【手続補正書】
【提出日】平成25年8月1日(2013.8.1)
【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】
複数のポアを含む多孔質支持構造体と、
該多孔質支持構造体のポア内に実質的に含有される硫黄を含む電極活物質を有し、
該複数のポアの各ポアがポア体積を有し、該複数のポアが各ポアのポア体積の合計で規定される全ポア体積を有し、および
該全ポア体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の最大断面寸法を有するポアにより規定されている、電気化学電池用電極。
【請求項２】
複数のポアを含む多孔質支持構造体と、
該多孔質支持構造体のポア内に実質的に含有される硫黄を含む電極活物質を有し、
該多孔質支持構造体の複数のポアが一体として全ポア体積を規定し、該全ポア体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の断面寸法を有するポアにより規定されている、電気化学電池用電極。
【請求項３】
複数のポアを含む多孔質支持構造体と、
該多孔質支持構造体のポア内に実質的に含有される硫黄を含む電極活物質を含む複数の粒子を有し、
該複数の粒子の各粒子が最大断面寸法を有し、
該複数の粒子の各粒子が粒子体積を有し、該複数の粒子が各粒子の粒子体積の合計で規定される全粒子体積を有し、および
該全粒子体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の最大断面寸法を有する粒子により規定されている、電気化学電池用電極。
【請求項４】
複数のポアを含む多孔質支持構造体と、
該多孔質支持構造体のポア内に実質的に含有される硫黄を含む電極活物質を含む複数の粒子を有し、
該複数の粒子が粒子状物質の全量を規定し、
該粒子状物質の全量の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の最大断面寸法を有する粒子から成る、電気化学電池用電極。
【請求項５】
複数のポアを含む多孔質支持構造体と、
該多孔質支持構造体のポア内に実質的に含有される硫黄を含む電極活物質を有し、
最初の充電および放電のサイクルに続く少なくとも１回の充電および放電のサイクルにおいて、電極を含む電気化学電池が、該電池中の全硫黄の少なくとも約６５％を利用することができ、１００％利用率が電極中の硫黄の単位グラム当たり１６７２ｍＡｈである、電気化学電池用電極。
【請求項６】
上記の粒子の最大断面寸法の標準偏差が約５０％より小さい、請求項３〜４のいずか一つに記載の電極。
【請求項７】
上記のポアの断面直径の標準偏差が約５０％より小さい、請求項１から６のいずれか一つに記載の電極。
【請求項８】
上記多孔質支持構造体が、導電性材料を含む請求項１から７のいずれか一つに記載の電極。
【請求項９】
上記多孔質支持構造体の上に導電性材料が付着している請求項１から８のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１０】
上記多孔質支持構造体が、カーボン、金属、ポリマー、セラミック、および半導体の少なくとも１種を含んでいる請求項１から９のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１１】
上記多孔質支持構造体がカーボンを含んでいる請求項１から１０のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１２】
上記多孔質支持構造体が金属を含んでいる請求項１から１１のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１３】
上記多孔質支持構造体が二酸化ケイ素を含んでいる請求項１から１２のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１４】
上記の硫黄が、元素硫黄、ポリマー状硫黄、無機スルフィド、無機ポリスルフィド、有機スルフィド、有機ポリスルフィド、および有機硫黄化合物のいずれか一つを含んでいる請求項１から１３のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１５】
上記の硫黄が元素硫黄を含んでいる請求項１から１４のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１６】
上記の電極が、少なくとも約２０重量％の硫黄を含んでいる請求項１から１５のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１７】
上記電極活物質が、上記多孔質支持構造体の利用可能なポア体積の少なくとも約１０％を占有している請求項１から１６のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１８】
上記の電極が、硫黄の単位グラム当たり少なくとも約１ｃｍ３の空隙体積を有している請求項１から１７のいずれか一つに記載の電極。
【請求項１９】
上記の電極を含む電気化学電池が、最初の充電および放電のサイクルに続く少なくとも１回の充電および放電のサイクルにおいて、該電池中の全硫黄の少なくとも約６５％を利用することができ、１００％利用率が電極中の硫黄の単位グラム当たり１６７２ｍＡｈである、請求項１から１８のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２０】
上記の電極を含む電気化学電池が、最初の充電および放電のサイクルに続く少なくとも１０回の充電および放電のサイクルにおいて、該電池中の全硫黄の少なくとも約６５％を利用することができ、１００％利用率が電極中の硫黄の単位グラム当たり１６７２ｍＡｈである、請求項１から１９のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２１】
上記の電極を含む電気化学電池が、最初の充電および放電のサイクルに続く少なくとも１回の充電および放電のサイクルにおいて、電極中の硫黄の単位グラム当たり少なくとも約１００ｍＡの電流密度を達成することが可能である、請求項１から２０のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２２】
上記の電極を含む電気化学電池が、最初の充電および放電のサイクルに続く少なくとも１０回の充電および放電のサイクルにおいて、電極中の硫黄の単位グラム当たり少なくとも約１００ｍＡの電流密度を達成することが可能である、請求項１から２１のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２３】
上記多孔質支持構造体が、多孔質連続構造体を含んでいる請求項１から２２のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２４】
上記の電極内の上記多孔質連続構造体の最大断面寸法が、上記の電極の最大断面寸法の少なくとも約５０％である請求項２３に記載の電極。
【請求項２５】
上記の電極が表面を有し、
上記の電極の表面の面積の少なくとも約５０％が、第１の硫黄平均濃度を有する均一領域を規定し、
上記の電極の表面の上記均一領域の少なくとも約１０％に及ぶ連続領域が、第２の硫黄平均濃度を有し、該平均濃度は、上記均一領域全体の第１の硫黄平均濃度に対して、約２５％より小さい範囲で変化する、請求項１から２４のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２６】
上記の電極が表面を有し、
上記の電極の表面の面積の少なくとも約５０％が、硫黄が実質的に均一に分布した第１の連続領域を規定し、該第１の領域は第１の硫黄平均濃度を有し、および
上記の電極の表面の第１の連続領域の約１０％に及ぶ連続領域が、第２の硫黄平均濃度を有し、該第２の硫黄平均濃度は、上記第１の連続領域全体の第１の硫黄平均濃度に対して、約２５％より小さい範囲で変化する、請求項１から２５のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２７】
電極が厚さと、該厚さに実質的に垂直な断面を有し、
上記断面の少なくとも約５０％が、第１の硫黄平均濃度を有する均一領域を規定し、および
上記断面の均一領域の約１０％に及ぶ連続領域が、第２の硫黄平均濃度を有し、該第２の硫黄平均濃度は、上記均一領域全体の第１の硫黄平均濃度に対して、約２５％より小さい範囲で変化する、請求項１から２６のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２８】
電極が厚さと、該厚さに実質的に垂直な断面を有し、
上記断面の面積の少なくとも約５０％が、硫黄が実質的に均一に分布した第１の連続領域を規定し、該第１の領域は第１の硫黄平均濃度を有し、および
上記断面の第１の連続領域の約１０％に及ぶ連続領域が、第２の硫黄平均濃度を有し、該第２の硫黄平均濃度は、上記第１の連続領域全体の第１の硫黄平均濃度に対して、約２５％より小さい範囲で変化する、請求項１から２７のいずれか一つに記載の電極。
【請求項２９】
上記の電極が、約２０重量％より少ないバインダーを含んでいる請求項１から２８のいずれか一つに記載の電極。
【請求項３０】
上記多孔質支持構造体内のポアの平均断面直径に対する上記多孔質支持構造体内の粒子材料の平均最大断面寸法の比率が、約０．００１：１と約１：１の間である請求項３〜４および６〜２９のいずれか一つに記載の電極。
【請求項３１】
電気化学電池に用いる電極の製造方法であって、
複数のポアを含む金属製多孔質支持構造体を用意する工程と、
硫黄を含む電極活物質を該金属製多孔質支持構造体内に付着させる工程を含み、
該金属製多孔質支持構造体の複数のポアは、一体として全ポア体積を規定し、および該全ポア体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の断面直径を有するポアにより規定されている、該製造方法。
【請求項３２】
上記金属製多孔質支持構造体が、ニッケル、銅、マグネシウム、アルミニウム、チタン、およびスカンジウムの少なくとも１種を含んでいる請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
電気化学電池に用いる電極の製造方法であって、
複数のポアを含むセラミック製多孔質支持構造体を用意する工程と、
硫黄を含む電極活物質を該セラミック製多孔質支持構造体内に付着させる工程を含み、
該セラミック製多孔質支持構造体の複数のポアは、一体として全ポア体積を規定し、および該全ポア体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の断面直径を有するポアにより規定されている、該製造方法。
【請求項３４】
上記セラミック製多孔質支持構造体が、アルミニウム、シリコン、亜鉛、スズ、バナジウム、ジルコニウム、マグネシウム、および／またはインジウムの酸化物、窒化物、および／または酸窒化物の少なくとも１種を含んでいる請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
上記多孔質支持構造体が、導電性セラミックを含んでいる請求項３３〜３４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３６】
上記多孔質支持構造体が、セラミック材料に加えて導電性材料を含んでいる請求項３３〜３５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３７】
上記多孔質支持構造体が、セラミック材料のバルクに埋め込まれた導電性材料を含んでいる請求項３３〜３６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３８】
導電性材料が上記多孔質支持構造体内に付着している請求項３３〜３７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項３９】
導電性材料がカーボンおよび金属の少なくとも１種を含んでいる請求項３６〜３８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４０】
電気化学電池に用いる電極の製造方法であって、
複数のポアを含むポリマー製多孔質支持構造体を用意する工程と、
硫黄を含む電極活物質を該ポリマー製多孔質支持構造体内に付着させる工程を含み、
該ポリマー製多孔質支持構造体の複数のポアは、一体として全ポア体積を規定し、および該全ポア体積の少なくとも約５０％が、約０．１ミクロンと約１０ミクロンの間の断面直径を有するポアにより規定されている、該製造方法。
【請求項４１】
上記ポリマー製多孔質支持構造体が、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、フェノール樹脂（ノボラック／レゾルシノール）、リチウムポリスチレンスルホン酸（ＬｉＰＳＳ）、エポキシ、ＵＨＭＷＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ／ビニル共重合体、上記ポリマーおよびその他のポリマーの共重合体／ブロック共重合体の少なくとも１種を含んでいる請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
上記多孔質支持構造体が、導電性ポリマーを含んでいる請求項４０〜４１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４３】
上記多孔質支持構造体が、ポリマー材料に加えて導電性材料を含んでいる請求項４０〜４２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４４】
上記多孔質支持構造体が、ポリマー材料のバルクに埋め込まれた導電性材料を含んでいる請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４５】
導電性材料が上記多孔質支持構造体内に付着している請求項４０〜４４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４６】
導電性材料がカーボンおよび金属の少なくとも１種を含んでいる請求項４３〜４５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４７】
多孔質支持構造体を用意する工程が、複数の個々の粒子を用意し、該粒子を処理して多孔質支持構造体を形成することを含む請求項３１〜４６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項４８】
上記の粒子を処理して多孔質支持構造体を形成することが、粒子を接着することを含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
上記の粒子を処理して多孔質支持構造体を形成することが、粒子を焼結させることを含む請求項４７〜４８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５０】
上記の粒子を処理して多孔質支持構造体を形成することが、粒子を溶融させることを含む請求項４７〜４８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５１】
多孔質支持構造体を用意する工程が、第１の材料と第２の材料を組み合わせ、その組み合わせたものから一方の材料を除去して多孔質支持構造体のポアを形成することを含む請求項３１〜５０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５２】
多孔質支持構造体を用意する工程が、予め形成された多孔質支持構造体を用意することを含む請求項３０〜４６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５３】
多孔質支持構造体を用意する工程が、３Ｄ印刷法を用いて多孔質支持構造体を作製することを含む請求項３０〜４６のいずれか一つに記載の方法。