[發明專利]金屬陽極的簡并摻雜

在審

• 申請號: 201380062319.0
• 申請日: 2013-10-02
• 公開（公告）號: CN104823309A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: C·A·弗里森;R·A·澤勒;P·B·約翰森;E·E·斯威策
• 申請（專利權）人: 流體公司
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M8/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

1.一種電化學電池，包括：

(ⅰ)包括金屬燃料的燃料電極,

(ⅱ)正極,

(ⅲ)離子導電介質,以及

(ⅳ)摻雜物；

所述電極能夠在放電模式中操作，其中所述金屬燃料在所述燃料電極處被氧化，并且所述摻雜物增加所述金屬燃料氧化產物的導電率。

2.根據權利要求1所述的電化學電池，是二次電池。

3.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述離子導電介質是液體。

4.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述離子導電介質是凝膠。

5.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述離子導電介質包括固體離聚物。

6.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述離子導電介質包括水溶液。

7.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述離子導電介質包括非水溶劑。

8.根據權利要求1所述的低溫電化學電池，其中所述離子導電介質包括離子液體。

9.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述金屬燃料是堿金屬、堿性稀土金屬、過渡金屬或后過渡金屬或類金屬。

10.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述金屬燃料形成鈍化氧化物。

11.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述金屬燃料從鋅、鋰、錳、鎂、鐵、鋁、鎘、鉛、鈉、鍺的組中選擇。

12.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述金屬燃料是鋅。

13.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述金屬燃料是鋁。

14.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述氧化產物包括所述金屬燃料的氧化物。

15.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述氧化產物被簡并摻雜。

16.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物是n型摻雜物。

17.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物是p型摻雜物。

18.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物從堿金屬、堿性稀土金屬、過渡金屬、后過渡金屬、類金屬、鑭系元素、錒系元素、和它們的混合物的組中選擇。

19.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物包括從由鋁、鑭、鍶、和它們的混合物組成的組中選擇的至少一種。

20.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物包括在電化序中具有比所述金屬燃料更負的標準氧化還原電勢的至少一種元素。

21.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述摻雜物的濃度按重量低于所述金屬燃料的10％。

22.根據權利要求1所述的電化學電池，其中摻雜的所述氧化產物比缺乏摻雜物的相同產物具有更高的導電率。

23.根據權利要求1所述的電化學電池，其中所述正極是吸收氣態氧的空氣電極，其中在放電模式期間，在所述空氣電極處氧被還原。

24.根據權利要求23所述的電化學電池，其中所述電池暴露于環境空氣中。

25.根據權利要求23所述的電化學電池，其中所述空氣電極是多孔的。

26.一種產生包括金屬燃料和摻雜的氧化產物的電極的方法，包括：

(ⅰ)將包括摻雜物的薄膜沉積在所述金屬表面上；以及

(ⅱ)電化學氧化所述金屬燃料。

27.一種產生包括金屬燃料和摻雜的氧化產物的電極的方法，包括：

(ⅰ)將摻雜物的鹽溶解到溶劑中，從而形成摻雜物溶液；以及

(ⅱ)在所述摻雜物溶液的存在下電化學氧化所述金屬燃料。

28.一種產生包括金屬燃料和摻雜的氧化產物的電極的方法，包括：

(ⅰ)形成摻雜物和金屬的合金；以及

(ⅱ)電化學氧化所述金屬燃料。