배터리 전하 이동 메커니즘 document_id 1020157010641

[청구항 1] 나트륨 금속 및 리튬 금속으로부터 선택된 물질을 포함하고, 방전 동안 알칼리 금속 이온을 방출하기 위해 전기화학적으로 산화되고 재충전 동안 알칼리 금속 이온이 알칼리 금속으로 전기화학적으로 환원되는, 알칼리 금속 음극 (i) 할로겐화물 이온 및 유사-할로겐화물 이온으로부터 선택된 다수의 이온, (ii) 킬레이트제, 및 (iii) 암모니아로부터 선택된 화학물질 및 금속 이온의 착물을 포함하는 금속 착물; 및 금속 착물의 금속 이온은 방전 동안 양극 위에 금속 도금 형성을 위해 전기화학적으로 환원되고, 금속 도금이 재충전 동안 금속 이온을 형성하기 위해 전기화학적으로 산화되는, 할로겐화 알칼리 금속 및 유사-할로겐화 알칼리 금속으로부터 선택된 알칼리 금속 화합물 을 포함하는 액체 양극 용액에 배치된 양극을 포함하는 양극 구획; 및 나트륨 이온 전도성 전해질 멤브레인 및 리튬 이온 전도성 멤브레인으로부터 선택되고, 액체 양극 용액으로부터 알칼리 금속 음극을 분리시키는, 알칼리 금속 이온 전도성 전해질 멤브레인 을 포함하는 알칼리 금속 2차 전지 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 알칼리 금속 음극이 나트륨 금속포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 알칼리 금속 음극이 리튬 금속포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 4] 제2항에 있어서,상기 알칼리 금속 이온 전도성 전해질 멤브레인이nasicon-유형 물질포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 5] 제3항에 있어서,상기 알칼리 금속 이온 전도성 전해질 멤브레인이lisicon-유형 물질포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 6] 제2항에 있어서,상기 알칼리 금속 화합물이nai를포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 금속 착물이 할로겐화물 이온 및 유사-할로겐화물 이온으로부터 선택된 다수의 이온을 포함하고, 이러한 이온이 클로라이드 이온, 브로마이드 이온, 아이오다이드 이온, 아지드 이온, 티오시아네이트 이온, 및 시아나이드 이온선택된알칼리 금속 2차 전지. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 금속 착물이cui2-, agi2-, [alf6]3-, [alf4]-1, [bef4]2-, [snf6]2-, [cucl2]-1, [agcl2]-1, [pbcl4]2-, [zncl4]2-, [hgcl4]2-, [cubr2]-1, [agbr2]-1, [hgbr4]2-, [cui2]-1, [agi2]-1, [pbi4]2-, [zri5-], [tibr5-], [hgi4]2-, 및 [cd(scn)4]2-, [hg(scn)4]2-로부터 선택된 착물 이온포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 9] 제1항에 있어서,상기 금속 도금이 은, 알루미늄, 금, 비스무트, 베릴륨, 코발트, 카드뮴, 크로뮴, 구리, 철, 아연, 갈륨, 수은, 마그네슘, 망가니즈, 니켈, 납, 티타늄, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 갈륨, 인듐 및 주석으로부터 선택된 물질포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 약 0.5 몰 초과의 농도로 금속 착물포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 11] 제1항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 약 0.5 몰 초과의 농도로 할로겐화 또는 유사할로겐화 알칼리 금속포함하는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 12] 제1항에 있어서,할로겐화 알칼리가 사용되었을 때, 재충전 반응이 금속 착물을 형성하는금속도금산화대신할로겐생성일수있는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 13] 제12항에 있어서,상기 할로겐이 금속 착물을 형성하기 위해금속도금을산화시킬수있는알칼리 금속 2차 전지. [청구항 14] 나트륨 금속 및 리튬 금속으로부터 선택된 물질을 포함하고, 방전 동안 알칼리 금속 이온을 방출하기 위해 전기화학적으로 산화되고 재충전 동안 알칼리 금속 이온이 알칼리 금속으로 전기화학적으로 환원되는, 알칼리 금속 음극 (i) 할로겐화물 이온 및 유사-할로겐화물 이온으로부터 선택된 다수의 이온, (ii) 킬레이트제, 및 (iii) 암모니아로부터 선택된 화학물질 및 금속 이온을 포함하는 금속 착물; 및 금속 도금이 충전 동안 금속 착물을 형성하기 위해 전기 화학적으로 산화되고 금속 착물이 방전 동안 양극 위에 금속 도금을 다시 형성하기 위해 전기화학적으로 환원되는, 할로겐화 알칼리 금속 및 유사-할로겐화 알칼리 금속으로부터 선택된 알칼리 금속 화합물 을 포함하는 액체 양극 용액에 배치된 양의 금속 판 전극을 포함하는 양극 구획; 및 나트륨 이온 전도성 전해질 멤브레인 및 리튬 이온 전도성 멤브레인으로부터 선택되고, 액체 양극 용액으로부터 알칼리 금속 음극을 분리시키는, 알칼리 금속 이온 전도성 전해질 멤브레인 을 포함하는 알칼리 금속 2차 전지 [청구항 15] 방전 동안 나트륨 이온을 방출하기 위해 전기화학적으로 산화되고 재충전 동안 나트륨 이온이 나트륨 금속으로 전기화학적으로 환원되는, 금속 나트륨 음극 금속 착물이 방전 동안 양극 위에 금속 도금 형성을 위해 전기화학적으로 환원되고, 금속 도금이 재충전 동안 금속 착물 형성을 위해 전기 화학적으로 산화되는 것인, cui 2 - 및 agi 2 - 로부터 선택된 금속 착물 이온; 및 (i) 할로겐화 알칼리 금속 및 (ii) 유사-할로겐화 알칼리 금속으로부터 선택된 알칼리 금속 화합물 을 포함하는 액체 양극 용액에 배치된 양극을 포함하는 양극 구획; 및 액체 양극 용액으로부터 금속 나트륨 음극을 분리시키는, 나트륨 이온에 선택적인 나트륨 이온 전도성 전해질 멤브레인 을 포함하는 나트륨 금속 2차 전지 [청구항 16] 제15항에 있어서,상기 알칼리 금속 화합물이nai를포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 17] 제15항에 있어서,상기 나트륨 이온 전도성 전해질 멤브레인이 수 불침투성 물질을 포함하고 상기 액체 양극 용액이 수성 용매더 포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 18] 제15항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 비-수성 용매더 포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 19] 제15항에 있어서,전지가 작동하면서 상기 금속 나트륨 음극이 용융되고 전도성 전해질 멤브레인접촉하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 20] 제15항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 약 0.5 몰 초과의 농도로 금속 착물포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 21] 제15항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 약 0.5 몰 초과의 농도로 할로겐화 또는 유사할로겐화 금속, 나트륨포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 22] 제15항에 있어서,상기 할로겐화 나트륨이 사용되었을 때, 재충전 반응이 금속 착물을 형성하는금속도금산화대신할로겐생성일수있는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 24] 제23항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 수용액포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 25] 제23항에 있어서,상기 액체 양극 용액이 비-수성 용매포함하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 26] 제23항에 있어서,상기 전지가 약 100 내지 약 170 ℃의 작동 온도기능하는나트륨 금속 2차 전지. [청구항 27] 제23항에 있어서,상기 알칼리 금속 화합물이nai를포함하는나트륨 금속 2차 전지.