【手続補正書】
【提出日】平成20年9月8日(2008.9.8)
【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】
化学電池において使用するための複合カソードであって：（ａ）電気活性な硫黄含有カソード物質であって、ここで該電気活性な硫黄含有カソード物質がその酸化状態において式-Sm-のポリスルフィド部分を含み、ここでｍが３以上の整数である、硫黄含有カソード物質；および（ｂ）電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物であって、該電気活性な硫黄含有カソード物質を被包し、そして該電気活性な硫黄含有カソード物質のアニオン性還元生成物の輸送を遅延させる、遷移金属カルコゲニド組成物を含み、該電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物が式：MjYk(OR)lの電気活性な遷移金属カルコゲニドを含み、ここ
で：Ｍが遷移金属であり；
Ｙが各々、同一または相異なり、酸素、硫黄、またはセレンであり；
Ｒが有機基であり、そして各々、同一または相異なり；
ｊが１から12の範囲の整数であり；
ｋが０から72の範囲の数であり；
ｌが０から72の範囲の数であり；
ただし、ｋとｌとが同時に０であることはない、複合カソード。
【請求項２】
請求項１に記載の複合カソードであって、ｊが１から６の範囲の整数であり；
ｋが０から13の範囲の数であり；そして、ｌが０から18の範囲の数である、複合カソード。
【請求項３】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドの遷移金属が、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ｙ、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、Ｗ、Re、Os、およびIrからなる群から選択される、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項４】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが、TiS2、Cr2S3、MoS2、MoSe2、MnS2、NbS2、VS2、V2S5、WS2、およびV2O3S3からなる群から選択される、請求項３に記載の複合カソード。
【請求項５】
Ｙが酸素である、請求項３に記載の複合カソード。
【請求項６】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが、MoO2、MnO2、NbO5、V2O5、WO3、MoO3、Ta2O5、V2O4．5(OCH(CH3)2)0．5、およびV2O4．5からなる群から選択される、請求項４に記載の複合カソード。
【請求項７】
ｌが０より大きく、そして前記有機基が：各々１個から18個の炭素を含む、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルカノン基、アルカノール基、およびアルコキシ基からなる群から選択される、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項８】
ｌが０より大きく、そして前記有機基が：メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、三級ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、オクチル、エチルヘキシル、イソオクチル、ドデシル、シクロヘキシル、デカヒドロナフチル、フェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ヘキシルフェニル、ドデシルフェニル、イソプロピルフェニル、ベンジル、フェニルエチル、ナフチル、アセチル、およびアセトアセチロネートからなる群から選択される、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項９】
請求項１に記載の複合カソードであって：Ｍが、Ｖ、Nb、Cr、Mo、Mn、Ｗ、およびTaからなる群から選択され；
Ｙが酸素であり；
Ｒが：エチル、イソプロピル、ブチル、アセチル、およびアセチルアセトネートからなる群から選択され；
ｊが１から６の範囲の整数であり；
ｋが１から14未満の範囲の数であり；そしてｌが約1．5以下である、請求項１に記載の複
合カソード。
【請求項１０】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドの遷移金属がＶである、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項１１】
Ｙが酸素である、請求項１０に記載の複合カソード。
【請求項１２】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが酸化バナジウムである、請求項１１に記載の複合カソード。
【請求項１３】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物が、酸化バナジウムを含むエーロゲルまたは酸化バナジウムを含むキセロゲルを含む、請求項１１に記載の複合カソード。
【請求項１４】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドがV2O5である、請求項１２に記載の複合カソード。
【請求項１５】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドがバナジウムアルコキシドである、請求項１０に記載の複合カソード。
【請求項１６】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが酸化バナジウムイソプロポキシドである、請求項１０に記載の複合カソード。
【請求項１７】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが前記複合カソード中に２重量％から70重量％までの量で存在する、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項１８】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが前記複合カソード中に５重量％から５０重量％までの量で存在する、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項１９】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニドが前記複合カソード中に５重量％から４０重量％までの量で存在する、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２０】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物が電気活性な遷移金属カルコゲニドを含むエーロゲルまたはキセロゲルを含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２１】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物が、前記電気活性な硫黄含有カソード物質を該電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物中に含浸することによって、該電気活性な硫黄含有カソード物質を被包する、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２２】
前記電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物が、前記電気活性な硫黄含有カソード物質の外表面の界面層として存在する、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２３】
請求項１に記載の複合カソードであって：（ａ）電気伝導性基材上の第一コーティングであって、前記電気活性な硫黄含有カソード物質を含む、第一コーティング：および(ｂ)該第一コーティング上の第二コーティングであって、前記電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物を含む、第二コーティングを含む、複合カソード。
【請求項２４】
前記第二コーティングが、前記電気活性な遷移金属カルコゲニドを2.5g/m2より
多く含む、請求項２３に記載の複合カソード。
【請求項２５】
前記硫黄含有物質が元素硫黄を含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２６】
前記硫黄含有物質が炭素硫黄ポリマー物質を含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項２７】
前記硫黄含有物質が炭素硫黄ポリマー物質であり、ここで該炭素硫黄ポリマー物質のポリスルフィド部分のｍが６以上の整数である、請求項２６に記載の複合カソード。
【請求項２８】
前記炭素硫黄ポリマー物質のポリマー骨格鎖が共役セグメントを含む、請求項２６に記載の複合カソード。
【請求項２９】
前記ポリスルフィド部分-Sm-がその一方または両方の末端硫黄原子で、前記炭素硫黄ポリマー物質のポリマー骨格鎖の側基に共有結合している、請求項２６に記載の複合カソード。
【請求項３０】
前記ポリスルフィド部分-Sm-が、該ポリスルフィド部分の末端硫黄原子の共有結合によって、前記炭素硫黄ポリマー物質のポリマー骨格鎖中に組み込まれている、請求項２６に記載の複合カソード。
【請求項３１】
前記炭素硫黄ポリマー物質が75重量％を越える硫黄を含む、請求項２６に記載の複合カソード。
【請求項３２】
バインダー、電解質、および伝導性添加剤からなる群から選択される１種またはそれ以上の物質をさらに含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項３３】
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンプロピレンジエンゴム（EPDM)、ポリエチレンオキシド、UV硬化性アクリレート、UV硬化性メタクリレー
ト、およびUV硬化性ジビニルエーテルからなる群から選択される１種またはそれ以上のバインダーをさらに含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項３４】
伝導性炭素、黒鉛、金属箔、金属粉、および伝導性ポリマーからなる群から選択される１種またはそれ以上の伝導性添加剤をさらに含む、請求項１に記載の複合カソード。
【請求項３５】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードの調製方法であって：（ａ）前記電気活性な遷移金属カルコゲニドを液体媒体中に溶解または分散させる工程；
（ｂ）工程（ａ）から得られる組成物に前記電気活性な硫黄含有カソード物質を添加する工程；
（ｃ）工程（ｂ）から得られる組成物を混合して、該電気活性な硫黄含有カソード物質を溶解または分散させ、それによって所望の粘稠度および粒子径分泌を有する組成物を形成する工程；
（ｄ）工程（ｃ）から得られる組成物を適切な基材上にキャストする工程、または工程（ｃ）から得られる組成物を成型する工程；
（ｅ）工程（ｄ）から得られる組成物から液体の一部または全部を除去して、所望の形状または形式で固体またはゲル様の複合カソード構造を提供する工程；および
（ｆ）工程（ｅ）の複合カソード構造を100℃以上の温度まで任意に加熱する工程、を
包含する方法。
【請求項３６】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードの調製方法であって：（ａ）前記電気活性な遷移金属カルコゲニドを液体媒体中に溶解または分散させる工程；
（ｂ）工程（ａ）から得られる組成物に前記電気活性な硫黄含有カソード物質を添加する工程；
（ｃ）工程（ｂ）から得られる組成物を混合して、該電気活性な硫黄含有カソード物質を溶解または分散させ、それによって所望の粘稠度および粒子径分布を有する組成物を形成する工程；
（ｄ）工程（ｃ）から得られる組成物をゲル化剤に接触させて、所望の粘性を有するゾル−ゲルを形成する工程；
（ｅ）工程（ｄ）から得られる組成物を適切な基材上にキャストする工程、または工程（ｄ）から得られる組成物を成型する工程；
（ｆ）工程（ｅ）から得られる組成物から液体の一部または全部を除去して、所望の形状または形式で固体またはゲル様の複合カソード構造を提供する工程；および
（ｇ）工程（ｆ）の複合カソード構造を100℃以上の温度まで任意に加熱する工程、を
包含する方法。
【請求項３７】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードの調製方法であって：
（ａ）前記電気活性な遷移金属カルコゲニド（たとえば、電気的に活性な遷移金属アルコキシドまたは電気的に活性な遷移金属カルコゲニド前駆体）を液体媒体中に溶解させる工程；
（ｂ）工程（ａ）から得られる組成物をゲル化剤に接触させ、それによって所望の粘性を有するゾル−ゲルを形成させる工程；
（ｃ）工程（ｂ）から得られる組成物に前記電気活性な硫黄含有カソード物質を添加する工程；
（ｄ）工程（ｃ）から得られる組成物を混合して、該電気活性な硫黄含有カソード物質を溶解または分散させ、所望の粘稠度および粒子径分布を有する組成物を形成する工程；
（ｅ）工程（ｄ）から得られる組成物を適切な基材上にキャストする工程、または工程（ｄ）から得られる組成物を成型する工程；
（ｆ）工程（ｅ）から得られる組成物から液体の一部または全部を除去して、所望の形状または形式で固体またはゲル様の複合カソード構造を提供する工程；および
（ｇ）工程（ｆ）の複合カソード構造を100℃以上の温度まで任意に加熱する工程、を
包含する方法。
【請求項３８】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードの調製方法であって：（ａ）前記電気活性な硫黄含有カソード物質を含む組成物で電流コレクタ基板をコーティングし、そして該組成物を乾燥または硬化させて該電流コレクタ基板上に固体の電気活性なカソード層を形成する工程；
（ｂ）前記電気活性な遷移金属カルコゲニドを液体媒体中に溶解または分散させる工程；
（ｃ）工程（ｂ）から得られる組成物で該電気活性なカソード層をコーティングし、そして該組成物を乾燥または硬化させて、該電気活性なカソード層の外表面を被覆する該電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物の固体層を形成する工程、を包含する方法。
【請求項３９】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードの調製方法であって：（ａ）前記電気活性な硫黄含有カソード物質を含む組成物で電流コレクタ基板をコーティングし、そして該組成物を乾燥または硬化させて該電流コレクタ基板上に固体の電気活性なカソード層を形成する工程；
（ｂ）前記電気活性な遷移金属カルコゲニドを液体媒体中に溶解または分散させる工程；
（ｃ）工程（ｂ）から得られる組成物をゲル化剤と接触させて、それによってゾル−ゲルを形成する工程；および（ｄ）工程（ｃ）から得られる組成物で該電気活性なカソード層をコーティングし、そして該組成物を乾燥または硬化させて、該電気活性なカソード層の外表面を被覆する該電気活性な遷移金属カルコゲニド組成物の固体層を形成する工程、を包含する方法。
【請求項４０】
電流発生電池であって、（ａ）アノード；
（ｂ）請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソード；および（ｃ）該アノードと該複合カソードとの間の電解質を含む、電流発生電池。
【請求項４１】
前記電池が、前記電気活性な硫黄含有カソード物質の比容量に対して、前記電気活性な遷移金属カルコゲニド１ｇ当たり150mAhを越える比容量の上昇を示す、請求項４０に記載の電池。
【請求項４２】
前記電池が、前記電気活性な硫黄含有カソード物質の比容量に対して、前記電気活性な遷移金属カルコゲニド１ｇ当たり200mAhを越える比容量の上昇を示す、請求項４０に記載の電池。
【請求項４３】
前記電池が、前記電気活性な硫黄含有カソード物質の比容量に対して、前記電気活性な遷移金属カルコゲニド１ｇ当たり300mAhを越える比容量の上昇を示す、請求項４０に記載の電池。
【請求項４４】
前記アノードが：リチウム金属、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-錫合金、リチウムインターカレート炭素、リチウムインターカレート黒鉛、カルシウム金属、アルミニウム金属、ナトリウム金属、およびナトリウム合金からなる群から選択される１種またはそれ以上の物質を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項４５】
前記電解質が：液体電解質、ゲルポリマー電解質、および固体ポリマー電解質からなる群から選択される１種またはそれ以上の物質を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項４６】
前記電解質が：（ａ）ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリイミド、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリエーテルグラフト化ポリシロキサン；それらの誘導体；それらのコポリマー；それらの架橋または網目構造；それらのブレンドからなる群から選択される１種またはそれ以上の固体ポリマー電解質；および（ｂ）１種またはそれ以上のイオン性電解質塩を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項４７】
前記電解質が：（ａ）ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリエーテル、スルホン化ポリイミド、パーフルオロ化膜、ジビニルポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール-ビス-（メチルアクリレート）、ポリエチレングリコール-ビス（メチルメタクリレート）；それ
らの誘導体；それらのコポリマー；れらの架橋または網目構造；それらのブレンドからなる群から選択される１種またはそれ以上の物質；
（ｂ）エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、N-メチルアセトアミド、アセトニトリル、スルホラン、ポリエチレングリコール、1,3-ジオキサン、グライム、シロキサン、およびエチレンオキシドグラフト化シロキサン；それらのブレンドからなる群から選択される１種またはそれ以上のゲル化剤；および（ｃ）１種またはそれ以上のイオン性電解質塩を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項４８】
前記ゲル化剤が次式：
【化３】
2008177173.tif 000001
で表される物質であり、ここでｏは１以上の整数であり；
ｐが０以上かつ約30未満の整数であり；そして比ｔ／ｓは０以上である、請求項４７に記載の電池。
【請求項４９】
前記電解質が：（ａ）エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、N-メチルアセトアミド、アセトニトリル、スルホラン、ポリエチレングリコール、1,3-ジオキソラン、グライム、シロキサン、およびエチレンオキシドグラフト化シロキサン；それらのブレンドからなる群から選択される１種またはそれ以上の電解質溶媒；および（ｂ）１種またはそれ以上のイオン性電解質塩を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項５０】
前記電解質が、
【化４】
2008177173.tif 000002
（ここでＭはLiまたはNa）
からなる群から選択される１種またはそれ以上のイオン性電解質塩を含む、請求項４０に記載の電池。
【請求項５１】
電流発生電池の形成方法であって：（ａ）アノードを提供する工程；
（ｂ）請求項１から３４のいずれか一項に記載の複合カソードを提供する工程；および（ｃ）該アノードと該複合カソードとの間に電解質を挟入する工程を包含する、方法。