメートルの間の寸法を有する）、
（ｉｖ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル、
（ｖ）５マイクロメートル～３０マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の寸法（例えば、直径）を有する、
項目２８から３３のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３５）
前記１つまたは複数の構造がシートを含み（例えば、シート子であり）、前記カソードの前記シートの少なくとも８０％が、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）５０ｎｍ以上（例えば、前記シートの少なくとも８０％が、４０～６０ｎｍ以上の寸法を有する）、
（ｉｉ）１００ｎｍ～２５０ｎｍ（例えば、前記シートの少なくとも８０％が、８０～１２０ｎｍと２００～３００ｎｍの間の寸法を有する）、
（ｉｉｉ）５００ｎｍ～５マイクロメートル（例えば、前記シートの少なくとも８０％が、４００～６００ｎｍと４～６マイクロメートルの間の寸法を有する）、
（ｉｖ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル、
（ｖ）５マイクロメートル～３０マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の寸法（例えば、厚さ）を有する、
項目２８から３４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３６）
前記酸化マンガンシート間に蓄えられた１種または複数種の非アルミニウムゲストイオンを含む、項目２９から３５のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３７）
酸化マンガン結晶格子の部位（例えば、格子間部位）および／またはその空孔に配設された１種または複数種の非アルミニウムゲストイオンを含む、項目２９から３６のいずれか一項に記載のカソード。
（項目３８）
前記ゲストイオンが、プロトン、ナトリウム、リチウム、カリウム、亜鉛、ビスマス、銅、鉛、コバルト、ニッケル、カルシウム、カリウム、マグネシウム、水素、ヒドロニウム、水酸化物、酸化物－水酸化物、硫酸、硫化物、窒化物、硝酸、リン化物、リン酸、酢酸、ポリオキソメタレート（ＰＯＭ）および柱状体形成剤（例えば、脂肪族および／または芳香族化合物）からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目３６または項目３７に記載のカソード。
（項目３９）
酸化マンガンシート間に蓄えられた１種または複数種のアルミニウムゲストイオンを含む、項目２８から３８のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４０）
前記酸化マンガンシート間に蓄えられた１種または複数種の非アルミニウムゲスト分子を含む、項目２９から３９のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４１）
酸化マンガン結晶格子の部位（例えば、格子間部位）および／または空孔に配設された１種または複数種の非アルミニウムゲストイオンを含む、項目２９から４０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４２）
前記ゲスト分子が、酸化物、水酸化物、酸化物－水酸化物、スルフィド、硫酸塩、窒化物、硝酸塩、塩化物、塩素酸塩、リン酸塩およびリン化物からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目４０または項目４１に記載のカソード。
（項目４３）
前記ゲスト分子が１種または複数種のリン酸塩を含む、項目４０から４２のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４４）
前記１種または複数種のリン酸塩が、ナトリウムのリン酸塩、リチウムのリン酸塩、カリウムのリン酸塩、カルシウムのリン酸塩、マグネシウムのリン酸塩およびマンガンのリン酸塩からなる群から選択されるメンバーである、項目４３に記載のカソード。
（項目４５）
酸化マンガンシート間に蓄えられたまたは酸化マンガン結晶格子の部位（例えば、格子間部位）および／もしくは空孔に配設されたアルミニウムのリン酸塩を含む、項目２９から４４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４６）
酸化マンガンシート間に蓄えられた１種または複数種の柱状体形成剤を含む、項目２９から４５のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４７）
前記１種または複数種の柱状体形成剤が、ポリオキソメタレート（ＰＯＭ）、両親媒性分子、極性有機分子および非極性有機分子からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目４６に記載のカソード。
（項目４８）
前記１つまたは複数の構造がそれぞれ、アルミニウム受容性ポリマーを含む、項目２８から４７のいずれか一項に記載のカソード。
（項目４９）
前記アルミニウム受容性ポリマーが、アリザリン、アルギネート、アミジネート、キノン、キノロン、ヒドロキシキノン、クラウンエーテルおよびヒドロキシキノリンからなる群から選択されるメンバーを含む、項目４８に記載のカソード。
（項目５０）
前記アルミニウム受容性ポリマーが、リチウム、ナトリウム、鉛、クロム、銅、ビスマス、コバルト、亜鉛、カリウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、鉄、コバルト、チタン、スズ、バナジウムおよびタングステンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとの錯体として存在する［例えば、ここで、前記錯体は、充電／放電中の電池において、電解質および／またはアルミニウム源電極（例えば、アノード）からのアルミニウムイオンとのイオン交換プロセスによる電気化学反応に関与する］、項目４８または項目４９に記載のカソード。
（項目５１）
前記１つまたは複数の構造が、粒子（例えば、酸化マンガンを含む）（例えば、前記粒子は、ナノ粒子、マイクロ粒子またはナノ粒子とマイクロ粒子との組合せである）（例えば、前記粒子は、１０ｎｍ～５００マイクロメートルの範囲の直径を有する球体である）を含む、項目２８から５０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目５２）
前記電流コレクタから突き出た複数の伝導性柱状体を備える項目５１に記載のカソードであって、前記粒子が前記複数の伝導性柱状体上に配設されている、カソード。
（項目５３）
前記１つまたは複数の構造が、薄層フィルム（例えば、パターン形成されている薄層フィルム）を含む、項目２８から５０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目５４）
前記電流コレクタから突き出た複数の伝導性柱状体を備える項目５３に記載のカソードであって、前記薄層フィルムが、前記複数の伝導性柱状体上に配設されている（例えば、および前記薄層フィルムは、パターン形成されて、前記電流コレクタ上の前記柱状体の分布に対応する）、カソード。
（項目５５）
前記電流コレクタが、多孔質である（例えば、メッシュ、発泡体、複数の相互接続した繊維、複数の管およびシート、複数のナノチューブ、またはグラフェン様構造である）、項目２８から５０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目５６）
前記１つまたは複数の構造が、前記電流コレクタの細孔内または細孔表面に配設（例えば、コーティング）されている、項目５５に記載のカソード。
（項目５７）
前記１つまたは複数の構造が、１つまたは複数の多孔質炭素構造上にコーティングされている、項目２８から５４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目５８）
前記１つまたは複数の多孔質炭素構造が、炭素繊維、ナノ繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、フラーレン、グラフェン、部分還元型酸化グラフェン、エアロゲル、キセロゲル、および相互貫入性多相材料からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目５７に記載のカソード。
（項目５９）
前記電流コレクタに接触して前記１つまたは複数の構造を物理的に維持する（例えば、接着する）バインダー（例えば、ポリマーバインダー）をさらに含む、項目２８から５８のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６０）
前記バインダーが、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリビニルアルコール、アルギネート、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、二フッ化ポリビニリデン、ポリアニリン、エポキシ、ゴム、ポリアクリル酸およびポリビニルプロピレンからなる群から選択される、項目５９に記載のカソード。
（項目６１）
前記バインダーが、アルギネート、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ポリアニリン、エポキシ、カルボキシメチルセルロース、ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールおよびポリビニルプロピレンからなる群から選択される、項目５９に記載のカソード。
（項目６２）
前記バインダーが、１つまたは複数の種の多価イオンにより事前処理されている、項目５９から６１のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６３）
前記１つまたは複数の種の多価イオンが、マンガン、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウムおよびアルミニウムのうちの１つまたは複数のイオンを含む、項目６２に記載のカソード。
（項目６４）
前記バインダーが、１つまたは複数の種の一価イオンにより事前処理されている、項目５９から６３のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６５）
前記１つまたは複数の種の一価イオンが、リチウム、ナトリウムおよびカリウムのうちの１つまたは複数のイオンを含む、項目６４に記載のカソード。
（項目６６）
前記バインダーが、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムおよび亜鉛からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーのイオンを含む、項目５９から６５のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６７）
前記バインダーが、水、ｎ－メチルピロリドン、ケトン、グリコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）およびエステルのうちの１つまたは複数、ならびに必要に応じて、水、ｎ－メチルピロリドン、ケトン、グリコール、ＤＭＳＯおよびエステルからなる群から選択される共溶媒を含む溶液から堆積させたものである、項目５９から６６のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６８）
前記カソードがバインダー不含である（例えば、ここで、前記１つまたは複数の構造が、化学蒸着、物理蒸着、原子層堆積、スピン－コーティングおよび電気化学堆積のうちの１つまたは複数を使用して、前記電流コレクタ上に形成されている）、項目２８から５４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目６９）
前記電流コレクタおよび前記１つまたは複数の構造と電気的に接触している伝導性添加剤（例えば、炭素含有添加剤）をさらに含む、項目２８から６８のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７０）
前記電流コレクタが、ステンレス鋼、銅、炭素、銀、金、白金、スズ、バナジウム、亜鉛、酸化スズ、インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウム、ニッケル、タングステン、クロムおよびチタンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目２８から６９のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７１）
前記電流コレクタが、接着促進剤、伝導性促進剤または接着促進剤と伝導性促進剤の両方のコーティングを含む、項目２８から７０のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７２）
前記電流コレクタが、炭素、金属（例えば、スズ、亜鉛、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、鉄、ジルコニウム、銀、金、白金）、金属酸化物（例えば、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム）またはポリマー（例えば、ＰＥＤＯＴ、ＰＡＮ、パリレン）のうちの１つまたは複数のコーティングを含み、前記コーティングが、接着促進剤、電子伝導性促進剤およびイオン伝導性阻害剤のうちの１つまたは複数として働く、項目２８から７１のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７３）
イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２３のいずれか一項に記載の電池）のためのカソードであって、
前記カソードは、ある量の溶液を電流コレクタ上に堆積させるステップを含む方法によって作製され、ここで、前記溶液は、
酸化マンガン、層化アルミノシリケートおよびアルミニウム受容性ポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバー、ならびに
１つまたは複数の溶媒（例えば、水、Ｎ－メチルピロリドンおよびエタノールからなる群から選択される）
を含む、カソード。
（項目７４）
前記１つまたは複数のメンバーが、
酸素源（例えば、および必要に応じて酸化剤化学触媒）の存在下、１種または複数種の酸化マンガン前駆体を塩基と反応させるステップ、および
必要に応じて、前記反応ステップ後に酸化マンガンを水熱処理するステップ
を含む方法によって作製された酸化マンガンを含み、
前記１種または複数種の前駆体がそれぞれ、マンガン塩、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、無機酸および過マンガン酸塩からなる群から選択され、
ここで、前記マンガン塩が、硫酸塩、（ｉ）硝酸塩、（ｉｉ）塩化物、（ｉｉｉ）酢酸塩、（ｉｖ）リン酸塩、（ｖ）過塩素酸塩、（ｖｉ）フッ化物および（ｖｉｉ）臭化物のうちの１つまたは複数を含み、
前記過マンガン酸塩が、（ｉ）ナトリウムおよび（ｉｉ）カリウムのうちの１つまたは複数を含む、
項目７３に記載のカソード。
（項目７５）
前記塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムを含む、項目７４に記載のカソード。
（項目７６）
前記酸素源が、溶存酸素ガスまたは過酸化物（例えば、過酸化水素）である、項目７４または項目７５に記載のカソード。
（項目７７）
前記溶液が、バインダー（例えば、ポリマーバインダー、例えば、１種または複数種のアルミニウム塩を含む電解質溶液により浸透可能なポリマーバインダー）および伝導性添加剤（例えば、炭素含有添加剤）のうちの１つまたは複数をさらに含む、項目７３から７６のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７８）
前記堆積させるステップが、ドクターブレード法、スピンコーティング法、コンマコーティング法またはスロット－ダイコーティング法を含む、項目７３から７７のいずれか一項に記載のカソード。
（項目７９）
前記方法が、前記堆積させた溶液および前記電流コレクタをカレンダー加工するステップをさらに含む、項目７３から７８のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８０）
前記カソードが、１つまたは複数の相の酸化マンガンを含み、前記１つまたは複数の相が、アルファ相、ベータ相、ラムダ相、ラムスデライト相、アモルファス相、ガンマ相、デルタ相およびイプシロン相からなる群から選択される、項目２８から７９のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８１）
前記１つまたは複数の相が、２つまたはそれより多い相（例えば、３つまたはそれより多い相）である、項目８０に記載のカソード。
（項目８２）
前記２つまたはそれより多い相のうちの主要な１つが、前記カソードの少なくとも４０重量％であり、前記２つまたはそれより多い相の残りすべてが、前記カソードの５０重量％以下である、項目８１に記載のカソード。
（項目８３）
前記酸化マンガンが、前記カソードの充電および放電（例えば、イオン挿入および除去）の間に、少なくとも１つの相変化を経るよう配設されている、項目８０から８２のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８４）
前記カソードが、層化構造（例えば、フィロマンガン酸塩）、トンネル構造（例えば、テクトマンガン酸塩）、スピネル構造、ラムスデライト構造またはアモルファス構造を有する酸化マンガンを含む、項目２８から８３のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８５）
前記カソードが酸化マンガンを含み、前記酸化マンガン中のマンガンが、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ－ｘ）、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩＩ－ｘ）、Ｍｎ（ＩＶ）、Ｍｎ（ＩＶ－ｘ）、Ｍｎ（Ｖ）、Ｍｎ（Ｖ－ｘ）、Ｍｎ（ＶＩ）、Ｍｎ（ＶＩ－ｘ）、Ｍｎ（ＶＩＩ）およびＭｎ（ＶＩＩ－ｘ）（ｘは、０～１の間である）からなる群から選択される１つまたは複数の酸化状態を有する、項目２８から８４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８６）
前記１つまたは複数の構造が酸化マンガンを含み、前記酸化マンガンは、大部分（例えば、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％）がデルタ相の酸化マンガンである、項目２８から８５のいずれか一項に記載のカソード。
（項目８７）
イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のためのカソードであって、
電流コレクタ上に酸化マンガンおよび１種または複数種の犠牲材料を同時に堆積させるステップ、および
前記１種または複数種の犠牲材料を除去するステップ
を含む方法によって作製される、カソード。
（項目８８）
前記１種または複数種の犠牲材料が、アリザリン、アミジネート、キノン、アルギネート、ゼオライト、キノロン、ヒドロキシキノン、ヒドロキシキノリン、ケイ素、銅、コバルト、クロム、ニッケル、鉄、（例えば、ケイ素、銅、コバルト、クロム、ニッケルまたは鉄の）酸化物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩およびリン酸塩からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目８７に記載のカソード。
（項目８９）
前記同時に堆積させるステップが、同時熱的蒸発、同時スパッタリング、共押出または同時コーティング（例えば、スピン－コーティング法、ドクターブレード法またはスロット－ダイコーティング法）を含む、項目８７または項目８８に記載のカソード。
（項目９０）
イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のためのカソードを製造するための方法であって、
ある量の溶液を電流コレクタ上に堆積させるステップを含み、ここで、前記溶液は、
酸化マンガン、層化アルミノシリケートおよびアルミニウム受容性ポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバー、ならびに
１つまたは複数の溶媒（例えば、水、Ｎ－メチルピロリドンおよびエタノールからなる群から選択される）
を含む、方法。
（項目９１）
酸素源（例えば、および必要に応じて酸化剤化学触媒）の存在下、１種または複数種の酸化マンガン前駆体を塩基と反応させるステップ、および
必要に応じて、前記反応ステップ後に酸化マンガンを水熱処理するステップ
によって酸化マンガンを製造するステップをさらに含み、
前記１種または複数種の前駆体がそれぞれ、マンガン塩、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、無機酸および過マンガン酸塩からなる群から選択され、
ここで、前記マンガン塩が、硫酸塩、（ｉ）硝酸塩、（ｉｉ）塩化物、（ｉｉｉ）酢酸塩、（ｉｖ）リン酸塩、（ｖ）過塩素酸塩、（ｖｉ）フッ化物および（ｖｉｉ）臭化物のうちの１つまたは複数を含み、
前記過マンガン酸塩が、（ｉ）ナトリウムおよび（ｉｉ）カリウムのうちの１つまたは複数を含む、
項目９０に記載の方法。
（項目９２）
前記塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化カルシウムの１つまたは複数を含む、項目９１に記載の方法。
（項目９３）
前記酸素源が、溶存酸素ガスまたは過酸化物（例えば、過酸化水素）である、項目９１または項目９２に記載の方法。
（項目９４）
前記溶液が、バインダー（例えば、ポリマーバインダー、例えば、１種または複数種のアルミニウム塩を含む電解質溶液により浸透可能なポリマーバインダー）および伝導性添加剤（例えば、炭素含有添加剤）のうちの１つまたは複数をさらに含む、項目９０から９３のいずれか一項に記載の方法。
（項目９５）
前記堆積させるステップが、ドクターブレード法、スピンコーティング法、コンマコーティング法またはスロット－ダイコーティング法を含む、項目９０から９５のいずれか一項に記載の方法。
（項目９６）
前記堆積させた溶液および前記電流コレクタをカレンダー加工するステップをさらに含む、項目９０から９５のいずれか一項に記載の方法。
（項目９７）
前記溶液が、水、ｎ－メチルピロリドン、ケトン、グリコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）およびエステルからなる群から選択される１つまたは複数のメンバー、ならびに必要に応じて、水、ｎ－メチルピロリドン、ケトン、グリコール、ＤＭＳＯおよびエステルからなる群から選択される共溶媒を含む、項目９０から９６のいずれか一項に記載の方法。
（項目９８）
前記溶液が、（ｉ）アルギネート、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ポリアニリン、エポキシ、カルボキシメチルセルロース、ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールおよびポリビニルプロピレンからなる群から選択されるバインダー、ならびに（ｉｉ）ナトリウム、リチウム、カリウム、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムおよび亜鉛からなる群から選択されるイオン種を含む、項目９０から９７のいずれか一項に記載の方法。
（項目９９）
イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のためのカソードを製造するための方法であって、
電流コレクタ上に酸化マンガンおよび１種または複数種の犠牲材料を同時に堆積させるステップ、および
前記１種または複数種の犠牲材料を除去するステップ
を含む、方法。
（項目１００）
前記１種または複数種の犠牲材料が、アリザリン、アミジネート、キノン、アルギネート、ゼオライト、キノロン、ヒドロキシキノン、ヒドロキシキノリン、ケイ素、銅、コバルト、クロム、ニッケル、鉄、（例えば、ケイ素、銅、コバルト、クロム、ニッケルまたは鉄の）酸化物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩およびリン酸塩からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目９９に記載の方法。
（項目１０１）
前記同時に堆積させるステップが、同時熱的蒸発、同時スパッタリング、共押出または同時コーティング（例えば、スピン－コーティング法、ドクターブレード法またはスロット－ダイコーティング法）からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目９９または項目１００に記載の方法。
（項目１０２）
１つまたは複数の構造（例えば、１つまたは複数のホイル、薄層フィルムまたは粒子）を備える、イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のためのアノードであって、
前記１つまたは複数の構造がそれぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金およびアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のアルミニウム含有メンバーを含み、前記アノードが、０．００１重量％～１００重量％のアルミニウムである（例えば、７０重量％～１００重量％のアルミニウム、例えば少なくとも９５重量％のアルミニウム）（例えば、ここで、前記アノードは、少なくとも９５重量％のアルミニウムおよび最大で５重量％の非アルミニウム種を含み、例えば、前記非アルミニウム種は、前記アノードに意図的に組み込まれた１種または複数種の合金化金属および／または酸化物を含む）（例えば、ここで、前記アルミニウムの純度は、少なくとも９９．９原子％、例えば少なくとも９９．９９原子％、例えば９９．９９原子％～９９．９９９９９原子％であり、例えばここで、不純物は、０．０１原子％～０．００００１原子％の範囲で存在し、例えば、前記不純物は、鉄および／またはナトリウムおよび／またはマグネシウムおよび／またはシリカを含み、例えば、金属ホイル中に一般に見出される不純物）、アノード。
（項目１０３）
前記アノードが、アルミニウム、酸素、水素、窒素、リチウムマンガンおよび炭素のうちの１つまたは複数を含む（例えば、からなる）表面層を含む、項目１０２に記載のアノード。
（項目１０４）
前記１つまたは複数の構造のそれぞれが、ナトリウム、リチウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、ジルコニウム、鉛、ビスマス、チタン、バナジウム、スズ、銅、銀、金、白金、水銀、スカンジウム、硫黄、ケイ素、鉄、ケイ素、ニッケル、マンガン、クロム、セリウム、ゲルマニウム、ガリウム、タリウム、ハフニウム、インジウム、ロジウム、ルテニウム、モリブデン、パラジウム、ストロンチウム、イットリウム、バリウム、カドミウム、イリジウム、タンタル、コバルト、テルル、アンチモン、ヒ素、タングステンおよびセレンからなる群から選択される１つまたは複数の非アルミニウムメンバーを含むアルミニウム合金または混合物を含む、項目１０２または１０３に記載のアノード。
（項目１０５）
前記１つまたは複数の構造を含むフィルムを含み、前記１つまたは複数の構造の各々が粒子である（例えば、ここで、前記粒子は、１０ｎｍ～１００マイクロメートルの範囲の直径を有する）（例えば、ここで、前記フィルムは、１０ｎｍ～１ｍｍの範囲の厚さを有する）、項目１０２から１０４のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１０６）
前記アノードの前記粒子の少なくとも８０％が、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）５０ｎｍ以上（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、４０～６０ｎｍ以上の寸法を有する）、
（ｉｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、８０～１２０ｎｍと４００～６００ｎｍの間の寸法を有する）、
（ｉｉｉ）２５０ｎｍ～１マイクロメートル（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、２００～３００ｎｍと０．８～１．２マイクロメートルの間の寸法を有する）、
（ｉｖ）５００ｎｍ～５マイクロメートル（例えば、前記粒子の少なくとも８０％が、４００～６００ｎｍと４～６マイクロメートルの間の寸法を有する）、
（ｖ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル、
（ｖｉ）５マイクロメートル～２５マイクロメートル
（ｖｉｉ）１０マイクロメートル～５０マイクロメートル、および
（ｖｉｉｉ）５０マイクロメートル～１００マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の寸法（例えば、直径）を有する、
項目１０５に記載のアノード。
（項目１０７）
前記フィルムが、前記複数の粒子と物理的に接触したポリマーバインダーをさらに含み、前記ポリマーバインダーが、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリビニルアルコール、ポリプロピレンおよびポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択される、項目１０５または１０６に記載のアノード。
（項目１０８）
前記フィルムが、１つまたは複数の伝導性炭素添加剤をさらに含む、項目１０５から１０７のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１０９）
前記１つまたは複数の構造が、１ｎｍ～１ｍｍの範囲の厚さを有する薄層フィルムを含む、項目１０２から１０８のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１０）
薄層フィルムが、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）５０ｎｍ以上（例えば、４０～６０ｎｍ以上の厚さ）、
（ｉｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ（例えば、８０～１２０ｎｍと４００～６００ｎｍの間の厚さ）、
（ｉｉｉ）２５０ｎｍ～１マイクロメートル（例えば、２００～３００ｎｍと０．８～１．２マイクロメートルの間の厚さ）、
（ｉｖ）５００ｎｍ～５マイクロメートル（例えば、４００～６００ｎｍと４～６マイクロメートルの間の厚さ）、
（ｖ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル、
（ｖｉ）５マイクロメートル～２５マイクロメートル
（ｖｉｉ）１０マイクロメートル～５０マイクロメートル、および
（ｖｉｉｉ）５０マイクロメートル～１００マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の厚さを有する、
項目１０９に記載のアノード。
（項目１１１）
前記薄層フィルムが電流コレクタ（例えば、伝導性基材）上にコーティングされている（例えば、ここで、前記伝導性基材が、炭素、鋼、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム、チタン、タングステン、銅、銀、スズ、インジウムおよびクロムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む）、項目１０９または１１０に記載のアノード。
（項目１１２）
前記薄層フィルムが、炭素、金属（例えば、スズ、亜鉛、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、鉄、ジルコニウム、銀、金、白金）、金属酸化物（例えば、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム）またはポリマー（例えば、ＰＥＤＯＴ、ＰＡＮ、パリレン）のうちの１つまたは複数のコーティングをさらに含む電流コレクタ（例えば、伝導性基材）上にコーティングされており、前記コーティングが、接着促進剤、電子伝導性促進剤およびイオン伝導性阻害剤のうちの１つまたは複数として働く、項目１０９または１１０に記載のアノード。
（項目１１３）
前記厚さが、前記アノードおよびカソードを備える電池における前記カソードの容量に見合う容量を有する前記アノードを提供するのに十分である、項目１０９から１１１のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１４）
前記１つまたは複数の構造が、研磨された表面（例えば、機械的または電気化学的に研磨されている）を有するホイルを含む、項目１０２から１０４のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１５）
前記１つまたは複数の構造が、多孔質構造を含む（例えば、前記多孔質構造は、円形断面または矩形断面を有する細孔を含む）、項目１０２から１１４のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１６）
前記１つまたは複数の構造が、電流コレクタ（例えば、伝導性基材）から突き出た複数の柱状体を含む（例えば、ここで、前記伝導性基材が、炭素、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、タングステン、銅およびクロムからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む）、項目１０２から１１４のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１７）
非天然の遷移的酸化アルミニウム層（例えば、０．１ｎｍ～１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する）（例えば、原子層堆積、化学蒸着、熱反応、水熱反応、エッチング、電気化学反応、酸素プラズマ反応または水酸化物処理により形成される）をさらに含む、項目１０２から１１６のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１１８）
前記非天然の遷移的酸化アルミニウム層が、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）１ｎｍ以上、
（ｉｉ）１ｎｍ～１０ｎｍ、
（ｉｉｉ）５ｎｍ～２０ｎｍ、
（ｉｖ）２０ｎｍ～５０ｎｍ、
（ｖ）５０ｎｍ～２５０ｎｍ、
（ｖｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ、
（ｖｉｉ）５００ｎｍ～１マイクロメートル、および
（ｖｉｉｉ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の厚さを有する、項目１１７に記載のアノード。
（項目１１９）
前記非天然の遷移的酸化アルミニウム層が、前記１つまたは複数の構造（例えば、薄層フィルムまたはホイルを含む）上に配設されている、項目１１８に記載のアノード。
（項目１２０）
前記１つまたは複数の構造上に配設されている酸化物フィルムをさらに備える（例えば、０．１ｎｍ～１００マイクロメートルの範囲の厚さを有する）［例えば、ここで、前記酸化物フィルムが、パターン形成されている（例えば、前記酸化物フィルムが、前記電流コレクタ上の柱状体の分布に対応するようパターン形成されている）］、項目１０２から１１９のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１２１）
前記酸化物フィルムが、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）１ｎｍ以上、
（ｉｉ）１ｎｍ～１０ｎｍ、
（ｉｉｉ）５ｎｍ～２０ｎｍ、
（ｉｖ）２０ｎｍ～５０ｎｍ、
（ｖ）５０ｎｍ～２５０ｎｍ、
（ｖｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ、
（ｖｉｉ）５００ｎｍ～１マイクロメートル、および
（ｖｉｉｉ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の厚さを有する、項目１２０に記載のアノード。
（項目１２２）
前記酸化物フィルムが薄層フィルムである、項目１２０または１２１に記載のアノード。
（項目１２３）
前記酸化物フィルムが、複数の酸化物粒子を含むコーティングである、項目１２０または１２１に記載のアノード。
（項目１２４）
前記複数の酸化物粒子が、ナノ粒子、マイクロ粒子、またはナノ粒子とマイクロ粒子の両方を含む、項目１２３に記載のアノード。
（項目１２５）
前記酸化物粒子の少なくとも８０％が、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）１ナノメートル～５００マイクロメートル、および
（ｉｉ）１０ナノメートル～２０マイクロメートル
のうちの（少なくとも）１つの範囲内の寸法（例えば、直径）を有する、項目１２４に記載のアノード。
（項目１２６）
前記酸化物フィルムが、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレンおよびポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択されるポリマーバインダーをさらに含む、項目１２３から１２５のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１２７）
前記酸化物フィルムが、１つまたは複数の伝導性炭素添加剤をさらに含む、項目１２３から１２６のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１２８）
複数の酸化物フィルムを含み、前記複数の酸化物フィルムの各々が異なる酸化物を含む、項目１０２から１２７のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１２９）
同じタイプまたは異なるタイプの複数の酸化物層を、必要に応じて前記酸化物層の間の１つまたは複数のアルミニウム層と共に、含む（例えば、アノードは、以下の順序の層：Ａｌ／Ａｌ _２Ｏ _３／ＺｒＯ _２／Ａｌ _２Ｏ _３という少なくとも１つの例を含む）（例えば、アノードは、以下の順序の層：Ａｌ／Ａｌ _２Ｏ _３／Ａｌ／Ａｌ _２Ｏ _３という少なくとも１つの例を含む）、項目１０２から１２８のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１３０）
前記１つまたは複数の構造が、薄層フィルムまたはホイルを含み、前記複数の酸化物フィルムの各々が、前記１つまたは複数の構造に接触している［例えば、前記薄層フィルムまたはホイル上に、列（例えば、規則正しい列）になって配列されている］、項目１２８または１２９に記載のアノード。
（項目１３１）
前記複数の酸化物フィルムが、前記１つまたは複数の構造上に層として配設されている、項目１２８または１２９に記載のアノード。
（項目１３２）
前記１つまたは複数の構造が、複数の薄層フィルムまたはホイルを含み、前記複数の薄層フィルムまたはホイルの１つまたは複数が、２つまたはそれより多くの前記酸化物フィルムの間に配設されている、項目１２８または１２９に記載のアノード。
（項目１３３）
前記１つまたは複数の構造から突き出た複数の酸化物柱状体を含む、項目１０２から１１６のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１３４）
前記複数の酸化物柱状体が多孔質である、項目１３３に記載のアノード。
（項目１３５）
前記複数の酸化物柱状体が、繊維、ナノチューブおよびナノカラムのうちの１つまたは複数を含む、項目１３３または項目１３４に記載のアノード。
（項目１３６）
前記複数の酸化物柱状体が、物理蒸着、化学蒸着、原子層堆積、水熱反応、電気化学反応、電気化学堆積または熱反応によって形成される、項目１３３から１３５のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１３７）
前記複数の酸化物柱状体が、フィルムを堆積させ前記フィルムをエッチングすることによって形成され、前記エッチングが、プラズマエッチング、湿式化学エッチング、反応性イオンエッチングまたは緩衝酸化物エッチングを含む、項目１３３から１３６のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１３８）
前記１つまたは複数の構造上に配設されている非酸化物フィルム（例えば、前記１つまたは複数の構造上に直接、または前記非酸化物フィルムと前記１つまたは複数の構造との間に配設されている１つまたは複数の酸化物フィルムを伴って）をさらに含む、項目１０２から１３７のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１３９）
前記非酸化物フィルムが、元素のスルフィド、前記元素の硫酸塩、前記元素の窒化物、前記元素の硝酸塩、前記元素のリン化物、前記元素のリン酸塩および前記元素のハロゲン化物からなる群から選択される１つまたは複数の非酸化物メンバーを含み、
前記元素が、ジルコニウム、タングステン、インジウム、クロム、コバルト、マグネシウム、鉄、ニッケル、バナジウム、チタン、亜鉛、マンガン、鉄、スズ、ケイ素、硫黄、銅、ハフニウムおよびコバルトからなる群から選択される、項目１３８に記載アノード。
（項目１４０）
前記非酸化物フィルムが薄層フィルムである、項目１３８または項目１３９に記載のアノード。
（項目１４１）
前記非酸化物フィルムが、（例えば、前記１つまたは複数の非酸化物メンバーを含む）複数の非酸化物粒子を含むコーティングである、項目１３８または項目１３９に記載のアノード。
（項目１４２）
前記複数の非酸化物粒子が、ナノ粒子、マイクロ粒子、またはナノ粒子とマイクロ粒子の両方を含む、項目１４１に記載のアノード。
（項目１４３）
前記１つまたは複数の構造上に配設されているポリマー層を含む（例えば、ここで、前記ポリマー層による前記１つまたは複数の構造の表面被覆率が１％～１００％であり、例えば、前記１つまたは複数の構造の表面の少なくとも５０％が、前記ポリマー層により被覆されている）（例えば、ここで、前記ポリマー層は、０．１ｎｍ～１００マイクロメートルの範囲の厚さを有する）［例えば、ここで、前記ポリマー層は、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：（ｉ）１ｎｍ以上；（ｉｉ）１ｎｍ～１０ｎｍ；（ｉｉｉ）５ｎｍ～２０ｎｍ；（ｉｖ）２０ｎｍ～５０ｎｍ；（ｖ）５０ｎｍ～２５０ｎｍ；（ｖｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ；（ｖｉｉ）５００ｎｍ～１マイクロメートル；および（ｖｉｉｉ）１マイクロメートル～１０マイクロメートルのうちの（少なくとも）１つの範囲内の厚さを有する］、項目１０２から１４２のいずれか一項に記載のアノード。
（項目１４４）
前記ポリマー層が、パリレン、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ＰＴＦＥ、ポリエチレンオキシド、セルロース（およびその誘導体）、ポリスルホン（ＰＥＳ）、１つまたは複数のアクリレートのポリマー、アルギネート（例えば、ナトリウム、カルシウム、アルミニウム、カリウム、マグネシウムまたは亜鉛を含む）、キノン、ヒドロキノン、キノロン、ヒドロキシキノリンおよびアリザリン（例えば、アリザリンレッドＳを含む）からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目１４３に記載のアノード。
（項目１４５）
イオン電池（例えば、アルミニウムイオン電池または水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のための電極（例えば、カソードまたはアノード、例えば、項目２８から８９のいずれか一項に記載のカソードまたは項目１０２から１４４のいずれか一項に記載のアノード）であって、電気活材料（例えば、酸化マンガン、アルミノシリケートおよびアルミニウム受容性ポリマーのうちの１つまたは複数を含む粒子またはフィルムとして配設されている）、ポリマーバインダー、ならびに伝導性炭素（例えば、炭素粒子または炭素リボンを含む）を含む、電極。
（項目１４６）
前記ポリマーバインダーが、前記電極中、全固体の０．５重量％～５０重量％である、項目１４５に記載の電極。
（項目１４７）
前記ポリマーバインダーが、セルロース（例えば、カルボキシメチルセルロースまたは酢酸セルロース）、スチレンブタジエンゴム、ポリスルホン、アルギネート（例えば、アルギン酸、アルギン酸カルシウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アルミニウム、アルギン酸亜鉛またはアルギン酸マグネシウム）、アリザリン、キノン、ヒドロキノン、キノロン、ヒドロキノリンおよびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、項目１４５または項目１４６に記載の電極。
（項目１４８）
電流コレクタをさらに含み、前記ポリマーバインダーが、電流コレクタ上の薄層フィルム（例えば、１ｎｍ～１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する）として配設され、そうすることにより、前記ポリマーバインダーの前記薄層フィルムが、前記電気活材料と前記電流コレクタとの間に配設される［例えば、ここで、前記ポリマーバインダーの前記薄層フィルムは、以下の範囲（例えば、±２０％またはそれより良好な許容度で）：（ｉ）１ｎｍ以上；（ｉｉ）１ｎｍ～１０ｎｍ；（ｉｉｉ）５ｎｍ～２０ｎｍ；（ｉｖ）２０ｎｍ～５０ｎｍ；（ｖ）５０ｎｍ～２５０ｎｍ；（ｖｉ）１００ｎｍ～５００ｎｍ；（ｖｉｉ）５００ｎｍ～１マイクロメートル；および（ｖｉｉｉ）１マイクロメートル～１０マイクロメートルのうちの（少なくとも）１つの範囲内の厚さを有する］、項目１４５から１４７のいずれか一項に記載の電極。
（項目１４９）
伝導層（例えば、１ｎｍ～１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する）をさらに含み、前記伝導層が、前記電気活材料および前記バインダーと電気的および／または物理的に接触して、前記電気活材料と前記バインダーとの間に配設されている、項目１４５に記載の電極。
（項目１５０）
前記伝導層が、炭素、スズ、酸化スズ、酸化インジウムスズ、チタン、クロム、ニッケル、金、銀および白金からなる群から選択されるメンバーを含む、項目１４９に記載の電極。
（項目１５１）
電流コレクタ、前記ポリマーバインダーの第１の薄層フィルム、第１の伝導層、前記電気活材料の第１の層、前記ポリマーバインダーの第２の薄層フィルム、第２の伝導層および前記電気活材料の第２の層を含む（例えば、ここで列挙した順序の位置で配列されている）、多層構造を含む、項目１４５から１５０のいずれか一項に記載の電極。
（項目１５２）
電流コレクタ、前記ポリマーバインダーの第１の薄層フィルム、前記電気活材料の第１の層、前記ポリマーバインダーの第２の薄層フィルム、および前記電気活材料の第２の層を含む（例えば、かつここで列挙した順序の位置で配列されている）、項目１４５から１５０のいずれか一項に記載の電極。
（項目１５３）
イオン電池（例えば、水系アルミニウムイオン電池、例えば、項目１から２７のいずれか一項に記載の電池）のための水性電解質であって、水（例えば、脱イオン水）およびアルミニウム塩（例えば、アルミニウムの硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物塩からなる群から選択される１つまたは複数のメンバー）を含む［ここで、前記水は溶媒として働き、前記アルミニウム塩は、主要添加剤である（例えば、前記電解質は、０．０１Ｍ～５Ｍ、例えば０．０５Ｍ～１Ｍの範囲の全アルミニウム塩濃度を有する）（例えば、前記アルミニウム塩は前記水に溶解している）］、水性電解質。
（項目１５４）
ナトリウム、リチウム、カリウムまたはカルシウムの塩（例えば、ナトリウム、リチウム、カリウムまたはカルシウムの、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物塩からなる群から選択される１つまたは複数のメンバー）を含む添加剤をさらに含む（例えば、前記電解質は、合計で０．０１Ｍ～５Ｍ、例えば１Ｍ～３Ｍの範囲のナトリウム、リチウム、カリウムまたはカルシウムの塩の濃度を有する）（例えば、前記ナトリウム、リチウム、カリウムまたはカルシウムの塩は、前記水に溶解している）、項目１５３に記載の水性電解質。
（項目１５５）
ポリマー（例えば、前記ポリマーは、アルギネート、キノン、キノロン、ヒドロキシキノン、アリザリンおよびヒドロキシキノリンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む）をさらに含む（例えば、前記電解質は、０．０１～５０重量％、例えば０．５～１０重量％の範囲の全ポリマー重量％を有する）、項目１５３または１５４に記載の水性電解質。
（項目１５６）
前記カソードの湿潤性を増大させる湿潤剤（例えば、前記湿潤剤は、ケトン、アルコール、アルデヒド、エーテル、エステルおよびシクロヘキサンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む）をさらに含む（例えば、前記電解質は、０．０１～５０重量％、例えば０．５～１０重量％の範囲の全湿潤剤重量％を有する）、項目１５３から１５５のいずれか一項に記載の水性電解質。
（項目１５７）
マンガン塩（例えば、マンガンの硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物塩からなる群から選択される１つまたは複数のメンバー）を含む（例えば、前記電解質は、０．０１Ｍ～５Ｍ、例えば０．０５Ｍ～１Ｍの範囲の全マンガン塩濃度を有する）（例えば、前記マンガン塩が、前記水に溶解している）、項目１５３から１５６のいずれか一項に記載の水性電解質。
（項目１５８）
アルミニウム、アルミニウム合金およびアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むアノード（例えば、項目１０２から１４４のいずれか一項に記載のアノード）、
水性電解質（例えば、項目１５３から１５７のいずれか一項に記載の電解質）、および
酸化マンガン、アルミノシリケートおよびポリマーからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むカソード（例えば、項目２８から８９のいずれか一項に記載のカソード）
を備える、アルミニウム電池－キャパシタハイブリッドであって、
前記アルミニウム電池－キャパシタハイブリッドの１つまたは複数の構成要素（例えば、前記アノードおよび／または前記カソード）が、疑似キャパシタ添加剤および誘電性添加剤からなる群から選択される１種または複数種の添加剤を含み、
前記疑似キャパシタ添加剤が、グラフェン、酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン、炭素エアロゲル、酸化バナジウム、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、ポリピロールおよびポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含み、
前記誘電性添加剤が、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、パリレンまたは他の共役ポリマー、ポリスチレンおよびポリプロピレンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、
アルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１５９）
前記１種または複数種の添加剤が、疑似キャパシタ添加剤を含み、前記疑似キャパシタ添加剤が、前記アノードおよびカソードの合わせた正味重量の約０．１重量％～約９０重量％を構成する、項目１５８に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６０）
前記１種または複数種の添加剤が、疑似キャパシタ添加剤を含み、前記疑似キャパシタ添加剤が、薄層フィルム、ナノ構造、マイクロ構造、粒子またはそれらの組合せの形態である、項目１５８または１５９に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６１）
前記１種または複数種の添加剤が、誘電性添加剤を含み、前記誘電性添加剤が、前記アノードおよびカソードの合わせた正味重量の約０．１重量％～約９０重量％を構成する、項目１５８から１６０のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６２）
前記１種または複数種の添加剤が、誘電性添加剤を含み、前記誘電性添加剤が、薄層フィルム、ナノ構造、マイクロ構造、粒子またはそれらの組合せの形態である、項目１５８から１６１のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６３）
前記アノードが、
アルミニウム、アルミニウム合金またはアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む第１のアルミニウム層、
誘電性添加剤を含む誘電性層、
アルミニウム、アルミニウム合金またはアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む第２のアルミニウム層、および
保護性酸化物層
を含む、項目１５８から１６２のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６４）
前記第１のアルミニウム層がアルミニウムホイルを含む、項目１６３に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６５）
前記誘電性層が金属酸化物を含む、項目１６３または１６４に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６６）
前記金属酸化物が酸化ジルコニウムである、項目１６５に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６７）
前記酸化ジルコニウムが、薄層フィルムの形態である、項目１６６に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６８）
前記第２のアルミニウム層が、アルミニウムホイルの薄層フィルムを含む、項目１６３から１６７のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１６９）
前記誘電性添加剤が酸化アルミニウムである、項目１６３から１６８のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７０）
前記酸化アルミニウムが薄層フィルムの形態である、項目１６９に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７１）
前記カソードが、
ステンレス鋼基材、
アルミニウム、アルミニウム合金またはアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むアルミニウム層、
誘電性添加剤を含む誘電性層、および
酸化マンガン層
を含む、項目１５８から１７０のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７２）
前記誘電性添加剤が金属酸化物を含む、項目１７１に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７３）
前記金属酸化物が酸化ジルコニウムである、項目１７２に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７４）
前記アノードおよびカソードが、前記アノードの前記第２のアルミニウム層から前記カソードへのアルミニウムイオンの輸送を促進するよう配列されている、項目１６３から１７３のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７５）
前記アノードおよびカソードが、充電中、前記カソードの前記酸化マンガン層から前記アノードの前記第２のアルミニウム層へのアルミニウムイオンの輸送を促進するよう配列されている、項目１７１から１７３のいずれか一項に記載のアルミニウム電池－キャパシタハイブリッド。
（項目１７６）
前記１つまたは複数の構造が、形状およびサイズの１つまたは複数に関して、粒子（例えば、酸化マンガン粒子）の多峰性（例えば、二峰性）分布を含む、項目２８から３４のいずれか一項に記載のカソード。
（項目１７７）
前記カソードの前記粒子の少なくとも８０％が、以下の範囲（例えば、各峰性について、±２０％またはそれより良好な許容度で）：
（ｉ）５０ｎｍ以上、
（ｉｉ）１００ｎｍ～２５０ｎｍ、
（ｉｉｉ）５００ｎｍ～５マイクロメートル、
（ｉｖ）１マイクロメートル～１０マイクロメートル、および
（ｖ）５マイクロメートル～３０マイクロメートル
のうちの少なくとも２つの範囲内の寸法（例えば、直径）を有する［例えば、カソードは、粒子（例えば、酸化マンガン粒子）が約２０マイクロメートル（±２０％）の粒子サイズを有する粒子の第１の部分および約０．５マイクロメートル（±２０％）の粒子サイズを有する粒子の第２の部分を有する二峰性分布を有し、前記第１の部分および第２の部分は、前記カソードの前記粒子の少なくとも８０％を構成する］、項目１７６に記載のカソード。

Claims

アルミニウム、アルミニウム合金およびアルミニウムコンポジットからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含むアノード、
水性電解質、および
電流コレクタと、それぞれ剥離酸化マンガンを含む１つまたは複数の構造とを含むカソード
を備える、アルミニウムイオン電池であって、
前記１つまたは複数の構造は、前記電流コレクタ上に配設され、前記電流コレクタに電気的に接触しており、
前記カソードは、
ある量の溶液を前記電流コレクタ上に堆積させるステップ
を含むプロセスによって作製されており、
ここで、前記溶液は、前記剥離酸化マンガンおよび１種または複数種の溶媒を含み、前記剥離酸化マンガンは、酸素源の存在下で１種または複数種の酸化マンガン前駆体を塩基と反応させるステップを含むプロセスによって作製されており、
前記１種または複数種の前駆体は、（ａ）（ｉ）硫酸塩、（ｉｉ）硝酸塩、（ｉｉｉ）塩化物、（ｉｖ）酢酸塩、（ｖ）リン酸塩、（ｖｉ）過塩素酸塩、（ｖｉｉ）フッ化物、および（ｖｉｉｉ）臭化物のうちの１つまたは複数を含むマンガン塩、（ｂ）リチウム塩、（ｃ）ナトリウム塩、（ｄ）マグネシウム塩、（ｅ）ニッケル、（ｆ）亜鉛、（ｇ）アルミニウム、（ｈ）無機酸、および（ｊ）ナトリウムおよびカリウムの１つまたは複数を含む過マンガン酸塩からなる群からそれぞれ選択される、
電池。
前記１つまたは複数の構造が、１オングストローム以上のシート間隔離距離を有する、少なくとも２０重量％の酸化マンガンを含む複数のシートを含む、請求項１に記載の電池。
前記１つまたは複数の構造が、スピネル構造、トンネル構造、サンドイッチ構造、カプセル封入構造、捕捉構造、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の電池。
前記１つまたは複数の構造が乱層構造を含む、請求項１に記載の電池。
前記１つまたは複数の構造が、リシオフォライト構造、フィロマンガン酸塩構造、およびテクトマンガン酸塩構造のうちの１つまたは組合せを含む、請求項１に記載の電池。
前記剥離酸化マンガンのシート間に蓄えられた１種または複数種の非アルミニウムゲストイオンおよび／または１種または複数種のゲスト分子を含む、請求項１に記載の電池。
酸化マンガン結晶格子の部位および／または空孔に配設された１種または複数種の非アルミニウムゲストイオンを含む、請求項１に記載の電池。
前記ゲストイオンが、プロトン、ナトリウム、リチウム、カリウム、亜鉛、ビスマス、銅、鉛、コバルト、ニッケル、カルシウム、カリウム、マグネシウム、水素、ヒドロニウム、水酸化物、酸化物－水酸化物、硫酸塩、硫化物、窒化物、硝酸塩、リン化物、リン酸塩、酢酸塩、ポリオキソメタレート（ＰＯＭ）および柱状体形成剤からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、請求項６に記載の電池。
前記剥離酸化マンガンのシート間に蓄えられた１種または複数種のアルミニウムゲストイオンを含む、請求項１に記載の電池。
前記ゲスト分子が、酸化物、水酸化物、酸化物－水酸化物、硫化物、硫酸塩、窒化物、硝酸塩、塩化物、塩素酸塩、リン酸塩およびリン化物からなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、請求項６に記載の電池。
前記カソードが、それぞれアルミニウム受容性ポリマーを含む１つまたは複数の追加の構造を含む、請求項１に記載の電池。
前記アルミニウム受容性ポリマーが、アリザリン、アルギネート、アミジネート、キノン、キノロン、ヒドロキシキノン、クラウンエーテルおよびヒドロキシキノリンからなる群から選択されるメンバーを含む、請求項１１に記載の電池。
前記アルミニウム受容性ポリマーが、リチウム、ナトリウム、鉛、クロム、銅、ビスマス、コバルト、亜鉛、カリウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、鉄、コバルト、チタン、スズ、バナジウムおよびタングステンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーとの錯体として存在する、請求項１１に記載の電池。
前記１つまたは複数の構造が、粒子を含む、請求項１に記載の電池。
前記電流コレクタに接触して前記１つまたは複数の構造を物理的に維持するバインダーをさらに含む、請求項１に記載の電池。
前記バインダーが、アルギネート、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ポリアニリン、エポキシ、カルボキシメチルセルロース、ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールおよびポリビニルプロピレンからなる群から選択される、請求項１５に記載の電池。
前記バインダーが、１つまたは複数の種の多価イオンにより事前処理されており、前記１つまたは複数の種の多価イオンは、マンガン、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウムおよびアルミニウムのうちの１つまたは複数のイオンを含む、請求項１５に記載の電池。
前記電流コレクタが、ステンレス鋼、銅、炭素、銀、金、白金、スズ、バナジウム、亜鉛、酸化スズ、インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウム、ニッケル、タングステン、クロムおよびチタンからなる群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む、請求項１に記載の電池。
前記電流コレクタが、接着促進剤、伝導性促進剤または接着促進剤と伝導性促進剤の両方のコーティングを含む、請求項１に記載の電池。
イオン電池のためのカソードであって、前記カソードは、
ある量の溶液を電流コレクタ上に堆積させるステップ
を含むプロセスによって作製されており、
ここで、前記溶液は、剥離酸化マンガンおよび１種または複数種の溶媒を含み、前記剥離酸化マンガンは、酸素源の存在下で１種または複数種の酸化マンガン前駆体を塩基と反応させるステップを含むプロセスによって作製されており、
前記１種または複数種の前駆体は、（ａ）硫酸塩、（ｉｉ）硝酸塩、（ｉｉｉ）塩化物、（ｉｖ）酢酸塩、（ｖ）リン酸塩、（ｖｉ）過塩素酸塩、（ｖｉｉ）フッ化物、および（ｖｉｉｉ）臭化物のうちの１つまたは複数を含むマンガン塩、（ｂ）リチウム塩、（ｃ）ナトリウム塩、（ｄ）マグネシウム塩、（ｅ）ニッケル、（ｆ）亜鉛、（ｇ）アルミニウム、（ｈ）無機酸、および（ｊ）ナトリウムおよびカリウムの１つまたは複数を含む過マンガン酸塩からなる群からそれぞれ選択される、
カソード。
前記剥離酸化マンガンを作製するプロセスが、
前記反応ステップ後に前記反応ステップの得られた生成物を水熱処理するステップ
をさらに含む、請求項２０に記載のカソード。
前記塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、または水酸化カルシウムを含む、請求項２０に記載のカソード。
前記酸素源が、溶存酸素ガスまたは過酸化物である、請求項２０に記載のカソード。
前記カソードが、１つまたは複数の相の酸化マンガンを含み、前記１つまたは複数の相が、アルファ相、ベータ相、ラムダ相、ラムスデライト相、アモルファス相、ガンマ相、デルタ相およびイプシロン相からなる群から選択される、請求項１に記載の電池。
前記１つまたは複数の相が、前記２つまたはそれより多い相である、請求項２４に記載の電池。
前記２つまたはそれより多い相のうちの主要な１つが、前記カソードの少なくとも４０重量％であり、前記２つまたはそれより多い相の残りすべての合計が、前記カソードの５０重量％以下である、請求項２５に記載の電池。
前記酸化マンガンが、前記カソードの充電および放電の間に、少なくとも１つの相変化を経るよう配設されている、請求項２４に記載の電池。
前記酸化マンガンが、層化構造、トンネル構造、スピネル構造、ラムスデライト構造またはアモルファス構造を有する、請求項１に記載の電池。
イオン電池のためのカソードであって、前記カソードは、
ある量の溶液を電流コレクタ上に堆積させるステップ
を含むプロセスによって作製されており、
ここで、前記溶液は、酸化マンガンおよび１種または複数種の溶媒を含み、前記酸化マンガンは、（ｉ）酸素源の存在下で１種または複数種の酸化マンガン前駆体を塩基と反応させるステップ、および（ｉｉ）前記反応ステップ後の酸化マンガンを水熱処理するステップを含むプロセスによって作製されており、
前記１種または複数種の前駆体は、（ａ）（ｉ）硫酸塩、（ｉｉ）硝酸塩、（ｉｉｉ）塩化物、（ｉｖ）酢酸塩、（ｖ）リン酸塩、（ｖｉ）過塩素酸塩、（ｖｉｉ）フッ化物、および（ｖｉｉｉ）臭化物のうちの１つまたは複数を含むマンガン塩、（ｂ）リチウム塩、（ｃ）ナトリウム塩、（ｄ）マグネシウム塩、（ｅ）ニッケル、（ｆ）亜鉛、（ｇ）アルミニウム、（ｈ）無機酸、および（ｊ）ナトリウムおよびカリウムの１つまたは複数を含む過マンガン酸塩からなる群からそれぞれ選択される、
カソード。