JP2006506775A - 水溶性バインダーを含む水溶液から得られた薄膜により被覆された電極、その製造方法及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学電極を製造するための新規な方法及びその方法により得られた電極に関する。本方法は、水溶性バインダー及び活性材料を含有する水溶液を電極上に塗布し乾燥させることにより得られた薄膜により、完全に又は部分的に被覆された電極の製造を可能にする。
また、本発明は、すべて液体、ゲル又は固体である、Liイオン天然黒鉛/電解質/LiFePO4電池を製造するための新規な方法も提供する。
米国特許US−A−6,680,882には、セパレータ中及び活性材料の粉末を含有する少なくとも1つの合成電極中に配置された、非プロトン性電解質組成物が記載されている。使用される電解質は、ポリマーからなる第一のポリマーマトリックス及び少なくとも1つの第二のポリマーマトリックス、並びに少なくとも1つのアルカリ塩及び極性非プロトン性溶媒を含んでいる。この方法には、環境に関して毒性と分類される溶媒中に希釈されたPVDFタイプのバインダーの使用に関係する不都合がある。
本発明は、少なくとも1つの活性材料、少なくとも1つの水溶性バインダー及び少なくとも1つの水溶性増粘剤を含む水溶液を、電極支持体上に塗布し乾燥させることにより得られた薄膜により少なくとも部分的に被覆された電極を製造するための方法に関する。その経済的な利点のほかに、本方法は、有機溶媒を使用する場合に関係する環境問題を克服する。このようにして得られる電極は、安定であり高度に機能する電気化学系の製造において機能し、そして有利に使用することができる。
本発明の枠組みの範囲内では、バインダーという用語は、その機能が、伝導に好都合な化学的又は電気化学的ネットワークを提供するために、活性粒子を互いに連結させることである任意の化学的化合物を意味する。
本発明の第一の目的は、少なくとも1種の活性材料(すなわち、化学的に及び/又は電気化学的に活性である)、少なくとも1種の水溶性バインダー及び少なくとも1種の水溶性増粘剤を含む水溶液を電極支持体上に塗布して乾燥させることにより得られた薄膜により、少なくとも部分的に被覆された電極を製造するための方法からなる。
金属酸化物;
セラミック;
炭素、天然グラファイト及び合成グラファイト;
金属;
半導体材料;及び
これらのうち少なくとも2種の混合物
からなる群から選択される。
保持されるバインダー及び増粘剤の少なくとも20%は、一般的には、室温で、200グラムの水中20グラムの割合で導入した場合に、水溶性である。好ましくは、少なくとも50%、更により都合のよいことには、少なくとも90%は溶解性である。
好ましい様式にしたがえば、増粘剤は、例えば、EP、7A、WSC、BS−H及び3Hの商品名で、日本の第一工業製薬(Daiichi Kogyo Seiyaku Co.)により販売されるセロゲン(Cellogen)(登録商標)タイプのカルボキシメチルセルロースからなる群から選択する。
バインダーは、非フッ素化タイプ又は低フッ素化タイプのものである。実際に、例として、水中に溶解しないLiFは、本発明の事情においては使用することができない。
例として、商品名(BM−400B)で日本ゼオンにより販売される電池用グレードのSBR又は等価物、及び、略称EP及び/又は3Hとして既知のセロゲン(登録商標)の増粘剤を挙げることができる。
水溶液中において、バインダー含量は、都合のよいことには、1〜70%、増粘剤の含量は1〜10%である。
少なくとも64%の黒鉛;及び
少なくとも3%の水溶性バインダー、
0.1〜2%の増粘剤;及び
多くとも27%の水。
少なくとも64%のLiFePO4;及び
少なくとも3%の水溶性バインダー、
0.1〜2%の増粘剤;及び
多くとも27%の水
を含有する。
電極の表面を水溶液で被覆した後、当業者に既知である種々の手法を用いて、電極の表面上に存在する極微量のH2Oを除去することができる。
薄膜は、都合のよいことには、その残留水分含量が2000ppm、好ましくは50ppmより低くなるまで乾燥する。
本方法は、通常、室温及び常圧で実施する。不活性雰囲気を使用してもよく、並びに乾燥工程の間は部分的に真空を使用してもよい。有機溶媒を使用しないことから、押出し法は、特に重要である。実際に、爆発危険性などの溶媒使用に固有の危険が除外され、例えば、20%ほど高い押出し速度での、よりエネルギーの高い条件下での押出しによる態様にしたがって作業を実施することができる。
また、この方法は、ポリマータイプ、好ましくは水溶性SBRタイプの薄膜により少なくとも部分的に被覆された電気化学的セパレータを製造することを可能とする。
本発明の電極は、都合のよいことには、以下の性質:
50%より高い水分含量の存在下、20℃より高い温度で、好ましくは1年より長い貯蔵安定性;
電極が黒鉛を基材とする場合、10〜100μm、更により好ましくは20〜45μmの膜厚、最も有利な様式にしたがえば薄膜は約45μmの厚さを有する;
電極が鉄及び/又はフォスフェートに基づく場合、20〜200μm、更により好ましくは20〜110μmの膜厚、最も有利な様式は、薄膜が約90μmの厚さを有する様式である;
同じ活性材料によるが、有機溶媒溶液を用いることにより得られた、対応する電極に匹敵する電気化学的性能;
ゴムの粒子が電極支持体に直接付着していることを特徴とする電極薄膜;及び
厚さ測定方法により測定して、10〜90%、好ましくは30〜40%である、一又はそれより多い電極を被覆する薄膜の多孔度
のうち少なくとも1つを有する。
ポリエステル
化学式(CH2−CF2)n(式中、nは好ましくは1000〜4000であり、好ましくは、nは150に近い)のポリ(ビニリデンフルオライド)、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、100,000〜250,000の平均分子量を有するものである;
式[(CH2−CF2)x(CF2−CF(CF3))1−x]n(式中、nは1000〜4000であり、好ましくは、nは2000〜3000であり、更により好ましくは、nは150に近く、xは好ましくは0.12〜0.5である)のポリ(ビニリデン フルオロ−コ−ヘキサフルオロプロペン)コポリマー、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、100,000〜250,000の平均分子量を有するものである;
化学式(CF2−CF2)n(式中、nは5〜20,000であり、好ましくは、nは50〜10,000である)のポリ(テトラフルオロエチレン)、好ましくは、500〜5,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、5000〜1,000,000、好ましくは、約200,000の平均分子量を有するものである;
ポリ(エチレン−コ−プロピレン−コ−5−メチレン−2−ノルボルネン)又はEPDMとも呼ばれるエチレンプロピレン−ジエンコポリマー、好ましくは、10,000〜250,000の平均分子量を有するものであり、好ましくは、20,000〜100,000の平均分子量を有するものである;及び
式[(CH2−C(CH3)/(CO2CH3)]n(式中、nは好ましくは100〜10,000であり、更に好ましくは、nは500〜5000である)PMMAとも呼ばれるポリ(メチルメタクリレート)、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、好ましくは、50,000〜500,000の平均分子量を有するものである;及び
これらのうち少なくとも2種の混合物
のポリマー材料から得られる。
都合のよい態様にしたがえば、電解質には、少なくとも1種の塩と少なくとも1種の溶媒が含まれる。
使用される塩は、好ましくは、LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiTFSI若しくはLiFSIタイプ、又はこれらの混合物(LiBOB及びLiFSIの混合物など)であるイミドファミリーの塩である。
a)の含量は、1〜99%であることができ、好ましくはこの含量は5〜25%であり;そして、b)の含量は、1〜99%であることができ、好ましくはこの含量は75〜95%である。a及びbの含量は(a)+(b)=100%の関係を満たし、%は重量基準で与えられる。
これらの電気化学系のなかでは、都合のよいことには、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード及び少なくとも1つのセパレータを含む系であって、系の構成要素のうち少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つは、本発明の第四の目的にしたがった方法のいずれか1つを実施することにより製造されたものを挙げることができる。
本発明の第五の目的は、水溶性ポリマー、好ましくはスチレンブタジエンゴムタイプ、更により好ましくは日本ゼオンのバインダーバッテリーグレード(BM−400B)として販売されているSBRの、電極支持体の一部又は全部を被覆するための薄膜を調製するための水溶液中におけるバインダーとしての使用に関する。
薄膜の調製は、電極を電池内に配置して電池を密封した後に、例えば熱放射により、電極を被覆するポリマー溶液を架橋することにより実施する。
ポリマーの架橋時間は、都合のよいことには、5分間〜2時間である。
本発明の使用は、多層金属プラスチックタイプの電池などの可撓性タイプの電池の製造のために特に適合される。
一般的には、本発明の方法を実施する間に、EXMET上への押出し又は垂直塗布(vertical spreading)などのいわゆる高速手法を使用してもよいが、押出しが推奨される方法である。
アノード中及びカソード中の黒鉛の存在は、滑剤として作用し、例えば押出しを利用する場合に、電極の厚さを均一にし、多孔度を制御することによりその抵抗を低下させることが可能となる。
以下の実施例は純粋に例示として与えられ、本発明のいかなる限定を構成するものと解釈すべきではない。
アノードは、平均サイズ20μmの球状黒鉛粒子製であり、1%のプリズム状黒鉛の粒子で被覆され、そのサイズは4μmである;混合物は機械溶融又はハイブリダイゼーションにより確実なものとなる。この様式において、95%の黒鉛を、バインダーとして使用される日本ゼオンのバインダーバッテリーグレード(BM−400B)などの5%のSBRと混合して、水中にいれて溶液にする。
球状黒鉛は、その表面でのリチウム拡散速度、及びその約370mAh/gの可逆容量のために選択する。プリズム状黒鉛は、球状粒子の間の伝導性架橋として選択する。伝導性架橋は電極の抵抗を低下させる。(基底面の存在に関係して)プリズム状黒鉛を使用する目的は、電極を確実に滑らかにすることである;これにより、特に押出し又は塗布の間に、電極の厚さと多孔度を均一にする効果を与える。赤外線によるオンライン乾燥により、機械装置と方法は簡単になる。
2.カソードの製造のための本方法の使用
カソードは、好ましくはLiFePO4(Phostech Inc.より)からなる。LiFePO4を、3%ケッチェンブラック及び3%天然又は合成黒鉛で被覆する。被覆加工は、機械溶融又はハイブリダイゼーションにより行うことができる。
次のものの使用を必要とする:
溶媒としてのH2O;
潤滑性及び導電性の黒鉛;
乾燥手段としての赤外線;及び
フッ素を含まないSBRタイプのバインダー;(日本ゼオンのバインダーバッテリーグレード(BM−400B))。
塩;
無水チャンバー;及び
特別な予防策。
a.液体及び電解質ゲル用のセパレータ
セパレータは、好ましくはPP(ポリプロピレン)若しくはPE(ポリエチレン)タイプ、又はこれらの混合物製である。好ましくは、押出しにより得られる。このセパレータの多孔度は約30〜50%であり、これにより、電極、特にゲルに対してより多くの空間が与えられる。この膜は、「溶媒フリー」と呼ばれる。セパレータは、UV熱加熱、電子ビーム、又はIR(熱)により架橋する。架橋は、好ましくは保護ライン上でIRにより実施する。
このセパレータの電池における使用は、更に、PP又はPEの使用を限定する。ポリマー製のセパレータの利点は、電解質と物理的及び化学的なゲルを形成することから、安全性の理由のためである。
4.リチウムイオン電池の組立て(図1〜4)
a.すべての液体
三枚の薄膜であるアノード/セパレータ:PP又はPE/カソードを、所望の容量(mAh又はAh)にしたがって巻きつける:巻きつけるときに、10psiの圧力を施用する。Al及びニッケルタイプのタブ(電流コネクタ)を、超音波(ATM207)により、それぞれカソードのAlコレクタ及びアノードの銅上に溶接した。
液体電解質の注入は、金属プラスチック製バッグ中を完全に真空にした後に実施する。液体電解質は塩及び溶媒の混合物であり、塩はLiTFSI及び/又はLiFSIなどのイミドタイプであり、使用する溶媒又は溶媒混合物は、高い沸点を有する。本発明において使用することができる溶媒の例としては、以下の混合物が挙げられる:
EC+γBL
EC+TESA(又は修飾TESA)
又は
PC+EC+γBL
PC+EC+TESA(又は修飾TESA)
PC+EC+γBL+TESA(又は修飾TESA)。
4bの加工は、本質的には4aにおいて説明したものと同じである。
電解質ゲル前駆体は、5%ポリマー(Excel)+95%(1.5M LiTFSI)+EC+PC+γBL 1:1:3)+1000ppmの熱開始材(好ましくはPerkadox16である)とから作られている。この組み合わせは、電解質の選択を限定しない。
一旦電池を密封したら、80℃での10分間の熱処理、好ましくはIRによる10分間の熱処理によりゲルを得る。in situでのインピーダンス測定を、電解質の抵抗を展開させた後に行う。重合を実施した後、4bと同様に、電池を電気化学的に形成する。ゲル濃度はセパレータ、アノード及びカソードにおいて一定である。
3枚の薄膜であるアノード/ポリエーテル/カソードを巻きつけて、金属プラスチック製のバッグ中に導入する。ゲル前駆体は、既に説明した4bの前駆体と同じ性質である。ゲル前駆体は、完全に真空にした後で金属プラスチックバッグ中に導入する。一旦電池を密封したら、重合は、80℃で10分間、又は好ましくはIR(赤外線)により得る。4bの場合にように形成物を電池に施用する。セパレータと電極におけるゲル濃度は異なる。
この新規な方法の実行は、アノードの活性材料としての黒鉛の使用、又はカソードの活性材料としてのLiFePO4の使用には限定されない。
5a)Li4Ti5O12/電解質/炭素;
5b)WO2/電解質/炭素;
5c)黒鉛/電解質/炭素;及び
5d)Si/電解質/炭素又は他の組み合わせ。
アノードの製造は、その粒子が20μmの平均サイズを有する球状黒鉛を用いて実施する。これらの粒子は、機械溶融(ホソカワ,日本)による得られたものである。黒鉛95%を、スチレンブタジエンゴム(スチレンブタジエンゴム(SBR))8%と混合して、水中に溶解する。この混合物を、ドクターブレード(登録商標)法により、銅コレクタ上に施用する。このようにして得られる電極を、真空下、120℃で24時間乾燥させる。この電極を、金属リチウムの反対側に取付け、セルガード(EC−DMC−LIBF4)タイプの薄膜により隔てる。このようにして得られる電気化学電池は4cm2の表面をもつ。
製造されるカソードは、3%ケッチェンブラックで被覆されたLiFePO4(Phostech Inc.)の粒子を含有する。被服科光波、機械溶融(ホソカワ,日本)により実施する。
Claims (80)
- 少なくとも1種の活性材料、少なくとも1種の水溶性バインダー及び少なくとも1種の水溶性増粘剤を含む水溶液を電極支持体上に塗布して乾燥させることにより得られた、少なくとも部分的に薄膜で被覆された電極を製造するための方法。
- 活性材料が、
a.金属酸化物;
b.セラミック;
c.炭素、天然黒鉛及び合成黒鉛;
d.金属;
e.半導体材料;及び
f.これらのうち少なくとも2種の混合物
からなる群から選択される、請求項1記載の方法。 - a.金属酸化物が、LiMn2O4、LiCoO2及びLiNiO2からなる群から選択され;
b.炭素が、高表面積炭素、黒鉛、炭素繊維及びコークスからなる群から選択され;
c.金属が、Ag、Sn及びCuからなる群から選択され;そして、
d.半導体材料がSiである
、請求項2記載の方法。 - 化学的及び/又は電気化学的に活性のある材料が粉末の形態であり、その平均粒子径が10ナノメートル〜50マイクロメートルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 粉末が、200ナノメートル〜25マイクロメートルの粒状分散を有する、請求項4記載の方法。
- バインダー及び/又は増粘剤の少なくとも20%が、室温にて水100g中20gの割合で水溶性である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- バインダー及び/又は増粘剤の少なくとも50%が溶解性である、請求項6記載の方法。
- バインダー及び/又は増粘剤の少なくとも90%が溶解性である、請求項7記載の方法。
- 水溶性増粘剤が、天然セルロース、修飾セルロース、天然多糖及び修飾多糖からなる群から選択される、請求項8記載の方法。
- 水溶性増粘剤が、27,000〜250,000の分子量を有する、請求項9記載の方法。
- 増粘剤が、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース及びメチルエチルヒドロキシセルロースからなる群から選択される、請求項9又は10に記載の方法。
- 増粘剤が、セロゲン(登録商標)タイプのカルボキシメチルセルロースからなる群から選択される、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 増粘剤が、日本の第一工業製薬により販売されたEP、7A、WSC、BS−H及び3Hカルボキシメチルセルロースからなる群から選択される、請求項12記載の方法。
- バインダーが天然ゴム又は合成ゴムである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- バインダーが、非フッ素化タイプ又は低フッ素化タイプである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- ゴムが、SBR、NBR、HNBR、CHR及びACMからなる群から選択される、請求項14又は15に記載の方法。
- ゴムが、室温にてペーストの形態であることを特徴とするSBRである、請求項15又は16に記載の方法。
- 選択されたスチレンブタジエンゴム(SBR)が、日本ゼオンにより販売された電池用バインダー(BM−400B)などである、請求項17記載の方法。
- 増粘剤がEP及び/又は3Hである、請求項13〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 電極がアノードであり、塗布するために使用される水溶液が、重量基準で:
a.少なくとも64%の黒鉛;及び
b.少なくとも3%の水溶性バインダー、
c.0.1〜2%の増粘剤;及び
d.多くとも27%の水
を含有する、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。 - 電極がカソードであり、塗布するために使用される水溶液が、重量基準で:
a.少なくとも64%のLiFePO4;及び
b.少なくとも3%の水溶性バインダー、
c.0.1〜2%の増粘剤;及び
d.多くとも27%の水
を含有する、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。 - 塗布用溶液中に存在する水の少なくとも95%を、塗布後に蒸発させる、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 電極の表面に存在する極微量のH2Oを、水溶液により電極の表面を被覆した後に、好ましくは80〜130℃の温度で、1〜12時間、EXT法、DBH法及び/又はDB法、又は赤外線による熱処理により除去する、請求項22記載の方法。
- 電極が塩処理されていないタイプである、請求項10記載の方法。
- 周囲の空気中で、ドクターブレード抽出法及び/又は静電的方法を用いて実施する、請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 電極が負極であり、使用される電気化学的活性材料が、黒鉛の粉末、Snの合金、Siの合金、Li4Ti5O12タイプ、WO2タイプ、及びこれらの成分のうち少なくとも2種の混合物からなる群から選択される、請求項1〜20及び請求項22〜25のいずれか1項に記載の方法。
- 黒鉛粉末が、プリズム状の形をした黒鉛粒子で被覆された楕円形の粒子からなる、請求項26記載の方法。
- プリズム状黒鉛による楕円形黒鉛の被覆が、機械溶融及び/又はハイブリダイゼーションにより得られる、請求項20記載の方法。
- 電極が正極であり、電気化学的活性材料が、LiCoO2の粉末、LiNiO2、Li2Mn2O4、LiNi0.5Mn0.5O2、黒鉛及び炭素により被覆されたLiFePO4及びこれらのうち少なくとも2種の混合物からなる群から選択される、請求項1〜19、21及び22のいずれか1項に記載の方法。
- 電極を、黒鉛及び/又は炭素により被覆されたLiFePO4の粒子から調製する、請求項29記載の方法。
- 被覆中に存在する炭素の比表面積が、BETにより測定して≧50m2/gである、請求項30記載の方法。
- 炭素及び/又は黒鉛によるLiFePO4の被覆が、機械溶融又はハイブリダイゼーションにより実施される、請求項30又は31に記載の方法。
- 1種の活性材料を含有する薄膜により少なくとも部分的に被覆された支持体からなる電極であって、請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法を実行することにより得られた前記電極。
- カソードであり、電極支持体が、少なくとも部分的にステンレス、アルミニウム、銅、炭素、金属−プラスチック又はこれらの材料のうち少なくとも2種の混合物からなる、請求項33記載の電極。
- アノードであり、電極支持体が、少なくとも部分的に銅、金属−プラスチック、又はこれらのうち少なくとも2種の混合物からなる、請求項33記載の電極。
- 次の性質:
a.50%より高い水分含量の存在下、20℃より高い温度で、好ましくは1年より長い貯蔵安定性;
b.電極が黒鉛を基材とする場合、10〜100μm、更により好ましくは20〜45μmの膜厚、最も有利な様式にしたがえば薄膜は約45μmの厚さを有する;
c.電極が鉄及び/又はフォスフェートを基材とする場合、20〜200μm、更により好ましくは20〜110μmの膜厚、最も有利な様式は、薄膜が約90μmの厚さを有する様式である;
d.同じ活性材料によるが、有機溶媒溶液を用いることにより得られた、対応する電極に匹敵する電気化学的性能;及び
e.ゴムの粒子が電極支持体に直接付着していることを特徴とする電極薄膜
のうち少なくとも1つを有する、請求項33〜35のいずれか1項に記載の電極。 - 一以上の電極を被覆している薄膜の多孔度が、厚さ測定の方法にしたがって測定して10〜90%である、請求項36記載の電極。
- 多孔度が30〜40%である、請求項37記載の電極。
- 少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード及び少なくとも1つのセパレータを含むその構成要素から電気化学系を調製するための方法であって、少なくとも1つのアノード及び/又は少なくとも1つのカソードが、請求項1〜32又は請求項33〜38のいずれか1項に記載の方法により得られた、前記方法。
- セパレータが多孔性である電池を調製するための、請求項39記載の方法。
- セパレータが、好ましくは、PP若しくはPEタイプ、又は(PP,PE)混合タイプである、請求項40記載の電気化学電池を調製するための方法。
- セパレータが、好ましくは、押出しにより得られた、請求項39〜41のいずれか1項に記載の方法。
- セパレータがゲルタイプである、請求項39記載の方法。
- セパレータが次のタイプ:
ポリエステル;
化学式(CH2−CF2)n(式中、nは好ましくは1000〜4000であり、好ましくは、nは150に近い)のポリ(ビニリデンフルオライド)、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、100,000〜250,000の平均分子量を有するものである;
式[(CH2−CF2)x(CF2−CF(CF3))1−x]n(式中、nは1000〜4000であり、好ましくは、nは2000〜3000であり、更により好ましくは、nは150に近く、xは好ましくは0.12〜0.5である)のポリ(ビニリデン フルオロ−コ−ヘキサフルオロプロペン)コポリマー、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、100,000〜250,000の平均分子量を有するものである;
化学式(CF2−CF2)n(式中、nは5〜20,000であり、好ましくは、nは50〜10,000である)のポリ(テトラフルオロエチレン)、好ましくは、500〜5,000,000の平均分子量を有するものであり、更に好ましくは、5000〜1,000,000、好ましくは、約200,000の平均分子量を有するものである;
ポリ(エチレン−コ−プロピレン−コ−5−メチレン−2−ノルボルネン)又はEPDMとも呼ばれるエチレンプロピレン−ジエンコポリマー、好ましくは、10,000〜250,000の平均分子量を有するものであり、好ましくは、20,000〜100,000の平均分子量を有するものである;及び
式[(CH2−C(CH3)/(CO2CH3)]n(式中、nは好ましくは100〜10,000であり、更に好ましくは、nは500〜5000である)PMMAとも呼ばれるポリ(メチルメタクリレート)、好ましくは、10,000〜1,000,000の平均分子量を有するものであり、好ましくは、50,000〜500,000の平均分子量を有するものである;及び
これらのうち少なくとも2種の混合物
のポリマー材料から得られた、請求項41記載の方法。 - セパレータがポリエーテルPEO−PPOコポリマータイプである、請求項44記載の方法。
- セパレータが3分枝ポリエーテルタイプ又は4分枝ポリマータイプである、請求項44記載の方法。
- セパレータが、好ましくは、ディー・ケー・エスジャパンにより製造され、エレクセル(登録商標)ERM1の商標で販売された4分枝ポリマータイプである、請求項46記載の方法。
- 請求項39〜47のいずれか1項に記載の少なくとも1つの方法工程を含む方法により得ることができる、電気化学系。
- 請求項1〜32のいずれか1項に記載の方法を実行することにより得られたか又は請求項33〜38のいずれか1項に記載の少なくとも1つの電極、ゲルのセパレータ、固体又は液体の電解質タイプを含む、電気化学系。
- 電解質ゲルを含む、請求項48又は49記載の電気化学系。
- 電解質が少なくとも1種の塩及び少なくとも1種の溶媒を含む、すべて液体電池タイプである、請求項50記載の電気化学系。
- 電解質中の塩モル濃度が1以下であり、溶媒モル濃度が1以上である、請求項51記載の電気化学系。
- 塩が、好ましくは、LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiTFSI、若しくはLiFSIタイプのイミドファミリーの塩、又はLiBOB及びLiFSIの混合物などのこれらのうち少なくとも2種の混合物である、請求項51又は52記載の電気化学系。
- 保持された溶媒が高い沸点を有する、請求項51〜53のいずれか1項に記載の電気化学系。
- 溶媒が100℃より高い沸点を有する、請求項54記載の電気化学系。
- 溶媒がγBLタイプ、TESAタイプ、若しくは修飾TESAタイプ、又はこれらの混合物である、請求項55記載の電気化学系。
- EC及びPC溶媒が、炭素を基材とするアノードの場合に、不動態化膜の形成のために使用され、PC溶媒が低温用途のために使用される、請求項51〜55のいずれか1項に記載の電気化学系。
- すべてのゲル電池について電解質が、a)ポリマー+b)液体電解質で作られた前駆体から得られた、請求項57記載の電気化学系。
- a)含量が1〜99%であり、好ましくはこの含量は5〜25%であり;そしてb)含量が1〜99%であり、好ましくはこの含量は75〜95%であり、a及びbの含量が次の関係(a)+(b)=100%である(%は重量で与えられる)、請求項58記載の電気化学系。
- 温度開始剤が、a)+b)の全体重量に比例した量、又は好ましくは100〜5000ppm、好ましくは500〜1000ppmの量で添加される、請求項59記載の電気化学系。
- 前駆体の成分が、約5%の好ましくはELECELタイプの4分枝ポリエーテル、及び約95%の成分(1.5LiTFSI+EC+PC+TESA+γBL(1:1:1:2))の電解質である、請求項60記載の系。
- リチウム塩の濃度が、ゲルについて1M(1モル濃度)より高いか又は等しい、請求項61記載の系。
- リチウム塩の濃度が、液体電解質中において1M(1モル濃度)より低いか又は等しい、請求項61記載の系。
- 電極支持体の一部分又は全体を被覆する薄膜を調製するための水溶液中のバインダーとしての、水溶性ポリマー、好ましくはスチレンブタジエンゴムタイプのポリマー、更により好ましくは日本ゼオンのバインダーバッテリーグレード(BM−400B)として販売されるSBRの使用。
- HFの形成が無い、請求項64記載の使用。
- HFの形成を、イミド塩を用いることにより防止する、請求項65記載の使用。
- 電極を電池に配置し、電池を閉鎖し密封した後、熱放射を用いることにより、電極を被覆するポリマー溶液を架橋させて薄膜の調製を実施する、請求項64〜66のいずれか1項に記載の使用。
- ポリマー溶液の架橋を好ましくは赤外線により実施する、請求項67記載の使用。
- 重合温度が40〜80℃である、請求項67又は68記載の使用。
- ポリマーの架橋が5分〜2時間継続する、請求項64〜69のいずれか1項に記載の使用。
- 重合を80℃で約10分間実施する、請求項70記載の使用。
- 電池が可撓性であり、多層金属プラスチックタイプである、請求項64〜71記載の使用。
- 方法の間に除去されるHFに対して保護層を必要としないという事実により、重量と製造のコストを低減するための、請求項72記載の使用。
- スーパーコンデンサーを製造するため、好ましくはハイブリッドタイプのスーパーコンデンサーを製造するための請求項64〜73のいずれか1項に記載の使用。
- カソード支持体がアルミニウムタイプ、好ましくはEXMET(登録商標)エクスパンデッド金属タイプである、請求項64〜73のいずれか1項に記載の使用。
- 平均電圧が1.6ボルトより低いか又は等しい場合に、アノード支持体は完全な銅タイプ、好ましくはEXMET(登録商標)又は導電性金属プラスチックであり、平均電圧が1.6ボルトより高い場合に、カソード支持体は完全なアルミニウム、好ましくはEXMET(登録商標)又は導電性金属プラスチックである、請求項64〜73のいずれか1項に記載の使用。
- ポリマータイプのフィルム、好ましくは水溶性であるSBRタイプにより少なくとも部分的に被覆された、電気化学セパレータを製造するための方法。
- 使用される水性ポリマー溶液が、活性材料も炭素も含有しないか又はその非常に少量を含有する以外は、請求項1〜32のいずれか1項に記載の電極を製造するための方法にしたがった、電気化学セパレータを製造するための方法。
- 少なくとも3つの構成要素、すなわち、少なくとも1つのアノード、少なくとも1つのカソード及び少なくとも1つのセパレータを含む電気化学系であって、該系の構成要素のうち少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つが、請求項1〜32のいずれか1項に記載の方法を実施することにより及び/又は請求項77又は78に記載の方法を実施することにより製造された前記系。
- 構成要素が有機溶媒を使用することなく製造された、請求項79記載の電気化学系。
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