(57)【要約】      （修正有）【課題】リチウム−硫黄電池の充電方法および電池管理システムを提供する。【解決手段】リチウム−硫黄電池の充電方法は、時間ｔ、または容量Ｑの関数として充電中の電池の電圧Ｖをモニターするステップ、電池が充電の第１段階および第２段階の間を遷移する電圧領域において、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱが最大となる電池の基準容量Ｑｒｅｆを決定するステップ、電池の容量が、ａを１．１〜１．４として、ａ×Ｑｒｅｆに達した場合に充電を終止するステップを含む。【選択図】図２
2019071777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間ｔ、または容量Ｑの関数として充電中の電池の電圧Ｖをモニターするステップ、
電池が充電の第１段階および第２段階の間を遷移する電圧領域において、ｄＶ／ｄｔま
たはｄＶ／ｄＱが最大となる電池の基準容量Ｑｒｅｆを決定するステップ、
電池の容量が、ａを１．１〜１．４として、ａ×Ｑｒｅｆに達した場合に充電を終止す
るステップ
を含むリチウム−硫黄電池の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウム−硫黄電池の充電方法に関する。本発明はまたリチウム−硫黄電池を
充電するための電池管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なリチウム−硫黄電池は、リチウム金属またはリチウム金属合金から形成される
アノード（陰極）、および硫黄元素または他の電気活性硫黄材料から形成されるカソード
（陽極）からなる。硫黄または他の電気活性硫黄含有材料は、その導電性を向上させるた
め、炭素のような導電性材料と混合してもよい。一般的には、炭素および硫黄は粉砕した
後、溶剤およびバインダーと混合し、スラリーを形成する。スラリーは集電体に塗布した
後、乾燥させ、溶剤を除去する。得られる構造物はカレンダー加工して複合構造物を形成
し、これを所望の形状に切断してカソードを形成する。セパレータはカソード上に配置さ
れ、リチウムアノードはセパレータ上に配置される。電解質を次に組立電池中に導入し、
カソードおよびセパレータを湿潤させる。
【０００３】
リチウム−硫黄電池は二次電池である。リチウム−硫黄電池が放電される場合、カソー
ド中の硫黄は２段階で還元される。第１段階では、硫黄（例えば硫黄元素）は多硫化物種
、Ｓｎ２−（ｎ≧２）まで還元される。これらの種は一般的には電解質に可溶性である。
放電の第２段階では、多硫化物種は硫化リチウム、Ｌｉ２Ｓまで還元され、これは一般的
にはアノードの表面上に堆積する。
【０００４】
電池が充電される場合、２段階メカニズムは逆に起こり、硫化リチウムが多硫化リチウ
ム、その後リチウムおよび硫黄まで酸化される。この２段階メカニズムはリチウム−硫黄
電池の放電および充電プロファイルの両方で見ることができる。従って、リチウム−硫黄
電池が充電される場合、その電圧は一般的には電池が充電の第１および第２段階の間を遷
移する際に変曲点を通過する。
【０００５】
リチウム−硫黄電池は外部電流を電池に印加することにより（再）充電してもよい。一
般的には、電池は、例えば２．４５Ｖの、固定カットオフ電圧まで充電される。しかしな
がら、循環を長期間繰り返すと、電池の容量は低下し得る。実際、特定回数のサイクル後
、電池の内部抵抗の増加のため、電池は固定カットオフ電圧まで充電することができなく
なり得る。電池を選択されるカットオフ電圧まで繰り返し充電することにより、電池は最
終的には繰り返し過充電され得る。望ましくない化学反応は、例えば、電池の電極および
／または電解質の損傷を引き起こし得るので、これは電池の寿命に悪影響を及ぼし得る。
【０００６】
前述を考慮して、リチウム−硫黄電池の過充電を回避することが望ましい。特許文献１
は、リチウム硫黄電池が完全に充電される点を決定するプロセスについて記載する。具体
的には、この特許文献１は硝酸リチウムのようなＮ−Ｏ添加剤を電池の電解質に添加する
ステップについて記載する。この特許文献１の１６ページ、第２９〜３１行の記述による
と、添加剤は完全充電の点で電圧が急増する充電プロファイルをもたらすのに効果的であ
る。したがって、この電圧の急増が見られた後に充電を終止することができる。この電圧
の急増は、充電の第２段階が完了した後、上述した充電の２段階の間の変曲点を超える電
圧で起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法は、電池が完全容量に達する際の電池の電圧の非常に急速な増加に基
づく。しかしながら、すべてのリチウム−硫黄電池がこうした充電プロファイルを示すわ
けではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、
時間（ｔ）または容量（Ｑ）の関数として充電中の電池の電圧Ｖをモニターするステッ
プ、
電池が充電の第１段階と第２段階との間を遷移する電圧領域において、ｄＶ／ｄｔまた
はｄＶ／ｄＱが最大となる電池の基準容量Ｑｒｅｆを決定するステップ、
電池の容量が、ａを１．１〜１．４として、ａ×Ｑｒｅｆに達した場合に充電を終止す
るステップ
を含むリチウム−硫黄電池の充電方法が提供される。
【００１０】
好適には、ａは１．２〜１．３、より好適には１．２５である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】充電の２段階の間の変曲点を示す、リチウム−硫黄電池の充電プロファイルである。
【図２】図１のリチウム−硫黄電池の充電プロファイルにおける電池の電圧（Ｖ）の時間に関する一階微分（ｄＶ／ｄｔ）プロファイルである。
【図３】図１のリチウム−硫黄電池の充電プロファイルにおける電池の電圧（Ｖ）の時間に関する二階微分（ｄ２Ｖ／ｄｔ２）プロファイルである。
【発明の詳細な説明】
【００１２】
リチウム−硫黄電池が放電される場合、カソード中に存在する硫黄材料は２段階で還元
される。とくに、硫黄はまず、放電の第１段階において、多硫化物種、Ｓｎ２−（ｎ≧２
）まで還元される。これらの多硫化物種は一般的には電解質に可溶性である。放電の第２
段階では、多硫化物種は硫化リチウム、Ｌｉ２Ｓまで還元され、これはリチウムアノード
の表面上に堆積する。
【００１３】
電池が充電される場合、２段階メカニズムは逆に起こり、硫化リチウムが多硫化リチウ
ム、その後リチウムおよび硫黄まで酸化される。この２段階メカニズムはリチウム−硫黄
電池の放電および充電プロファイルの両方で見ることができる。よって、リチウム−硫黄
電池が充電される場合、その電圧は、電池が充電の第１および第２段階の間を遷移する際
に、時間とともに変曲点を通過する。図１は、充電の２段階の間の変曲点を示す、リチウ
ム−硫黄電池の充電プロファイルである。
【００１４】
本発明では、変曲点での基準容量Ｑｒｅｆは、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱが最大とな
る容量を決定することにより決定される。変曲点は、電池が充電の第１段階と第２段階と
の間を遷移する電圧領域において起こる。よって、変曲点は、電池が完全充電に近づいた
際に充電の第２段階を超えては起こらない。代わりに、変曲点は、有利なことに、充電の
第１および第２段階の間で起こる基準点となり、そこから特定の充電サイクルの電池の終
止電圧を決定することができる。一般的には、変曲点は、顕著な割合の陰極硫黄材料（例
えば硫黄元素）が依然として電解質に（例えば多硫化物として）溶解する時に起こる。好
適には、変曲点は、陰極硫黄材料の少なくとも８０％、より好適には少なくとも９０％、
またより好適には少なくとも９５％が電解質に（例えば多硫化物として）溶解する時に起
こる。溶液中に溶解する陰極硫黄材料の割合は、既知の方法により、例えば、電池中の残
留固体硫黄の量から陰極材料として導入された初期量の硫黄材料の割合として決定するこ
とができる。
【００１５】
好適な実施形態では、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱが最大となる点は、２．４Ｖ未満の
電圧で決定される。一般的には、電池は、１．５〜２．４Ｖ、好適には１．８〜２．３８
Ｖ、より好適には１．９〜２．３５Ｖ、例えば、２．０〜２．３５Ｖの間で放電の第１段
階と第２段階との間を遷移する。ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱの値は、したがって、有利
にはこうした電圧範囲内で計算される。１つの実施形態では、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄ
Ｑの値は、こうした電圧範囲内で選択される点で計算される。疑義を回避するため、ｄＶ
／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱが最大となる電池の容量Ｑｒｅｆは、当技術分野において周知の
方法により決定することができる。例えば、電池の容量Ｑは、電池が一定電流を用いて充
電される場合、電流と時間を掛けることにより決定してもよい。ｄＶ／ｄＱが決定される
場合でも、したがって、Ｑｒｅｆの値は容易に計算することができる。
【００１６】
１つの実施形態では、基準容量Ｑｒｅｆは、電池の電圧が、例えば、２．４Ｖ以下、好
適には２．３８Ｖ以下、より好適には２．３５Ｖ以下の値まで増加した際に充電サイクル
のｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱを計算することにより決定される。１つの実施形態では、
基準容量Ｑｒｅｆは、電池の電圧が、例えば、１．５Ｖ以上、好適には１．８Ｖ以上、よ
り好適には１．９Ｖ以上、例えば２．０Ｖ以上の値から増加した際に充電サイクルのｄＶ
／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱを計算することにより決定される。好適な実施形態では、基準容
量Ｑｒｅｆは、例えば、少なくとも１．５〜２．４Ｖ、好適には１．８〜２．３８Ｖ、よ
り好適には１．９〜２．３５Ｖ、さらにより好適には２．０〜２．３５Ｖ、またより好適
には２．１〜２．３５Ｖ、例えば、２．２〜２．３５Ｖの選択される電圧範囲において、
ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱを計算することにより決定される。１つの実施形態では、基
準容量Ｑｒｅｆは、例えば、２．２５〜２．３５Ｖの選択される電圧範囲において、ｄＶ
／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱを計算することにより決定される。ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱ
の値はある範囲内の選択される点で決定してもよく、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱの最大
値はこれらの選択される点から決定または計算してもよい。
【００１７】
基準容量Ｑｒｅｆは、電池の特定の充電サイクルに応じて変動するので、電池のカット
オフ電圧は、電流または同時に発生する電池の特性（例えば電圧対時間充電プロファイル
）に応じて変動するだろう。例えば、電池が古くなるにつれ、電池の特性（例えば電圧対
時間充電プロファイル）は変化し得、結果として、本発明の方法により決定されるＱｒｅ
ｆおよびカットオフまたは終止点の値も変化するだろう。カットオフ点は各個別充電サイ
クル中の電流または同時に発生する電池の特性に応じて決定することができるため、本発
明の方法を用いて電池を過充電するリスクは、したがって、低減される。有利なことに、
これは容量低下のリスクを低減する。対照的に、リチウム硫黄電池の従来の充電方法では
、電池の充電特性および電池の容量低下の程度に関係なく、電池は所定の電圧または容量
まで充電される。電池を過充電するリスクは、したがって、とくに電池が古くなるにつれ
、顕著となる。
【００１８】
本発明の１つの実施形態では、例えば、選択される電圧範囲において、複数の点でｄＶ
／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱを計算することが望ましい場合があり得る。ｄ２Ｖ／ｄｔ２また
はｄ２Ｖ／ｄＱ２がゼロとなることを確認し、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱが確かにその
最大値となることを確認するため、ｄ２Ｖ／ｄｔ２またはｄ２Ｖ／ｄＱ２の値も決定して
もよい。好適には、充電は、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱがその最大値となり、ｄ２Ｖ／
ｄｔ２またはｄ２Ｖ／ｄＱ２がゼロとなる場合に終止される。１つの実施形態では、充電
は、ｄＶ／ｄｔがその最大値となり、ｄ２Ｖ／ｄｔ２がゼロとなる場合に終止される。別
の実施形態では、充電は、ｄＶ／ｄＱがその最大値となり、ｄ２Ｖ／ｄＱ２がゼロとなる
場合に終止される。疑義を回避するため、ｄＶ／ｄｔまたはｄＶ／ｄＱがその最大値とな
り、ｄ２Ｖ／ｄｔ２またはｄ２Ｖ／ｄＱ２がゼロとなる点は、上述したように電池が充電
の第１および第２段階の間を遷移する際に起こる。
【００１９】
本発明の別の態様では、上述したような方法を行うための電池管理システムが提供され
る。また別の態様では、
時間ｔ、または容量Ｑの関数として充電中の電池の電圧Ｖをモニターするための手段、
電池が充電の第１段階と第２段階との間を遷移する電圧領域において、ｄＶ／ｄｔが最
大となる電池の基準容量Ｑｒｅｆを決定するための手段、および
電池の容量が、ａを１．１〜１．４として、ａ×Ｑｒｅｆに達した場合に充電を終止す
るための手段
を備えるリチウム−硫黄電池のための電池管理システムが提供される。
【００２０】
本システムは、本システムをリチウム−硫黄電池に接続するための手段をさらに備えて
もよい。好適には、本システムはリチウム硫黄電池を備える。
【００２１】
好適な実施形態では、リチウム−硫黄電池は、一定電流で電気エネルギーを供給するこ
とにより充電される。電流は３０分〜１２時間、好適には８〜１０時間の範囲の時間で電
池を充電するように供給してもよい。電流は、０．１〜３ｍＡ／ｃｍ２、好適には０．１
〜０．３ｍＡ／ｃｍ２の範囲の電流密度で供給してもよい。一定電流での充電の代替とし
て、適切な容量に達するまで、リチウム−硫黄電池を一定電圧まで充電することも可能で
あり得る。適切な電圧は２．４〜３．０Ｖの範囲である。
【００２２】
電気化学電池は、いずれかの適切なリチウム−硫黄電池であってもよい。電池は、一般
的にはアノード、カソード、電解質および、有利にはアノードとカソードとの間に配置さ
れる多孔質セパレータを備える。アノードは、リチウム金属またはリチウム金属合金で形
成してもよい。好適には、アノードは、リチウム箔電極のような、金属箔電極である。リ
チウム箔は、リチウム金属またはリチウム金属合金で形成してもよい。
【００２３】
電気化学電池のカソードは、電気活性硫黄材料および導電性材料の混合物を含む。この
混合物は、電気活性層を形成し、これは集電体と接触して配置してもよい。
【００２４】
電気活性硫黄材料および導電性材料の混合物は、集電体に溶剤（例えば水または有機溶
剤）中のスラリーの形態で塗布してもよい。溶剤は、その後除去してもよく、得られる構
造物はカレンダー加工して複合構造物を形成してもよく、これを所望の形態に切断してカ
ソードを形成してもよい。セパレータは、カソード上に配置してもよく、リチウムアノー
ドはセパレータ上に配置してもよい。電解質を次に組立電池中に導入し、カソードおよび
セパレータを湿潤させてもよい。
【００２５】
電気活性硫黄材料は、硫黄元素、硫黄ベースの有機化合物、硫黄ベースの無機化合物お
よび硫黄含有ポリマーからなっていてもよい。好適には、硫黄元素が用いられる。
【００２６】
固体導電性材料は、いずれかの適切な導電性材料であってもよい。好適には、この固体
導電性材料は、炭素で形成してもよい。例としてはカーボンブラック、カーボンファイバ
ーおよびカーボンナノチューブが挙げられる。他の適切な材料は、金属（例えば、薄片、
充填材および粉末）および導電性ポリマーを含む。好適には、カーボンブラックが用いら
れる。
【００２７】
電気活性硫黄材料（例えば硫黄元素）の導電性材料（例えば炭素）に対する重量比は、
１〜３０：１、好適には２〜８：１、より好適には５〜７：１であってもよい。
【００２８】
電気活性硫黄材料および導電性材料の混合物は、粒子状混合物であってもよい。混合物
は、５０ｎｍ〜２０ミクロン、好適には１００ｎｍ〜５ミクロンの平均粒径を有してもよ
い。
【００２９】
電気活性硫黄材料および導電性材料の混合物（すなわち電気活性層）は、任意でバイン
ダーを含んでもよい。適切なバインダーは、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、メタク
リレート（例えばＵＶ硬化性メタクリレート）、およびジビニルエステル（例えば熱硬化
性ジビニルエステル）の少なくとも１つから形成してもよい。
【００３０】
上述したように、電気化学電池のカソードは、電気活性硫黄材料および固体導電性材料
の混合物と接触した集電体をさらに備えてもよい。例えば、電気活性硫黄材料および固体
導電性材料の混合物は、集電体上に堆積される。セパレータも電気化学電池のアノードと
カソードとの間に堆積される。例えば、セパレータは、電気活性硫黄材料および固体導電
性材料の混合物と接触してもよく、ひいては集電体と接触する。
【００３１】
適切な集電体は、金属または金属合金で形成される箔、シートまたはメッシュのような
、金属基板を含む。好適な実施形態では、集電体はアルミニウム箔である。
【００３２】
セパレータは、電池の電極間でのイオンの移動を可能にするいずれかの適切な多孔質基
板であってもよい。基板の多孔性は、少なくとも３０％、好適には少なくとも５０％、例
えば、６０％超でなければならない。適切なセパレータは、ポリマー材料で形成されるメ
ッシュを含む。適切なポリマーは、ポリプロピレン、ナイロンおよびポリエチレンを含む
。不織布ポリプロピレンがとくに好ましい。多層セパレータを用いることが可能である。
【００３３】
好適には、電解質は、少なくとも１つのリチウム塩および少なくとも１つの有機溶剤か
らなる。適切なリチウム塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフ
ルオロヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、リチウムト
リフルオロメタンスルホンイミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）、ホウフッ化リチウムお
よびトリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ）の少なくとも１つを含
む。好適には、リチウム塩は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムである。
【００３４】
適切な有機溶剤は、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボ
ネート、メチルプロピルプロピオネート、エチルプロピルプロピオネート、酢酸メチル、
ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、ジグリム（２−メトキシエチルエーテル）、
テトラグリム、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジオキソラン、ヘ
キサメチルホスホアミド、ピリジン、ジメチルスルホキシド、リン酸トリブチル、リン酸
トリメチル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラエチルスルファミド、ならびにスルホンおよびそれ
らの混合物である。好適には、有機溶剤は、スルホンまたはスルホンの混合物である。ス
ルホンの例は、ジメチルスルホンおよびスルホランである。スルホランは、単独の溶剤と
してまたは、例えば、他のスルホンと組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
電解質に用いられる有機溶剤は、例えば、電池の放電中に電気活性硫黄材料が還元され
る場合に形成される、ｎ＝２〜１２として、式Ｓｎ２−の、多硫化物種を溶解することが
できなければならない。
【００３６】
電解質中のリチウム塩の濃度は、好適には０．１〜５Ｍ、より好適には０．５〜３Ｍ、
例えば、１Ｍである。リチウム塩は、好適には飽和の少なくとも７０％、好適には少なく
とも８０％、より好適には少なくとも９０％、例えば、９５〜９９％の濃度で存在する。
【００３７】
１つの実施形態では、電解質は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムおよびスルホ
ランを有する。
【００３８】
電気活性硫黄材料および導電性材料の総量に対する電解質の重量比は、１〜１５：１、
好適には２〜９：１、より好適には６〜８：１である。
【実施例】
【００３９】
この実施例では、時間（ｔ）の関数として充電中の電池の電圧、Ｖをモニターした。図
１では電圧を時間の関数としてプロットした。図１からわかるように、電池は約２．２Ｖ
〜２．４Ｖの領域において充電の第１段階と第２段階との間を遷移する。この領域では、
電池の基準容量、Ｑｒｅｆはある範囲の点でｄＶ／ｄｔを計算することにより決定される
。基準容量、Ｑｒｅｆは、ｄＶ／ｄｔが最大となり、ｄ２Ｖ／ｄｔ２がゼロとなる点で決
定される（図２および３参照）。これは放電の第１および第２段階の間の変曲点である。
この実施例では、電池の充電は容量が１．２５Ｑｒｅｆに達した場合に終止された。この
プロセスは電池の各充電プロセスで繰り返してもよい。この方法では、終止電圧は問題の
充電サイクルでの電池の特定の特性（例えば充電プロファイル）に従って決定されるだろ
う。終止電圧は容量低下の程度に応じて変動するため、これは過充電のリスクを低減する
。
【図１】
2019071777.tif 000003
【図２】
2019071777.tif 000004
【図３】
2019071777.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月26日(2018.12.26)
【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−硫黄電池のための電池管理システムであって、該電池管理システムは、
時間ｔ、または容量Ｑの関数として充電中の電池の電圧Ｖをモニターするための手段、
電池が充電の第１段階および第２段階の間を遷移する電圧領域において、ｄＶ／ｄｔが最大となる電池の基準容量Ｑｒｅｆを決定するための手段、
電池の容量が、ａを１．１〜１．４として、ａ×Ｑｒｅｆに達した場合に充電を終止するための手段
を備え、
前記電池管理システムは、アノードとカソードと電解質とを有するリチウム−硫黄電池をさらに備え、前記カソードは硫黄元素およびカーボンナノチューブを有するリチウム−硫黄電池のための電池管理システム。
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月18日(2019.2.18)
【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】
電池化学電池のカソードであって、電気活性硫黄材料および導電性材料の混合物を含むことを特徴とするカソード。
【請求項２】
電気活性硫黄材料は、硫黄元素、硫黄ベースの有機化合物、硫黄ベースの無機化合物または硫黄含有ポリマーを含み、好ましくは硫黄元素を含む、請求項１に記載のカソード。
【請求項３】
前記導電性材料は、炭素、金属または導電性ポリマーを含み、前記炭素は、好適にはカーボンブラック、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含む固体導電性材料である、請求項１または２に記載のカソード。
【請求項４】
電気活性硫黄材料の導電性材料に対する重量比は、１〜３０：１、好適には２〜８：１、より好適には５〜７：１である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカソード。
【請求項５】
少なくとも１つのバインダーを含み、前記バインダーは、好適にはポリエチレンオキシド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ＵＶ硬化性メタクリレート、および熱硬化性ジビニルエステルの少なくとも１つから形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカソード。
【請求項６】
５０ｎｍ〜２０ミクロン、好適には１００ｎｍ〜５ミクロンの平均粒径を有する粒子状混合物の形態である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカソード。
【請求項７】
前記混合物は、少なくとも１つの集電体に接触しており、前記集電体は、好適には、金属または合金で形成された箔、シートまたはメッシュのような金属基板を含み、好適には、集電体はアルミニウム箔である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカソード。
【請求項８】
前記混合物は、溶剤中のスラリーの形態で前記集電体に塗布され、前記溶剤は、好適には水または有機溶剤である、請求項６または７に記載のカソード。
【請求項９】
前記有機溶剤は除去され、得られた構造は複合構造物を形成するためにカレンダー加工される、請求項８または９に記載のカソード。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のカソードを含み、要すれば少なくとも１つのアノードを含むことを特徴とする電気化学電池。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのカソードと前記少なくとも１つのアノードとの間に配置された、少なくとも１つのセパレータを備え、前記セパレータは、好適には、少なくとも３０％の多孔率、好適には少なくとも５０％の多孔率を有する多孔質基板である、請求項１０に記載の電気化学電池。
【請求項１２】
前記セパレータは、ポリマー材料によって形成されたメッシュを含み、前記ポリマー材料は、好適には、ポリプロピレン、ナイロンまたはポリエチレン、好適には不織布ポリプロピレンを含む、請求項１０または１１に記載の電気化学電池。
【請求項１３】
前記セパレータは多層セパレータである、請求項１１または１２に記載の電気化学電池。
【請求項１４】
前記アノードは金属箔電極であり、前記アノードは好適にはリチウム材料またはリチウム金属合金で形成されている、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の電気化学電池。
【請求項１５】
少なくとも１つのリチウム塩および少なくとも１つの有機溶剤を含む少なくとも１つの電解質を含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の電気化学電池。
【請求項１６】
前記リチウム塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、リチウムトリフルオロメタンスルホンイミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）、ホウフッ化リチウムおよびトリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ）の少なくとも１つを含み、好適には、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを含む、請求項１５に記載の電気化学電池。
【請求項１７】
前記リチウム塩の濃度は、０．１〜５Ｍ、好適には０．５〜３Ｍである、請求項１５または１６に記載の電気化学電池。
【請求項１８】
前記有機溶剤は、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルプロピルプロピオネート、エチルプロピルプロピオネート、酢酸メチル、ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、ジグリム（２−メトキシエチルエーテル）、テトラグリム、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジオキソラン、ヘキサメチルホスホアミド、ピリジン、ジメチルスルホキシド、リン酸トリブチル、リン酸トリメチル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラエチルスルファミド、ならびにスルホンおよびそれらの混合物であり、前記有機溶剤は、好適には、スルホンまたはスルホンの混合物であり、より好適には、ジメチルスルホンまたはスルホランである、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の電気化学電池。
【請求項１９】
前記電解質は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムおよびスルホランを有する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の電気化学電池。
【請求項２０】
電気活性硫黄材料および導電性材料の総量に対する電解質の重量比は、１〜１５：１、好適には２〜９：１である、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の電気化学電池。
【外国語明細書】
2019071777000001.pdf