JP2019517109A5 - - Google Patents

Claims (32)

1. 第１の層；
   該第１の層上に配置した第２の層；および
   液体電解質
   を含み、
   該第２の層が多孔性であり、かつ複数の粒子を含み、
   該複数の粒子の少なくとも一部が、非イオン伝導性材料を含み、
   該第２の層が、約１０^−６［Ｓ／ｃｍ］未満のイオン伝導率を有し、
   該第２の層が、約０．１〜約５μｍの平均厚さを有し、
   該第２の層が、該液体電解質に対して透過性である、電気化学電池。
2. 第１の層；および
   該第１の層上に付着させた第２の層；
   を含み、
   該第２の層が複数の粒子を含み、かつ多孔性であり、
   該複数の粒子の少なくとも一部が、少なくとも部分的に該第１の層内に埋め込まれており、
   該複数の粒子の少なくとも一部が、互いに融着しており、
   該第２の層が、約０．１〜約５μｍの平均厚さを有する、電気化学電池に用いるための物品。
3. コーティングを含む第１の層；および
   該第１の層のコーティング上に付着させた第２の層
   を含み、
   該コーティングが第１の材料を含み、
   該第２の層が、第２の材料から形成された複数の粒子を含み、
   該第１の材料が、該第２の材料の硬度より高い硬度を有し、
   該複数の粒子の少なくとも一部が、互いに融着しており、
   該第２の層が、約０．１〜約５μｍの平均厚さを有する、電気化学電池に用いるための物品。
4. 第１の層；および
   該第１の層上に配置した非イオン伝導性材料を含む第２の層
   を含み、
   該非イオン伝導性材料が、該第２の層の少なくとも８０重量％の量で該第２の層中に存在し、
   該第２の層の少なくとも一部が、少なくとも部分的に該第１の層内に埋め込まれており、
   該第２の層が、約０．１〜約５μｍの平均厚さを有する、電気化学電池に用いるための物品。
5. 第１の層；および
   該第１の層上に配置した第２の層
   を含み、
   該第２の層が粒子を含み、多孔性であり、かつ非イオン伝導性材料を含み、
   該非イオン伝導性材料が、該第２の層の少なくとも８０重量％の量で該第２の層中に存在し、
   該第２の層が、約０．１〜約５μｍの平均厚さを有する、電気化学電池に用いるための物品。
6. 第１の層材料を含む第１の層を、少なくとも２００ｍ／秒の速度を有する複数の粒子に暴露する工程；
   該粒子の少なくとも一部を該第１の層内に埋め込む工程；および
   第２の材料を含む第２の層を形成する工程
   を含み、
   該粒子が、該第１の層材料と異なる第２の材料を含み、
   該第２の層が多孔性であり、かつ１０ ^−６ ［Ｓ／ｃｍ］未満のイオン伝導率を有する、電気化学電池に用いるための物品を形成する方法。
7. 第１の材料を含む第１の層を、少なくともいくつかの粒子を融着させるのに十分な速度を有する複数の粒子に暴露する工程；
   該粒子の少なくとも一部を該第１の層内に埋め込む工程；および
   第２の材料を含む第２の層を形成する工程
   を含み、
   該粒子が第２の材料を含み、
   該第２の層が多孔性であり、かつ１０ ^−６ ［Ｓ／ｃｍ］未満のイオン伝導率を有する、電気化学電池に用いるための物品を形成する方法。
8. 前記第２の層が複数の粒子を含む、請求項４記載の物品。
9. 前記複数の粒子の少なくとも一部が非イオン伝導性材料を含み、任意に、前記非イオン伝導性材料がセラミック材料を含む、請求項２〜５および８のいずれか１項記載の物品。
10. 前記第２の層がイオン伝導性材料を更に含むか、または前記複数の粒子の少なくとも一部がイオン伝導性材料を含む、請求項２〜５、８および９のいずれか１項記載の物品。
11. 前記複数の粒子の少なくとも一部がポリマー粒子である、請求項２〜５および８〜１０のいずれか１項記載の物品。
12. 前記非イオン伝導性材料が、第２の層組成物の合計に対して、少なくとも約２０重量％、または少なくとも約８０重量％の量で第２の層中に存在する、請求項２〜５および８〜１１のいずれか１項記載の物品。
13. 前記第２の層が多孔性であり、任意に、前記第２の層が、少なくとも約２５％の気孔率を有する、請求項２〜５および８〜１２のいずれか１項記載の物品。
14. 前記第１の層と接触していない第２の層の表面の少なくとも一部は、約０．１μｍ以上、約１μｍ以上、または約２μｍ以上の表面粗さを有する、請求項２〜５および８〜１３のいずれか１項記載の物品。
15. 前記第２の層の少なくとも１０体積％、少なくとも３０体積％、少なくとも５０体積％、または少なくとも７０体積％が、イオン伝導性材料を含む１つ以上の連続経路を含む
    、請求項２〜５および８〜１４のいずれか１項記載の物品。
16. 前記複数の粒子が、約０．５〜約２０μｍ、または約１．０〜約１５μｍの平均最大断面寸法を有する、請求項２〜５および８〜１５のいずれか１項記載の物品。
17. 前記複数の粒子の少なくとも一部が互いに融着しており、任意に、前記複数の粒子の少なくとも５０％が互いに融着している、請求項２〜５および８〜１６のいずれか１項記載の物品。
18. 前記イオン伝導性材料がセラミックを含み、任意に、該セラミックがＬｉ_２４ＳｉＳ_２Ｐ_２Ｓ_１９である、請求項２〜５および８〜１７のいずれか１項記載の物品。
19. 前記イオン伝導性材料の少なくとも一部が結晶性である、請求項２〜５および８〜１８のいずれか１項記載の物品。
20. 前記第２の層が、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ^３、または１．５〜６ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、請求項２〜５および８〜１９のいずれか１項記載の物品。
21. 前記第１の層がポリマーを含み、任意に、前記ポリマーがゲル中に存在するおよび／または液体電解質に暴露されるとポリマーゲルを形成するように構成される、請求項２〜５および８〜２０のいずれか１項記載の物品。
22. 前記第１の層が電気活性材料を含み、任意に、前記電気活性材料が金属リチウムを含む、請求項２〜５および８〜２１のいずれか１項記載の物品。
23. 前記第１の層がセパレータである、請求項２〜５および８〜２２のいずれか１項記載の物品。
24. 前記第２の層が前記液体電解質に対して透過性である、請求項２〜５および８〜２３のいずれか１項記載の物品。
25. 前記非イオン伝導性材料がアルミナまたはシリカを含む、請求項２〜５および８〜２４のいずれか１項記載の物品。
26. 請求項２〜５および８〜２５のいずれか１項記載の物品を含む電気化学電池。
27. 液体電解質を含む、請求項２６記載の電気化学電池。
28. 前記第１の層を前記複数の粒子に暴露する工程が、エアロゾル沈着法を用いて前記複数の粒子を前記第１の層上に噴霧する工程を含む、請求項６または７記載の方法。
29. 前記暴露する工程が、少なくとも１０ｍＴｏｒｒの圧力で行われる、請求項６、７および２８のいずれか１項記載の方法。
30. 前記暴露する工程が、５００℃未満の温度で行われる、請求項６、７、２８および２９のいずれか１項記載の方法。
31. 前記第１の層を５００〜２０００ｍ／秒の速度を有する前記複数の粒子に暴露する工程を含む、請求項６、７および２８〜３０のいずれか１項記載の方法。
32. 前記第１の層が、該第１の層の表面上に材料のコーティングを含み、任意に、前記コーティングが非リチウムイオン伝導性材料を含む、請求項２〜５および８〜２５のいずれか１項記載の物品。