【手続補正書】
【提出日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【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】
ベース電極材料を含む電極を備えた電気化学セルであって、前記電極は、
活性電極種を備えた第１の層と、
前記活性電極種を備えた第２の層であって、前記第２の層における前記活性電極種の少なくとも一部は、前記電気化学セルの放電および充電をそれぞれ行うと消耗および再メッキされる、第２の層と、
前記第１の層を前記第２の層から分離し、前記第１の層と前記第２の層との間での、層を越えた電子的連通を実質的に防止する単一イオン伝導層と
を備え、
前記第２の層は、前記第１の層と、前記セルとともに使用される電解質との間に存在するように配置される、電気化学セル。
【請求項２】
電気化学セルであって、
リチウムを含む活性電極種を含む陽極と、
単一イオン伝導層であって、前記単一イオン伝導層の少なくとも一部は、補助的な輸送抑制物質で少なくとも部分的に満たされた空隙を含む、単一イオン伝導層と、
前記活性電極種と前記単一イオン伝導層との間のポリマー層と、
前記活性電極種と前記ポリマー層との間の分離層と
を備える、電気化学セル。
【請求項３】
電気化学セルであって、
リチウムを含む活性電極種を含む陽極と、
前記陽極と前記セルの電解質との間に配置された多層構造体と
を備える、電気化学セルであって、前記多層構造体は、
少なくとも２つの第１の層であって、前記少なくとも２つの第１の層のそれぞれが単一イオン伝導材料である、少なくとも２つの第１の層と、
少なくとも２つの第２の層であって、前記少なくとも２つの第２の層のそれぞれがポリマー材料である、少なくとも２つの第２の層と
を備え、
前記少なくとも２つの第１の層および前記少なくとも２つの第２の層は、互いに交互に配列され、
前記多層構造体の各層は、最大厚が２５ミクロンである、電気化学セル。
【請求項４】
電極を備えた電気化学セルであって、前記電極は、
活性電極種を備えた第１の層と、
前記活性電極種を備えた第２の層であって、前記第２の層の大部分または全ては、前記電気化学セルの完全な放電を行うと除去される、第２の層と、
前記第１の層を前記第２の層から分離し、前記第１の層と前記第２の層との間での、層を越えた電子的連通を実質的に防止する単一イオン伝導層と
を備え、
前記第２の層は、前記第１の層と、前記セルとともに使用される電解質との間に存在するように配置される、電気化学セル。
【請求項５】
前記陽極は、
リチウムを含む第１の層と、
前記第１の層上の埋め込み単一イオン伝導性の非電子伝導層と、
前記埋め込み層上のリチウムを含む第２の層と
を備え、
前記第２の層は、前記第１の層と前記電解質との間に配置される、請求項２に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記多層構造体は、少なくとも３つの層であって、前記少なくとも３つの層のそれぞれが前記単一イオン伝導材料である、少なくとも３つの層と、少なくとも３つの第２の層であって、前記少なくとも３つの第２の層のそれぞれが前記ポリマー材料である、少なくとも３つの第２の層とを含み、これらの層が互いに交互に配列される、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記単一イオン伝導層は、少なくとも１つの電子伝導部分を備える、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記単一イオン伝導層は、金属層を備える、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項９】
前記電極と、前記セルとともに使用される電解質との間に配置された保護層をさらに備え、前記保護層は、単一イオン伝導性の電子伝導材料である、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項１０】
前記保護層は、前記第１の層を前記第２の層から分離する前記単一イオン伝導層に組成において実質的に類似する、請求項９に記載の電気化学セル。
【請求項１１】
前記第１の層および前記第２の層の両方と電子的に連通する電流コレクタをさらに備える、請求項１、３、４または５に記載の電気化学セル。
【請求項１２】
前記電極は陽極である、請求項１または４に記載の電気化学セル。
【請求項１３】
前記第１の層および前記第２の層は、少なくとも１つのエッジを有する層状構造体を規定し、前記電流コレクタは、前記第１の層および前記第２の層の両方を越えて前記陽極のエッジと接触する、請求項１１に記載の電気化学セル。
【請求項１４】
前記陽極と電気化学的に連通する水性ベースの電解質をさらに備える、請求項２、３または１２に記載の電気化学セル。
【請求項１５】
前記陽極上に、複数の単一イオン伝導材料層を備えた多層保護構造体を備え、各単一イオン伝導材料層は、厚さが１０ミクロン以下であり、複数のポリマー層を有し、各単一イオン伝導材料層は、厚さが１０ミクロン以下であり、前記ポリマー層が前記単一イオン伝導材料層の間に散在する、請求項２、３または１２に記載の電気化学セル。
【請求項１６】
前記複数の単一イオン伝導材料層のうちの少なくとも１つは、金属層を備える、請求項１５に記載の電気化学セル。
【請求項１７】
前記複数の単一イオン伝導材料層のそれぞれは、金属層を備える、請求項１５に記載の電気化学セル。
【請求項１８】
前記電気化学セルは、プラズマ処理された層の形態において分離層を含む、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項１９】
前記多層構造体は、少なくとも４〜少なくとも１００の層であって、前記少なくとも４〜少なくとも１００の層のそれぞれが前記単一イオン伝導材料である、少なくとも４〜少なくとも１００の層と、少なくとも４〜少なくとも１００の第２の層であって、前記少なくとも４〜少なくとも１００の第２の層のそれぞれが前記ポリマー材料である、少なくとも４〜少なくとも１００の第２の層とを含み、これらの層が互いに交互に配列される、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項２０】
前記多層構造体は、最大全厚が３００ミクロンである、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項２１】
前記多層構造体は、最大全厚が１５０ミクロンである、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項２２】
前記多層構造体は、最大全厚が５０ミクロンである、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項２３】
前記単一イオン伝導層の少なくとも一部は、補助的な輸送抑制物質で少なくとも部分的に満たされた空隙を含む、請求項１、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項２４】
前記多層構造体の各層は、最大厚が１０ミクロンである、請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項２５】
前記単一イオン伝導層は、リチウムイオンに対して伝導性のあるガラスを含む、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項２６】
前記単一イオン伝導層は、窒化リチウムまたは酸化リチウムを含む、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項２７】
前記単一イオン伝導層が細孔を含み、前記細孔の少なくとも一部はポリマーで満たされる、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項２８】
前記電気化学セルは、アクリルを含むポリマー層を含む、請求項１、２、３または４に記載の電気化学セル。
【請求項２９】
前記活性電極種は、リチウムを含む、請求項１または４に記載の電気化学セル。
【請求項３０】
前記第２の層の前記活性電極種の７０％を超える部分が、第１の放電を行う際に電気化学的に溶解するように、前記第２の層が、前記セルの第１の放電の前に、一定量の前記活性電極種を含む、請求項１、４または５に記載の電気化学セル。
【請求項３１】
電気エネルギを貯蔵および使用する方法であって、
電極を備えた電気化学セルを提供することであって、前記電極は、
活性電極種を備えた第１の層と、
前記活性電極種を備えた第２の層であって、前記第２の層における前記活性電極種の少なくとも一部は、前記電気化学セルの放電および充電をそれぞれ行うと消耗および再メッキされる、第２の層と、
前記第１の層を前記第２の層から分離し、前記第１の層と前記第２の層との間での、単一イオン伝導層を越えた電子的連通を実質的に防止する単一イオン伝導層と
を備え、前記第２の層は、前記第１の層と、前記セルとともに使用される電解質との間に配置される、ことと、
少なくとも部分的に放電したデバイスを規定するために前記デバイスから電流を放電することと、少なくとも部分的に再充電したデバイスを規定するために前記少なくとも部分的に放電したデバイスを少なくとも部分的に充電することとを交互に行うことであって、そのときに、前記第２の層からの前記活性電極種は、充電時に再メッキされるよりも多く放電時に消耗され、前記活性電極種の少なくとも一部は、前記単一イオン伝導性の非電子伝導層を越えて、前記第１の層から前記第２の層へ補充される、ことと
を含む、方法。
【請求項３２】
対電極をさらに備え、前記第２の層は、前記セルの第１の放電の前に、前記対電極の完全な放電時に消耗するよりも多くの活性電極種を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記電気化学セルは、前記第１の層および前記第２の層の両方と電子的に連通する電流コレクタをさらに備え、前記方法は、充電時および放電時に電流を前記第２の層に通すことと、充電中および放電中に、前記第１の層を通じて電荷の通過を実質的に妨げることとを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
電気エネルギを貯蔵および使用する方法であって、
前記活性陽極材料としてリチウムを有する陽極と、陰極と、前記陽極および陰極と電気化学的に連通する水性電解質とを備えた電気化学セルを提供することと、
前記セルの充電および放電を交互に行うことによって、少なくとも３回、前記セルをサイクルさせることと
を含み、
３回目のサイクルの終了時に、前記セルは、前記セルの初期容量の少なくとも８０％を呈する、方法。
【請求項３５】
前記方法は、
前記セルの充電および放電を交互に行うことによって、少なくとも１０回、前記セルをサイクルさせることを含み、１０回目のサイクルの終了時に、前記セルは、前記セルの初期容量の少なくとも８０％を呈する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記方法は、
前記セルの充電および放電を交互に行うことによって、少なくとも７５回、前記セルをサイクルさせることを含み、７５回目のサイクルの終了時に、前記セルは、前記セルの初期容量の少なくとも８０％を呈する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記方法は、
前記セルの充電および放電を交互に行うことによって、少なくとも１００回、前記セルをサイクルさせることを含み、１００回目のサイクルの終了時に、前記セルは、前記セルの初期容量の少なくとも８０％を呈する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記方法は、
前記セルの充電および放電を交互に行うことによって、少なくとも２５０回、前記セルをサイクルさせることを含み、２５０回目のサイクルの終了時に、前記セルは、前記セルの初期容量の少なくとも８０％を呈する、請求項３４に記載の方法。