【手続補正書】
【提出日】令和3年9月22日(2021.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物の合金を含む活物質と、導電性フィラーと、ポリマーバインダーとを含むリチウムイオン電池に使用可能なカソード組成物であって、前記ポリマーバインダーは、出発ポリマーの熱的酸化反応の生成物であり、ＣＯ基を含む含酸素基を備えた少なくとも１つの変性ポリマー（Ｉｄ２）を含み、前記組成物は、溶融ルートによって溶剤の蒸発によらずに、前記活物質と、前記導電性フィラーと、前記出発ポリマーと、犠牲ポリマー相とを含む前駆体混合物に適用される前記熱的酸化反応の生成により得ることができることを特徴とする、カソード組成物。
【請求項２】
溶融ルートによって溶剤の蒸発によらずに得られる前記組成物は、前記前駆体混合物に適用される前記熱的酸化反応の生成物であり、前記犠牲ポリマー相は、１０４Ｐａを超える酸素分圧に従って酸素を含む雰囲気下及び１５０℃から３００℃の間の酸化温度で分解され、前記雰囲気の酸素が前記出発ポリマーと反応して、前記少なくとも１つの変性ポリマーが生成される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記組成物は、金属集電体上に堆積された被膜を形成して、９０μｍ以上の厚さを有する前記被膜を備えたカソードを形成することができる、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記犠牲ポリマー相は、末端基を含み、その５０ｍｏｌ％超がヒドロキシル官能基を含む少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールは、５００ｇ／ｍｏｌから５０００ｇ／ｍｏｌの間の重量平均分子量を有するポリ（エチレンカーボネート）ジオール及びポリ（プロピレンカーボネート）ジオールから選択される線状脂肪族ジオールである、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記犠牲ポリマー相は、
５００ｇ／ｍｏｌから５０００ｇ／ｍｏｌの間の重量平均分子量を有する前記ポリ（アルケンカーボネート）ポリオールと、
２００００ｇ／ｍｏｌから４０００００ｇ／ｍｏｌの間の重量平均分子量を有するポリ（アルケンカーボネート）と、
を含む、請求項４又は５に記載の組成物。
【請求項７】
前記組成物は、反応性ポリシロキサン化合物又はポリイソシアネート化合物を更に含み、前記少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールは、前記末端基に前記反応性化合物に由来するシロキサン基又はイソシアネート基をグラフトさせることにより官能化される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記反応性化合物は、オルガノジシロキサン及びオルガノジイソシアネートから選択される、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記組成物は、前記犠牲ポリマー相の分解により得られる３０％超の体積基準の多孔度を示す、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
前記ポリマーバインダーのための前記出発ポリマーは、非水素化アクリロニトリル／ブタジエンコポリマー（ＮＢＲ）及び／又は水素化アクリロニトリル／ブタジエンコポリマー（ＨＮＢＲ）を含み、前記ＮＢＲ及び／又は前記ＨＮＢＲはそれぞれ、４０％以上のアクリロニトリルに由来する単位の重量含量を有し、前記熱的酸化反応により架橋されて、前記少なくとも１つの変性ポリマーが得られる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記出発ポリマーは、前記水素化アクリロニトリル／ブタジエンコポリマー（ＨＮＢＲ）を含み、前記ＨＮＢＲは、
４４％以上のアクリロニトリルに由来する単位の重量含量、及び／又は、
規格ＡＳＴＭ  Ｄ５９０２−０５に従って測定された１０％超のヨウ素価、
を有する、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記出発ポリマーは非極性脂肪族ポリオレフィンであり、このポリオレフィンから得られる前記少なくとも１つの変性ポリマーは、境界値を含めて２％から１０％の間の酸素原子の重量含量を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの変性ポリマーの前記含酸素基は、幾つかの前記ＣＯ基及びＯＨ基を含み、
カルボニル基と、
アルデヒド基と、
アルコール基と、
を規定するＣ＝Ｏ結合、Ｃ−Ｏ結合及び−ＯＨ結合を含む、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
前記非極性脂肪族ポリオレフィンは、脂肪族オレフィンのホモポリマー、少なくとも２つの脂肪族オレフィンのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１２又は１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記非極性脂肪族ポリオレフィンは架橋されていない、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物は、
８５％超の重量割合に従って、ＮＣＡ型のリチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物の前記合金からなる前記活物質と、
５％未満の重量割合に従って、前記ポリマーバインダーと、
１％から１０％の間の重量割合に従って、カーボンブラック、セルロース由来の炭素、膨張黒鉛、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェン及びそれらの混合物からなる群から選択される前記導電性フィラーと、
を含み、前記犠牲ポリマー相は、前記前駆体混合物に適用される前記熱的酸化により少なくとも部分的に除去される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１７】
前記カソードは、金属集電体と、該金属集電体を覆う請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物から形成される被膜とを含み、前記被膜は、溶融ルートによって溶剤を用いずに前記前駆体混合物の単一の作製経路において得られる９０μｍ以上の厚さを有し、リチウムイオン電池内のカソードの数回の充放電サイクル後に亀裂又は裂け目の出現に耐性を有し得ることを特徴とする、リチウムイオン電池のカソード。
【請求項１８】
前記被膜は、１５０μｍから２５０μｍの間の厚さを有し、前記カソードのＣ／２レートでの２０回の充放電サイクル後に前記亀裂又は裂け目の出現に耐性を有し得る、請求項１７に記載のカソード。
【請求項１９】
前記カソードは、該カソードを備えたリチウムイオン電池に７０％を超える初回充放電サイクル効率を付与することができ、前記初回充放電サイクルは、Ｃ／５レートで４．３Ｖから２．５Ｖの間で行われる、請求項１７又は１８に記載のカソード。
【請求項２０】
前記カソードは、該カソードを備えたリチウムイオン電池に、４．３Ｖから２．５Ｖの間で行われるサイクルの場合に、
カソード１ｇ当たり１４０ｍＡｈを超えるＣ／５レートでの容量、及び／又は、
カソード１ｇ当たり１００ｍＡｈを超えるＣ／２レートでの容量、及び／又は、
初回サイクルに対する、９５％以上である２０回のサイクル後のＣ／２レートでの容量の維持率、
を付与することができる、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のカソード。
【請求項２１】
アノードと、カソードと、リチウム塩及び非水性溶剤を基礎とする電解質とを含む少なくとも１つのセルを含むリチウムイオン電池であって、前記カソードは、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のカソードであることを特徴とする、リチウムイオン電池。
【請求項２２】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の作製方法であって、連続的に、
ａ）例えば内部ミキサー又は押出機において、前記活物質と、前記出発ポリマーと、前記導電性フィラーと、前記犠牲ポリマー相とを含む組成物の成分を無溶剤で溶融配合することで、前記組成物の前駆体混合物を得ることと、
ｂ）前記前駆体混合物を金属集電体上に被膜形で堆積させることと、次いで、
ｃ）１０４Ｐａを超える酸素分圧に従って酸素を含む雰囲気下で、かつ１５０℃から３００℃の間の酸化温度で前記被膜を前記熱的酸化反応させて、前記犠牲ポリマー相を全体的又は部分的に除去し、前記少なくとも１つの変性ポリマーを得ることと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２３】
工程ａ）、工程ｂ）及び工程ｃ）は、前記前駆体混合物から得られる単一の前記被膜によって単一経路で行われ、前記被膜は、９０μｍ以上の厚さを有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記犠牲ポリマー相は、末端基を含み、その５０ｍｏｌ％超がヒドロキシル官能基を有する少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールを含む、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記犠牲ポリマー相は、
５００ｇ／ｍｏｌから５０００ｇ／ｍｏｌの間の重量平均分子量を有する前記ポリ（アルケンカーボネート）ポリオールと、
２００００ｇ／ｍｏｌから４０００００ｇ／ｍｏｌの間の重量平均分子量を有するポリ（アルケンカーボネート）と、
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
工程ａ）で混合された前記成分は、反応性ポリシロキサン化合物又はポリイソシアネート化合物も含み、前記反応性ポリシロキサン化合物又はポリイソシアネート化合物は、前記配合の間に前記少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールと反応し、前記少なくとも１つのポリ（アルケンカーボネート）ポリオールは、前記反応性化合物に由来するシロキサン基又はイソシアネート基を前記末端基にグラフトさせることにより官能化される、請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
工程ｃ）は、出発温度から制御して温度上昇させた後に、前記酸化温度で等温にすることで、前記犠牲ポリマー相を熱分解して、前記少なくとも１つの変性ポリマーが前記含酸素基を有するように前記出発ポリマーを変性させることにより行われる、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
工程ａ）で使用される前記出発ポリマーは、非水素化アクリロニトリル／ブタジエンコポリマー（ＮＢＲ）及び／又は水素化アクリロニトリル／ブタジエンコポリマー（ＨＮＢＲ）を含み、前記ＮＢＲ及び／又は前記ＨＮＢＲはそれぞれ、４０％以上のアクリロニトリルに由来する単位の重量含量を有し、工程ｃ）で前記熱的酸化反応により架橋される、請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
工程ａ）で使用される前記出発ポリマーは、非極性脂肪族ポリオレフィンを含み、前記非極性脂肪族ポリオレフィンは、工程ｃ）で変性されて、工程ａ）で得られる前記前駆体混合物において境界値を含めて２％から１０％の間の酸素原子の重量含量を有する前記少なくとも１つの変性ポリマーが得られる、請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記出発ポリマー及び前記犠牲ポリマー相は、２つの分離相を形成する、請求項２４〜２６及び請求項２９のいずれか一項に記載の方法。