(57)【要約】  （Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体、  （Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、  （Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、  （Ｄ）一般式（Ｉ）      Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）  （但し、変化項目が以下のように定義される：  Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、  Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、  Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、  Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、  ａが、１〜３の範囲であり、  ｂが、０．１〜１０の範囲であり、  ｃが、零〜１の範囲であり、  ｄが、零〜１の範囲であり、  ｅが、零〜５の範囲であり、  ｆが、１〜２８の範囲である）  の、少なくとも１種の、粒子状態の化合物、  を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする電極。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の、粒子状態の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする電極。
【請求項２】
化合物（Ｄ）が、酸化物混合物、及びヘテロポリ酸、及びこれらの塩から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
化合物（Ｄ）が、Ｆｅ−Ａｇ−Ｘ−Ｏ、Ｆｅ−Ｖ−Ｘ−Ｏ、Ａｇ−Ｘ−Ｖ−Ｏ、Ｃｅ−Ｘ−Ｏ、及びＦｅ−Ｘ−Ｏから選ばれ、及びＸが、モリブデン及びタングステンから選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
有機ポリマー（Ｃ）が、ハロゲン化（コ）ポリマーから選ばれることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電極。
【請求項５】
固体媒体（Ａ）が、金属メッシュ、及び炭素から成るガス拡散媒体から選ばれることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電極。
【請求項６】
導電性で炭素質の材料（Ｂ）は、ＢＥＴ表面積が、２０〜１５００ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電極。
【請求項７】
化合物（Ｄ）は、平均一次粒子径が、１０〜５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電極。
【請求項８】
化合物（Ｄ）が、凝集した粒子の状態であり、凝集物は、平均径が２０ｎｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電極。
【請求項９】
更に、放電触媒を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電極。
【請求項１０】
電気化学セル内に、請求項１〜９の何れか１項に記載の電極を使用する方法。
【請求項１１】
電気化学セルが、カドミウム−空気バッテリー、アルミニウム−空気バッテリー、鉄−空気バッテリー、又は亜鉛−空気バッテリーを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜９の何れかに記載の、少なくとも１種の電極を含む電気化学セル。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電気化学セルを使用して機器を運転する方法。
【請求項１４】
請求項１〜９の何れかに記載の電極を製造するための方法であって、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
が、１つ以上の工程で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施されることを含む方法。
【請求項１５】
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
が、インク、又はペースト、又は練り粉の状態で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ガスが拡散可能な固体媒体に施しを行った後に、熱処理が行われることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１種の有機溶媒、又は水、及び
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の粒子状の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする処方物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の、粒子状態の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする電極に関する。
【０００２】
更に本発明は、本発明の電極を電気化学セル、例えば金属−空気バッテリー、例えばカドミウム−空気バッテリー、アルミニウム−空気バッテリー、又は鉄−空気バッテリー、及び特にＺｎ−空気バッテリーに使用する方法に関する。本発明は更に、本発明の電気化学セルを製造するための方法、及び本発明の電極を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電荷の輸送が多かれ少なかれ水和プロトンによって行なわれ、及びこのために、最大電圧が制限されている、通常の電気化学セルの代替が、長年にわたり探査さてきた。このことについて、電気的エネルギーのための代替の貯蔵媒体は、（電荷の輸送が、水性溶媒中のリチウムイオンによって確保される）リチウムイオンバッテリーである。しかしながら、この種の多くのバッテリーは、空気と水分に対して敏感であり、最悪の場合には、不具合のあるリチウムイオンバッテリーの自己発火をもたらす。
【０００４】
更に、電気化学セルは高いエネルギー密度を有することが望ましい。
【０００５】
一つの救済が、金属−空気バッテリー、例えば亜鉛−空気バッテリーによって提案されている。通常の一実施の形態では、金属、例えば亜鉛が、アルカリ性の電解質の存在下に大気中酸素によって酸化され、酸化物又は水酸化物を形成する。放出されたエネルギーは、電気化学的に使用される。この種のバッテリーは、放電で形成された金属イオンの還元によって再充電することができる。この目的のために、カソードとしてガス拡散電極（ＧＤＥｓ）を使用することが公知である。ガス拡散電極は、多孔性であり、及び二機能性の作用を有している。金属−空気バッテリーは、放電の過程で、大気中の酸素を水酸化物イオンに還元することができなければならず、及び充電の過程で、水酸化物イオンを酸素に酸化することができなければならない。この目的のために、例えば、微細化された（微細に粉化された）カーボンから成る担体材料上にガス拡散電極を配置した構成が公知である（上記担体材料は、酸素還元の触媒作用、又は酸素発生の触媒作用のための１種以上の触媒を含んでいる）。
【０００６】
ここで、触媒の選択が非常に重要である。このことについて、純粋な放電触媒、例えば金属酸化物、例えばＭｎＯ2、Ｃｏ3Ｏ4、Ｌａ2Ｏ3、ＬａＮｉＯ3、ＮｉＣｏ2Ｏ4、ＬａＭｎＯ3、及びＬａＮｉＯ3、金属、例えばＡｇ、金属錯体、例えばＣｏＴＭＭＰ（テトラメトキシフェニルポルフィリン）及びＦｅＴＭＭＰ−Ｃｌ、金属窒化物、例えばＭｎ4Ｎ、ＣｒＮ、Ｆｅ2Ｎ、金属炭化物、例えばＴａＣ、ＴｉＣ及びＷＣ、及び二元機能触媒、例えばペロブスカイト、例えばＬａ0.8Ｓｒ0.2ＢＯ3（非特許文献１：Ｖ．Ｎｅｂｕｒｃｈｉｌｏｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｏｕｒｃｅｓ，２０１０，１９５，１２７１、参照）、又はＬａ0.6Ｃａ0.4Ｃｏ3（特許文献１：ＷＯ２００３／５４９８９、参照）の間で明確な差異が引かれる。
【０００７】
特許文献２（ＷＯ２００７／０６５６８９９）は、（電極の活性層が、酸素還元触媒、及びＬａ2Ｏ3、Ａｇ2Ｏ及びスピネルから選ばれる二元機能触媒を含む）二次金属−空気バッテリーのための触媒を開示している。
【０００８】
特許文献３（ＵＳ５３１８８６２）は、グラファイト、ＮｉＳ、ＦｅＷＯ4及びＷＣの固形化した混合物（該混合物は、コバルトで被覆されている）から成る電極材料を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２００３／５４９８９
【特許文献２】ＷＯ２００７／０６５６８９９
【特許文献３】ＵＳ５３１８８６２
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｖ．Ｎｅｂｕｒｃｈｉｌｏｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｏｕｒｃｅｓ，２０１０，１９５，１２７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記に引用した従来技術から公知の全ての材料は、次の特性の少なくとも一つについて、なお改良することができる：電気触媒的な活性、化学に対する抵抗性、電気化学的腐食、機械的な安定性、担体材料への良好な付着、及び導電性カーボンブラック、バインダー、及び存在する場合には放電触媒との低い相互作用。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、冒頭に定義した電極が見出された。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記に定義した電極は、本発明では本発明の電極とも称され、そして
（Ａ）本発明では、媒体（Ａ）又は担体（Ａ）とも称されるガスが拡散可能な固体媒体、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の粒子状の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である。
【００１４】
ガスが拡散することができる固体媒体は、本発明では略して媒体（Ａ）とも称され、そして好ましくは、圧力を上昇させることなく酸素又は空気が拡散することができる多孔性の物体、例えば金属メッシュ及びカーボン、特に活性化されたカーボンから成るガス拡散媒体、及び金属メッシュ上のカーボンであると考えられる。ガス透過性は、例えば、ペーパー又はペーパーボンドのガス透過性の測定に類似するＧｕｒｌｅｙ法によって測定することができる。
【００１５】
本発明の一実施の形態では、媒体（Ａ）は、気孔率が、１０ｃｍ3の空気について、２０〜１０００秒の範囲、好ましくは４０〜１２０秒／１０ｃｍ3である。ここで、秒は、「Ｇｕｒｌｅｙ秒」を意味する。
【００１６】
本発明の一実施の形態では、空気、又は大気酸素が、基本的に妨害されることなく媒体（Ａ）を通って流れることができる。
【００１７】
本発明の一実施の形態では、媒体（Ａ）は、電流を導く媒体である。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態では、媒体（Ａ）は、標準的な運転で、すなわち充電の過程と放電の過程で電気化学セル内で進行する反応に関して化学的に不活性である。
【００１９】
本発明の一実施の形態では、媒体（Ａ）は、（アパラントＢＥＴ表面積として称されることが好ましい）内部ＢＥＴ表面積（インターナルＢＥＴ表面積）が２０〜１５００ｍ2／ｇのカーボンから選ばれる。
【００２０】
本発明の一実施の形態では、媒体（Ａ）は、金属メッシュ、例えばニッケルメッシュ、又はタンタルメッシュから選ばれる。金属メッシュは、粗くても、微細であっても良い。
【００２１】
本発明の他の実施の形態では、媒体（Ａ）は、織物、マット、フェルト、又は不織物（これらは、金属フィラメントを含む）から選ばれる。
【００２２】
本発明の一実施の形態では、媒体は、ガス拡散媒体、例えば活性化されたカーボン、アルミニウム−ドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化スズ、又は多孔性カーバイド、又は窒化物、例えばＷＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｍｏ2Ｎ、ＴｉＮ、ＺｒＮ又はＴａＣから選ばれる。
【００２３】
本発明の電極は更に、少なくとも１種の導電性で炭素質の材料（Ｂ）を含み、この導電性で炭素質の材料（Ｂ）は、本発明では、導電性カーボン（Ｂ）とも称される。
【００２４】
導電性カーボン（Ｂ）は、例えばグラファイト、活性化カーボン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は上述した物質の少なくとも２種の混合物から選ばれることができる。
【００２５】
本発明の一実施の形態では、導電性カーボン（Ｂ）は、カーボンブラックである。カーボンブラックは、例えば、ランプブラック、ファーネスブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及び工業ブラックから選ばれても良い。カーボンブラックは不純物、例えば炭化水素、特に芳香族炭化水素、又は酸素含有化合物、又は酸素含有基、例えばＯＨ基を含んでも良い。更に、硫黄−、又は鉄−含有不純物がカーボンブラック中に含まれることができる。
【００２６】
媒体（Ａ）及び導電性カーボン（Ｂ）がそれぞれ、活性化されたカーボンとして選ばれた場合、媒体（Ａ）及び導電性カーボン（Ｂ）は、化学的に異なっていても良く、又は好ましくは同一である。
【００２７】
導電性カーボン（Ｂ）は、例えば直径が０．１〜１００ｍｍの範囲、好ましくは２〜２０μｍの範囲の粒子中に存在しても良い。
【００２８】
一変形例では、導電性カーボン（Ｂ）は、部分的に酸化されたカーボンブラックである。
【００２９】
本発明の一実施の形態では、導電性カーボン（Ｂ）は、カーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブ（略してＣＮＴｓ）、例えば単壁カーボンナノチューブ（ＳＷ ＣＮＴｓ）及び好ましくは複壁カーボンナノチューブ（ＭＷ ＣＮＴｓ）は、それ自体は公知である。これらを製造する方法、及び所定の特性が、例えばＡ．Ｊｅｓｓ ｅｔ ａｌ．によって、Ｃｈｅｍｉｅ Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒ Ｔｅｃｈｎｉｋ２００６，７８，９４−１００に記載されている。
【００３０】
本発明の一実施の形態では、カーボンナノチューブは、直径が０．４〜５０ｎｍの範囲、好ましくは、１〜２５ｎｍの範囲である。
【００３１】
本発明の一実施の形態では、カーボンナノチューブは、長さが１０ｎｍ〜１ｍｍの範囲、好ましくは、１００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
【００３２】
カーボンナノチューブは、それ自体は公知の方法によって製造することができる。例えば、揮発性炭素化合物、例えばメタン又は一酸化炭素、アセチレン、又はエチレン、又は揮発性炭素化合物の混合物、例えば合成ガスは、１種以上の還元剤、例えば水素、及び／又は更なるガス、例えば窒素の存在下に分解することができる。他の適切なガス混合物は、一酸化炭素とエチレンの混合物である。分解のための適切な温度は、例えば、４００〜１０００℃の範囲、好ましくは５００〜８００℃の範囲である。分解のための適切な圧力条件は、例えば標準圧力〜１００バールの範囲、好ましくは〜１０バールの範囲である。
【００３３】
例えば、カーボン（炭素）含有化合物を光アーク中で、特に分解触媒の存在下、又は不存在下に分解することによって、単−又は複壁カーボンナノチューブを得ることができる。
【００３４】
一実施の形態では、１種以上の揮発性のカーボン含有化合物の分解が、分解触媒、例えばＦｅ、Ｃｏ又は好ましくはＮｉの存在下に行われる。
【００３５】
本発明において、グラファイトは、ほぼ理想的、又は理想的な（単一グラファイト層に類似する構造を有する）カーボン２次元六方晶を意味する。
【００３６】
本発明の一実施の形態では、導電性カーボン（Ｂ）及び特にカーボンブラックは、ＢＥＴ表面積が、ＩＳＯ９２７７に従い測定して、２０〜１５００ｍ2／ｇの範囲である。
【００３７】
本発明の電極は、少なくとも１種の有機ポリマーを含み、該有機ポリマーは、ポリマー（Ｃ）又は略してバインダー（Ｃ）と称される。このことについて、「有機ポリマー」という用語は、有機コポリマーをも含み、及び主鎖が主として、すなわち少なくとも５０モル％、炭素原子を含み、及びラジカル重合、アニオン、カチオン重合、又は重付加、又は重縮合によって製造することができるポリマー性化合物を意味する。
【００３８】
特に適切なポリマー（Ｃ）は、例えば、アニオン、触媒、又はラジカル（共）重合によって得られる（コ）ポリマー、特にポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリエチレンイミン、及びエチレン、プロピレン、スチレン、（メト）アクリロニトリル、及び１，３−ブタジエンから選ばれる、少なくとも２種のコモノマーのコポリマーから選ばれることができる。ポリプロピレンも適切である。ポリイソプレン及びポリアクリレートが追加的に適切である。ポリアクリロニトリルが特に好ましい。
【００３９】
本発明について、ポリアクリロニトリルは、ポリアクリロニトリルホモポリマーのみならず、アクリロニトリルと１，３−ブタジエン、又はスチレンとのコポリマーをも意味すると理解される。
【００４０】
本発明について、ポリエチレンは、ホモポリエチレンを意味するのみならず、少なくとも５０モル％の共重合したエチレンと、５０モル％以下の少なくとも１種の更なるコモノマー、例えばα−オレフィン、例えばプロピレン、ブチレン（１−ブテン）、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−ペンテン、及びイソブテン、ビニル方向族化合物、例えばスチレン、及び（メト）アクリル酸、ビニルアセテート、ビニルプロピネート、（メト）アクリル酸のＣ1−Ｃ10−アルキルエステル、特にメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、及びマレイン酸、無水マレイン酸、及び無水イタコン酸とを含むエチレンのコポリマーをも意味すると理解される。ポリエチレンは、ＨＤＰＥ又はＬＤＰＥであっても良い。
【００４１】
本発明について、ポリプロピレンは、ホモポリプロピレンを意味すると理解されるのみならず、少なくとも５０モル％の共重合したプロピレンと、５０モル％以下の少なくとも１種の更なるコモノマ、例えばエチレン、及びα−オレフィン、例えばブチレン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、及び１ペンテンを含むコポリマーをも意味するとも理解される。ポリプロピレンは、好ましくはイソタクチック、又は基本的にイソタクチックのポリプロピレンである。
【００４２】
本発明について、ポリスチレンは、スチレンのホモポリマーを意味するのみならず、アクリロニトリル、１，３−ブタジエン、（メト）アクリル酸、（メト）アクリル酸のＣ1−Ｃ10−アルキルエステル、ジビニルベンゼン、特に１，３−ジビニルベンゼン、１，２−ジフェニルエチレン及びα−メチルスチレンとのコポリマーをも意味すると理解される。
【００４３】
他の好ましいバインダー（ポリマー（ｃ））は、ポリブタジエンである。
【００４４】
他の適切なポリマー（Ｃ）は、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、セルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド、及びポリビニルアルコールから選ばれる。
【００４５】
本発明の一実施の形態では、ポリマー（Ｃ）は、平均分子量Ｍwが、５００００〜１００００００ｇ／モル、好ましくは〜５０００００ｇ／モルの範囲のこれらの（コ）ポリマーから選ばれる。
【００４６】
ポリマー（Ｃ）は、架橋している、又は架橋していない（コ）ポリマーであって良い。
【００４７】
本発明の特に好ましい実施の形態では、ポリマー（Ｃ）は、ハロゲン化された（コ）ポリマー、特にフッ素化された（コ）ポリマーから選ばれる。ハロゲン化又はフッ素化（コ）ポリマーは、分子１個につき、少なくとも１個のハロゲン原子、又は少なくとも１個のフッ素原子、好ましくは分子１個につき、少なくとも２個のハロゲン原子、又は少なくとも２個のフッ素原子を有する、少なくとも１種の（共）重合化された（コ）モノマーを含む、これらの（コ）ポリマーを意味すると理解される。
【００４８】
例は、ポリビニルクロリド、ポリビニリデンクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ビニリデンフルオリド−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、ビニリデンフルオリドテトラフルオロエチレンコポリマー、ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ビニリデンフルオリド−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、及びエチレン−クロロフルオロエチレンコポリマーである。
【００４９】
適切なポリマー（Ｃ）は、特にポリビニルアルコール及びハロゲン化（コ）ポリマー、例えばポリビニルクロリド、又はポリビニリデンクロリド、特にフッ素化された（コ）ポリマー、例えばポリビニルフルオリド、及び特にポリビニリデンフルオリド、及びポリテトラフルオロエチレンである。
【００５０】
本発明の電極は更に、一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、好ましくはＶ、Ｍｏ及びＷであり、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、好ましくはＦｅ、Ａｇ、及びランタノイドの中からＬａ及びＣｅであり、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、好ましくはＰ及びＳｉであり、
Ｍ4が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ4、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれ、好ましくはＮＨ4、Ｌｉ、Ｋ及びＮａであり、
ａが、１〜３の範囲、好ましくは１であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲、好ましくは０．３〜３の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲、好ましくは〜０．２の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲、好ましくは〜０．２の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲、好ましくは〜１．０の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、略して化合物（Ｄ）とも称される、少なくとも１種の、粒子状態の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲、好ましくは１〜１００ｍ2／ｇの範囲、より好ましくは１〜５０ｍ2／ｇの範囲である。
本発明の一実施の形態では、変数ｆは、化合物（Ｄ）が電気的に非荷電であるように選ばれる。
【００５１】
本発明の一実施の形態では、変数ｆは、化合物（Ｄ）が電気的に非荷電ではない（例えば零未満〜−２）ように選ばれる。
【００５２】
変数ｅが零でないように選ばれる場合、好ましくは水素が、化合物（Ｄ）中の水酸化物イオン中に存在する。
【００５３】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）中のＭ1、Ｍ2、Ｍ3又はＭ4は、少なくとも２種の元素の混合物から選ばれる。例えば、Ｍ2は、Ｆｅ及びＡｇの混合物から選ばれる。例えば、Ｍ1は、Ｖ及びＭｏの混合物から選ばれる。
【００５４】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は、混合された酸化物及びヘテロポリ酸、及びこれらの塩、例えばアンモニウム、又はアルカリ金属塩から選ばれる。化合物（Ｄ）は、好ましくは混合酸化物から選ばれる。
【００５５】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は、あＦｅ−Ａｇ−Ｘ−Ｏ、Ｆｅ−Ｖ−Ｘ−Ｏ、Ａｇ−Ｖ−Ｘ−Ｏ、Ｃｅ−Ｘ−Ｏ及びＦｅ−Ｘ−Ｏから選ばれ、ここでＸは、タンクステン及び好ましくはモリブデンから選ばれる。
【００５６】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｉ）中のＦｅ−Ａｇ−Ｘ−Ｏは、一般式（ＩＩ）
ＸaＦｅb1Ａｇb2Ｏf            （ＩＩ）
（但し、変数ｂ１〜ｂ２の合計が、０．１〜１０の範囲、好ましくは０．３〜３の範囲であり、及び残りの変数は、それぞれ上述したものである）
の化合物から選ばれる。
【００５７】
本発明の一実施の形態では、Ｆｅ−Ｖ−Ｘ−Ｏは、一般式（ＩＩＩ）
Ｖa1Ｘa2ＦｅbＯf              （ＩＩＩ）
（但し、変数ａ１及びａ２の合計は、１〜３の範囲であり、及び好ましくは１であり、及び他の変数は上記に定義したものである）
の化合物から選ばれる。
【００５８】
本発明の一実施の形態では、Ａｇ−Ｖ−Ｘ−Ｏは、一般式（ＩＶ）
Ｖa1Ｘa2ＡｇbＯf              （ＩＶ）
（但し、変数は上記に定義したものである）
の化合物から選ばれる。
【００５９】
本発明の一実施の形態では、Ｃｅ−Ｘ−Ｏは、一般式（Ｖ）
ＸaＣｅbＯf            （Ｖ）
（但し、変数は上記に定義したものである）
の化合物から選ばれる。
【００６０】
化合物（Ｄ）は、粒子の状態である。この場合、粒子は、規則的、又は不規則的な形状であっても良く、及び例えば、球形状、板状形状、針状形状、又は不規則形状であっても良い。
【００６１】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は、平均一次粒子径が１０〜５０ｎｍの範囲である。平均一次粒子径は、顕微鏡、例えば走査電子顕微鏡、又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定することができる。
【００６２】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は、凝集した粒子の状態であり、この場合、凝集物は、平均径が２０ｎｍ〜１００μｍであっても良い。この場合、凝集物（塊）は、化合物（Ｄ）の粒子が例えば、少なくとも２個〜数千の一次粒子で構成されていて良い外観を有していても良い。
【００６３】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は、ＩＳＯ９２７７で測定してＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である。
【００６４】
本発明の一実施の形態では、化合物（Ｄ）は粒子径が、二峰性分布を有している。
【００６５】
本発明の一実施の形態では、本発明の電極は、少なくとも２種の異なる化合物（Ｄ）の混合物を含む。
【００６６】
本発明の一実施の形態では、本発明の電極は、電極全体に対して、
２０〜５０質量％の範囲、好ましくは３５〜４５質量％の範囲の導電性カーボン（Ｂ）、
５〜４５質量％の範囲、好ましくは３０〜４０質量％の範囲のポリマー（Ｃ）、及び
０．５〜２５質量％の範囲、好ましくは５〜１５質量％の範囲の化合物（Ｄ）、
を含む。
【００６７】
本発明の一実施の形態では、本発明の電極は更に、少なくとも１種の放電触媒（Ｅ）を含む。
【００６８】
適切な放電触媒（Ｅ）の例は、例えば、Ｌａ2Ｏ3、Ａｇ2Ｏ、スピネル、例えばＬｉＭｎ2Ｏ4、ＭｎＯ2、Ａｇ、ＣｏＴＭＭＰ（コバルトテトラ［パラ−メトキシフェニル］ポルフィリン）、ＦｅＴＭＭＰ−Ｃｌ、Ｍｎ4Ｎ、ＣｒＮ、Ｆｅ2Ｎ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｌａ2Ｏ3、ＬａＮｉＯ3、ＮｉＣｏ2Ｏ4、ＬａＭｎＯ3、ＬａＮｉＯ3、特にＡｇ及びＡｇ／Ｃである。
【００６９】
放電触媒（Ｅ）は、粒子状の状態であることが好ましい。この場合、粒子は、規則的又は不規則的な形状であっても良く、及び例えば、球状形状、板状形状、針状形状、又は不規則な形状であっても良い。放電触媒の粒子の平均径は、２ｎｍ〜１００μｍの範囲であっても良い。本発明ではＡｇ粒子と称されても良い、Ａｇの粒子は、例えば平均径を、２〜２００ｎｍの範囲、好ましくは１０〜５０ｎｍの範囲に有していても良い。放電触媒として、カーボン上のＡｇを使用することを所望する場合、Ａｇ粒子は、直径が２〜２００ｎｍの範囲であっても良く、及びカーボン粒子は、直径が０．１〜１００μｍの範囲であっても良い。
【００７０】
本発明の電極が少なくとも１種の放電触媒（Ｅ）を含む実施の形態で、本発明の電極は、導電性カーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）及び化合物（Ｄ）の合計に対して、０．５〜８０質量％の放電触媒（Ｅ）を含む。
【００７１】
本発明の電極が、放電触媒（Ｅ）としてＡｇ粒子を含む好ましい実施の形態で、本発明の電極は、導電性カーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）及び化合物（Ｄ）の合計に対して、０．５〜１５質量％、好ましくは２〜６質量％の放電触媒（Ｅ）を含む。
【００７２】
本発明の電極が、放電触媒（Ｅ）としてカーボン上のＡｇ粒子を含む好ましい実施の形態で、本発明の電極は、導電性カーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）及び化合物（Ｄ）の合計に対して、１０〜８０質量％、好ましくは２５〜５０質量％の放電触媒（Ｅ）を含む。
【００７３】
本発明の一実施の形態では、本発明の電極は更なる成分を含んでいても良い。適切な更なる成分は例えば、有機溶媒、特にイソプロパノール、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アミルアルコール、ｎ−プロパノール、又はシクロヘキサノンを意味すると理解される溶媒である。更に、適切な溶媒は、有機カーボネート、環式、又は非環式の、例えばジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネート、及び有機エステル、環式、又は非環式の、例えばメチルフォルメート、エチルアセテート、又はγ−ブチロラクトン（ガンマ−ブチロラクトン）、及びまたエーテル、環式、又は非環式の、例えば１，３−ジオキソランである。
【００７４】
更に、本発明の電極は水を含んでも良い。
【００７５】
本発明の電極は、種々の形態で構成して良い。例えば、担体（Ａ）が金属メッシュから選ばれる場合、本発明の電極の形状は、基本的に金属格子の形状によって定義されることが可能である。
【００７６】
更に、担体（Ａ）が活性化されたカーボンから選ばれる場合において、微細化（微粉化）された活性化カーボンの場合（例えば、平均粒子径が０．１〜１００μｍ）には、電極は、処方物、例えばペースト又は練り粉として、金属メッシュ、カーボンから構成されるガス拡散媒体、又は金属メッシュ上のカーボンから構成されるガス拡散層上に施されることができる。
【００７７】
本発明は更に、本発明の電極を、電気化学的セル、例えば（一次バッテリーとも称される）非再充電式電気化学セル、又は（二次バッテリーとも称される）再充電式電気化学セルに使用する方法を提供する。本発明は更に、少なくとも１つの本発明の電極を使用して、電気化学セルを製造するための方法を提供する。本発明は更に、少なくとも１個の本発明の電極を含む電気化学セルを提供する。
【００７８】
本発明の好ましい実施の形態では、本発明の電気化学セルは、Ｃｄ−空気バッテリー、Ｆｅ−空気バッテリー、Ａｌ−空気バッテリー、又は亜鉛−空気バッテリーを含む。
【００７９】
本発明の電気化学セルは、更なる成分、例えばハウジング及び少なくとも１つの対電極を有していても良く、ハウジングは、任意の形状、特にシリンダー、ディスク、又は直平行六面体であって良い。対電極は、本質的な成分として、元素状態の金属、例えばＦｅ、Ａｌ、Ｃｄ又は特に亜鉛を含む。
【００８０】
元素状態の金属は、か焼した多孔性電極の、又は任意にか焼された金属粉、又はペレットの固体スラブの状態であっても良い。一実施の形態では、金属は、平均粒径（数平均）が、例えば２μｍ〜５００μｍの範囲、好ましくは３０〜１００μｍの範囲の粉としての元素状態、特に亜鉛である。
【００８１】
一実施の形態では、粉状態の金属は、寸法安定性を改良するために、有機バインダーと混合される。適切な有機バインダーは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及び特にフッ素化した（コ）ポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）である。
【００８２】
好ましい実施の形態では、粉の状態の金属、特に粉状態の亜鉛が、有機バインダーを有するペースト又は練り粉として使用される。
【００８３】
本発明の電気化学セルは更に、異なって充電された電極を機械的に相互に分離し、従って短絡を防止する、少なくとも１つのセパレーターを含む。適切なセパレーターは、元素状態の金属及び典型的には本発明の電気化学セル内の強塩基性媒体に対して非反応性のポリマーフィルム、特に多孔性のポリマーフィルムである。セパレーターのための特に適切な材料は、ポリオレフィン、特に多孔性のポリエチレンフィルム、及び多孔性のポリプロピレンフィルムである。
【００８４】
ポリオレフィンセパレーター、特にポリエチレン、又はポリプロピレンセパレーターは、多孔率が３５〜４５％の範囲であっても良い。適切な孔径は、例えば３０〜５００ｎｍの範囲である。
【００８５】
本発明の他の実施の形態では、セパレーターは塩基安定性の無機粒子で充填されたＰＥＴ不織布から選ばれることができる。このようなセパレーターは、多孔率が４０〜５５％の範囲であっても良い。適切な孔径は、例えば８０〜７５０ｎｍの範囲である。
【００８６】
本発明の電気化学セルを製造するために、手順は例えば、本発明の電極、セパレーター、及び対電極を相互に結合し、そしてこれらを（任意の）更なる成分と一緒にハウジング内に導入するものであって良い。
【００８７】
本発明の電気化学セルは更に、（少なくとも１種の溶媒と、少なくとも１種の塩様の化合物、又は塩の組合せである）少なくとも１種の電解質を含んでも良い。適切な電解質の例は特に、水性塩基、例えば水酸化ナトリウム溶液、又は水酸化カリウム溶液である。
【００８８】
本発明の一実施の形態では、本発明の電気化学セルは、更なる電極を、例えば参照電極として含んでも良い。適切な更なる電極は例えば、亜鉛ワイヤーである。
【００８９】
本発明は更に、本発明の電極を製造するための方法（以降、この方法は、本発明の製造方法とも称される）を提供する。本発明の製造方法を行うために、手順は、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
を、１つ以上の工程で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施すものであって良い。
【００９０】
この手順は特に、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
が、水性又は溶媒ベースのインク、又は好ましくは水性のペースト、又は好ましくは水性の練り粉の状態で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施されるものであって良い。
【００９１】
式（Ｉ）の化合物は上述したものである。残りの変数（変化項目）は、上述したものと同様である。
【００９２】
化合物（Ｄ）を最初に処理、例えば導電性カーボン（Ｂ）で被覆し、そして次にポリマー（Ｃ）と混合し、そして担体（Ａ）に施すことも可能である。
【００９３】
塗布（施し）は例えば、スプレー、例えばスプレーがけ、又は噴霧化、及びナイフ被覆、印刷、又はプレスによって行うことができる。本発明において、噴霧化は、スプレーガン、「エアブラシ法」又は略して「エアブラシング」とも称される方法を使用した塗布も含む。
【００９４】
本発明の製造方法の実施は、例えば１種以上の化合物（Ｄ）から始まる。
【００９５】
化合物（Ｄ）は例えば、Ｍ1の、Ｍ2の、及び任意にＭ3の、及び／又はＭ4の適切な化合物を、例えば乾燥状態で、又は溶液又は懸濁液として混合することによって製造（調製）することができる。Ｍ1の、Ｍ2の、及び任意にＭ3の、及び／又はＭ4の化合物の割合を、化合物（Ｄ）中のＭ1、Ｍ2、任意のＭ3及びＭ4の化学量論で選択することが好ましい。このようにして得られた混合物は、次に熱的に処理され；例えばこれを例えば２５０〜１０００℃の範囲、好ましくは３００〜８００℃の範囲でか焼することができる。か焼は、不活性ガス下で、又は酸化性雰囲気下で、例えば空気下（又は不活性ガスと酸素の他の混合物下）で行うことができる。か焼の継続時間は、数分〜数時間であっても良い。
【００９６】
化合物（Ｄ）を製造するために有用な適切な出発材料は、Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3、及び／又はＭ4の酸化物、水酸化物、又はオキソヒドロキシドを含む。更に、Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3、及び／又はＭ4のこのような有用な化合物は、酸素の存在下、又は不存在下で加熱した結果として反応して、酸化物、水酸化物又はオキソヒドロキシドを生成したものである。
【００９７】
出発材料を混合して、乾燥した状態又は濡れた状態の化合物（Ｄ）を製造することができる。乾燥した状態で行うことが所望される場合、化合物（Ｄ）を製造するための出発材料は、微細な粉状の状態で使用することができ、そして混合及び任意のコンパクションの後、か焼がなされる。しかしながら、濡れた状態で密接に混合することが好ましい。代表的には、これは、化合物（Ｄ）を製造するために、出発材料を、水溶液、及び／又は水性懸濁物の状態で相互に混合することを含む。
【００９８】
化合物（Ｄ）を製造するための出発材料の特に良好な混合物は、もっぱら溶解した状態のＭ1、Ｍ2、Ｍ3、及び／又はＭ4の化合物から開始し、そしてＭ1、Ｍ2、Ｍ3、及び／又はＭ4の化合物を沈殿させることによって得ることができる。このようにして得ることができる水性材料は、次に好ましくは１００〜１５０℃の範囲の温度で乾燥される。極めて好ましい乾燥方法は、スプレー乾燥で、特に出口温度が１００〜１５０℃の範囲のものである。
【００９９】
熱処理の前、間、及び好ましくは後に、化合物（Ｄ）の所望の粒子径を得るための工程、例えば篩分け、破砕、又は分類を行うことができる。
【０１００】
任意の工程で、化合物（Ｄ）を導電性カーボン（Ｂ）で処理することができ、例えば被覆することができる。このような処理を行うために、例えば、化合物（Ｄ）を導電性カーボン（Ｂ）と強く混合、例えばこれらを粉化する（すりつぶす）ことができる。例えばミル、特にボールミルが粉化に適切である。
【０１０１】
化合物（Ｄ）の、導電性カーボン（Ｂ）との任意の処理の、他の変形例では、（例えば有機化合物を分解することによって）カーボンを化合物（Ｄ）上に堆積させることができる。
【０１０２】
この次に、（例えば水性分散物又はペレットの状態で）加えることができるポリマー（Ｃ）と混合される。
【０１０３】
他の実施の形態では、化合物（Ｄ）、導電性カーボン（Ｂ）及び（例えば水性分散物又はペレットの状態で加えることができる）ポリマー（Ｃ）が一工程で、例えば対応する固体を、任意に１種以上の有機溶媒又は水を使用して攪拌することによって混合される。混合のために、例えば、攪拌装置、例えば攪拌タンク、又はミル、例えばボールミル、及び特に攪拌ボールミルを使用することができる。他の実施の形態では、例えばソノトロードを使用した超音波が使用される。これにより、好ましくは水性処方物が得られる。
【０１０４】
次に、好ましくは水性の、施される処方物の所望の特性が設定される（例えば、粘度、又は固体含有量）。
【０１０５】
本発明において、固体含有量が０．５〜２５％の好ましくは水性の処方物は、インクと称される。固体含有量が２５％を超える好ましくは水性の処方物は、ペーストと称される。
【０１０６】
本発明の一実施の形態では、好ましくは水性の処方物は、少なくとも１種の界面活性剤を含む。本発明において、界面活性剤は、界面活性（表面活性）の物質である。界面活性剤は、カチオン性、アニオン性、及び好ましくは非イオン性の界面活性剤から選ばれることができる。
【０１０７】
次に、媒体（Ａ）又は担体（Ａ）が用意され、これに（導電性カーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）、化合物（Ｄ）、及び何れかの放電触媒（Ｅ）を含む）１種以上の好ましくは水性の処方物が１つ以上の工程で施される。この供給（施し）は、例えば、プレス、スプレー、特にスプレーガンを使用したスプレー、及びナイフ被覆、又は好ましくは印刷によって行うことができる。
【０１０８】
本発明の他の実施の形態では、溶媒を有しない導電性のカーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）、化合物（Ｄ）、及び任意に放電触媒（Ｅ）成分の混合物を、例えば３０〜３００バールの圧力、及び１５０〜３２０℃の範囲の温度で相互に圧縮することができる。この目的のために、ペースト、好ましくは水性のペーストから始めることができ、その層高さは、シムを使用して、ローリング又は所定の寸法へのカッティングによって調節することができ、そしてこれが媒体（Ａ）に施される（供給される）。
【０１０９】
この供給（施し）の次に、例えば熱処理、特に１５０〜３５０℃、特にポリマー（Ｃ）のガラス転移温度におおよそ対応する温度での処置によって固定が行われる。この場合、ポリマー（Ｃ）としてビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン コポリマーが選ばれる場合には、温度を、例えば１２５〜１７５℃の範囲、好ましくは約１５０℃に選ぶことが好ましい。他の変形例では、選択される温度は、１７５〜２２５℃、好ましくは約２００℃であり、及び選ばれるポリマー（Ｃ）は、ポリビニリデンフルオリドである。他の変形例では、選択される温度は、３００〜３５０℃、好ましくは３２０〜３２５℃では、及び選択されるポリマー（Ｃ）は、ポリテトラフルオロエチレンである。
【０１１０】
一変形例では、機械的に、例えばカレンダー処理によって固定することが可能である。
【０１１１】
これにより本発明の電極が得られ、該電極は、更なる成分と組合せて本発明の電気化学セルが得ることができる。
【０１１２】
これにより、総合的に極めて良好な特性を有する、本発明の電気化学セルが得られる。
【０１１３】
本発明の他の局面は、少なくとも１種の有機溶媒、又は水、及び
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）モリブデン、又はタングステン、及び（Ｆｅ、Ａｇ、ランタノイド及びＶから選ばれる）少なくとも１種の元素を含む、少なくとも１種の混合物、
を含む（略して本発明の処方物とも称される）処方物のものである。
【０１１４】
水性処方物が好ましい。
【０１１５】
導電性カーボン（Ｂ）、ポリマー（Ｃ）及び化合物（Ｄ）は上記に定義した。
【０１１６】
本発明の一実施の形態では、本発明の、好ましくは水性の処方物は、界面活性剤、増粘剤、及び消泡剤から選ばれる、少なくとも１種の更なる成分を含む。
【０１１７】
本発明の一実施の形態では、本発明の、好ましくは水性の処方物は、固体含有量が０．５〜６０％の範囲である。
【０１１８】
以下に実施例を使用して本発明を説明する。
【０１１９】
一般的な事前の注釈：本発明において、百分率での数値は、他に明確な記載がなければ、質量パーセントを表す。
【０１２０】
Ｉ．水性処方物の製造
Ｉ．１水性インク、ＷＦ１．１の製造
攪拌容器中で、磁石攪拌器を使用し、２ｇのエトキシル化されたトリメチルノニルアルコール、及び６６．５ｇの水を混合した。次に、０．４ｇのＮｉＳ、０．４ｇのＷＣ、及び１ｇのＦｅＡｇＭｏ2Ｏ8（Ｄ．１）、ＢＥＴ表面積１．５ｍ2／ｇ、及び活性化されたカーボンの３ｇのＡｇ（Ｃ上９％Ａｇ）（Ｂ．１）を攪拌しながら加えた。次に、以下の処置と共に、超音波を使用して分散させた：１４ｍｍＵＳソノトロード、サイクル１、振幅（amplitude）４５％、８℃冷却、磁石攪拌器７５％、０．０２５ｋＷｈ以下のエネルギー投入。次に、固体含有量が６０％のポリテトラフルオロエチレンの３．８ｇの水性分散物（Ｃ．１）を加え、そして混合物を更なる超音波処理を行うことなく１５分間、攪拌した。この混合物を１９０μｍのスクリーンを通して濾過し、本発明のインク（該インクは、以降、ＷＦ１．１とも称される）を得た。
【０１２１】
Ｉ．２  水性インク、ＷＦ１．２の製造
攪拌容器内で、磁石攪拌器を使用し、２ｇのエトキシル化されたトリメチルノニルアルコール、及び６６．５ｇの水を混合した。次に、０．４ｇのＮｉＳ、０．４ｇのＷＣ、及び０．４ｇのＦｅ2（ＷＯ4）3（Ｄ．２）、ＢＥＴ表面積３ｍ2／ｇ、及び活性化されたカーボンの３ｇのＡｇ（Ｃ上９％Ａｇ）（Ｂ．１）を攪拌しながら加えた。次に、以下の処置と共に、超音波を使用して分散させた：１４ｍｍＵＳソノトロード、サイクル１、振幅（amplitude）４５％、８℃冷却、磁石攪拌器７５％、０．０２５ｋＷｈ以下のエネルギー投入。次に、固体含有量が６０％のポリテトラフルオロエチレンの３．８ｇの水性分散物（Ｃ．１）を加え、そして混合物を更なる超音波処理を行うことなく１５分間、攪拌した。この混合物を１９０μｍのスクリーンを通して濾過し、本発明のインク（該インクは、以降、ＷＦ１．２とも称される）を得た。
【０１２２】
ＩＩ．本発明の水性処方物ＷＦ１．１又はＷＦ１．２の塗布（施し）及び本発明の電極の製造
使用した担体（Ａ．１）は、金属メッシュで、該金属メッシュは、一方側が、（Ｂ．１）／（Ｃ．１）混合物で被覆されていた。この被覆された金属メッシュは、被覆物と一緒にして４００μｍで、及び空気透過性が、１０ｃｍ3当たり９０Ｇｕｒｌｅｙ秒であった。
【０１２３】
次に、スプレーガン（スプレーのために窒素を使用）を使用して、本発明の水性処方物ＷＦ．１を、温度が７５℃の真空テーブル上にスプレーした。これにより、（（Ｂ．１）、（Ｃ．１）及び（Ｄ．１）の合計に基づいて計算して）１０〜２５ｍｇ／ｃｍ2の積載量が得られた。
【０１２４】
この次に、以下のカレンダー設定で、カレンダーを使用したカレンダー処理を行った：
２Ｎ／ｍｍ2の圧力
０．５ｍ／ｍｉｎの前進速度
１００℃のロール温度
この次に、炉内で熱処理を行った（温度：３２０℃）。この温度で、ポリテトラフルオロエチレンが軟化した。
【０１２５】
これにより、本発明の電極、ｅｌｅｃｔｒ．１が得られた。
【０１２６】
ＩＩＩ．本発明の電気化学セルの製造と試験
本発明の電極は開回路電位(open circuit potential)が１．３５〜１．５ボルトであった。放電の間、セル電圧(cell voltage)は、２０ｍＡ／ｃｍ2の放電電流で、１．２〜１．２５ボルトに低下した。充電運転の過程で、セル電圧は、２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で、１．９５〜２．００Ｖの値に上昇した。より高い電流密度、例えば５０ｍＡ／ｃｍ2で、放電の間の電圧は１．１〜１．１５ボルトであった。放電運転のために、５０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で、２．００〜２．０５Ｖの電圧が観察された。本発明の電極は、電気化学テストセル（ハーフセル）での１００サイクルを超えるサイクルを達成した。
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が、それぞれ以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、ＮＨ4、Ｌｉ、Ｋ及びＮａから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の、粒子状態の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする電極。
【請求項２】
化合物（Ｄ）が、酸化物混合物、及びヘテロポリ酸、及びこれらの塩から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
化合物（Ｄ）が、Ｆｅ−Ａｇ−Ｘ−Ｏ、Ｆｅ−Ｖ−Ｘ−Ｏ、Ａｇ−Ｘ−Ｖ−Ｏ、Ｃｅ−Ｘ−Ｏ、及びＦｅ−Ｘ−Ｏから選ばれ、及びＸが、モリブデン及びタングステンから選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
有機ポリマー（Ｃ）が、ハロゲン化（コ）ポリマーから選ばれることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電極。
【請求項５】
固体媒体（Ａ）が、金属メッシュ、及び炭素から成るガス拡散媒体から選ばれることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電極。
【請求項６】
導電性で炭素質の材料（Ｂ）は、ＢＥＴ表面積が、２０〜１５００ｍ2／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電極。
【請求項７】
化合物（Ｄ）は、平均一次粒子径が、１０〜５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電極。
【請求項８】
化合物（Ｄ）が、凝集した粒子の状態であり、凝集物は、平均径が２０ｎｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電極。
【請求項９】
更に、放電触媒を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電極。
【請求項１０】
電気化学セル内に、請求項１〜９の何れか１項に記載の電極を使用する方法。
【請求項１１】
電気化学セルが、カドミウム−空気バッテリー、アルミニウム−空気バッテリー、鉄−空気バッテリー、又は亜鉛−空気バッテリーを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜９の何れかに記載の、少なくとも１種の電極を含む電気化学セル。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電気化学セルを使用して機器を運転する方法。
【請求項１４】
請求項１〜９の何れかに記載の電極を製造するための方法であって、
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
が、１つ以上の工程で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施されることを含む方法。
【請求項１５】
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）粒子状態であり、且つＢＥＴ表面積が１〜３００ｍ2／ｇの範囲の、少なくとも１種の一般式（Ｉ）の化合物、
が、インク、又はペースト、又は練り粉の状態で、
（Ａ）ガスが拡散可能な固体媒体に施されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ガスが拡散可能な固体媒体に施しを行った後に、熱処理が行われることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１種の有機溶媒、又は水、及び
（Ｂ）少なくとも１種の導電性で炭素質の材料、
（Ｃ）少なくとも１種の有機ポリマー、及び
（Ｄ）一般式（Ｉ）
Ｍ1aＭ2bＭ3cＭ4dＨeＯf    （Ｉ）
（但し、変化項目が以下のように定義される：
Ｍ1が、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ及びＳｂから選ばれ、
Ｍ2が、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ及びランタノイドから選ばれ、
Ｍ3が、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ及びＳｎから選ばれ、
Ｍ4が、ＮＨ4、Ｌｉ、Ｋ及びＮａから選ばれ、
ａが、１〜３の範囲であり、
ｂが、０．１〜１０の範囲であり、
ｃが、零〜１の範囲であり、
ｄが、零〜１の範囲であり、
ｅが、零〜５の範囲であり、
ｆが、１〜２８の範囲である）
の、少なくとも１種の粒子状の化合物、
を含み、及び一般式（Ｉ）の化合物は、ＢＥＴ表面積が、１〜３００ｍ2／ｇの範囲である、ことを特徴とする処方物。
【国際調査報告】
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