JP2002532852A - 電気化学セル用セパレーターのための保護コーティング - Google Patents

電気化学セル用セパレーターのための保護コーティング

Info

Publication number
JP2002532852A
JP2002532852A JP2000588826A JP2000588826A JP2002532852A JP 2002532852 A JP2002532852 A JP 2002532852A JP 2000588826 A JP2000588826 A JP 2000588826A JP 2000588826 A JP2000588826 A JP 2000588826A JP 2002532852 A JP2002532852 A JP 2002532852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
protective coating
coating layer
layer
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000588826A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4807538B2 (ja
JP2002532852A5 (ja
Inventor
キーコング イング，
スティーブン エイ． カールソン，
タージ エイ． スコシーム，
Original Assignee
モルテック コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/447,901 external-priority patent/US6277514B1/en
Application filed by モルテック コーポレイション filed Critical モルテック コーポレイション
Publication of JP2002532852A publication Critical patent/JP2002532852A/ja
Publication of JP2002532852A5 publication Critical patent/JP2002532852A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4807538B2 publication Critical patent/JP4807538B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0088—Composites
    • H01M2300/0094—Composites in the form of layered products, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層を含む電気化学的セルにおける使用のためのセパレーターに関する。このセパレーターは、セルにおいてカソード活性層と反対の、そのセパレーターのアノードに面する側面上に位置する少なくとも１つの保護コーティング層と接触している。本発明はさらに、このようなセパレーターを含む電解質素子、このようなセパレーターを含む電流発生セル、ならびにこのようなセパレーター、電解質素子、およびセルを作製する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、概して電気化学的セルのためのセパレーターの分野に関する。より
詳しくは、本発明は、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層および少なく
とも１つの保護コーティング層を含む、電気化学的セルのためのセパレーター；
このようなセパレーターを含む電解質素子；このようなセパレーターを含む、電
流発生セル；ならびにこのようなセパレーター、電解質素子、およびセルを作製
する方法、に関する。
【０００２】 （背景） 本出願の全体にわたって、種々の刊行物、特許、および公開特許出願が、具体
的引用により参照される。本出願において参照される刊行物、特許、および公開
特許明細書の開示内容は、本明細書によって、本発明が関する分野の技術水準を
より完全に記載するために、本発明の開示内容に参考として援用される。
【０００３】 電流発生セルまたは電池において、電子がアノードからカソードへ外部回路を
通って流れるのを可能にすることにより、その充電状態からのセルの放電が起こ
り、カソードでのカソード活性材料の電気化学的還元、およびアノードでのアノ
ード活性材料の電気化学的酸化を生じる。望ましくない条件下で、電子は、ショ
ートにおいて生じるように、内部でアノードからカソードへ流れ得る。ショート
において生じるこの望ましくない電子の内部流を防止するために、アノードとカ
ソードとの間に電解質素子を挿入する。この電解質素子は、ショートを防止する
ために電子的に非伝導性でなければならないが、セルの放電の間（および、再充
電可能なセルの場合は、再充電の間）はアノードとカソードとの間に陽電子の移
動を可能にしなければならない。電解質素子はまた、アノードおよびカソードの
両方に対して、電気化学的におよび化学的に安定であるべきである。
【０００４】 代表的には、電解質素子は、多孔質材料（アノードおよびカソードを互いに分
離または絶縁することから、セパレーターといわれる）を含み、そしてセパレー
ターの細孔中に水溶性電解質または非水溶性電解質を含む。水溶性電解質または
非水溶性電解質は、代表的に、イオン性電解質塩および電解質溶媒、および必要
に応じて他の材料（例えばポリマー）を含む。種々の材料が、電流発生セルにお
ける多孔質層または電解質素子のセパレーターのために使用されてきた。これら
の多孔質セパレーター材料は、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリ
オレフィン、ガラス繊維濾紙、ならびにセラミック材料を含む。通常これらのセ
パレーター材料は、電流発生セルの製作において、アノードおよびカソードに挿
入される多孔質のフリースタンディングフィルムとして供給される。あるいは、
多孔質セパレーター層は、例えば、Ｂａｇｌｅｙらの米国特許第５，１９４，３
４１号において記載されるように、電極の一方に直接適用される。
【０００５】 多孔質セパレーター材料は、種々のプロセス（例えば、プラスチックフィルム
の、特別な加熱および冷却と組み合わせた伸長、プラスチックフィルムからの可
溶性可塑剤または充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）の抽出、ならびにプラズマ酸化を含む
）により製造されてきた。従来のフリースタンディングセパレーターを作製する
ための方法は、代表的に、溶解したポリマー材料の抽出（ポスト加熱プロセス、
および伸長プロセスまたは延伸プロセスが後に続くか、あるいはセパレーター層
全体に多孔性を提供する、溶媒抽出プロセスが後に続く）を含む。Ａｎｄｅｒｓ
ｏｎらの米国特許第５，３２６，３９１号、およびその中の参考文献は、着色さ
れたプラスチックフィルムからの可溶性可塑剤の抽出に基づいた、フリースタン
ディング多孔性材料の製造を記載する。Ｇｏｚｄｚらの米国特許第５，４１８，
０９１号、およびその中の参考文献は、多層電池構造のコーティング成分として
か、または個々のセパレーターフィルムとしてのいずれかで、フッ化ポリマーマ
トリックスから可溶性可塑剤を抽出することにより電解質層を形成することを記
載する。Ｂａｇｌｅｙらの米国特許第５，１９４，３４１号は、微小多孔性シリ
カ層を有する電解質素子、および有機電解質を記載する。そのシリカ層は、シロ
キサンポリマーのプラズマ酸化の生成物であった。
【０００６】 フリースタンディングセパレーターのこれらの製造方法は、複雑かつ高価であ
り、そして１μｍより小さい直径を有する超微細孔を提供することか、または１
５μｍより薄いセパレーターの厚さを提供することのいずれかにおいて有効では
ない。セルの別の層上に直接コーティングされたセパレーターを作製する方法は
、代表的に、コーティング後の溶媒抽出プロセスを含み、セパレーター層全体に
多孔性を提供する。フリースタンディングセパレーターと同様に、この溶媒抽出
プロセスは複雑、高価であり、そして１μｍより小さい直径を有する超微細孔を
提供することにおいて有効ではない。
【０００７】 Ｃａｒｌｓｏｎらは、同一人に譲渡された米国特許出願番号第０８／９９５，
０８９号において、電気化学的セルにおける使用のためのセパレーター（微小多
孔性擬ベーマイト層を含む）、およびこのようなセパレーターを含む電解質素子
を記載する。擬ベーマイトセパレーターおよびこのようなセパレーターを作製す
る方法は、両方のフリースタンディングセパレーターについて、および電極にコ
ーティングされたセパレーター層として記載される。
【０００８】 電解質素子のセパレーターの細孔の中の非水溶性電解質として、有機溶媒およ
びイオン性塩を含む液体有機電解質が代表的に使用される。あるいは、ポリマー
およびイオン性塩、ならびに必要に応じて有機溶媒を含むゲルまたは固体ポリマ
ー電解質が、液体有機電界質の代わりに利用され得る。例えば、Ｍｏｒｉｇａｋ
ｉらの米国特許第５，５９７，６５９号および同第５，６９１，００５号は、細
孔にイオン伝導性ゲル電解質を含浸させた細孔性ポリオレフィン膜で形成された
、セパレーターマトリックスを記載する。
【０００９】 多孔性であること、および電流発生セルの他の材料に対して化学的に安定であ
ることに加えて、セパレーターは、可撓性であり、薄く、費用において経済的で
、そして十分な物理的強度を有するべきである。これらの特性は特に、セルがら
せん状に巻き付けられるか、または折り曲げられる場合、電極の表面積を増大し
、そしてそれによりセルの容量および高速性能を改良するために重要である。代
表的に、フリースタンディングセパレーターは、２５ミクロン（μｍ）以上の厚
さを有する。電池が、より大きな体積容量、およびより小さな軽量構造のために
進化し続けてきていることから、厚さが１５μｍ以下であるセパレーター（各電
池において、そのセパレーターの面積の実質的な増大を伴う）の必要がある。厚
さを２５μｍから１５μｍ以下に減少することは、ショートに対する保護を犠牲
にすることなく、または電池中のセパレーターの総費用を有意に増加させること
もなく、多孔性および十分な物理的強度を提供するという課題を顕著に増大する
。
【００１０】 ショートに対するこの保護は、特に、アノード活性物質としてリチウムを有す
る第２電池または再充電可能な電池の場合に特に重要である。電池の充電プロセ
スの間、リチウムアノードの表面上に樹枝状結晶が形成し得、そして継続される
充電と共に生長し得る。リチウム再充電可能電池の電解質素子におけるセパレー
ターの重要な特徴は、それが小さな細孔構造（例えば、孔径が１０μｍ以下）、
およびリチウム樹枝状結晶がカソードに接触し、そして電池の温度のことによる
と大きな上昇（危険な爆発の状態を導く）を伴うショートを引き起こすのを防止
するために十分な物理的強度を有していることである。
【００１１】 電解質素子中のセパレーターの別の大変望ましい特徴は、それがイオン伝導性
を提供する電解質により容易に濡らされることである。セパレーター材料が、非
極性表面特性を有するポリオレフィン製材料である場合、電解質（代表的には高
い極性の特徴を有する）は、しばしばセパレーター材料をあまり濡らさない。こ
のことは、電解質素子中の電解質の一様でない分布に起因して、電池中の低容量
を生じる。
【００１２】 さらに、比較的単純なコーティングのプロセス（直径がわずか１ｎｍの超微細
孔を直接提供し、そして５０μｍ以上から１μｍまでの範囲の厚さを容易に提供
し得る）によりフリースタンディングセパレーターを調製することが可能である
ことは、非常に有利である。また、コーティングのプロセス（高価で、制御する
ことが難しく、そして超微細孔を提供することにおいて有効でない、任意のその
後の溶液抽出またはその他の複合体プロセスを必要としない）により電流発生セ
ルの別の層上に直接コーティングされた、超微細孔および広範囲の厚さを有する
、セパレーターを調製することができることは有利である。
【００１３】 セパレーター、特に２５μｍより薄い厚さを有するもの（電流発生セルに適用
され得、そして、押出し、抽出、または他のプロセスを用いて作製された、ポリ
オレフィン製の多孔性材料および他の従来の多孔性材料の使用に伴ってしばしば
遭遇される前述の問題を回避し得る）は、電池産業において大変価値がある。
【００１４】 （発明の要旨） 本発明は、電流発生セルにおける使用のためのセパレーターに関し、ここで、
セパレーターは（ｉ）少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層（（ｉｉ）と
接触している）、（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティング層を含む。１つの
実施形態において、保護コーティング層は、微小多孔性擬ベーマイト層の１つの
外部表面に隣接している。１つの実施形態において、保護コーティング層は、２
つの微小多孔性擬ベーマイト層の間の中間層であり、ここで、微小多孔性擬ベー
マイト層の組成は、同じであり得るかまたは異なり得る。１つの実施形態におい
て、保護コーティング層は、２つの微小多孔性擬ベーマイト層の間の中間層であ
り、そしてセパレーターは、一方または両方の微小多孔性擬ベーマイト層の表面
上に、さらなる保護コーティング層をさらに含み、そしてさらにここで、２つの
微小多孔性擬ベーマイト層の組成は同じであり得るかまたは異なり得、そして２
つ以上の保護コーティング層の組成は、同じであり得るかまたは異なり得る。１
つの実施形態において、微小多孔性擬ベーマイト層は、２つの保護コーティング
層の間の中間層であり、ここで保護コーティング層の組成は同じであるかまたは
異なり得る。
【００１５】 １つの実施形態において、少なくとも１つの保護コーティング層はポリマーを
含む。１つの実施形態において、ポリマーを含む保護コーティング層は、単一イ
オン伝導層である。本発明の１つの実施形態において、ポリマーを含む保護コー
ティング層は、以下からなる群より選択された１つ以上のモノマーまたはマクロ
モノマーの重合由来の１つ以上の部分を含む：アクリレート、メタクリル酸塩、
オレフィン、エポキシド、ビニルアルコール、ビニルエーテル、およびウレタン
。１つの実施形態において、オレフィンモノマーは、以下からなる群より選択さ
れる：エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテン、および
スチレン。１つの実施形態において、アクリルレートのモノマーまたはマクロモ
ノマーは、以下からなる群より選択される：ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化ネオペンチルグ
リコールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、エト
キシル化脂肪族ウレタンアクリレート、エトキシル化アルキルフェノールアクリ
レート、およびアルキルアクリレート。
【００１６】 別の実施形態において、保護コーティング層のポリマーは、以下の式： Ｒ1（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3 を有するモノマーまたはマクロモノマーからなる群より選択された１つ以上のモ
ノマーまたマクロモノマーの重合により形成された１つ以上の部分を含み、 ここで： Ｒ1は、各場合において、同じであるかまたは異なり、そして以下からなる群
より選択され：
【００１７】
【化１０】 Ｒ2は、各場合において、同じであるかまたは異なり、そして以下からなる群
より選択され：
【００１８】
【化１１】 Ｒ3は、各場合において、同じであるかまたは異なり、そして以下からなる群
より選択され： シアノ、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘ
キシル、２−エチルヘキシル、デシル、ドデシル、フェニル、ブチルフェニル、
オクチルフェニル、ノニルフェニル、Ｒ1、−Ｘ−（ＯＲ2）m−Ｒ1、−Ｙ［（Ｏ
Ｒ2）0−Ｒ1］2、−Ｚ［（ＯＲ2）p−Ｒ1］3； Ｘは、以下からなる群より選択される二価基であり：
【００１９】
【化１２】 Ｙは、以下からなる群より選択される三価基であり：
【００２０】
【化１３】 Ｚは、以下からなる群より選択される四価基であり：
【００２１】
【化１４】 ｍは０〜１００の範囲の整数であり； ｎは０〜１００の範囲の整数であり； ｏは０〜１００の範囲の整数であり；そして、 ｐは０〜１００の範囲の整数である。
【００２２】 １つの実施形態において、保護コーティング層のポリマーは、以下からなる群
より選択される：ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポ
リウレタン、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリル−
ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン、スルホン化スチレン／エチレン−ブチレン／スチレントリブロックポ
リマー、およびそれらの混合物。
【００２３】 好ましい実施形態において、ポリマーは１０，０００より大きい分子量を有す
る。より好ましい実施形態において、ポリマーは５０，０００より大きい分子量
を有する。
【００２４】 本発明の別の局面は、電流発生セルにおける使用のためのセパレーターに関し
、ここで、セルは、カソード活性層を有するカソード、アノード、およびカソー
ドとアノードとの間に挿入された電解質素子を含み、そして電解質素子は、セパ
レーターおよび電極を含む；ここで、セパレーターは少なくとも１つの微小多孔
性擬ベーマイト層を含む（ここで、セルのカソードと反対側のセパレーターの側
面上に、少なくとも１つの保護コーティング層がコーティングされている）。１
つの実施形態において、セパレーターは、第１保護コーティング層および第２保
護コーティング層を含み、ここで、第１保護コーティング層は、カソード活性層
と反対側のセパレーターの側面上で微細孔擬ベーマイト層と接触しており、そし
て第２保護コーティング層は、微小多孔性擬ベーマイト層と反対側の側面上で第
１保護コーティング層と接触しており、ここで２つの保護層は、同じであり得る
かまたは異なり得る。
【００２５】 本発明の１つの実施形態において、保護コーティング層は、単一イオン伝導層
を含む。１つの実施形態において、保護コーティング層は、リチウムイオン伝導
性の単一イオン伝導性ガラスを含む。１つの実施形態において、単一イオン伝導
性ガラスは、以下からなる群より選択される：ケイ酸リチウム、ホウ酸リチウム
、アルミン酸リチウム、リン酸リチウム、リチウムオキシ窒化リン、リチウム酸
化チタン、リチウム酸化ランタン、硫化ケイ素リチウム、硫化ホウ素リチウム、
硫化アルミノリチウム、硫化ゲルマノリチウム、およびホスホ硫化リン酸リチウ
ム。
【００２６】 １つの実施形態において、保護コーティング層は、以下からなる群から選択さ
れる電導性ポリマーを含む：ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリアセチレン、ポリ（
フェニレンビニレン）、ポリアズレン、ポリ（ペリナフタレン）、ポリアセン、
およびポリ（ナフタレン−２，６−ジイル）。
【００２７】 １つの実施形態において、保護コーティング層は、約０．２μｍ〜約２０μｍ
の厚さを有する。好ましい実施形態において、保護コーティング層は、約０．５
μｍ〜約１５μｍの厚さを有する。より好ましい実施形態において、保護コーテ
ィング層は、約０．５μｍ〜約１０μｍの厚さを有する。最も好ましい実施形態
において、保護コーティング層は、約０．５μｍ〜約５μｍの厚さを有する。
【００２８】 保護コーティング層が単一イオン伝導性ガラスまたは伝導性ポリマーを含む、
本発明の１つの実施形態において、保護コーティング層は、約５ｎｍ〜約５μｍ
の厚さを有する。
【００２９】 本発明の１つの実施形態において、保護コーティング層はさらに色素を含む。
１つの実施形態において、保護コーティング層の色素は、以下からなる群から選
択される：コロイド状ケイ酸、非晶質ケイ酸、表面処理されたケイ酸、コロイド
状アルミナ、非晶質アルミナ、伝導性炭素、グラファイト、酸化スズ、酸化チタ
ン、およびポリエチレンビーズ。
【００３０】 １つの実施形態において、ポリマーおよび色素は、重量比約１：１０〜約１０
：１で保護コーティング層中に存在する。好ましい実施形態において、ポリマー
および色素は、重量比約１：４〜約６：１で保護コーティング層中に存在する。
最も好ましい実施形態において、ポリマーおよび色素は、重量比約１：３〜約４
：１で保護コーティング層中に存在する。
【００３１】 １つの実施形態において、保護コーティング層の色素は、約１ｎｍ〜約１０，
０００ｎｍの粒子サイズを有する。好ましい実施形態において、保護コーティン
グ層の色素は、約２ｎｍ〜約６，０００ｎｍの粒子サイズを有する。より好まし
い実施形態において、保護コーティング層の色素は、約５ｎｍ〜約３，０００ｎ
ｍの粒子サイズを有する。
【００３２】 別の実施形態において、保護コーティング層の色素は粒子サイズを有し、そし
て微小多孔性擬ベーマイト層は、上記の粒子サイズより小さい平均孔径を有する
。
【００３３】 本発明の１つの実施形態において、微小多孔性擬ベーマイト層は、０．０２〜
２．０ｃｍ3／ｇの細孔体積を有する。好ましい実施形態において、微小多孔性
擬ベーマイト層は、０．３〜１．０ｃｍ3／ｇの細孔体積を有する。より好まし
い実施形態において、微小多孔性擬ベーマイト層は、０．４〜０．７ｃｍ3／ｇ
の細孔体積を有する。
【００３４】 １つの実施形態において、セパレーターの擬ベーマイト層は、１〜３００ｎｍ
の平均孔径を有する。好ましい実施形態において、セパレーターの擬ベーマイト
層は、２〜３０ｎｍの平均孔径を有する。より好ましい実施形態において、セパ
レーターの擬ベーマイト層は、３〜１０ｎｍの平均孔径を有する。
【００３５】 １つの実施形態において、セパレーターの擬ベーマイト層は、１μｍ〜５０μ
ｍの厚さを有する。好ましい実施形態において、セパレーターの擬ベーマイト層
は、１μｍ〜２５μｍの厚さを有する。より好ましい実施形態において、セパレ
ーターの擬ベーマイト層は、２μｍ〜１５μｍの厚さを有する。
【００３６】 本発明の別の実施形態において、擬ベーマイト層はさらに結合剤を含む。１つ
の実施形態において、結合剤は、セパレーター中の擬ベーマイト層の擬ベーマイ
ト層の５〜７０重量％の量で存在する。好ましい実施形態において、結合剤は、
ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、前述の
もののコポリマー、またはそれらの組み合わせを含む。
【００３７】 １つの実施形態において、電流発生セルにおいて使用するためのセパレーター
は、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層を含み、この層は、少なくとも
１つのポリマーおよびケイ酸を含む保護コーティング層と接触する。好ましい実
施形態において、この保護コーティング層のケイ酸は、疎水性ケイ酸である。
【００３８】 本発明の別の局面は、電流発生セルにおける使用のための電解質素子に関する
。ここで、電解質素子は以下を含み：（ａ）セパレーター；および（ｂ）電解質
；ここで、セパレーターは以下を含む：（ｉ）本明細書中に記載されるような、
少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層（（ｉｉ）と接触している）、（ｉ
ｉ）本明細書中に記載されるような、少なくとも１つの保護コーティング層；そ
して、電解質はセパレーターの細孔内に含有される。電解質としての使用のため
の適切な材料としては、液体電解質、ゲルポリマー電解質、および固体ポリマー
電解質が挙げられる。１つの実施形態において、電解質は有機電解質である。１
つの実施形態において、電解質は水溶性電解質である。好ましい実施形態におい
て、電解質は液体の有機電解質である。
【００３９】 本発明のさらに別の局面は、電流発生セルにおける使用のためのセパレーター
を形成する方法に関し、ここでセパレーターは以下を含む：（ｉ）本明細書中に
記載されるような、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層（（ｉｉ）と接
触している）、（ｉｉ）本明細書中に記載されるような、少なくとも１つの保護
コーティング層。保護コーティング層がポリマーを含む１つの実施形態において
、その方法は、以下の工程を含む：（ａ）第１の液体混合物Ａ（ベーマイトゾル
を含む）を基材上にコーティングするか、あるいは第１の液体混合物Ｂ（１つ以
上のポリマー、モノマー、マクロモノマーを含む）を基材上にコーティングし、
第１コーティング層を形成する工程；（ｂ）工程（ａ）において第１の液体混合
物Ａが利用された場合に、工程（ａ）において形成された第１のコーティング層
を乾燥させて微小多孔性擬ベーマイト層を形成するか、あるいは工程（ａ）にお
いて第１の液体混合物Ｂが利用された場合に、工程（ａ）において形成された第
１のコーティング層を乾燥させて保護コーティング層を形成し、乾燥した第１コ
ーティング層を形成する工程；（ｃ）工程（ｂ）において微小多孔性擬ベーマイ
ト層が形成された場合、工程（ｂ）において形成された層上に、第２の液体混合
物Ｂ’（１つ以上のポリマー、モノマー、またはマクロモノマーを含む）をコー
ティングし、第２コーティング層を形成するか、あるいは工程（ｂ）において保
護コーティング層が形成された場合、工程（ｂ）において形成された層上に、第
２の液体混合物Ａ’（ベーマイトゾルを含む）をコーティングし、第２コーティ
ング層を形成する工程；（ｄ）工程（ｃ）において第２の液体混合物Ｂ’が利用
された場合に、工程（ｃ）において形成された第２コーティング層を乾燥させて
保護コーティング層を形成するか、あるいは工程（ｃ）において第２の液体混合
物Ａ’が利用された場合に、微小多孔性擬ベーマイト層を形成し、乾燥した第２
コーティング層を形成する工程。１つの実施形態において、保護コーティング層
の形成に続いて、エネルギー供給源の使用により、乾燥したコーティング層を硬
化して、硬化保護コーティング層を形成する工程がさらに存在する。１つの実施
形態において、硬化は以下からなる群から選択されるエネルギー供給源を使用し
て行われる：熱、紫外光、可視光、赤外線、および電子ビーム照射。１つの実施
形態において、工程（ｄ）の後、工程（ａ）および工程（ｂ）が繰り返され、第
３のコーティング層を形成する。１つの実施形態において、工程（ｄ）の後、工
程（ａ）、工程（ｂ）および工程（ｃ）が繰り返され、第３のコーティング層お
よび第４のコーティング層を形成する。
【００４０】 １つの実施形態において、保護コーティング層を形成する際に使用するための
ポリマー、モノマー、およびマクロモノマーは、微小多孔性擬ベーマイト層の細
孔の中への含浸について大きすぎる分子量を有する。１つの実施形態において、
ポリマー、モノマー、およびマクロモノマーは、２０００より大きい分子量を有
する。１つの実施形態において、ポリマー、モノマー、およびマクロモノマーは
、５０００より大きい分子量を有する。
【００４１】 この方法の１つの実施形態において、ポリマー、モノマー、およびマクロモノ
マーを含む第１液体混合物または第２液体混合物のモノマーおよびマクロモノマ
ーは、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、エポキシ、ビニルアルコー
ル、ビニルエーテル、およびウレタンからなる群から選択される。１つの実施形
態において、第１液体混合物または第２液体混合物のアクリレートモノマーまた
はアクリレートマクロモノマーは、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポ
リプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、エトキシル化ビフェノールＡジアクリレート、エトキシル化脂
肪族ウレタンアクリレート、およびエトキシル化アルキルフェニルアクリレート
からなる群から選択される。
【００４２】 １つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’のモノマーおよびマクロモ
ノマー（１以上のポリマー、モノマーまたはマクロモノマーを含む）は、本明細
書中に記載されるように、式Ｒ1（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3を有するモノマーまたはマクロ
モノマーから選択される。
【００４３】 この方法の１つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’（１以上のポリ
マー、モノマーまたはマクロポリマーを含む）は、ポリマーを含む。１つの実施
形態において、液体混合物ＢまたはＢ’の１以上のポリマーは、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリビニルエーテル
、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタ
ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スルホン化スチレン／
エチレン−ブチレン／スチレントリブロックポリマーおよびそれらの混合物から
なる群から選択される。
【００４４】 この方法の１つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’（１以上のポリ
マー、モノマーまたはマクロモノマーを含む）はさらに、第２のポリマーを含む
。１つの実施形態の方法において、液体混合物ＢまたはＢ’（１以上のポリマー
、モノマーまたはマクロモノマーを含む）はさらに、本明細書中で記載されるよ
うに、色素を含む。
【００４５】 １つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’（１以上のポリマー、モノ
マーまたはマクロモノマーを含む）は、本明細書中で記載されるように、式Ｒ1
（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3を有するモノマーまたはマクロモノマーから選択される。
【００４６】 この方法の１つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’はさらに、水、
アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、ベンゼン、トルエン、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、および塩化メチレンからなる群から
選択される１以上の溶媒を含む。
【００４７】 １つの実施形態において、液体混合物ＢまたはＢ’（１以上のポリマー、モノ
マーまたはマクロモノマーを含む）は、１５ｃＰ〜５０００ｃＰの粘性率を有す
る。
【００４８】 １つの実施形態において、液体混合物ＡまたはＡ’（ベーマイトゾルを含む）
はさらに、本明細書中で記載されるように、結合剤を含む。１つの実施形態にお
いて、この結合剤は、擬ベーマイト層において擬ベーマイトの重量の５〜７０％
の量で存在する。
【００４９】 この方法の１つの実施形態において、工程（ｄ）に続いて、基材からセパレー
ターを層間剥離するさらなる工程が存在する。１つの実施形態の方法において、
第３のコーティング層へ続いて、基材からセパレーターを層間剥離するさらなる
工程が存在する。１つの実施形態において、この基材の少なくとも１つの最も外
側の表面は、カソード活性層を含み、そして工程（ａ）の第１液体混合物は、カ
ソード活性層上へコーティングされる。
【００５０】 本発明の電流発生セルにおいて使用するためのセパレーターを形成するための
方法の別の実施形態において、ここでこのセパレータは、以下：（ｉ）少なくと
も１つの微小多孔性擬ベーマイト層（（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティン
グ層に接する）を含み、そしてこのセルにおいて、保護コーティング層は、この
セル中のカソード活性層と反対にあるセパレーターの側面上にあり、この保護コ
ーティング層は、物理蒸着法または化学蒸着法によって形成される。１つの実施
形態において、保護コーティング層は、リチウムイオンに対して伝導性の単一の
イオン伝導性ガラスを含む。１つの実施形態において、単一のイオン伝導性ガラ
スは、ケイ酸リチウム、ホウ酸リチウム、アルミン酸リチウム、リン酸リチウム
、リチウムオキシ窒化リン、リチウム酸化チタン、リチウム酸化ランタン、硫化
ケイ素リチウム、硫化ホウ素リチウム、硫化アルミノリチウム、硫化ゲルマノリ
チウム、および硫化ホスホリチウムからなる群から選択される。１つの実施形態
において、保護コーティング層は、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリアセチレン、
ポリ（フェニレンビニレン）、ポリアズレン、ポリ（ペリナフタレン）、ポリア
セン（ｐｏｌｙａｃｅｎｅｓ）、およびポリ（ナフタレン−２，６−ジイル）か
らなる群から選択される伝導性ポリマーを含む。
【００５１】 本発明のなお別の局面は、電流発生セルについて電解質素子を作製する方法に
関し、ここで、電解質素子は、以下：（ｉ）少なくとも１つの微小多孔性擬ベー
マイト層（（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティング層に接する）を含むセパ
レーターを含み、ここで、この方法は、セパレーターを形成する方法について本
明細書中で記載されるように、セパレーターを形成する工程を包含し、そしてセ
パレーター形成の後、本明細書中に記載されるように、セパレーターの表面を電
解質と接触させ、それによって、電解質のセパレーターの細孔への注入を生じる
さらなる工程がある。１つの実施形態において、この電解質は有機電解質である
。１つの実施形態において、この電解質は、水性電解質である。
【００５２】 電解質素子を作製するための好ましい実施形態の方法において、この電解質は
、液体有機電解質である。
【００５３】 本発明のなお別の局面は、電流発生セルに関し、このセルは、カソード、アノ
ード、およびこのカソードとアノードとの間で挿入される電解質素子を含み、こ
こで、この電解質素子は、以下：（ａ）セパレーター；および（ｂ）電解質を含
み；ここで、このセパレーターは、以下：（ｉ）少なくとも１つの微小多孔性擬
ベーマイト（本明細書中に記載される）（（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーテ
ィング層（本明細書中に記載される）に接する）を含み、そしてこの電解質（本
明細書中に記載される）は、このセパレーターの細孔内に存在する。
【００５４】 電流発生セルの１つの実施形態において、このセルは、二次電池である。電流
発生セルの１つの実施形態において、このセルは、一次電池である。
【００５５】 電流発生セルの１つの実施形態において、アノード活性物質は、リチウム金属
、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−スズ合金、炭素層間リチウム、およ
びグラファイト層間リチウムからなる群から選択される。
【００５６】 電流発生セルの１つの実施形態において、カソードは、電気活性遷移金属カル
コゲニド、電気活性伝導性ポリマー、および電気活性硫黄含有物質からなる群か
ら選択されるカソード活性物質を含む。
【００５７】 電流発生セルの１つの実施形態において、カソードの電気活性硫黄含有物質は
、元素状態の硫黄を含む。１つの実施形態において、電気活性硫黄含有物質は、
共有結合性−Ｓm−部位、イオン性−Ｓm -部位、およびイオン性Ｓm 2-部位からな
る群から選択されるポリルフィド部位（Ｓm）を含む硫黄含有ポリマーを含有し
、ここで、ｍは、３以上の整数である。１つの実施形態において、硫黄含有ポリ
マーのポリスルフィド部位（Ｓm）のｍは、８以上の整数である。１つの実施形
態において、硫黄含有ポリマーは、ポリマーバックボーン鎖を有し、そしてポリ
スルフィド部位（Ｓm）は、ポリマーバックボーン鎖に対して側方の基上の末端
硫黄原子の一方または両方によって共有結合される。１つの実施形態において、
硫黄含有ポリマーは、ポリマーバックボーン鎖を有し、このポリスルフィド部位
（−Ｓm−）は、ポリスルフィド部位の末端硫黄原子の共有結合によりポリマー
バックボーン鎖へ組み込まれる。１つの実施形態において、硫黄含有ポリマーは
、７５重量％より大きい重量の硫黄を含む。
【００５８】 本発明のさらなる局面は、電流発生セルを形成するための方法に関する。この
方法は、アノード（本明細書中に記載される）およびカソード（本明細書中に記
載される）を提供する工程、ならびにこのアノードとカソードとの間で電解質素
子（本明細書中に記載される）を介入する工程を包含する。電流発生セルを形成
するための方法の１つの実施形態において、電解質素子の電解質は、液体電解質
、ゲルポリマー電解質、および固体ポリマー電解質（本明細書中に記載される）
からなる群から選択される１以上の材料を含む。
【００５９】 当業者に理解されるように、本発明の１つの局面または１つの実施形態の特徴
はまた、本発明の他の局面または他の実施形態にも適用可能である。
【００６０】 （発明の詳細な説明） 本発明のセパレーターは、特に約２５μｍより薄い厚さを有するセパレーター
を利用するセルにおいて、優れた電流発生セル特性を提供する。本発明のセパレ
ーターを用いて使用するための適切な電流発生セルは、一次電池および二次電池
、スーパーコンデンサー（ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ）を含むコンデンサ
ー、燃料セル、ならびに電気化学的センサーおよびディスプレイ（電池およびコ
ンデンサーの二極性の配置を含む）（これらの種々の電流発生デバイスは、当該
分野で公知であるが）を含むが、これらに限定されない。従来のセパレーター（
例えば、多孔性のポリオレフィン、多孔性のフルオロポリマー（この多孔性は、
溶媒抽出プロセスおよびガラス繊維紙などによって提供される））は、特に約２
５μｍより薄い厚さで、製造し難く、そして製造するのに費用がかかる。これら
のセパレーターを製造するために使用されるプロセスおよびこれらのセパレータ
ーに固有の比較的大きな細孔サイズの性質に起因して、電気ショートは、約２５
μｍより小さいセパレーターの厚さで、特に約１５μｍより小さい厚さで、有意
な挑戦であり得る。これらの限定を克服するために、電流発生セルにおいて使用
するための本発明のセパレーターは、（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティン
グ層に接する（ｉ）少なくとも１つの微細孔擬ベーマイト層を含む。
【００６１】 微細孔擬ベーマイトセパレーター層（例えば、同一人に譲渡された、同時係属
中のＣａｒｌｓｏｎら、米国特許出願番号第０８／９９５，０８９号に記載され
る）は、多くの電気化学セル配置において有効である。しかし、擬ベーマイトセ
パレーター層は、セル（例えば、プリズム形状を有する）へ配置されるための十
分な強度および可撓性を欠乏し得る。本発明のセパレーターは、改善点をもたら
し、それにより、セパレーターの擬ベーマイト層は、本発明の１つの実施例にお
いて、ポリマーを含む保護コーティング層で覆われる。この保護コーティング層
は、セパレーターの擬ベーマイト層に対して、強度を増強しそして可撓性を添加
する保護層を提供する。プリズム形状の電気化学的セル（例えば、同一人に譲渡
された、同時係属中の、Ｔｈｉｂａｕｌｔらの米国特許出願番号第０９／２１５
，０３０号に記載される電気化学的セルのように）は、この保護コーティング微
細孔擬ベーマイト層を伴って首尾よく造られ得る。さらに、保護コーティング層
は、電解質に対して耐性である。
【００６２】 （保護コーティング層） 本発明のセパレータは、少なくとも１つの微細孔擬ベーマイト層を含み、ここ
で、このセパレーターは、少なくとも１つの保護コーティング層と接し、そして
ここで、少なくとも１つの保護コーティング層の少なくとも１つは、セルのカソ
ード活性層と反対のセパレーターのアノードに面する側面上にある。保護コーテ
ィング層がポリマーを含む実施形態において、１つ以上の保護コーティング層は
、１つ以上の微細孔擬ベーマイト層を含むセパレーターに対して強度を増強しか
つ可撓性を添加する。保護コーティング層が、カソードと反対のセパレータの側
面上にある場合、そしてこの層が、アノードと接する場合、保護コーティング層
は、さらに、電解質によるアノードの望ましくない劣化を減少または排除するよ
うに機能し得る。
【００６３】 本発明の保護コーティング層は、多孔性を有し得る組成物および多孔性を欠乏
し得るが、単一イオン伝導体であり得る組成物を含む、広範囲の組成物を有する
。多孔性を有する組成物は、セパレーターの構成成分として機能し得るが、多孔
性を欠乏するこれらの組成物は、セパレーター成分としては機能しない。
【００６４】 アセンブルセルにおいて、セパレーターの保護コーティング層は、アノード表
面に直接に接し得、そしてそれにより、アノードの保護を提供し得る。アノード
の保護が、例えば、そのアノードの上にコーティングされた、伝導性ポリマーコ
ーティング層または単一イオン伝導性コーティング層により、提供され得るが、
カソードと反対の側面上にセパレーターの層として保護層をコーティングするこ
とがより望ましくあり得る。アセンブルセルにおけるこの配置は、セルの充電サ
イクルおよび放電サイクルの間の変化をより有効に適応し得る（例えば、充電サ
イクルおよび放電サイクルの間のアノードの厚さの変化のように）。
【００６５】 用語「モノマー」とは、反応性部位を有し、そしてポリマーを形成するように
反応し得る部位を記載するように本明細書中で使用される。
【００６６】 用語「ポリマー」とは、モノマー部位から形成された２つ以上の繰り返し部位
を有する分子を記載するように本明細書中で使用される。
【００６７】 用語「マクロモノマー」とは、重合化され得る鎖の末端で官能基を有する数百
から数万までの分子量を有するポリマーを記載するように本明細書中で使用され
る。
【００６８】 本発明のセパレーターの保護コーティング層のポリマーは、１つ以上のモノマ
ーまたはマクロモノマーの重合由来の１つ以上の部位を含む。適切なモノマーま
たはマクロモノマーの例は、アクリレート、メタクリレート、オレフィン、エポ
キシド、ビニルアルコール、ビニルエーテル、およびウレタンを含むが、これら
に限定されない。
【００６９】 好ましいオレフィンのモノマーは、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン
、ヘキセン、オクテン、およびスチレンを含むが、これらに限定されない。
【００７０】 好ましいアクリレートのモノマーまたはマクロモノマーは、ポリエチレングリ
コールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル
化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジア
クリレート、エトキシル化脂肪族ウレタンアクリレート、エトキシル化アルキル
フェノールアクリレート、およびアルキルアクリレートを含むが、これらに限定
されない。
【００７１】 保護コーティング層において使用するための適切なポリマーのさらなる例は、
以下の式： Ｒ1（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3 を有するモノマーおよびマクロモノマーからなる群から選択される１以上のモノ
マーまたはマクロモノマーの重合によって形成された１以上の部位を含むポリマ
ーであり、 ここで： Ｒ1は、各場合において、同じかまたは異なり、そして
【００７２】
【化１５】 からなる群から選択され； Ｒ2は、各場合において、同じかまたは異なり、そして
【００７３】
【化１６】 からなる群から選択され； Ｒ3は、各場合において、同じかまたは異なり、そしてシアノ、メチル、エチ
ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、２−エチルヘキ
シル、デシル、ドデシル、フェニル、ブチルフェニル、オクチルフェニル、ノニ
ルフェニル、Ｒ1、−Ｘ−（ＯＲ2）m−Ｒ1、−Ｙ［（ＯＲ2）o−Ｒ1］2、−Ｚ［
（ＯＲ2）p−Ｒ1］3からなる群から選択され； Ｘは、
【００７４】
【化１７】 からなる群から選択される二価基であり、ここでｒは、３、４、または６であり
； Ｙは、
【００７５】
【化１８】 からなる群から選択される三価基であり； Ｚは、
【００７６】
【化１９】 からなる群から選択される四価基であり； ｍは、０〜１００の範囲の整数であり； ｎは、０〜１００の範囲の整数であり； ｏは、０〜１００の範囲の整数であり；および、 ｐは、０〜１００の範囲の整数である。
【００７７】 保護コーティング層において使用するための適切なポリマーのなおさらなる例
は、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリウレタン、
ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ス
ルホン化スチレン／エチレン−ブチレン／スチレントリブロックポリマー、およ
びその混合物を含むが、これらに限定されない。
【００７８】 本発明の保護コーティング層は、１つ以上の擬ベーマイト層の特性を増強し、
例えば、それは、セパレーターに対して可撓性および強靭性を提供する。同時に
、保護コーティング層は、１つ以上の擬ベーマイト層の所望のセパレーター特性
に消極的に影響するべきではない。適切なポリマー保護コーティング層は、セパ
レーターに対して可撓性および強靭性を添加し、一方で、同時に、リチウムイオ
ンのようなカチオンがセパレーターを通過することを可能にする。１つの実施形
態において、ポリマー保護コーティング層は、スルフィドイオンまたはポリスル
フィドイオンの通過を遅くするかまたは阻害する。
【００７９】 高度に極性なセグメントおよびたいして極性でないセグメントによって特徴づ
けされる多重相ポリマーは、これらの特性を有し、そして保護コーティング層の
ために適切であり得る。多重相ポリマー構造の例は、（ａ）エチレンオキシドポ
リジメチルシロキサングラフトコポリマー（Ｓｋｏｔｈｅｉｍらの米国特許第５
，３６２，４９３号に記載される）；（ｂ）ブロックコポリマー、例えば、スル
ホン化オレフィン／スチレンポリマー（例えば、スルホン化スチレン／エチレン
−ブチレン／スチレントリブロックコポリマー）（Ｅｈｒｅｎｂｅｒｇらの米国
特許第５，４６８，５７４号および同第５，６７９，４８２号に記載）、これは
イオン伝導性成分および可撓性接続成分を含む；（ｃ）ポリマー混和物（Ｍａｔ
ｓｕｍｏｔｏらの米国特許第５，５８５，０３９および同第５，６０９，７９５
号に記載）；および（ｄ）グラフトコポリマー（例えば、アクリロニトリル／ブ
タジエン／スチレンポリマー（ＡＢＳ）（Ｐａｐｅｔｔｉの米国特許第４，０６
４，１１６中に記載）を含むが、これらに限定されない。
【００８０】 ポリマー混和物（ｃ）は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブ
タジエンゴム、およびこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。これら
のポリマーは、エラストマー組成物および熱可塑性の組成物であり、粘り強さお
よび良好な寸法安定性を有し得る。実験によって、当業者は、その保護層におい
て所望の可撓性および粘り強さを有するポリマー混和物を選択し得る。さらに、
例えば、アセトニトリルのニトリル官能基由来の高極性セグメントの極性は、セ
パレーター機能に必要なカチオン透過を可能にする。
【００８１】 １実施形態において、単一のイオン伝導層を含むセパレーター上の保護コーテ
ィング層は、例えば、無機、有機、および混合無機−有機ポリマー物質を含むが
、これらに限定されない。１実施形態において、保護コーティング層は、リチウ
ムイオン伝導性の単一のイオン伝導ガラスを含む。適切なガラスとしては、当該
分野において公知なように、「改質剤」部分および「ネットワーク」部分を含む
ように特徴付けられ得るガラスがある。改質剤は、代表的には、ガラス中の金属
イオン伝導性の酸化金属である。ネットワーク形成因子は、代表的には、（例え
ば、金属酸化物または金属硫化物のような）金属カルコゲニドである。適切な単
一イオン伝導性ガラスは、以下を含むが、これらに限定されない：ケイ酸リチウ
ム、ホウ酸リチウム、アルミン酸リチウム、リン酸リチウム、オキシ窒化リンリ
チウム、酸化リチウムチタン、酸化リチウムランタン、リチウムシリコスルフィ
ド、リチウムボロスルフィド、リチウムアルミノスルフィド、リチウムゲルマノ
スルフィド、リチウムホスホスルフィド、およびこれらの組み合わせ。
【００８２】 １実施形態において、保護コーティング層は、伝導性ポリマーを含む。適切な
伝導性ポリマーは、Ｓｋｏｔｈｅｉｍの米国特許第５，６４８，１８７号に記載
されるものを含み、例えば、以下を含むが、それらに限定されない：ポリ（ｐ−
フェニレン）、ポリアセチレン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリアズレン、
ポリ（ペリナフタレン）、ポリアセチレン、およびポリ（ナフタレン−２，６−
ジイル）。
【００８３】 あるいは、頑丈かつ可撓性な保護コーティング層の要求される多孔性は、非極
性のポリマー中の分散した極性の細かい色素（例えば、オレフィンポリマー中の
シリカのような）によって提供され得る。ポリマーコーティング層における多孔
性への別のアプローチは、多孔質フィルムの形成である。多孔質または空隙構造
における空隙または気泡は、分解する発泡剤によって（例えば、紫外照射によっ
て）生成され、次の加熱を有する光線への曝露の際に、窒素のようなガスを発生
して空隙または多孔質の大きさを拡張する。適切な発泡剤は、光線への曝露の際
に窒素を放出する広範な種々のジアゾ化合物（例えば、米国特許第３，１４３，
４１８号に記載のキノン−ジアジド、アジド、カルバジド化合物、ならびに米国
特許第３，７７９，７６８号に言及されるような従来のジアゾ化合物を含む。多
孔質コーティングを作製するために適切なレジンは、例えば、Ｍａｎｄｅｌｌａ
らの米国特許第４，３０２，５２４号およびＢｅｎｎｅｔｔらの米国特許第４，
４５１，５５０号に記載される。
【００８４】 保護コーティング層のポリマーの分子量は、好ましくは、１０，０００より大
きい。５０，０００より大きい分子量のポリマーが、より好ましい。
【００８５】 セパレーターのポリマーを含む保護コーティング層の厚さは、約０．２μｍ〜
約２０μｍの広範な範囲にわたって変動し得る。好ましい実施形態において、保
護コーティング層は、約０．５μｍ〜約１５μｍの厚さを有する。特に多重保護
コーティング層が存在する場合は、約０．５μｍ〜約１０μｍの厚さが、より好
ましく、約０．５μｍ〜約５μｍの厚さがさらにより好ましい。単一のイオン伝
導性保護コーティング層は、約５ｎｍ〜約５μｍの広範な範囲にわたって変動し
得る。より好ましくは、単一のイオン伝導性保護コーティング層は、約１０ｎｍ
〜約２μｍの広範な範囲の厚さを有する。伝導性ポリマー保護コーティング層の
厚さは、約５ｎｍ〜約５μｍの広範な範囲にわたって変動し得る。より好ましく
は、伝導性ポリマー保護コーティング層は、約１０ｎｍ〜約２μｍの厚さを有す
る。
【００８６】 従来のセパレーター（例えば、ポリオルフィン物質）は、代表的に２５〜５０
μｍの厚さであり、従って、本発明の保護被膜微細孔セパレーターは、２５μｍ
よりかなり小さい厚さで効果的であり得、そして安価であり得ることは特に有利
である。すなわち、１つ以上の擬ベーマイト層と１つ以上の保護コーティング層
とをあわせた厚さが２５μｍ以下であることは、好ましい。
【００８７】 本発明のセパレーターのポリマーを含む保護コーティング層はさらに、色素を
含む。ポリマー保護コーティング層に用いるための適切な色素は、以下を含むが
、これらに限定されない：コロイドシリカ、非晶質シリカ、表面処理シリカ、コ
ロイドアルミナ、非晶質アルミナ、電導性炭素、酸化錫、酸化チタニウムおよび
ポリエチレンビーズ。ポリマー保護コーティング層に用いるための好ましい色素
は、コロイドシリカ、非晶質シリカ、表面処理シリカ、またはこれらの組み合わ
せである。疎水性シリカを含む表面処理シリカは、特に好ましい。
【００８８】 本発明のセパレーターの１実施形態は、図１に示され、これは、以下を備える
セパレーターの断面図を示す：（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第一層２０
および（ｂ）カソード活性層１５を備える基材１０上の保護被膜の第二層３０。
本明細書中で用いられる場合、用語「カソード活性層」は、カソード活性物質を
含む電流発生セルのカソードにおける任意の層をいう。擬ベーマイト層２０は、
細孔５０の三次元ネットワークを含み、そして保護コーティング層３０はさらに
、色素６０を含む。１実施形態において、図２に示されるように、本発明のセパ
レーターは、以下を備えるフリースタンディングセパレーターである：（ａ）微
小多孔性擬ベーマイト層２０および（ｂ）保護コーティング層３０。擬ベーマイ
ト層２０は、細孔５０の三次元ネットワークを含み、そして保護コーティング層
３０はさらに、色素６０を含む。
【００８９】 本発明のセパレーターの微小多孔性擬ベーマイト層および保護コーティング層
は、基材上に任意の順序でコーティングされ得る。例えば、図３に示されるよう
に、１実施形態において、セパレーターは以下を備える：（ａ）保護被膜の第一
層３０および（ｂ）カソード活性層１５を備える基材１０上に、微小多孔性擬ベ
ーマイトを含む第二層２０。
【００９０】 Ｓｕｚｕｋｉらの米国特許第５，４６３，１７８号は、基材が擬ベーマイトの
多孔層で被膜され、シリカの層が擬ベーマイトの多孔層上に形成されるインクジ
ェット記録紙を記載する。シリカ層は、記録紙に対する改良された磨耗耐性を提
供するように示されるが、電流発生セルの組み立てを生じるような、シリカの層
におけるポリマーまたは巻取り中および折り畳み中の耐久性に対する要求は、記
載されない。
【００９１】 保護コーティング層におけるポリマーと色素の重量比は、約１：１０〜約１０
：１で変動し得る。好ましい実施形態において、ポリマーおよび色素は、約１：
４〜約６：１の重量比で保護コーティング層に存在する。より好ましい実施形態
において、ポリマーおよび色素は、約１：３〜約４：１の重量比で保護コーティ
ング層に存在する。
【００９２】 色素の粒子サイズまたは直径は、好ましくは擬ベーマイト層の平均細孔直径よ
り大きく、その結果、色素は、擬ベーマイト層の細孔を透過しない。これらの場
合、保護コーティング層は色素を含み、微小多孔性擬ベーマイト層上に被膜され
る。色素の粒子サイズは、約１０ｎｍ〜約１０，０００ｎｍの範囲であり得る。
好ましい実施形態において、色素は、約２０ｎｍ〜約６，０００ｎｍの粒子サイ
ズを有する。最も好ましい実施形態において、色素は、約５０ｎｍ〜約３，００
０ｎｍの粒子サイズを有する。
【００９３】 ポリマーおよび色素に加え、本発明のセパレーターの保護コーティング層はさ
らに、被膜に関して当該分野において公知の他の添加物を含み、特に可撓性およ
び耐久性被膜における使用について公知である添加物を含む。適切な他の添加物
の例は、以下を含むが、これらに限定されない：存在する任意のモノマーおよび
マクロモノマーの照射硬化のための光増感剤、存在する任意のモノマー、マクロ
モノマーまたはポリマーの非照射硬化のための触媒、架橋剤（例えば、ジルコニ
ウム化合物、アジリジン、およびイソシアネート）、界面活性剤、可塑剤、分散
剤、流調節添加物、ならびにレオロジー改質剤。
【００９４】 （微小多孔性擬ベーマイト層） 電気化学セル中のセパレーターとしての使用のための微小多孔性擬ベーマイト
層は、同一譲受人の同時係属中の米国特許出願番号０８／９９５，０８９号およ
び０９／２１５，１１２号（両方がＣａｒｌｓｏｎら）に記載される。
【００９５】 本明細書中で用いられる場合、用語「擬ベーマイト」は、化学式Ａｌ2Ｏ3・ｘ
Ｈ2Ｏ（ここで、ｘは１．０〜１．５の範囲である）を有する水和酸化アルミニ
ウムに関する。「擬ベーマイト」と同義の、本明細書中で用いられる用語は、「
ベーマイト」「ＡｌＯＯＨ」および「水酸化アルミナ」を含む。本明細書中で「
擬ベーマイト」と言及される物質は、無水アルミナ（Ａｌ2Ｏ3、例えば、αアル
ミナおよびγアルミナ）および化学式Ａｌ2Ｏ3・ｘＨ2Ｏの水和酸化アルミニウ
ム（ここで、ｘは１．０より小さいかまたは１．５より大きい）とは異なる。
【００９６】 用語「微小多孔（性）」は、層の物質を記載するように本明細書中で用いられ
、この物質は、層の一方の最外部表面から層の他の最外部表面を通って実質的に
連続する様式で連結される約１０μｍまたはそれ未満の直径の細孔を有する。繊
維からなる多孔性セパレーター（例えば、ガラス、ＴＥＦＬＯＮ（ＤｕＰｏｎｔ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから入手可能なポリテ
トラフルオロエチレンの商標）、およびポリプロピレン）は、一般に不織セパレ
ーター物質として特徴付けられ、そして微細孔と呼ぶには大きすぎる細孔直径を
有し、その結果、デンドライト形成が潜在的重要性である再充電可能なセルに対
して、受容不可能にする。
【００９７】 層におけるこれらの細孔の量は、細孔体積によって特徴付けられ得、これは、
層の単位重量あたり立方センチメートルの細孔の体積である。この細孔体積は、
既知の密度を有する液体でこの細孔を充填することによって測定され得、次いで
、液体の既知の密度で割った、存在する液体を有する層の重量における増加によ
って計算され、次いで、以下の式に従って、液体が存在しない層の重量によって
この商を割る：
【００９８】
【数１】 ここで、細孔が既知の密度の液体によって完全に充填される場合、Ｗ1は層の重
量であり、Ｗ2は、細孔中液体が存在しない層の重量であり、そしてｄは、細孔
を充填するために用いられる液体の密度である。細孔体積はまた、以下の式に従
って、明白な密度または実際の微細孔層の測定された密度の逆数から、微細孔層
を含む物質（細孔がないことを想定する）の理論的な密度の逆数を減算すること
によって、層の明白な密度から概算され得る：
【００９９】
【数２】 ここで、ｄ1は、層の重量および層の大きさの測定から決定されるような層の体
積の商から決定される層の密度であり、そしてｄ2は、細孔が存在しないと想定
される層中の物質の計算された密度であるかまたは、言い換えると、ｄ2は、密
度および層中の異なる物質の相対的な量から計算されるような、層の固体部分の
密度である。体積によるパーセントとして表される層の細孔または空隙の体積は
、以下の式に従って決定され得る：
【０１００】
【数３】 ここで、細孔体積は、上記で決定されたようなものであり、そしてｄ2は、上記
のように、層の固体部分の計算された密度である。
【０１０１】 １実施形態において、本発明のセパレーターの微小多孔性擬ベーマイト層は、
０．０２〜２．０ｃｍ3／ｇの細孔体積を有する。好ましい実施形態において、
微小多孔性擬ベーマイト層は、０．３〜１．０ｃｍ3／ｇの細孔体積を有する。
より好ましい実施形態において、微小多孔性擬ベーマイト層は、０．４〜０．７
ｃｍ3／ｇの細孔体積を有する。細孔体積０．０２ｃｍ3／ｇ以下で、イオン種の
移動は、減少する細孔の体積によって阻害される。細孔体積２ｃｍ3／ｇ以上で
、空隙の量は、微小多孔性擬ベーマイト層の物理的強度を減少させる 代表的におよそ１〜１０μｍの細孔直径を有する、従来の微細孔セパレーター
と比較して、本発明のセパレーターの微小多孔性擬ベーマイト層は、約１μｍ〜
０．００２μｍ未満まで分布する細孔直径を有する。約１μｍ（１００ｎｍ）〜
０．００２μｍ（２ｎｍ）未満までの範囲の細孔直径を有する微細孔セパレータ
ー層（例えば、本発明の微小多孔性擬ベーマイト層）はまた、一般にナノ多孔物
質として当該分野において言及される。１実施形態において、微小多孔性擬ベー
マイト層は、０．００１μｍすなわち１ｎｍ〜０．３μｍすなわち３００ｎｍの
平均細孔直径を有する。好ましい実施形態において、微小多孔性擬ベーマイト層
は、２ｎｍ〜３０ｎｍの平均細孔直径を有する。より好ましい実施形態において
、微小多孔性擬ベーマイト層は、３ｎｍ〜１０ｎｍの平均細孔直径を有する。
【０１０２】 およそ０．００１〜０．０３μｍかなり小さな細孔直径を有するセパレーター
の１つの明確な利点は、不溶性粒子（およそ０．０５〜１．０μｍの直径を有す
るコロイド粒子でさえ）は、微細細孔のためにセパレーターを通過し得ない。対
照的に、コロイド粒子（例えば、しばしばカソード組成物中に組み込まれた電導
性炭素粉末）は、従来のセパレーター（例えば、微細孔ポリオレフィン）を容易
に通過し得、それによって、セルの所望されない領域へ移動し得る。
【０１０３】 従来のセパレーターに対する微小多孔性擬ベーマイト層を含む本発明のセパレ
ーターの他の顕著な利点は、微小多孔性擬ベーマイト層のナノ細孔構造が、限外
濾過膜として機能し得、そしてすべての粒子および不溶性物質のブロックに加え
、比較的小さな分子量（例えば、２，０００以上）の可溶性物質の拡散をブロッ
クし得るかまたは著しく阻害し得る一方、カットオフレベル以下の分子量を有す
る可溶性物質の拡散を可能にする。この特性は、電流発生セルの製造の間、セパ
レーター層への物質の選択的な浸透または吸収に都合よく使用されるか、または
、このセルのすべての作動期の間、セパレーターを通して非常に小さな分子量の
物質を選択的に拡散し得るために都合よく使用される一方、不溶性物質の拡散ま
たは中程度およびより大きな分子量の可溶性物質の拡散を、ブロックするかまた
は顕著に阻害する。
【０１０４】 本発明のセパレーターの非常に小さな細孔の直径の別の重要な利点は、擬ベー
マイト層における細い細孔の強力な毛細管作用である。これは、セパレーターの
能力を増加し、電解液を容易に取り込むかまたは吸収し、そして細孔中にこれら
の物質を保持する。
【０１０５】 微小多孔性擬ベーマイト層は、任意にはさらに、例えば、前述の同一譲受人の
２つの同時係属米国特許出願（両方ともＣａｒｌｏｎら）に記載されるように、
層の物理的な強度および／または他の特性を改良する種々の結合剤を含む。混合
中および微細孔層へのプロセス中にベーマイトゾルと適合し、所望の微細孔に顕
著に干渉せずに、層の所望の物理的強度および均質性を提供する任意の結合剤は
、使用に適切である。好ましい結合剤の量は、層中の擬ベーマイトの質量の５％
〜７０％である。５重量パーセント以下で、結合剤の量は、通常物理的強度の顕
著な増加を提供するには低すぎる。７０重量パーセント以上で、結合剤の量は、
通常高すぎで、そして微細孔層を通して低分子量物質の移動に干渉し得る過剰量
だけ細孔を充填する。結合剤は、（例えば、シリカ、γ酸化アルミニウム、およ
びα酸化アルミニウムのような）無機物であり得、存在する擬ベーマイトを有す
るゲルマトリクス構造を代表的に形成することが公知である（例えば、当該分野
において公知の、インクジェット印刷のための微細孔ゾルゲルインク受容性層）
。好ましくは、微小多孔性擬ベーマイト層中の結合剤は、有機ポリマー結合剤で
ある。適切な結合剤の例は、以下を含むが、これらに限定されない：ポリビニル
アルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、これらのコポリマ
ー、およびこれらの混合物。結合剤は、水可溶性ポリマーであり得、そしてイオ
ン性電導性特性を有し得る。さらに好ましい結合剤はまた、可塑剤成分（例えば
、低分子量ポリオール、ポリアルキレングリコール、およびポリアルキレングリ
コールのメチルエーテル。しかし、これらに限定されない）を含み得、擬ベーマ
イト層のコーティング、乾燥および可撓性を増加する。
【０１０６】 本発明のセパレーターにおける使用のための、さらな結合剤を有するかまたは
有さない微小多孔性擬ベーマイト層の厚さは、微細孔の基本特性および物理的完
全度が数μｍの厚さの層ならびに数百μｍの厚さを有する層に存在するので、広
範な範囲にわたって変動し得る。種々の理由（価格、セパレーターの全体的性能
特性、および製造の容易さ）のために、微小多孔性擬ベーマイト層の所望の厚さ
は、１μｍ〜５０μｍの範囲にある。１μｍ〜２５μｍの範囲の厚さが、好まし
い。より好ましい厚さは、２μｍ〜１５μｍの範囲にある。最も好ましい厚さは
、５μｍ〜１５μｍの範囲にある。従来のセパレーター（例えば、多孔性ポリオ
レフィン物質）は、代表的には２５μｍ〜５０μｍの厚さであり、従って、本発
明の微細孔セパレーターは、２５μｍよりかなり小さいの厚さで効果的かつ安価
であり得る。
【０１０７】 保護コーティング微小多孔性擬ベーマイト層を含む本発明のセパレーターは、
Ｃａｒｌｓｏｎらの同一譲受人の２つの前述の同時係属米国特許出願に記載され
るような非コーティング擬ベーマイトセパレーターの所望の特性を、実質的に保
持する。これらは、粒子および不溶性物質のブロッキング、比較的小さな分子量
（例えば、２，０００以上）の可溶性物質の拡散のブロッキングまたは阻害を含
む一方、カットオフレベル以下の分子量を有する可溶性物質の拡散の許容を含む
。所望の特性もまた、可溶性物質、特に電解質カチオン（例えば、リチウムイオ
ン）の拡散の許容を含む。すなわち、好ましい実施形態において、ポリマーコー
ティングは、顕著に微小多孔性擬ベーマイト層の能力を改変し、所望の物質の流
れを可能にするが、所望されない物質の流れを阻害するかまたは少なくとも遅く
し得る。
【０１０８】 （多重微小多孔性擬ベーマイト層および／または保護コーティング層を有する
セパレーター） 本発明のセパレーターは、例えば、図４〜１０に示されるように、１より多い
微小多孔性擬ベーマイト層を有し得る。本発明のセパレーターはまた、例えば、
図９から１１に示されるように、１つより多い保護コーティング層を有し得る。
これら多重微小多孔性擬ベーマイト層の組成物は、セパレーターにおけるそれぞ
れのこのような層に同一であるかまたは異なり得る。これら多重保護コーティン
グ層の組成物はまた、セパレーターにおけるそれぞれのこのような層に同一であ
るかまたは異なり得る。
【０１０９】 １実施形態において、図４に示されるように、本発明のセパレーターは、（ａ
）微小多孔性擬ベーマイトを含む第一層２０、（ｂ）保護被膜の第二層３０、お
よび（ｃ）カソード活性層１５を備える基材１０上の、微小多孔性擬ベーマイト
を含む第三層２２を含む。本発明のセパレーターがフリースタンディングセパレ
ーターとして続いて利用される場合、セパレーターは、図５に示されるように、
図６に示されるようなフリースタンディングセパレーターを提供するように層間
剥離され得るリリース基材上に都合よく形成され得る。１実施形態において図５
に示されるように、本発明のセパレーターは、（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを
含む第一層２０、（ｂ）保護被膜の第二層３０、および（ｃ）滑らかなリリース
基材１２上の、微小多孔性擬ベーマイトを含む第三層２２を含む。１実施形態に
おいて、図６に示されるように、本発明のセパレーターは、（ａ）微小多孔性擬
ベーマイト層２０、（ｂ）保護コーティング層３０、および（ｃ）微小多孔性擬
ベーマイト層２２を含む。
【０１１０】 本発明のセパレーターの層の設計のための広範な種々の選択肢およびこれらの
層の順番は、基材またはカソード活性層に関連し、の別の例は、図７は、以下を
含む本発明のセパレーターの１実施形態の断面図を示す：（ａ）微小多孔性擬ベ
ーマイト層を含む第一層２０、（ｂ）保護被膜の第二層３０、（ｃ）微小多孔性
擬ベーマイトを含む第三層２２、および（ｄ）滑らかなリリース基材１２上の、
カソード活性層の第四層１５。図７に示されるセパレーターはまた、図８で示さ
れるようにフリースタンディングセパレーターとカソード活性層との組み合わせ
を提供するように層間剥離し得る。１実施形態において、図８に示されるように
、本発明のセパレーターは、以下を含むセパレーターとカソード活性層との組み
合わせを含む：（ａ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、（ｂ）保護コーティング
層３０、（ｃ）微小多孔性擬ベーマイト層２２、および（ｄ）カソード活性層１
５。
【０１１１】 本発明のセパレーターは、例えば、図９から１１に示されるように、２つ以上
の微小多孔性擬ベーマイト層および２つ以上の保護コーティング層を含み得る。
１実施形態において、図９に示されるように、本発明のセパレーターは、（ａ）
微小多孔性擬ベーマイトを含む第一層２０、（ｂ）保護被膜の第二層３０、（ｃ
）微小多孔性擬ベーマイトを含む第三層２２、および（ｄ）カソード活性層１５
を含む基材１０上に、ポリマーを含む保護被膜の第四の層３４を含む。例えば、
１実施形態において、図１０に示されるように、本発明のセパレーターはまた、
以下を含むフリースタンディングセパレーターである：（ａ）保護コーティング
層３０、（ｂ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、（ｃ）保護コーティング層３４
、（ｄ）微小多孔性擬ベーマイト層２２、および（ｅ）ポリマーを含む保護コー
ティング層３８。例えば、別の実施形態において、図１１に示されるように、本
発明のセパレーターはまた、以下を含むフリースタンディングセパレーターであ
る：（ａ）保護コーティング層３０、（ｂ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、お
よび（ｃ）保護コーティング層３４。
【０１１２】 本発明のセパレーターの層の設計のための選択肢、ならびに擬ベーマイト層お
よび保護コーティング層の相対的順序のさらなる別の例として、１つの形態の２
つ以上の層は、互いに接触し得、例として、実施例１０に記載される擬ベーマイ
ト層を覆う２つの保護層によって示される。
【０１１３】 本発明の電気化学セルにおける使用のためのセパレーターの設計のための選択
肢のなお別の例は、微小多孔性擬ベーマイト層が、第二の保護コーティング層が
コーティングする保護コーティング層と接触する実施形態である；ここで、この
保護コーティング層は、セパレーターのセルのカソード活性層と反対側にある。
１実施形態において、第二の保護コーティング層は、単一のイオン伝導層であり
、好ましくは単一のイオン伝導ガラスである。
【０１１４】 （セパレーターを形成する方法） 本発明の１局面は、以下を含むセパレーターを作製する方法に関する：（ｉ）
少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層であって、これは電流発生セルにお
ける使用のための（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティング層、と接触し、こ
れは、セパレーターを形成するための前述の従来方法の不利益を克服する。
【０１１５】 本発明の方法の１局面は、以下を含むセパレーターを形成する：（ｉ）少なく
とも１つの微小多孔性擬ベーマイト層であって、これは本明細書中に記載される
ように、（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティング層、と接触する。１実施形
態において、ここで保護コーティング層はポリマーを含み、方法は以下の工程を
含む：（ａ）ベーマイトゾルを含む第一の液体混合物Ａで基材上をコーティング
する工程、あるいは１つ以上のポリマー、モノマー、またはマクロモノマーを含
む第一の液体混合物Ｂで基材上をコーティングし、第一のコーティング層を形成
する工程；（ｂ）第一の液体混合物Ａが工程（ａ）において使用される場合、工
程（ａ）において形成される第一のコーティング層を乾燥させ、微小多孔性擬ベ
ーマイト層を形成する工程、またはあるいは、第一の液体混合物Ｂが工程（ａ）
において使用された場合、工程（ａ）において形成される第一の保護層を乾燥さ
せて、乾燥第一コーティング層を形成する工程；（ｃ）微小多孔性擬ベーマイト
層が工程（ｂ）において形成される場合、工程（ｂ）において形成される層上に
、１つ以上のポリマー、モノマー、またはマクロモノマーを含む第二の液体混合
物Ｂ’をコーティングして、第二のコーティング層を形成する工程、またはある
いは、保護コーティング層が工程（ｂ）において形成された場合、工程（ｂ）で
形成される層上に、ベーマイトゾルを含む第二の液体混合物Ａ’をコーティング
して、第二のコーティング層を形成する工程；（ｄ）第二の液体混合物Ｂ’が工
程（ｃ）において使用された場合、本明細書中で記載されるように、工程（ｃ）
において形成される第二のコーティング層を乾燥して、保護コーティング層を形
成する工程、またはあるいは、第二の液体混合物Ａ’が工程（ｃ）において利用
された場合、本明細書中に記載されるように、微小多孔性擬ベーマイト層を形成
し、乾燥第二コーティング層を形成する。
【０１１６】 １実施形態において、保護コーティング層の形成に続いて、方法はさらに、乾
燥保護コーティング層を硬化して硬化保護コーティング層を形成する工程を包含
する。乾燥コーティング層は、エネルギー供給源を用いる処置によって硬化して
、硬化ポリマーを含む硬化保護コーティング層を形成する。適切なエネルギー供
給源は、以下を含むが、これらに限定されない：熱紫外光、可視光、赤外線、お
よび電子ビーム照射。１実施形態において、工程（ｄ）の後に、工程（ａ）およ
び（ｂ）を反復して第三のコーティング層を形成する。第三のコーティング層を
形成するこの方法によって形成され得るセパレータの例は、図４〜８および１１
によって示される。１実施形態において、工程（ｄ）の後に、工程（ａ）、（ｂ
）、（ｃ）および（ｄ）が反復され第三のコーティング層および第四のコーティ
ング層を形成する。第三のコーティング層および第四のコーティング層を形成す
るこの方法により形成され得るセパレーターの例は、図９に示される。１実施形
態において、工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ａ）および（ｂ）は反復
され、例えば、図１０に示される、第三のコーティング層、第四のコーティング
層、および第五のコーティング層を形成する。
【０１１７】 保護コーティング層を形成する液体混合物における使用のための適切なモノマ
ーおよびマクロモノマーの例は、以下を含むが、これらに限定されない：アクリ
レート、メタクリレート、オレフィン、エポキシド、ビニルアルコール、ビニル
エーテル、およびウレタン。適切なアクリレートモノマーおよびマクロモノマー
は、以下からなる群より選択される化合物を含むが、これらに限定されない：ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレー
ト、エトキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシル化ビスフ
ェノールＡジアクリレート、エトキシル化脂肪族ウレタンアクリレート、および
エトキシル化アルキルフェノールアクリレート。さらに、液体混合物のモノマー
およびマクロモノマーは、本明細書中に記載されるように、式Ｒ1（Ｒ2Ｏ）ｎ−
Ｒ3を有するモノマーおよびマクロモノマーより選択され得、保護コーティング
層を形成する。
【０１１８】 液体混合物のモノマーおよびマクロモノマーの分子量は、保護コーティング層
を形成するその液体混合物が微小多孔性の擬ベーマイト層にコーティングされる
状況において、その保護コーティングを形成する液体混合物が、微小多孔性擬ベ
ーマイト層の多細孔へ有意には侵入されないように選択され得る。好ましい実施
形態において、そのモノマーおよびマクロモノマーの分子量は２０００を超える
。より好ましい実施形態において、モノマーおよびマクロモノマーの分子量は５
０００を超える。
【０１１９】 １つの実施形態において、第二の液体混合物ＢまたはＢ’は、溶媒を含有し得
る。その溶媒は、水性または非水性であり得る。適切な溶媒としては以下が挙げ
られるがそれらに限定されない：水、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニ
トリル、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム
、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル
、および塩化メチレン。１つの実施形態において、その液体混合物の溶媒は、本
発明のモノマーの１つ以上を含み得る。
【０１２０】 １つの実施形態において、保護コーティング層を形成するその液体混合物は、
ポリマーラテックスの形態で存在する。用語「ラテックス」とは、本明細書にお
いて使用されるとき、水性媒体中のポリマー物質の安定なコロイド分散物に関す
る。
【０１２１】 その保護コーティング層を形成するその液体混合物の、微小多孔性擬ベーマイ
ト層の多細孔への浸透はまた、その液体混合物の粘性を選択することによって制
御され得る。例えば、ポリマーのような添加剤は、その保護コーティング層を形
成するその液体混合物に添加して、粘性を増加させ得、そしてその液体混合物ん
お、その擬ベーマイト層の細孔への浸透を阻害もしくは遅延させ得る。ポリマー
添加剤の例としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない：ポリアクリレ
ート、ポリメタクリレート、ポリウレタン、ポリオレフィン（例えば、エチレン
プロピレンポリマー）、およびセルロース誘導体。あるいは、例えば、さらなる
溶媒を使用して、その液体混合物の粘性を低下させ得る。好ましくは、その保護
コーティング層を形成するその液体混合物は、１５ｃＰ〜５０００ｃＰの範囲内
の粘性を有する。粒子径、分子量および粘性に加えて、その保護コーティング層
を形成する液体混合物の、その微小多細孔性擬ベーマイト層の多細孔への浸透を
妨害もしくは最小化するための他のアプローチとしては、以下が挙げられるがそ
れらに限定されない：その擬ベーマイト層を、溶媒で予備湿潤化して、そのコー
ティングおよび乾燥工程の間その保護コーティング層を保持すること。
【０１２２】 微小多孔性擬ベーマイト層において小さな裂目のような欠損が存在する場合、
その保護コーティング層を形成するためのその液体混合物は、それが利益のある
場合にその欠損を修復するために、その擬ベーマイト層の欠損領域へと浸透させ
るために有利に利用され得る。これは、本発明のセパレーターを形成する方法の
利点の一つである。
【０１２３】 そのセパレーターの保護コーティング層の特性における増加した物理的強度ま
たはいくつかの他の改善が所望される場合、その保護コーティング層を形成する
ためのそのコーティング液体混合物は、さらに、色素を含み得、そしてその得ら
れた保護コーティング層は乾燥され、そして必要に応じて硬化されて保護コーテ
ィングされた微小多孔性擬ベーマイトセパレーターを形成する。その保護コーテ
ィング層において使用するための、適切な色素としては以下が挙げられるがそれ
らに限定されない：コロイド状シリカ、非晶質シリカ、表面処理シリカ、コロイ
ド状アルミナ、非晶質アルミナ、伝導性炭素、グラファイト、酸化スズ、酸化チ
タンおよびポリエチレンビーズ。ポリマー保護コーティング層における使用のた
めの好ましい色素は、コロイド性シリカ、非晶質シリカ、表面処理シリカ、また
はそれらの組合せである。表面処理シリカ（疎水性シリカを含む）が特に好まし
い。
【０１２４】 単一のイオン伝導ガラス保護コーティング層または伝導性ポリマー保護コーテ
ィング層は、以下のような技術によってその基材に沈着され得る：物理沈着（例
えば、スパッタリングもしくは蒸着）、および化学蒸着（例えば、プラズマ増強
化学蒸着）。これらの保護コーティング層は、リチウムイオンのみがそのアノー
ド表面に達することを可能とするように有利に適用され得る。単一のイオン伝導
層を含む他の保護コーティング層は、ゾルゲル層をコーティングするために当該
分野において公知の方法によってゾルゲル処方物として沈着され得る。
【０１２５】 増加した物理的強度またはいくつかの他の改善（例えば、その基材への改善さ
れた接着またはコーティング均一性）がその微小多孔性擬ベーマイト層において
所望される場合、ベーマイトゾルを含むその液体混合物はさらに、本明細書中上
記のような結合剤を含み得、次いで、結合剤が存在したまま微小多孔性擬ベーマ
イト層を形成するように乾燥される。ポリビニルアルコールのような型の結合剤
、その層における擬ベーマイトの５〜７０重量％の範囲のような結合剤材料の量
、および１〜５０μｍ、好ましくは１〜２５μｍ、より好ましくは２〜１５μｍ
および最も好ましくは５〜１５μｍの範囲の、結合剤を有する微小多孔性擬ベー
マイト層の厚さは、その微小多孔性擬ベーマイトセパレーターについて本明細書
に記載されるとおりである。 （ｉ）本明細書に記載されるような、擬ベーマイト層中に存在する結合剤を有す
るかまたは有しない少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層を（ｉｉ）本明
細書に記載されるような、少なくとも１つの保護ポリマーコーティングと接触し
て備えるセパレーターを形成するこれらの方法を使用して、フリースタンディン
グセパレーターまたは電流発生セルの層に直接コーティングされたセパレーター
のいずれかを生成し得る。次いで、このフリースタンディングセパレーターは、
巻かれ得るか、またはそうでなければ電流発生セルへと作製され得る。また、こ
のフリースタンディングセパレーターは、電流発生セルの別の層へと積層され得
る。その保護コーティング層がポリマー含む、本発明のセパレーターを形成する
方法の１つの実施形態において、そのセパレーターは、以下によって電流発生セ
ルのカソードのカソード活性層へと直接コーティングされる：（ａ）ベーマイト
ゾルを含む第一の液体混合物Ａ、または代替的に保護コーティング層を形成する
ための１つ以上のポリマー、モノマーもしくはマクロモノマーを含む第一の混合
物Ｂを、適切な電流コレクター基材上のカソードコーティングの最も外の表面へ
と適用すること；（ｂ）本明細書において記載されるように、工程（ａ）におい
て形成されたこの第一の液体コーティング層を乾燥させて、微小多孔性擬ベーマ
イトセパレーター層を形成すること、または代替的に本明細書に記載されるよう
に、工程（ａ）において形成された第一のコーティング層を乾燥させて、保護コ
ーティング層を形成すること；（ｃ）微小多孔性擬ベーマイト層が工程（ｂ）に
おいて形成された場合に、工程（ｂ）において形成された層上に、１つ以上のポ
リマー、モノマーまたはマクロモノマーを含む第二の液体混合物Ｂ’をコーティ
ングして、第二のコーティング層を形成すること、または代替的に、保護コーテ
ィング層が工程（ｂ）において形成された場合には、ベーマイトゾルを含む第二
の液体混合物Ａ’を工程（ｂ）において形成された層上にコーティングさせて第
二のコーティング層を形成すること；（ｄ）第二の液体混合物Ｂ’が工程（ｃ）
において利用された場合に、本明細書に記載されるように、工程（ｃ）において
形成された第二のコーティング層を乾燥させて、保護コーティング層を形成する
こと、または代替的に、工程（ｃ）においてその第二の液体混合物Ａ’が利用さ
れた場合に、本明細書に記載されるように、微小多孔性擬ベーマイト層を形成し
て、本明細書に記載されるように、乾燥された第二のコーティング層を形成する
こと。必要に応じて、保護コーティング層の形成に続いて、本方法は、さらに、
本明細書に記載されるように、その乾燥した保護コーティング層を硬化させて硬
化保護コーティング層を形成する工程を包含し得る。その保護コーティング層が
さらに、色素を含む場合には、この方法によって形成されたセパレーターの１つ
の実施形態は、図１に例示される。この保護コーティング層がまずその基材に適
用され、そしてさらに、色素を含む場合、この方法によって形成されたそのセパ
レーターの１つの実施形態を図３に例示する。
【０１２６】 別の実施形態において、フリースタンディングセパレーターが、以下の工程の
適用によって形成される：（ａ）第一の液体混合物Ａ（ベーマイトゾルを含む）
、または代替的に第一の液体混合物Ｂ（リリース基材の最も外側の表面上に、保
護コーティング層を形成するための、１つ以上のポリマー、モノマーまたはマク
ロモノマーを含む）；（ｂ）本明細書において記載されるように、工程（ａ）で
形成されたこの第一の液体コーティング層を乾燥して、微小多孔性の擬ベーマイ
トセパレーター層を形成するか、または代替的に、本明細書において記載される
ように、工程（ａ）で形成された第一のコーティング層を乾燥して、保護コーテ
ィング層を形成する工程；（ｃ）工程（ｂ）において微小多細孔性擬ベーマイト
層が形成された場合には、工程（ｂ）において形成された層に、第二の液体混合
物Ｂ’（これは、１つ以上のポリマー、モノマー、またはマクロモノマーを含む
）にコーティングして、第二のコーティング層を形成するか、または代替的に、
その第二の液体混合物Ｂ’が工程（ｂ）で利用された場合には、上記のように、
工程（ｂ）で形成された層に第二の混合物Ａ’（これは、ベーマイトゾルを含む
）をコーティングして、第二のコーティング層を形成する工程；（ｄ）保護コー
ティング層Ｂ’が工程（ｃ）で形成された場合には、本明細書中に記載されるよ
うに、工程（ｃ）で形成された第二のコーティング層を乾燥して、保護コーティ
ング層を形成する工程、または代替的に、その第二の液体混合物Ａ’が工程（ｃ
）において利用された場合には、本明細書に記載されるように、微小多孔性擬ベ
ーマイト層を形成して、乾燥された第二のコーティング層を形成する工程；なら
びに、次いで、（ｅ）以前の工程において形成された、その基材から、コーティ
ングされたセパレーター多層構造を相関剥離して、本明細書に記載されるように
、１つ以上の保護コーティング層と接触する１つ以上の微小多孔性擬ベーマイト
層を含むフリースタンディングセパレーターを提供する、工程。必要に応じて、
保護コーティング層の形成に続き、この方法は、さらに、本明細書に記載される
ように、その乾燥された保護コーティング層を硬化させて硬化保護コーティング
層を形成する工程を包含する。その保護コーティング層が、さらに、色素を含む
場合、この方法によって形成されるセパレーターの１つの実施形態は、図２に例
示されている。このリリース基材は、その第一のコーティング層に対して弱い接
着を有するように選択され、その結果、そのセパレーターコーティングは、その
基材からそのセパレーターを損傷することなく容易に相関剥離され得る。適切な
基材としては以下が挙げられるがそれらに限定されない：第一の液体混合物を受
けるその表面にリリースコーティング（例えば、シリコーン、フルオロカーボン
、およびポリオレフィン）を伴う紙、ならびにその第一の液体混合物を受ける表
面が処理されていないか、またはその上がリリースコーティングを伴うかのいず
れかである、可撓性プラスティックフィルム（例えば、ポリエステルフィルムお
よびポリスチレンフィルム）。そのコーティングセパレーターの幅は、それがそ
の基材から層間剥離される場合には、その基材上にコーティングされる幅の全幅
であり得るか、またはそのコーティングされたセパレーターは、それがその基材
から相関剥離される前には、より狭い幅に切断され得る（例えば、特定の電流発
生セルにおける使用に所望される幅）。
【０１２７】 そのコーティングされたセパレーターの層間剥離の後、得られたフリースタン
ディングコーティングセパレーターを直接利用して、フリースタンディングセパ
レーターを伴うセルを製造する当該分野で公知の方法を用いて電流発生セルを形
成し得る。あるいは、例えば、第二の保護コーティング層をそのフリースタンデ
ィングセパレーターの擬ベーマイト層のコーティングされていない側に塗布する
か；および／または、電流発生セルへの製造前に、そのフリースタンディングコ
ーティングセパレーターは、基材上のカソード活性層に対して、カソード活性層
およびカソード電流コレクターに対して、アノードに対して、またはアノードお
よびアノード電流コレクターに対して、積層され得る。
【０１２８】 本発明のセパレーターを生成する方法のさらに別の利点は、そのセパレーター
層がその基材に塗布され得るコーティングパターンにおける柔軟性である。例え
ば、そのセパレーター層は、そのカソードの最も外側の表面全体（その電流コレ
クターおよびカソード基材上のカソード活性層の表面および側面を含む）にわた
って塗布され得る。従って、そのカソード活性層は、その最も外側の表面すべて
（従来のフリースタンディングポリオレフィンセパレーターまたは他の多細孔性
セパレーターでは接触もカバーもされていない、カソード活性層の端または側面
を含む）の上で、カソード活性層の最も外側の露出された表面すべてに亙りある
パターンでそのセパレーター層をコーティングすることによって完全に封入され
得る。本発明のセパレーター層によるこの完全な封入化は、その電流発生セルの
製造および使用の間、そのカソードによる短絡をすべて予防するように絶縁表面
を提供する歳に、安全性および電池の性能にとって非常に有利である。この封入
化はまた、そのカソード領域の外側へのそのカソード活性層中の任意の不溶性ま
たは高分子量の種の移動をブロックまたは妨害するにおいてバリアとして機能す
る際に、およびそのカソード領域の外側へのそのカソード活性層中の、可溶性ポ
リスルフィドのような、任意の低分子量種の拡散を遅延させる際に同様に、高い
セル容量および長いサイクル寿命にとって非常に有利である。 （電解質素子およびそれを調製する方法） 本発明は、電流発生セルにおいて使用するための電解質素子を提供する。これ
は、本明細書に記載されるように、本発明のセパレーターを、そのセパレーター
の細孔内に拘束される電解質と合わせることによる。この電解質は、当該分野に
おいて公知の非水性および水性の型の電解質のいずれかであり得る。
【０１２９】 本発明の電流発生セルのための電解質素子を製造する方法の１つの局面は、以
下の工程を包含する：（ａ）本明細書に記載されるような、第一の液体混合物を
、基材上にコーティングする工程；（ｂ）本明細書に記載されるように、その第
一のコーティング層を乾燥する工程；（ｃ）工程（ｂ）で形成された第一のコー
ティング層上に、本明細書に記載されるような、第二の液体混合物をコーティン
グする工程；（ｄ）本明細書に記載されるようにこの第二のコーティング層を乾
燥させて、セパレーターを製造する方法において本明細書において記載されるよ
うに、微小多孔性の擬ベーマイト層と接触されるポリマーを含む保護コーティン
グ層を含むセパレーター層を形成する工程；ならびに（ｅ）続いて、電解質（好
ましくは、有機電解質）と、この保護コーティング微小多孔性ベーマイト層の表
面を接触させ、それによって、そのセパレーターの細孔へとその電解質を注入す
る工程。必要に応じて、その保護コーティングの形成の後、かつ工程（ｅ）の前
に、その保護コーティング層は、エネルギー供給源によって硬化されて、本明細
書に記載されるように、硬化保護コーティングセパレーターを形成し得る。その
電解質の注入の前に、その微小多孔性擬ベーマイト層は、代表的に、微小多孔性
擬ベーマイトセパレーターについて、本明細書に記載されるように、０．０２〜
２，０ｃｍ3／ｇの細孔容量、および平均で１ｎｍ〜３００ｎｍの細孔径を有す
る。
【０１３０】 増加した物理的強度およびその基材への改善された接着またはコーティングの
均一性のようないくつかの他の改善が所望される場合、ベーマイトゾルを含むそ
のコーティング液体混合物は、本明細書に記載されるように、さらに結合剤を含
み得、そして次いで、本明細書に記載されるように、乾燥されて、結合剤が存在
したまま微小多孔性ベーマイト層を形成し得る。ポリマー、モノマーまたはマク
ロモノマーを含む、このコーティング液体混合物は、さらに、本明細書に記載さ
れるように、色素、第二のポリマーまたは他の添加剤を含み得る。
【０１３１】 好ましい実施形態において、この電解質素子を作製する方法は、以下の工程を
包含する：（ａ）基材に、その最も外側の表面の少なくとも１つの上でカソード
活性層を提供する工程；（ｂ）このカソード活性層の上に第一の液体混合物をコ
ーティングする工程；（ｃ）本明細書において記載されるように、工程（ｂ）で
形成されたこの第一のコーティング層を乾燥させて微小多孔性擬ベーマイト層、
または代替的に、本明細書において記載されるような、ポリマーを含む保護コー
ティング層を形成する工程；（ｄ）本明細書に記載されるように、その第一のコ
ーティング層上に第二の液体混合物をコーティングする工程；（ｅ）工程（ｄ）
において形成されたこの第二のコーティング層を乾燥させて、保護コーティング
された微小多孔性擬ベーマイトセパレーターを形成する工程；ならびに（ｆ）そ
の保護コーティングされた微小多孔性擬ベーマイトセパレーターの表面と、電解
質とを接触させ、それによって、そのセパレーターの細孔中へのその電解質の注
入を生じさせる工程。必要に応じて、その保護コーティング層の形成の前、かつ
、工程（ｆ）の前に、本明細書において記載されるように、ポリマーを含む保護
コーティング層の硬化工程が存在する。
【０１３２】 本発明において使用される電解質は、イオンの格納および輸送のための媒体と
して機能し、そして電流発生セルの分野において公知の任意の型の電解質であり
得る。イオンを格納および輸送し得る、任意の液体、固体または固体様の材料は
、その材料が、そのアノードおよびそのカソードに関して化学的および電気化学
的に充分に安定であり、そしてその材料がそのアノードとそのカソードとの間の
短絡を生じさせ得る電気的伝導度を提供せずに、そのアノードとそのカソードと
の間のイオンの輸送を容易にする限り、使用され得る。
【０１３３】 本発明の電解質素子において使用するための適切な電解質の例としては以下が
あげられるがそれらに限定されない：液体電解質、ゲルポリマー電解質および固
体ポリマー電解質からなる群より選択される１つ以上の電解質を含む、有機電解
質。
【０１３４】 有用な液体電解質の例としては以下が挙げられるがそれらに限定されない：Ｎ
−メチルアセトアミド、アセトニトリル、カルボネート類、スルホン類、スルホ
ラン類、脂肪酸エーテル類、環状エーテル類、グリム類、シロキサン類、ジオキ
ソラン類、Ｎ−アルキルピロリドン類、上記の置換形態、ならびにそれらの混和
物からなる群より選択される１つ以上の電解質溶媒（これらに対して、適切なイ
オン電解質塩が添加される）を含む電解質。
【０１３５】 これらの液体電解質の電解質溶媒は、それ自体が、半固体またはゲルのポリマ
ー電解質において可塑剤として有用である。有用なゲルポリマー電解質としては
以下が挙げられるがそれらに限定されない：所望の半固体またはゲルの状態を提
供するに充分な１つ以上の電解質溶媒に加えて、１つ以上のポリマーを含むゲル
ポリマー電解質。適切なポリマーの例としては、以下が挙げられるがそれらに限
定されない：ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）類、ポリプロピレンオキシド類、
ポリアクリロニトリル類、ポリシロキサン類、ポリホスファゼン類、ポリイミド
類、ポリエーテル類、スルホン化ポリイミド類、過フッ化膜類（ＮＡＦＩＯＮTM 樹脂）、ポリジビニルポリエチレングリコール類、ポリエチレングリコールジア
クリレート類、ポリエチレングリコールジメタクリレート類、上記の誘導体、上
記のコポリマー、上記の架橋および網状の構造物、および上記の混和物からなる
群より選択されるポリマー（これらに対して、適切なイオン電解質塩が添加され
る）。
【０１３６】 本発明において有用な固体ポリマー電解質としては、以下が挙げられるがそれ
らに限定されない：以下からなる群より選択される１つ以上のポリマーを含む固
体ポリマー電解質：ポリエーテル類、ポリエチレンオキシド類（ＰＥＯ）、ポリ
プロピレンオキシド類、ポリイミド類、ポリホスファゼン類、ポリアクリロニト
リル類（ＰＡＮ）、ポリシロキサン類、ポリエーテルグラフト化ポリシロキサン
類、上記の誘導体、上記のコポリマー、上記の架橋および網状の構造物、ならび
に上記の混和物（これらには、適切なイオン電解質塩が添加される）。本発明の
固体ポリマー電解質は、必要に応じて、さらに、１つ以上の電解質溶媒を、代表
的に２０重量％未満で含み得る。
【０１３７】 この電解質素子のイオン伝導性および他の電気化学的特性を改善するために、
その電解質は、代表的に、１つ以上のイオン電解質塩を含む。本明細書において
使用される液体電解質、ゲルポリマー電解質および固体ポリマー電解質には、イ
オン電解質塩が含まれる。
【０１３８】 本発明において使用するためのイオン電解質塩の例としては、以下が挙げられ
るがそれらに限定されない：ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＣｌＯ4、ＭＡｓＦ6、ＭＳＣＮ、
ＭＳＯ3ＣＦ3、ＭＳＯ3ＣＨ3、ＭＢＦ4、ＭＢ（Ｐｈ）4、ＭＰＦ6、ＭＣ（ＳＯ2 ＣＦ3）3、ＭＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、
【０１３９】
【化２０】 など。ここで、ＭはＬｉまたはＮａである。本発明の実施において有用な他の電
解質塩は、ポリスルフィドリチウム、有機イオンポリスルフィドのリチウム塩、
および米国特許第５，５３８，８１２号（Ｌｅｅら）に開示されるものである。
好ましいイオン電解質塩は、ＬｉＩ、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ3ＣＦ3（リチウムト
リフラート）およびＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2（リチウムイミド）である。
【０１４０】 本発明の微小多孔性擬ベーマイト層が通常、高分子量材料（例えば、ゲルポリ
マー電解質および固体ポリマー電解質において代表的に使用されるポリマー）に
対して不透過性であることから、その電解質のポリマー成分を、低分子量モノマ
ーまたはマクロモノマーの形態で、その擬ベーマイト層の細孔中に導入すること
が好ましい。続いて、この低分子量のモノマーまたはマクロモノマーを、ポリマ
ーへと硬化させて、所望の型の固体ポリマーの電解質またはゲルポリマー電解質
を提供し得る。適切なモノマーまたはマクロモノマーとしては、以下が挙げられ
るがそれらに限定されない：熱硬化性または照射硬化性のモノマーまたはマクロ
モノマー。例としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない：ジビニルエ
ーテル（例えば、テトラエチレングリコールジビニルエーテル）。紫外線（ＵＶ
）または可視照射線に対して感受性を提供する（ここでは、そのモノマーまたは
マクロモノマーは、有意には吸収しない）ために、従来の光増感剤を添加して、
そのモノマーまたはマクロモノマーのポリマー材料への硬化を生じさせ得る。例
えば、ＵＶ増感剤の、少量（例えば、０．２重量％の）モノマーまたはマクロモ
ノマーが添加され得る。
【０１４１】 本発明のセパレーターの擬ベーマイト層の非常に微小な細孔および強力な毛管
作用の特定の利点は、広汎な電解質によるその優れた湿潤性およびその細孔にお
けるこれらの電解質の保持である。従って、液体または粘着性のある電解質材料
を、その擬ベーマイト層のナノ多細孔性マトリクス中に、そのセパレーターの表
面上に、有意に過度の液体または粘着性の材料を有することなく、取り込ませる
ことが可能である。１つの実施形態において、この電解質材料は、そのセル製造
プロセスの間に、その保護擬ベーマイトセパレーターの最も外側の表面に、保持
される。例えば、このことは、ポリマー電解質の粘着性の表面が、電流発生セル
の多層構築物を曲げるかまたは多層化する製造プロセスを妨害することを妨げる
さいに有用である。液体電解質について、ポリマーは必要とされず、そしてその
電解質組成物は、電解質溶媒およびイオン電解質塩のみからなり得る。 （電流発生セルおよびそれを調製する方法） 本発明は、カソードおよびアノード、ならびにそのカソードとそのアノードと
の間に挿入された電解質素子を含む、電流発生セルを提供する。ここで、この電
解質素子は、（ａ）（ｉ）少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層、それに
接触する（ｉｉ）少なくとも１つの保護コーティング層を備える、セパレーター
、および（ｂ）電解質、好ましくは有機電解質（これは、そのセパレーターの細
孔内に含まれる）を含む（これらは、本発明のセパレーターおよび電解質素子、
ならびにセパレーター及び電解質素子を作製する方法について本明細書において
記載されるとおりである）。セパレーターのこの擬ベーマイト層は、代表的に、
その電解質の導入前には０．０２〜２ｃｍ3／ｇの細孔容積を有し、そしてその
セパレーターの微小多孔性擬ベーマイト層について本明細書に記載されるように
、１ｎｍ〜３００ｎｍの平均の細孔直径を有する。
【０１４２】 本発明の電流発生セルは、当該分野で公知の、広汎な一次電池および二次電池
のために利用され得るが、二次電池または充電可能な電池においてこれらのセル
を利用することが好ましい。ここで、フリースタンディングまたは直接コーティ
ングされた、微小多孔性擬ベーマイトセパレーターの多くの特徴を使用して、多
くの反復される放電および充電のサイクルを通じて活性材料の化学物質を制御す
ることを補助し得る。好ましくは、その電池はプリズム状の構成である。
【０１４３】 広汎な種々のアノード活性材料が、本発明の電流発生セルに関してアノードに
おいて利用され得る。本発明の電流発生セルについて適切なアノード活性材料は
、以下が挙げられるがそれらに限定されない：１つ以上の金属または１つ以上の
金属の合金または１つ以上のおよび１つ以上の合金の混合物（ここで、その金属
は、周期表のＩＡ族およびＩＩＡ族の金属から選択される）。本発明の適切なア
ノード活性材料の例としては以下が挙げられるがそれらに限定されない：アルカ
リ金属が層間伝導ポリマー（例えば、リチウムがドープされたポリアセチレン、
ポリフェニレン、ポリピロールなど）、およびアルカリ金属層間グラファイトお
よびアルカリ金属層間炭素。リチウムを含むアノード活性材料が特に有用である
。好ましいアノード活性材料は、リチウム金属、リチウムアルミニウム合金、リ
チウムスズ合金、リチウム層間炭素、およびリチウム層間グラファイト。
【０１４４】 広汎な種々のカソード活性材料が、本発明の電流発生セルについてカソードに
おいて利用され得る。本発明のセルのために適切なカソードとしては以下が挙げ
られるがそれらに限定されない：以下からなる群より選択されるカソード活性材
料を含むカソード：電気的に活性な遷移金属カルコゲニド、電気的に活性な伝導
性ポリマー、および電気的に活性なイオウ含有材料。適切な遷移金属カルコゲニ
ドの例としては以下が挙げられるがそれらに限定されない：電気的に活性なオキ
シド類、スルフィド類、および以下からなる群より選択される遷移金属のセレニ
ド類：Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ
、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、およびＩｒ。好まし
い遷移金属カルコゲニドは、コバルト、マンガン、およびバナジウムの電気的に
活性な酸化物類である。１つの実施形態において、本発明のセルのカソードは、
電気的に活性な伝導性ポリマーを含む。適切な伝導性ポリマーの例としては以下
が挙げられるがそれらに限定されない：以下からなる群より選択される電気的に
活性なポリマーおよび電気的に伝導性のポリマー：ポリピロール、ポリフェニレ
ン、ポリチオフェン、およびポリアセチレン。好ましい伝導性ポリマーは、ポリ
ピロールおよびポリアセチレンである。
【０１４５】 好ましいカソード活性材料は、電気的に活性なイオウ含有材料を含む材料であ
る。用語「電気的に活性なイオウ含有（ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ ｓｕｌｆ
ｕｒ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）材料」とは、本明細書において使用される場合、
任意の形態の元素であるイオウを含むカソード活性材料をいう。ここで、その電
気化学的な活性は、イオウ−イオウ共有結合の開裂または形成を包含する。本発
明のセルのカソードにおいて有用なその電気的に活性なイオウ含有材料の性質は
、広汎に変動し得る。元素イオウおよび他のイオウ含有材料の電気的に活性な特
性は、当該分野において周知であり、そして代表的には、その電池の放電または
カソード還元サイクルの間のリチウム化スルフィドまたはリチウムイオンスルフ
ィドの可逆性の形成を包含する。
【０１４６】 １つの実施形態において、その電気的に活性なイオウ含有材料は、元素イオウ
を含む。
【０１４７】 １つの実施形態において、その電気的に活性なイオウ含有材料は、有機性であ
り、すなわち、イオウ原子および炭素原子の両方を含む。
【０１４８】 １つの実施形態において、その電気的に活性なイオウ含有材料は、ポリマー性
である。１つの実施形態において、そのイオウ含有材料は、イオウ含有ポリマー
を包含し、これは、ポリスルフィド部分であるＳm（以下からなる群より選択さ
れる：共有結合性−Ｓm−部分、イオン性−Ｓm -部分、およびイオン性Ｓm 2-部分
）を含み、ここで、ｍは、３以上の整数である。１つの実施形態において、イオ
ン含有ポリマーのポリスルフィド部分Ｓmのｍは、８以上の整数である。１つの
実施形態において、イオウ含有ポリマーのポリスルフィド部分Ｓmは、そのイオ
ウ含有ポリマーのポリマー骨格鎖に対して側方の基上のその末端のイオウ原子の
一方または両方によって共有結合されている。１つの実施形態において、そのポ
リスルフィド部分Ｓmは、共有結合性の−Ｓm−部分を含み、この共有結合性の−
Ｓm−部分は、そのイオウ含有ポリマーのポリマー骨格鎖へとその末端イオウ原
子の両方への共有結合によって組み込まれている。
【０１４９】 電気的に活性なイオウ含有ポリマーの例としては以下が挙げられるがそれらに
限定されない：一般式（ＣＳx）nおよび（Ｃ2Ｓz）nの１つ以上の炭素−イオウ
ポリマーを含むポリマー。一般式（ＣＳx）nを含む組成物（ｘが１．２〜２．３
の範囲に及び、そしてｎは、２以上の整数である）は、米国特許第５，４４１，
８３１号（Ｏｋａｍｏｔｏら）に記載されている。さらなる例としては、米国特
許第５，６０１，９４７号および同５，６９０，７０２号（Ｓｋｏｔｈｅｉｍら
）に記載されるように、ｘの範囲が２．３より大きく約５０までであり、そして
ｎが２以上である組成物である。電気的に活性なイオウ含有ポリマーのさらなる
例としては、一般式（Ｃ2Ｓz）nを含む組成物が挙げられ、ここで、ｚの範囲は
、同一譲渡人に係る米国特許第５，５２９，８６０号および同時係属中の米国特
許出願第０８／６０２，３２３号（Ｓｋｏｔｈｅｉｍら）に記載されるように、
１を超えて約１００までであり、そしてｎは、２以上である。
【０１５０】 一般式（ＣＳx）nおよび（Ｃ2Ｓz）nの好ましい材料は、その酸化された状態
において、式−Ｓm−のポリスルフィド部分を含み、ここで、ｍは３以上の整数
であり、またはより好ましくは、ｍは３〜１０の整数である。１つの実施形態に
おいて、ｍは３〜６の整数である。１つの実施形態において、ｍは３〜８の整数
である。１つの実施形態においてｍは６〜１０の整数である。１つの実施形態に
おいてｍは８〜１０の整数である。１つの実施形態において、そのポリスルフィ
ド結合は以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（すなわち、トリスルフィド）。１つの実
施形態において、そのポリスルフィド結合は以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（
すなわち、テトラスルフィド）．１つの実施形態において、そのポリスルフィド
結合は以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（すなわち、ペンタスルフィド）。
１つの実施形態において、そのポリスルフィド結合は以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ
−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（すなわち、ヘキサスルフィド）。１つの実施形態において、そ
のポリスルフィド結合は以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（すなわ
ち、ヘプタスルフィド）。１つの実施形態において、そのポリスルフィド結合は
以下を含む：−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−Ｓ−（すなわち、オクタスルフィ
ド）。
【０１５１】 電気的に活性なイオウ含有ポリマーの骨格は、ポリスルフィド−Ｓm−の主鎖
結合および共有結合−Ｓm−側方基を含み得る。これらの材料において、多重結
合したイオウ原子である−Ｓm−の存在に起因して（ここで、ｍは３以上の整数
）は、それらは、ジスルフィド結合−Ｓ−Ｓ−単独を含む対応する材料に比較し
て有意により高いエネルギー密度を有する。
【０１５２】 他の好ましい電気的に活性なイオウ含有ポリマーは、同一譲渡人に係る同時係
属中の米国特許出願０８／９９５，１１２号（Ｇｏｒｋｏｖｅｎｋｏら）に記載
されるように、炭素環式反復基を含むポリマーである。
【０１５３】 ポリスルフィド部分Ｓmを含む（ここで、ｍは３以上の整数である）電気的に
活性なイオウ含有ポリマーの他の例は、米国特許第４，６６４，９９１号（Ｐｅ
ｒｉｃｈａｕｄら）に記載されるように、電子伝導ポリマーおよび少なくとも１
つの、そのポリマーと複合体を形成するポリ硫化鎖を含むポリマーである。
【０１５４】 電気的に活性なイオン含有ポリマーの他の例としては、ジスルフィド結合を含
む有機イオウ材料が挙げられるが、ポリスルフィド結合を含むその対応する材料
に比較して、その低い比容量は、電流発生セルにおける所望の高容量を達成する
ことを非常に困難にさせる。しかし、それらはまた、本発明の固体複合カソード
において、元素イオウおよび／またはポリスルフィド部分を含むイオウ含有ポリ
マーとの、カソード活性層における混和物の状態にて利用され得、そしてその電
気化学的特性、そのセルのサイクルの間に生成されるリチウムポリスルフィドお
よびリチウムスルフィドとのその公知の相互作用、および必要に応じて、そのセ
ルの製造の間のその融解特性によって、本発明の電流発生セルにおける所望の高
容量を達成することに寄与する。ジスルフィド基を含むこれらの電気的に活性な
イオウ含有材料の例としては、米国特許第４，７３９，０１８号（Ａｒｍａｎｄ
ら）；米国特許第４，８３３，０４８号および同４，９１７，９７４号（両方と
もＤｅＪｏｎｇｈｅら）；米国特許第５．１６２，１７５号および同５，５１６
，５９８号（両方ともＶｉｓｃｏら）；ならびに米国特許第５，３２４，５９９
号（Ｏｙａｍａら）に記載される材料が挙げられる。
【０１５５】 電気的に活性なイオウ含有材料の他の適切な例としては、米国特許第４，１４
３，２１４号（Ｃｈａｎｇら）に記載されるように、一般式ＣvＳの材料が挙げ
られる。ここで、ｖは、約４〜約５０の範囲内の数値である。電気的に活性なイ
オウ含有ポリマーの他の例は、米国特許第４，１５２，４９１号（Ｃｈａｎｇら
）に記載されるように、（ＣＳ）w（ｎは、少なくとも５の整数である）として
一般的に記述され得る複数の一硫化炭素単位を有する、１つ以上のポリマー化合
物を含むポリマーである。
【０１５６】 本発明のその固体複合カソードについての電気的に活性なイオン含有ポリマー
は、代表的に、約５０重量％と約９８重量％との間のイオウを含む元素組成を有
する。１つの実施形態において、このイオウ含有ポリマーは、７５重量％を超え
るイオウ、そして好ましくは８６重量％を超えるイオウ、そして最も好ましくは
９０重量％より多くのイオウを含む。
【０１５７】 本発明の電流発生セルを形成するための方法は、以下の工程を包含する：アノ
ードおよびカソードを提供する工程、ならびにそのアノードとそのカソードとの
間に、本明細書に記載されるような、本発明の電解質素子を挿入する工程。
【０１５８】 電流発生セルを形成する方法の１つの実施形態において、電解質素子の電解質
は、以下からなる群より選択される１つ以上の電解質を含む有機電解質である：
液体電解質、ゲルポリマー電解質および固体ポリマー電解質。
【０１５９】 本発明のセパレーターおよび電解質素子を形成する産物設計および方法の柔軟
性は、材料からセルへと製造する後の段階または最終段階において、電流発生セ
ルへと電解質またはその電解質のイオン電解質塩を有効に組み込む選択肢を提供
する。これは、イオン電解質塩が吸湿性であり、そして電解質素子の一部として
コーティングすることが困難であり、そして次いで乾燥した部屋の設備において
そのセルの製造および密封封入の前に水を吸収することを防ぐことが困難である
場合に有利であり得る。これはまた、そのイオン性電解質塩が粘度を増加させ、
そうでなければ、液体電解質またはポリマー電解質がそのセルの充填の間に、セ
パレーターおよびカソード層へと湿潤および透過することを妨害する場合にも有
利であり得る。好ましい実施形態において、その電解質は、電流発生セルの多重
層構造の巻きつけまたは多層化のプロセスの後に、電解質素子のセパレーター層
と接触される。例えば、そのセパレーターがそのアノードとそのカソードとの間
に封入された後、電解質（例えば、１つ以上のイオン性電解質塩および１つ以上
の電解質溶媒を含む溶液）のその電解質素子への吸収を包含する次の工程が存在
する。これらの多層セルスタックにおいて、本発明のセパレーターの素晴らしい
湿潤および強力な毛管作用は、その電解質、好ましくは液体有機電解質によって
そのセパレーターの細孔の吸収および充填を促進するにおいて有利である。最も
好ましい実施形態において、そのアノードとそのカソードとの間に封入されたそ
の電解質素子は、最初にはイオン性電解質塩を含まず、そしてその電解質素子に
必要なイオン電解質塩は、１つ以上のイオン電解質塩および１つ以上の電解質溶
媒を含む高濃度の溶液を吸収する引き続く工程によって提供される。所望の最終
濃度のイオン電解質塩を、有機電解質において達成するために、吸収された高濃
度の溶液中のイオン電解質塩の濃度は、対応して、この所望される最終の濃度よ
りもはるかに高い。
【０１６０】 （実施例） 本発明のいくつかの実施形態が、以下の実施例において記載されるが、これら
は、例示の目的で提供され、限定を意味しない。
【０１６１】 （比較例Ｉ） カソードを、イソプロパノール中に分散させた７５部の元素イオウ（Ａｌｄｒ
ｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩから入
手可能）、２０部の伝導性炭素色素ＰＲＩＮＴＥＸ ＸＥ−２（Ｄｅｇｕｓｓａ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ａｋｒｏｎ、ＯＨから入手可能な炭素色素について
の商標）、および５部のＰＹＲＯＧＲＡＦ−ＩＩＩ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅ
ｎｃｅｓ、Ｉｎｃ．、Ｃｅｄａｒｖｉｌｌｅ、ＯＨから入手可能な炭素フィラメ
ントについての商標）の混合物を、１７μｍの厚さの伝導性炭素コーティングさ
れたアルミニウムホイル基材（製品番号６０３０３、Ｒｅｘａｍ Ｇｒａｐｈｉ
ｃｓ、Ｓｏｕｔｈ Ｈａｄｌｅｙ、ＭＡから入手可能）へとコーティングするこ
とによって調製した。乾燥およびカレンダーがけの後、そのコーティングされた
カソード活性層の厚さは、約１２μｍであった。そのアノードは、約５０μmの
厚さのリチウムホイルであった。その電解質は、１，３−ジオキソランおよびジ
メトキシエタンの５０：５０の容量比の混合物中のリチウムビス（トリフルオロ
メチル）スルホンイミド、（３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ，
ＭＮから入手可能なリチウムイミド）の０．７５Ｍの溶液であった。使用した多
細孔性セパレーターは、１６μｍのＥ２５ ＳＥＴＥＬＡ（Ｔｏｎｅｎ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、東京、日本から入手可能なポリオレフィ
ンセパレーターについての商標そしてはまた、Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｆｉｌｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ．Ｐｉｔｔｓｆｏｒｄ、ＮＹか
ら入手可能である）であった。
【０１６２】 上記の成分を合わせて、カソード／セパレーター／アノードの層状構造にし、
これを、曲げおよび圧縮し、その液体電解質を、そのセパレーターおよびカソー
ドの空隙領域に充填して、約１００ｃｍ2の電極面積を有するプリズムセルを形
成した。これらのセルにおける放電−充電のサイクルを、それぞれ０．５／０．
３ ｍＡ／ｃｍ2で行った。ここで、放電のカットオフは、１．３Ｖの電圧であ
り、そして充電のカットオフは、３Ｖまたは５時間の充電（いずれか早い方）で
あった。これらのセルの代表的な容量は、５サイクル目で、９０ｍＡｈであった
（比容量は、７２８ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇ）。ここで、総容量減退は、
次の１５サイクルにわたって約２２％であった。
【０１６３】 （比較例２） 結合材が存在する擬ベーマイトの微小多孔性層を、以下の手順に従って調製し
た。水中に、８６重量部（固形分）のＤＩＳＰＡＬ １１Ｎ７−１２（ＣＯＮＤ
ＥＡ Ｖｉｓｔａ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸから入手可能なベー
マイトゾルについての商標）、６重量部（固形分）のＡＩＲＶＯＬ １２５（Ａ
ｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ．、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡから入手可能な
ポリビニルアルコールポリマーについての商標）、３重量部のポリエチレンオキ
シド（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｌｗａｕｋｅ
ｅ、ＷＩからの９００，０００ＭＷ）および５重量部のポリエチレンオキシドジ
メチルエーテル、Ｍ−２５０、（Ｆｌｕｋａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ、Ｒｏｎｋｏｎｋｏｍａ、ＮＹ）を含むコーティング混合物を調製した。この
コーティング混合物を、比較例１からのカソード活性層に、ギャップコーティン
グ物を用いて直接コーティングし、その結果、その乾燥擬ベーマイトコーティン
グ厚は、約１２μｍとなり、そして続いて、１３０℃で乾燥させた。プリズムセ
ルを、そのカソードおよびポリオレフィンセパレーターが、この擬ベーマイトコ
ーティングカソードによって置き換えられたことを除いて比較例１におけるよう
に、構築した。放電−充電のサイクルを、比較例１におけるのと同じ電流密度で
これらのセルにおいて行った。これらのセルの容量は、５サイクル目で６０ｍＡ
ｈであった（比容量は５８４ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇ）。ここで、次の１
５サイクルの総容量減退は、約８％であった。これらのプリズムセルの製造は、
困難であった。なぜなら、その擬ベーマイトコーティング層は、脆いからである
。
【０１６４】 （実施例１） ３：２重量比率のＣＤ９０３８（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｉｎｃ．、Ｅｘｔｏｎ、
ＰＡから入手可能なエトキシル化ビスフェノールＡジアクリレートについての商
標）およびＣＮ ９８４（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｉｎｃ．、Ｅｘｔｏｎ、ＰＡから
入手可能なウレタンアクリレートについての商標）の５重量％の溶液を、酢酸エ
チル中のこれらのマクロモノマーを溶解することによって調製した。この溶液に
、０．２重量％（アクリレートの総重量に基づく）のＥＳＣＵＲＥ ＫＴＯ（Ｓ
ａｒｔｏｍｅｒ Ｉｎｃ．、Ｅｘｔｏｎ、ＰＡから入手可能な光増感剤について
の商標）を添加した。この溶液を、比較例２の擬ベーマイトコーティングカソー
ド上にコーティングし、そして乾燥させて、存在する溶媒を除き、そして保護コ
ーティング層を形成させた。微小多孔性擬ベーマイト層の頂部におけるマクロモ
ノマーの形態でのポリマーを含む乾燥させた保護コーティング層のこのコーティ
ング厚は、４μｍであった。次いで、この乾燥させたフィルムを、ＦＵＳＩＯＮ
Ｍｏｄｅｌ Ｐ３００ ＵＶ 曝露ユニット（Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ
Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｔｏｒｒａｎｃｅ、ＣＡから入手可能）のコンベヤベルト上
にそのフィルムを置き、そしてそのフィルムをＵＶランプに３０秒間曝露して、
ポリマーを含む硬化保護コーティング層を形成させた。プリズムセルを、擬ベー
マイトコーティングカソードがこの保護コーティング擬ベーマイトコーティング
カソードに置き換えられたこと以外は、比較例２のように構築した。放電−充電
サイクルを、これらのセルにおいて、比較例１におけるのと同じ電流密度で行っ
た。これらのセルの容量は、５サイクル目において、６０ｍＡｈ（比容量は、５
４１ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇ）であった。ここで、総容量減退は、次の７
サイクルにわたって約１４％であった。このプリズムセルの製造の間のセパレー
ターの可撓性および耐久性は、その保護コーティング層によって顕著に改善され
、そしてこれらのセルのサイクル挙動は、顕著には影響を受けなかった。
【０１６５】 （実施例２） プリズムセルを、その保護コーティング溶液が、実施例１のマクロモノマーに
加えて、５重量％のＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ ＴＳ−５３０（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ、Ｔｕｓｃｏｌａ、ＩＬから入手可能な溶解シリカ色素について
の商標）（これは、超音波処理によってその溶液に分散させた）を含んだことを
除いて、実施例１のように調製した。着色保護コーティング層の厚さは、約４μ
ｍであった。放電ー充電のサイクルを、比較例１と同じ電流密度でこれらのセル
において行った。これらのセルの代表的な容量は、５サイクル目で８０ｍＡｈ（
比容量７０８ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇ）であった。ここで、総容量減退は
、次の１５サイクルにわたって約２５％であった。このセパレーターの可撓性は
、この頂部コーティングによって改善され、そしてこれらのセルの容量もまた改
善した。これらのプリズムセルの製造は、比較例２の擬ベーマイトコーティング
層のみを含むプリズムセルに対して顕著に改善した。
【０１６６】 （実施例３） プリズムセルを、そのカソード面積を３４７ｃｍ2に拡大し、そしてその電解
質を、１．４Ｍ溶液のリチウムイミド（３０：４０の容量比の１，３−ジオキソ
ランおよびジメトキシエタン中）であったことを除いて、実施例２と同じように
構築した。放電−充電サイクルを、比較例１と同じ電流密とでこれらのセルに対
して行った。このセルの代表的な比容量は、３サイクル目において７２９ｍＡｈ
／セル中の元素イオウｇであった。ここで、総容量減退は、次の２０サイクルに
わたって３％であった。その保護コーティングセパレーターの可撓性および靭性
によって、より大きなセルの製造が可能になった。比較例２に従って、３４７ｃ
ｍ2のプリズムセルを構築する試みは、完全に不成功であった。これは、保護コ
ーティングなしの擬ベーマイト層の脆さに起因した。
【０１６７】 （比較例３） プリズムセルを、そのカソード面積を３４７ｃｍ2に拡大し、そしてその電解
質が実施例３において使用されたものであることを除いて、比較例１と同様に構
築した。放電−充電サイクルを、これらのセルにおいて、比較例１と同じ電流密
度で行った。そのセルの代表的な比容量は、３サイクル目で９６３ｍＡｈ／ｇの
元素イオウであった。ここで、総容量減退は、次の２０サイクルにわたって１４
％であった。
【０１６８】 （実施例４） プリズムセルを、そのカソード面積が５００ｃｍ2であったことを除いて実施
例３に記載されるように構築した。放電−充電サイクルを、比較例１におけるの
と同じ電流密度でこれらのセルに対して実施した。このセルの比容量は、５サイ
クル目で８５０ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇであった。ここで、総容量減退は
、次の８０サイクルにわたって１７％であった。１００サイクル後、これらのセ
ルの平均容量は、５サイクル目でその比容量の７７％であった。
【０１６９】 （比較例４） プリズムセルを、各セルのカソード面積が５００ｃｍ2であったことを除いて
、比較例３におけるように構築した。放電−充電サイクルを、比較例１における
のと同じ電流密度でこれらのセルに対して実施した。このセルの比容量は、５サ
イクル目で８１２ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇであった。ここで、総容量減退
は、次の８０サイクルにわたって１３％であった。
【０１７０】 （実施例５） プリズムセルを、そのカソード面積が１０００ｃｍ2に拡大されたことを除い
て、実施例２におけるように構築した。放電−充電サイクルを、比較例１におけ
るのと同じ電流密度でこれらのセルに対して実施した。このセルの比容量は、５
サイクル目で８３６ｍＡｈ（そのセルの比容量は、６６９ｍＡｈ／セル中の元素
イオウｇ）であった。そして、２０１サイクル目において総容量減退は、５サイ
クル目の容量の６２％であった。
【０１７１】 （実施例６） プリズムセルを、そのカソード面積が８００ｃｍ2に拡大されたこと、ならび
にポリマーを含む保護コーティング層が硬化された後に、６μｍの厚さの第二の
擬ベーマイト層を、頂部にコーティングして３つの層：第一の擬ベーマイト層、
中間保護コーティング層および第二の擬ベーマイト層を含むセパレーターを形成
させたことを除いて、実施例２におけるように構築した。電解質は、１，３−ジ
オキソランおよびジメトキシエタンの比容量３０：４０の混合物中の１．４Ｍの
リチウムイミド溶液であった。このセルに対する放電−充電サイクルを、それぞ
れ、０．４４／０２５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で行った。このセルの代表的な容
量は、５サイクル目で９１１ｍＡｈであった。ここで、容量減退は、次の３０サ
イクルにわたって約０．９％であった。
【０１７２】 （実施例７） ３％溶液のポリ（ブチルメタクリレート）（分子量３３７，０００（Ａｌｄｒ
ｉｃｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩから入
手可能））を酢酸エチル中で調製した。比較例１のカソード活性層を、このポリ
（ブチルメタクリレート）溶液でコーティングして、乾燥後約１μｍの厚さの保
護コーティング層を得た。この保護コーティング層の上に、比較例２に記載され
るように、約１２μｍの厚さの擬ベーマイト層をコーティングした。その擬ベー
マイト層を乾燥した後に、第三の層である保護ポリマーコーティング層を、実施
例２に記載されるように、その擬ベーマイト層の頂部の上に、約４μｍのコーテ
ィング層厚さでコーティングした。このカソード活性層の頂部にコーティングさ
れたこのセパレーターは、３つの層を含んだ：（１）第一の保護コーティング層
、（２）中間の擬ベーマイト層、および（３）第二の保護コーティング層。
【０１７３】 バイアルセルを、比較例２におけるように構築した。これらのセルにおける放
電−充電サイクルを、比較例１におけるのと同じ電流密度で行った。これらのセ
ルの代表的な比容量は、５サイクル目で、６００〜６７０ｍＡｈ／セル中の元素
イオウｇであった。５サイクル目から算出された容量の減退速度は、次の１００
サイクルにわたって、１サイクルあたり約０．５％であった。
【０１７４】 （実施例８） 比較例１のカソード活性層を、比較例２におけるように約６μｍの厚さの擬ベ
ーマイトセパレーター層でコーティングした。このセパレーター層を、実施例７
のポリ（ブチルメタクリレート）溶液でコーティングして、乾燥後に、約４μｍ
の厚さのコーティングを得た。このコーティングの上に、次に、約６μｍの厚さ
の第二の擬ベーマイト層をコーティングした。このカソード上にコーティングさ
れたこのセパレーターは次の３つの層を含んだ：（１）第一の擬ベーマイト層、
（２）ポリマー層を含む中間保護コーティング層、および（３）第二の擬ベーマ
イト層。
【０１７５】 バイアルセルを、実施例７に記載されるように構築し、そしてこれらのセルの
放電−充電サイクルを、比較例１におけるのと同じ電流密度で行った。これらの
セルの代表的な比容量は、５サイクル目で６８０〜７１５ｍＡｈ／セル中の元素
イオウｇであり、そして５０サイクル目で６５０〜７２０ｍＡｈ／セル中の元素
イオウｇであった。５サイクル目から算出された容量の減退速度は、次の１００
サイクルにわたって、１サイクルあたり約０．２％であった。
【０１７６】 （比較例５） カソードを、イソプロパノール中に分散された６５部の元素イオウ、１５部の
伝導性炭素色素ＰＲＩＮＴＥＸ ＸＥ−２、１５部のグラファイト色素（Ｆｌｕ
ｋａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｒｏｎｋｏｎｋｏｍａ、ＮＹから入
手可能）、および５部の溶解シリカ（ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ ＥＨ−５（Ｃａｂｏ
ｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｕｓｃｏｌａ、ＩＬから入手可能なシリカ色素
についての商標）の混合物を、１７μｍの厚さの伝導性炭素コーティングしたア
ルミニウムコーティングしたＰＥＴ基材（Ｒｅｘａｍ Ｇｒａｐｈｉｃｓ、Ｓｏ
ｕｔｈ Ｈａｄｌｅｙ、ＭＡから入手可能）へとコーティングすることによって
調製した。乾燥およびカレンダーかけの後、そのコーティングされたカソード活
性層の厚さは、約１５〜１８μｍであった。そのアノードは、約５０μＭの厚さ
のリチウムホイルであった。電解質は、３０：４０の容量比の１，３−ジオキソ
ランおよびジメトキシエタンの混合物中の１．４Ｍ溶液のリチウムビス（トリフ
ルオロメチル）スルホンイミドであった。使用した多細孔性ポリオレフィンセパ
レーターは、１６μｍのＥ２５ ＳＥＴＥＬＡであった。
【０１７７】 上記の成分を合わせて、カソード／セパレーター／アノードの層状構造とし、
これを、曲げおよび圧縮し、ここで、液体電解質を、そのセパレーターおよびカ
ソードの空隙領域に充填して、約８００ｃｍ2の電解質面積を有するプリズムセ
ルを形成した。これらのセルにおける充電−放電サイクルは、それぞれ０．４４
／０．３１ｍＡ／ｃｍ2で行った。ここで、放電のカットオフは、１．５Ｖの電
圧であり、そして充電のカットオフは、２．８Ｖまたは１２０％の過充電のいず
れか早いほうであった。これらのセルの代表的な容量は、５サイクル目で７００
〜８００ｍＡｈ（比容量は８００〜９００ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇ）であ
り、ここで、総容量減退は、次の１５サイクルにわたって約２．５％であった。
【０１７８】 （実施例９） 比較例５のカソード活性層を、１：１混合物のＨｙｃａｒ １５７１およびＨ
ｙｃａｒ １５７８ｘ１（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨから入手可能な、それぞれアクリ
ロニトリル−ブタンジエンラテックスエマルジョンおよびアクリロニトリル−ブ
タンジエン−スチレンラテックスエマルジョンについての商標）の１５重量％溶
液を用いてコーティングして、乾燥後、約２μｍの厚さの第一の保護コーティン
グ層を得た。この保護コーティング層の上に、比較例２において記載されるよう
に、約１０μｍの厚さの擬ベーマイト層をコーティングした。その擬ベーマイト
層を乾燥後、第三の層である、第二の保護ポリマーコーティング層を、実施例２
に記載のように、約３μｍのコーティング層厚でその擬ベーマイト層の頂部上に
コーティングした。従って、カソード活性層の頂部にコーティングされたセパレ
ーターは、次の３つの層を含んだ：（１）第一の保護コーティング層、（２）中
間擬ベーマイト層、および（３）第二の保護コーティング層。
【０１７９】 プリズムセルを、そのカソードおよびポリオレフィンセパレーターを、このセ
パレーターコーティングされたカソードに置き換えたこと以外は、比較例５にお
けるように構築した。これらのセルにおける放電−充電サイクルを、比較例５に
おけるのと同じ電流密度で実施した。これらのセルの代表的な比容量は、１０サ
イクル目で、その約６７０ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇであった。次の１５サ
イクルにわたる総容量減退は、７．７％であった。
【０１８０】 （実施例１０） 比較例２の擬ベーマイトコーティングされたカソードを、１：１混合物である
Ｈｙｃａｒ １５７１およびＨｙｃａｒ １５７８ｘ１の１５重量％溶液でコー
ティングして、乾燥して存在する溶媒を除去した後、約２μｍの厚さの第一の保
護コーティング層を形成した。実施例１のポリマー溶液を、このラテックスポリ
マーコーティングされた擬ベーマイト層上にコーティングし、そして乾燥させた
。その微小多孔性擬ベーマイト層の頂部においてマクロモノマーの形態でポリマ
ーを含むこの乾燥させた第二の保護コーティング層のコーティング厚は、４μｍ
であった。次いで、この乾燥されたフィルムを、ＵＶランプを実施例１に記載の
ように用いて硬化させて、ポリマーを含む硬化された第二の保護コーティング層
を形成した。このカソード活性層の頂部でコーティングされたこのセパレーター
は、次の３つの層を含んだ：（１）擬ベーマイト層、（２）第一の保護コーティ
ング層、および（３）第二の保護コーティング層。
【０１８１】 プリズムセルを、その擬ベーマイトコーティングされたカソードを、この保護
コーティングされた擬ベーマイトでコーティングされたカソードに置き換えたこ
とを除いて、比較例２におけるように構築した。放電−充電サイクルを、比較例
５におけるのと同じ電流密度でこれらのセルに対して行った。これらのセルの代
表的な比容量は、５サイクル目で、約５５０ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇであ
った。
【０１８２】 （実施例１１） 比較例２の擬ベーマイトコーティングされたカソードを、１：１混合物のＨｙ
ｃａｒ １５７１およびＨｙｃａｒ １５７８ｘ１の１５重量％の溶液でコーテ
ィングして、乾燥して存在する溶媒を除去した後、約２μｍの厚さの第一の保護
コーティング層を形成した。このコーティングの上に、約６μｍ厚の第二の擬ベ
ーマイト層をコーティングした。実施例１のポリマー溶液を、この第二の擬ベー
マイト層の上にコーティングし、乾燥し、そして硬化させた。その微小多孔性擬
ベーマイト層の頂部にマクロモノマーの形態でポリマーを含む乾燥された第二の
保護コーティング層のコーティング厚さは、４μｍであった。このカソード活性
層の頂部においてコーティングされたセパレーターは、次の４層を含んだ：（１
）第一の擬ベーマイト層、（２）第一の保護コーティング層、（３）第二の擬ベ
ーマイト層、および（４）第二の保護コーティング層。
【０１８３】 プリズムセルを、擬ベーマイトコーティングされたカソードが、この保護コー
ティングされた擬ベーマイトでコーティングされたカソードに置き換えられたこ
と以外は、比較例におけるように構築した。放電−充電サイクルを、比較例５に
おけるのと同じ電流密度でこれらのセルに対して行った。これらのセルの代表的
な比容量は、５サイクル目で、約６２０ｍＡｈ／セル中の元素イオウｇであった
。
【０１８４】 本発明を、詳細に、かつ、その具体的かつ一般的な実施形態を参照して記載し
てきたが、当業者には、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、種々の変
更および改変が本発明においてなされ得ることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第１層
２０および（ｂ）保護層である第２層３０（これらは、カソード活性層１５を含
む基材１０上にある）の１つの実施形態の断面図を示す。この微少孔性擬ベーマ
イト層２０は、３次元網目構造の細孔５０を含み、そして保護コーティング層３
０はさらに、色素６０を含む。
【図２】 図２は、フリースタンディングセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイト
層２０および（ｂ）保護コーティング層３０を含む）としての本発明のセパレー
ターの１つの実施形態の断面図を示す。この擬ベーマイト層２０は、３次元網目
構造の細孔５０を含み、そして保護コーティング層３０はさらに、色素６０を含
む。
【図３】 図３は、本発明のセパレーター（（ａ）保護コーティングの第１層３０および
（ｂ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第２層２０（これらは、カソード活性層１
５を含む基材１０上にある）を含む）の１つの実施形態の断面図を示す。
【図４】 図４は、本発明のセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第１層
２０、（ｂ）保護コーティングの第２層３０および（ｃ）微小多孔性擬ベーマイ
トを含む第３層２２（これらは、カソード活性層１５を含む基材１０上にある）
を含む）の１つの実施形態の断面図を示す。
【図５】 図５は、本発明のセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第１層
２０、（ｂ）保護コーティングの第２層３０および（ｃ）微小多孔性擬ベーマイ
トを含む第３層２２（これらは、滑らかなリリース基材１２上にある）を含む）
の１つの実施形態の断面図を示す。
【図６】 図６は、フリースタンディングセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイト
層２０、（ｂ）保護コーティング層３０および（ｃ）微小多孔性擬ベーマイト層
２２を含む）としての本発明のセパレーターの１つの実施形態の断面図を示す。
【図７】 図７は、本発明のセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第１層
２０、（ｂ）保護コーティングの第２層３０、（ｃ）微小多孔性擬ベーマイトを
含む第３層２２および（ｄ）カソード活性層の第４層１５（これらは、滑らかな
リリース基材１２上にある）を含む）の１つの実施形態の断面図を示す。
【図８】 図８は、フリースタンディングセパレーターおよびカソード活性層の組み合わ
せ（（ａ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、（ｂ）保護コーティング層３０、（
ｃ）微小多孔性擬ベーマイト層２２および（ｄ）カソード活性層１５を含む）と
しての本発明のセパレーターの１つの実施形態の断面図を示す。
【図９】 図９は、本発明のセパレーター（（ａ）微小多孔性擬ベーマイトを含む第１層
２０、（ｂ）保護コーティングの第２層３０、（ｃ）微小多孔性擬ベーマイトを
含む第３層２２、および（ｄ）保護コーティングの第４層３４（これらは、カソ
ード活性層１５を含む基材１０上にある）を含む）の１つの実施形態の断面図を
示す。
【図１０】 図１０は、フリースタンディングセパレーター（（ａ）保護コーティング層３
０、（ｂ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、（ｃ）保護コーティング層３４、（
ｄ）微小多孔性擬ベーマイト層２２、および（ｅ）保護コーティング層３８を含
む）としての本発明のセパレーターの１つの実施形態の断面図を示す。
【図１１】 図１１は、フリースタンディングセパレーター（（ａ）保護コーティング層３
０、（ｂ）微小多孔性擬ベーマイト層２０、および（ｃ）保護コーティング層３
４を含む）としての本発明のセパレーターの１つの実施形態の断面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／４４７，９０１ (32)優先日 平成11年11月23日(1999．11．23) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スコシーム， タージ エイ． アメリカ合衆国 アリゾナ 85718， ツ ーソン， エヌ． カテドラル ロック プレイス 7080 Ｆターム(参考） 5H021 AA06 BB01 BB12 BB15 CC04 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE15 EE18 EE20 EE21 EE22 EE23 EE28 EE30 EE31 HH03 HH07 5H029 AJ05 AJ12 AK02 AK05 AK06 AK16 AL02 AL07 AL08 AL11 AL12 AL16 AM00 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 CJ01 CJ02 CJ22 DJ04 DJ13 EJ03 EJ05 EJ06 EJ12 EJ13 EJ14 HJ04 HJ11

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電流発生セルにおいて使用するためのセパレーターであって
    、ここで、該セルは、カソード活性層を有するカソード、アノード、および該カ
    ソードと該アノードとの間に挿入された電解質素子を含み、ここで該電解質素子
    は、該セパレーターおよび電解質を含み；そして該セパレーターは、少なくとも
    １つの微小多孔性擬ベーマイト層を含み、ここで該セパレーターが、少なくとも
    １つの保護コーティング層と接触しており；そしてここで該少なくとも１つの保
    護コーティング層の少なくとも１つが、該セルの該カソード活性層と反対の、該
    セパレーターのアノードに面する側面上にある、セパレーター。
  2. 【請求項２】 前記アノードに面する側面上の前記保護コーティング層の少
    なくとも１つが、ポリマーを含む、請求項１に記載のセパレーター。
  3. 【請求項３】 ポリマーを含む前記保護コーティング層が、単一のイオン伝
    導層である、請求項２に記載のセパレーター。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のセパレーターであって、ポリマーを含む前
    記保護コーティング層が、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリアセチレン、ポリ（フ
    ェニレンビニレン）、ポリアズレン、ポリ（ぺリナフタレン）、ポリアセン、お
    よびポリ（ナフタレン−２，６−ジイル）からなる群から選択される伝導性ポリ
    マーを含む、セパレーター。
  5. 【請求項５】 前記アノードに面する側面上の前記保護コーティング層の少
    なくとも１つが、単一のイオン伝導層である、請求項１に記載のセパレーター。
  6. 【請求項６】 前記アノードに面する側面上の前記保護コーティング層の少
    なくとも１つが、リチウムイオン伝導性の単一のイオン伝導ガラスを含む、請求
    項１に記載のセパレーター。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のセパレーターであって、前記単一のイオン
    伝導ガラスが、ケイ酸リチウム、ホウ酸リチウム、アルミン酸リチウム、リン酸
    リチウム、オキシ窒化リンリチウム、酸化リチウムチタン、酸化リチウムランタ
    ン、リチウムシリコスルフィド、リチウムボロスルフィド、リチウムアルミノス
    ルフィド、リチウムゲルマノスルフィド、およびリチウムホスホスルフィド、な
    らびにそれらの組合せからなる群から選択される、セパレーター。
  8. 【請求項８】 前記アノードに面する側面上の少なくとも１つの前記保護コ
    ーティング層が、オキシ窒化リンリチウムを含む、請求項１に記載のセパレータ
    ー。
  9. 【請求項９】 前記保護コーティング層が、０．２〜２０μｍの厚みを有す
    る、請求項２に記載のセパレーター。
  10. 【請求項１０】 前記保護コーティング層が、０．５〜５μｍの厚みを有す
    る、請求項２に記載のセパレーター。
  11. 【請求項１１】 前記保護コーティング層が、５ｎｍ〜５μｍの厚みを有す
    る、請求項６に記載のセパレーター。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のセパレーターであって、ここで前記セパ
    レーターは、第１および第２の保護コーティング層と接触し、ここで該第１の保
    護コーティング層が、前記カソード活性層と反対の、該セパレーターの側面上で
    前記擬ベーマイト層と接触し、そして該第２の保護コーティング層が、該擬ベー
    マイト層と反対の側面上で該第１の保護コーティング層と接触する、セパレータ
    ー。
  13. 【請求項１３】 前記第２の保護コーティング層が、リチウムイオン伝導性
    単一のイオン伝導ガラスを含む、請求項１２に記載のセパレーター。
  14. 【請求項１４】 前記２つの保護コーティング層の合わせた厚さが、１０ｎ
    ｍ〜２０μｍである、請求項１３に記載のセパレーター。
  15. 【請求項１５】 請求項２に記載のセパレーターであって、ここで前記保護
    コーティング層が、式： Ｒ1（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3 を有するモノマーまたはマクロモノマーからなる群から選択される１つ以上のモ
    ノマーまたはマクロモノマーの重合により形成される、１つ以上の部分を含み、
    この式で： Ｒ1は、各場合において、同じかまたは異なり、そして以下： 【化１】 からなる群から選択され； Ｒ2は、各場合において、同じかまたは異なり、そして以下： −ＣＨ2−ＣＨ2−、 −ＣＨ（ＣＨ3）−ＣＨ2−、 −ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−、 −ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）−ＣＨ2−、 −ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−； からなる群から選択され； Ｒ3は、各場合において、同じかまたは異なり、そしてシアノ、メチル、エチ
    ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、２−エチルヘキ
    シル、デシル、ドデシル、フェニル、ブチルフェニル、オクチルフェニル、ノニ
    ルフェニル、Ｒ1、−Ｘ−（ＯＲ2）m−Ｒ1、−Ｙ［（ＯＲ2）o−Ｒ1］2、−Ｚ［
    （ＯＲ2）p−Ｒ1］3からなる群から選択され； Ｘは、 【化２】 および−（ＣＨ2）r−（ここでｒは、３、４、または６）からなる群から選択さ
    れる、二価基であり； Ｙは、以下： 【化３】 からなる群から選択される三価基であり； Ｚは、以下： 【化４】 からなる群から選択される四価基であり； ｍは、０〜１００の範囲の整数であり； ｎは、０〜１００の範囲の整数であり； ｏは、０〜１００の範囲の整数であり；そして ｐは、０〜１００の範囲の整数である、 セパレーター。
  16. 【請求項１６】 請求項２に記載のセパレーターであって、ここで前記保護
    コーティング層が、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレング
    リコールジアクリレート、エトキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート
    、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化脂肪族ウレタン
    アクリレート、エトキシル化アルキルフェノールアクリレート、およびアルキル
    アクリレートからなる群から選択される１つ以上アクリレートの重合により形成
    される１つ以上の部分を含む、セパレーター。
  17. 【請求項１７】 請求項２に記載のセパレーターであって、ここで前記保護
    コーティング層が、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、
    ポリウレタン、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリル
    −ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン
    −スチレン、スルホン化スチレン／エチレン−ブチレン／スチレントリブロック
    ポリマー、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、セ
    パレーター。
  18. 【請求項１８】 電流発生セルにおける使用のためのセパレーターを作製す
    る方法であって、ここで、該セルは、カソード活性層を有するカソード、アノー
    ド、および該カソードと該アノードとの間に挿入された電解質素子を含み、ここ
    で該電解質素子は、該セパレーターおよび電解質を含み；そして該セパレーター
    は、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層を含み、ここで該セパレーター
    が、少なくとも１つの保護コーティング層と接触しており；そしてここで該保護
    コーティング層のうちの少なくとも１つが、該セルの該カソード活性層と反対の
    、該セパレーターのアノードに面する側面上にあり； ここで該方法は、以下の工程： （ａ）ベーマイトゾルを含む第１の液体混合物である、Ａを基材上にコーティ
    ングし、第１のコーティング層を形成する工程； （ｂ）工程（ａ）で形成された該第１のコーティング層を乾燥し、微小多孔性
    擬ベーマイト層を含む該セパレーターを形成する工程； （ｃ）工程（ｂ）で形成された該セパレーター上に保護コーティング材料の混
    合物をコーティングし、第２のコーティング層を形成する工程； （ｄ）工程（ｃ）で形成された該第２のコーティング層のすべての揮発性液体
    を除去し、該セパレーターの該アノードに面する側面上に、第１の保護コーティ
    ング層を形成する工程、を包含する、方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法であって、ここで工程（ｃ）の前
    記混合物が、１つ以上のポリマー、モノマー、またはマクロモノマーを含み、そ
    してここで工程（ｄ）が、工程（ｃ）において形成された前記第２のコーティン
    グ層を乾燥して、前記第１の保護コーティング層を形成する工程を包含し、ここ
    で該第１の保護コーティング層が、ポリマーを含む、方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１の保護コーティング層が、工程（ｃ）および（ｄ
    ）における物理蒸着法または化学蒸着法により形成される、請求項１８に記載の
    方法。
  21. 【請求項２１】 前記第１の保護コーティング層が、リチウムイオン伝導性
    の単一のイオン伝導ガラスを含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の方法であって、前記単一のイオン伝導
    ガラスが、ケイ酸リチウム、ホウ酸リチウム、アルミン酸リチウム、リン酸リチ
    ウム、オキシ窒化リンリチウム、酸化リチウムチタン、酸化リチウムランタン、
    リチウムシリコスルフィド、リチウムボロスルフィド、リチウムアルミノスルフ
    ィド、リチウムゲルマノスルフィド、およびリチウムホスホスルフィドからなる
    群から選択される、方法。
  23. 【請求項２３】 前記第１の保護コーティング層が、オキシ窒化リンリチウ
    ムを含む、請求項２０に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２０に記載の方法であって、ここで前記第１保護コ
    ーティング層が、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリアセチレン、ポリ（フェニレン
    ビニレン）、ポリアズレン、ポリ（ペリナフタレン）、ポリアセン、およびポリ
    （ナフタレン−２，６−ジイル）からなる群から選択される伝導性ポリマーを含
    む、方法。
  25. 【請求項２５】 前記第１の保護コーティング層が、０．２〜２０μｍの厚
    さを有する、請求項１９に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記第１の保護コーティング層が、０．５〜５μｍの厚さ
    を有する、請求項１９に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記第１の保護コーティング層が、５ｎｍ〜５μｍの厚さ
    を有する、請求項２０に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 請求項１８に記載の方法であって、工程（ｄ）の後に、該
    方法が、第２の保護コーティング層を、工程（ｄ）において形成された層上にコ
    ーティングする工程である工程（ｅ）を包含する、方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の方法であって、ここで工程（ｅ）が、 （ｉ）工程（ｄ）において形成された前記第２のコーティング層上に、保護コ
    ーティング材料の混合物をコーティングして、第３のコーティング層を形成する
    工程； （ｉｉ）工程（ｉ）において形成された該第３のコーティング層のすべての揮
    発性液体を除去し、前記セパレーターの前記アノードに面する側面上に第２保護
    コーティング層を形成する工程、を包含する、方法。
  30. 【請求項３０】 前記第２の保護層が、物理蒸着法または化学蒸着法により
    工程（ｅ）において形成される、請求項２８に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 請求項１９に記載の方法であって、ここで、工程（ｄ）に
    続いて、エネルギー供給源の使用により前記保護コーティング層を硬化させ、硬
    化保護コーティング層を形成する工程である工程（ｅ）が存在する、方法。
  32. 【請求項３２】 前記硬化工程が、熱、紫外光、可視光、赤外照射、および
    電子ビーム照射からなる群から選択されるエネルギー供給源を使用して行なわれ
    る、請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記１つ以上のポリマー、モノマーおよびマクロモノマー
    のうちの少なくとも１つが、前記微小多孔性擬ベーマイト層の細孔内に含浸する
    には大き過ぎる分子量を有する、請求項１９に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 請求項１９に記載の方法であって、前記保護コーティング
    層の形成の際の使用のための、前記１つ以上のモノマーおよびマクロモノマーの
    うちの少なくとも１つが、以下の式： Ｒ1（Ｒ2Ｏ）n−Ｒ3 を有するモノマーまたはマクロモノマーからなる群から選択され、ここで： Ｒ1は、各場合において、同じかまたは異なり、そして以下： ＣＨ2＝ＣＨ（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−、 ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−、 ＣＨ2＝ＣＨ−、 【化５】 からなる群から選択され； Ｒ2は、各場合において、同じかまたは異なり、そして以下： −ＣＨ2−ＣＨ2− −ＣＨ（ＣＨ3）−ＣＨ2−、 −ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−、 −ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）−ＣＨ2−、 −ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−； からなる群から選択され； Ｒ3は、各場合において、同じかまたは異なり、そしてシアノ、メチル、エチ
    ル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、２−エチルヘキ
    シル、デシル、ドデシル、フェニル、ブチルフェニル、オクチルフェニル、ノニ
    ルフェニル、Ｒ1、−Ｘ−（ＯＲ2）m−Ｒ1、−Ｙ［（ＯＲ2）o−Ｒ1］2、−Ｚ［
    （ＯＲ2）p−Ｒ1］3からなる群から選択され； Ｘは、以下； 【化６】 【化７】 および−（ＣＨ2）r−（ここでｒは、３、４、または６）からなる群から選択さ
    れる二価基であり； Ｙは、以下； 【化８】 からなる群から選択される三価基であり； Ｚは、以下； 【化９】 からなる群から選択される四価基であり； ｍは、０〜１００の範囲の整数であり； ｎは、０〜１００の範囲の整数であり； ｏは、０〜１００の範囲の整数であり；そして ｐは、０〜１００の範囲の整数である、 方法。
  35. 【請求項３５】 請求項１９に記載の方法であって、ここで前記１つ以上の
    モノマーまたはマクロモノマーのうちの少なくとも１つが、ポリエチレングリコ
    ールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化
    ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアク
    リレート、エトキシル化脂肪族ウレタンアクリレート、エトキシル化アルキルフ
    ェノールアクリレート、およびアルキルアクリレートからなる群から選択される
    アクリレートである、方法。
  36. 【請求項３６】 前記第１の保護コーティング層の前記ポリマーが、１０，
    ０００よりも大きい分子量を有する、請求項１９に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記第１の保護コーティング層の前記ポリマーが、５０，
    ０００よりも大きい分子量を有する、請求項１９に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 工程（ｃ）の前記混合物が、ポリマーを含む、請求項１９
    に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３８に記載の方法であって、前記ポリマーが、ポリ
    アクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリビニ
    ルエーテル、ポリビニルピロリドン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチ
    レン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スルホン化
    スチレン／エチレン−ブチレン／スチレントリブロックポリマー、およびそれら
    の混合物からなる群から選択される、方法。
  40. 【請求項４０】 電流発生セルにおける使用のための電解質素子を作製する
    ための方法であって、ここで該電解質素子が、少なくとも１つの微小多孔性擬ベ
    ーマイト層を含むセパレーターを含み、ここで該セパレーターが、少なくとも１
    つの保護コーティング層と接触しており；そしてここで該保護コーティング層の
    うちの少なくとも１つが、該セルのカソード活性層と反対の、該セパレーターの
    アノードに面する側面上にあり； ここで該方法は、以下の工程： （ａ）ベーマイトゾルを含む第１の液体混合物であるＡを基材上にコーティン
    グし、第１のコーティング層を形成する工程； （ｂ）工程（ａ）において形成された該第１のコーティング層を乾燥し、微小
    多孔性擬ベーマイト層を含む該セパレーターを形成する工程； （ｃ）保護コーティング材料の混合物を、工程（ｂ）において形成された該セ
    パレーター上にコーティングし、第２のコーティング層を形成する工程； （ｄ）工程（ｃ）において形成された該第２のコーティング層のすべての揮発
    性液体を除去し、該アノードに面する側面上に第１の保護コーティング層を形成
    する工程；および （ｅ）工程（ｄ）において形成された構造物の表面を電解質と接触させる工程
    であって、それにより該セパレーターの細孔内への該電解質の導入を生じる、工
    程、を包含する、方法。
  41. 【請求項４１】 請求項４０に記載の方法であって、ここで工程（ｃ）の前
    記混合物が、１つ以上のポリマー、モノマーまたはマクロモノマーを含み、そし
    てここで工程（ｄ）が、工程（ｃ）において形成された前記第２のコーティング
    層を乾燥し、前記第１の保護コーティング層を形成する工程を包含し、ここで該
    第１の保護コーティング層が、ポリマーを含む、方法。
  42. 【請求項４２】 前記第１の保護コーティング層が、工程（ｃ）および工程
    （ｄ）において、物理蒸着法または化学蒸着法により形成される、請求項４０に
    記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記方法が、工程（ｄ）の後でかつ工程（ｅ）の前に、前
    記セパレーター層を前記基材から層間剥離させる工程を包含する、請求項４０に
    記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記基材の少なくとも１つの最外部表面が、カソード活性
    層を含み、そして工程（ａ）の前記第１の液体混合物が、該カソード活性層上に
    コーティングされる、請求項４０に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記電解質が、液体電解質、ゲルポリマー電解質、および
    固体ポリマー電解質からなる群から選択される１つ以上の材料を含む、請求項４
    ０に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記電解質が有機電解質である、請求項４０に記載の方法
    。
  47. 【請求項４７】 前記電解質が水性電解質である、請求項４０に記載の方法
    。
  48. 【請求項４８】 カソードを含む電流発生セルであって、該セルは、カソー
    ド活性層、アノード、および該カソードと該アノードとの間に挿入された電解質
    素子を含み、ここで該電解質素子が、以下： （ａ）セパレーター；および （ｂ）電解質； を含み、 ここで該セパレーターは、少なくとも１つの微小多孔性擬ベーマイト層を含み；
    ここで該セパレーターが少なくとも１つの保護コーティング層と接触しており；
    そしてここで該少なくとも１つの保護コーティング層のうちの少なくとも１つが
    、該セルの該カソード活性層と反対の、該セパレーターの該アノードに面する側
    面上にあり、そして該電解質が該セパレーターの細孔内に含まれる、セル。
  49. 【請求項４９】 前記セルが、２次電流発生セルである、請求項４８に記載
    のセル。
  50. 【請求項５０】 前記セルが、１次電流発生セルである、請求項４８に記載
    のセル。
  51. 【請求項５１】 カソード、アノード、および該カソードと該アノードとの
    間に挿入された電解質素子を含む、電流発生セルであって、ここで該電解質素子
    が以下： （ａ）セパレータ；および （ｂ）有機電解質； を含み、ここで該セパレーターが以下： （ｉ）（ｉｉ）と接触している微小多孔性擬ベーマイト層； （ｉｉ）ポリマーを含む保護コーティング層； を含み、そしてここで該有機電解質が、該セパレーターの細孔内に含まれる、セ
    ル。
  52. 【請求項５２】 前記保護コーティング層が、前記カソード反対の、前記セ
    パレーターの前記アノードに面する側面上にある、請求項５１に記載のセル。
  53. 【請求項５３】 電流発生セルを形成する方法であって、該方法は、以下： （ａ）アノードを提供する工程； （ｂ）カソードを提供する工程；および （ｃ）該アノードと該カソードとの間に電解質素子を挿入する工程であって、
    ここで該電解質素子が、（ｉ）請求項１に記載のセパレーター；および（ｉｉ）
    該セパレーターの細孔内の電解質を含む、方法。
  54. 【請求項５４】 前記電解質素子の前記電解質が、液体電解質、ゲルポリマ
    ー電解質、および固体ポリマー電解質からなる群から選択される１つ以上の電解
    質を含む、請求項５３に記載の方法。
JP2000588826A 1998-12-17 1999-12-16 電気化学セル用セパレーターのための保護コーティング Expired - Lifetime JP4807538B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/215,029 US6194098B1 (en) 1998-12-17 1998-12-17 Protective coating for separators for electrochemical cells
US09/215,029 1998-12-17
US09/399,967 US6183901B1 (en) 1998-12-17 1999-09-21 Protective coating for separators for electrochemical cells
US09/399,967 1999-09-21
US09/447,901 1999-11-23
US09/447,901 US6277514B1 (en) 1998-12-17 1999-11-23 Protective coating for separators for electrochemical cells
PCT/US1999/030214 WO2000036671A1 (en) 1998-12-17 1999-12-16 Protective coating for separators for electrochemical cells

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002532852A true JP2002532852A (ja) 2002-10-02
JP2002532852A5 JP2002532852A5 (ja) 2007-02-08
JP4807538B2 JP4807538B2 (ja) 2011-11-02

Family

ID=22801351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000588826A Expired - Lifetime JP4807538B2 (ja) 1998-12-17 1999-12-16 電気化学セル用セパレーターのための保護コーティング

Country Status (2)

Country Link
US (4) US6194098B1 (ja)
JP (1) JP4807538B2 (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004527068A (ja) * 2000-12-21 2004-09-02 モルテック・コーポレーション 電気化学電池のためのリチウム負極
JP2007294437A (ja) * 2006-03-29 2007-11-08 Hitachi Maxell Ltd 電池用セパレータおよびリチウム二次電池
JP2009524900A (ja) * 2005-10-11 2009-07-02 エクセラトロン ソリッド ステート，エルエルシー リチウム電池の製造方法
JP2010010080A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Sony Corp 負極、二次電池およびそれらの製造方法
JP2010504625A (ja) * 2006-09-25 2010-02-12 エルジー・ケム・リミテッド 新規分離膜及び前記分離膜を含む電気化学素子
JP2010257689A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Central R&D Labs Inc リチウム硫黄電池
JP2011190447A (ja) * 2004-09-02 2011-09-29 Lg Chem Ltd 有無機複合多孔性フィルム及びこれを用いる電気化学素子
JP2014523630A (ja) * 2011-07-22 2014-09-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング エネルギー蓄積器用のセパレータおよびエネルギー蓄積器
JP2015501070A (ja) * 2011-12-16 2015-01-08 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ ポリスルフィドバリア層を有するリチウム硫黄電池セパレータ
JP2015043311A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． リチウム二次電池
WO2015092959A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社アルバック リチウム硫黄二次電池
JP2016517161A (ja) * 2013-04-29 2016-06-09 マディコ インコーポレイテッド 熱伝導率を高めたナノ多孔質複合セパレータ
US9490463B2 (en) 2004-09-02 2016-11-08 Lg Chem, Ltd. Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JPWO2015046468A1 (ja) * 2013-09-30 2017-03-09 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池
KR101915344B1 (ko) * 2015-04-30 2018-11-05 주식회사 엘지화학 폴리올레핀 분리막 및 이의 제조방법
WO2023239031A1 (ko) * 2022-06-07 2023-12-14 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 분리막의 제조방법, 이로부터 제조된 리튬 이차전지용 분리막 및 이를 이용한 리튬 이차전지의 제조방법

Families Citing this family (173)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232010B1 (en) * 1999-05-08 2001-05-15 Lynn Tech Power Systems, Ltd. Unitized barrier and flow control device for electrochemical reactors
US6355379B1 (en) * 1999-02-03 2002-03-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Polymer electrolyte batteries having improved electrode/electrolyte interface
WO2000076011A2 (en) * 1999-06-09 2000-12-14 Moltech Corporation Methods of preparing a microporous article
KR20010053640A (ko) * 1999-06-22 2001-06-25 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 전지용 세퍼레이터, 전지, 및 세퍼레이터의 제조방법
US6413284B1 (en) * 1999-11-01 2002-07-02 Polyplus Battery Company Encapsulated lithium alloy electrodes having barrier layers
US6797428B1 (en) * 1999-11-23 2004-09-28 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US7771870B2 (en) 2006-03-22 2010-08-10 Sion Power Corporation Electrode protection in both aqueous and non-aqueous electrochemical cells, including rechargeable lithium batteries
US6733924B1 (en) 1999-11-23 2004-05-11 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US7066971B1 (en) 1999-11-23 2006-06-27 Sion Power Corporation Methods of preparing electrochemical cells
US7247408B2 (en) * 1999-11-23 2007-07-24 Sion Power Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US20110165471A9 (en) * 1999-11-23 2011-07-07 Sion Power Corporation Protection of anodes for electrochemical cells
AU1796601A (en) 1999-11-23 2001-06-04 Moltech Corporation Methods of preparing electrochemical cells
US6432586B1 (en) 2000-04-10 2002-08-13 Celgard Inc. Separator for a high energy rechargeable lithium battery
JP5073144B2 (ja) * 2000-06-07 2012-11-14 三洋電機株式会社 リチウムイオン二次電池
US6488721B1 (en) 2000-06-09 2002-12-03 Moltech Corporation Methods of preparing electrochemical cells
US6824874B1 (en) * 2000-08-23 2004-11-30 Dana Corporation Insulator and seal for fuel cell assemblies
JP2004507063A (ja) * 2000-08-23 2004-03-04 ダナ・コーポレーション 燃料電池アセンブリ用エポキシニトリル絶縁体および密封体
US6566006B1 (en) 2000-09-20 2003-05-20 Moltech Corporation Sulfur-containing cathode
US6544688B1 (en) 2000-09-20 2003-04-08 Moltech Corporation Cathode current collector for electrochemical cells
US6727017B1 (en) * 2001-04-06 2004-04-27 Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. Methods of fabricating binding layers for a Li-ion polymer battery
US7005213B2 (en) * 2001-05-24 2006-02-28 Rayovac Corporation Ionically conductive additive for zinc-based anode in alkaline electrochemical cells
US7335441B2 (en) * 2001-08-20 2008-02-26 Power Paper Ltd. Thin layer electrochemical cell with self-formed separator
US7022431B2 (en) * 2001-08-20 2006-04-04 Power Paper Ltd. Thin layer electrochemical cell with self-formed separator
KR100428977B1 (ko) * 2001-11-24 2004-04-29 삼성에스디아이 주식회사 과충전 안전성이 우수한 고분자 전해질 형성용 조성물 및이를 채용한 리튬 전지
US20050112462A1 (en) 2003-11-21 2005-05-26 Marple Jack W. High discharge capacity lithium battery
US6911280B1 (en) * 2001-12-21 2005-06-28 Polyplus Battery Company Chemical protection of a lithium surface
US7078129B2 (en) * 2002-01-11 2006-07-18 Advanced Battery Technology Ltd. Fire and corrosion resistant thermally stable electrodes and batteries and method for manufacturing same
US20040229116A1 (en) * 2002-05-24 2004-11-18 Malinski James Andrew Perforated separator for an electrochemical cell
NL1020965C2 (nl) * 2002-06-28 2004-01-13 Tno Biobrandstofcel.
KR100454030B1 (ko) * 2002-08-07 2004-10-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는리튬-황 전지
KR100463176B1 (ko) * 2002-08-07 2004-12-23 이무성 리튬화/술폰화 폴리스티렌에틸렌부틸렌스티렌을 이용한리튬 고분자 2차 전지용 다공성 고분자 전해질 및 이의제조방법
WO2004022201A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-18 Whatman Plc Porous composite membrane and method for making the same
US7390591B2 (en) * 2002-10-15 2008-06-24 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
US20080057386A1 (en) * 2002-10-15 2008-03-06 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
US7282302B2 (en) * 2002-10-15 2007-10-16 Polyplus Battery Company Ionically conductive composites for protection of active metal anodes
US7432017B2 (en) * 2002-10-15 2008-10-07 Polyplus Battery Company Compositions and methods for protection of active metal anodes and polymer electrolytes
US7645543B2 (en) 2002-10-15 2010-01-12 Polyplus Battery Company Active metal/aqueous electrochemical cells and systems
US7597936B2 (en) * 2002-11-26 2009-10-06 University Of Utah Research Foundation Method of producing a pigmented composite microporous material
US20110114148A1 (en) * 2003-04-11 2011-05-19 Marina Temchenko Bright white protective laminates
EP1494300A1 (en) * 2003-07-04 2005-01-05 Nisshinbo Industries, Inc. Porous fuel cell separator, method of manufacture thereof, and solid polymer fuel cell
US20060257728A1 (en) * 2003-08-08 2006-11-16 Rovcal, Inc. Separators for use in alkaline cells having high capacity
TW200520292A (en) 2003-08-08 2005-06-16 Rovcal Inc High capacity alkaline cell
KR100522694B1 (ko) * 2003-08-23 2005-10-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼전지
US7608178B2 (en) * 2003-11-10 2009-10-27 Polyplus Battery Company Active metal electrolyzer
US7491458B2 (en) 2003-11-10 2009-02-17 Polyplus Battery Company Active metal fuel cells
CN101019252A (zh) * 2003-12-10 2007-08-15 罗福科公司 采用阴极补充剂的高容量碱性电池
KR100609693B1 (ko) * 2004-04-24 2006-08-08 한국전자통신연구원 리튬 단이온 전도 무기 첨가제를 포함하는 리튬이차전지용 복합 고분자 전해질 및 그 제조 방법
US8828610B2 (en) * 2004-01-06 2014-09-09 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US10297827B2 (en) 2004-01-06 2019-05-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell, components thereof, and methods of making and using same
US7358012B2 (en) 2004-01-06 2008-04-15 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US10629947B2 (en) * 2008-08-05 2020-04-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell
US9368775B2 (en) 2004-02-06 2016-06-14 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes having porous ceramic separators, including an integrated structure of porous and dense Li ion conducting garnet solid electrolyte layers
US7282295B2 (en) * 2004-02-06 2007-10-16 Polyplus Battery Company Protected active metal electrode and battery cell structures with non-aqueous interlayer architecture
US20050181275A1 (en) * 2004-02-18 2005-08-18 Jang Bor Z. Open electrochemical cell, battery and functional device
JP4907882B2 (ja) * 2004-03-04 2012-04-04 パナソニック株式会社 複合電解質膜、触媒層膜接合体、膜電極接合体および高分子電解質型燃料電池
AR047875A1 (es) * 2004-06-04 2006-03-01 Rovcal Inc Celdas alcalinas que presentan alta capacidad
ATE415712T1 (de) * 2004-09-22 2008-12-15 Samsung Sdi Co Ltd Kompositmaterialband für sekundäre lithiumbatterien und sekundäre lithiumbatterien dieses verwendend
US20060078790A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-13 Polyplus Battery Company Solid electrolytes based on lithium hafnium phosphate for active metal anode protection
US20060100368A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Park Edward H Elastomer gum polymer systems
US7381765B2 (en) * 2004-11-08 2008-06-03 Freudenberg-Nok General Partnership Electrostatically dissipative fluoropolymers
KR100659820B1 (ko) * 2004-11-17 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
KR100659851B1 (ko) * 2005-04-27 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100659854B1 (ko) * 2005-04-28 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100686816B1 (ko) * 2005-07-22 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100670483B1 (ko) * 2005-08-25 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US20070054188A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Miller Melvin N High-temperature electrochemical cell and battery
US20090098431A1 (en) * 2005-11-09 2009-04-16 Dic Corporation Method of producing fuel cell separator, and fuel cell
WO2007062220A2 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Polyplus Battery Company Li/air non-aqueous batteries
WO2007075867A2 (en) 2005-12-19 2007-07-05 Polyplus Battery Company Composite solid electrolyte for protection of active metal anodes
KR100800970B1 (ko) * 2006-01-18 2008-02-11 주식회사 엘지화학 폴리우레탄으로 가교된 폴리비닐알콜 바인더 및 이를포함하는 리튬 이차전지
KR100893229B1 (ko) 2006-02-06 2009-04-16 주식회사 엘지화학 전극 활물질에 계면활성제를 포함하고 있는 리튬 이차전지
US8883354B2 (en) * 2006-02-15 2014-11-11 Optodot Corporation Separators for electrochemical cells
US20070189959A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Steven Allen Carlson Methods of preparing separators for electrochemical cells
US20080026294A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Zhiping Jiang Batteries, electrodes for batteries, and methods of their manufacture
KR100898705B1 (ko) * 2006-08-21 2009-05-21 주식회사 엘지화학 폴리비닐알콜과 폴리우레탄의 ｓｅｍｉ-ＩＰＮ인 전극합제용 바인더 및 이를 기반으로 하는 리튬 이차전지
WO2008070059A2 (en) * 2006-12-04 2008-06-12 Sion Power Corporation Separation of electrolytes in lithium batteries
KR100805989B1 (ko) 2007-02-05 2008-02-25 엘에스전선 주식회사 연료전지용 분리판 및 이를 이용한 연료 전지용 스택
US20080264484A1 (en) * 2007-02-16 2008-10-30 Marina Temchenko Backing sheet for photovoltaic modules and method for repairing same
US8507029B2 (en) * 2007-02-16 2013-08-13 Madico, Inc. Backing sheet for photovoltaic modules
US9735298B2 (en) * 2007-02-16 2017-08-15 Madico, Inc. Backing sheet for photovoltaic modules
US20090086208A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 Massachusetts Institute Of Technology Broad wavelength range tunable photonic materials
CN101809801B (zh) * 2007-09-28 2014-03-26 A123系统公司 具有无机/有机多孔膜的电池
EP2212949B1 (en) * 2007-10-26 2016-12-07 Sion Power Corporation Primer for battery electrode
KR101002161B1 (ko) * 2007-11-29 2010-12-17 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
US9722275B2 (en) * 2007-12-14 2017-08-01 Nanotek Instruments, Inc. Anode protective layer compositions for lithium metal batteries
CA2710995A1 (en) * 2008-01-03 2009-07-09 Madico, Inc. Photoluminescent backing sheet for photovoltaic modules
JP5627576B2 (ja) 2008-06-16 2014-11-19 ポリプラス バッテリー カンパニーＰｏｌｙＰｌｕｓ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙ 水性リチウム−空気バッテリセル
WO2010016881A1 (en) 2008-08-05 2010-02-11 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
WO2010081150A1 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 A123 Systems, Inc. Laminated battery cell and methods for creating the same
JP5299721B2 (ja) * 2009-05-08 2013-09-25 トヨタ自動車株式会社 電池セパレータの製造方法
KR20120036862A (ko) 2009-05-26 2012-04-18 옵토도트 코포레이션 나노다공성 세퍼레이터 상의 전극 직접 코팅을 이용한 배터리
JP2013502700A (ja) 2009-08-24 2013-01-24 シオン・パワー・コーポレーション 電気化学電池用剥離システム
US8236452B2 (en) * 2009-11-02 2012-08-07 Nanotek Instruments, Inc. Nano-structured anode compositions for lithium metal and lithium metal-air secondary batteries
US20110146762A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 Marina Temchenko High performance backsheet for photovoltaic applications and method for manufacturing the same
US20110156316A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Jacob Conner Electrochemical cell
US8962188B2 (en) 2010-01-07 2015-02-24 Nanotek Instruments, Inc. Anode compositions for lithium secondary batteries
WO2011156925A2 (en) 2010-06-17 2011-12-22 Linda Faye Nazar Multicomponent electrodes for rechargeable batteries
CN106784556A (zh) 2010-07-19 2017-05-31 奥普图多特公司 用于电化学电池的隔膜
WO2012025543A1 (en) 2010-08-24 2012-03-01 Basf Se Electrolyte materials for use in electrochemical cells
DE102010043111A1 (de) 2010-10-29 2012-05-03 Robert Bosch Gmbh Ex-situ-Herstellung einer Lithiumanodenschutzschicht
JP5798346B2 (ja) * 2011-03-20 2015-10-21 国立大学法人信州大学 セパレーターの製造方法
US8735002B2 (en) 2011-09-07 2014-05-27 Sion Power Corporation Lithium sulfur electrochemical cell including insoluble nitrogen-containing compound
WO2012174393A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
CN106432778A (zh) 2011-07-18 2017-02-22 赛尔格有限责任公司 表面改性聚合材料、改性官能化聚合物、功能聚合物和方法
US9660311B2 (en) 2011-08-19 2017-05-23 Polyplus Battery Company Aqueous lithium air batteries
US8388744B1 (en) * 2011-08-30 2013-03-05 General Electric Company Systems and methods for using a boehmite bond-coat with polyimide membranes for gas separation
CN103947027B (zh) 2011-10-13 2016-12-21 赛昂能源有限公司 电极结构及其制造方法
US8828574B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 Polyplus Battery Company Electrolyte compositions for aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
US9660265B2 (en) 2011-11-15 2017-05-23 Polyplus Battery Company Lithium sulfur batteries and electrolytes and sulfur cathodes thereof
US8828575B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 PolyPlus Batter Company Aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
US8828573B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 Polyplus Battery Company Electrode structures for aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
DE102012000910A1 (de) * 2012-01-19 2013-07-25 Sihl Gmbh Separator umfassend eine poröse Schicht und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2013126490A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-29 Arkema Inc. Aqueous polyvinylidene fluoride composition
US8932771B2 (en) 2012-05-03 2015-01-13 Polyplus Battery Company Cathode architectures for alkali metal / oxygen batteries
US20130309572A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-21 U.S. Government As Represented By The Secretary Of The Army Dual-layer structured cathod and electrochemical cell
US20140023936A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Ilias Belharouak Lithium-sulfur electrolytes and batteries
WO2014071160A1 (en) 2012-11-02 2014-05-08 Sion Power Corporation Electrode active surface pretreatment
US9306202B2 (en) 2012-11-20 2016-04-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Separator for a secondary battery and secondary battery including the same
DE102012023294A1 (de) * 2012-11-28 2014-05-28 Li-Tec Battery Gmbh Separator für eine Lithium-lonen-Batterie sowie Lithium-lonen-Batterie enthaltend den Separator
US9577289B2 (en) 2012-12-17 2017-02-21 Sion Power Corporation Lithium-ion electrochemical cell, components thereof, and methods of making and using same
EP2965370A4 (en) 2013-03-05 2016-09-21 Sion Power Corp ELECTROCHEMICAL CELLS WITH FIBRILLARY MATERIALS SUCH AS FIBRILLENE CELLULOSE MATERIALS
JP2016511517A (ja) 2013-03-15 2016-04-14 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアＢａｓｆ Ｓｅ 保護電極構造
JP6566931B2 (ja) 2013-03-15 2019-08-28 シオン・パワー・コーポレーション 電極用保護構造体
JP2016511527A (ja) 2013-03-15 2016-04-14 シオン・パワー・コーポレーション 保護電極構造および方法
US9905860B2 (en) 2013-06-28 2018-02-27 Polyplus Battery Company Water activated battery system having enhanced start-up behavior
DE102013011273A1 (de) * 2013-07-05 2015-01-08 Li-Tec Battery Gmbh Separator für eine Lithium-lonen-Batterie, sowie Lithium-lonen-Batterie enthaltend den Separator
KR20150016091A (ko) 2013-08-01 2015-02-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 양극 및 이의 제조방법
US9853269B2 (en) 2013-12-03 2017-12-26 Sekisui Chemical Co., Ltd. Electrical insulation layer and battery device
US9379410B2 (en) * 2014-03-31 2016-06-28 Dell Products, L.P. Preventing internal short circuit in a lithium-ion battery cell
WO2016040461A1 (en) 2014-09-09 2016-03-17 Sion Power Corporation Protective layers in lithium-ion electrochemical cells and associated electrodes and methods
US9508976B2 (en) 2015-01-09 2016-11-29 Applied Materials, Inc. Battery separator with dielectric coating
US20170098857A1 (en) 2015-04-15 2017-04-06 Optodot Corporation Coated stacks for batteries and related manufacturing methods
WO2016168715A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Optodot Corporation Coated stacks for batteries and related manufacturing methods
US10461372B2 (en) 2015-05-20 2019-10-29 Sion Power Corporation Protective layers for electrochemical cells
US10381623B2 (en) 2015-07-09 2019-08-13 Optodot Corporation Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods
EP3334510B1 (en) * 2015-08-14 2020-02-12 3M Innovative Properties Company Identification of filter media within a filtration system
JP7061065B2 (ja) 2015-11-13 2022-04-27 シオン・パワー・コーポレーション 電気化学電池用の添加剤
EP3168915B1 (en) 2015-11-13 2019-08-07 Basf Se Additives for electrochemical cells
WO2017201376A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Sion Power Corporation Protective layers for electrodes and electrochemical cells
JP2017212040A (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2019521497A (ja) 2016-07-22 2019-07-25 ナントエナジー，インク． 電気化学セル内の水分及び二酸化炭素管理システム
WO2018052983A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-22 Massachusetts Institute Of Technology Non-porous battery separator and methods of making
KR102003307B1 (ko) 2016-09-21 2019-07-24 주식회사 엘지화학 다중 보호층을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬이차전지
US11394084B2 (en) * 2016-11-18 2022-07-19 Lg Energy Solution, Ltd. Separator and electrochemical device including the same
US11394035B2 (en) 2017-04-06 2022-07-19 Form Energy, Inc. Refuelable battery for the electric grid and method of using thereof
US10868306B2 (en) 2017-05-19 2020-12-15 Sion Power Corporation Passivating agents for electrochemical cells
JP7210475B2 (ja) 2017-05-19 2023-01-23 シオン・パワー・コーポレーション 電気化学セルの不動態化剤
KR102320325B1 (ko) * 2017-06-20 2021-11-02 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지
WO2019036137A1 (en) 2017-08-17 2019-02-21 Applied Materials, Inc. LI-ION BATTERY WITHOUT OLEFIN SEPARATOR
CN111066185B (zh) 2017-08-24 2023-03-24 日本瑞翁株式会社 粘结剂组合物、功能层用浆料组合物、功能层、电池构件及非水系二次电池
EP3457475A1 (en) 2017-09-15 2019-03-20 Basf Se Protective layers for lithium electrodes
US11170944B2 (en) * 2017-09-18 2021-11-09 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor with a low leakage current
CN116914372A (zh) * 2017-10-13 2023-10-20 株式会社Lg新能源 多层纳米多孔分隔物
WO2019088698A2 (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 주식회사 엘지화학 분리막 기재가 없는 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자
PL3624224T3 (pl) 2017-10-31 2024-02-26 Lg Energy Solution, Ltd. Separator bez podłoża separatora i urządzenie elektrochemiczne zawierające separator
US11611115B2 (en) 2017-12-29 2023-03-21 Form Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
CN111512487B (zh) * 2018-02-05 2024-03-26 富士胶片株式会社 含固体电解质的片材、全固态二次电池、电极片、电子设备及电动汽车及这些的制造方法
KR102351623B1 (ko) * 2018-05-14 2022-01-14 주식회사 엘지에너지솔루션 분리막 기재가 없는 분리막
WO2020006436A1 (en) 2018-06-29 2020-01-02 Form Energy Inc. Aqueous polysulfide-based electrochemical cell
CN112805851A (zh) 2018-07-27 2021-05-14 福恩能源公司 用于电化学电池的负电极
JP2021534558A (ja) 2018-08-21 2021-12-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated バッテリ用セパレータへの極薄セラミックコーティング
US11949129B2 (en) 2019-10-04 2024-04-02 Form Energy, Inc. Refuelable battery for the electric grid and method of using thereof
EP4052328A1 (en) * 2019-10-31 2022-09-07 Pacific Industrial Development Corporation Inorganic materials for composite separator in electrochemical cells
EP4055646A1 (en) 2019-11-07 2022-09-14 Sion Power Corporation Electrode cutting instrument
US11791511B2 (en) 2019-11-19 2023-10-17 Sion Power Corporation Thermally insulating compressible components for battery packs
US11978917B2 (en) 2019-11-19 2024-05-07 Sion Power Corporation Batteries with components including carbon fiber, and associated systems and methods
JP2023502993A (ja) 2019-11-19 2023-01-26 シオン・パワー・コーポレーション 電池ならびに関連するシステムおよび方法
US11984575B2 (en) 2019-11-19 2024-05-14 Sion Power Corporation Battery alignment, and associated systems and methods
EP4174984A1 (en) 2019-12-20 2023-05-03 Sion Power Corporation Lithium metal electrodes
US11923495B2 (en) 2020-03-13 2024-03-05 Sion Power Corporation Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems
US20230317959A1 (en) 2020-09-04 2023-10-05 Sion Power Corporation Electrically conductive release layer
JP2022132817A (ja) * 2021-03-01 2022-09-13 株式会社リコー 液体組成物
WO2023205352A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 Phosphorus Free Water Solutions, Llc Electrolytic removal of nitrogen from water

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5314765A (en) * 1993-10-14 1994-05-24 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Protective lithium ion conducting ceramic coating for lithium metal anodes and associate method
US5549989A (en) * 1993-12-20 1996-08-27 Motorola, Inc. Electrochemical capacitor having a proton conducting solid electrolyte
US5648187A (en) * 1994-02-16 1997-07-15 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
EP0836238A1 (en) * 1995-06-28 1998-04-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery
JP2001527274A (ja) * 1997-12-19 2001-12-25 モルテック・コーポレーション 電気化学電池用セパレータ

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3143418A (en) 1961-05-01 1964-08-04 Eastman Kodak Co Vesicular image-forming coatings comprising a light-sensitive carbazido
BE787045A (fr) 1971-08-02 1973-02-01 Foster Grant Co Inc Polymeres ameliores du type acrylonitrile-butadiene-styrene et leur procede de preparation
US3779768A (en) 1971-08-26 1973-12-18 Xidex Corp Fluorocarbon surfactants for vesicular films
US4143214A (en) 1978-06-26 1979-03-06 Exxon Research & Engineering Co. Cells having cathodes containing Cs S cathode-active materials
US4152491A (en) 1978-06-26 1979-05-01 Exxon Research & Engineering Co. Cells having cathodes containing carbon monosulfide polymer cathode-active materials
US4302524A (en) 1980-03-19 1981-11-24 Gaf Corporation Vesicular film elements
US4451550A (en) 1982-07-29 1984-05-29 James River Graphics, Inc. Vesicular film and composition with phenoxy resin matrix
WO1985001293A1 (fr) 1983-09-20 1985-03-28 Societe Nationale Elf Aquitaine Nouveaux derives de sulfures de polycarbone, leur preparation et leurs applications, notamment en electrochimie
FR2570882B1 (fr) 1984-09-21 1986-12-05 Comp Generale Electricite Matiere active positive a base d'un polymere conducteur electronique pour generateur electrochimique
US4833048A (en) 1988-03-31 1989-05-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Metal-sulfur type cell having improved positive electrode
US4917974A (en) 1989-04-14 1990-04-17 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Lithium/organosulfur redox cell having protective solid electrolyte barrier formed on anode and method of making same
US4894301A (en) * 1989-08-03 1990-01-16 Bell Communications Research, Inc. Battery containing solid protonically conducting electrolyte
US5162175A (en) 1989-10-13 1992-11-10 Visco Steven J Cell for making secondary batteries
US5362493A (en) 1990-05-04 1994-11-08 Associated Universities, Inc. Preparation of redox polymer cathodes for thin film rechargeable batteries
US5324599A (en) 1991-01-29 1994-06-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reversible electrode material
EP0524626B1 (en) * 1991-07-26 1996-12-11 Asahi Glass Company Ltd. Recording sheet for an ink jet printer
US5194341A (en) 1991-12-03 1993-03-16 Bell Communications Research, Inc. Silica electrolyte element for secondary lithium battery
EP0555114B1 (en) 1992-01-20 1996-11-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Solid polymer electrolyte and method of manufacture thereof
US5326391A (en) 1992-11-18 1994-07-05 Ppg Industries, Inc. Microporous material exhibiting increased whiteness retention
CA2110097C (en) 1992-11-30 2002-07-09 Soichiro Kawakami Secondary battery
US5441831A (en) 1992-12-17 1995-08-15 Associated Universities, Inc. Cells having cathodes containing polycarbon disulfide materials
US5418091A (en) 1993-03-05 1995-05-23 Bell Communications Research, Inc. Polymeric electrolytic cell separator membrane
DE69402003T2 (de) 1993-07-16 1997-06-19 Asahi Glass Co Ltd Aufzeichnungsblatt und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69404602T2 (de) 1993-10-07 1998-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Herstellungsverfahren eines Separators für eine Lithium-Sekundärbatterie und eine Lithium-Sekundärbatterie mit organischem Elektrolyt, die einen solchen Separator verwendet
US5538812A (en) 1994-02-04 1996-07-23 Moltech Corporation Electrolyte materials containing highly dissociated metal ion salts
US5468574A (en) 1994-05-23 1995-11-21 Dais Corporation Fuel cell incorporating novel ion-conducting membrane
US5516598A (en) 1994-07-28 1996-05-14 Polyplus Battery Company, Inc. Secondary cell using organosulfur/metal charge transfer materials as positive electrode
US5601947A (en) 1995-06-07 1997-02-11 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polycarbon-sulfide materials and electrolytic cells containing same
US5529860A (en) 1995-06-07 1996-06-25 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysulfur materials and electrolytic cells containing same
AU5882896A (en) 1995-06-07 1996-12-30 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysul fur materials and electrolytic cells containing same
US5948464A (en) 1996-06-19 1999-09-07 Imra America, Inc. Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply
US5882721A (en) 1997-05-01 1999-03-16 Imra America Inc Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply
US6201100B1 (en) 1997-12-19 2001-03-13 Moltech Corporation Electroactive, energy-storing, highly crosslinked, polysulfide-containing organic polymers and methods for making same
US6190426B1 (en) 1998-12-17 2001-02-20 Moltech Corporation Methods of preparing prismatic cells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5314765A (en) * 1993-10-14 1994-05-24 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Protective lithium ion conducting ceramic coating for lithium metal anodes and associate method
US5549989A (en) * 1993-12-20 1996-08-27 Motorola, Inc. Electrochemical capacitor having a proton conducting solid electrolyte
US5648187A (en) * 1994-02-16 1997-07-15 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
EP0836238A1 (en) * 1995-06-28 1998-04-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery
JP2001527274A (ja) * 1997-12-19 2001-12-25 モルテック・コーポレーション 電気化学電池用セパレータ

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004527068A (ja) * 2000-12-21 2004-09-02 モルテック・コーポレーション 電気化学電池のためのリチウム負極
JP2011190447A (ja) * 2004-09-02 2011-09-29 Lg Chem Ltd 有無機複合多孔性フィルム及びこれを用いる電気化学素子
JP2014130819A (ja) * 2004-09-02 2014-07-10 Lg Chem Ltd 有機／無機複合多孔性フィルム及びこれを用いる電気化学素子
US9490463B2 (en) 2004-09-02 2016-11-08 Lg Chem, Ltd. Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JP2009524900A (ja) * 2005-10-11 2009-07-02 エクセラトロン ソリッド ステート，エルエルシー リチウム電池の製造方法
JP2007294437A (ja) * 2006-03-29 2007-11-08 Hitachi Maxell Ltd 電池用セパレータおよびリチウム二次電池
JP2010504625A (ja) * 2006-09-25 2010-02-12 エルジー・ケム・リミテッド 新規分離膜及び前記分離膜を含む電気化学素子
JP2010010080A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Sony Corp 負極、二次電池およびそれらの製造方法
JP2010257689A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Central R&D Labs Inc リチウム硫黄電池
JP2014523630A (ja) * 2011-07-22 2014-09-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング エネルギー蓄積器用のセパレータおよびエネルギー蓄積器
US10673043B2 (en) 2011-07-22 2020-06-02 Robert Bosch Gmbh Separator for an energy store and an energy store
JP2015501070A (ja) * 2011-12-16 2015-01-08 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ ポリスルフィドバリア層を有するリチウム硫黄電池セパレータ
US10686176B2 (en) 2011-12-16 2020-06-16 Robert Bosch Gmbh Separator having a polysulfide barrier layer for lithium-sulfur cells
JP2023080287A (ja) * 2013-04-29 2023-06-08 オプトドット コーポレイション 熱伝導率を高めたナノ多孔質複合セパレータ
JP2016517161A (ja) * 2013-04-29 2016-06-09 マディコ インコーポレイテッド 熱伝導率を高めたナノ多孔質複合セパレータ
JP7267630B2 (ja) 2013-04-29 2023-05-02 オプトドット コーポレイション 熱伝導率を高めたナノ多孔質複合セパレータ
JP2021093379A (ja) * 2013-04-29 2021-06-17 オプトドット コーポレイションＯｐｔｏｄｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 熱伝導率を高めたナノ多孔質複合セパレータ
JP2015043311A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 三星エスディアイ株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ ＳＤＩ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． リチウム二次電池
JPWO2015046468A1 (ja) * 2013-09-30 2017-03-09 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池
JPWO2015092959A1 (ja) * 2013-12-18 2017-03-16 株式会社アルバック リチウム硫黄二次電池
WO2015092959A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社アルバック リチウム硫黄二次電池
KR101915344B1 (ko) * 2015-04-30 2018-11-05 주식회사 엘지화학 폴리올레핀 분리막 및 이의 제조방법
WO2023239031A1 (ko) * 2022-06-07 2023-12-14 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 분리막의 제조방법, 이로부터 제조된 리튬 이차전지용 분리막 및 이를 이용한 리튬 이차전지의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US6183901B1 (en) 2001-02-06
US6423444B1 (en) 2002-07-23
JP4807538B2 (ja) 2011-11-02
US20010000485A1 (en) 2001-04-26
US6410182B1 (en) 2002-06-25
US6194098B1 (en) 2001-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4807538B2 (ja) 電気化学セル用セパレーターのための保護コーティング
EP1151486B1 (en) Protective coating for separators for electrochemical cells
US6153337A (en) Separators for electrochemical cells
CN109314207B (zh) 隔板和包括该隔板的电化学装置
US7066971B1 (en) Methods of preparing electrochemical cells
US7081142B1 (en) Methods of preparing electrochemical cells
US10629954B2 (en) Separation of electrolytes
US6488721B1 (en) Methods of preparing electrochemical cells
EP1214748A2 (en) Methods of preparing electrochemical cells
EP2250688A2 (en) Lithium-sulfur battery and cathode therefore
KR20030029110A (ko) 충전식 리튬 배터리용 전해질을 포함하는 입상 전극
JP2002512430A (ja) 再充電可能なリチウム電池の複合ポリマー電解質
KR20060041649A (ko) 유/무기 복합 다공성 코팅층이 형성된 전극 및 이를포함하는 전기 화학 소자
KR20020080797A (ko) 가교화된 겔상 고분자 전해질을 이용한 리튬고분자이차전지의 제조방법
WO2001039293A2 (en) Methods of preparing electrochemical cells
KR20010101307A (ko) 전기화학 전지용 격리판을 위한 보호 코팅
EP1115168A1 (en) Cell and method for manufacturing the same
WO2020172483A1 (en) Coated sulfur particles with no gap
EP4207468A1 (en) Separator and electrochemical device comprising same
KR20240021639A (ko) 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
WO2001039301A2 (en) Methods of preparing electrochemical cells

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061213

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100607

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100831

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100907

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20101007

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20101015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110706

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110803

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4807538

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

EXPY Cancellation because of completion of term