【手続補正書】
【提出日】平成27年2月24日(2015.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】水系電解質エネルギー貯蔵装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
さらに、図１０は、一次元の断面を示すにすぎない。直交方向の断面図にも、別個のアノード電極部材１０４ａおよび別個のカソード電極部材１０６ａを有するアノード電極１０４およびカソード電極１０６を示すことができる。すなわち、アノード電極１０４およびカソード電極１０６は、２次元市松模様を構成することができる。換言すれば、別個のアノード電極部材１０４ａと別個のカソード電極部材１０６ａを行と列の配列で配置することができる。個々のアノード電極部材１０４ａおよび個々のカソード電極部材１０６ａは、例えば、正方形または矩形とすることができる。一実施形態において、本願の発明者は、アノード電極１０４およびカソード電極１０６に異なる数の別個のアノード電極部材１０４ａと別個のカソード電極部材１０６ａを設けると、電気化学セル１０２の構造上の完全性が改善することを見いだした。この実施形態において、アノードの行と列は、カソードの行と列からずれている。一実施形態において、セパレータ１０８全体にわたって、アノード境界域１０４ｂの７５〜９５％を含めて、５０〜１００％など少なくとも５０％は、それぞれのカソード境界域１０６ｂと列を成さない。あるいは、アノード電極１０４およびカソード電極１０６は、同数の別個のカソード電極部材１０６ａと別個のアノード電極部材１０４ａを含むことができる。別の一実施形態において、アノード電極１０４またはカソード電極１０６は単一の一体型シートを含むことができ、他方の電極は市松模様の別個の部材を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
これらの実施形態において、立方晶スピネルλＭｎＯ2 は、マンガン酸リチウムなどのリチウム含有酸化マンガン（例えば、立方晶スピネルＬｉＭｎ2 Ｏ4 またはその非化学量論的変種）をまず形成することによって形成することができる。立方晶スピネルλＭｎＯ2 活性カソード材料を利用する実施形態において、Ｌｉの大部分またはすべてを立方晶スピネルＬｉＭｎ2 Ｏ4 から電気化学的または化学的に引き抜いて、立方晶スピネルλＭｎＯ2 形材料（すなわち、Ｍｎ：Ｏ比１：２の材料、および／またはＭｎが別の金属で置換されていてもよい材料、および／またはアルカリ金属も含む材料、および／またはＭｎ：Ｏ比が必ずしも１：２ではない材料）を形成することができる。この引き抜きは、初期の装置充電サイクルの一部として起こり得る。そのような場合、Ｌｉイオンは、形成時の立方晶スピネルＬｉＭｎ2 Ｏ4 から最初の充電サイクル中にデインターカレートされる。放電により電解質由来のＮａイオンは立方晶スピネルλＭｎＯ2 中にインターカレートする。したがって、作動中の活性カソード材料の式は（場合によっては前述したように１種類以上の追加の金属、好ましくはＡｌがドープされた）Ｎａy Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ4 である。ここで、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、およびｘ＋ｙ≦１．１である。好ましくは、量ｘ＋ｙは充電／放電サイクルによって約０（完全充電）〜約１（完全放電）まで変化する。しかし、完全放電中の１を超える値を使用することができる。さらに、任意の他の適切な形成方法を使用することができる。２個のＭｎおよび４個のＯ原子ごとに１個を超えるＬｉを有する非化学量論的Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ4 材料を最初の材料として使用することができ、それから立方晶スピネルλＭｎＯ2 を形成することができる（例えば、１≦ｘ＜１．１）。したがって、立方晶スピネルλマンガナートは、使用前には式Ａｌz Ｌｉx Ｍｎ2-z Ｏ4 （１≦ｘ＜１．１および０≦ｚ＜０．１）、および使用中にはＡｌz Ｌｉx Ｎａy Ｍｎ2 Ｏ4 （０≦ｘ＜１．１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１．１、および０≦ｚ＜０．１、Ａｌは別のドーパントで置換することができる）を有することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
場合によっては、カソード電極は、１種類以上の活性カソード材料（例えば、斜方晶トンネル構造材料などの微量成分２〜１０重量％などの１〜４９％）、高表面積導電性希釈剤（導電性グレード黒鉛、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、非反応性金属、および／または導電性ポリマーなど）、結合剤、可塑剤、および／または充填剤を含む複合カソードの形とすることができる。例示的な結合剤は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、（ＰＶＣ−ＳｉＯ2 複合体を含めた）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系複合体、セルロース系材料、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、水和バーネサイト（活性カソード材料が別の材料を含むとき）、別の非反応性非腐食性ポリマー材料、またはその組み合わせを含むことができる。複合カソードは、１種類以上の好ましい活性カソード材料の一部を導電性希釈剤、および／またはポリマー結合剤と混合し、混合物をペレットにプレス加工することによって形成することができる。一部の実施形態において、複合カソード電極を活性カソード材料約５０〜９０ｗｔ％の混合物から形成することができる。混合物の残りは、希釈剤、結合剤、可塑剤および／または充填剤の１種類以上の組み合わせを含む。例えば、一部の実施形態において、複合カソード電極を活性カソード材料約８０ｗｔ％、カーボンブラックなどの希釈剤約１０〜１５ｗｔ％、およびＰＴＦＥなどの結合剤約５〜１０ｗｔ％から形成することができる。
【手続補正５】
【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】
電気化学装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング中の電気化学セルの積層体であって、各電気化学セルは、
圧縮粒状アノード電極と、
圧縮粒状カソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に位置するセパレータと、
電解質と、を含む積層体と、
隣接電気化学セル間に交互に位置する複数のカソードおよびアノード集電子と、を備え、
第１の電気化学セルのカソード電極が、第１のカソード集電子に電気的に接触し、
第２の電気化学セルのカソード電極が前記第１のカソード集電子に電気的に接触し、前記第２の電気化学セルが前記積層体中の第１の電気化学セルの第１の側に隣接し、
前記第１の電気化学セルのアノード電極が、第２のアノード集電子に電気的に接触し、
第３の電気化学セルのアノード電極が前記第２のアノード集電子に電気的に接触し、前記第３の電気化学セルが前記積層体中の第１の電気化学セルの第２の側に隣接する電気化学装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気化学装置において、
前記ハウジング中の並列された電気化学セルの複数の積層体であって、各電気化学セルは、
アノード電極と、
カソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に位置するセパレータと、
電解質と、を含む複数の積層体をさらに備え、
少なくとも１個のセルの前記セパレータが、前記複数の積層体の少なくとも２個の間に連続的に延在するセパレータシートを含む電気化学装置。
【請求項３】
請求項１記載の電気化学装置において、
前記アノード電極が、アノード境界域によって分離された複数の別個のアノード電極部材を含み、
前記カソード電極が、カソード境界域によって分離された複数の別個のカソード電極部材を含み、
前記電解質が、前記セパレータ中並びにアノード電極境界域およびカソード電極境界域に存在し、
前記セパレータ全体にわたってアノード境界域の少なくとも５０％がそれぞれのカソード境界域と列を成さない電気化学装置。
【請求項４】
請求項１記載の電気化学装置において、
前記複数のカソードおよびアノード集電子が、炭素集電子を含む電気化学装置。
【請求項５】
請求項４記載の電気化学装置において、
前記複数のカソードおよびアノード集電子に作用可能に接続された複数のタブをさらに備え、前記複数のタブが電気バスに接続するように構成される電気化学装置。
【請求項６】
請求項４記載の電気化学装置において、
前記炭素集電子が、黒鉛集電子を含む電気化学装置。
【請求項７】
請求項６記載の電気化学装置において、
前記黒鉛の密度が、０．６ｇ／ｃｍ3 を超える電気化学装置。
【請求項８】
請求項１記載の電気化学装置において、
前記電気化学装置が、ハイブリッド水系電解質エネルギー貯蔵装置である電気化学装置。
【請求項９】
請求項８記載の電気化学装置において、
前記カソードがアルカリイオンインターカレーション材料を含み、前記アノードがＮＨＥに対して−１．３Ｖ未満の電気化学的に安定な擬似容量性または電気化学二重層容量性材料である電気化学装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電気化学装置において、
前記カソード電極がドープもしくは非ドープ立方晶スピネルλＭｎＯ2 形材料またはＮａＭｎ9 Ｏ18トンネル構造斜方晶材料を含み、前記アノード電極が活性炭を含み、前記電解質がナトリウムイオンを含む電気化学装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電気化学装置において、
前記アノード電極が、多孔質活性炭、メソポーラス炭素、カーボンナノチューブ、擬似容量性金属酸化物材料またはその複合体の１種類以上を含む電気化学装置。
【請求項１２】
請求項８記載の電気化学装置において、
電荷を、前記カソード電極におけるインターカレーションを介して、さらに、前記アノード電極における擬似容量性非ファラデ表面反応によって、貯蔵することができるように、前記電解質がアノードとカソードの両方と相互作用し得る溶解アルカリイオンを含有する水溶液である電気化学装置。
【請求項１３】
請求項１記載の電気化学装置において、
前記ハウジングが、電気化学的に不活性なポリマーを含む電気化学装置。