【手続補正書】
【提出日】令和1年10月31日(2019.10.31)
【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】
負極、正極、および前記負極と正極の間の電解質を有する金属イオンバッテリであって、
前記負極は、
（i）集電体と、
（ii）（a）複合電極層であって、
（I）以下のように定められる電気化学的活性材料を有する粒子、もしくは
（II）複数の前記粒子を有する粉末
のいずれかを有し、バインダ、導電性添加剤、および別の電気化学的活性材料の粒子から選定される少なくとも一つの他の成分を有する、複合電極層、または
（b）以下のように定められる電気化学的活性材料を有する薄膜と、
を有し、
前記電気化学的活性材料は、電気化学的活性表面を有し、
前記表面の少なくとも一部は、グラフト化されたヘテロ原子-官能化オリゴマーで官能化されており、
前記ヘテロ原子-官能化オリゴマーは、第1の終端基と、第2の終端基と、両者の間のリンカー基と、を有し、
前記第1の終端基は、前記電気化学的活性表面に直接結合され、
前記第1の終端基は、結合、アルカンジイル、アルケンジイル、アルキンジイル、第2もしくは第3アルコールのジイル、オキシ-アルカンジイル、カルボキシレート基（OCOもしくはCOO）、カルボニル基、アルケンジイルオキシカルボニル基、アルケノイルオキシ基、イミノ基、シリル基、シロキサン基、ヒドロキシル改質フェニレン、カルボン酸改質フェニレン、エーテル基（-O-）、アミン基（-NR-、ここでRは、HまたはC1-4アルキル）、およびこれらの組み合わせから選定され、
前記リンカー基は、直鎖もしくは非直鎖のポリエーテル、直鎖もしくは非直鎖のポリカーボネート、ポリチオールエーテル、ポリアミン、ポリホスフィン、ポリエステル、ポリイミン、ポリ尿素、ポリチオ尿素、ポリアミド、またはこれらの組み合わせから誘導された繰り返しユニットを有し、
前記リンカー基は、2：1から10：1の炭素対ヘテロ原子比を有し、前記ヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、リン、セレン、またはこれらの混合物を有し、
前記第2の終端基は、ヒドロキシル、カルボン酸、アミノ、スルホニル、アルカノイル、アルカノイルオキシ、NH2CONH-、一般式が-(CH2)aCH3の直鎖もしくは分岐されたアルキル基、ここで0≦a≦9；一般式が-(CH2)bC6HcFdの直鎖もしくは分岐されたアリール基およびアラルキル基、ここで0≦b≦6、およびcとdの合計は5；一般式が-(CH2)e(CF2)fCF3の直鎖もしくは分岐されたフッ素化アルキル基、ここで0≦e≦6および0≦f≦9；水素；任意で置換されたベンゾイル；およびこれらの組み合わせからなる群から選定された官能基を有し、
前記リンカー基がポリアミンから誘導される場合、前記第1の終端基は、シロキサン基ではない、金属イオンバッテリ。
【請求項２】
前記リンカー基は、2：1から5：1の炭素対ヘテロ原子比を有する、請求項1に記載の金属イオンバッテリ。
【請求項３】
前記リンカー基内の前記ヘテロ原子は、酸素、リン、またはセレンであり、酸素が好ましい、請求項1または2に記載の金属イオンバッテリ。
【請求項４】
前記電気化学的活性表面は、シリコン、炭素、ゲルマニウム、またはこれらの組み合わせを有し、シリコン、炭素、またはそれらの混合物が好ましく、
前記オリゴマーは、前記表面に、Si-O-基にリンクされたオリゴマーであることが好ましい、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項５】
前記リンカー基は、直鎖もしくは非直鎖のポリエーテル、またはポリカーボネートであり、ポリエチレングリコール、ポリカーボネート、およびハイパー分岐ポリエチレングリコールの少なくとも一つを有することが好ましい、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項６】
前記リンカー基は、0.8から3.5nmの長さを有する、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項７】
前記第1の終端基は、アルカンジイル、エーテルリンケージ、カルボン酸塩リンケージ、エステルリンケージ、シロキサン基、およびアミンリンケージの少なくとも一つから誘導された反応基を有し、
前記第1の終端基は、アルカンジイルおよびシロキサン基から選定されることが好ましい、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項８】
前記第1の終端基は、0.1から0.6nmの長さを有する、請求項1乃至7のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項９】
前記第2の終端基は、アルコール、カルボン酸、アミン、スルホン酸塩、炭酸塩、尿素、一般式が-(CH2)aCH3の直鎖もしくは分岐されたアルキル基、ここで0≦a≦9；一般式が-(CH2)bC6HcFdの直鎖もしくは分岐されたアリール基およびアラルキル基、ここで0≦b≦6であり、cとdの合計は5である；一般式が(CH2)e(CF2)fCF3の直鎖もしくは分岐されたフッ素化アルキル基、ここで0≦e≦6であり、0≦f≦9である；水素；およびこれらの組み合わせを有し、
前記第2の終端基は、ヒドロキシル、トリフルオロメチル、メチル、および5-ヒドロキシイソフタロイルから選定されることが好ましい、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１０】
前記第2の終端基は、0.1から1nmの長さを有する、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１１】
各ヘテロ原子-官能化オリゴマーは、前記表面に対して一つの共有結合のみを有する、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１２】
前記表面には、前記ヘテロ原子-官能化オリゴマーのアレイが共有結合される、請求項1乃至11のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１３】
前記負極は、粒子または粉末を有する複合電極層を有し、
前記粉末は、複数の前記粒子を有し、
前記電気化学的活性材料は、シリコン粒子またはシリコン-炭素複合粒子である、請求項1乃至12のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１４】
前記負極は、薄膜を有し、
該薄膜の厚さは、1nmから10μmであり、好ましくは3nmから5μmである、請求項1乃至12のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１５】
前記電解質の塩は、リチウム塩である、請求項1乃至14のいずれか一つに記載の金属イオンバッテリ。
【請求項１６】
金属イオンバッテリを製造する方法であって、
a.  電気化学的活性材料の電気化学的活性表面の少なくとも一部を改質し、前記電気化学的活性表面の少なくとも一部に、ヘテロ原子-官能化オリゴマーをグラフト化するステップを有し、
前記ヘテロ原子-官能化オリゴマーは、第1の終端基、第2の終端基、および両者の間のリンカー基を有し、
前記第1の終端基は、前記電気化学的活性表面からグラフト化され、
前記リンカー基は、炭素対ヘテロ原子比が2：1から10：1であり、
前記ヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、リン、セレン、またはこれらの混合物を有し、
当該方法は、
b.  前記電気化学的活性材料および集電体を有する負極を形成するステップ、ならびに
c．  前記負極、正極、および前記負極と正極の間の電解質を有する金属イオンバッテリを組み立てるステップ、
を有する、方法。
【請求項１７】
前記第1の終端基は、前記電気化学的活性材料の前記電気化学的活性表面の前記少なくとも一部に共有結合され、
前記リンカー基は、前記第1の終端基からグラフト化される、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記第1の終端基は、シリルエステル形成、シリルエーテル形成、エポキシド開環エーテル形成、炭酸塩開環反応、イミダゾリドン開環反応、シリコン水素化物改質、シリコン水素化物分解、PCl5表面改質、UV-開始アルケンまたはアルキン反応、およびこれらの組み合わせからなる群から選定される反応により、前記電気化学的活性材料の前記電気化学的活性表面の前記少なくとも一部に共有結合される、請求項16または17に記載の方法。
【請求項１９】
請求項2乃至15のいずれか一つに記載の特徴を有する、請求項16乃至18のいずれか一つに記載の方法。