[发明专利]表面改性的基于氰化物的过渡金属化合物

说明书

表面改性的过渡金属氰化物配位化合物(TMCCC)组合物的系统、方法和制品，包括该组合物的改良电极，以及该组合物的制造方法。所述组合物、化合物、装置及其用途符合A_xMn_(y‑k)M^j_k[Mn^m(CN)_(6‑p‑q)(NC)_p(Che)^r_q]_z.(Che)^r_w(Vac)_(1‑z).nH₂O(其中Vac是Mn(CN)_(6‑p‑q)(NC)_p(Che)^r_q空位)；其中Che是酸螯合剂；其中：A＝Na、K、Li；并且M＝Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Pb；并且其中0j≤4；0≤k≤0.1；0≤(p+q)6；0x≤4；0≤y≤1；0z≤1；0w≤0.2；0n≤6；‑3≤r≤3；并且其中：x+2(y‑k)+jk+(m+(r+1)q–6)z+wr＝0。

相关申请的交叉引用

本申请要求第14/755,607号美国专利申请(现在为第9,299,981号美国专利)和第14/880,010号美国专利申请(现在为第9,359,219号美国专利，其是第14/755,607号美国专利申请的分案)的权益，其内容以整体形式通过援引由此明确并入，以用于所有目的。

关于联邦资助研发的声明

本发明是经由DOE给予的ARPA-E基金号DE-AR000300的政府支持以及经由AlveoEnergy,Inc.完成的。政府具有本发明的某些权利。

发明领域

本发明总体涉及可用于电化学装置的材料的环境稳定性，更具体且并非排他地，涉及环境稳定的电极活性材料的组合物、制品和制造方法，例如，空气敏感性阳极活性过渡金属氰化物配位化合物(TMCCC)材料的稳定化。

发明背景

不应当假设背景部分中讨论的主题由于其在背景部分中提及而仅构成现有技术。类似地，不应当假设在背景部分中提及或与背景部分的主题有关的问题已经先前在现有技术中认识到。背景部分中的主题仅代表不同的方式，其自身还可以构成发明。

在电化学电池(cell)设计中存在一种趋势，即，需要开发出用于能量存储技术的新材料以允许安全、经济且节能的蓄电池(batteries)。对于有机和含水的电解质，已经开发出许多用作阴极的基于氰化物的过渡金属化合物。迄今对于用作阳极(且更具体地，对于用作含水电解质蓄电池中的阴极电极)的基于氰化物的过渡金属化合物仅公开了极少的工作。

关于用于水基电解质蓄电池的氰化物桥接配位聚合物电极的最新发展已经揭示了有前景的结果。然而，在基于氰化物的过渡金属化合物可以安全地、经济地以及以节能方式用于阳极、尤其用于在含水电解质电池中运行的阳极之前，必须解决许多挑战。电极的相对迅速的衰退率以及在氧存在下加工和处理材料时的困难是重要的技术、经济和安全性的关注点。

例如，六氰基锰酸锰阳极材料是空气和水分敏感的，因此其存储、处理和加工需要其中必须不存在氧和水分的受控环境中。将这样的材料并入诸如蓄电池的产品中，对蓄电池的制造成本有重要的影响，并且使得该材料作为阳极活性材料而变得不那么有吸引力，尽管其由于其电化学性质而具有潜在的优势。

需要的是改进的过渡金属氰化物配位化合物(TMCCC)组合物的系统、方法和制品，包括该组合物的改良电极，以及该组合物的制造方法。

发明概述

公开了改进的过渡金属氰化物配位化合物(TMCCC)组合物的系统、方法和制品，包括该组合物的改良电极，以及该组合物的制造方法。