【手続補正書】
【提出日】令和2年9月28日(2020.9.28)
【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】
保護アノードであって、該保護アノードは、保護層を含み、該保護層は、アノードに配置され、該アノードは、金属を含み、前記保護層は、前記金属の炭酸塩を含み、その量は、前記保護層の少なくとも５０原子％である、保護アノード。
【請求項２】
前記金属がリチウムであり、前記金属の炭酸塩がＬｉ２ＣＯ３である、請求項１に記載の保護アノード。
【請求項３】
前記保護層が５ｎｍ〜４０μｍの範囲内の厚さを有する、請求項１または請求項２に記載の保護アノード。
【請求項４】
電気化学セルを提供すること、および
放電−充電サイクルを行うこと
を含む方法に従って製造される保護アノードであって、
前記電気化学セルは、
少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含むカソード、
金属を含むアノード、
前記カソードの遷移金属ジカルコゲナイドおよび前記アノードの金属と接触する電解質、および
前記電解質に溶解した二酸化炭素
を含み、
前記放電−充電サイクルは、
前記電気化学セルを放電させること、および
前記電気化学セルを充電するのに十分な時間、前記アノードおよび前記カソードにわたって、電圧を印加すること
を含み、
前記二酸化炭素が、前記電解質中の二酸化炭素飽和濃度の少なくとも約２５％の濃度で、前記電解質中に存在し、
前記電気化学セルは、水を実質的に含まず、
前記保護層を形成するために１つ以上の化学種が前記アノードに沈着し、前記化学種が前記放電−充電サイクルにおいて形成され、前記電解質に溶解している、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護アノード。
【請求項５】
前記方法において、前記電気化学セルが、前記電解質の１重量％未満の量の水を含む、請求項４に記載の保護アノード。
【請求項６】
前記方法において、前記電気化学セルが、前記電解質の２重量％未満の量のＨ２および前記電解質の２重量％未満の量のＯ２を含む、請求項４または請求項５に記載の保護アノード。
【請求項７】
前記方法において、前記遷移金属ジカルコゲナイド含有カソードの材料が、少なくとも５０重量％の遷移金属ジカルコゲナイドを含む、請求項４〜６のいずれか１項に記載の保護アノード。
【請求項８】
前記方法において、各遷移金属ジカルコゲナイドが、ナノフレーク、ナノシートまたはナノリボンの形態である、請求項４〜７のいずれか１項に記載の保護アノード。
【請求項９】
前記方法において、前記電解質が少なくとも１０％のイオン液体を含む、請求項４〜８のいずれか１項に記載の保護アノード。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の保護アノード、
カソード、および
前記アノードと接触し、必要に応じて、前記アノードの金属とも接触する電解質
を含む、電池。
【請求項１１】
金属−空気の電池、金属−イオンの電池または金属−硫黄の電池として構成される、請求項１０に記載の電池。
【請求項１２】
前記カソードが、遷移金属ジカルコゲナイドを含まない、請求項１０または請求項１１に記載の電池。
【請求項１３】
保護アノードを製造するための方法であって、当該方法は、
電気化学セルを提供すること、および
放電−充電サイクルを行うこと
を含み、
前記電気化学セルは、
少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含むカソード、
金属を含むアノード、
前記カソードの遷移金属ジカルコゲナイドおよび前記アノードの金属と接触する電解質、および
前記電解質に溶解した二酸化炭素
を含み、
前記放電−充電サイクルは、
前記電気化学セルを放電させること、および
前記電気化学セルを充電するのに十分な時間、前記アノードおよび前記カソードにわたって、電圧を印加すること
を含み、
前記二酸化炭素が、前記電解質中の二酸化炭素飽和濃度の少なくとも約２５％の濃度で、前記電解質中に存在し、
当該方法において、
前記電気化学セルは、水を実質的に含まず、
１つ以上の化学種が、前記アノードに沈着し、前記化学種は、前記放電−充電サイクルにおいて形成され、前記電解質に溶解している、
方法。
【請求項１４】
１回以上の放電−充電サイクルの後、前記電気化学セルから、前記保護アノードを取り除くことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
電池を構成すること
をさらに含み、
前記電池は、
前記保護アノード、
カソード、および
前記アノードと接触し、必要に応じて、前記アノードの金属とも接触する電解質
を含み、
当該方法において、必要に応じて、
（ａ）前記電池が金属−空気の電池、金属−イオンの電池または金属−硫黄の電池として構成されている、および／または
（ｂ）前記カソードが遷移金属ジカルコゲナイドを含まない、
請求項１４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
実施例７
保護アノード表面のＳＥＭ特徴付け（又はSEMキャラクテリゼーション（SEM Characterization））
保護アノードの表面構造および形態を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を通して調べた。実施例１に従って作製した保護リチウムアノードを特徴付けた。ＳＥＭ画像を、１５ｋＸのレンズ倍率で（ＥＨＴ）１０ｋＶの加速電圧、および２５ｋＸのレンズ倍率で（ＥＨＴ）１０ｋＶの加速電圧において取得した。保護アノードの表面のＳＥＭ画像（図９参照）は、Ｌｉ２ＣＯ３種と一致する棒形状生成物の形成を示す。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
保護アノードを製造するための方法であって、当該方法は、
電気化学セルを提供すること、および
放電−充電サイクルを行うこと
を含み、
前記電気化学セルは、
少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含むカソード、
金属を含むアノード、
前記カソードの遷移金属ジカルコゲナイドおよび前記アノードの金属と接触する電解質、および
前記電解質に溶解した二酸化炭素
を含み、
前記放電−充電サイクルは、
前記電気化学セルを放電させること、および
前記電気化学セルを充電するのに十分な時間、前記アノードおよび前記カソードにわたって、電圧を印加すること
を含み、
当該方法において、
前記電気化学セルは、水を実質的に含まず、
１つ以上の化学種が、前記アノードに沈着し、前記化学種は、前記放電−充電サイクルにおいて形成され、前記電解質に溶解している、
方法。
（態様２）
前記電気化学セルが、前記電解質の約５重量％未満の量の水を含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
前記電気化学セルが、前記電解質の約２重量％未満の量の水を含む、態様１に記載の方法。
（態様４）
前記電気化学セルが、前記電解質の約１重量％未満の量の水を含む、態様１に記載の方法。
（態様５）
前記電気化学セルが、Ｈ２およびＯ２を実質的に含まない、態様１〜４のいずれか１項に記載の方法。
（態様６）
前記電気化学セルが、前記電解質の５重量％未満の量のＨ２を含む、態様５に記載の方法。
（態様７）
前記電気化学セルが、前記電解質の２重量％未満の量のＨ２を含む、態様５に記載の方法。
（態様８）
前記電気化学セルが、前記電解質の５重量％未満の量のＯ２を含む、態様５〜７のいずれか１項に記載の方法。
（態様９）
前記電気化学セルが、前記電解質の２重量％未満の量のＯ２を含む、態様５〜７のいずれか１項に記載の方法。
（態様１０）
前記電気化学セルが、Ｈ２およびＯ２を含み、その合計量が、前記電解質の約１０重量％未満である、態様５〜９のいずれか１項に記載の方法。
（態様１１）
１回以上の追加の放電−充電サイクルを行うことをさらに含む、態様１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
（態様１２）
前記放電−充電サイクルの合計回数が、２〜２５である、態様１１に記載の方法。
（態様１３）
前記放電−充電サイクルの合計回数が、５〜１５である、態様１１に記載の方法。
（態様１４）
前記電圧が、約１Ｖ〜約５Ｖの範囲内である、態様１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
（態様１５）
前記アノードが、基本的に金属からなる、態様１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
（態様１６）
前記アノードの金属が、リチウム、マグネシウム、亜鉛またはアルミニウムである、態様１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
（態様１７）
前記アノードの金属が、リチウムである、態様１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
（態様１８）
前記電解質が、金属イオンを含む、態様１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
（態様１９）
前記金属イオンが、リチウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオンまたはアルミニウムイオンである、態様１８に記載の方法。
（態様２０）
前記金属イオンが、リチウムイオンである、態様１８に記載の方法。
（態様２１）
前記金属イオンが、約０．００５Ｍ〜約５Ｍの範囲内の濃度で、前記電解質に存在する、態様１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
（態様２２）
前記金属イオンが、約０．０１Ｍ〜約１Ｍの範囲内の濃度で、前記電解質に存在する、態様１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
（態様２３）
前記金属イオンが、約０．０２〜約０．５Ｍの範囲内の濃度で、前記電解質に存在する、態様１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
（態様２４）
前記アノードの金属と、金属イオンの元素とが同じである、態様１８〜２３のいずれか１項に記載の方法。
（態様２５）
前記二酸化炭素が、前記電解質中の二酸化炭素飽和濃度の少なくとも約５％の濃度で、前記電解質中に存在する、態様１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
（態様２６）
前記二酸化炭素が、前記電解質中の二酸化炭素飽和濃度の少なくとも約２５％の濃度で、前記電解質中に存在する、態様１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
（態様２７）
前記二酸化炭素が、前記電解質中の二酸化炭素飽和濃度の少なくとも約５０％の濃度で、前記電解質中に存在する、態様１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
（態様２８）
前記遷移金属ジカルコゲナイド含有カソードの材料が、少なくとも５０重量％の遷移金属ジカルコゲナイドを含む、態様１〜２７のいずれか１項に記載の方法。
（態様２９）
前記カソードが、多孔質部材または集電体に配置された少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含む、態様１〜２８のいずれか１項に記載の方法。
（態様３０）
前記カソードが、多孔質炭素部材に配置された少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含む、態様１〜２８のいずれか１項に記載の方法。
（態様３１）
前記多孔質部材が、導電性である、態様２９または３０に記載の方法。
（態様３２）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＴｉＸ２、ＶＸ２、ＣｒＸ２、ＺｒＸ２、ＮｂＸ２、ＭｏＸ２、ＨｆＸ２、ＷＸ２、ＴａＸ２、ＴｃＸ２またはＲｅＸ２であり、
各Ｘが、独立して、Ｓ、ＳｅもしくはＴｅまたはそれらの組み合わせである、
態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３３）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＴｉＸ２、ＭｏＸ２またはＷＸ２であり、
各Ｘが、独立して、Ｓ、ＳｅもしくはＴｅまたはそれらの組み合わせである、
態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３４）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＴｉＳ２、ＴｉＳｅ２、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳ２またはＷＳｅ２である、態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３５）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２またはＷＳ２である、態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３６）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＭｏＳ２またはＭｏＳｅ２である、態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３７）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ＭｏＳ２である、態様１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
（態様３８）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ナノ粒子の形態である、態様１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
（態様３９）
前記遷移金属ジカルコゲナイドのナノ粒子が、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内の平均サイズを有する、態様３８に記載の方法。
（態様４０）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ナノフレークの形態である、態様１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
（態様４１）
前記遷移金属ジカルコゲナイドのナノフレークが、約１ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の平均サイズを有する、態様４０に記載の方法。
（態様４２）
前記遷移金属ジカルコゲナイドのナノフレークが、約１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均の厚さ、約５０ｎｍ〜約１０μｍの主表面に沿う平均の寸法、および少なくとも約５：１のアスペクト比を有する、態様４０に記載の方法。
（態様４３）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、ナノシートまたはナノリボンの形態である、態様１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
（態様４４）
前記遷移金属ジカルコゲナイドナノシートまたはナノリボンが、約１ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の平均サイズを有する、態様４３に記載の方法。
（態様４５）
各遷移金属ジカルコゲナイドが、バルクの形態である、態様１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
（態様４６）
前記電解質が、イオン液体を含む、態様１〜４５のいずれか１項に記載の方法。
（態様４７）
前記イオン液体が、
イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、ホスホニウム、アンモニウム、コリン、スルホニウム、プロリネートおよびメチオニネートから選択されるカチオンと、
アニオンと
を含む、態様４６に記載の方法。
（態様４８）
前記カチオンが、イミダゾリウムカチオンである、態様４７に記載の方法。
（態様４９）
前記カチオンが、イミダゾリウムカチオンであり、該イミダゾリウムカチオンは、以下の式：
【化１】
2019536200.tif 000001
［式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、水素、直鎖脂肪族Ｃ１〜Ｃ６基、分岐脂肪族Ｃ１〜Ｃ６基および環状脂肪族Ｃ１〜Ｃ６基からなる群から独立して選択される］
を有する、態様４７に記載の方法。
（態様５０）
Ｒ２が、水素であり、
Ｒ１およびＲ３が、直鎖または分岐のＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される、
態様４９に記載の方法。
（態様５１）
前記アニオンが、Ｃ１〜Ｃ６アルキルスルフェート、トシレート、メタンスルホネート、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、トリフレート、ハライド、カルバメートまたはスルファメートである、態様４７〜５０のいずれか１項に記載の方法。
（態様５２）
前記イオン液体が、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートである、態様４６〜５１のいずれか１項に記載の方法。
（態様５３）
前記電解質が、少なくとも５０重量％のイオン液体を含む、態様４６〜５２のいずれか１項に記載の方法。
（態様５４）
前記電解質が、少なくとも９０重量％のイオン液体を含む、態様４６〜５２のいずれか１項に記載の方法。
（態様５５）
前記電解質が、水および非イオン性の液体の有機溶媒を実質的に含まない、態様１〜５４のいずれか１項に記載の方法。
（態様５６）
前記電解質が、非プロトン性の有機溶媒を含む、態様１〜５４のいずれか１項に記載の方法。
（態様５７）
前記溶媒が、エーテルである、態様５６に記載の方法。
（態様５８）
前記溶媒が、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジメトキシエタンまたはジメチルスルホキシドである、態様５６に記載の方法。
（態様５９）
１回以上の放電−充電サイクルの後、前記電気化学セルから、前記保護アノードを取り除くこと、および
電池を構成すること
をさらに含み、
前記電池は、
前記保護アノード、
カソード、および
前記アノードと接触し、必要に応じて、前記アノードの金属とも接触する電解質
を含む、態様１〜５８のいずれか１項に記載の方法。
（態様６０）
前記電池のカソードが、遷移金属ジカルコゲナイドを含まない、態様５９に記載の方法。
（態様６１）
態様１〜５８のいずれか１項に記載の方法に従って製造される保護アノード。
（態様６２）
保護アノードであって、該保護アノードは、保護層を含み、該保護層は、アノードに配置され、該アノードは、リチウム金属を含み、前記保護層は、Ｌｉ２ＣＯ３を含み、その量は、前記保護層の少なくとも５０原子％である、保護アノード。
（態様６３）
態様６１または態様６２に記載の保護アノード、
カソード、および
前記アノードと接触し、必要に応じて、前記アノードの金属とも接触する電解質
を含む、電池。
（態様６４）
金属−空気の電池として構成されている、態様６３に記載の電池。
（態様６５）
前記カソードが、少なくとも１つの遷移金属ジカルコゲナイドを含む、態様６４に記載の金属−空気の電池。
（態様６６）
前記電解質が、少なくとも５０重量％のイオン液体を含む、態様６４または６５に記載の金属−空気の電池。
（態様６７）
金属−イオンの電池として構成されている、態様６３に記載の電池。
（態様６８）
金属−硫黄の電池として構成されている、態様６３に記載の電池。
（態様６９）
前記カソードが、遷移金属ジカルコゲナイドを含まない、態様６４、６７および６８のいずれか１項に記載の電池。