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特開2024-174919エネルギー貯蔵装置用の断続的コーティング乾式電極及びその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174919
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】エネルギー貯蔵装置用の断続的コーティング乾式電極及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 4/139 20100101AFI20241210BHJP
H01M 4/1395 20100101ALI20241210BHJP
H01M 4/38 20060101ALI20241210BHJP
H01M 4/13 20100101ALI20241210BHJP
H01M 4/134 20100101ALI20241210BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20241210BHJP
H01M 50/531 20210101ALI20241210BHJP
H01G 11/26 20130101ALI20241210BHJP
H01G 11/86 20130101ALI20241210BHJP
【ＦＩ】
H01M4/139
H01M4/1395
H01M4/38 Z
H01M4/13
H01M4/134
H01M10/052
H01M50/531
H01G11/26
H01G11/86
【審査請求】有
【請求項の数】35
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024150579
(22)【出願日】2024-09-02
(62)【分割の表示】P 2021523391の分割
【原出願日】2019-11-07
(31)【優先権主張番号】62/757,609
(32)【優先日】2018-11-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/675,012
(32)【優先日】2019-11-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】509316442
【氏名又は名称】テスラ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ドゥオン ヒエウ ミン
(72)【発明者】
【氏名】ユディ ユディ
(72)【発明者】
【氏名】ワン ズーイン
(72)【発明者】
【氏名】シン ジュンホ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】エネルギー貯蔵装置用の断続的コーティング乾式電極の製造方法、断続的コーティング乾式電極、及び断続的コーティング乾式電極を備えるエネルギー貯蔵装置を提供する。
【解決手段】エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法は、金属層を準備することと、乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備することと、結合層を形成するために、電気化学的活性自立フィルムと金属層とを結合することと、電気化学的活性自立フィルムに含まれる複数のフィルム部が、金属層において、金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成されるように、電気化学的活性自立フィルムの一部を、結合層から除去することとを備えている。
【選択図】なし
【解決手段】エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法は、金属層を準備することと、乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備することと、結合層を形成するために、電気化学的活性自立フィルムと金属層とを結合することと、電気化学的活性自立フィルムに含まれる複数のフィルム部が、金属層において、金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成されるように、電気化学的活性自立フィルムの一部を、結合層から除去することとを備えている。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法であって、以下を含む方法：
金属層を準備すること；
乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
結合層を形成するために、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを結合すること；及び、
前記電気化学的活性自立フィルムが、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、前記結合層から除去すること。
金属層を準備すること；
乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
結合層を形成するために、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを結合すること；及び、
前記電気化学的活性自立フィルムが、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、前記結合層から除去すること。
【請求項2】
請求項１に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、その下に配置された前記金属層の一部を露出させるように、除去する、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、その下に配置された前記金属層の一部を露出させるように、除去する、方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部は、前記長手方向と交差する方向に延びている、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部は、前記長手方向と交差する方向に延びている、方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、
前記金属層は、断続的に接着剤でコーティングされるように、接着剤でコーティングされた少なくとも１つのコーティング部と、接着剤でコーティングされていない少なくとも１つの非コーティング部とを含み、
前記接着剤は、前記電気化学的活性自立フィルムに接着するように、前記電気化学的活性自立フィルムに面する前記金属層の表面に配置する、方法。
前記金属層は、断続的に接着剤でコーティングされるように、接着剤でコーティングされた少なくとも１つのコーティング部と、接着剤でコーティングされていない少なくとも１つの非コーティング部とを含み、
前記接着剤は、前記電気化学的活性自立フィルムに接着するように、前記電気化学的活性自立フィルムに面する前記金属層の表面に配置する、方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法において、
断続的コーティングがされた前記金属層は、グラビアロールコーティング又はスロットダイコーティングによって形成する、方法。
断続的コーティングがされた前記金属層は、グラビアロールコーティング又はスロットダイコーティングによって形成する、方法。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムを、前記金属層にラミネートすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムを、前記金属層にラミネートすることを含む、方法。
【請求項7】
請求項６に記載の方法において、
前記ラミネートすることは、前記電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層のうちの少なくとも１つを加熱及び／又は加圧することを含む、方法。
前記ラミネートすることは、前記電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層のうちの少なくとも１つを加熱及び／又は加圧することを含む、方法。
【請求項8】
請求項４に記載の方法において、
除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部は、前記金属層の前記非コーティング部と垂直方向に重なっている、方法。
除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部は、前記金属層の前記非コーティング部と垂直方向に重なっている、方法。
【請求項9】
請求項４に記載の方法において、
前記接着剤は、導電性接着剤層を含み、該導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり約１～約５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり約０．２～約１．１ｇ／ｃｍ２である、方法。
前記接着剤は、導電性接着剤層を含み、該導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり約１～約５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり約０．２～約１．１ｇ／ｃｍ２である、方法。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載の方法において、
前記除去することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部を、エアナイフ及び／又は真空で剥離することを含む、方法。
前記除去することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部を、エアナイフ及び／又は真空で剥離することを含む、方法。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法において、
前記金属層は全体的に接着剤でコーティングされていない、方法。
前記金属層は全体的に接着剤でコーティングされていない、方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを、ラミネータロールアセンブリを用い、互いに対して断続的にプレスすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを、ラミネータロールアセンブリを用い、互いに対して断続的にプレスすることを含む、方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の方法において、
前記ラミネータロールアセンブリは、一対のローラを備え、その少なくとも一方は所定長さの開口部を有する、方法。
前記ラミネータロールアセンブリは、一対のローラを備え、その少なくとも一方は所定長さの開口部を有する、方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法において、
各開口部の前記所定長さは、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅と同じであり、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
各開口部の前記所定長さは、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅と同じであり、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
【請求項15】
請求項１３に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部が、前記ローラの回転中に、前記ローラによりプレスされないように、前記ローラの少なくとも１つの前記開口部を、除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部と位置合わせすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部が、前記ローラの回転中に、前記ローラによりプレスされないように、前記ローラの少なくとも１つの前記開口部を、除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部と位置合わせすることを含む、方法。
【請求項16】
請求項１２に記載の方法において、
前記ラミネータロールアセンブリは、互いに隣接する１対のローラを備え、
前記結合することは、２つの前記ローラ間のギャップが該ローラの回転中に周期的に開閉するように、前記ローラの少なくとも１つを互いに対して移動させることを含む、方法。
前記ラミネータロールアセンブリは、互いに隣接する１対のローラを備え、
前記結合することは、２つの前記ローラ間のギャップが該ローラの回転中に周期的に開閉するように、前記ローラの少なくとも１つを互いに対して移動させることを含む、方法。
【請求項17】
請求項１６に記載の方法において、
前記ギャップが開いている時間は、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅に比例するように制御され、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
前記ギャップが開いている時間は、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅に比例するように制御され、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
【請求項18】
請求項１～１７のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、方法。
【請求項19】
請求項１～１８のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の片面のみに形成する、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の片面のみに形成する、方法。
【請求項20】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の反対の表面上それぞれ形成された第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の反対の表面上それぞれ形成された第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、方法。
【請求項21】
請求項２０に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに対称である、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに対称である、方法。
【請求項22】
請求項２０に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに非対称である、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに非対称である、方法。
【請求項23】
エネルギー貯蔵装置用の乾式電極であって、
金属層；及び、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部を露出するように、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム
を備える、乾式電極。
金属層；及び、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部を露出するように、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム
を備える、乾式電極。
【請求項24】
請求項２３に記載の乾式電極であって、
前記金属層の露出した前記一部は、接着剤でコーティングされておらず、前記長手方向と交差する方向に延びている、乾式電極。
前記金属層の露出した前記一部は、接着剤でコーティングされておらず、前記長手方向と交差する方向に延びている、乾式電極。
【請求項25】
請求項２４に記載の乾式電極であって、
前記接着剤は導電性接着剤層を含み、
前記導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり約１～約５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり約０．２～約１．１ｇ／ｃｍ２である、乾式電極。
前記接着剤は導電性接着剤層を含み、
前記導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり約１～約５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり約０．２～約１．１ｇ／ｃｍ２である、乾式電極。
【請求項26】
請求項２３～２５のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、乾式電極。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、乾式電極。
【請求項27】
請求項２３～２６のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方に配置されている、乾式電極。
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方に配置されている、乾式電極。
【請求項28】
請求項２７に記載の乾式電極であって、
前記複数のフィルム部は互いに等間隔を空けている、乾式電極。
前記複数のフィルム部は互いに等間隔を空けている、乾式電極。
【請求項29】
請求項２３～２８のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面にそれぞれ配置された、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、乾式電極。
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面にそれぞれ配置された、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、乾式電極。
【請求項30】
請求項２９に記載の乾式電極であって、
前記第１の電気化学的活性自立フィルムは、第１の距離だけ互いに離れた複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ互いに離れた複数の第２のフィルム部を含む、乾式電極。
前記第１の電気化学的活性自立フィルムは、第１の距離だけ互いに離れた複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ互いに離れた複数の第２のフィルム部を含む、乾式電極。
【請求項31】
エネルギー貯蔵装置であって：
第１電極；
第２電極；及び、
前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータ
を備え、
前記第１電極及び第２電極の各々は、
金属層；及び、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム
を備える、エネルギー貯蔵装置。
第１電極；
第２電極；及び、
前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータ
を備え、
前記第１電極及び第２電極の各々は、
金属層；及び、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム
を備える、エネルギー貯蔵装置。
【請求項32】
請求項３１に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記金属層の露出部に取り付けられた、電極タブをさらに備える、エネルギー貯蔵装置。
前記金属層の露出部に取り付けられた、電極タブをさらに備える、エネルギー貯蔵装置。
【請求項33】
請求項３１～３２のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記エネルギー貯蔵装置は、バッテリ、キャパシタ又はそれらの組み合わせを含む、エネルギー貯蔵装置。
前記エネルギー貯蔵装置は、バッテリ、キャパシタ又はそれらの組み合わせを含む、エネルギー貯蔵装置。
【請求項34】
請求項３３に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記バッテリは、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車又は純電気自動車で使用するためのリチウムイオンバッテリを含む、エネルギー貯蔵装置。
前記バッテリは、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車又は純電気自動車で使用するためのリチウムイオンバッテリを含む、エネルギー貯蔵装置。
【請求項35】
請求項３１～３４のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、エネルギー貯蔵装置。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、エネルギー貯蔵装置。
【請求項36】
エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法であって、
互いに反対にある第１及び第２の表面を有する金属層を準備すること；
乾燥活物質から形成された第１の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
乾燥活物質から形成された第２の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
前記金属層が前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの間に挿入されるように、前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを前記金属層と結合して、結合層を形成すること；及び、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムが、それぞれ前記金属層の前記第１及び第２の表面において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記第１の電気化学的活性自立フィルムの第１の部分及び前記第２の電気化学的活性自立フィルムの第２の部分を前記結合層から除去すること
を含む、方法。
互いに反対にある第１及び第２の表面を有する金属層を準備すること；
乾燥活物質から形成された第１の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
乾燥活物質から形成された第２の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；
前記金属層が前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの間に挿入されるように、前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを前記金属層と結合して、結合層を形成すること；及び、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムが、それぞれ前記金属層の前記第１及び第２の表面において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記第１の電気化学的活性自立フィルムの第１の部分及び前記第２の電気化学的活性自立フィルムの第２の部分を前記結合層から除去すること
を含む、方法。
【請求項37】
請求項３６に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第１及び第２の部分は、同じ長さを有する、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第１及び第２の部分は、同じ長さを有する、方法。
【請求項38】
請求項３６又は３７に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第１及び第２の部分は、異なる長さを有する、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第１及び第２の部分は、異なる長さを有する、方法。
【請求項39】
請求項３６～３８のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１の電気化学的活性自立フィルムの前記第１の部分は、同じ長さを有する複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第２の部分は、同じ長さを有し且つ前記複数の第１のフィルム部にそれぞれ面する、複数の第２のフィルム部を含み、
前記複数の第１のフィルム部の各々は第１の長さを有し、
前記複数の第２のフィルム部の各々は前記第１の長さとは異なる第２の長さを有する、方法。
前記第１の電気化学的活性自立フィルムの前記第１の部分は、同じ長さを有する複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムの前記第２の部分は、同じ長さを有し且つ前記複数の第１のフィルム部にそれぞれ面する、複数の第２のフィルム部を含み、
前記複数の第１のフィルム部の各々は第１の長さを有し、
前記複数の第２のフィルム部の各々は前記第１の長さとは異なる第２の長さを有する、方法。
【請求項40】
請求項３９に記載の方法において、
前記複数の第１のフィルム部の各々は、少なくとも一部で、前記複数の第２のフィルム部の対応する１つと垂直方向に重なる、方法。
前記複数の第１のフィルム部の各々は、少なくとも一部で、前記複数の第２のフィルム部の対応する１つと垂直方向に重なる、方法。
【請求項41】
請求項３６に記載の方法において、
前記結合することは、互いに隣接する第１及び第２のローラを備えるラミネータロールアセンブリで実行し、前記結合することは以下を含む、方法：
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを挿入し、前記第１のローラが前記第１の電気化学的活性自立フィルムに面し、前記第２のローラが前記第２の電気化学的活性自立フィルムに面するように、前記第１及び第２のローラ間に前記金属層を挿入すること；
前記第１のローラと前記第１の電気化学的活性自立フィルムとの間のギャップが第１の時間で周期的に開閉され、前記第２のローラと前記第２の電気化学的活性自立フィルムとの間のギャップが、第２の時間で周期的に開閉されるように、前記第１及び第２のローラを互いに対して移動させること、ここで前記第１及び第２の時間は互いに異なる；及び、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを、前記第１及び第２のローラを用いて前記金属層にラミネートして、前記結合層を生成すること。
前記結合することは、互いに隣接する第１及び第２のローラを備えるラミネータロールアセンブリで実行し、前記結合することは以下を含む、方法：
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを挿入し、前記第１のローラが前記第１の電気化学的活性自立フィルムに面し、前記第２のローラが前記第２の電気化学的活性自立フィルムに面するように、前記第１及び第２のローラ間に前記金属層を挿入すること；
前記第１のローラと前記第１の電気化学的活性自立フィルムとの間のギャップが第１の時間で周期的に開閉され、前記第２のローラと前記第２の電気化学的活性自立フィルムとの間のギャップが、第２の時間で周期的に開閉されるように、前記第１及び第２のローラを互いに対して移動させること、ここで前記第１及び第２の時間は互いに異なる；及び、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを、前記第１及び第２のローラを用いて前記金属層にラミネートして、前記結合層を生成すること。
【請求項42】
請求項４１に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの各々は、電気化学的活性自立フィルムのロールから形成し、
前記金属層は、金属箔のロールから形成し、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記ロール及び前記金属箔の前記ロールは、活性自立フィルム及び前記金属層が前記第１及び第２のローラ間に挿入され且つ前記第１及び第２のローラによってプレスされるときに、同時に巻きが解かれる。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの各々は、電気化学的活性自立フィルムのロールから形成し、
前記金属層は、金属箔のロールから形成し、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの前記ロール及び前記金属箔の前記ロールは、活性自立フィルム及び前記金属層が前記第１及び第２のローラ間に挿入され且つ前記第１及び第２のローラによってプレスされるときに、同時に巻きが解かれる。
【請求項43】
請求項３６に記載の方法において、
前記結合することは、１組の第１及び第２のローラと、互いに離れた１組の第３及び第４のローラとを備える、ラミネータロールアセンブリで実行し、
前記結合することは、以下を含む、方法：
前記第１の電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層を、前記１組の第１及び第２のローラに挿入すること、ここで、前記第１のローラは第１の開口部を有し、前記第２のローラは開口部を有さない；
前記１組の第１及び第２のローラを用いて、前記第１の電気化学的活性自立フィルムを前記金属層にラミネートして、ラミネート層を生成すること；
前記第３のローラが前記ラミネート層の前記第１の電気化学的活性自立フィルムに面し、前記第４のローラが前記第２の電気化学的活性自立フィルムに面するように、前記ラミネート層と前記第２の電気化学的活性自立フィルムとを、前記１組の第３及び第４のローラ間に挿入すること、ここで、前記第４のローラは第２の開口部を有し、前記第３のローラは開口部を有さず、前記第１及び第２の開口部は周方向長さが異なっており、前記金属層の反対側に面する；及び、
前記１組の第３及び第４のローラを用い、前記第２の電気化学的活性自立フィルムを前記ラミネート層の前記金属層にラミネートして、前記結合層を生成すること。
前記結合することは、１組の第１及び第２のローラと、互いに離れた１組の第３及び第４のローラとを備える、ラミネータロールアセンブリで実行し、
前記結合することは、以下を含む、方法：
前記第１の電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層を、前記１組の第１及び第２のローラに挿入すること、ここで、前記第１のローラは第１の開口部を有し、前記第２のローラは開口部を有さない；
前記１組の第１及び第２のローラを用いて、前記第１の電気化学的活性自立フィルムを前記金属層にラミネートして、ラミネート層を生成すること；
前記第３のローラが前記ラミネート層の前記第１の電気化学的活性自立フィルムに面し、前記第４のローラが前記第２の電気化学的活性自立フィルムに面するように、前記ラミネート層と前記第２の電気化学的活性自立フィルムとを、前記１組の第３及び第４のローラ間に挿入すること、ここで、前記第４のローラは第２の開口部を有し、前記第３のローラは開口部を有さず、前記第１及び第２の開口部は周方向長さが異なっており、前記金属層の反対側に面する；及び、
前記１組の第３及び第４のローラを用い、前記第２の電気化学的活性自立フィルムを前記ラミネート層の前記金属層にラミネートして、前記結合層を生成すること。
【請求項44】
請求項４１に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの各々は、電気化学的活性自立フィルムのロールから形成され、前記金属層は、金属箔のロールから形成され、前記第２の電気化学的活性自立フィルムの前記ロールの巻きが解かれる前に、前記第１の電気化学的活性自立フィルムの前記ロール及び前記金属箔の前記ロールの巻きが解かれる、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの各々は、電気化学的活性自立フィルムのロールから形成され、前記金属層は、金属箔のロールから形成され、前記第２の電気化学的活性自立フィルムの前記ロールの巻きが解かれる前に、前記第１の電気化学的活性自立フィルムの前記ロール及び前記金属箔の前記ロールの巻きが解かれる、方法。
【請求項45】
請求項３６に記載の方法において、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、硫黄を含む、方法。
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、硫黄を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０１９年１１月５日に出願された米国特許出願番号１６／６７５，０１２、及び２０１８年１１月８日に米国特許商標庁に出願された仮出願番号６２／７５７，６０９の利益に対する優先権を主張し、その全体の内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
記載する技術は、概してエネルギー貯蔵装置に関し、特に、エネルギー貯蔵装置用の断続的コーティング乾式電極及びその断続的コーティング乾式電極を備えるエネルギー貯蔵装置を、製造する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
関連技術の説明
電気エネルギー貯蔵セルは、電子、電気機械、電気化学及び他の有用なデバイス、例えばハイブリッド車、プラグインハイブリッド車及び純粋な電気自動車、に電力を供給するために広く使用されている。このようなセルには、一次化学セル及び二次（再充電可能）セルなどのバッテリ、燃料電池及びウルトラキャパシタを含む様々な種類のキャパシタが含まれる。キャパシタやバッテリなどのエネルギー貯蔵装置の動作電力及びエネルギーを増やすことは、エネルギー貯蔵を強化し、電力性能を高め、現実世界の使用ケースを拡大するために望ましい。
電気エネルギー貯蔵セルは、電子、電気機械、電気化学及び他の有用なデバイス、例えばハイブリッド車、プラグインハイブリッド車及び純粋な電気自動車、に電力を供給するために広く使用されている。このようなセルには、一次化学セル及び二次（再充電可能）セルなどのバッテリ、燃料電池及びウルトラキャパシタを含む様々な種類のキャパシタが含まれる。キャパシタやバッテリなどのエネルギー貯蔵装置の動作電力及びエネルギーを増やすことは、エネルギー貯蔵を強化し、電力性能を高め、現実世界の使用ケースを拡大するために望ましい。
【発明の概要】
【0004】
記載する技術を要約する目的で、記載する技術の特定の目的及び利点を本明細書に記載する。そのような目的又は利点のすべてが、記載された技術の特定の実施形態で達成されるわけではない。したがって、例えば、当業者は、本明細書で教示される１つの利点又は利点群を、教示され又は示唆されるような他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、達成し又は最適化するような方法で、記載された技術が具体化され又は実施され得ることを認識するであろう。
【0005】
発明の一態様は、エネルギー貯蔵装置用の、断続的コーティング乾式電極である。
【0006】
他の態様は、エネルギー貯蔵装置用の断続的コーティング乾式電極の製造方法である。
【0007】
他の態様は、断続的コーティング乾式電極を備えるエネルギー貯蔵装置である。
【0008】
他の態様は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法であって、以下を含む方法である：金属層を準備すること；乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムを準備すること；結合層を形成するために、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを結合すること；及び、前記電気化学的活性自立フィルムが、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、前記結合層から除去すること。
【0009】
他の態様は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極であって、以下を備える：金属層；及び、乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム。
【0010】
他の態様は、エネルギー貯蔵装置であって、以下を備える：第１電極；第２電極；及び
、前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータ、ここで、前記第１電極及び第２電極の各々は、以下を含む；金属層；及び、乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム。
、前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータ、ここで、前記第１電極及び第２電極の各々は、以下を含む；金属層；及び、乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルム。
【0011】
他の態様は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法であって、以下を含む：金属層を準備すること；乾燥活物質から形成された第１の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；乾燥活物質から形成された第２の電気化学的活性自立フィルムを準備すること；前記金属層が前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの間に挿入されるように、前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを前記金属層と結合して、結合層を形成すること；及び、前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの各々が、前記金属層において、前記金属層の長手方向に断続的に形成されるように、前記第１の電気化学的活性自立フィルムの第１の部分及び前記第２の電気化学的活性自立フィルムの第２の部分を前記結合層から除去すること。
【0012】
一態様の性質はいずれも、本明細書で特定されるすべての態様に適用可能である。さらに、一態様のいずれの性質も、独立して、部分的又は全体的に本明細書に記載する他の態様と任意の方法で組み合わせることができ、例えば、１つ、２つ又は３つ以上の態様を全体的に又は部分的に組み合わせることができる。さらに、一態様の性質のいずれも、他の態様で任意選択できる。エネルギー貯蔵装置又はエネルギー貯蔵装置用の乾式電極を製造する方法のあらゆる態様は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極又はエネルギー貯蔵装置の他の態様を含み得る。そして、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極又はエネルギー貯蔵装置のあらゆる態様は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極又はエネルギー貯蔵装置の製造方法を実施するように構成し得る。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書では、エネルギー貯蔵装置で使用する乾式電極の様々な実施形態を提供する。特に、特定の実施形態では、本明細書に開示されるエネルギー貯蔵装置は、断続的コーティング乾式電極を備える。例えば、記載された技術は、電極の幅にわたって設計された集電体を伴う円筒状に巻かれたセルで使用するための、断続的パターンを含むように乾式電極をコーティングする能力を提供し得る。また、そのような断続的コーティング乾式電極の、製造方法も提供する。開示された実施形態は、エネルギー貯蔵装置用のシンプルな費用効果の高い、電極のコーティング手順を提供し得る。
【0015】
リチウムイオンバッテリなどのエネルギー貯蔵装置は、多くの商用及び産業用、例えば消費者用装置、生産用装置及びバッテリで駆動される車両、における電源として信頼されてきた。しかし、エネルギー貯蔵装置に対する需要は継続的かつ急速に拡大している。例えば、自動車業界では、プラグインハイブリッド車及び純粋な電気自動車など、コンパクトで効率的なエネルギー貯蔵に依存した自動車を開発している。リチウムイオンバッテリは、将来の需要を満たすのに適している。
【0016】
エネルギー貯蔵装置の貯蔵能力の主要なコンポーネントは電極である。電極の電気化学的能力、例えばバッテリ電極の容量及び効率は、様々な要因に支配される。例えば、活物質、バインダ及び添加剤の分布；活物質の粒子サイズや表面積など、含まれる材料の物理的特性；活物質の表面特性；及び、密度、気孔率、凝集性、導電性要素への接着性等の電極フィルムの物理的特性である。従来、乾式処理方法では、高剪断及び／又は高圧処理ステップにより、電極フィルム材料を分解し及び混合しており、これは、湿式プロセスで製造された電極フィルムよりも構造上の利点を付与し得る。
【0017】
図１は、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極を製造するプロセス１０を示すブロック図である。本明細書で使用する「乾式」という用語は、電解質の最終含浸ステップ以外の、本明細書に記載する処理ステップにおける、電極の混合及びコーティングの処理において、液相溶媒及び添加剤を使用しないことを意味する。図１に示すプロセス１０は、乾燥活物質粒子１２、乾燥導電性粒子１４及び乾燥バインダ粒子１６の、乾燥混合１８を行い、乾燥混合物を形成することにより開始する。さらに、乾燥導電性粒子２１及び乾燥バインダ
粒子２３の乾燥混合１９も行い、オプションの乾燥フィブリル化ステップ２６又は２９に提供できる乾燥混合物を形成する。乾燥混合物は、例えばジェットミル（図示しない）を用いて乾燥フィブリル化ステップ２０でフィブリル化する。乾燥フィブリル化ステップ２０の間、乾燥混合物を物理的に引き伸ばして薄いウェブ状繊維のネットワークを形成するために、乾燥混合物に高剪断力を加える。乾燥供給工程２２又は２９では、工程１９及び２０で形成された乾燥粒子のそれぞれの別個の混合物は、乾燥フィルムを形成するためにそれぞれの容器（図示しない）に供給される。乾燥フィルムはその後、ロールミル又はカレンダ２４により乾燥圧縮され且つカレンダ加工され、埋め込まれた／混合された乾燥フィルム又は自己支持型電極フィルム（又は電気化学的活性自立フィルム）を提供する。埋め込まれた／混合された乾燥フィルムは、集電体（例えば、金属箔）２８に付着され又は結合される。乾燥フィルムを形成する材料の種類及び集電体を形成する材料を含む、埋め込まれた／混合された乾燥フィルムを製造するより詳細なプロセスは、米国特許第７，３５２，５５８号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
粒子２３の乾燥混合１９も行い、オプションの乾燥フィブリル化ステップ２６又は２９に提供できる乾燥混合物を形成する。乾燥混合物は、例えばジェットミル（図示しない）を用いて乾燥フィブリル化ステップ２０でフィブリル化する。乾燥フィブリル化ステップ２０の間、乾燥混合物を物理的に引き伸ばして薄いウェブ状繊維のネットワークを形成するために、乾燥混合物に高剪断力を加える。乾燥供給工程２２又は２９では、工程１９及び２０で形成された乾燥粒子のそれぞれの別個の混合物は、乾燥フィルムを形成するためにそれぞれの容器（図示しない）に供給される。乾燥フィルムはその後、ロールミル又はカレンダ２４により乾燥圧縮され且つカレンダ加工され、埋め込まれた／混合された乾燥フィルム又は自己支持型電極フィルム（又は電気化学的活性自立フィルム）を提供する。埋め込まれた／混合された乾燥フィルムは、集電体（例えば、金属箔）２８に付着され又は結合される。乾燥フィルムを形成する材料の種類及び集電体を形成する材料を含む、埋め込まれた／混合された乾燥フィルムを製造するより詳細なプロセスは、米国特許第７，３５２，５５８号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0018】
前記の製造される自己支持型乾燥電極フィルムは、湿式プロセスにより製造される典型的な電極フィルムと比較して改善された特性を提供し得る。例えば、本明細書で提供される乾燥電極フィルムは、改善されたフィルム強度、改善された凝集性、改善された接着性、改善された電気的性能又は低減された欠陥の発生率のうちの１つ以上を提供し得る。欠陥は、電極フィルムの穴、亀裂、表面ピットを含み得る。接着性は、集電体への接着性であってもよい。電気的性能は、比容量であってもよい。フィルム強度は引張強度であってもよい。
【0019】
本明細書で提供する材料及び方法は、様々なエネルギー貯蔵装置に実装できる。本明細書で提供するように、エネルギー貯蔵装置は、キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）、ウルトラキャパシタ、リチウムイオンバッテリなどのバッテリ又は前記の２つ以上の態様を組み合わせたハイブリッドエネルギー貯蔵装置であってもよい。
【0020】
図２～４は、乾式電極の一例の製造プロセスを示す。この乾式電極の例は、アノード又はカソードであり得る。図２を参照すると、電気化学的活性自立フィルム３４が金属箔３０の上に配置されている。電気化学的活性自立フィルム３４は、電気化学的に活性な材料から形成されてもよい。電気化学的活物質は、アノード活物質又はカソード活物質であり得る。アノード活物質は、例えば、グラファイト、シリコン、スズ、チタン酸リチウム、リチウム金属、リチウム合金化合物又はこれらの組成物から誘導される複合体を含み得る。カソード活物質は、例えば、ニッケルマンガンコバルト酸化物（ＮＭＣ）、ニッケルコバルトアルミニウム酸化物（ＮＣＡ）、リチウムコバルト酸化物（ＬＣＯ）、リチウムリン酸鉄（ＬＦＰ）、活性炭、リチウムマンガン酸化物（ＬＭＯ）、リチウムニッケルマンガン酸化物（ＬＮＭＯ）、硫化鉄、硫黄又はこれらの組成物に由来する複合体を含み得る。金属箔３０は、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼又はそれらの組み合わせから形成し得る。この段落の説明は、残りの実施形態に当てはまる。
【0021】
金属箔３０は、連続的に接着剤でコーティングされた金属箔部３２と非コーティング金属箔部３６とを含む。連続的に接着剤でコーティングされた金属箔部３２は、金属箔３０の長手方向に連続して接着剤でコーティングされている。電気化学的活性自立フィルム３４は、接着剤でコーティングされた金属箔部３２の大部分に配置し得る。活性自立フィルム３４は、また、図２に示すように、非コーティング金属箔部３６の一部にも、配置し得る。いくつかの実施形態では、活性自立フィルム３４は、非コーティング金属箔部３６のどの部分にも配置されなくてもよい（図示しない）。活性自立フィルム３４及び接着剤でコーティングされた金属箔部３２に熱及び／又は圧力を加えた後、活性自立フィルム３４を接着剤でコーティングされた金属箔部３２にラミネートする（図３）。図３のラミネートされたフィルムは、付着していない電気化学的活性自立フィルム４２の領域と、コーテ
ィング金属箔４４にラミネートされたフィルムの領域とを含む。活性自立フィルム３４に直接付着していない、接着剤でコーティングされた金属箔部３２は、例えば、剥離またな切断より除去し得る。次いで、連続的に接着剤でコーティングされた乾式電極４６が形成される（図４）。図４の乾式電極４６は、乾式電極４６を、最終的な電気装置の内部に配置された電極タブなどの他の電気部品に電気的に接続するために使用できる非コーティング金属箔部４８を含む。非コーティング箔部４８のサイズ又は寸法は、一般に、最終乾式電極４６の重要な部分を構成する。すなわち、連続的に接着剤でコーティングされた乾式電極４６の寸法は、非コーティング部４８の寸法によって制限される場合がある。
ィング金属箔４４にラミネートされたフィルムの領域とを含む。活性自立フィルム３４に直接付着していない、接着剤でコーティングされた金属箔部３２は、例えば、剥離またな切断より除去し得る。次いで、連続的に接着剤でコーティングされた乾式電極４６が形成される（図４）。図４の乾式電極４６は、乾式電極４６を、最終的な電気装置の内部に配置された電極タブなどの他の電気部品に電気的に接続するために使用できる非コーティング金属箔部４８を含む。非コーティング箔部４８のサイズ又は寸法は、一般に、最終乾式電極４６の重要な部分を構成する。すなわち、連続的に接着剤でコーティングされた乾式電極４６の寸法は、非コーティング部４８の寸法によって制限される場合がある。
【0022】
図５～７は、一実施形態に係る、断続的コーティング乾式電極の一例を製造するプロセスを示す。図５を参照すると、電気化学的活性自立フィルム５６が金属箔５８に配置されている。金属コイル５８は、その長手方向に接着剤又は接着剤層（図示しない）で不連続的に又は断続的にコーティングされている。接着剤層は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル、フルオロポリマー、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、カーボン若しくはこれらの組み合わせなどの熱可塑性樹脂又は接着剤の１つ以上から形成されていてもよい。接着剤層は導電性であってもよい（例えば、カーボン接着層）。導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり約１～約５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり約０．２～約１．１ｇ／ｃｍ２であってもよい。前記コーティング重量及び密度は、自立活性フィルムの機械的に頑丈な付着と低コストとの間の最適なバランスを提供し得る。例えば、導電性接着剤層を薄くでき（最小の積載重量）、密度をできるだけ小さくできる（最小の炭素接着剤の使用）。これらの重量及び密度の値は単なる例であり、他の重量及び密度の値であってもよい。これは、残りの実施形態にも当てはまる。金属コイル５８は、コーティング部５２（又は断続的に接着剤でコーティングされた金属箔部）及び非コーティング部５４（又は非コーティング金属箔部）を含む。非コーティング部５４は、接着剤でコーティングされた部分５２の間に介在する。非コーティング部５４は、金属箔５８の長手方向の、金属箔５８の中央付近に位置し得るが、非コーティング部５４の位置は限定されない。不連続的にコーティングされた金属箔５８は、例えば、グラビアロールコーティング又はスロットダイコーティング又はスクリーン印刷又はレーザージェット印刷により製造できる。
【0023】
熱及び／又は圧力を積層された層（５８、５６）に加えた後、活性自立フィルム５６を接着剤でコーティングされた金属箔部５２にラミネートする（図６）。図６のラミネートフィルムは、付着していない電気化学的活性自立フィルムの領域６２と、コーティング金属箔にラミネートされたフィルムの領域６４とを含む。付着していない電気化学的活性自立フィルムの領域６２は、図６に示す活性自立フィルム５６の上部と中央部とを含む（図６の上部領域に示される２つの矢印を参照）。コーティング金属箔にラミネートされたフィルムの領域６４は、接着剤でコーティングされた金属箔部５２と垂直方向に重なる活性自立フィルム５６の左部と右部とを含む（図６の下部領域に示される２つの矢印を参照）。
【0024】
非コーティング金属箔部５４と垂直方向に重なる活性自立フィルムの一部５６を除去した後、不連続的に又は断続的コーティング乾式電極７２が形成される（図７）。付着していない自立フィルムの重なり部分６２の剥離／切取り又は除去は、例えば、エアナイフ及び／又は真空で行い得る。非コーティング金属箔部５４は、接着剤でコーティングされておらず、活性自立フィルム５６の対応する部分に接着していないので、自立フィルムの重なった部分は、図２～４に示す連続的に接着剤でコーティングされた電極に比べ容易に除去できる。乾式電極７２は、互いに不連続的に又は断続的に形成された２つの活性自立フィルムの部分６４ａ及び６４ｂを含む。乾式電極７２は、電極７２を電極タブなどの他の要素に電気的に接続するために使用される非コーティング箔部５４を含む。非コーティン
グ部５４の寸法は、図４の連続的にコーティングされた乾式電極４６の非コーティング部４８よりも実質的に小さくてもよい。例えば、非コーティング箔部５４の幅は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０ｍｍであってもよく、又はこれらの値のいずれか２つの間の範囲内の任意の幅であってもよい。他の実施形態では、非コーティング箔部５４の幅は、５～１０、１０～２０、２０～３０、３０～４０又は４０～５０ｍｍ以上であってもよい。このようにして、図５～図７に示す実施形態は、シンプル且つ費用効果の高い、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造手順を提供できる。
グ部５４の寸法は、図４の連続的にコーティングされた乾式電極４６の非コーティング部４８よりも実質的に小さくてもよい。例えば、非コーティング箔部５４の幅は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０ｍｍであってもよく、又はこれらの値のいずれか２つの間の範囲内の任意の幅であってもよい。他の実施形態では、非コーティング箔部５４の幅は、５～１０、１０～２０、２０～３０、３０～４０又は４０～５０ｍｍ以上であってもよい。このようにして、図５～図７に示す実施形態は、シンプル且つ費用効果の高い、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造手順を提供できる。
【0025】
図８～１０は、他の実施形態に係る、一例としての乾式電極を製造するプロセスを示す。図８には、電気化学的活性自立フィルム８０を示す。活性自立フィルム８０は、図２に示す活性自立フィルム３４及び図５に示す活性自立フィルム５６よりも長くてもよい。図９は、金属箔９０を示す。金属箔９０は、図９に示すように、接着剤で長手方向に不連続的に又は断続的にコーティングされている。活性自立フィルム８０は、寸法が金属箔９０と同等であってもよい。金属コイル９０は、コーティング部９２（又は断続的に接着剤でコーティングされた金属箔部）及び非コーティング部９４（又は非コーティング金属箔部）を含む。コーティング部分９及び非コーティング部９４は、図９に示すように、交互に形成されている。不連続的にコーティングされた金属箔部９２は、例えば、グラビアロールコーティング、スロットダイコーティング、スクリーン印刷又はレーザージェット印刷により、金属箔９０に（前記のように）接着剤で断続的にコーティングして形成できる。
【0026】
図９及び図１０において、ｘは、金属箔９０の長手方向で測定された非コーティング金属箔部９４各々の幅を表し、ｙは、長手方向で測定されたコーティング金属箔部９２／１０２各々の幅を表す。図９には、３組のコーティング部９２及び非コーティング部９４のみが示されているが、さらに多くのコーティング部と非コーティング部とのペアを形成してもよい（図示しない）。それらのより多くのペアは、交互に形成し得る。ｘ／ｙの比は、コーティング部の幅が非コーティング部のその値よりも大きくなるように、ｙが典型的にはｘよりも大きい、あらゆる値であってよいことを理解されたい。一実施形態では、以下でより十分に議論するように、幅ｙは、ラミネートフィルムがロール状電極フォーマット（ａ ｒｏｌｌｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｏｒｍａｔ）に巻かれるときに、各非コーティング部９４が互いに整列するように、最終電極巻線の円周に関連している。
【0027】
図５及び図６と同様に、活性自立フィルム８０を、金属箔９０の断続的に接着剤でコーティングされた金属箔部９２及び非コーティング金属箔部９４の上に配置した後、活性自立フィルム８０が、接着剤でコーティングされた金属部９２にラミネートされるように、熱及び／又は圧力を積層された層（８０、９０）に加えてもよい。ここでも、活性自立フィルム８０は、接着剤が形成されていない非コーティング金属箔部９４に接着されなくてもよく又は非常に弱く付着していてもよい。図９では、非コーティング金属箔部９４が３つ設けられているので、図１０のラミネートフィルム１００は、最初は、３つの非コーティング金属箔部９４とそれぞれ垂直方向に重なる活性自立フィルム８０の３つの部分（図示せず）を含む（３つの部分が除去される前）。活性自立フィルム８０の重なった部分を除去した後、不連続的に又は断続的コーティング乾式電極１００が形成される（図１０）。活性自立フィルム８０の重なった部分の剥離又は除去は、図５～図７の実施形態に関連する前記議論と同様の方法で行い得る。
【0028】
電極１００は、断続的コーティング部１０２及び非コーティング箔部９４を含む。非コーティング箔部９４の少なくとも１つは、電極１００を電極タブなどの他の要素に電気的に接続するために用い得る。非コーティング部９４各々の寸法は、図４の連続的にコーティングされた乾式電極４６の非コーティング部４８よりも実質的に小さくてもよい。このようにして、図８～図１０に示される実施形態は、シンプル且つ費用効果の高い、エネル
ギー貯蔵装置用の乾式電極の製造手順を提供できる。
ギー貯蔵装置用の乾式電極の製造手順を提供できる。
【0029】
図１１～図１３は、他の実施形態に係る、一例としての乾式電極を製造するプロセスを示す。図１１には、電気化学的活性自立フィルム１１０と、接着剤でコーティングされていない金属箔１２０とを示す。活性自立フィルム１１０は、図８に示す活性自立フィルム８０と同じ寸法を有していてもよい。図１２のラミネータロールの手順を行う前に、活性自立フィルム１１０を非コーティング金属箔１２０上に配置し、それと位置合わせする。活性自立フィルム１１０及び非コーティング金属箔１２０の両方を説明する目的で、図１１は、２つの要素１１０及び１２０が互いにわずかにずれているように示しているが、要素１１０及び１２０は、ラミネータロール手順の前に位置合わせする。
【0030】
図１２を参照すると、活性自立フィルム１１０及び非コーティング金属箔１２０は、ラミネータロールアセンブリ１３０に挿入され、ラミネートされる。ラミネータロールアセンブリ１３０は、一対のローラ１３２及び１３４を備える。ローラ１３２及び１３４は、実質的に同じ直径を有し得る。ローラ１３２及び１３４は、ローラ１３２及び１３４の両方により実質的に均一な圧力がその積層された層（１１０、１２０）に加えられるように、同じ材料又は同じ若しくは同等レベルの硬度を有する異なる材料から形成されてもよい。ローラ１３２及び１３４は、それぞれ開口部１３６及び１３８を有する。開口部１３６及び１３８は、同じ寸法を有し得る。一実施形態では、開口部１３６及び１３８は、同じ幅又は周方向長さ（ｘ）及び同じ深さを有し得る。他の実施形態では、開口部１３６及び１３８は、同じ幅（ｘ）を有し得るが、異なる深さを有し得る。開口部１３６及び１３８各々の幅（ｘ）は、図１３に示す非コーティング金属箔部１４４各々の幅と同じである。ローラ１３２及び１３４の残りの部分の長さ（ｙ）は、図１３に示す断続的コーティング部１４２各々の幅と同じである。
【0031】
ラミネートローラ１３２及び１３４の各々は、断続的コーティング部１４２及び非コーティング金属箔部１４４の必要な寸法に応じて、ｘ及びｙの異なる寸法を有し得ることを当業者は理解するであろう。例えば、非コーティング金属箔部の幅（ｘ）が大きいほど、その開口部の周方向長さも大きくなる。対照的に、非コーティング金属箔部各々の幅（ｘ）が小さいほど、その開口部の周方向長さも小さくなる。ｘの寸法が決まると、残りの部分の寸法（ｙ）が自動的に決まる。
【0032】
図１２のラミネート手順中、ローラ１３２及び１３４は、図１２に示すように開口部１３６及び１３８が互いに整列するように、互いに隣接するように配置される。ローラ１３２及び１３４間に積層された層（１１０、１２０）を挿入すると、積層された層（１１０、１２０）は開口部１３６及び１３８においてはローラ１３２、１３４によりプレス（加圧）されないので、その２つの層（１１０、１２０）は開口部１３６及び１３８を通過する部分以外で互いにラミネートされる。活性自立フィルム１１０のプレスされていない部分は、図１３に示されるように断続的コーティング乾式電極１４０を形成するように剥離し得る。剥離手順は、前記の実施形態に関して説明したのと同じ方法で行い得る。
【0033】
図１２のローラ１３２及び１３４の各々には開口部があるが、ローラ１３２及び１３４の一方のみに開口部を設けてもよい。この実施形態では、ラミネートロール手順中、その２つの層（１１０、１２０）のうちの１つだけが、開口部領域でローラ１３２及び１３４と直接接触する。
【0034】
他の実施形態では、ローラ１３２及び１３４の各々は、複数の開口部（図示せず）を含み得る。この実施形態では、各ローラは、図１２に示すローラ１３２及び１３４よりも大きな寸法を有していてもよい。例えば、ローラ１３２、１３４の各々には、互いに離れた２つ以上の開口部が形成されている。これらのローラは、同じ寸法及び同じ数の開口部を
有し得る。さらに、各ローラの開口部は、ｘ領域を形成する活性自立フィルム１１０の同じ部分がいずれかのローラに直接プレスされないように、ラミネートロール手順中に互いに周方向に位置合わせしてもよい。各開口部の長さは、非コーティング金属箔部１４４各々の幅（ｘ）と同じであり得る。隣接する開口部間の距離は、断続的コーティング部１４２各々の幅（ｙ）と同じであり得る。この実施形態では、ラミネート手順及び剥離手順をより効率的に行うことができる。
有し得る。さらに、各ローラの開口部は、ｘ領域を形成する活性自立フィルム１１０の同じ部分がいずれかのローラに直接プレスされないように、ラミネートロール手順中に互いに周方向に位置合わせしてもよい。各開口部の長さは、非コーティング金属箔部１４４各々の幅（ｘ）と同じであり得る。隣接する開口部間の距離は、断続的コーティング部１４２各々の幅（ｙ）と同じであり得る。この実施形態では、ラミネート手順及び剥離手順をより効率的に行うことができる。
【0035】
上記の乾式電極の製造手順は、片側コーティング電極、両側コーティング電極及びオフセットコーティング電極又は非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート（図１７～図２０に関して説明する、一方側と他方側とで断続するパターンが異なる両側コーティング電極）に適用できる。両側コーティング電極では、一方側の断続するパターンを反対側のそれと対称にしてもよい。
【0036】
図１４～図１６は、他の実施形態に係る、一例としての乾式電極を製造するプロセスを示す。図１４には、接着剤でコーティングされていない電気化学的活性自立フィルム１５０及び金属箔１６２が示されている。活性自立フィルム１５０は、図１１に示す活性自立フィルム１１０と同じ寸法を有し得る。図１５のラミネータロール手順を行う前に、活性自立フィルム１５０を非コーティング金属箔１６２の上に置き、それと位置合わせする。
【0037】
図１５を参照すると、活性自立フィルム１５０及び非コーティング金属箔１６２は、ラミネータロールアセンブリ１７０に挿入され、ラミネートされる。ラミネートロールアセンブリ１７０は、一対のローラ１７５及び１７７を備える。ローラ１７５及び１７７は、実質的に同じ直径を有し得る。ローラ１７５及び１７７は、ローラ１７５及び１７７の両方により実質的に均一な圧力が積層された層（１５０、１６２）に加えられるように、同じ材料又は同等レベルの硬度を有する異なる材料から形成され得る。
【0038】
ローラ１７５及び１７７の相対位置（例えば、垂直位置）は、ローラ１７５及び１７７が回転している間、それらの間のギャップ（間隔）が周期的に開閉するように制御されてもよい。図１５において、参照番号１７２及び１７６は閉じたギャップを示し、参照番号１７４は開いたギャップを示す。一実施形態では、図１６に示す断続的コーティング乾式電極１８０の断続する周期は、寸法ｘ及び寸法ｙが生じる２つの層１５０及び１６２に加えられる圧力の時間に支配される。この実施形態では、自立フィルム１５０が金属箔１６２に付着する寸法ｙは、ローラ１７５及び１７７の閉じているときに生じる（図１５の１７２及び１７６を参照）。図１６に示す断続的コーティング部１８４の長さ（ｙ）又は幅は、ローラ１７５及び１７７が閉じている（１７２、１７６）の時間に比例し得る。例えば、ローラ１７５及び１７７の閉じている時間が長いほど、長さｙもまた長くなり、その逆も真である。さらに、自立フィルム１５０が金属箔１６２に付着していない（単に置かれている）ところの寸法ｘは、ローラ１７５及び１７７が開いているときに生じる（図１５の１７４を参照）。隣接する断続的コーティング部１８４間の長さ（ｘ）は、ローラ１７５及び１７７が開いている（１７４）時間に比例し得る。例えば、ローラ１７５及び１７７が開いている（１７４）時間が長いほど、長さｘは大きくなり、その逆もまた真である。一実施形態では、ローラ１７５及び１７７の両方が動かされて、それらの間のギャップを開閉する。他の実施形態では、ローラ１７５及び１７７の一方のみが移動して、それらの間のギャップが開閉する。
【0039】
ローラ１７５及び１７７のギャップが閉じると（１７２、１７６）、積層された層（１５０及び１６２）はローラ１７５及び１７７によってプレスされ、互いにラミネートされる。ローラ１７５と１７７のギャップが開いているとき（１７４）、積層された層（１５０及び１６２）はローラ１７５及び１７７によってプレスされず、したがって互いにラミネートされない（すなわち、単に重ね合わされる）。活性自立フィルム１５０のプレスさ
れていない部分が除去され、図１６に示すように、断続的コーティング乾式電極１８０が形成される。除去手順は、前記実施形態に関して説明したのと同様の方法で実行できる。このようにして、ラミネート手順及び除去手順をより効率的に行い得る。
れていない部分が除去され、図１６に示すように、断続的コーティング乾式電極１８０が形成される。除去手順は、前記実施形態に関して説明したのと同様の方法で実行できる。このようにして、ラミネート手順及び除去手順をより効率的に行い得る。
【0040】
前記の乾式電極製造手順は、片側コーティング電極、両側コーティング電極及びオフセットコーティング電極又は非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート（図１７～図２０で説明する、一方側と他方側とで断続的パターンが異なる両側コーティング電極）に適用できる。
【0041】
図１７及び図１８は、一実施形態に係る、ラミネータロールアセンブリ３２０を用いて非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３００を製造するプロセスを示す。図１７は、一実施形態に係る、図１８に示す非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３００を製造するラミネータロールアセンブリ３２０を示す。図１８は、一実施形態に係る、図１７に示すラミネータロールアセンブリ３２０により製造された非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３００を示す断面図である。図１４～図１６に関して前記説明のように及び図１８に示すように、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３００（又はオフセットコーティング乾式電極）は、一方側が他方側とは異なる断続的パターンを有する両側電極である。
【0042】
図１７を参照すると、ラミネータロールアセンブリ３２０は、上部及び下部ラミネータローラ３０７及び３０９を備える。ロールアセンブリ３２０は、第１のフィルムロール３０４、第２のフィルムロール３０６及び接着金属箔３０５のロールを受け取る。第１のフィルムロール３０４は、図１８に示す第１の断続的乾燥ラミネート３０１用の電気化学的活性自立フィルム用のロールを示す。第２のフィルムロール３０６は、図１８に示す第２の断続的乾燥ラミネート３０２用の電気化学的活性自立フィルムのロールを示す。接着金属箔ロール３０５は、図１８に示す非対称断続的コーティング接着金属箔３０３のロールを示す。接着金属箔ロール３０５は、ロールアセンブリ３２０に挿入されるとき、第１及び第２のフィルムロール３０４及び３０６間に挿入される。第１のフィルムロール３０４、金属箔ロール３０５及び第２のフィルムロール３０６は、フィルム及び金属層が、上部及び下部のローラ３０７及び３０９間に挿入され、それらによってプレスされるときに、同時に巻きが解かれ得る。図１５に示すように、上部ローラ３０７は、第１のフィルムロール３０４を接着金属箔３０５に周期的に押し付けて、第１の断続的乾燥ラミネート３０１を生成するように制御される。例えば、第１フィルムロール３０４は、長さ「ａ」の時間プレスされ、図１８に示される長さ「ｂ」の時間プレスされない。さらに、下部ローラ３０９は、第１第２のフィルムロール３０６を接着性金属箔３０５に周期的に押し付けて、第２の断続的乾燥ラミネート３０２を生成するように制御される。例えば、第２のフィルムロール３０６は、長さ「ｃ」の時間プレスされ、図１８に示す長さ「ｄ」の時間プレスされない。非プレス領域は、図１８に示される非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３００を生成するために、上記と同じ方法でラミネート層３０８から除去できる。除去された部分は、少なくとも部分的に互いに垂直方向に重なり得る。図１８に示すように、第１の断続的乾燥ラミネート３０１のフィルム部分は、第２の断続的乾燥ラミネート３０２のフィルム部分と少なくとも部分的に垂直方向に重なり得る。
【0043】
図１８を参照すると、第１の断続的乾燥ラミネート３０１及び第２の断続的乾燥ラミネート３０２は、互いに非対称である。例えば、第１の断続的乾燥ラミネート３０１の各ラミネートされた部分の長さａは、第２の断続的乾燥ラミネート３０２の各ラミネートされた部分の長さｃと異なっている。さらにまた、金属箔３０３の上面の露出部分の長さｂは、金属箔３０３の下面の露出部分の長さｄと異なっている。いくつかの実施形態では、長さｂは、図１８に示すように距離ｄよりも短い。他の実施形態では、長さｂは長さｄよりも長い（図示しない）。さらに、いくつかの実施形態では、長さｃは、図１８に示される
ように、長さａよりも短い。他の実施形態では、長さｃは長さａよりも長い（図示しない）。
ように、長さａよりも短い。他の実施形態では、長さｃは長さａよりも長い（図示しない）。
【0044】
図１７及び図１８は、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネートを製造するプロセスを示すが、対称的断続的両側コーティング乾燥ラミネートもまた、プレス間隔又は時間が上部及び下部ラミネータローラ３０７及び３０９について同じであることを除き、同様の方法で製造できる。さらに、図１７及び１８は、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネートを製造するプロセスの一例を示すに過ぎず、他のローラアセンブリ構成並びに／又はフィルムロール及び金属箔ロールの他の配置も可能である。
【0045】
図１９及び２０は、他の実施形態に係る、ラミネータロールアセンブリ３４０を用いて非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３１０を製造するプロセスを示す。図１９は、他の実施形態に係る、図２０に示す非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３１０を製造するラミネータロールアセンブリ３４０を示す。図２０は、他の実施形態に係る、図１９に示すラミネータロールアセンブリ３４０により製造された非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３１０の断面図を示す。図１９を参照すると、ラミネータロールアセンブリ３４０は、第１のラミネータロールアセンブリ３５０及び第２のラミネータロールアセンブリ３６０を備える。第１のラミネータロールアセンブリ３５０は、ラミネータローラ３１７及び３２１の第１対を備え、第２のラミネータロールアセンブリ３６０は、ラミネータローラ３２３及び３１８の第２対を備える。ローラ３１７は、幅又は周方向長さ（ｂ）の開口部３５２を有する。ローラ３１８は、周方向長さ（ｂ）とは異なる幅又は周方向長さ（ｄ）を有する開口部３５４を有する。
【0046】
第１のロールアセンブリ３５０は、第１のフィルムロール３１４及び非コーティング金属箔ロール３１５を受け取る。第１のフィルムロール３１４は、図２０に示される第１の断続的乾燥ラミネート３１１用の電気化学的活性自立フィルムのロールを示す。第２のロールアセンブリ３６０は、第１のフィルムロール３１４、非コーティング金属箔ロール３１５及び第２のフィルムロール３１６を受け取る。第２のフィルムロール３１６は、図２０に示される第２の断続的乾燥ラミネート３１２用の電気化学的活性自立フィルムのロールを示す。非コーティング金属箔ロール３１５は、図２０に示す非対称断続的コーティング接着金属箔３１３のロールを示す。非コーティング金属箔ロール３１５は、第２のロールアセンブリ３６０に挿入されるとき、第１及び第２のフィルムロール３１４及び３１６間に挿入される。他の実施形態では、第２のフィルムロール３１６及び非コーティング金属箔ロール３１５は、第１のフィルムロール３１４が（第２のフィルムロール３１６及び非コーティング金属箔ロール３１５とともに）第２のロールアセンブリ３６０に挿入される間に、第１のロールアセンブリ３５０に挿入される。これらの実施形態では、ローラ３２１は、長さｄの開口部を有し、ローラ３２３は、周方向長さｂの開口部を有する。第２フィルムロール３１６の巻きを解く前に、第１フィルムロール３１４及び金属箔ロール３１５の巻きを解いてもよい。
【0047】
図１７に示すプロセスと同様に、第１のフィルムロール３１４及び非コーティング金属箔ロール３１５がローラ３１７及び３２１に挿入され、第１のロールアセンブリ３５０を出るときに第１のラミネート層３３０を生成し、続いて第１のラミネート層３３０及び第２のフィルムロール３１６はローラ３２３及び３１８に挿入され、第２のロールアセンブリ３６０を出るときに第２のラミネート層３１９を生成する。その３つの層３１４、３１５及び３１６が、開口部３５２及び３５４を通過する部分を除き互いにラミネートされる。プレスされていない部分は、第２のラミネート層３１９から除去されて、図２０に示されるように非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネート３１０が形成される。
【0048】
図１９及び図２０は、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネートを製造するプロセ
スを示すが、対称の断続的両側コーティング乾燥ラミネートも、開口部の幅が上部及び下部ラミネータローラ３１７及び３１８で同じであることを除き、同様の方法で製造できる。ここでも、図１９及び図２０は、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネートを製造するプロセスの一例を示すに過ぎず、他のローラアセンブリの構成並びに／又は他のフィルムロール及び金属箔ロールの配置も可能である。
スを示すが、対称の断続的両側コーティング乾燥ラミネートも、開口部の幅が上部及び下部ラミネータローラ３１７及び３１８で同じであることを除き、同様の方法で製造できる。ここでも、図１９及び図２０は、非対称断続的両側コーティング乾燥ラミネートを製造するプロセスの一例を示すに過ぎず、他のローラアセンブリの構成並びに／又は他のフィルムロール及び金属箔ロールの配置も可能である。
【0049】
図２１は、一実施形態に係る、電極タブに接続される断続的コーティング乾式電極１９８を示す。断続的コーティング乾式電極１９８は、電気化学的活性自立フィルムが金属箔にラミネートされた、ラミネート部１９２及び１９４を含む。断続的コーティング乾式電極１９８は、前記の非コーティング金属箔部１９６をさらに含む。非コーティング金属箔部１９６は、乾式電極１９８を電極タブ（図２１を参照）又は外部装置（図示せず）と接続するための他の電気部品に接続するために用いられる。図２１は、単一の非コーティング金属箔部１９６を示すが、電極タブ又は他の電気部品は、例えば図１０、図１３及び図１６に示される、複数の非コーティング金属箔部の１つ又は複数に接続できる。
【0050】
図２２は、一実施形態に係るエネルギー貯蔵装置２００を示す。エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリ、キャパシタ又はバッテリとキャパシタとを組み合わせたハイブリッドタイプであってもよい。バッテリは、液体電解質バッテリ又は高分子電解質バッテリ又は固体バッテリを含み得る。高分子電解質は、固体高分子電解質及び可塑化ゲル高分子電解質を含み得る。液体電解質バッテリは、リチウムイオンバッテリを含み得る。高分子電解質バッテリは、リチウム高分子バッテリを含み得る。バッテリは、円筒形、角柱形又はポーチ形（ａ ｐｏｕｃｈ ｓｈａｐｅ）を有し得る。
【0051】
エネルギー貯蔵装置２００は、電極アセンブリ２１０を備える。電極アセンブリ２１０は、第１の電極２２０、第２の電極２４０及び第１の電極２２０と第２の電極２４０との間に配置されたセパレータ２３０を備える。セパレータ２３０は、第１及び第２の電極２２０及び２４０を電気的に絶縁しながら、２つの電極２２０及び２４０間のイオン伝達を可能にするように構成されている。
【0052】
第１の電極２２０はアノード（「負電極」）であり、第２の電極２４０はカソード（「正電極」）であってもよい。アノード及びカソード電極２２０及び２４０の各々は、図５～図１９の前記の手順の１つにより製造された断続的コーティング乾式電極であり得る。第１及び第２の電極２２０及び２４０は、それぞれ電極タブ２２４及び２４４又は他の電気部品（図示しない）に接続された非コーティング金属箔部２２２及び２４２をそれぞれ含む。
【0053】
本明細書で提供されるエネルギー貯蔵装置は、任意の適切な構成、例えば、平面、螺旋状に巻かれたもの、ボタン形状、又はポーチであり得る。本明細書で提供されるエネルギー貯蔵装置は、例えば、発電システム、無停電電源システム（ＵＰＳ）、太陽光発電システム、例えば産業機械及び／又は輸送で用いられるエネルギーリカバリシステム、などのシステムのコンポーネントであり得る。本明細書で提供されるエネルギー貯蔵装置は、様々な電子デバイス、並びに／又はハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及び／若しくは電気自動車（ＥＶ）を含む自動車に電力を供給するために用い得る。
【0054】
図２３は、一実施形態に係る、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極を製造する方法のフローチャート２３００を示す。プロセスのフロー図２３００は、特定の順序で説明するが、様々な実施形態では、各段階は、異なる順序で実行し又は省略してもよく、追加の段階を追加してもよい。これは、図２４に示すフローチャート２４００に当てはまる。
【0055】
段階２３１０では、金属層を準備する。例えば、金属層は、それぞれ図５、図９、図１１及び図１４に示す金属箔（５８、９０、１２０、１６２）を含み得る。段階２３２０では、乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムを準備する。例えば、電気化学的活性自立フィルムは、それぞれ図５、図８、図１１及び図１４に示す電気化学的活性乾燥フィルム（５６、８０、１１０、１５０）であり得る。段階２３３０では、電気化学的活性自立フィルムと金属層とを結合し、結合層を形成する。例えば、金属層を接着剤でコーティングし、電気化学的活性自立フィルムを金属層上に配置し、熱及び／又は圧力をフィルム及び金属層に加えて、図６及び図９で説明するように、この２つの要素を結合し得る。他の例として、電気化学的活性自立フィルムを金属層上に配置し、対向する一組のローラ間に挿入し、図１２及び図１５で説明するようにローラによりプレスし得る。
【0056】
段階２３４０では、電気化学的活性自立フィルムの一部を結合層から除去する。例えば、図７、図１０、図１３及び図１６に示すように、接着剤が付着していない又はローラによりプレスされていない、電気化学的活性自立フィルムの一部は、剥離又は切断により結合層の金属層部分から除去し得る。段階２３５０では、例えば、図７、図１０、図１３及び図１６に示すように、電気化学的活性自立フィルムを、金属層において、金属層の長手方向に断続的に形成する。前記のように、電気化学的活性自立フィルムは、金属層の片面又は反対の面のみに形成し得る。
【0057】
図２４は、他の実施形態に係る、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極を製造する方法のフローチャート２４００を示す。段階２４１０では、金属層を準備する。例えば、金属層は、図１７及び図１９に示す金属箔（３０５、３１５）のロールを含み得る。段階２４２０では、乾燥活物質から形成された第１の電気化学的活性自立フィルムを準備する。例えば、第１の電気化学的活性自立フィルムは、図１７及び図１９に示す第１のフィルムのロール（３０４、３１４）を含み得る。
【0058】
段階２４３０では、乾燥活物質から形成された第２の電気化学的活性自立フィルムを準備する。例えば、第２の電気化学的活性自立フィルムは、図１７及び図１９に示す第２のフィルムロール（３０６、３１６）のロールを含み得る。段階２４４０では、金属層が第１及び第２の電気化学的活性自立フィルム間に挿入されるように、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを金属層と結合して結合層を形成する。例えば、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムのロールは、その間に介在する金属層とともに、図１７及び図１９に示すように、対向する１組のローラ（例えば、１対のローラ又は２対のローラ）によってプレスされる。
【0059】
段階２４５０では、第１の電気化学的活性自立フィルムの第１の部分及び第１の電気化学的活性自立フィルムの第２の部分を、図１８及び図２０で説明されるように、結合層から除去する。段階２４６０では、例えば図１８及び図２１に示すように、断続的電気化学的活性自立フィルムが金属層の反対の表面上に形成される。
【0060】
本明細書で用いる「バッテリ」及び「キャパシタ」という用語は、当業者にとって通常の慣習的な意味を与えられるべきである。「バッテリ」及び「キャパシタ」という用語は、互いに排他的なものではない。キャパシタ又はバッテリは、単独で操作され又はマルチセルシステムのコンポーネントとして操作される、単一の電気化学セルを指し得る。
【0061】
特定の態様、実施形態又は例に関連して記載する性質、材料、特徴又はグループは、本セクション又は本明細書の他の場所に記載する他の態様、実施形態又は例に、それらが両立しない場合を除き、適用可能であると理解されるべきである。本明細書（付随する請求項、要約及び図面を含む）に開示されたすべての性質、及び／又はそのように開示された方法若しくはプロセスのすべてのステップは、そのような性質及び／又はステップの少な
くともいくつかが互いに排他的であるような組み合わせを除き、あらゆる組み合わせで組み合わせ可能である。保護は、前記の実施形態の詳細に限定されない。保護は、本明細書（添付の請求項、要約及び図面を含む）に開示された性質の新規なもの又は新規な組み合わせ、又は開示されたあらゆる方法若しくはプロセスのステップのあらゆる新規なもの又は新規な組み合わせにまで及ぶ。
くともいくつかが互いに排他的であるような組み合わせを除き、あらゆる組み合わせで組み合わせ可能である。保護は、前記の実施形態の詳細に限定されない。保護は、本明細書（添付の請求項、要約及び図面を含む）に開示された性質の新規なもの又は新規な組み合わせ、又は開示されたあらゆる方法若しくはプロセスのステップのあらゆる新規なもの又は新規な組み合わせにまで及ぶ。
【0062】
さらに、別々の実施の文脈で本開示に記載された特定の性質は、単一の実施で組み合わせて実装し得る。反対に、単一の実施の文脈で記載された様々な性質は、複数の実施で別々に、又はあらゆる適切なサブコンビネーションで実施し得る。さらに、性質は、特定の組み合わせで機能するものとして前記で説明され得るが、クレームされる組み合わせからの１つ又は複数の機能は、場合によってはその組み合わせから削除され、その組み合わせはサブコンビネーション又はサブコンビネーションのバリエーションとしてクレームされる場合がある。
【0063】
さらに、操作は特定の順序で図示し又は明細書に記載するが、望ましい結果を達成するために、そのような操作は、示される特定の順序又は連続する順序で実行される必要はなく、そしてすべての操作が実行される必要もない。図示され又は説明されていない他の操作は、例示的な方法及びプロセスに組み込み得る。例えば、１つ又は複数の追加の操作を、説明した操作のいずれかの前、後、同時又はその間に実行し得る。さらに、他の実施では、操作を再構成又は再配列し得る。当業者は、いくつかの実施形態において、図示され及び／又は開示されたプロセスで行う実際のステップが、図示されるものと異なる場合があることを理解するであろう。実施形態に応じて、前記のステップのいくつかが削除されてもよく、他のステップが追加されてもよい。さらに、開示された特定の実施形態の性質及び属性は、異なる方法で組み合わせて追加の実施形態を形成することができ、それらはすべて本開示の範囲内に入る。また、前記の実施における様々なシステムコンポーネントの分離は、すべての実施でそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、記載されたコンポーネント及びシステムは一般に、単一の製品に一緒に統合でき又は複数の製品にパッケージ化できることが理解されるべきである。例えば、本明細書に記載するエネルギー貯蔵システムのコンポーネントのいずれも、エネルギー貯蔵システムを形成するために、別々に提供され又は一緒に統合され得る（例えば、一緒にパッケージ化され又は一緒に取り付けられる）。
【0064】
本開示のために、特定の態様、利点及び新規な性質を本明細書に記載する。必ずしもそのような利点のすべてが特定の実施形態にしたがい達成されるとは限らない。したがって、例えば、当業者は、本開示が、本明細書で教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示される１つの利点又は一群の利点を達成するように、具体化され又は実行され得ることを認識するであろう。
【0065】
「できる」、「可能性がある」、「かもしれない」又は「し得る」などの条件次第の文言は、特に明記されていない限り又は用いられる文脈内で違うように理解される場合を除き、一般に、特定の実施形態が特定の性質、要素及び／又はステップを含み、その一方で他の実施形態がそれらを含まない、ことを意図している。したがって、そのような条件次第の文言は、一般に、機能、要素及び／若しくはステップが１つ以上の実施形態に何らかの形で必要であること、又は１つ以上の実施形態が、ユーザー入力若しくはプロンプトの有無にかかわらず、これらの性質、要素及び／若しくはステップが特定の実施形態に含まれ又は実行されるかどうかの決定ロジックを必然的に含むことを、意味しない。
【0066】
「Ｘ、Ｙ及びＺの少なくとも１つ」などの接続詞は、特に明記されていない限り、項目、用語などがＸ、Ｙ又はＺのいずれかであり得ることを意味するために一般に使用される文脈で理解されるべきである。したがって、このような接続詞は、特定の実施形態が、Ｘ
の少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ及びＺの少なくとも１つの存在を必要とすることを一般に意味しない。
の少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ及びＺの少なくとも１つの存在を必要とすることを一般に意味しない。
【0067】
本明細書で用いる、用語「およそ」、「約」、「概ね」及び「実質的に」など、程度の文言は、記載する値、量又は特徴に近い、望ましい機能を実行し又は望ましい結果を達成する値、量又は特徴を表す。
【0068】
本開示の範囲は、本セクション又は本明細書の他の場所における実施形態の特定の開示によって限定されることを意図するものではなく、本セクション若しくは本明細書の他の場所に提示され又は将来提示される請求項によって定義され得る。請求項の文言は、請求項で採用された文言に基づき広く解釈されるべきであり、本明細書に記載された例又は出願の審査中に限定されず、例は非排他的であると解釈されるべきである。
【0069】
特定の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示し、開示の範囲を限定することを意図していない。実際、本明細書に記載する新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具現化できる。さらに、本開示の思想から逸脱することなく、本明細書に記載するシステム及び方法における様々な省略、置換及び変更が可能である。添付の請求項及びその同等物は、開示の範囲及び思想に含まれるような形式又は改良を含むすることを意図している。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項を参照することによってのみ定義される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-02
【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】
エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法であって、
金属層を準備することと、
乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備することと、
結合層を形成するために、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを結合することと、
前記電気化学的活性自立フィルムに含まれる複数のフィルム部が、前記金属層において、前記金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成されるように、前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、前記結合層から除去することとを備えている、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法。
金属層を準備することと、
乾燥活物質で形成された電気化学的活性自立フィルムを準備することと、
結合層を形成するために、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを結合することと、
前記電気化学的活性自立フィルムに含まれる複数のフィルム部が、前記金属層において、前記金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成されるように、前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、前記結合層から除去することとを備えている、エネルギー貯蔵装置用の乾式電極の製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、その下に配置された前記金属層の一部を露出させるように、除去する、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムの一部を、その下に配置された前記金属層の一部を露出させるように、除去する、方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部は、前記長手方向と交差する方向に延びている、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部は、前記長手方向と交差する方向に延びている、方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の方法において、
前記金属層は、断続的に接着剤でコーティングされるように、接着剤でコーティングされた少なくとも１つのコーティング部と、接着剤でコーティングされていない少なくとも１つの非コーティング部とを含み、
前記接着剤は、前記電気化学的活性自立フィルムに接着するように、前記電気化学的活性自立フィルムに面する前記金属層の表面に配置する、方法。
前記金属層は、断続的に接着剤でコーティングされるように、接着剤でコーティングされた少なくとも１つのコーティング部と、接着剤でコーティングされていない少なくとも１つの非コーティング部とを含み、
前記接着剤は、前記電気化学的活性自立フィルムに接着するように、前記電気化学的活性自立フィルムに面する前記金属層の表面に配置する、方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法において、
断続的コーティングがされた前記金属層は、グラビアロールコーティング又はスロットダイコーティングによって形成する、方法。
断続的コーティングがされた前記金属層は、グラビアロールコーティング又はスロットダイコーティングによって形成する、方法。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムを、前記金属層にラミネートすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムを、前記金属層にラミネートすることを含む、方法。
【請求項7】
請求項６に記載の方法において、
前記ラミネートすることは、前記電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層のうちの少なくとも１つを加熱及び／又は加圧することを含む、方法。
前記ラミネートすることは、前記電気化学的活性自立フィルム及び前記金属層のうちの少なくとも１つを加熱及び／又は加圧することを含む、方法。
【請求項8】
請求項４に記載の方法において、
除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部は、前記金属層の前記非コーティング部と垂直方向に重なっている、方法。
除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部は、前記金属層の前記非コーティング部と垂直方向に重なっている、方法。
【請求項9】
請求項４に記載の方法において、
前記接着剤は、導電性接着剤層を含み、該導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり１～５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり０．２～１．１ｇ／ｃｍ２である、方法。
前記接着剤は、導電性接着剤層を含み、該導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり１～５ｇ／ｍ２であり、乾燥コーティング密度は片側あたり０．２～１．１ｇ／ｃｍ２である、方法。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載の方法において、
前記除去することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部を、エアナイフ及び／又は真空で剥離することを含む、方法。
前記除去することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部を、エアナイフ及び／又は真空で剥離することを含む、方法。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法において、
前記金属層は全体的に接着剤でコーティングされていない、方法。
前記金属層は全体的に接着剤でコーティングされていない、方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを、ラミネータロールアセンブリを用い、互いに対して断続的にプレスすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムと前記金属層とを、ラミネータロールアセンブリを用い、互いに対して断続的にプレスすることを含む、方法。
【請求項13】
請求項１２に記載の方法において、
前記ラミネータロールアセンブリは、一対のローラを備え、その少なくとも一方は所定長さの開口部を有する、方法。
前記ラミネータロールアセンブリは、一対のローラを備え、その少なくとも一方は所定長さの開口部を有する、方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法において、
各開口部の前記所定長さは、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅と同じであり、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
各開口部の前記所定長さは、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅と同じであり、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
【請求項15】
請求項１３に記載の方法において、
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部が、前記ローラの回転中に、前記ローラによりプレスされないように、前記ローラの少なくとも１つの前記開口部を、除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部と位置合わせすることを含む、方法。
前記結合することは、前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部が、前記ローラの回転中に、前記ローラによりプレスされないように、前記ローラの少なくとも１つの前記開口部を、除去される前記電気化学的活性自立フィルムの前記一部と位置合わせすることを含む、方法。
【請求項16】
請求項１２に記載の方法において、
前記ラミネータロールアセンブリは、互いに隣接する１対のローラを備え、
前記結合することは、２つの前記ローラ間のギャップが該ローラの回転中に周期的に開閉するように、前記ローラの少なくとも１つを互いに対して移動させることを含む、方法。
前記ラミネータロールアセンブリは、互いに隣接する１対のローラを備え、
前記結合することは、２つの前記ローラ間のギャップが該ローラの回転中に周期的に開閉するように、前記ローラの少なくとも１つを互いに対して移動させることを含む、方法。
【請求項17】
請求項１６に記載の方法において、
前記ギャップが開いている時間は、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅に比例するように制御され、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
前記ギャップが開いている時間は、前記電気化学的活性自立フィルムの除去される前記一部の幅に比例するように制御され、該幅は前記長手方向で測定される、方法。
【請求項18】
請求項１～１７のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、方法。
【請求項19】
請求項１～１８のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の片面のみに形成する、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の片面のみに形成する、方法。
【請求項20】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の方法において、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の反対の表面上それぞれ形成された第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、方法。
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の反対の表面上それぞれ形成された第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、方法。
【請求項21】
請求項２０に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに対称である、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに対称である、方法。
【請求項22】
請求項２０に記載の方法において、
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに非対称である、方法。
前記第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムの断続的パターンは、前記金属層の反対の表面で互いに非対称である、方法。
【請求項23】
エネルギー貯蔵装置用の乾式電極であって、
金属層と、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、前記金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルムと
を備える、乾式電極。
金属層と、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、前記金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルムと
を備える、乾式電極。
【請求項24】
請求項２３に記載の乾式電極であって、
前記金属層の露出した前記一部は、接着剤でコーティングされておらず、前記長手方向と交差する方向に延びている、乾式電極。
前記金属層の露出した前記一部は、接着剤でコーティングされておらず、前記長手方向と交差する方向に延びている、乾式電極。
【請求項25】
請求項２４に記載の乾式電極であって、
前記接着剤は導電性接着剤層を含み、
前記導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり１～５ｇ／ｍ2であり、乾燥コーティング密度は片側あたり０．２～１．１ｇ／ｃｍ2である、乾式電極。
前記接着剤は導電性接着剤層を含み、
前記導電性接着剤層のコーティング重量は片側あたり１～５ｇ／ｍ2であり、乾燥コーティング密度は片側あたり０．２～１．１ｇ／ｃｍ2である、乾式電極。
【請求項26】
請求項２３～２５のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、乾式電極。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、乾式電極。
【請求項27】
請求項２３～２６のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方に配置されている、乾式電極。
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方に配置されている、乾式電極。
【請求項28】
請求項２７に記載の乾式電極であって、
前記複数のフィルム部は互いに等間隔を空けている、乾式電極。
前記複数のフィルム部は互いに等間隔を空けている、乾式電極。
【請求項29】
請求項２３～２８のいずれか１項に記載の乾式電極であって、
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面にそれぞれ配置された、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、乾式電極。
前記金属層は、互いに反対の第１及び第２の表面を含み、
前記電気化学的活性自立フィルムは、前記金属層の前記第１及び第２の表面にそれぞれ配置された、第１及び第２の電気化学的活性自立フィルムを含む、乾式電極。
【請求項30】
請求項２９に記載の乾式電極であって、
前記第１の電気化学的活性自立フィルムは、第１の距離だけ互いに離れた複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ互いに離れた複数の第２のフィルム部を含む、乾式電極。
前記第１の電気化学的活性自立フィルムは、第１の距離だけ互いに離れた複数の第１のフィルム部を含み、
前記第２の電気化学的活性自立フィルムは、前記第１の距離とは異なる第２の距離だけ互いに離れた複数の第２のフィルム部を含む、乾式電極。
【請求項31】
エネルギー貯蔵装置であって、
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータと
を備え、
前記第１電極及び第２電極の各々は、
金属層と、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルムと
を備える、エネルギー貯蔵装置。
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間に介在するセパレータと
を備え、
前記第１電極及び第２電極の各々は、
金属層と、
乾燥活物質から形成された電気化学的活性自立フィルムであって、前記金属層の一部が露出するように、前記金属層において、該金属層の長手方向に、互いに分離して、断続的に形成された複数のフィルム部を含む、電気化学的活性自立フィルムと
を備える、エネルギー貯蔵装置。
【請求項32】
請求項３１に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記金属層の露出部に取り付けられた、電極タブをさらに備える、エネルギー貯蔵装置。
前記金属層の露出部に取り付けられた、電極タブをさらに備える、エネルギー貯蔵装置。
【請求項33】
請求項３１～３２のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記エネルギー貯蔵装置は、バッテリ、キャパシタ又はそれらの組み合わせを含む、エネルギー貯蔵装置。
前記エネルギー貯蔵装置は、バッテリ、キャパシタ又はそれらの組み合わせを含む、エネルギー貯蔵装置。
【請求項34】
請求項３３に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記バッテリは、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車又は純電気自動車で使用するためのリチウムイオンバッテリを含む、エネルギー貯蔵装置。
前記バッテリは、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車又は純電気自動車で使用するためのリチウムイオンバッテリを含む、エネルギー貯蔵装置。
【請求項35】
請求項３１～３４のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置において、
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、エネルギー貯蔵装置。
前記電気化学的活性自立フィルムは硫黄を含む、エネルギー貯蔵装置。