【手続補正書】
【提出日】令和3年6月1日(2021.6.1)
【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】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、最初に組み立てられたときに充電状態になるように構成されており；
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが２０％未満の空隙率を有し、１０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項２】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、最初に組み立てられたときに充電状態になるように構成されており；
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが２０％未満の空隙率を有し、１０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分体積存在している電気化学セル。
【請求項３】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、最初に組み立てられたときに充電状態になるように構成されており；
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが１０００Ω／ｓｑ．未満のシート抵抗を有し、１０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項４】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、最初に組み立てられたときに充電状態になるように構成されており；
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後において少なくとも一つの非リチウム金属が１０００Ω／ｓｑ．未満のシート抵抗を有する領域を形成しており、１０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分体積存在している電気化学セル。
【請求項５】
セルが完全充電状態にあるとき、固溶体が約０．１ＭＰａから約１００ＭＰａ、または約０．４ＭＰａから約４０ＭＰａの降伏強度を有する、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項６】
少なくとも一つの非リチウム金属が、マグネシウム、亜鉛、鉛、スズ、白金、金、アルミニウム、カドミウム、銀、水銀、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項７】
少なくとも一つの非リチウム金属が、マグネシウム、亜鉛、鉛、白金、金、カドミウム、銀、水銀、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項８】
少なくとも一つの非リチウム金属は、シリコン、ゲルマニウム、スズ、アンチモン、ビスマス、およびアルミニウムからなる群を除外する、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項９】
少なくとも一つの非リチウム金属がマグネシウムを含む、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１０】
アノード中の少なくとも一つの非リチウム金属が、完全充電状態のときのアノード中のリチウムと非リチウム金属の合計重量の０．１ｗｔ％、１ｗｔ％、５ｗｔ％、または１０ｗｔ％以上であり、２５ｗｔ％、１０ｗｔ％、５ｗｔ％または１ｗｔ％以下である、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１１】
組み立て時、アノード中の少なくとも一つの非リチウム金属が、アノード中のリチウムおよび非リチウム金属の合計重量の０．１ｗｔ％、１ｗｔ％、５ｗｔ％または１０ｗｔ％以上であり、２５ｗｔ％、１０ｗｔ％、５ｗｔ％または１ｗｔ％以下である、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１２】
少なくとも一つの非リチウム金属が、少なくとも一つの非リチウム金属の約１０ｗｔ％未満、約５ｗｔ％未満、または約１ｗｔ％未満が約０Ｖ〜約５Ｖの電圧ウィンドウ内で作動するセルの最初の充電および放電サイクル中における電気化学反応に関与するように選択される、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１３】
少なくとも一つの非リチウム金属が、−４０℃〜８０℃の温度でリチウムと固溶体を形成する、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１４】
充電状態の電気化学セルの容量が元の充電容量の８０％未満に減少する前に、電気化学セルが少なくとも７０回サイクルすることができる、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１５】
アノードの活性表面に垂直な力成分が少なくとも約４．９、少なくとも約９．８、少なくとも約２４．５、少なくとも約４９、少なくとも約７８、少なくとも約９８、少なくとも約１１７．６、少なくとも約１４７、少なくとも約１７５、少なくとも約２００、少なくとも約２２５、少なくとも約２５０、少なくとも約３００、少なくとも約４００、または少なくとも約５００ニュートン／平方センチメートルであって、約５００未満、約４００未満、約３００未満、約２５０未満、約２２５未満、約１９６未満、約１４７未満、約１１７．６未満、約９８未満、約４９未満、約２４．５未満、または約９．８ニュートン／平方センチメートル未満の圧力をアノードの活性表面に加えるように異方性力が構成される、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１６】
電解質に近接するセパレーターをさらに含む、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１７】
セパレーターが微多孔膜を含む、請求項１６に記載の電気化学セル。
【請求項１８】
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが１０００Ω／ｓｑ．未満のシート抵抗を有する、請求項１および２のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項１９】
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが２０％未満の空隙率を有する、請求項３および４のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２０】
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードのシート抵抗が９００Ω／ｓｑ．、８００Ω／ｓｑ．、７００Ω／ｓｑ．、６００Ω／ｓｑ．、５００Ω／ｓｑ．、４００Ω／ｓｑ．、３００Ω／ｓｑ．、２００Ω／ｓｑ．、または１００Ω／ｓｑ．未満である、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２１】
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、その１０回目のサイクルの放電直後においてアノードは、１５％、１０％、５％、または１％未満の空隙率を有する、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２２】
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の６０ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、３０ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、または１０ｗｔ％以下が、アノードに残存する上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２３】
カソードが組み立て時に実質的にリチウムを含まない、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２４】
カソードは、硫黄化合物を含むカソード活物質を含む、上記請求項のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項２５】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが５０回完全にサイクルされるとき、５０回目のサイクルの放電直後においてアノードが２０％未満の空隙率を有し、５０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項２６】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが５０回完全にサイクルされるとき、５０回目のサイクルの放電直後においてアノードが２０％未満の空隙率を有し、５０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分体積存在している電気化学セル。
【請求項２７】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが５０回完全にサイクルされるとき、５０回目のサイクルの放電直後においてアノードが１０００Ω／ｓｑ．未満のシート抵抗を有し、５０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項２８】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルが、アノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり；かつ
電気化学セルが５０回完全にサイクルされるとき、５０回目のサイクルの放電直後において少なくとも一つの非リチウム金属が１０００Ω／ｓｑ．未満のシート抵抗を有する領域を形成しており、５０回目のサイクルの放電直後において初期完全充電状態におけるアノードに存在するリチウムの量の７５ｗｔ％以下がアノードに残存するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分体積存在している電気化学セル。
【請求項２９】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルがアノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり、かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが、加えられた異方性力が存在しない同等のセルに存在するであろう１０回目のサイクルの放電直後における空隙率の５０％未満の空隙率を電気化学セルが有するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項３０】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルがアノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり、かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが、少なくとも一つの非リチウム金属を有しない同等のセルに存在するであろう１０回目のサイクルの放電直後における空隙率の５０％未満の空隙率を電気化学セルが有するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分体積存在している電気化学セル。
【請求項３１】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルがアノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり、かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが、加えられた異方性力が存在しない同等のセルに存在するであろう１０回目のサイクルの放電直後におけるシート抵抗の５０％未満のシート抵抗を電気化学セルが有するように、異方性力および電気化学セルが構成されている電気化学セル。
【請求項３２】
以下を含む電気化学セル：
カソード；
リチウムと少なくとも一つの非リチウム金属の固溶体を含むアノード（ここで、アノードが活性表面を有する）；および
カソードおよびアノードと電気化学的に連通している電解質；
ここで、
電気化学セルがアノードの活性表面に垂直な力成分を有する加えられた異方性力の下にあり、かつ
電気化学セルが１０回完全にサイクルされるとき、１０回目のサイクルの放電直後においてアノードが、少なくとも一つの非リチウム金属を有しない同等のセルに存在するであろう１０回目のサイクルの放電直後におけるシート抵抗の５０％未満のシート抵抗を電気化学セルが有するように、少なくとも一つの非リチウム金属が十分量存在している電気化学セル。