【手続補正書】
【提出日】平成30年6月21日(2018.6.21)
【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】
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータであって、
高密度、無機、かつ、高伝導性のＬｉイオンである、フリースタンディングで実質的に非晶質の固形電解質の壁構造
を備え、
前記壁構造は、
ｉ）室温におけるＬｉイオン伝導率≧１０−５Ｓ／ｃｍを有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスを含む連続するＬｉイオン伝導性の無機非晶質材料相と、
ｉｉ）対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面と、
ｉｉｉ）前記対向する第１及び第２主要側面の間に延伸する隣接結晶粒界及び粉末粒子境界を有さないマイクロ構造と
を有する、
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項２】
前記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスは、
前記硫黄系ガラスの構成元素としてのＳ（硫黄）及びＬｉ（リチウム）と、
Ｂ（ホウ素）、及びＳｉ（ケイ素）からなる群から選択される少なくとも１つの前記硫黄系ガラスの構成元素と
を有する、ガラス質シートである、
請求項１に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項３】
前記硫黄系ガラスのガラス質シートは、前記第１及び第２主要側面の間で測定されるような、室温において１００Ω・ｃｍ２以下の面積抵抗値（ＡＳＲ）を有する、請求項２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項４】
前記ガラス質シートの面積は、少なくとも１００ｃｍ２である、請求項３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項５】
前記ガラス質シートは、実質的に平行な長さ方向端部を有する、請求項３又は４に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項６】
前記ガラス質シートの長さは、少なくとも２５ｃｍである、請求項５に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項７】
前記硫黄系ガラスのガラス質シートは、１００μｍ以下の均一な厚みを有する、請求項３から６の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項８】
前記第１主要側面は、５μｍより大きいキズ深さの延伸（Γ）を有するキズが無い液状の表面を含む、請求項３から７の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項９】
液状の前記第１主要側面には、前記ガラス質シートの厚みの１％より大きいキズ深さの延伸（Γ）を有するキズが無い、請求項８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項１０】
液状の前記第１主要側面は、１ｍＡ／ｃｍ２より高い閾値電流密度を有する、請求項８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
【請求項１１】
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータを製造するための方法であって、前記方法は、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスの固形のガラス質のシートを製造する段階を備え、前記ガラス質のシートを製造するための前記方法は、
ａ．無機硫黄系ガラスの連続する流体シートを、前記硫黄系ガラスのＴｇより高い温度において形成する段階であって、前記流体シートは実質的に平行な長さ方向端部と、対向する第１及び第２主要側面を含む上質の中央部分とを有する、段階と、
ｂ．連続する前記流体シートを、途切れない連続性を保って流れさせる段階と、
ｃ．前記流体シートをＴｇ未満の温度まで冷却することにより、連続する前記流体シートを固化する段階を備え、
前記硫黄系ガラスの固化された流体シートは、ガラス質であり、実質的に非晶質で、高伝導性Ｌｉイオンであり、かつ、途切れない連続性を有する、
方法。
【請求項１２】
リチウム電池セル用のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータを製造するための方法であって、前記方法は、延伸処理により、ガラス質Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスの高密度で実質的に非晶質無機のＬｉイオン伝導性の固形電解質シートを延伸する段階を備え、
延伸された前記実質的に非晶質のシートは、ｉ）実質的に平行な長さ方向端部と、ｉｉ）対向する第１及び第２主要側面及び関連付けられる表面と、ｉｉｉ）１０−５Ｓ／ｃｍ以上の室温Ｌｉイオン伝導率とを有する、
方法。
【請求項１３】
ｉ．対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面を有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングの第１ガラス質固形電解質シートと、
ｉｉ．対向する第１及び第２主要面を有し、電気活性材料を含む電気活性構成要素層と
を備え、
前記電気活性構成要素層の前記第１主要面は、前記第１ガラス質固形電解質シートの前記第１主要側面によりカプセル化される、
スタンドアローンの電極アセンブリ。
【請求項１４】
Ｌｉ電極アセンブリを製造する方法であって、前記方法は、
ｉ．対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面を有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングでガラス質の固形電解質シートを提供する段階と、
ｉｉ．前記ガラス質の固形電解質シートの前記第１主要側面上に、新たなリチウム金属表面を直接に加える段階と
を備える
方法。
【請求項１５】
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された、請求項１に記載の固形電解質セパレータと
を備える
リチウム電池セル。
【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】Ｌｉイオン伝導性硫黄系ガラスの固形電解質セパレータ、固形電解質セパレータを含む電極アセンブリ及びリチウム電池セル、並びにそれらの製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３８８】
［結論］
本開示は、理解の明確さの目的のためにある程度の詳細を提供しているが、特定の変更及び修正は、本開示の範囲内において実施され得ることが明らかであろう。本開示の処理及び組成物の両方を実施する代替的方法は、多く存在することが留意されるべきである。従って、本実施形態は、限定的なものではなく、例示的なものと見なされ、本開示は、本明細書に与えられている詳細に限定されるものではない。例えば、上述した固有Ｌｉイオン伝導性ガラスは硫化物ガラスにより具現化される。しかしながら、多くの態様における説明は概括的に、まだ発見されていないような、硫黄を有さないＬｉイオン伝導性酸化物、リン酸塩、酸窒化物、ケイ酸塩ガラスなどの他の高伝導性無機ガラスに適用可能であり、ことが認識されたい。さらに、本開示の固形電解質壁構造（例えば、ガラス質シート）が概して電池セルなどの電気化学的デバイスに用いられるために意図されている一方、それにも関わらず、それらは、最終的にそれらが組み込まれる装置又は電極アセンブリから離れて製造されるスタンドアローンの材料構成要素であり、また、個別の電池セル構成要素のように独立して保管及び／又は搬送され得る。本明細書において開示されているＬｉイオン伝導性の固形電解質壁構造及びシートの有用性は従って、より一般に、Ｌｉイオン伝導性を必要とする多様な電気化学的デバイスに適用可能である。
［項目１］
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータであって、
高密度、無機、かつ、高伝導性のＬｉイオンである、フリースタンディングで実質的に非晶質の固形電解質の壁構造
を備え、
上記壁構造は、
ｉ）室温におけるＬｉイオン伝導率≧１０−５Ｓ／ｃｍを有する連続するＬｉイオン伝導性の無機非晶質材料相と、
ｉｉ）対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面と、
ｉｉｉ）上記対向する第１及び第２主要側面の間に延伸する隣接結晶粒界及び粉末粒子境界を有さないマイクロ構造と
を有する、
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２］
上記無機非晶質材料相は、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスであり、上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスは、
上記硫黄系ガラスの構成元素としてのＳ（硫黄）及びＬｉ（リチウム）と、
Ｐ（リン）、Ｂ（ホウ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、及びＳｉ（ケイ素）からなる群から選択される少なくともさらなる１つの上記硫黄系ガラスの構成元素と
有する、
項目１に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３］
上記壁構造は、上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングのガラス質シートである、項目２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４］
上記硫黄系ガラスのガラス質シートは、上記第１及び第２主要側面の間で測定されるような、室温において１００Ω・ｃｍ２以下の面積抵抗値（ＡＳＲ）を有する、項目３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目５］
上記ガラス質シートの面積は、少なくとも１０ｃｍ２である、項目３又は４に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目６］
上記ガラス質シートの面積は、少なくとも１００ｃｍ２である、項目３又は４に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目７］
上記ガラス質シートは、実質的に平行な長さ方向端部を有する、項目３から６の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目８］
上記ガラス質シートの長さは、少なくとも２５ｃｍである、項目７に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目９］
上記ガラス質シートの長さは、少なくとも５０ｃｍである、項目７に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１０］
上記ガラス質シートは、１０以上の長さ（ｌ）対幅（ｗ）の面積アスペクト比（ｌ／ｗ）を有し、上記ガラス質シートの幅（ｗ）は、１ｃｍ以上である、項目５から９の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１１］
上記硫黄系ガラスのガラス質シートは、１００μｍ以下の均一な厚みを有する、項目３から１０の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１２］
上記硫黄系ガラスは、５０℃以下のガラス安定性因子である｛Ｔｘ−Ｔｇ｝を有する、項目３から１１の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１３］
上記硫黄系ガラスのガラス質シートは、本質的に結晶相を有さない、項目１２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１４］
上記硫黄系ガラスの高密度のガラス質シートは、製造中、保管中、及び作業中のうちの少なくとも１つにおいて接触する液体を実質的に通さない、項目３から１３の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１５］
上記第１主要側面は、液状の表面を含む、項目３から１４の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１６］
液状の上記第１主要側面には、５μｍより大きいキズ深さの延伸（Γ）を有するキズが無い、項目１５に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１７］
液状の上記第１主要側面には、上記ガラス質シートの厚みの１％より大きいキズ深さの延伸（Γ）を有するキズが無い、項目１６に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１８］
液状の上記第１主要側面は、１ｍＡ／ｃｍ２より高い閾値電流密度を有する、項目１５から１７の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目１９］
上記閾値電流密度は、２ｍＡ／ｃｍ２より高い、項目１８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２０］
液状の上記第１主要側面は、０．０５μｍ以下の平均表面粗度Ｒａを有する、項目１５から１９の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２１］
液状の上記第１主要側面は、５μｍより小さい平均表面うねりＷａを有する、項目１５から２０の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２２］
上記第１主要側面は、研磨固形表面により接触されない、項目６、１５、２０、又は２１の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２３］
上記第２主要側面は、研磨固形表面により接触されない、項目２２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２４］
上記ガラス質シートの上記第１及び第２主要側面は、固体としてのその未使用状態において、異質の固体表面により接触されない、項目３から２３の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２５］
上記ガラス質シートは、固体としてのその未使用状態において、１００μｍ厚以下の均一な厚みを有する、項目２４に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２６］
上記硫黄系ガラスのガラス質シートは、耐熱性結晶相を実質的に有さない、項目３から２５の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２７］
上記ガラス質シートの上記第１及び第２主要側面は、表面ミクロボイドを本質的に有さない、項目３から２６の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２８］
上記第１及び第２主要側面は、表面ナノボイドを実質的に有さない、項目２７に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目２９］
上記ガラス質シートは、内部ミクロ細孔を本質的に有さない、項目３から２８の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３０］
上記ガラス質シートは、内部ナノ細孔を実質的に有さない、項目２９に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３１］
上記ガラス質シートは、可撓性を有し、１０ｃｍより小さい曲げ半径を有する、項目３から３０の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３２］
上記ガラス質シートは、保管のために糸巻きに巻かれ、上記糸巻きは、２０ｃｍ以下の直径を有する、項目３１に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３３］
上記硫黄系ガラスのガラス質シートの上記第１主要側面は、Ｌｉ金属との直接接触に化学的に適合する、項目３から３２の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３４］
上記ガラス質シートは、対向する上記第１及び第２主要側面と直接接触するノンブロッキングリチウム金属電極を用いて測定されるような、２００Ω・ｃｍ２以下のＡＳＲを有する、項目３３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３５］
上記硫黄系ガラスは、構成元素としてＢ（ホウ素）を有し、Ｐ（リン）を実質的に有さない、項目３４に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３６］
上記硫黄系ガラスは、Ｌｉ２Ｓ−ＹＳｎ、Ｌｉ２Ｓ−ＹＳｎ−ＹＯｎ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された種類であり、Ｙは、Ｇｅ、Ｓｉ，Ａｓ，Ｂ、又はＰからなる群から選択され、ｎ＝２、３／２、又は５／２、項目３から３５の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３７］
上記硫黄系ガラスは、ガラス修飾体としてＬｉ２Ｓと、Ｐ２Ｓ５、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＳ２、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｓ３、及びＢ２Ｏ３からなる群から選択された１つ又は複数のガラス形成剤とを含有する、項目３から３６の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３８］
上記硫黄系ガラスは、ｉ）ガラス修飾体としてＬｉ２Ｓと、ｉｉ）主要ガラス形成剤としてＢ２Ｓ３と、ｉｉｉ）少数ガラス形成剤としてＳｉＳ２とを含有し、
上記硫黄系ガラスにおける上記ＳｉＳ２の量は、Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、５０℃より高いガラス安定性因子を生成するのに十分である、項目３から３７の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目３９］
上記硫黄系ガラスの上記Ｌｉイオン伝導率は、１０−４Ｓ／ｃｍより低く低減しない、項目３８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４０］
上記硫黄系ガラスは、ｉ）ガラス修飾体としてＬｉ２Ｓと、ｉｉ）主要ガラス形成剤としてＢ２Ｓ３と、ｉｉｉ）少数ガラス形成剤としてＰ２Ｏ５とを含有し、
上記硫黄系ガラスにおける上記Ｐ２Ｏ５の量は、上記Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、２００Ω・ｃｍ２より低い対リチウム金属のＡＳＲを生成するのに十分であり、上記ＡＳＲの値は、対向する上記第１及び第２主要側面と直接接触するノンブロッキングリチウム金属電極を用いて測定される、項目３から３９の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４１］
上記硫黄系ガラスの上記Ｌｉイオン伝導率は、１０−４Ｓ／ｃｍより低く低減しない、項目４０に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４２］
上記硫黄系ガラスは、ｉ）ガラス修飾体としてＬｉ２Ｓと、ｉｉ）主要ガラス形成剤としてＢ２Ｓ３と、ｉｉｉ）少数ガラス形成剤としてＰ２Ｏ５及びＳｉＳ２とを含有し、
上記硫黄系ガラスにおける上記ＳｉＳ２及び上記Ｐ２Ｏ５の量は、上記Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、５０℃以上のガラス安定性因子と、２００Ω・ｃｍ２より低い対リチウム金属のＡＳＲとを生成するのに十分であり、上記ＡＳＲは、対向する上記第１及び第２主要側面と直接接触するノンブロッキングリチウム金属電極を用いて測定される、項目３から４１の何れか一項に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４３］
上記硫黄系ガラスの上記Ｌｉイオン伝導率は、１０−４Ｓ／ｃｍより低く低減しない、項目４２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４４］
上記硫黄系ガラスは、
ｉ．第１構成元素として、２０モル％より多くのＳと、
ｉｉ．第２構成元素として、２０モル％のＬｉと、
ｉｉｉ．第３構成元素として、２０モル％より多い、Ｂ又はＰからなる群から選択される１つと、
ｉｖ．第４構成元素として、Ｏ、Ｓｉ、及び、ＯとＳｉとの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも１モル％であるが２０モル％以下の上記第４構成元素と
を含有し、
上記第４構成元素の上記モル％は、Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、５０℃より高いガラス安定性因子を生成するのに十分である、項目３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４５］
上記硫黄系ガラスは、
ｉ．第１構成元素として、２０モル％より多くのＳと、
ｉｉ．第２構成元素として、２０モル％より多くのＬｉと、
ｉｉｉ．第３構成元素として、２０モル％より多くの、Ｂ又はＰからなる群から選択される１つと、
ｉｖ．第４構成元素として、Ｏ、Ｓｉ、及び、ＯとＳｉとの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも１モル％であるが２０モル％以下の上記第４構成元素と
をさらに含有し、
上記第４構成元素の上記モル％は、Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、Ｔｌｉｑにおいて２００ポアズより大きいガラス粘度をもたらすのに十分である、
項目２に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４６］
上記硫黄系ガラスは、
ｉ．第１構成元素として、２０モル％より多くのＳと、
ｉｉ．第２構成元素として、２０モル％より多くのＬｉと、
ｉｉｉ．第３構成元素として、２０モル％より多くの、Ｓｉ、Ｂ、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される１つと、
ｉｖ．第４構成元素として、少なくとも１モル％であるが２０モル％以下のＰと
をさらに含有し、
Ｐの上記モル％は、上記ガラス質シートの上記Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、２００Ω・ｃｍ２より低い上記ガラス質シートのＡＳＲをもたらすのに十分であり、上記ＡＳＲは、対向する上記第１及び第２主要側面と直接接触するノンブロッキングリチウム金属電極を用いて測定される、項目３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４７］
上記ガラス質シートの上記実質的に平行な長さ方向端部のインターフェイスとなる、電気的に絶縁エッジプロテクタ素子をさらに備える項目７に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４８］
上記ガラス質シートは、連続ウェブの形をする、１００ｃｍより長い長さを有する硫黄系ガラスである、項目３に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目４９］
上記連続ウェブの上記長さが５００ｃｍより長い、項目４８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目５０］
上記連続ウェブは、２０ｃｍ以下の曲げ半径を有する、項目４８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目５１］
上記連続ウェブは、コイルの形をする、項目５０に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目５２］
上記硫黄系ガラスの連続ウェブは、１００μｍ以下の均一な厚みを有する、項目４８に記載のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータ。
［項目５３］
スタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータを製造するための方法であって、上記方法は、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスの固形のガラス質のシートを製造する段階を備え、上記ガラス質のシートを製造するための上記方法は、
ａ．無機硫黄系ガラスの連続する流体シートを、上記硫黄系ガラスのＴｇより高い温度において形成する段階であって、上記流体シートは実質的に平行な長さ方向端部と、対向する第１及び第２主要側面を含む上質の中央部分とを有する、段階と、
ｂ．連続する上記流体シートを、途切れない連続性を保って流れさせる段階と、
ｃ．上記流体シートをＴｇ未満の温度まで冷却することにより、連続する上記流体シートを固化する段階を備え、
上記硫黄系ガラスの固化された流体シートは、ガラス質であり、実質的に非晶質で、高伝導性Ｌｉイオンであり、かつ、途切れない連続性を有する、
方法。
［項目５４］
Ｔｇ又はＴｇ未満の温度に達する直前に、上記第１及び第２主要側面は、異質の固形表面により接触されない、項目５３に記載の方法。
［項目５５］
レーザ切断により、上記流体シートの周辺長さ方向端部の部分を除去する段階をさらに備える項目５３又は５４に記載の方法。
［項目５６］
上記流体シートの上記上質の中央部分は、２５０μｍ＜ｔ≦５００μｍ（±１０％）、１００μｍ＜ｔ≦２５０μｍ（±２０％）、５０μｍ＜ｔ≦１００μｍ（±２０％）、３０μｍ＜ｔ≦５０μｍ（±２０％）、及び１０μｍ＜ｔ≦３０μｍ（±２０％）からなる群から選択される均一な厚み（ｔ）を有する、項目５４又は５５に記載の方法。
［項目５７］
固化された上記流体シートは、少なくとも１０ｃｍ長である、項目５４から５６の何れか一項に記載の方法。
［項目５８］
上記硫黄系ガラスの流体シートは、液体の融液から直接得られ、その長さ方向寸法に沿って流れさせられる、途切れない連続性を有する流体流である、項目５３から５７の何れか一項に記載の方法。
［項目５９］
上記硫黄系ガラスにおける上記Ｌｉのモル％は、１０％以上である、項目５７又は５８に記載の方法。
［項目６０］
上記流体シートは、液体の融液から直接得られない、途切れない連続性を有する流体流である、項目５３から５９の何れか一項に記載の方法。
［項目６１］
上記形成する段階は、
ｉ）上記硫黄系ガラスの固形ガラス質のプリフォームを提供する段階と、
ｉｉ）上記プリフォームの部分を、Ｔｇより高いがＴｌｉｑ未満の温度まで加熱する段階と、
ｉｉｉ）上記プリフォームの加熱された上記部分を流れさせる段階と
を含む、項目５３から６０の何れか一項に記載の方法。
［項目６２］
上記流体シートは、上記プリフォームの加熱された上記部分に加えられた引張力により、流れさせられる、項目６１に記載の方法。
［項目６３］
上記硫黄系ガラスは、５０℃より低いガラス安定性因子を有する、項目５３から６２の何れか一項に記載の方法。
［項目６４］
上記硫黄系ガラスは、３０℃より低いガラス安定性因子を有する、項目５３から６２の何れか一項に記載の方法。
［項目６５］
上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのガラス質の固形シートは、結晶相を本質的に有さない、項目５３から６４の何れか一項に記載の方法。
［項目６６］
リチウム電池セル用のスタンドアローンのＬｉイオン伝導性の固形電解質セパレータを製造するための方法であって、上記方法は、延伸処理により、高密度で実質的に非晶質無機のＬｉイオン伝導性の固形電解質シートを延伸する段階を備え、
延伸された上記実質的に非晶質シートは、ｉ）実質的に平行な長さ方向端部と、ｉｉ）対向する第１及び第２主要側面及び関連付けられる表面と、ｉｉｉ）１０−５Ｓ／ｃｍ以上の室温Ｌｉイオン伝導率とを有する、
方法。
［項目６７］
無機の上記固形電解質シートにおける上記Ｌｉのモル％は、１０％以上である、項目６６に記載の方法。
［項目６８］
上記高密度で無機のシートは、対向する第１及び第２主要側面を有する、ガラス質でＬｉイオン伝導性の硫黄系ガラスである、項目６６又は６７に記載の方法。
［項目６９］
上記延伸処理は、溶融延伸であり、上記延伸する段階は、ｉ）上記硫黄系ガラスの構成元素を含む材料バッチを溶融する段階と、ｉｉ）融液からシートを延伸する段階とを含む、項目６８に記載の方法。
［項目７０］
上記材料バッチの構成元素として、Ｐ（リン）を選択解除する段階をさらに備える項目６９に記載の方法。
［項目７１］
上記材料バッチとして、ガラスを提供する段階をさらに備え、上記硫黄系ガラスの上記材料バッチは、既に溶融処理されたガラス、又は機械的粉砕により準備されたガラスである、項目６９又は７０に記載の方法。
［項目７２］
上記延伸処理は、スロットドローである、項目６８から７１の何れか一項に記載の方法。
［項目７３］
上記延伸処理は、オーバーフロードローである、項目６８から７１の何れか一項に記載の方法。
［項目７４］
上記延伸処理は、フュージョンドローである、項目６８から７１の何れか一項に記載の方法。
［項目７５］
上記延伸処理は、毛細管延伸である、項目６８から７１の何れか一項に記載の方法。
［項目７６］
上記延伸処理は、プリフォームドローである、項目６８から７１の何れか一項に記載の方法。
［項目７７］
ｉ）上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのガラス質のプリフォームを提供する段階と、
ｉｉ）上記プリフォームの部分を、Ｔｇより高いがＴｌｉｑより低い温度まで加熱する段階と、
ｉｉｉ）連続する長いシートを形成するべく、上記プリフォームを延伸する段階と
をさらに備える項目７６に記載の方法。
［項目７８］
上記硫黄系ガラスは、５０℃より低いガラス安定性因子を有する、項目６８から７７の何れか一項に記載の方法。
［項目７９］
上記硫黄系ガラスは、３０℃より低いガラス安定性因子を有する、項目６８から７７の何れか一項に記載の方法。
［項目８０］
上記硫黄系ガラスは、０．５より低いＨｒｕｂｙパラメータを有する、項目６８に記載の方法。
［項目８１］
ｉ）上記硫黄系ガラスの構成元素を選択する段階であって、上記構成元素は、Ｓ（硫黄）と、Ｌｉ（リチウム）と、Ｐ（リン）、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（ケイ素）、及びＯ（酸素）のうちの１つ又は複数とを含む、段階と、
上記シートの室温Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、液相線粘度を最大化するべく、上記構成元素のモル比を調整する段階と
をさらに備える項目５３又は６８に記載の方法。
［項目８２］
上記調整する段階は、上記室温Ｌｉイオン伝導率を１０−４Ｓ／ｃｍより低く低減しない段階を含む、項目８１に記載の方法。
［項目８３］
上記液相線粘度は、２００ポアズより高い、項目８１に記載の方法。
［項目８４］
上記液相線粘度は、１，０００ポアズより高い、項目８１に記載の方法。
［項目８５］
上記調整する段階は、ノンブロッキングリチウム金属電極を用いて対向する主要側面の間で測定されるようなＡＳＲを、２００Ω・ｃｍ２より大きい値まで増大しない、項目８１に記載の方法。
［項目８６］
ｉ）無機の上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスの構成元素を選択する段階であって、上記構成元素は、Ｓ（硫黄）と、Ｌｉ（リチウム）と、Ｐ（リン）、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（ケイ素）、及びＯ（酸素）のうちの１つ又は複数とを含む、段階と、
ｉｉ）上記シートの室温Ｌｉイオン伝導率を１０−５Ｓ／ｃｍより低く低減することなく、上記硫黄系ガラスのガラス安定性因子である｛Ｔｘ−Ｔｇ｝を最大化するべく、上記構成元素のモル比を調整する段階と
をさらに備える項目５３又は６８に記載の方法。
［項目８７］
上記室温Ｌｉイオン伝導率は、１０−４Ｓ／ｃｍより低く低減しない、項目８６に記載の方法。
［項目８８］
上記ガラス安定性因子は、５０℃より高い、項目８６に記載の方法。
［項目８９］
上記ガラス安定性因子は、１００℃より高い、項目８６に記載の方法。
［項目９０］
上記調整する段階は、ノンブロッキングリチウム金属電極を用いて対向する主要側面の間で測定されるようなＡＳＲを、２００Ω・ｃｍ２より大きい値まで増大しない、項目８６に記載の方法。
［項目９１］
上記延伸されたガラス質シートは、上質の中央部分と、より比較的低質の縁部とを有するマザーシートであり、上記方法は、レーザ切断により、上記より比較的低質の縁部を除去する段階をさらに備える項目６８に記載の方法。
［項目９２］
ｉ．対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面を有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングの第１ガラス質固形電解質シートと、
ｉｉ．対向する第１及び第２主要面を有し、電気活性材料を含む電気活性構成要素層と
を備え、
上記電気活性構成要素層の上記第１主要面は、上記第１ガラス質固形電解質シートの上記第１主要側面によりカプセル化される、
スタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９３］
上記電極アセンブリは、電池セルに負極を提供するのに適した負極アセンブリであり、上記電気活性材料は、リチウム金属、又は、約１Ｖ以内の電位のリチウム金属を有する材料である、項目９２に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９４］
上記電極アセンブリは、固体状態のであり、上記電気活性構成要素層の上記第１主要面は、上記第１主要側面と直接接触する固体状態のインターフェイスを形成する、項目９３に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９５］
上記電気活性材料は、上記硫黄系ガラスのガラス質シートの上記第１主要側面と直接接触するリチウム金属である、項目９４に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９６］
上記電気活性構成要素層は、上記電気活性材料としてインターカレートすることが可能な炭素粒子と、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラス粒子とを含む粉末粒子複合材である、項目９４に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９７］
上記電気活性構成要素層の上記第１主要面は、上記Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラス粒子により画定される、項目９６に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９８］
固体状態の上記電極アセンブリは、
対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面を有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングの第２ガラス質固形電解質シートを含む両面アセンブリであり、
上記電気活性構成要素層の上記第２主要面は、上記第２ガラス質固形電解質シートの上記第１主要側面により、直接接触してカプセル化される、
項目９４に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目９９］
上記電気活性材料は、上記第１ガラス質固形電解質シート及び第２ガラス質固形電解質シートの上記第１主要側面と直接接触するリチウム金属を含む、項目９８に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１００］
上記電極アセンブリは、上記電気活性材料が外部環境からの成分と直接触れて接触することを防ぐべく、封止される、項目９２から９９の何れか一項に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０１］
両面の上記電極アセンブリは、上記第１ガラス質固形電解質シート及び第２ガラス質固形電解質シートの間で、フュージョンシール又はピンチシールにより、端部封止されている、項目１００に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０２］
上記電極アセンブリは、正極アセンブリであり、上記電気活性材料は、リチウム金属に対して２Ｖのより高い電位を有する、項目９６に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０３］
上記電気活性材料は、Ｌｉイオンインターカレーション化合物である、項目１０２に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０４］
上記正極アセンブリは、封止され、上記正極アセンブリの内側に封止されて上記電気活性材料と直接接触する液体電解質をさらに含む、項目１０２に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０５］
上記正極アセンブリは、上記電気活性構成要素層と、上記ガラス質固形電解質シートとの間に介在する多孔質又はゲルのセパレータ層をさらに含み、上記液体電解質は、上記電気活性構成要素層の孔に含浸される、項目１０４に記載のスタンドアローンの電極アセンブリ。
［項目１０６］
Ｌｉ電極アセンブリを製造する方法であって、上記方法は、
ｉ．対向する第１及び第２主要側面、及び関連付けられる表面を有する、Ｌｉイオン伝導性の硫黄系ガラスのフリースタンディングでガラス質の固形電解質シートを提供する段階と、
ｉｉ．上記ガラス質の固形電解質シートの上記第１主要側面上に、新たなリチウム金属表面を直接に加える段階と
を備える
方法。
［項目１０７］
上記新たなリチウム金属表面は、新たに押し出されたリチウム金属箔、又は、新たに表面処理されたリチウム金属層である、項目１０６に記載の方法。
［項目１０８］
ｉ．リチウム金属を有さない自己支持型の集電層を提供する段階と、
ｉｉ．上記集電層及び上記ガラス質の固形電解質シートを、ロールラミネータに配置する段階と、
ｉｉｉ．上記集電層の表面上にＬｉ金属を同時に堆積しつつ、上記集電層を上記ガラス質の固形電解質シートに積層する段階と
をさらに備える項目１０６に記載の方法。
［項目１０９］
正極と、
負極と、
上記正極と上記負極との間に配置された、項目１に記載の固形電解質セパレータと
を備える
リチウム電池セル。
［項目１１０］
リチウム電池セルであって、
上記リチウム電池セルに負極を提供する、項目１００に記載の電極アセンブリと、
上記電極アセンブリに隣接する正極と
を備える
リチウム電池セル。
［項目１１１］
上記リチウム電池セルは、上記正極と直接接触する液体電解質を含むハイブリッド構造であり、さらに、上記電極アセンブリは、上記液体電解質が上記電極アセンブリの上記電気活性材料と接触することを防ぐべく、封止される、項目１１０に記載のリチウム電池セル。
［項目１１２］
上記正極は、Ｌｉイオンインターカレーション化合物を含むＬｉイオン正極である、項目１１１に記載のリチウム電池セル。
［項目１１３］
上記電極アセンブリは、完全に固体状態であり、上記電極アセンブリの上記電気活性材料は、リチウム金属である、項目１１２に記載のリチウム電池セル。
［項目１１４］
上記電極アセンブリは、完全に固体状態であり、上記電極アセンブリの上記電気活性材料は、約１Ｖ以内の電位のリチウム金属を有する炭素インターカレーション材である、項目１１２に記載のリチウム電池セル。
［項目１１５］
上記リチウム電池セルは、上記電極アセンブリと上記正極との間に配置される多孔質セパレータ又はゲル電解質層をさらに含む、項目１１１に記載のリチウム電池セル。
［項目１１６］
上記リチウム電池セルは、上記正極及び上記負極と直接接触する共有液体電解質を含む、項目１０９に記載のリチウム電池セル。
［項目１１７］
上記正極及び上記負極は、インターカレーション材であり、上記リチウム電池セルの電圧は、３Ｖより大きい、項目１１６に記載のリチウム電池セル。
［項目１１８］
上記リチウム電池セルは、完全に固体状態である、項目１０９に記載のリチウム電池セル。
［項目１１９］
上記負極は、リチウム金属層を含む、項目１１８に記載のリチウム電池セル。
［項目１２０］
完全に固体状態の上記リチウム電池セルは、上記正極と上記固形電解質セパレータとの間に配置されるＬｉイオン伝導性固形ポリマー電解質層をさらに含む、項目１１９に記載のリチウム電池セル。