【手続補正書】
【提出日】平成26年10月20日(2014.10.20)
【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】
リチウムイオン電池の電極で用いる電極物質複合構造体であり、
高容量活物質を有する多孔性基板構造体と、
前記多孔性基板構造体を封入するシェルであり、前記多孔性基板構造体を機械的に束縛し、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間にリチウムイオンを通過させながら、前記シェル内に封入された前記高容量活物質と１以上の電解質溶媒が相互作用するのを実質的に妨げる前記シェルと
を備え、
前記多孔性基板構造体の多孔率は、前記高容量活物質のリチウム化の間に低下し、前記高容量活物質の脱リチウム化の間に上昇する、電極物質複合構造体。
【請求項２】
負極物質である、請求項１に記載の電極物質複合構造体。
【請求項３】
前記高容量活物質は、結晶シリコン、アモルファスシリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、スズ含有物質、硫黄含有物質、およびゲルマニウム含有物質からなる群より選択される１以上の物質を含む、請求項１または２に記載の電極物質複合構造体。
【請求項４】
前記シェルは、炭素、窒化リン酸リチウム（ＬｉＰＯＮ）、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウム、スズ、銅、スズ合金、および銅合金からなる群より選択される１以上の物質を含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項５】
前記多孔性基板構造体は、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間、常に一定以上の多孔率を維持する、請求項１から４のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項６】
前記多孔性基板構造体は、前記高容量活物質がリチウム化理論容量のおよそ７５％以上までリチウム化される際、およそ１０％以上の多孔性を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項７】
前記シェルは、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間、実質的に全く塑性変形しない、請求項１から６のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項８】
追加の複数の多孔性基板構造体をさらに備え、
前記シェルは、２以上の多孔性基板構造体を封入する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項９】
前記２以上の多孔性基板構造体は、前記電極物質複合構造体内で互いに接触する、請求項８に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１０】
前記シェルは、前記多孔性基板構造体および前記追加の複数の多孔性基板構造体を電気接続する、請求項８または９に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１１】
前記電極物質複合構造体は、およそ５０ナノメートルから３０マイクロメートルの平均主要寸法を有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１２】
前記シェルは、およそ１から１００ナノメートルの平均厚さを有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１３】
前記多孔性基板構造体と前記シェルとの間に位置する中間層をさらに備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１４】
前記高容量活物質は、シリコンを含み、
前記シェルは炭素を含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１５】
前記シェルは、前記多孔性基板構造体内に存在しない物質を１以上含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１６】
前記シェルに対する前記多孔性基板構造体の体積比は、およそ１０以上である、請求項１から１５のいずれか１項に記載の電極物質複合構造体。
【請求項１７】
電気化学活性複合構造体と、
導電性基板と
を備え、
前記電気化学活性複合構造体は、
高容量活物質を有する多孔性基板構造体と、
前記多孔性基板構造体を封入するシェルであり、前記多孔性基板構造体を機械的に束縛し、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間にリチウムイオンを通過させながら、前記シェル内に封入された前記高容量活物質と１以上の電解質溶媒が相互作用するのを実質的に妨げる前記シェルと
を有し、
前記多孔性基板構造体の多孔率は、前記高容量活物質のリチウム化の間に低下し、前記高容量活物質の脱リチウム化の間に上昇し、
前記導電性基板は、前記電気化学活性複合構造体を支持し、かつ、前記電気化学活性複合構造体の前記多孔性基板構造体の前記高容量活物質との間の電子の移動を可能とする、電極。
【請求項１８】
前記導電性基板上で前記電気化学活性複合構造体を支持するバインダー物質をさらに備える、請求項１７に記載の電極。
【請求項１９】
前記シェルは、前記電気化学活性複合構造体を前記導電性基板へ取り付ける、請求項１７または１８に記載の電極。
【請求項２０】
前記シェルは、前記導電性基板の表面上に形成されるシェル物質の層と一体構造を形成する、請求項１９に記載の電極。
【請求項２１】
前記多孔性基板構造体は、前記導電性基板と直接接触する、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の電極。
【請求項２２】
前記多孔性基板構造体は、前記導電性基板上に埋め込み形成された基板である、請求項２１に記載の電極。
【請求項２３】
前記多孔性基板構造体は、前記導電性基板上に埋め込み成長させられる、請求項２２に記載の電極。
【請求項２４】
電気化学活性複合構造体を有する負極と、
正極と、
前記負極と前記正極との間のイオンの移動を可能とし、リチウムイオンを有する電解質と
を備え、
前記電気化学活性複合構造体は、
高容量活物質を有する多孔性基板構造体と、
前記多孔性基板構造体を封入するシェルであり、前記多孔性基板構造体を機械的に束縛し、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間に前記リチウムイオンを通過させながら、前記シェル内に封入された前記高容量活物質と１以上の電解質溶媒が相互作用するのを実質的に妨げる前記シェルと
を有し、
前記多孔性基板構造体の多孔率は、前記高容量活物質のリチウム化の間に低下し、前記高容量活物質の脱リチウム化の間に上昇する、リチウムイオン電池。
【請求項２５】
前記１以上の電解質溶媒は、炭酸塩、亜硝酸塩、エステル、アミド、およびリン酸塩からなる群より選択され、
前記シェルは、前記１以上の電解質溶媒に対し実質的に不浸透性である、請求項２４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２６】
前記シェルは、前記シェルの外面上にＳＥＩ層を形成し、
前記シェルの前記外面は、前記シェルによって、前記多孔性基板構造体から隔てられる、請求項２４または２５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項２７】
リチウムイオン電池で用いる電極の製造方法であり、
高容量活物質を有する複数の多孔性基板構造体を設ける段階と、
前記複数の多孔性基板構造体の前記高容量活物質を封入する１以上のシェルであり、前記複数の多孔性基板構造体を機械的に束縛し、前記高容量活物質のリチウム化および脱リチウム化の間にリチウムイオンを通過させながら、前記１以上のシェル内に封入された前記高容量活物質と１以上の電解質溶媒が相互作用するのを実質的に妨げる前記１以上のシェルを前記複数の多孔性基板構造体上に形成する段階と
を備え、
前記複数の多孔性基板構造体の多孔率は、前記高容量活物質のリチウム化の間に低下し、前記高容量活物質の脱リチウム化の間に上昇する、電極の製造方法。
【請求項２８】
前記１以上のシェルに封入される前記複数の多孔性基板構造体をバインダー内に混合させ、スラリーを形成する段階と、
前記スラリーを導電性基板上にコーティングする段階と
をさらに備える、請求項２７に記載の電極の製造方法。
【請求項２９】
前記１以上のシェルを形成する段階は、前記複数の多孔性基板構造体を導電性基板へ取り付ける段階を含む、請求項２７または２８に記載の電極の製造方法。
【請求項３０】
前記複数の多孔性基板構造体は、導電性基板上に設けられる、請求項２７に記載の電極の製造方法。
【請求項３１】
前記１以上のシェルの一部は、前記導電性基板上の層を形成する、請求項３０に記載の電極の製造方法。
【請求項３２】
前記複数の多孔性基板構造体を設ける段階の前に、ヒュームドシリカをおよそ７００℃未満で還元することにより前記複数の多孔性基板構造体を形成する段階をさらに備える、請求項２７から３１のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項３３】
前記複数の多孔性基板構造体を設ける段階の前に、シリコン構造体をエッチングすることにより前記複数の多孔性基板構造体を形成する段階をさらに備える、請求項２７から３２のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項３４】
前記複数の多孔性基板構造体を設ける段階の前に、冶金級シリコンから前記複数の多孔性基板構造体を形成する段階をさらに備える、請求項２７から３３のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項３５】
前記１以上のシェルを形成する段階は、前記複数の多孔性基板構造体上で炭素含有物質の化学蒸着を行う段階を含む、請求項２７から３４のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【請求項３６】
前記１以上のシェルを形成する段階は、ポリマー前駆体の炭化を行う段階を含む、請求項２７から３５のいずれか１項に記載の電極の製造方法。
【手続補正２】
【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】電極物質複合構造体、電極およびリチウムイオン電池、ならびに、電極の製造方法