(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム電池用アノードまたはリチウム電池の製造方法であって、以下の方法段階：
ａ）  第一の電解質を、金属リチウムを含むアノード（１）の上に施与して、電解質分解生成物を含む第一の保護層（２）をアノード（１）上に形成する段階、
ａ１）  方法段階ａ）からの構成物を、５０℃以上の温度に加熱する段階
を含み、方法段階ａ）が製造されるべきリチウム電池の組み立て前に行われる、前記方法。
【請求項２】
さらに、方法段階：
ｂ）  重合可能な材料および／またはポリマー材料を第一の保護層（２）上に施与して、第二の保護層（３）を第一の保護層（２）上に形成する段階
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、方法段階：
ｂ１）  方法段階ｂ）からの構成物を照射または加熱して、重合可能な材料を重合させる段階
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、方法段階
ｃ）  方法段階ａ）、ａ１）、ｂ）またはｂ１）からのアノード構成物を、カソード、第二の電解質、および存在する場合には１つ以上のさらなる電池部品と共に組み立ててリチウム電池にする段階
を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
第一の電解質および／または第二の電解質が、炭酸エステル、ラクトン、エーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
第一の電解質および／または第二の電解質が、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、塩素酸リチウム、リチウムビス（オキサラト）ボレート、フッ化リチウム、硝酸リチウム、ヘキサフルオロ砒素酸リチウムおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの支持塩を含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第一の電解質が、アノード材料上で電解質分解生成物からの保護層を形成するために、第二の電解質の単数または複数の溶剤および／または支持塩よりも、より良く適している１つ以上の溶剤および／または支持塩を有する、請求項４から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
・  第一の電解質が、炭酸エステルまたは炭酸エステル混合物を溶剤として有し、且つ、
・  第二の電解質が、エーテルまたはエーテル混合物を溶剤として有する、
請求項４から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
第一の電解質、および／または重合可能な材料および／またはポリマー材料が、重合可能な化合物および／または重合された化合物、非局在化電子系を有する化合物、ポリマー、リチウムイオン伝導性化合物もしくは固体粒子、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含む、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
重合可能な材料および／またはポリマー材料が、エチレンオキシド、エチレン、プロピレン、スチレン、ビニルカーボネート、アクリレート、およびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上のモノマーを含む、請求項２、３または９に記載の方法。
【請求項１１】
・  金属リチウムを含むアノード材料（１）
・  電解質分解生成物を含む第一の保護層（２）、および
・  第二の保護層（３）
からなり、
第一の保護層（２）がアノード材料（１）上に形成されており、
第二の保護層（３）が第一の保護層（２）の上に形成されている、
リチウム電池用アノード。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアノードを含むリチウム電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム電池用のアノードの製造方法および／またはリチウム電池の製造方法、並びにかかるアノードおよびリチウム電池に関する。
【０００２】
背景技術
従来のリチウム電池およびリチウムイオン電池の場合、電池の組み立て（アセンブリ）直後に既にアノード上に電解質分解生成物による層が生じる。無機成分も有機成分も含有することがあり且つ固体電解質界面（ＳＥＩ）とも称されるこの層は、リチウム（イオン）電池の稼働のために不可欠であり、なぜなら、電解質は一般に、アノードに対して電気化学的に不安定であるからである。しかしながら、エージングと同様に電池の充電および放電の繰り返しに起因して、該層は繰り返し破壊され且つ欠陥部位で再度、後で形成され、その際、連続的にアノードの活物質並びに電解質が消耗する。極端な場合においては、この作用により、金属リチウムを含むアノードの機能態様が阻害される。
【０００３】
アノード材料および電解質が消耗することの他に、層の継続的な破壊は、欠陥部位で、電池全体の安全性に悪影響しかねないデンドライトが増加して形成され得ることをみちびく。長期的な視野では、これによってアノードの全体的な表面モフォロジーが悪化して、アノードの能力は、電池が故障するまで低下しかねない。
【０００４】
発明の開示
本発明の対象は、リチウム電池用のアノードおよび／またはリチウム電池の製造方法であって、以下の方法段階：
ａ）  第一の電解質を、金属リチウムを含むアノード上に施与して、殊に電解質分解生成物を含む第一の保護層を前記アノード上に形成する段階
を含む前記方法である。
【０００５】
本発明によれば、工程段階ａ）は、エクスサイチュー（製造されるべきリチウム電池の外部で）、もしくは、製造されるべきリチウム電池の、殊にアノードおよびカソードの組み立ての前に行われる。殊に、工程段階ａ）を、製造されるべきリチウム電池のアノード、カソード、および本来の電解質（以下で第二の電解質と称する）の組み立て前に行うことができる。
【０００６】
リチウム電池とは、本発明の意味においては殊に、アノードが随意に合金の形態での金属リチウムを含むガルヴァーニ電池であると理解することができる。
【０００７】
本発明による方法により、リチウムを含むアノード上に電解質分解生成物を含む保護層（固体電解質界面（ＳＥＩ））を狙い通りに製造することが可能になる。これは、通常なら電池中での充放電過程の際に進行する保護層形成のプロセスを、電池の組み立て前であってもアノード上で狙い通りに引き起こすことによって達成される。これは、電池の能力、寿命および安全性に有利に作用できる、長持ちし且つ丈夫な保護層系をアノード上に作り上げるために、電解質分解生成物を含む第一の保護層をさらなる方法段階において効果的に安定化し且つ強化することができるという利点を有する。
【０００８】
１つの実施態様においては、該方法はさらに、方法段階：
ａ１）  方法段階ａ）からの構成物を、殊に温度≧３０℃、例えば≧５０℃、例えば６０℃に加熱する段階
を含む。
【０００９】
それにより、有利には、第一の保護層の形成を促進することができる。
【００１０】
さらなる実施態様においては、該方法はさらに、方法段階：
ｂ）  重合可能な材料および／またはポリマー材料を第一の保護層上に施与して、第二の保護層を第一の保護層上に形成する段階
を含む。
【００１１】
第二の保護層によって、第一の保護層をさらに安定化することができ、且つ、アノードと、後にリチウム電池中で使用される電解質との間の、緻密で、安定且つ長持ちする分離物が保証される。それにより、有利には、アノード、ひいては電池全体の寿命および安全性を明らかに高めることができる。電池全体が多大に損傷する場合でさえ、そのように保護されたアノードは、従来のＳＥＩ保護層を有するアノードよりも、より良好に外部の影響から保護され得る。
【００１２】
方法段階ｂ）も殊に、製造されるべきリチウム電池のアノードおよびカソードの、殊にアノード、カソードおよび本来の電解質（以下で第二の電解質と称する）の組み立て前に行うことができる。
【００１３】
さらなる実施態様においては、該方法はさらに、方法段階
ｂ１）  方法段階ｂ）からの構成物を、例えば紫外線または赤外線で照射または加熱して、殊に重合可能な材料を重合させる段階
を含む。
【００１４】
それにより、有利には第二の保護層の形成を促進することができる。
【００１５】
さらなる実施態様においては、該方法はさらに、方法段階
ｃ）  方法段階ａ）、ａ１）、ｂ）またはｂ１）からのアノード構成物を、カソード、第二の電解質、および随意に１つ以上のさらなる電池部品と共に組み立ててリチウム電池にする段階
を含む。
【００１６】
この場合、さらなる電池部品は例えば、セパレーター、集電体、導電部品、絶縁部品、接続部品、パッケージ部品および／またはケーシング部品であってよい。
【００１７】
第一の電解質および／または第二の電解質は、液体または固体の電解質、殊に液体の電解質であってよい。
【００１８】
さらなる実施態様においては、第一の電解質および／または第二の電解質は、炭酸エステル、ラクトン、エーテル、殊に環式または非環式エーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む。
【００１９】
この場合、炭酸エステルは、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）および／またはビニレンカーボネート（ＶＣ）、殊にエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）および／またはジエチルカーボネート（ＤＥＣ）であってよい。
【００２０】
この場合、ラクトンは、例えばγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）またはγ−ブチロラクトン誘導体であってよい。
【００２１】
この場合、エーテルは、殊に環式または非環式のモノエーテル、ジエーテルまたはトリエーテル、例えばモノアルキレンエーテル、ジアルキレンエーテルまたはトリアルキレンエーテル、例えばモノ−／ジ−／トリ−１，ｎ−アルキレンジアルキルエーテルであってよく、殊にその際、アルキレンはメチレン、エチレン（グリコール）、プロピレンまたはブチレンであるか、もしくはアルキルはメチル、エチル、プロピルまたはブチルである。例えば、この場合、エーテルは１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、エチレングリコールジメチルエーテル（グリム、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ＤＭＥ）、エチレングリコールジエチルエーテル（ＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）および／またはトリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグリム、ＴＥＧＤＭＥ）であってよい。
【００２２】
さらなる実施態様においては、第一の電解質および／または第二の電解質は、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド  （ＬｉＴＦＳｌ）、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、テトラフルオロホウ酸リチウム  （ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム  （ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、塩素酸リチウム  （ＬｉＣｌＯ4）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、フッ化リチウム  （ＬｉＦ）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3）、ヘキサフルオロ砒素酸リチウム  （ＬｉＡｓＦ6）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの支持塩を含む。
【００２３】
有利には、第二の電解質は、第一の電解質とは違う、他の成分および／または他の組成物、殊に他の溶剤および／または支持塩を有する。
【００２４】
さらなる実施態様においては、第一の電解質は、アノード材料上で電解質分解生成物から保護層を形成するために、第二の電解質の単数または複数の溶剤および／または支持塩よりもより良く適している１つ以上の溶剤および／または支持塩を有する。これにより、有利には、一方では安定な第一の保護層を形成でき、且つ他方では、電池稼働中のアノードと（第二の）電解質との相互作用を回避できる。
【００２５】
さらなる実施態様においては、第一の電解質は、炭酸エステルまたは炭酸エステル混合物、例えば環式炭酸エステル、または環式炭酸エステルの混合物を溶剤として有する。例えば、第一の電解質は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、殊にエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される炭酸エステルまたは炭酸エステル混合物を溶剤として有することができる。かかる溶剤が、ＳＥＩ保護層の形成のために特に有利であることが判明している。
【００２６】
さらなる実施態様においては、第二の電解質は、エーテルまたはエーテル混合物、例えば環式または非環式エーテル、または環式および／または非環式エーテルの混合物、例えば環式または非環式モノエーテル、ジエーテルまたはトリエーテル、または環式および／または非環式モノエーテル、ジエーテルおよび／またはトリエーテルの混合物、例えば１つ以上のモノアルキレンエーテル、ジアルキレンエーテルまたはトリアルキレンエーテル、例えばモノ−／ジ−／トリ−１，ｎ−アルキレンジアルキルエーテル  （殊にアルキレンは、メチレン、エチレン（グリコール）、プロピレンまたはブチレンであるか、もしくはアルキルはメチル、エチル、プロピルまたはブチルである）を溶剤として有する。例えば、第二の電解質は、１，３−ジオキサン（ＤＯＬ）、エチレングリコールジメチルエーテル（グリム、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ＤＭＥ）、エチレングリコールジエチルエーテル（ＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）および／またはトリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグリム、ＴＥＧＤＭＥ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるエーテルまたはエーテル混合物を溶剤として有することができる。かかる溶剤が、電池稼働中の電解質溶剤として特に有利であることが判明している。
【００２７】
さらなる実施態様においては、第一の電解質、および／または重合可能な材料および／またはポリマー材料は、殊に重合可能な二重結合および／または重合された二重結合を有する重合可能な化合物および／または重合された化合物、例えばアクリル酸誘導体および／またはアクリル酸誘導体に基づく化合物、例えばブチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、非局在化電子系（ｄｅｌｏｋａｌｉｓｉｅｒｔｅｎ  Ｅｌｅｋｔｒｏｄｅｎｓｙｓｔｅｍ）を有する化合物、例えばビニレンカーボネート（ＶＣ）および／またはカテコールカーボネート、ポリマー、殊にハロゲン化もしくは過フッ素化ポリマー、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、リチウムイオン伝導性化合物もしくは固体粒子、例えば三ヨウ化アルミニウム（ＡｌＩ3）、三フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）および／またはランタンジルコネート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含む。
【００２８】
重合可能な化合物および／または重合された化合物、重合可能な二重結合および／または重合された二重結合を有するおよび／または非局在化電子系を有する化合物、およびポリマーによって、有利には、第一および／または第二の保護層を強化することができる。
【００２９】
リチウムイオン伝導性化合物もしくは固体粒子によって、有利には、第一および／または第二の保護層のリチウムイオン伝導性を改善できる。
【００３０】
さらなる実施態様においては、重合可能な材料および／またはポリマー材料は、エチレンオキシド、エチレン、プロピレン、スチレン、ビニルカーボネート、アクリレート、およびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上のモノマーを含む。
【００３１】
方法段階ａ）もしくはａ１）において、例えば、≧０．０１μｍ〜≦５０μｍの範囲の層厚を有する第一の保護層を形成できる。方法段階ｂ）もしくはｂ１）において、例えば、≧０．０１μｍ〜≦１００μｍの範囲の層厚を有する第二の保護層を形成できる。
【００３２】
有利には、該方法を、希ガス雰囲気、殊にアルゴン雰囲気下で実施する。
【００３３】
本発明による方法のさらなる特徴および利点に関しては、ここで、本発明によるアノードおよびリチウム電池と関連する説明、並びに図面の記載に明確に示される。
【００３４】
本発明のさらなる対象は、本発明による方法によって製造されるリチウム電池用のアノードである。
【００３５】
本発明によって製造されたアノードのさらなる特徴および利点に関しては、ここで、本発明による方法、本発明によるアノードおよび本発明によるリチウム電池と関連する説明、並びに図面の記載に明確に示される。
【００３６】
本発明のさらなる対象は、本発明による方法によって製造されるリチウム電池である。
【００３７】
本発明によって製造されたリチウム電池のさらなる特徴および利点に関しては、ここで、本発明による方法、本発明によるアノードおよび本発明によるリチウム電池と関連する説明、並びに図面の記載に明確に示される。
【００３８】
本発明のさらなる対象は、アノード材料、殊に電解質分解生成物を含む第一の保護層、および殊にポリマーを含む第二の保護層を含む、リチウム電池用のアノードである。この場合、第一の保護層はアノード材料上に形成され、且つ第二の保護層は第一の保護層上に形成される。
【００３９】
第一の保護層は、例えば炭酸エステル、ラクトン、エーテル、殊に環式または非環式エーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤と、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド  （ＬｉＴＦＳｌ）、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、テトラフルオロホウ酸リチウム  （ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム  （ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、塩素酸リチウム  （ＬｉＣｌＯ4）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、フッ化リチウム  （ＬｉＦ）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3）、ヘキサフルオロ砒素酸リチウム  （ＬｉＡｓＦ6）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの支持塩とからの電解質の電解質分解生成物を含むことができる。殊に、第一の保護層は、炭酸エステルまたは炭酸エステル混合物、例えば環式の炭酸エステルまたは環式の炭酸エステル混合物を溶剤として有する電解質の電解質分解生成物を含むことができる。
【００４０】
第二の保護層は、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、過フッ素化ポリマー、殊にポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレートおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーを含むことができる。
【００４１】
有利には、第一および／または第二の保護層は、ポリマー、例えばアクリル酸誘導体に基づく、殊に重合された二重結合を有するポリマー、例えばブチルアクリレート、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、および／またはハロゲン化もしくは過フッ素化ポリマー、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、非局在化電子系を有する化合物、例えばビニレンカーボネート（ＶＣ）および／またはカテコールカーボネート、リチウムイオン伝導性化合物もしくは固体粒子、例えば三ヨウ化アルミニウム（ＡｌＩ3）、三フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）および／またはランタンジルコネートおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含む。
【００４２】
例えば、第一の保護層は≧０．０１μｍ〜≦５０μｍの範囲の層厚、第二の保護層は、≧０．０１μｍ〜≦１００μｍの範囲の層厚を有することができる。
【００４３】
本発明によるアノードのさらなる特徴および利点に関しては、ここで、本発明による方法、本発明により製造されたアノードおよび本発明によるリチウム電池と関連する説明、並びに図面の記載に明確に示される。
【００４４】
本発明のさらなる対象は、本発明によるアノードを含むリチウム電池である。
【００４５】
該リチウム電池は、例えば、炭酸エステル、ラクトン、エーテル、殊に環式または非環式エーテルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤を含む電解質を有することができる。
【００４６】
この場合、炭酸エステルは、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）および／またはビニレンカーボネート（ＶＣ）、殊にエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）および／またはジエチルカーボネート（ＤＥＣ）であってよい。
【００４７】
この場合、ラクトンは、例えばγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）またはγ−ブチロラクトン誘導体であってよい。
【００４８】
この場合、エーテルは、殊に環式または非環式のモノエーテル、ジエーテルまたはトリエーテル、例えばモノアルキレンエーテル、ジアルキレンエーテルまたはトリアルキレンエーテル、例えばモノ−／ジ−／トリ−１，ｎ−アルキレンジアルキルエーテルであってよく、殊にその際、アルキレンはメチレン、エチレン（グリコール）、プロピレンまたはブチレンであるか、もしくはアルキルはメチル、エチル、プロピルまたはブチルである。例えば、この場合、エーテルは１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、エチレングリコールジメチルエーテル（グリム、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ＤＭＥ）、エチレングリコールジエチルエーテル（ＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）および／またはトリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグリム、ＴＥＧＤＭＥ）であってよい。
【００４９】
有利には、リチウム電池は、エーテルまたはエーテル混合物、例えば環式または非環式エーテル、または環式または非環式エーテルの混合物、例えば１つ以上の環式または非環式のモノエーテル、ジエーテルまたはトリエーテル、殊に１つ以上のモノアルキレンエーテル、ジアルキレンエーテル、トリアルキレンエーテル、例えばモノ−／ジ−／トリ−１，ｎ−アルキレンジアルキルエーテルを溶剤として有する電解質を有する。この場合、アルキレンは殊にメチレン、エチレン（グリコール）、プロピレンまたはブチレンを表し、もしくは、アルキルはメチル、エチル、プロピルまたはブチルを表す。例えば、リチウム電池は、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、エチレングリコールジメチルエーテル（グリム、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ＤＭＥ）、エチレングリコールジエチルエーテル（ＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）および／またはトリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグリム、ＴＥＧＤＭＥ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるエーテルまたはエーテル混合物を溶剤として有する電解質を有することができる。
【００５０】
例えば、リチウム電池は、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド  （ＬｉＴＦＳｌ）、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、テトラフルオロホウ酸リチウム  （ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム  （ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、塩素酸リチウム  （ＬｉＣｌＯ4）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、フッ化リチウム  （ＬｉＦ）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3）、ヘキサフルオロ砒素酸リチウム  （ＬｉＡｓＦ6）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの支持塩を含む電解質を有することができる。
【００５１】
本発明によるリチウム電池のさらなる特徴および利点に関しては、ここで、本発明による方法、本発明によるアノードおよび本発明によって製造されたリチウム電池と関連する説明、並びに図面の記載に明確に示される。
【００５２】
本発明のさらなる対象は、本発明によるリチウム電池を含む電気機器である。例えば、電気機器とは、電気工具、電気園芸機器、コンピュータ、例えばパーソナルコンピュータ（Ｅｉｎｚｅｌｐｌａｔｚｒｅｃｈｎｅｒ）、ノートブック、マルチメディア機器、電気通信機器、例えば携帯電話、およびＰＤＡ、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車およびそれらの組み合わせからなる群から選択される機器である。さらなる特徴および利点に関しては、ここで、先述の説明、および以下の図面の記載に明確に示される。
【００５３】
図面および実施例
本発明による対象のさらなる利点および有利な構成を図面によって具体的に示し、且つ、以下の記載において説明する。この際、該図面は記載される特徴を有するだけであり、且つ、本発明をいかなる形態にも限定するつもりはない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による方法の１つの実施態様および本発明によるアノードの模式図。
【００５５】
図１は、本発明による方法の方法段階ａ）において、第一の電解質をエクスサイチューで、従って、製造されるべきリチウム電池の組み立て前に、金属リチウムを元素の形態または合金の形態で含むアノード１の上に施与することを具体的に示す。第一の電解質の化学的な不安定さに基づき、その生成物が反応して、アノード１上に薄い第一の保護層２を形成する。
【００５６】
第一の保護層２の形成を、該構造物を例えば約６０℃で、方法段階ａ１）において例えば加熱もしくは温度調節することによって補助することができる。
【００５７】
そのように形成された第一の保護層２の上に、後続の方法段階ｂ）において、強化および安定化のための第二の保護層３を適用する。このために、重合可能な材料および／またはポリマー材料を第一の保護層２の上に施与する。この第二の保護層２は、イオン伝導性が阻害されないように、有利には非常に薄く適用される。第一の保護層２を充分に安定化するためには、数マイクロメートル厚の第二の保護層、例えば≧０．０１μｍ〜≦１００μｍの範囲の層厚を有するもので足りる。第二の保護層３は、有利には、１つのモノマー種または異なるモノマー種の混合物からの、随意に１つ以上の添加剤および／または溶剤を含む組成物を、第一の保護層２の上にもたらすことによって製造される。
【００５８】
施与された組成物を引き続き重合させ、その際、それが第一の保護層２と固着し、その際、１つの固定された保護層結合物２、３を形成できる。これは、従来のインサイチューで形成されたＳＥＩ保護層の場合には不可能である。
【００５９】
使用されたモノマーに依存してラジカルまたはアニオンにより重合を開始することができる。例えば、第二の保護層３の形成、殊に重合可能な材料の重合を、例えば方法段階ｂ）からの構成物を方法段階ｂ１）において照射または加熱することによって補助することができる。
【００６０】
有利には、第二の保護層３によって第一の保護層２が安定化され、従って、アノード１上に形成された保護層系２、３は、電池内でインサイチューで形成されたＳＥＩ保護層よりも明らかにより安定且つ長持ちする。
【００６１】
引き続き、そのように製造されたアノードを、さらなる、記載されていない方法段階ｃ）において、カソード、第二の電解質および随意に１つ以上のさらなる電池部品と共に組み立ててリチウム電池にすることができる。
【図１】
0005984823.tif 000002