特表 2022-544987 チオール基含有種を含む電気化学電池およびコンポーネント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-24

(54)【発明の名称】チオール基含有種を含む電気化学電池およびコンポーネント

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/134 20100101AFI20221017BHJP

   H01M 4/131 20100101ALI20221017BHJP

   H01M 4/525 20100101ALI20221017BHJP

   H01M 4/505 20100101ALI20221017BHJP

   H01M 4/38 20060101ALI20221017BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20221017BHJP

   H01M 10/0567 20100101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

H01M4/134

H01M4/131

H01M4/525

H01M4/505

H01M4/38

H01M10/052

H01M10/0567

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022510934

(86)(22)【出願日】2020-08-14

(85)【翻訳文提出日】2022-04-15

(86)【国際出願番号】 US2020046466

(87)【国際公開番号】W WO2021034696

(87)【国際公開日】2021-02-25

(31)【優先権主張番号】62/889,701

(32)【優先日】2019-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/889,699

(32)【優先日】2019-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500287732

【氏名又は名称】シオン・パワー・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100221501

【弁理士】

【氏名又は名称】式見 真行

(72)【発明者】

【氏名】バイナー，ベロニカ ジー

(72)【発明者】

【氏名】コールマン，デイビッド エル

【テーマコード（参考）】

5H029

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H029AJ05

5H029AK01

5H029AK03

5H029AK05

5H029AL12

5H029AM03

5H029AM04

5H029AM06

5H029AM16

5H029BJ13

5H029DJ13

5H029DJ16

5H029EJ12

5H029HJ01

5H029HJ02

5H029HJ05

5H029HJ06

5H029HJ07

5H029HJ20

5H050AA07

5H050BA15

5H050BA18

5H050CA01

5H050CA07

5H050CA08

5H050CA09

5H050CA11

5H050CB12

5H050DA03

5H050DA09

5H050EA23

5H050FA04

5H050FA13

5H050FA17

5H050FA18

5H050HA01

5H050HA02

5H050HA05

5H050HA06

5H050HA07

5H050HA17

(57)【要約】

チオール基を含む電気化学電池および／または電気化学電池コンポーネントを含む物品および方法が、概して提供される。チオール基を含む前記コンポーネントは保護層または電解質であり得る。いくつかの具体例において、チオール基を含む保護層も粒子を含み得る。いくつかの具体例において、チオール基を含む保護層も複数の細孔を含み得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気化学電池用アノードであって、
リチウム金属を含む電気活性材料；および
前記電気活性材料上に配置された保護層を含み、
前記保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーおよび第２のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含み；ならびに
前記保護層は複数の細孔を含む、前記アノード。

【請求項2】

電気化学電池用カソードであって、
リチウム遷移金属酸化物を含む電気活性材料；および
前記電気活性材料上に配置された保護層を含み、
前記保護層は、チオール基含有モノマーを含むポリマーを含み；ならびに
前記保護層は複数の細孔を含む、前記カソード。

【請求項3】

電気化学電池であって
リチウムを含む第１の電気活性材料を含む第１の電極；
リチウム遷移金属酸化物を含む第２の電気活性材料を含む第２の電極；および
電解質を含み、
前記電解質は、
チオール基を含む第１の添加剤；および
アルケン基を含む第２の添加剤を含み、
前記第２の添加剤のアルケン基は、前記第１の電気活性材料および／または第２の電気活性材料上に配置された保護層を形成するために、第１の添加剤のチオール基と反応するようになっている、前記電気化学電池。

【請求項4】

電気化学電池用コンポーネントであって、
電気活性材料；および
前記電気活性材料上に配置された保護層を含み、
前記保護層は、チオール基およびトリアジン基の双方を含む分子の反応生成物を含む、前記電気化学電池用コンポーネント。

【請求項5】

電気化学電池であって、
リチウムを含む電気活性材料を含む第１の電極；
リチウム遷移金属酸化物を含む第２の電極；および
電解質を含み、
前記電解質は、チオール基およびトリアジン基の双方を含む分子を含む、前記電気化学電池。

【請求項6】

前記チオール基が、脱プロトン化チオール基である、請求項１～５のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項7】

前記チオール基が、プロトン化チオール基である、請求項１～６のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項8】

前記チオール基が脱プロトン化チオール基であって、電気化学電池がさらに複数の対イオンを含む、請求項１～７のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項9】

前記複数の対イオンが、リチウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオンおよびテトラアルキル・アンモニウムイオンの１つ以上を含む、請求項１～８のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項10】

前記複数の対イオンが１つ以上の遷移金属イオンを含む、請求項１～９のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項11】

前記遷移金属イオンが、ニッケル、マンガンおよび／またはコバルトを含む、請求項１～１０のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項12】

前記ポリマーはジスルフィド結合を含む、請求項１～１１のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項13】

チオール基に対するジスルフィド結合のモル比が、０．０１以上かつ１００以下である、請求項１～１２のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項14】

前記チオール基が、３－メルカプトプロピオン酸のコンポーネントである、請求項１～１３のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項15】

前記チオール基が、ペンタエリトリトール・テトラキス ３－メルカプトプロピオン酸、トリメチロールプロパン・トリス（３－メルカプトプロピオン酸）、トリチオシアヌル酸、２、２’－（エチレンジオキシ）ジエタンチオール、ポリ（エチレングリコール）ジチオール）、テトラ（エチレングリコール）ジチオール）、ヘキサ（エチレングリコール）ジチオール、１，３，４－チアジアゾール－２，５－ジチオール、１，２，４－チアジアゾール－３，５－ジチオール、５、５’－ビス（メルカプトメチル）－２，２’－ビピリジン、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール、４，４’－ビス（メルカプトメチル）ビフェニル、ｐ－テルフェニル－４，４’’－ジチオール、ベンゼン－１，４－ジチオール、１，４－ベンゼンジメタンジチオール、１，２－ベンゼンジメタンジチオール、１，３－ベンゼンジチオール、１，３－ベンゼンジメタンチオール、ベンゼン－１，２－ジチオール、トルエン－３，４－ジチオール、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール、４，４’－チオビスベンゼンチオール、４，４’－チオビスベンゼンチオール、２，２’－チオジエタンチオールまたはアルキルチオールのコンポーネントである、請求項１～１４のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項16】

第１の添加剤が、電解質の０．１重量％以上かつ１０重量％以下を構成する、請求項１～１５のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項17】

第１の添加剤が、電解質の０．５重量％以上かつ２．５重量％以下を構成する、請求項１～１６のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項18】

第１の添加剤が、３つ、４つのまたはそれを超えるチオール基を含む、請求項１～１７のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項19】

第２のタイプのチオール基含有モノマーに対する第１のタイプのチオール基含有モノマーのモル比が、０．１以上かつ１５以下である、請求項１～１８のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項20】

第２のタイプのチオール基含有モノマーに対する第１のタイプのチオール基含有モノマーのモル比が、１以上かつ１．５以下である、請求項１～１９のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項21】

前記第２の添加剤が少なくとも２つのアルケン基を含む、請求項１～２０のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項22】

前記アルケン基がビニル基である、請求項１～２１のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項23】

前記アルケン基がアクリレート基である、請求項１～２２のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項24】

前記アルケン基がメタクリレート基である、請求項１～２３のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項25】

前記第２の添加剤がポリエーテル基を含む、請求項１～２４のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項26】

前記第２の添加剤が、電解質の０．０５重量％以上かつ５重量％以下を構成する、請求項１～２５のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項27】

第１の添加剤の重量に対する第２の添加剤の重量の比率が、０．１以上かつ０．３以下である、請求項１～２６のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項28】

前記ポリマーが架橋される、請求項１～２７のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項29】

前記ポリマーが、アルケン基を含む分子およびチオール基を含む分子の反応生成物を含む、請求項１～２８のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項30】

未反応および反応させたアルケン基に対する未反応および反応させたチオール基のモル比が、１、１．４または２以上かつ５０または１５以下である、請求項１～２９のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項31】

前記保護層の平均細孔サイズが、１０ｎｍ以上かつ１ミクロン以下である、請求項１～３０のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項32】

前記細孔が、保護層の２５体積％以上かつ９５体積％以下を構成する、請求項１～３１のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項33】

前記アノードが、さらにカソードを含む電気化学電池のコンポーネントである、請求項１～３２のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項34】

前記リチウム遷移金属酸化物が、コバルト、ニッケル、マンガンおよび／またはアルミニウムを含む、請求項１～３３のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項35】

前記リチウム遷移金属酸化物が、ニッケル、コバルトおよびマンガンを含む、請求項１～３４のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項36】

前記リチウム遷移金属酸化物が、ニッケル、コバルトおよびアルミニウムを含む、請求項１～３５のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項37】

前記カソードが硫黄を含む、請求項１～３６のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項38】

前記電気化学電池のサイクル寿命が、保護層を欠く他の等価な電気化学電池のサイクル寿命より５％以上または１０％以上高い、請求項１～３７のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項39】

前記電気化学電池のインピーダンスが、保護層を欠く他の等価な電気化学電池のインピーダンスのサイクル中のインピーダンス割合の増加より少なくとも２％低い割合にて、サイクル中に増加する、請求項１～３８のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項40】

前記保護層が、前記電気化学電池に用いられる電解質に曝露された場合に、１５０％以下で膨潤するように構成される、請求項１～３９のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項41】

前記保護層が、前記電気化学電池に用いられる電解質に曝露された場合に、その構造的完全性を維持するように構成される、請求項１～４０のいずれか１記載の電気化学電池のアノード、カソード、電気化学電池またはコンポーネント。

【請求項42】

電気化学電池用アノードであって、
リチウム金属を含む電気活性材料；および
前記電気活性材料上に配置された保護層を含み、
前記保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーおよび第２のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含み；
前記保護層は、複数の粒子を含み；および
前記保護層は、複数の細孔を含む、前記アノード。

【請求項43】

電気化学電池用カソードであって、
リチウム遷移金属酸化物を含む電気活性材料；および
前記電気活性材料上に配置された保護層を含み、
前記保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含み；
前記保護層は複数の粒子を含み；ならびに
前記保護層は複数の細孔を含む、前記カソード。

【請求項44】

前記チオール基が脱プロトン化チオール基である、請求項４２～４３のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項45】

前記チオール基がプロトン化チオール基である、請求項４２～４４のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項46】

前記チオール基が脱プロトン化チオール基であって、前記アノードまたはカソードを含む電気化学電池が、さらに、複数の対イオンを含む、請求項４２～４５のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項47】

前記複数の対イオンが、リチウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオンおよびテトラアルキル・アンモニウムイオンの１つ以上を含む、請求項４２～４６のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項48】

前記複数の対イオンが１つ以上の遷移金属イオンを含む、請求項４２～４７のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項49】

前記遷移金属イオンが、ニッケル、マンガンおよび／またはコバルトを含む、請求項４２～４８のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項50】

前記ポリマーが、ジスルフィド結合を含む、請求項４２～４９のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項51】

チオール基に対するジスルフィド結合のモル比が、０．０１以上かつ１００以下である、請求項４２～５０のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項52】

前記チオール基が、３－メルカプトプロピオン酸のコンポーネントである、請求項４２～５１のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項53】

前記チオール基が、ペンタエリトリトール・テトラキス ３－メルカプトプロピオン酸、トリメチロールプロパン・トリス（３－メルカプトプロピオン酸）、トリチオシアヌル酸、２、２’－（エチレンジオキシ）ジエタンチオール、ポリ（エチレングリコール）ジチオール）、テトラ（エチレングリコール）ジチオール）、ヘキサ（エチレングリコール）ジチオール、１，３，４－チアジアゾール－２，５－ジチオール、１，２，４－チアジアゾール－３，５－ジチオール、５、５’－ビス（メルカプトメチル）－２，２’－ビピリジン、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール、４，４’－ビス（メルカプトメチル）ビフェニル、ｐ－テルフェニル－４，４’’－ジチオール、ベンゼン－１，４－ジチオール、１，４－ベンゼンジメタンジチオール、１，２－ベンゼンジメタンジチオール、１，３－ベンゼンジチオール、１，３－ベンゼンジメタンチオール、ベンゼン－１，２－ジチオール、トルエン－３，４－ジチオール、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール、４，４’－チオビスベンゼンチオール、４，４’－チオビスベンゼンチオール、２，２’－チオジエタンチオールまたはアルキルチオールのコンポーネントである、請求項４２～５２のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項54】

第２のタイプのチオール基含有モノマーに対する第１のタイプのチオール基含有モノマーのモル比が、０．１以上かつ１５以下である、請求項４２～５３のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項55】

第２のタイプのチオール基含有モノマーに対する第１のタイプのチオール基含有モノマーのモル比が、１以上かつ１．５以下である、請求項４２～５４のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項56】

前記ポリマーが架橋される、請求項４２～５５のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項57】

前記ポリマーが、アルケン基を含む分子、およびチオール基を含む分子の反応生成物を含む、請求項４２～５６のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項58】

未反応および反応させたアルケン基に対する未反応および反応させたチオール基のモル比が、１、１．４または２以上かつ５０または１５以下である、請求項４２～５７のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項59】

前記複数の粒子の平均最大断面寸法が、５ｎｍ以上かつ５ミクロン、１ミクロンまたは５００ｎｍ以下である、請求項４２～５８のいずれか１記載のごときアノードまたはカソード。

【請求項60】

前記複数の粒子が、酸化アルミニウム粒子、シリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子、ベーマイト粒子、窒化炭素粒子、窒化ケイ素粒子、ホウ化炭素粒子、窒化ホウ素粒子、リチウム化黒鉛粒子および／またはホウ素粒子を含む、請求項４２～５９のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項61】

前記複数の粒子が、保護層の２重量％、５重量％、１０重量％または４０重量％以上かつかつ保護層の９０重量％、７０重量％、５０重量％、または３０重量％以下を構成する、請求項４２～６０のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項62】

前記保護層の平均細孔サイズが、１０ｎｍ以上かつ１ミクロン以下である、請求項４２～６１のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項63】

前記細孔が、保護層の２５体積％以上かつ９５体積％以下を構成する、請求項４２～６２のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項64】

前記アノードがカソードをさらに含む電気化学電池のコンポーネントである、請求項４２～６３のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項65】

前記リチウム遷移金属酸化物が、コバルト、ニッケル、マンガンおよび／またはアルミニウムを含む、請求項４２～６４のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項66】

前記リチウム遷移金属酸化物が、ニッケル、コバルトおよびマンガンを含む、請求項４２～６５のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項67】

前記リチウム遷移金属酸化物が、ニッケル、コバルトおよびアルミニウムを含む、請求項４２～６６のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項68】

前記カソードが硫黄を含む、請求項４２～６７のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項69】

前記アノードまたはカソードを含む電気化学電池のサイクル寿命が、保護層を欠く他の等価な電気化学電池のサイクル寿命より５％以上または１０％以上高い、請求項４２～６８のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項70】

前記アノードまたはカソードを含む電気化学電池のインピーダンスが、保護層を欠く他の等価な電気化学電池のインピーダンスのサイクル中のインピーダンス増加率より少なくとも２％低い割合にてサイクル中に増加する、請求項４２～６９のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項71】

前記保護層が、前記電気化学電池に用いられる電解質に曝露された場合に１５０％以下で膨潤するように構成される、請求項４２～７０のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【請求項72】

前記保護層が、前記電気化学電池に用いられる電解質に曝露された場合にその構造的完全性を維持するように構成される、請求項４２～７１のいずれか１記載のアノードまたはカソード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本願は、２０１９年８月２１日付けで出願され、「チオール基含有種を含む電気化学電池」を発明の名称とする米国仮出願第６２／８８９，６９９号、および２０１９年８月２１日付けで出願され、「チオール基含有種を含む電気化学電池およびコンポーネント」を発明の名称とする米国仮出願第６２／８８９，７０１号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）下の優先権を主張し、すべての目的のために、これらの各出願を出典明示してそのすべてを本明細書の一部とみなす。

【0002】

（分野）
チオール基を含む電気化学電池（または電気化学セル：electrochemical cell）および／または電気化学電池コンポーネント（または成分、または構成成分、または構成要素：component）を含む物品および方法が、概して提供される。

【背景技術】

【0003】

（背景）
リチウム含有アノードを含む高密度エネルギー電池の開発において、近年かなりの関心が存在している。かかる電池において、アノードおよびカソードは、望ましくない種の形成を生じる電解質コンポーネントとの反応を受け得る。これらの望ましくない種が形成する充電式電池（または再充電電池；rechargeable battery）は、一般的に限られたサイクル寿命を示す。したがって、サイクル寿命および／または他の改良を増加させるための物品および方法は有益であろう。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

（要約）
チオール基を含む電気化学電池および／または電気化学電池コンポーネントの物品および方法が、概して提供される。本明細書に開示された主題は、いくつかの場合には、１つ以上のシステムおよび／または物品の相互に関連した物、特別の課題の代替解決方法、ならびに／あるいは複数の異なる使用を含む。

【0005】

いくつかの具体例において、電気化学電池用アノードが提供される。アノードは、リチウム金属を含む電気活性材料（または電気活性物質：electroactive material）および電気活性材料上に配置された保護層を含む。保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーおよび第２のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含む。保護層は複数の細孔（またはポア：pore）を含む。

【0006】

いくつかの具体例において、電気化学電池用カソードが提供される。カソードは、リチウム遷移金属酸化物を含む電気活性材料および電気活性材料上に配置された保護層を含む。保護層は、チオール基含有モノマーを含むポリマーを含む。保護層は複数の細孔を含む。

【0007】

いくつかの具体例において、電気化学電池用アノードが提供される。アノードは、リチウム金属を含む電気活性材料、および電気活性材料上に配置された保護層を含む。保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーおよび第２のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含む。保護層は複数の粒子を含む。保護層は複数の細孔を含む。

【0008】

いくつかの具体例において、電気化学電池用カソードが提供される。カソードは、リチウム遷移金属酸化物を含む電気活性材料および電気活性材料上に配置された保護層を含む。保護層は、第１のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含む。保護層は複数の粒子を含む。保護層は複数の細孔を含む。

【0009】

いくつかの具体例において、電気化学電池が提供される。電気化学電池は、リチウムを含む第１の電気活性材料を含む第１の電極、リチウム遷移金属酸化物を含む第２の電気活性材料を含む第２の電極、および電解質を含む。電解質は、チオール基を含む第１の添加剤（または添加物：additive）、およびアルケン基を含む第２の添加剤を含む。第２の添加剤のアルケン基は、第１の電気活性材料および／または第２の電気活性材料上に配置された保護層を形成するために、第１の添加剤のチオール基と反応するようになっている。

【0010】

いくつかの具体例において、電気化学電池用コンポーネントが提供される。コンポーネントは、電気活性材料および電気活性材料上に配置された保護層を含む。保護層は、チオール基およびトリアジン基の双方を含む分子の反応生成物を含む。

【0011】

いくつかの具体例において、電気化学電池が提供される。電気化学電池は、リチウムを含む電気活性材料を含む第１の電極、リチウム遷移金属酸化物を含む第２の電極、および電解質を含む。電解質は、チオール基およびトリアジン基の双方を含む分子を含む。

【0012】

添付図と組み合わせて考慮される場合、本発明の他の利点および新規特徴は、発明の種々の非限定の具体例の以下の詳細な記載から明らかになるであろう。本明細書および出典明示して組み込まれた文書が矛盾および／または一貫しない開示を含む場合には、本明細書が支配的であるものとする。出典明示して組み込まれた２つ以上の文書が相互に矛盾することおよび／または一貫しない開示を含んでいるならば、後の有効日を有する文書が支配的であるものとする。

【0013】

（図面の簡単な説明）
本発明の非限定の具体例は、添付図に関連して例として記載され、それは模式的であり、スケールに引き付けられるようには意図されない。図において、示された同一またはほとんど同一のコンポーネントはそれぞれ、単一の数字によって典型的に表わされる。明確性の目的のために、すべてのコンポーネントがすべての図において標識されるとは限らず、また、図示が当業者が本発明を理解するのを可能とするのに必要でない場合には、示された本発明の各具体例のすべてのコンポーネントも示されない。これらの図において：

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、いくつかの具体例による、チオール基を含む種を含む電解質を含む電気化学電池の非限定の具体例を示す。

【図2】図２は、いくつかの具体例による、チオール基を含む種の量が、保護層を形成するための電解質から除去される方法の非限定の具体例を示す。

【図3】図３は、いくつかの具体例による、保護層を含む電極の非限定例を示す。

【図4】図４は、いくつかの具体例による、電気活性材料、および複数の粒子およびあるポリマーを含む保護層を含む電極の非限定の具体例を示す。

【図5】図５は、いくつかの具体例による、異方性力（または不等方性力：anisotropic force）が適用される電気化学電池の非限定の具体例を示す。

【図6-11】図６－１１は、いくつかの具体例による、選択された電気化学電池についてのサイクル数の関数として放電容量を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（詳細な説明）
チオール基を含む電気化学電池および／または電気化学電池コンポーネントを含む物品および方法が、概して提供される。いくつかの具体例において、電気化学電池コンポーネントは、アノードまたはカソード用の保護層のごとき電極用保護層である。かかる保護層中のチオール基の存在は、かかる保護層のイオン電導性（またはイオン伝導性：ionic conductivity）を有利に増加させことができ、これは、保護層が急速な充電および／または放電中に位置する電気化学電池の効率を改善でき、ならびに／あるいはかかる保護層が位置する電気化学電池のサイクル効率を高め得る。いずれかの特定の理論によって拘束されることなく、チオール基中の硫黄原子は、電子供与性であり得る、および／または非占有２ｓ軌道を有する配位構造を形成でき、その一方または双方が、チオール基との配位および／または解離によって保護層を介してリチウムイオン輸送を促進し得ると考えられている。かかるプロセスは、チオール基を欠く保護層に対する比較において、保護層のリチウムイオン電導性を増加させ得る。

【0016】

いくつかの具体例において、保護層中のチオール基は、反応生成物を生成する反応を受けるように構成される、および／または保護層は、チオール基の反応生成物を含む。いくつかの保護層はチオール基およびチオール基の反応生成物の双方を含み得る。本明細書に記載されたいくつかの反応生成物の存在および／または形成は、保護層の機能性を高め得る。例えば、（例えば、保護層に最初に存在する少なくとも１つのチオール基から、保護層に最初に存在する２つのチオール基から、および／または保護層に組み入れられるようになる分子を形成するための２つのチオール基からの）保護層中のジスルフィド結合の形成は、有利な構造を有する保護層中の細孔の形成を生じ得る。細孔は、それを通ってかなりのリチウムイオン伝導を可能にしつつ、保護層を介して電解質の輸送をほとんどまたはまったく可能にし得ない。これらの細孔を含む保護層は、電解質、およびインピーダンスの増加を有することなく保護された層によって保護された電極間の望まれない相互作用を防止するための有用性を増加し得る。

【0017】

いくつかの具体例において、チオール基を含む保護層は、チオール基を含むポリマーを含む。ポリマーは、チオール基を含む１つ以上のモノマーを含み得る。換言すれば、ポリマーは１つ以上のチオール基含有モノマーを含み得る。チオール基含有モノマーからの保護層のポリマーコンポーネント（または高分子コンポーネント）の形成は、得られた保護層に、三次元において、および／または保護層の厚さを横切って相互連結する、１つ以上の硫黄富化（sulfur-rich）相を有利に含ませ得る。かかる硫黄富化相は、保護層が位置する電気化学電池の容量を増加させ得る、保護層が位置する電気化学電池のフェージング（fading）量を低下させ得る、および／または保護層が位置する電気化学電池の効率を改善し得る。いくつかの具体例において、チオール基含有モノマーから形成されたポリマーを含む保護層は、有利にさらに相互連結した細孔、および／または高表面積を有する細孔を含む。

【0018】

いくつかの具体例において、保護層は、少なくとも２つの異なるタイプのモノマーを含むポリマーを含む。例えば、ポリマーは少なくとも２つのチオール基含有モノマーを含み得る。もう一つの例として、ポリマーは少なくとも１つのチオール基含有モノマー、およびチオール基を含まない少なくとも１つのモノマーを含み得る。かかるポリマー中の異なるモノマーは、典型的に相互に異なった特性を有する。モノマーは相乗的に相互作用し得る、ポリマーに異なる有益な特性を与え得る、または（もしあれば）相互の欠点を補い得る。例えば、ポリマーは、電解質において余り膨潤性でない、余り脆くない、より柔軟性である、よりイオン電導性である、より容易に酸化される、より有益な細孔の量および／またはタイプを含む、ならびに／あるいはその組合せにおけるモノマーの１つ以上を欠くポリマーより低いインピーダンスを有するポリマーを形成するモノマーの組合せを含み得る。いくつかの具体例において、ポリマーは、電極の電気活性材料上に配置した連続層として、ポリマーの形成を促進するモノマーの組合せから形成される。ポリマーは、ポリマーが硬化した割合を高めたモノマーを含む、モノマーの組合せから形成し得る。いくつかの選択されたモノマーの効果は、単独または組み合せて、さらに詳細に以下に記載されるであろう。

【0019】

いくつかの具体例において、チオール基を含む保護層はさらに複数の粒子を含む。例えば、保護層は、チオール基含有モノマーを含むポリマーを含むこともでき、複数の粒子を含み得る。存在する場合、粒子は保護層に１つ以上の有益な特性を与え得る。例えば、粒子は、リチウムイオンが保護層を通過するために比較的低い抵抗性経路を提供することにより、保護層のインピーダンスを低下し得る。もう一つの例として、粒子は、保護層の形成中により均一な保護層の形成を促進し得る。保護層の微粒子の部分（複数）は、保護層の１つ以上の他のコンポーネントと一緒に形成し得る（例えば、粒子は、チオール基含有ポリマーおよび／またはジスルフィド基含有ポリマーを形成するために反応する１つ以上の種と堆積し得る）、ならびに／あるいは保護層の１つ以上の他のコンポーネントとは別々に形成し得る（例えば、粒子は最初に堆積でき、次いで、チオール基含有ポリマーおよび／またはジスルフィド基含有ポリマーを形成するために反応する１つ以上の種は、粒子上または粒子間に位置する間隙（interstice）に堆積し得る）。

【0020】

本明細書に記載されたいくつかの具体例は、チオール基を含む電解質に関する。電解質は、チオール基を含む添加剤および／またはチオール基を含む分子のごときチオール基を含む種を含み得る（例えば、添加剤は、チオール基を含む分子を含み得る）。いくつかの具体例において、電解質は、チオール基を含む種、およびチオール基と反応するように構成された官能基を含む種を含む。チオール基を含む種、およびチオール基と反応するように構成された官能基を含む種は、電極中の電気活性材料上に配置された保護層を形成するために反応するように構成し得る。例えば、電解質は、チオール基を含む分子、およびアルケン基（例えば、ビニル基）を含む分子を含むこともでき、また、チオール基を含む分子は、電極中の電気活性材料上に保護層を形成するためにチオール－エン反応において、アルケン（例えば、ビニル基）基を含む分子と反応するように構成し得る。いくつかの具体例において、電解質は、チオール官能基を含む第１の分子およびチオール基を含む第２の分子（例えば、第１のタイプの分子とは異なる化学構造を持つ第２のタイプの分子）を含み、チオール官能基を含む第１の分子は、電極中の電気活性材料上で保護層を形成するために酸化反応においてチオール基を含む第２の分子と反応するように構成し得る。より詳細に以下に記載のごとく、添加剤は、アルケン基以外の官能基、またはアルケン基以外の不飽和の官能基のごときチオール基を反応させるように構成されるチオール基を含み得る。チオール基を含む１つ以上の分子に関連する反応によって形成された保護層は、チオール基を含む保護層に関して前記された有益な特性のいくつかまたはすべてを有し得る。

【0021】

図１は、チオール基を含む種を含む電解質を含む電気化学電池の１つの非限定の具体例を示す。図１において、電気化学電池１０００は第１の電極１００、第２の電極２００および電解質３００を含む。電解質３００は、チオール基を含む種３１０を含む。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は添加剤である。添加剤は、電解質に典型的に見出される他のコンポーネントに加えて電解質に加えられるコンポーネント（例えば、１つ以上の溶媒、１つ以上の塩類、１つ以上のポリマー）であり得る。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は分子（例えば、有機分子）である。分子は小分子であってもよく、またはオリゴマーまたはポリマー（例えば、反応性エンドキャップを有するポリマー、樹脂）のごときより大分子であり得る。電解質が、溶媒、塩、ポリマー（例えば、本明細書に記載された１つ以上の反応によって形成されたポリマー、本明細書に記載された１つ以上の反応によって形成されないポリマー）およびチオール基を含まない添加剤のごとき他の種を含み得ると理解されるべきである。望ましい反応生成物を形成するためにチオール基を含む種と反応するように構成された種（例えば、アルケン基を含む種、ポリマーを形成するためにチオール基を含む種と反応するように構成された種）、およびチオール基を含む種が関与する反応を始めるように構成された種（例えば、重合開始剤、触媒）のごときこれらの種は、以下にさらに詳細に記載されるであろう。

【0022】

電解質中に存在する場合、チオール基を含む種は種々の適当な方法でそれを介して分布し得る。例えば、チオール基を含む種は、電解質に溶解し、電解質に懸濁し、および／または部分的に電解質に溶解し、部分的に電解質に懸濁し得る。いくつかの具体例において、チオール基を含む種が、最初に電解質以外に位置に存在するが、期間（例えば、電池アセンブリ後、サイクル中）にわたり電解質に導入される。例として、チオール基を含む種は、それが電解質に浸出するリザーバー（reservoir）に存在し得る。リザーバーは、例えば、セパレーターに、電気化学電池に存在する電気活性材料に、および／または保護層（および／またはその副層（またはサブレイヤー、または亜層：sublayer）に位置し得る。もう一つの例として、チオール基を含む種は被包されてもよく、封入剤（encapsulant）が壊れるのに際いて、電解質に放出し得る。

【0023】

いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、（例えば、保護層に組み込まれるのに先立ち）比較的長期間、かなりの量で電解質中に存在する。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、２回のサイクル以上の充放電、５回のサイクル以上の充放電、１０回のサイクル以上の充放電または２５回のサイクル以上の充放電の間、電解質中に存在する。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、５０回のサイクル以下の充放電、２５回のサイクル以下の充放電、１０回のサイクル以下の充放電または５回のサイクル以下の充放電の間、電解質中に存在する。また、上記に参照された範囲の組合せ（例えば、２回のサイクル以上の充放電および５０回のサイクル以下の充放電の間）が可能である。また、他の範囲が可能である。

【0024】

いくつかの具体例において、未サイクルの（uncycled）電気化学電池は、チオール基を含む種を含む。他の具体例は、サイクルされ、チオール基を含む種を含む電気化学電池に関する。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、２５回未満、１０回未満、５回未満または２回未満でサイクルさせた電気化学電池の電解質中に存在する。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、少なくとも１回、少なくとも２回、少なくとも５回または少なくとも１０回サイクルさせた電気化学電池の電解質中に存在する。また、前記に参照された範囲の組合せ（例えば、２５回未満で少なくとも１回）が可能である。また、他の範囲が可能である。

【0025】

いくつかの具体例において、電解質中に存在するチオール基を含む種（例えば、チオール基を含む添加剤、チオール基を含む分子）の量および／または特性（性質：character）は、経時的に変化する。例として、前記のごとく、チオール基を含む種の少なくとも一部分は、電解質の一部分でない源からの電解質に導入し得る。さらに前記のごとく、チオール基を含む種の少なくとも一部分は、（例えば、保護層を形成する、および／または以前に形成された保護層のコンポーネントを形成するため）電解質から除去し得る。いくつかの具体例において、チオール基を含む種の少なくとも一部分は、電解質に残存し得るが、そこに位置しつつ、変換（transform）し得る。例えば、チオール基を含む種は、電解質に最初に懸濁し得るが、そこに溶解できるか、または最初に電解質に溶解し得るが、懸濁液をそこに形成するために溶液から離れた状態となり得る。
いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、異なる種を形成するために（例えば、電気化学電池に最初に存在する１つ以上のコンポーネントで、電気化学電池のサイクル中に形成された１つ以上のコンポーネントで）、および／または電解質のもう一つのコンポーネントと複合体を形成するために反応を受ける（例えば、電気化学電池中に最初に存在した１つ以上のコンポーネントで、電気化学電池のサイクル中に形成された１つ以上のコンポーネントで）。かかる反応はチオール基を含む種に電解質をエンターさせるか、または電解質から除去させるか、電解質中だが異なる形態で維持させるか、または実質的に同じ形態において電解質中に維持させ得る。

【0026】

電解質中にチオール基を含む種（例えば、チオール基を含む添加剤、チオール基を含む分子）の量および／または特性の変化が、種々の適当な因子により生じ得る。例えば、いくつかの具体例において、時間経過は、電解質中のチオール基を含む種の量および／または特性の変化を引き起し得る。時間の経過は、例えば、非平衡状態のチオール基を含む種を平衡状態にし得る。もう一つの例として、電気化学電池の１つ以上の他のコンポーネント（例えば、その中の電極）に対する電解質の曝露は、チオール基を含む種の平衡状態を移行することもでき、これはチオール基を含む種の量および／または特性を変化させ得る。第３の例として、電気化学電池をサイクルさせることは、電解質の組成を変更することもでき、これは、さらにチオール基を含む種の平衡状態をシフトすることもでき、チオール基を含む種の量および／または特性を変化させ得る。

【0027】

図２は、チオール基を含む種の量が電解質から除去されて、保護層を形成する方法の１つの非限定の具体例を示す。図２において、チオール基を含む種３１０の一部分は、電解質３００から除去されて、電気活性材料１０５上に配置された保護層４００を形成する。同時に、保護層４００および電気活性材料１０５は電極１００を形成する。方法は、第２の電極２００をさらに含む電気化学電池１０００に行なわれる。いくつかの具体例において、図２に示されるように、チオール基を含む種は、その種だけを含むか、またはそのタイプの種だけを含む保護層を形成するために反応を受ける（例えば、チオール基を含む２つの同一の種は、保護層のすべてまたは一部分を形成するために酸化反応を受け得る）。いくつかの具体例において、チオール基を含む種は、異なる種を含む保護層を形成するために反応を受ける。例えば、チオール基を含む種は、保護層を形成するためにチオール基（例えば、もう一つのチオール基、ビニル基のごときアルケン基）と反応性の基を含む種との反応を受け得る。存在する場合、チオール基と反応性の基を含む種は、（例えば、その中に溶解、その中に懸濁した添加剤として）電解質中に存在し得る、および／または電気化学電池のもう一つのコンポーネント中に存在し得る。電気化学電池の他のコンポーネントは、例えば、セパレーター、電気化学電池中に存在する電気活性材料および／または保護層（またはその副層）であり得る。

【0028】

反対の明示的な表示の不存在では、第１の電極への参照が、アノードである第１の電極またはカソードである第１の電極への参照であり得ると理解されるべきである。同様に、第２の電極への参照は、アノードである第２の電極、またはカソードである第２の電極への参照であり得る。例として、図１および２の第１の電極１００は、アノードまたはカソードであり得、また、図１および２の第２の電極２００は、アノードまたはカソードであり得る。同様に、図２の保護層４００は、アノード中の電気活性材料上に配置され得るか、またはカソード中の電気活性材料上に配置され得る。

【0029】

また、他の層（複数）またはコンポーネント（複数）「上に配置された」、「間に配置された」「上に」または、「に隣接した」として参照された層またはコンポーネントは、直接的に、他の層（複数）またはコンポーネント（複数）上に配置された、間に配置された、上に、または、に隣接したものであり得るか、あるいは介在する層またはコンポーネントも存在し得るものと理解されるべきである。例えば、電気活性材料に隣接した本明細書に記載された保護層は、電気活性材料に直接隣接し得る（例えば、電気活性材料との直接的な物理的接触であり得る）か、または介在する層またはコンポーネント（例えば、電気化学電池が電気活性材料上に配置された２つ以上の保護層を含む場合には、もう一つの保護層）は、電気活性材料および保護層間に位置し得る。もう一つの層またはコンポーネント「に直接隣接する」、「上に直接的」または「と接する」層またはコンポーネントは、介在する層またはコンポーネントが存在しないことを意味する。層またはコンポーネントが、他の層（複数）またはコンポーネント（複数）「上に配置された」、「間に配置された」「上に」または、「に隣接した」として参照される場合、それは、層（複数）またはコンポーネント（複数）のすべてにより、上で、隣接して覆われ得るか、または層（複数）またはコンポーネント（複数）の一部分により、上で、隣接して覆われ得る。

【0030】

また、いくつかの層が２つ以上の副層を含み得ると理解されるべきである。反対の明示的な表示の不存在では、層の特性への参照も、おそらく全体としてのその層の特性、および／または、その中の１つ、いくつかのまたはすべての副層（複数）の特性をいうと理解されるべきである。例えば、いくつかの保護層の特性への参照は、全体としてのいくつかの保護層の特性（すなわち、一緒でのすべての副層の特性）をいう、および／またはいくつかの保護層を構築する１つ以上の副層の特性をいうの双方と理解されるべきである。

【0031】

いくつかの具体例において、本明細書に記載された保護層は、図２に示されるもの以外の方法によって形成される。例えば、保護層（および／またはその１つ以上の部分および／または１つ以上のその副層）は、電気化学電池のアセンブリに先立って、ならびに／あるいは電解質への電気活性材料の曝露に先立って形成し得る。例えば、さらに詳細に以下に記載のごとく、保護層の一部分はエアロゾル堆積によって形成でき、保護層の一部分はもう一つの方法によって形成し得る。いくつかの具体例において、保護層（および／またはその１つ以上の部分および／または１つ以上のその副層）は、電気活性材料（例えば、アノード用の電気活性材料、カソードの電気活性材料）を、保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種を含む流体に曝露することにより形成される。その曝露は、流体に電気活性材料を浸すこと、電気活性材料を流体に浸漬すること、（例えば、マイヤー・ロッド・コーティング、ドクター・ブレーディング、エア・ブラッシングシなどにより）流体で電気活性材料を覆うことによってのごとく種々の適当な方法で実施し得る。電気活性材料が曝露される流体は、いくつかの具体例において液体である。いくつかの具体例において、電気活性材料が曝露される流体はスラリーである。スラリーは、液体中に懸濁された保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種を含む固体を含み得る。液体は、保護層を生成するために反応するように構成された種を欠如し得るか、または保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種を含み得る。

【0032】

保護層（および／または１つ以上のその部分および／または１つ以上のその副層）が、保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種を含む流体に電気活性材料を曝露することにより形成される場合、流体は、種々の適当なかかる種を含み得る。これらの種の非限定例は、チオール基を含む種、およびアルケン基（例えば、ビニル基）を含む種を含む。種はジスルフィド結合を形成する酸化反応を受けるように構成し得る、および／または炭素－硫黄結合を生成するチオール－エン反応をを受けるように構成し得る。流体は、さらなる種、例えば、粒子、チオール基を含む種の反応を開始するように構成された種（例えば、重合開始剤、触媒）、保護層を生成するために反応するように構成された種以外の添加剤（例えば、可塑剤、脱ガス剤、チキソトロピー剤）および／または溶媒をさらに含み得る。さらなる種は、さらに詳細に以下に記載されるであろう。流体は、比較的低い量（例えば、１０重量％以下、７．５重量％以下、４重量％以下、２重量％以下、１重量％以下、および所望により、０重量％以上、１重量％以上、２重量％以上、４重量％以上または７．５重量％以上）の種（個々にまたは合計において）を含み得る。

【0033】

いずれかの特定の理論によって拘束されることなく、電気活性材料上の流体を覆うことにより流体に電気活性材料を曝露する工程が行なわれる場合に、流体中のチオール基を含む種の存在は、特に有益であり得ると考えられる。チオール基を含む種はチキソトロピーであり得、それは応力および／または圧力の適用、および／または時間の経過によって塗布液の粘度が調整されることを可能にし得ると考えられる。また、チオール基を含む種は、電気活性材料上のかかる種を含む流体の湿潤および／または付着（adhesion）を望ましく増加でき、その結果、高められた均一性を持つ保護層の形成し得る、および／または電気活性材料に共有結合されると考えられる。

【0034】

本明細書に記載された保護層（またはそのポリマーコンポーネント）は、種々の適当な反応によって形成し得る。これらの反応は、組み立てられた電気化学電池（例えば、電気化学電池の電解質中の種からの）に、電気化学電池（例えば、他の電気化学電池コンポーネントでまだ組み立てられない電気活性材料上の）のコンポーネントに、またはそのコンポーネント上で生じ得る。いくつかの具体例において、本明細書に記載された反応の２つ以上が、保護層および／またはそのポリマーコンポーネントの形成中に生じる。その反応（複数）が、関連する種（例えば、電気活性材料が電気活性材料で最初に組み立てられる場合）への電気活性材料の初期の曝露の間に生じ得る、および／またはその後に、（例えば、硬化工程において電気化学電池サイクル中の電気化学電池貯蔵中に）生じ得る。かかる反応の非限定例は、酸化還元反応（例えば、前記のごときジスルフィド結合を形成する還元反応）、チオール－エン反応（例えば、前記のごとき炭素－硫黄結合を形成するための）および重合反応（例えば、フリーラジカル重合反応、アニオン重合反応、カチオン重合反応、段階成長重合反応）を含む。

【0035】

いくつかの具体例において、保護層の形成は２つのタイプの重合反応を行なうことを含む。例えば、アニオン重合およびフリーラジカル重合の双方は、保護層および／または保護層のポリマーコンポーネントを形成するために使用し得る。いくつかのかかる具体例において、電気活性材料は、フリーラジカル開始剤（例えば、Ｌｕｐｅｒｏｘ ２３１）、アニオン重合開始剤（例えば、ピリジンのごときアミン）、および重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種（例えば、フリーラジカル重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種、アニオン重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種、ならびに／あるいはフリーラジカルおよび／またはアニオン重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された１つ以上の種）に曝露し得る。フリーラジカル重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された適当な種の非限定例は、１つ以上のチオール基を含む種、および１つ以上のアルケン基（例えば、ビニル基）を含む種を含む。アニオン重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された適当な種の非限定例は、１つ以上のチオール基を含む種（例えば、ペンタエリトリトール テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）、トリメチロールプロパン トリス（３－メルカプトプロピオナート））を含む。アニオン重合開始剤も存在しないならば、アニオン重合反応によって保護層を生成するために反応するように構成された種は、フリーラジカル重合反応のごときもう一つのタイプの反応を受け得る。

【0036】

前記された方法によって形成されたもののごとき保護層は、電極（例えば、保護された電極）の一部分を形成し得る。図３は、保護層を含む電極の１つの非限定例を示す。図３において、電極１００は、電気活性材料１０５および電気活性材料上に配置された保護層４００を含む。保護層は種々の適当な組成を有し得る。前記のごとく、いくつかの保護層は、保護層を含む電気化学電池中に存在する電解質中に最初に存在する１つ以上の種のポリマーおよび／または反応生成物を含む。保護層中に存在する反応生成物はポリマーであり得るか、またはもう一つの適当な種（例えば、オリゴマー、プレポリマー、ポリマー樹脂（または高分子樹脂）であり得る。ポリマー（および／または反応生成物）は１つ以上のチオール基含有モノマー（例えば、１つのチオール基含有モノマー、２つのチオール基含有モノマー、より多いチオール基含有モノマー）および／または１つ以上のアルケン基含有モノマー（例えば、１つのアルケン基含有モノマー、２つのアルケン基含有モノマー、より多いアルケン基含有モノマー、その１つ以上は、ビニル含有モノマーであり得る）を含み得る。

【0037】

保護層がポリマーを含む場合、ポリマーは種々の適当な分子量を有し得る。ポリマーの数平均分子量は、５ｋＤａ以上、７．５ｋＤａ以上、１０ｋＤａ以上、１５ｋＤａ以上、２０ｋＤａ以上、２５ｋＤａ以上、３０ｋＤａ以上、４０ｋＤａ以上、５０ｋＤａ以上、７５ｋＤａ以上、１００ｋＤａ以上、１５０ｋＤａ以上、２００ｋＤａ以上、２５０ｋＤａ以上、３００ｋＤａ以上または４００ｋＤａ以上であり得る。ポリマーの数平均分子量は、２５０ｋＤａ以下、５００ｋＤａ以下、４００ｋＤａ以下、３００ｋＤａ以下、２５０ｋＤａ以下、２００ｋＤａ以下、１５０ｋＤａ以下、１００ｋＤａ以下、７５ｋＤａ以下、５０ｋＤａ以下、４０ｋＤａ、３０ｋＤａ以下、２５ｋＤａ以下、２０ｋＤａ以下、２０ｋＤａ以下、１５ｋＤａ以下、１０ｋＤａ以下または７．５ｋＤａ以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、５ｋＤａ以上かつ５００ｋＤａ以下、または１０ｋＤａ以上かつ２５０ｋＤａ以下）。また、他の範囲が可能である。ポリマーの数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーによって測定し得る。

【0038】

いくつかの具体例において、保護層は複数の粒子を含む。保護層は、複数の粒子、およびポリマー（例えば、１つ以上のチオール基含有モノマーおよび／または１つ以上のアルケン基含有モノマーを含むポリマー）の双方を含み得る。例えば、保護層は、ポリマーを含むマトリックスに分散した複数の粒子を含み得る。図４は、電気活性材料１０５、および複数の粒子４１０およびポリマー４２０を含む保護層４００を含む電極１００の１つの非限定の具体例を示す。保護層は電気活性材料上に配置される。いくつかの具体例において、保護層は、１つ以上の方法で図４に示されるものに類似する方法で配置された複数の粒子を含む。例として、保護層は複数の粒子を含むことができ、層中の粒子の平均断面寸法より厚い。もう一つの例として、いくつかの具体例において、保護層は、サイズおよび／または組成が実質的に均一の複数の粒子を含む。いくつかの具体例において、電極は、粒子を含むが、１つ以上の方法で図４に示される保護層と異なる保護層を含む。例えば、保護層は、その中の粒子のものに実質的に同様の厚さを有し得る、サイズおよび／または形状において異なる粒子を含み得る、ならびに／あるいは図４に示されるもの以外の粒子の体積分率を含み得る。また、図４に示される保護層に対する他の類似点および図４に示される保護層からの変更が可能である。

【0039】

前記のごとき図３および４に示され、また、本開示の全体にわたって記載される保護層は、アノード、カソードまたは他の電極であり得る。アノードである電極は、ポリマーを含む保護層、電極を含む電気化学電池の電解質中に最初に存在する種の反応生成物、および／または複数の粒子を含み得る。アノードである電極は、ポリマーを欠く保護層、電極を含む電気化学電池の電解質中に最初に存在する種の反応生成物、および／または複数の粒子を含み得る。カソードである電極は、ポリマーを含む保護層、電極を含む電気化学電池の電解質中に最初に存在する種の反応生成物、および／または複数の粒子を含み得る。カソードである電極は、ポリマーを欠く保護層、電極を含む電気化学電池の電解質中に最初に存在する種の反応生成物、および／または複数の粒子を含み得る。

【0040】

前記のごとく、いくつかの具体例は、１つ以上のチオール基を含む種に関する。保護層はチオール基（例えば、保護層は、１つ以上のチオール基含有モノマーを含むポリマーを含み得る、保護層はチオール基を含むこともでき、チオール基を含む分子の反応生成物も含み得る）を含み得る、および／または電解質は、チオール基（例えば、チオール基を含む添加剤、チオール基を含む分子）を含み得る。チオール基は、プロトン化チオール基（例えば、構造Ｒ－ＳＨを有するチオール基）であり得るか、または脱プロトン化チオール基（例えば、構造Ｒ－Ｓ^－を有するチオール基）であり得る。いくつかの具体例において、種は、電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中にプロトン化チオール基から脱プロトン化チオール基に転換するチオール基、電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中に脱プロトン化チオール基からプロトン化チオール基に転換するチオール基、ならびに／あるいは電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中にプロトン化チオール基および脱プロトン化チオール基の間で相互転換するチオール基を含む。いくつかの具体例において、種は、電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中にプロトン化されたままであるチオール基を含む。いくつかの具体例において、種は、電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中にプロトン化されたままであるチオール基を含む。さらに詳細に以下に記載のごとく、種は、プロトン化および／または脱プロトン化以外の反応を受けるチオール基を含み得る。

【0041】

チオール基が脱プロトン化チオール基である場合、チオール基を含む種を含む電気化学電池および／または電気化学電池コンポーネント（例えば、チオール基を含む種を含む保護層、チオール基を含む種を含む電極、チオール基を含む種を含む電解質）は、さらに複数の対イオンを含み得る。典型的には、複数の対イオンは、脱プロトン化チオール基の荷電を一緒に平衡させる対イオンを含む。複数の対イオンが、＋１、＋２、＋３、＋４の荷電、またはもう一つの適当な値の荷電を有する対イオンを含み得る。複数の対イオンは、単原子イオンおよび／または多原子イオンを含み得る。適当な対イオンの非限定例は、アルカリ金属イオン（例えば、リチウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン）、遷移金属イオン（例えば、ニッケルイオン、コバルトイオン、マンガンイオン）および／または有機イオン（例えば、テトラアルキル・アンモニウムイオン）を含む。また、他のタイプの対イオンが可能である。いくつかの具体例において、対イオンは、電気化学電池中に存在するもう一つの種に由来するイオン（例えば、カソードに由来する遷移金属イオン、塩からの対イオンおよび／または電解質に由来する添加剤）である。

【0042】

前記のごとく、本明細書に記載されたいくつかの具体例は、チオール基を含む添加剤および／またはチオール基を含む分子のごときチオール基を含む種を含む電解質に関する。いくつかの具体例において、電解質は、共有結合を形成するために反応するチオール基を含む種（例えば、添加剤、分子）を含む。共有結合を形成する反応は架橋反応および／または重合反応であり得る。共有結合の形成を生じる反応の１つの例は、ジスルフィド結合を引き起こす２つのプロトン化チオール基間の酸化還元反応である。２つのプロトン化チオール基は、同じ分子内（例えば、同じポリマー内）にあり得るか、または異なる分子上で存在し得る。異なる分子上で存在する場合、分子は同じタイプのものであり得るか、または異なるタイプのものであり得る。共有結合の形成を生じる反応のもう一つの例は、チオール－エン反応である。チオール－エン反応において、プロトン化チオール基は、硫化アルキルを形成するためにアルケン基（例えば、ビニル基）と反応する。チオール基およびアルケン基は同じ分子内（例えば、同じポリマー内）にあり得るか、または異なる分子上で存在し得る。異なる分子上で存在するならば、分子は同じタイプのものであり得るか、または異なるタイプのものであり得る。

【0043】

電解質中に存在するチオール基を含む種は１つのチオール基を含み得るか、または１つを超えるチオール基を含み得る。チオール基を含む小分子、例えば、チオール基を含む添加剤および／または保護層のコンポーネントを生成するために反応するように構成された種は、少なくとも１つのチオール基、少なくとも２つのチオール基、少なくとも３つのチオール基、少なくとも４つのチオール基またはより多いチオール基を含み得る。いくつかの具体例において、電解質は、１つ以上のチオール基を含む１つを超えるタイプの小分子、および／または１つ以上のチオール基を含む１つを超えるタイプの添加剤を含み得る。電解質はいくつかの小分子、および／または第１の数のチオール基を含む添加剤、ならびにいくつかの小分子、および／または第２の数のチオール基を含む添加剤を含み得る。チオール基の第１および第２の数は、同じであり得るか、または異なり得る。換言すれば、電解質は、双方とも同数のチオール基を含むが、１つ以上の他の方法において相互に異なる２つの種を含み得るか、ならびに／あるいは異なる数のチオール基を含む２つの種を含み得る。

【0044】

いずれかの特定の理論によって拘束されることなく、電解質が種々の理由で１つを超えるチオール基を含む種（例えば、添加剤、分子）を含むことは有益であり得ると考えられる。１つの理由は、１つを超えるチオール基を含む種が、共有結合を形成するために１つを超える反応を受け得る、したがって、１つを超える共有結合を形成し得ることである。かかる種は架橋されるポリマーを形成するために反応し得る。架橋ポリマーは、非架橋ポリマーに比較して有利さを有し得る。例えば、架橋ポリマーは、非架橋ポリマーより保護層を含む電気化学電池中に存在する電解質に対して余り浸透性でないかもしれず、非架橋ポリマーより電解質において余り可溶性でないかもしれず、非架橋ポリマーより大きな電気化学的ウィンドウを横切って安定性であり得る、および／または非架橋ポリマーより大きな機械的な完全性を有し得る（例えば、それらは、非架橋ポリマーよりクラッキングおよび／または塑性流動を受けにくいかもしれない）。これらの特徴の片方または双方は、架橋ポリマーを含む保護層が、この相互作用によって引き起こされた分解（または変質：degradation）を低下させて、電解質と保護層によって保護された電気活性材料の電解質との相互作用を低下し得る。

【0045】

電解質が１つを超えるチオール基を含む種（例えば、添加剤、分子）を含むことが有益であり得るもう一つの理由は、１つを超えるチオール基を含む種が、未反応のチオール基を含む反応生成物を形成するために反応し得ることである。かかる種からの保護層の形成中に、いくつかの具体例において、その中のチオール基の１つ以上は、反応生成物を形成するために（例えば、共有結合形成の方法で）反応し、その中の１つ以上のチオール基が、反応生成物形成中に反応しない。未反応のチオール基は、遊離チオール基として保護層に残ることができ、これは、保護層（例えば、イオン）を介して１つ以上の種の輸送を有益に助け得る。

【0046】

電解質は、種々の適当な分子量を有するチオール基を含む種を含み得る。いくつかの具体例において、電解質は、９０Ｄａ以上、１００Ｄａ以上、１２５Ｄａ以上、１５０Ｄａ以上、２００Ｄａ以上、２５０Ｄａ以上、３００Ｄａ以上、４００Ｄａ以上、５００Ｄａ以上、７５０Ｄａ以上、１ｋＤａ以上、１．２５ｋＤａ以上、１．５ｋＤａ以上または２ｋＤａ以上の分子量を有するチオール基を含む種を含む。いくつかの具体例において、電解質は、２．５ｋＤａ以下、２ｋＤａ以下、１．５ｋＤａ以下、１．２５ｋＤａ以下、１ｋＤａ以下、７５０Ｄａ以下、５００Ｄａ以下、４００Ｄａ以下、３００Ｄａ以下、２５０Ｄａ以下、２００Ｄａ以下、１５０Ｄａ以下、１２５Ｄａ以下または１００Ｄａ以下の分子量を有するチオール基を含む種を含む。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、９０Ｄａ以上かつ２．５ｋＤａ以下、または１５０Ｄａ以上かつ１．５ｋＤａ以下）。また、他の範囲が可能である。チオール基を含む種の分子量は、質量分析法によって決定し得る。

【0047】

チオール基を含む適当な種の非限定例は、３－メルカプトプロピオン酸（例えば、ペンタエリトリトール・テトラキス ３－メルカプトプロピオン酸、トリメチロールプロパン・トリス（３－メルカプトプロピオン酸）を含む種、トリアジン基およびチオール基の双方（例えば、トリチオシアヌル酸）を含む種、ポリエーテル基およびチオール基（例えば、２、２’－（エチレンジオキシ）ジエタンチオール、ポリ（エチレングリコール）ジチオール）、テトラ（エチレングリコール）ジチオール）、ヘキサ（エチレングリコール）ジチオール）を含む種、チアジアゾール基およびチオール基の双方（例えば、１，３，４－チアジアゾール－２，５－ジチオール、１，２，４－チアジアゾール－３，５－ジチオール）を含む種、ピリジン基およびチオール基の双方（例えば、５、５’－ビス（メルカプトメチル）－２，２’－ビピリジン）を含む種、アゾール基およびチオール基の双方（例えば、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール）を含む種、ピリミジン基およびチオール基の双方（例えば、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール）を含む種、芳香環およびチオール基の双方（例えば、４，４’－ビス（メルカプトメチル）ビフェニル、ｐ－テルフェニル－４，４’’－ジチオール、ベンゼン－１，４－ジチオール、１，４－ベンゼンジメタンジチオール、１，２－ベンゼンジメタンジチオール、１，３－ベンゼンジチオール、１，３－ベンゼンジメタンチオール、ベンゼン－１，２－ジチオール、トルエン－３，４－ジチオール、４－フェニル－４Ｈ－（１，２，４）トリアゾール－３，５－ジチオール、５－（４－クロロ－フェニル）－ピリミジン－４，６－ジチオール、４，４’－チオビスベンゼンチオール）の双方を含む種、チオエーテル基およびチオール基の双方（例えば、４，４’－チオビスベンゼンチオール、２，２’－チオジエタンチオール）を含む種、およびアルキルチオールを含む。

【0048】

前記のごとく、チオール基を含む種は、脱プロトン化チオール基（例えば、プロトン化チオール基に加えてまたは代えて）を含み得る。脱プロトン化チオール基は、前記の参照されたチオール基の１つ以上の共役塩基であり得る。例として、チオール基を含む種は、ペンタエリトリトール・テトラキス ３－メルカプトプロピオン酸に加えてまたは代えて、ペンタエリトリトール・テトラキス ３－メルカプトプロピオナートを含み得る。 前記または本明細書の他のチオール基への参照は、それとは反対の明示的な表示の不存在では、共役塩基をいうと理解されるべきである。

【0049】

電解質中に存在する場合、チオール基を含む種は、その種々の適当な量を構成（または作製、または構築：make up）し得る。電解質中に存在するチオール基を含む各種は、各々独立して、０．１重量％以上、０．２５重量％以上、０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１重量％以上、２重量％以上、２．５重量％以上、４重量％以上、５重量％以上、６重量％以上、７重量％以上または７．５重量％以上を構成し得る。電解質中に存在するチオール基を含む各種は、各々独立して、１０重量％以下、７．５重量％以下、７重量％以下、６重量％以下、５重量％以下、４重量％以下、２．５重量％以下、２重量％以下、１重量％以下、０．７５重量％以下、０．５重量％以下または０．２５重量％以下を構成し得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、電解質の０．１重量％以上かつ１０重量％以下、または電解質の０．５重量％以上かつ２．５重量％以下）。また、他の範囲が可能である。いくつかの具体例において、電解質中に存在するチオール基を含む種のすべては、前記範囲の１つ以上において電解質の量を一緒に構成し得る。本明細書に用いた電解質は、イオン電導性である電極間に位置した電気化学電池の種である。さらに詳細に以下に記載のごとく、電解質は溶媒、塩、ポリマーおよび他の種を含み得る。

【0050】

いくつかの具体例において、電解質は、１つ以上のアルケン基を含む種（例えば、添加剤、分子）（すなわち、重合性二重結合のごとき二重結合を含む１つ以上の種）を含む。アルケン基（例えば、ビニル基）を含む種は、少なくとも１つのアルケン基、少なくとも２つのアルケン基、少なくとも３つのアルケン基、少なくとも４つのアルケン基またはより多いアルケン基を含み得る。いくつかの具体例において、電解質は、１つ以上のアルケン基を含む１つを超えるタイプの小分子、および／または１つ以上のアルケン基を含む１つを超えるタイプの添加剤を含み得る。電解質はいくつかの小分子、および／または第１の数のアルケン基を含む添加剤、ならびにいくつかの小分子、および／または第２の数のアルケン基を含む添加剤を含み得る。アルケン基の第１および第２の数は同じであり得るか、または異なり得る。換言すれば、電解質は、双方が同数のアルケン基を含むが、１つ以上の他の方法において相互に異なる２つの種を含み得る、および／または異なる数のアルケン基を含む２つの種を含み得る。１つを超えるアルケン基を含む電解質中の分子および／または添加剤の存在は、チオール基に関して前記された理由のため有利であり得る。

【0051】

種々の適当なタイプのアルケン基が存在し得る。適当なタイプのアルケン基の非限定例は、ビニル基、アリル基、アクリレート基、メタクリレート基、ジエン基、ノルボルネン基、アルケン基を含む複素環基（例えば、マレイミド基、無水マレイン酸基）、およびビニルエーテル基を含む。いくつかの具体例において、アルケン基を含む種は、ポリエーテル基（例えば、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート、例えば、ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート）および／またはポリ（ジメチルシロキサン基のごときポリマー基（polymeric group）をさらに含み得る。いずれかの特定の理論によって拘束されることなく、ポリマー電子供与基のごとき電子供与基は、それらが存在する保護層のイオン電導性を高めることもでき、インピーダンスを低下でき、保護層を生成するために反応する種におけるそれらの存在を有益にし得ると考えられる。また、電子供与基は少なくとも部分的にリチウムイオンを溶媒和し得る、および／または電子供与基を含む種を介してリチウムイオン輸送を高め得ると考えられる。適当な電子供与基の非限定例は、ポリエーテル基（例えば、プロピレンオキシド基、エチレンオキシド基、交互（alternating）プロピレンオキシド基およびエチレンオキシド基）のごとき酸素原子を含む基を含む。

【0052】

前記のごとく、いくつかの具体例において、アルケン基は１つを超えるアルケン基を含む種に存在する。適当なタイプのかかる種の非限定例は、１つを超えるアクリレート基を含む種（例えば、トリメチロールプロパンエトキシレート トリアクリレートのごときトリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレート テトラアクリレートのごときテトラアクリレート）、１つを超えるアルケン基を含むスターモノマー（例えば、スターの各分岐において１つ以上のアルケン基を含むスターモノマー）、超分岐モノマー（例えば、アルケン基を含む２つ以上の分岐を含む超分岐モノマー）、およびアルケン基を含む１つ以上のモノマーを含むポリマーを含む。アルケン基を含む１つ以上のモノマーを含むポリマーの非限定例は、ポリ（２－メトキシ－５－（２’－エチルヘキシロキシ）－１，４－フェニレンビニレン）、ブタジエン、テルペン、不飽和ポリオレフィン、およびポリ（ビニルシラン）（すなわち、ビニル基およびシラン基を含むモノマーの重合によって形成されたポリマー）を含む。

【0053】

また、前記のごとく、いくつかの具体例において、アルケン基を含む２つ以上の異なるタイプの種が、電解質中に存在し得る。かかる種の組合せは、それらが、保護層および／または有利な特性を持った保護層のポリマーコンポーネントを形成するために（例えば、チオール基を含む１つ以上の種と）反応するように、選択し得る。例えば、いくつかの具体例において、保護層が、短鎖（例えば、短いポリエーテル鎖）および長鎖（例えば、長いポリエーテル鎖）の双方を含むモノマーを含むことが望ましい。この組合せは望ましく結晶化度を低下し、柔軟性を改善し、ならびに／あるいは保護層および／またはそのポリマーコンポーネントの脆性を低下し得る；

【0054】

電解質中に存在する場合、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む種は、その種々の適当な量を構成し得る。電解質中に存在するアルケン基（例えば、ビニル基）を含む各種は、各々独立して、電解質の０．０５重量％以上、０．０７５重量％以上、０．１重量％以上、０．２５重量％以上、０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１重量％以上、１．５重量％以上、２重量％以上または２．５重量％以上を構成し得る。電解質中に存在するアルケン基（例えば、ビニル基）を含む各種は、各々独立して、電解質の５重量％以下、２．５重量％以下、２重量％以下、１．５重量％以下、１重量％以下、０．７５重量％以下、０．５重量％以下、０．２５重量％以下、０．１重量％以下または０．０７５重量％以下を構成する。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．０５重量％以上かつ５重量％以下の電解質）。また、他の範囲が可能である。いくつかの具体例において、電解質中に存在するアルケン基を含むすべての種は、前記範囲の１つ以上において電解質の量で一緒に構成し得る。

【0055】

アルケン基を含む種およびチオール基を含む種の双方が電解質中に存在する場合、これらの種の相対量は所望のように選択し得る。いくつかの具体例において、電解質中のチオール基数に対するアルケン基数の比率は、０．１以上、０．１２５以上、０．１５以上、０．１７５以上、０．２以上、０．２２５以上、０．２５、または０．２７５以上である。電解質中のチオール基数に対するアルケン基数の比率は、０．３以下、０．２７５以下、０．２５以下、０．２２５以下、０．２以下、０．１７５以下、０．１５以下、または０．１２５以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．１以上かつ０．３以下）。また、他の範囲が可能である。

【0056】

いくつかの具体例において、電解質は、１つ以上のアルケン基（例えば、ビニル基）および１つ以上のチオール基を含む種を含む。アルケン基（例えば、ビニル基）の一部分および／またはチオール基の一部分は、保護層を形成するために反応を受けることもでき、アルケン基（例えば、ビニル基）の一部分および／またはチオール基の一部分は、得られた保護層において未反応のままであり得る。かかる種は前記された理由のために有利であり得る。

【0057】

いくつかの具体例において、電解質は、チオール基と反応するようになっているアルケン基以外に１つ以上の基を含む種（例えば、添加剤、分子）を含む。電解質は、１つ以上のアルケン基を含む種に加えておよび／またはに代えて、かかる種を含み得る。チオール基と反応するようになっているアルケン基以外の１つ以上の官能基を含む種の非限定例は、アルキン基、フラノース系の糖およびピラノース系の糖を含む種を含む。

【0058】

前記のごとく、いくつかの具体例はチオール基を含む保護層に関する。保護層は、チオール基を含む種の反応生成物（例えば、チオール基を含む電解質中の添加剤または分子の反応生成物、チオール基を含む保護層を形成するために用いられる試薬の反応生成物）を含み得る。反応生成物は、チオール基によって形成された共有結合（例えば、ジスルフィド結合、チオール－エン反応によって形成された共有結合）を含み得る、および／または１つ以上の未反応のチオール基（例えば、未反応のプロトン化チオール基、未反応の脱プロトン化チオール基）を含み得る。いくつかの具体例において、反応生成物はポリマーである。ポリマーは、一緒に連結されたモノマー（すなわち、繰返し単位）を含むことができ、それは、ポリマーの形成中に反応しなかったチオール基を含む種の一部分であり得る。前記のごとく、ポリマーは架橋され得る。

【0059】

いくつかの具体例において、保護層は、１つ以上のタイプのチオール基含有モノマーを含むポリマーを含む。ポリマーは１つ、２つ、３つ、４つまたはそれを超えるタイプのチオール基含有モノマーを含み得る。各タイプのチオール基含有モノマーは、ポリマーに異なる利益を提供し得る。例えば、保護層の一部分を形成する場合のポリマーの１つ以上の機能特性（例えば、イオン電導性、インピーダンス、柔軟性、電解質中での膨潤傾向）、および／または保護層の製作で支援するポリマーの１つ以上の特性（例えば、加工性）の組合せを高め得る。例として、ポリエーテル基およびチオール基の双方を含むモノマーから形成されたおよび／または前記モノマーを含むポリマーは、ポリエーテル基およびアルケン基の双方を含むモノマーに関して前記された同じ理由のために保護層のイオン電導性を高め得る。もう一つの例として、チオール基およびトリアジン基の双方を含むモノマーから形成されたおよび／または前記モノマーを含むポリマーは、多数の有利さ有し得る。これらは、トリアジン基の高表面積（これはポリマーを介してリチウムイオンの輸送を促進するために有利であるポリマー内の細孔の形成を促進し得る）、ｐ－ドープおよびｎ－ドープされるトリアジン基の能力（これは、電子および／または荷電種の迅速な交換を促進し得る）、トリアジン基の電子供与特性（これはイオンの迅速な交換を促進し得る）、および二次元構造を形成するためのトリアジンの能力（これはかかるポリマーが位置する電気化学電池のサイクル寿命および／または効率を改善し得る）を含む。また、ポリマー中のトリアジン基の存在は、ポリマー内の相互に連結した細孔の形成を促進し得る、ポリマー内にメゾポア（例えば、本明細書に別記のごときＢＥＴ表面分析によって測定された２ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下の細孔サイズを有する細孔）およびミクロポア（例えば、本明細書に別記のごときＢＥＴ表面分析によって測定された２ｎｍ未満の細孔サイズを有する細孔）の双方の存在を促進し得る、および／または全体としてポリマーの表面積を高め得ると考えられる。これらの特徴は、かかるポリマーが位置する電気化学電池のエネルギー貯蔵容量を有利に高め得る。

【0060】

モノマーの有利な組合せを含むポリマーのさらなる例は、本明細書のこの段落、および他の位置に記載される。例えば、いくつかの具体例において、ポリマーは、（１）ポリエーテル基およびチオール基の双方を含むモノマー、および（２）チオール基を含み、比較的低い分子量（例えば、５００Ｄａ以下の）を有するモノマーから形成される、および／またはを含む。かかるポリマーは低下した鎖の絡み合いを示すこともでき、この結果、高められた柔軟性および／または低下した脆性を生じ得る。もう一つの例として、いくつかのポリマーは、（１）ポリエーテル基およびチオール基の双方を含むモノマー、および（２）チオール基およびトリアジン基（例えば、トリチオシアヌル酸）の双方を含むモノマーから形成される、および／またはを含む。かかるポリマーは、高められた柔軟性および／または低下した結晶化度を示し得る。

【0061】

保護層中に存在するポリマーが２つ以上のタイプのチオール基含有モノマーを含む場合、所望のように、チオール基含有モノマーのタイプの相対量が所望のように選択し得る。いくつかの具体例において、ポリマーは、第１のタイプのチオール基含有モノマーおよび第２のタイプのチオール基含有モノマーを含み、また、第２のタイプのチオール基含有モノマーの量に対する第１のタイプのチオール基含有モノマーの量のモル比は、０．１以上、０．２５以上、０．５以上、０．７５以上、１以上、１．５以上、２．５以上、５以上、７．５以上、１０以上または１２．５以上である。第２のタイプのチオール基含有モノマーに対する第１のタイプのチオール基含有モノマーの量のモル比は、１５以下、１２．５以下、１０以下、７．５以下、５以下、２．５以下、１．５以下、１以下、０．７５以下、０．５以下または０．２５以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．１以上かつ１５以下、または１以上かつ１．５以下）。また、他の範囲が可能である。保護層中の各タイプのチオール基含有モノマーの相対量は、核磁気共鳴によって決定し得る。

【0062】

前記段落中の範囲が、種々の適当な時点に保護層中に存在するポリマーにおける第２のタイプのチオール基含有モノマーの量に対する第１のタイプのチオール基含有モノマーの量のモル比をいい得ることが理解されるべきである。例えば、保護層中に存在するポリマーは、電気化学電池アセンブリの後だがサイクルに先立って、および／またはサイクル後に、電気活性材料上の形成または堆積直後に前記範囲の１つ以上において、第２のタイプのチオール基含有モノマーの量に対する第１のタイプのチオール基含有モノマーの量のモル比を有し得る。また、保護層中に存在するポリマーが、経時的に（例えば、電気化学電池アセンブリ中に、電気化学電池貯蔵中に、電気化学電池サイクル中に）変化する、第２のタイプのチオール基含有モノマーの量に対する第１のタイプのチオール基含有モノマーの量のモル比を有し得ることが理解されるべきである。

【0063】

いくつかの具体例において、保護層は、チオール基およびジスルフィド結合の双方を含むポリマーを含む。チオール基およびジスルフィド結合の相対量は一般的に所望のように選択することもでき、電気化学電池アセンブリおよび／またはサイクル中に変化し得る。例えば、いくつかのチオール基は、電気化学電池アセンブリ中および／またはジスルフィド基を形成するためのサイクル中に酸化するようになり得る、ならびに／あるいはいくつかのジスルフィド基は、電気化学電池アセンブリ中および／またはチオール基を形成するためのサイクル中に還元されるようになり得る。ポリマー中のチオール基量に対するジスルフィド結合量のモル比は、０．０１以上、０．０２以上、０．０５以上、０．１以上、０．２以上、０．５以上、１以上、２以上、５以上、１０以上、２０以上、５０以上または７５以上であり得る。ポリマー中のチオール基量に対するジスルフィド結合量のモル比は、１００以下、７５以下、５０以下、２０以下、１０以下、５以下、２以下、１以下、０．５以下、０．２以下、０．１以下、０．０５以下または０．０２以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．０１以上かつ１００以下）。また、他の範囲が可能である。保護層は、種々の時点（例えば、製作の後、サイクルに先立ち、サイクル中）にて前記の参照された範囲の１つ以上において、チオール基に対するジスルフィド結合のモル比を有するポリマーを含み得る。

【0064】

前記のごとく、いくつかの保護層は、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む１つ以上の種、およびチオール基を含む１つ以上の種を含む反応によって形成されたポリマーを含む。かかるポリマーは、チオール基およびアルケン基（例えば、ビニル基）の種々の適当な相対量を有し得る。いくつかの具体例において、未反応および反応させたアルケン基（例えば、ビニル基）の総量に対する未反応および反応させたチオール基の総量のモル比は、１以上、１．２以上、１．４以上、１．８以上、２以上、５以上、１０以上、１５以上、２０以上、３０以上または４０以上であり得る。未反応および反応させたアルケン基（例えば、ビニル基）の総量に対する未反応および反応させたチオール基の総量のモル比は、５０以下、４０以下、３０以下、２０以下、１５以下、１０以下、５以下、２以下、１．８以下、１．４以下または１．２以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１以上かつ５０以下、１．４以上かつ１５以下、または２以上かつ１５以下）。また、他の範囲が可能である。保護層中の未反応および反応させたチオール基および未反応および反応させたアルケン基の相対量は、核磁気共鳴によって決定し得る。

【0065】

種々の適当な時点にて前記段落の範囲が、保護層中に存在するポリマー中の未反応および反応させたアルケン基の総量に対する未反応および反応させたチオール基の総量のモル比をいい得ることが理解されるべきである。例えば、保護層中に存在するポリマーは、電気活性材料上の形成または堆積直後に、電気化学電池アセンブリ後だがサイクルに先立って、および／またはサイクル後に、前記範囲の１つ以上において未反応および反応させたアルケン基の総量に対する未反応および反応させたチオール基の総量のモル比を有し得る。また、保護層中に存在するポリマーが、経時的に（例えば、電気化学電池アセンブリ中に、電気化学電池貯蔵中に、電気化学電池サイクル中に）変化する、未反応および反応させたアルケン基の総量に対する未反応および反応させたチオール基の総量のモル比を有し得ることが理解されるべきである。

【0066】

いくつかの具体例において、本明細書に記載された保護層は複数の粒子を含む。複数の粒子は種々の適当なタイプの粒子を含むこともでき、それらの非限定例はセラミック粒子、黒鉛粒子（例えば、リチウム化黒鉛粒子（またはリチウム化グラファイト粒子：lithiated graphite particle））およびホウ素粒子を含む。セラミック粒子は酸化物粒子（例えば、酸化アルミニウム粒子、ベーマイト粒子、シリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子）、窒化物粒子（例えば、窒化炭素粒子、窒化ホウ素粒子、窒化ケイ素粒子）および／またはホウ化物粒子（例えば、ホウ化炭素粒子）を含み得る。いくつかの具体例において、粒子は、保護層のインピーダンスを低下し得る、および／または保護層が電極内の電気活性材料上に覆われる容易さ（ease）を高め得る。
複数の粒子がまさに１つのタイプの粒子を含み得るか、または２つ以上のタイプの粒子を含み得る。シリカ粒子、リチウム化黒鉛粒子および／またはホウ素粒子は、保護層がアノードの一部分を形成する場合、特別の有用性を有し得る。アルミナ粒子は、保護層がカソードの一部分を形成する場合、特別の有用性を有し得る。

【0067】

存在する場合、複数の粒子は、種々の適当な量の保護層および／またはそのいずれかの副層を構成し得る。いくつかの具体例において、複数の粒子は、２重量％以上、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上、２０重量％以上、３０重量％以上、４０重量％以上、５０重量％以上、６０重量％以上、７０重量％以上または８０重量％以上の保護層を構成する。複数の粒子は、９０重量％以下、８０重量％以下、７０重量％以下、６０重量％以下、５０重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下、１５重量％以下、１０重量％以下または５重量％以下の保護層を構成し得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、２重量％以上かつ３０重量％以下の保護層、５重量％以上かつ９０重量％以下の保護層、１０重量％以上かつ７０重量％以下の保護層、または４０重量％以上かつ５０重量％以下の保護層）。いくつかの具体例において、複数の粒子は、保護層がアノードの一部分を形成する場合（例えば、５重量％および３０重量％の間の保護層）、比較的低い量の保護層を構成し得る。いくつかの具体例において、複数の粒子は、保護層がカソードの一部分を形成する場合（例えば、５重量％以上かつ９０重量％以下の保護層）、比較的低い量、中程度の量または比較的高い量の保護層を構成し得る。また、他の範囲が可能である。いくつかの具体例において、複数の粒子は、１つを超えるタイプの粒子を含むこともでき、また、各タイプの粒子は、独立して前記範囲の１つ以上において保護層および／またはそのいずれかの副層の量を構成し得る。

【0068】

複数の粒子が、種々の適当なサイズを有する粒子を含み得る。いくつかの具体例において、複数の粒子の平均最大断面寸法は、５ｎｍ以上、７．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、７５ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、７５０ｎｍ以上、１ミクロン以上または２ミクロン以上である。複数の粒子の平均最大断面寸法は、５ミクロン以下、２ミクロン以下、１ミクロン以下、７５０ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、７５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下または７．５ｎｍ以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、５ｎｍ以上かつ５ミクロン以下、５ｎｍ以上かつ１ミクロン以下、または５ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下）。また、他の範囲が可能である。保護層および／またはその副層が２つ以上の複数の粒子を含む場合、各複数の粒子は独立して、１つ以上の前記範囲の平均最大断面寸法を有し得る。

【0069】

本明細書に用いた粒子の平均最大断面寸法は、粒子の表面でのその終了点の双方を有すると示し得る最長の直線線分である。複数の粒子の平均最大断面寸法は、複数の粒子中の粒子の最大断面寸法の数平均である。複数の粒子の平均最大断面寸法は、電子顕微鏡法によって決定し得る。

【0070】

いくつかの具体例において、保護層は、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子を含む。適当なタイプの融合された粒子およびエアロゾル堆積の適当な方法の非限定例は、米国特許公開第２０１６／０３４４０６７号、米国特許第９，８２５，３２８号、米国特許公開第２０１７／０３３８４７５号および米国特許公開第２０１８／０３５１１４８号に記載されていたものを含み、ここに、その各々をここに出典明示して、それらの全体をおよびすべての目的のために、本願明細書の一部とみなす。少なくとも部分的に一緒に融合される複数粒子、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、比較的均一な保護層の一部分を構成し得るか、または保護層の１つ以上の他の副層と離れた個別の副層を形成し得る。

【0071】

例えば、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはそれにはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、本明細書に別記されたコンポーネントの１つ以上（例えば、チオール基、チオール基の反応生成物、チオール基を含むポリマー、および／またはチオール基の反応生成物、および／または第２の複数の粒子）と一緒に比較的均一な層を形成し得る。いくつかのかかる具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、チオール基および／またはジスルフィド基を含むポリマーと一緒に、浸透用（または相互侵入：interpenetrating）構造を形成する。浸透用構造は三次元構造であり得る、および／または保護層の厚さにわたり得る。存在する場合、浸透用構造は、保護層を横切って勾配を形成するイオン電導性を望ましく示すこともでき、それは、保護層にて、および／または保護層およびそれが隣接するもう一つの電気化学電池コンポーネント（例えば、電気活性材料、電解質）間の界面にて抵抗のビルドアップを低下し得る。

【0072】

いくつかの具体例において、保護層は、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子を含む第１の副層、ならびに第２の副層を含む。第２の副層は、全体として保護層に関して本明細書に別記された１つ以上の特徴を有し得る。例として、第２の副層は、チオール基、チオール基の反応生成物（例えば、ジスルフィド結合、チオール－エン基結合）および／または第１の副層中に存在する複数の粒子以外の第２の複数の粒子を含み得る。もう一つの例として、第２の副層は、本明細書に別記のごとき細孔を含み得る。保護層が２つ以上の副層を含む場合、副層は種々の適当な方法で相互に関して位置し得る。例えば、保護層は、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／または電気活性材料に直接隣接するエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子を含み得る、ならびに／あるいは少なくとも部分的に一緒に融合される、および／または１つ以上の介在する層（例えば、全体として、保護層に関して本明細書に別記された１つ以上の特徴を有する介在する層）によって電気活性材料から分けられるエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子を含む副層を含み得る。いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはそれにはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子を含む副層は、多層の保護層の最も外側の副層である。

【0073】

少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、種々の適当な方法によって形成し得る。かかる１つの方法は、エアロゾル堆積によって電気活性材料（および／またはその上に配置されたいずれかの層（複数））上に粒子を堆積させる第１の工程、およびもう一つの方法によって保護層（例えば、ポリマー、もう一つの複数の粒子）の１つ以上のさらなるコンポーネントを堆積する第２の工程を含む。他の方法は、本明細書に別記されたいずれかの適当な方法、例えば、さらなるコンポーネント（複数）および／またはさらなるコンポーネント（複数）を形成するために反応し得る１つを超える前駆物質を含む電解質への曝露、ならびに／あるいはさらなるコンポーネント（複数）および／または電気化学電池のアセンブリに先立ち、さらなるコンポーネント（複数）を形成するために反応し得る１つを超える前駆物質を含むもう一つの流体（例えば、スラリー）への曝露によるものであり得る。第２の工程は第１の工程の後に、または第１の工程に先立って行い得る。また、他の方法が可能である。

【0074】

前記のごとく、保護層は、少なくとも部分的に一緒に融合された複数の粒子を含む層および／または副層を含み得る。用語「融合する」および「融合された」（および「融合」）は、当該技術分野におけるそれらの典型的な意味を与え、一般的に、単一の物体を形成するように、２つ以上の物体（例えば、粒子）の物理的連結をいう。例えば、いくつかの場合、融合に先立って単一粒子（例えば、粒子の外表面内の全体量）で占有された体積は、２つの融合された粒子で占有された体積の半分に実質的に等しい。当業者は、用語「融合する」、「融合された」および「融合」が、１つ以上の表面で単に互いに接触する粒子をいわないが、個々の粒子の元来の表面の少なくとも一部分が、もはや他の粒子と区別できない粒子をいうことを理解するであろう。いくつかの具体例において、融合された粒子（例えば、融合に先立って粒子の等価な体積を有する融合された粒子）は、１ミクロン未満の最小の断面寸法を有し得る。例えば、融合された後の複数の粒子は、１ミクロン未満、０．７５ミクロン未満、０．５ミクロン未満、０．２ミクロン未満または０．１ミクロン未満の平均最小断面寸法を有し得る。いくつかの具体例において、融合された後の複数の粒子は、０．０５ミクロン以上、０．１ミクロン以上、０．２ミクロン以上、０．５ミクロン以上、または０．７５ミクロン以上の平均最小断面寸法を有する。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１ミクロン未満で０．０５ミクロン以上）。また、他の範囲が可能である。

【0075】

いくつかの場合において、複数の粒子は、複数の粒子の少なくとも一部分が、保護層および／またはその副層を横切って連続的経路（例えば、保護層の第１の表面および保護層の第２の対向する表面間に、副層の第１の表面および副層の第２の対向する表面間に）を形成するように融合される。連続的経路は、例えば、保護層および／またはその副層の第１の表面から第２の対向する表面までのイオン電導性経路を含むことができ、その中では、経路において実質的に、ギャップ、切断または不連続が存在しない。層を横切る融合された粒子が連続的経路を形成し得るが、パックされた非融合の粒子を含む経路は、経路を連続的にしないであろう粒子間のギャップまたは不連続を有し得る。かかるギャップおよび／または不連続は、保護層および／またはその副層のもう一つのコンポーネント、例えば、チオール基を含む種の反応生成物、チオール基を含むポリマー、および／またはジスルフィド基を含むポリマーにより充填し得る。いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合された複数の粒子は、保護層および／またはその副層を横切って複数のかかる連続的経路を形成する。いくつかの具体例において、少なくとも１０体積％、少なくとも３０体積％、少なくとも５０体積％または少なくとも７０体積％の保護層および／またはその副層は、融合された粒子（例えば、これはイオン電導材料を含み得る）を含む１つ以上の連続的経路を含む。いくつかの具体例において、１００体積％以下、９０体積％以下、７０体積％以下、５０体積％以下、３０体積％以下、１０体積％以下または５体積％以下の保護層および／またはその副層は、融合された粒子を含む１つ以上の連続的経路を含む。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、少なくとも１０体積％で１００体積％以下）。いくつかの場合において、保護層の副層の１００体積％が、融合された粒子を含む１つ以上の連続的経路を含む。すなわち、いくつかの具体例において、保護層の副層は、融合された粒子（例えば、第２の層は実質的に非融合の粒子を含まない）から実質的に成る。他の具体例において、保護層は非融合の粒子を欠く、および／または非融合の粒子を実質的に含まない。

【0076】

当業者は、粒子が、例えば、共焦点ラマン顕微鏡法（ＣＲＭ）を行なうことを含めて、融合されるかどうかを決定するための適当な方法を選択することができるであろう。ＣＲＭを用いて、保護層および／またはその副層内の融合された面積のパーセンテージを決定し得る。例えば、いくつかの態様において、融合された面積は、保護層および／またはその副層内の非融合の面積（例えば、粒子）と比較して、余り結晶性でなくてもよく（より無定形であってもよく）、非融合の面積のものより異なるラマン特徴的なスペクトル帯（Raman characteristic spectral bands）を提供し得る。いくつかの具体例において、融合された面積は無定形であることもでき、また、層内の非融合の面積（例えば、粒子）は結晶性であり得る。結晶および無定形の面積は同じ／類似した波長でピークを有することもできるが、無定形のピークは、結晶の面積のものより広く／余り極度（intense）でないこともできる。いくつかの例において、非融合の面積は、層（バルク（bulk）スペクトル）の形成に先立ってバルク粒子のスペクトル帯に実質的に同様のスペクトル帯を含み得る。例えば、非融合の面積は、同じまたは同様の波長でのピークを含むこともでき、層の形成に先立って粒子のスペクトル帯内のピークとしてピーク（統合シグナル）下の同様の面積を有することを含み得る。非融合の面積は、例えば、スペクトルで最大ピーク（最大の統合シグナルを有するピーク）のために統合シグナル（ピーク下の面積）を有することもでき、これは、例えば、バルクのスペクトルの対応する最大ピークについての統合シグナルの値の少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％または少なくとも９７％以内であり得る。対照的に、融合された面積は、層の形成に先立つ粒子のスペクトル帯（例えば、同じまたは同様の波長でのピークだが、前記スペクトル帯とは実質的に異なる／より低い統合シグナルを有するピーク）とは異なるスペクトル帯を含み得る。融合された面積は、例えば、スペクトルで最大ピーク（最大の統合シグナルを有するピーク）のために統合シグナル（ピーク下の面積）を有することもでき、それは、例えば、バルクスペクトルの対応する最大ピークについての統合シグナルの値の５０％未満、６０％未満、７０％未満、７５％未満、８０％未満、８５％未満、９０％未満、９５％未満または９７％未満であり得る。

【0077】

いくつかの具体例において、ＣＲＭの二次元および／または三次元のマッピングを用いて、保護層および／またはその副層中の融合された面積のパーセンテージ（例えば、前記のごとく、層の形成に先立って粒子についてのものとは異なるスペクトルの最大ピークについての統合シグナルを有する、最小断面面積内の面積のパーセンテージ）を決定し得る。

【0078】

前記のごとく、いくつかの方法は、エアロゾル堆積プロセスによって保護層および／または保護層の副層の一部分を形成することに関する。エアロゾル堆積プロセスは当該技術分野において知られ、表面に比較的高速度で粒子（例えば、無機粒子、ポリマー粒子）を堆積させる（例えば、スプレーする）ことを一般的に含む。本明細書に記載されたエアロゾル堆積は、一般的に少なくとも複数の粒子のいくつかの衝突および／または弾性変形を生じる。いくつかの態様において、エアロゾル堆積は、複数の粒子の少なくとももう一つの部分に少なくとも複数の粒子のいくつかの融合を生じるのに十分な条件（例えば、速度を用いる）下で実施することができる。例えば、いくつかの具体例において、複数の粒子が、複数の粒子の少なくとも一部分が融合する（例えば、保護層の一部分および／または副層を形成する）ように、相対的な高速度で電気活性材料（および／またはその上に配置されたいずれかの副層）上に堆積する。粒子融合に必要な速度は、粒子の材料組成、粒子のサイズ、粒子のヤングの弾性率および／または粒子もしくは粒子を形成する材料の降伏強度（耐力：yield strength）のごとき因子に依存し得る。

【0079】

いくつかの具体例において、複数の粒子が、少なくともいくつか粒子の融合をその中で引き起こすのに十分な速度で堆積される。しかしながら、いくつかの態様において、粒子は、少なくともいくつかの粒子が融合されないような速度で堆積されることが認識されるべきである。ある態様において、粒子の速度は、少なくとも１５０ｍ／ｓ、少なくとも２００ｍ／ｓ、少なくとも３００ｍ／ｓ、少なくとも４００ｍ／ｓ、少なくとも５００ｍ／ｓ、少なくとも６００ｍ／ｓ、少なくとも８００ｍ／ｓ、少なくとも１０００ｍ／ｓまたは少なくとも１５００ｍ／ｓである。いくつかの具体例において、速度は、２０００ｍ／ｓ以下、１５００ｍ／ｓ以下、１０００ｍ／ｓ以下、８００ｍ／ｓ以下、６００ｍ／ｓ以下、５００ｍ／ｓ以下、４００ｍ／ｓ以下、３００ｍ／ｓ以下または２００ｍ／ｓ以下である。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１５０ｍ／ｓおよび２０００ｍ／ｓの間で、１５０ｍ／ｓおよび６００ｍ／ｓの間で、２００ｍ／ｓおよび５００ｍ／ｓの間で、２００ｍ／ｓおよび４００ｍ／ｓの間で、５００ｍ／ｓおよび２０００ｍ／ｓの間で）。また、他の速度が可能である。１つを超える粒子タイプが保護層および／またはその副層に含まれるいくつかの具体例において、各粒子タイプは、1つ以上の前記に参照された範囲の速度にて堆積し得る。

【0080】

いくつかの具体例において、少なくとも部分的に融合される複数の粒子は、粒子をキャリヤーガスで加圧することにより電気活性材料（および／またはその上に配置されたいずれかの副層（複数））の表面で粒子を（例えば、エアロゾル堆積を介して）スプレーすることを含む方法によって堆積される。いくつかの具体例において、キャリヤーガスの圧力は、少なくとも５ｐｓｉ、少なくとも１０ｐｓｉ、少なくとも２０ｐｓｉ、少なくとも５０ｐｓｉ、少なくとも９０ｐｓｉ、少なくとも１００ｐｓｉ、少なくとも１５０ｐｓｉ、少なくとも２００ｐｓｉ、少なくとも２５０ｐｓｉまたは少なくとも３００ｐｓｉである。いくつかの具体例において、キャリヤーガスの圧力は、３５０ｐｓｉ以下、３００ｐｓｉ以下、２５０ｐｓｉ以下、２００ｐｓｉ以下、１５０ｐｓｉ以下、１００ｐｓｉ以下、９０ｐｓｉ以下、５０ｐｓｉ以下、２０ｐｓｉ以下または１０ｐｓｉ以下である。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、５ｐｓｉおよび３５０ｐｓｉの間で）。また、他の範囲が可能であり、当業者は、この明細書の教示に基づいてキャリヤーガスの圧力を選択することができるであろう。例えば、いくつかの具体例において、キャリヤーガスの圧力は、電気活性材料（および／またはその上に配置されたいずれかの副層（複数））上に堆積された粒子の速度が、相互に少なくともいくつかの粒子を融合させるのに十分なようなものである。

【0081】

いくつかの態様において、キャリヤーガス（例えば、少なくとも部分的に融合される複数の粒子を輸送するキャリヤーガス）は、堆積に先立って加熱される。いくつかの態様において、キャリヤーガスの温度は、少なくとも２０℃、少なくとも２５℃、少なくとも３０℃、少なくとも５０℃、少なくとも７５℃、少なくとも１００℃、少なくとも１５０℃、少なくとも２００℃、少なくとも３００℃または少なくとも４００℃である。いくつかの具体例において、キャリヤーガスの温度は、５００℃以下、４００℃以下、３００℃以下、２００℃以下、１５０℃以下、１００℃以下、７５℃以下、５０℃以下、３０℃以下または２０℃以下である。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、少なくとも２０℃で５００℃以下）。また、他の範囲が可能である。

【0082】

いくつかの具体例において、少なくとも部分的に融合される複数の粒子は、減圧環境下で堆積される。例えば、粒子は、（例えば、粒子流に対する大気抵抗を除去する、高速度の粒子を可能にするおよび／または汚染物質を除去するために）コンテナーに減圧が適用されるコンテナーにおいて電気活性材料（および／またはその上に配置されたいずれかの副層（複数））の表面に堆積し得る。いくつかの具体例において、コンテナー内の減圧（vacuum pressure）は、少なくとも０．５ｍＴｏｒｒ、少なくとも１ｍＴｏｒｒ、少なくとも２ｍＴｏｒｒ、少なくとも５ｍＴｏｒｒ、少なくとも１０ｍＴｏｒｒ、少なくとも２０ｍＴｏｒｒまたは少なくとも５０ｍＴｏｒｒである。いくつかの具体例において、コンテナー内の減圧は、１００ｍＴｏｒｒ以下、５０ｍＴｏｒｒ以下、２０ｍＴｏｒｒ以下、１０ｍＴｏｒｒ以下、５ｍＴｏｒｒ以下、２ｍＴｏｒｒまたは１ｍＴｏｒｒ以下である。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．５ｍＴｏｒｒおよび１００ｍＴｏｒｒの間で）。また、他の範囲が可能である。

【0083】

いくつかの具体例において、保護層および／またはその副層の形成のために本明細書に記載されたプロセスは、前駆物質（例えば、粒子）のバルク特性（例えば、結晶化度、イオン電導性）が得られた層に維持されるように、実施することができる。

【0084】

いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、無機材料を含む。例えば、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、無機材料から形成し得る。いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、２つ以上のタイプの無機材料を含む。無機材料（複数）は、セラミック材料（例えば、グラス、ガラス質のセラミック材料）を含み得る。無機材料（複数）は、結晶性であり得るか、無定形であり得るか、または部分的に結晶性で部分的に無定形であり得る。

【0085】

いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、Ｌｉ_ｘＭＰ_ｙＳ_ｚを含む。かかる無機材料について、ｘ、ｙおよびｚは整数（例えば、３２未満の整数）である、および／またはＭは、Ｓｎ、Ｇｅおよび／またはＳｉを含み得る。例として、無機材料はＬｉ_２２ＳｉＰ_２Ｓ_１８、Ｌｉ_２４ＭＰ_２Ｓ_１９（例えば、Ｌｉ_２４ＳｉＰ_２Ｓ_１９）、ＬｉＭＰ_２Ｓ_１２（例えば、Ｍ＝Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉである）および／またはＬｉＳｉＰＳを含み得る。適当な無機材料のさらに次の例は、ガーネット、スルフィド、リン酸塩、ペロブスカイト、抗ペロブスカイト、他のイオン電導性無機材料および／またはその混合物を含む。Ｌｉ_ｘＭＰ_ｙＳ_ｚ粒子が保護層および／またはその副層に使用される場合、それらは、例えば、原料（raw）コンポーネントＬｉ_２Ｓ、ＳｉＳ_２およびＰ_２Ｓ_５（または別法として、Ｌｉ_２Ｓ、Ｓｉ、ＳおよびＰ_２Ｓ_５）を用いることにより形成し得る。

【0086】

いくつかの具体例において、少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子は、酸化物、窒化物、ならびに／あるいはリチウム、アルミニウム、シリコン、亜鉛、スズ、バナジウム、ジルコニウム、マグネシウムおよび／またはインジウムならびに／あるいはその合金の酸窒化物を含む。適当な酸化物の非限定例は、Ｌｉ_２Ｏ、ＬｉＯ、ＬｉＯ_２、ＬｉＲＯ_２（式中、Ｒは希土類金属合金（例えば、リチウムランタン酸化物）である）、リチウムチタン酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２およびＡｌ_２ＴｉＯ_５を含む。少なくとも部分的に一緒に融合される、および／またはエアロゾル堆積によって堆積した粒子を示す構造を有する複数の粒子に使用し得る適当な材料の例は、硝酸リチウム（例えば、ＬｉＮＯ_３）およびリチウムシリケート、ホウ酸リチウム（例えば、リチウムビス（オキサラト）ボラート、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボラート、アルミン酸リチウム、シュウ酸リチウム、リン酸リチウム（例えば、ＬｉＰＯ_３、Ｌｉ_３ＰＯ_４）、リチウムリン酸窒化物、リチウムシリコスルフィド、リチウムゲルマノスルフィド、フッ化リチウム（例えば、ＬｉＦ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｌＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、Ｌｉ_２ＳｉＦ_６、ＬｉＳＯ_３Ｆ、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２）、リチウムボロスルフィド、リチウムアルミノスルフィド、リチウムホスホスルフィド、オキシ－スルフィド（例えば、リチウムオキシ－スルフィド）および／またはその組合せを含む。いくつかの具体例において、複数の粒子は、Ｌｉ－Ａｌ－ＴｉＰＯ_４（ＬＡＴＰ）を含む。

【0087】

前記のごとく、本明細書に記載された保護層および／または副層は、多孔性であり得る。いくつかの具体例において、保護層（および／または１つ以上のその副層）は多孔性であり、有利なサイズを有する細孔を含む。かなりの量のイオンが、かなりの量の電解質がそれを通過させることなく（電解質から基底の電気活性材料を保護して）、（保護層のイオン電導性を高めて）それを通過することをそれらが可能にするような有利なサイズを有する細孔が分類（sized）され得る。いずれかの特定の理論によって拘束されることなく、保護層中（例えば、保護層中のポリマー中）のチオール基からのジスルフィド結合の形成は、この範囲のサイズを有する細孔の形成を高め得ると考えられる。ジスルフィド結合を形成するために反応する対のチオール基は、得られたジスルフィド結合より大きな体積を一緒に有することもでき、したがって、それらがジスルフィド結合を形成するために反応する場合、細孔を残し得る。この細孔は、保護層を介する電解質輸送をかなり高めることなく、保護層を介するイオン輸送をかなり高めるために適切に分類され得る。保護層中に最初に存在するチオール基は、電気化学電池製作中、および／または電気化学電池サイクル中にジスルフィド結合および細孔を形成するために反応し得る。

【0088】

いくつかの具体例において、保護層および／または１つ以上のその副層は、１０ｎｍ以上、１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、７５ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上または７５０ｎｍ以上の平均サイズ（例えば、有利である平均サイズ）を有する細孔を含み得る。保護層の平均細孔サイズは、１ミクロン以下、７５０ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、７５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下または１５ｎｍ以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１０ｎｍ以上かつ１ミクロン以下）。また、他の範囲が可能である。保護層が１つ以上の副層を含む場合、各副層は、独立して前記範囲の１つ以上において平均サイズを有する細孔を含む。いくつかの具体例において、保護層および／またはその副層は、前記に挙げられた範囲の１つ以上において平均細孔サイズを有するポリマーを含む。例えば、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔｔおよびＥ．Ｔｅｌｌｅｒ、Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９（ここに、出典明示して、そのすべてを本明細書の一部とみなす）に記載のごときＢＥＴ表面分析を用いて、保護層およびそのいずれかの副層の平均細孔サイズを決定し得る。

【0089】

保護層が細孔を含む場合、細孔は、保護層の体積の種々の適当なパーセンテージを構成し得る。いくつかの具体例において、保護層および／または１つ以上のその副層は、２５体積％以上、３０体積％以上、４０体積％以上、５０体積％以上、６０体積％以上、７０体積％以上、８０体積％以上または９０体積％以上の保護層および／または副層を構成する細孔を含む。保護層および／または１つ以上のその副層は、９５体積％以下、９０体積％以下、８０体積％以下、７０体積％以下、６０体積％以下、５０体積％以下、４０体積％または３０体積％以下の保護層および／または副層を構成する細孔を含み得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、２５体積％以上かつ９５体積％以下の保護層）。また、他の範囲が可能である。保護層が１つ以上の副層を含む場合、各副層は独立して、前記範囲の１つ以上において副層のある体積％を構成する細孔を含み得る。例えば、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔｔおよびＥ．Ｔｅｌｌｅｒ、Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９（ここに、出典明示して、そのすべてを本明細書の一部とみなす）に記載のごときＢＥＴ表面分析を用いて、保護層およびそのいずれかの副層の平均多孔度（または空隙率：porosity）を決定し得る。

【0090】

保護層が細孔を含む場合、細孔は種々の適当な表面積を有し得る。いくつかの具体例において、保護層および／または１つ以上のその副層は、３０ｍ^２／ｇ以上、５０ｍ^２／ｇ以上、７５ｍ^２／ｇ以上、１００ｍ^２／ｇ以上、１２５ｍ^２／ｇ以上、１５０ｍ^２／ｇ以上または１７５ｍ^２／ｇ以上の表面積を有する細孔を含む。保護層および／または１つ以上のその副層は、２００ｍ^２／ｇ以下、１７５ｍ^２／ｇ以下、１５０ｍ^２／ｇ以下、１２５ｍ^２／ｇ以下、１００ｍ^２／ｇ以下、７５ｍ^２／ｇまたは５０ｍ^２／ｇ以下の表面積を有する細孔を含み得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、３０ｍ^２／ｇ以上かつ２００ｍ^２／ｇ以下）。また、他の範囲が可能である。保護層が１つ以上の副層を含む場合、各副層は独立して、前記範囲の１つ以上において表面積を有する細孔を含み得る。例えば、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔｔおよびＥ．Ｔｅｌｌｅｒ、Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９（ここに、出典明示して、そのすべてを本明細書の一部とみなす）に記載のごときＢＥＴ表面分析を用いて、保護層およびそのいずれかの副層の細孔の表面積を決定し得る。

【0091】

いくつかの具体例において、保護層はそれが比較的有利な方法で位置する電気化学電池中の電解質と相互作用するように構成し得る。例えば、前記のごとく、電解質は比較的小さな電解質がそれを通過することを可能にし得るか、または電解質がそれを通過しないことを可能にし得る。いくつかの具体例において、保護層は、その上に位置する電極（例えば、アノード、カソード）との電解質の小さいまたは全くない相互作用を可能にし、電解質およびカソードの間の有害な相互作用を低下または除去する。いくつかの具体例において、保護層は、電解質およびカソードの間の最小またはゼロの有害な相互作用を可能にしつつ、電解質およびそれが位置する電極の間のポジティブな相互作用、例えば、保護層を介して高められたイオン電導性を促進する相互作用を可能にする。

【0092】

保護層は、電解質に曝露された場合、その構造的完全性を維持し得る、および／または電解質中の最小程度まで膨潤するように構成し得る。いくつかの具体例において、電気化学電池は保護層および電解質を含み、保護層および／または１つ以上のその副層は、２４時間または４８時間電解質に曝露される場合、１５０％以下、１２５％以下、１００％以下、７５％以下、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、２％以下または１％以下で膨潤するように構成される。いくつかの具体例において、電気化学電池は保護層および電解質を含み、保護層および／または１つ以上のその副層は、２４時間または４８時間電解質に曝露される場合、０％以上、１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、７５％以上、１００％以上または１２５％以上で膨潤するように構成される。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１５０％以下かつ０％以上、５０％以下かつ２％以上）。また、他の範囲が可能である。保護層の膨潤は、（１）電解質への曝露に先立ち保護層を秤量すること；（２）適当な時間量の間（例えば、２４時間、４８時間）電解質に保護層を曝露すること；（３）適当な時間量の後に保護層を秤量すること；および（４）２つの測定された重量に基づいて質量のパーセント増加を計算することによって決定し得る。

【0093】

いくつかの保護層は、かなりの程度の時間にわたり電解質において安定である。例えば、いくつかの保護層は、使用に先立つ電気化学電池貯蔵中に、サイクル中に、および／またはサイクル寿命の終わりに、電解質を含む組み立てられた電気化学電池において、ほとんどまたはまったく分解（壊変：disintegration）を示さないこともできる。いくつかの具体例において、５０℃での４８時間の電解質溶液中の保護層の貯蔵は、ほとんどまたはまったくその分解を引き起こさず、および／または１つ以上のその副層の分解をほとんどまたはまったく引き起こさない。保護層の分解の範囲およびタイプは、走査型電子顕微鏡により決定し得る。

【0094】

前記のごとく、いくつかの具体例において、アノードである電極は本明細書に記載された保護層を含む。いくつかの具体例において、アノード（例えば、本明細書に記載された保護層を含むアノード、本明細書に記載されたもの以外の保護層を含むアノード、保護層を欠くアノード）は、本明細書に記載された保護層を含むカソードおよび／または、本明細書に記載された１つ以上の種（例えば、添加剤および／またはチオール基を含む分子、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む添加剤、本明細書に記載された保護層を形成するために反応するように構成された１つ以上の種）を含む電解質と組み合わせた電気化学電池において使用される。いくつかの具体例において、アノードは、アルカリ金属を含む電気活性材料を含む。アルカリ金属は、リチウム（例えば、リチウム金属）、例えば、リチウム箔、電導性基材上に堆積したリチウム、およびリチウム合金（例えば、リチウム－アルミニウム合金およびリチウム－スズ合金）であり得る。リチウムは、所望により分離された、１つのフィルム、またはいくつかのフィルムとして含有することができる。適当なリチウム合金は、リチウムならびに、アルミニウム、マグネシウム、ケイ素（シリコン）、インジウムおよび／またはスズの合金を含むことができる。

【0095】

いくつかの具体例において、電気活性材料は、少なくとも５０重量％のリチウムを含む。いくつかの場合において、電気活性材料は、少なくとも７５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％または少なくとも９９重量％のリチウムを含む。

【0096】

いくつかの具体例において、電極は、リチウムイオンが放電中に遊離され、リチウムイオンが充電中に統合される（例えば、インターカレートされた（intercalate））電気活性材料を含む。いくつかの具体例において、電気活性材料は、リチウムインターカレーション化合物（例えば、格子部位および／または間隙部位にリチウムイオンを可逆的に挿入することができる化合物）である。いくつかの具体例において、電気活性材料は炭素を含む。いくつかの場合において、電気活性材料は、黒鉛酸材料（例えば、黒鉛）であるかまたはそれを含む。黒鉛酸材料は、一般的にグラフェンの複数の層（例えば、六方格子に配置された炭素原子を含む層）を含む材料をいう。共有結合はいくつかの場合に１枚以上のシート間で存在し得るが、隣接したグラフェン層はファンデルワールス力を介して相互に典型的に引きつけられる。いくつかの場合において、電極のカーボンを含む材料は、コークス（例えば、石油コークス）であるか、またはそれを含む。いくつかの具体例において、電気活性材料は、シリコン、リチウムおよび／またはその組合せのいずれかの合金を含む。いくつかの具体例において、電気活性材料は、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、「ＬＴＯ」ともいう）、スズ－コバルト酸化物またはそのいずれかの組合せを含む。

【0097】

いくつかの具体例において、電気活性材料の表面（例えば、電解質と最初に接触した表面、保護層が配置された表面）は不動態化され得る。理論によって拘束されることなく、不動態化される電気活性材料表面は、電気活性材料のバルクに存在する材料より余り反応性（例えば、電解質と）ではない層を形成するために化学反応を受けた表面である。電気活性材料表面を不動態化する１つの方法は、ＣＯ_２および／またはＳＯ_２－誘導層を形成するためのＣＯ_２および／またはＳＯ_２を含むプラズマに電気活性材料を曝露することである。いくつかの創造的な方法および物品は、ＣＯ_２および／またはＳＯ_２にそれを曝露することにより電気活性材料不動態化すること、またはＣＯ_２および／またはＳＯ_２への曝露によって不動態化された表面を有する電気活性材料を含み得る。かかる曝露は、電気活性材料上で多孔性の不動態化層（例えば、ＣＯ_２－またはＳＯ_２を誘導する層）を形成し得る。

【0098】

前記のごとく、いくつかの具体例において、カソードである電極は、本明細書に記載された保護層を含む。いくつかの具体例において、カソード（例えば、本明細書に記載された保護層を含むカソード、本明細書に記載されたもの以外の保護層を含むカソード、保護層を欠くカソード）は、本明細書に記載された保護層を含むアノード、および／または本明細書に記載された1つ以上の種（例えば、チオール基を含む添加剤および／または分子、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む添加剤、本明細書に記載された保護層を形成するために反応するように構成された１つ以上の種）を含む電解質と組み合わせて、電気化学電池において使用される。カソードが本明細書に記載された保護層を含む場合、保護層は、カソード中のある材料と都合よく相互作用し得る。例えば、保護層は、カソードからのいくつかの金属（例えば、以下の金属を含むカソードからのニッケル、マンガン、鉄および／またはコバルトのごとき遷移金属）の損失を低下し得る。保護層中（例えば、ポリマー中、チオール基中、ジスルフィド基中）の硫黄は、その還元および／または損失を低下させる方法で金属と結合し得る。電気化学電池サイクル中に、電気化学的アニーリングが生じかねないが、これはカソード上の保護層のオーダリング（または順序、または秩序：ordering）を改善し得る。また、結合した保護層は、電極に対する電解質中の酸化種の拡散を有利に遅らせて、それにより、電極での酸化を低下し得る。もう一つの例として、保護層は、硫黄含有カソードからの硫黄の欠乏（または枯渇：depletion）を低下し得る。これは、保護層が、硫黄富化ポリマーを含むポリマー（例えば、チオール基、ジスルフィド基および／または全体として硫黄富化であるチオール基を含む添加剤の反応生成物を含むポリマー）を含む場合、生じ得る。カソードは、リチウムインターカレーション化合物（例えば、格子部位および／または間隙部位にリチウムイオンを可逆的に挿入することができる化合物）を含む電気活性材料を含み得る。いくつかの場合において、電気活性材料は、リチウム遷移金属オキソ化合物（すなわち、リチウム遷移金属酸化物またはオキソ酸のリチウム遷移金属塩）を含む。電気活性材料は、層状酸化物（例えば、リチウム遷移金属オキソ化合物でもある層状酸化物）であり得る。層状酸化物は、一般的にラメラ構造（例えば、相互に積み重ねられた複数のシートまたは層）を有する酸化物をいう。適当な層状酸化物の非限定例は、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ_２）、リチウム酸化ニッケル（ＬｉＮｉＯ_２）およびリチウム酸化マンガン（ＬｉＭｎＯ_２）を含む。いくつかの具体例において、層状酸化物は、リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト酸化物（ＬｉＮｉ_ｘＭｎｙＣｏ_ｚＯ_２、「ＮＭＣ」または「ＮＣＭ」ともいう）である。いくつかのかかる具体例において、ｘ、ｙおよびｚの合計は１である。例えば、適当なＮＭＣ化合物の非限定例は、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２である。いくつかの具体例において、層状酸化物は、リチウム・ニッケル・コバルト・アルミニウム酸化物（ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_ｙＡｌ_ｚＯ_２、「ＮＣＡ」ともいう）である。いくつかのかかる具体例において、ｘ、ｙおよびｚの合計は１である。例えば、適当なＮＣＡ化合物の非限定例は、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２である。いくつかの具体例において、電気活性材料は、遷移金属ポリアニオン酸化物（例えば、遷移金属、酸素および／または１を超える絶対値を有する荷電を有するアニオンを含む化合物）を含む。適当な遷移金属ポリアニオン酸化物の非限定例は、リチウム・鉄リン酸塩（ＬｉＦｅＰＯ_４、「ＬＦＰ」ともいう）である。適当な遷移金属ポリアニオン酸化物のもう一つの非限定例は、リチウム・マンガン・鉄リン酸塩（ＬｉＭｎ_ｘＦｅ_１－ｘＰＯ_４、「ＬＭＦＰ」ともいう）である。適当なＬＭＦＰ化合物の非限定例は、ＬｉＭｎ_０．８Ｆｅ_０．２ＰＯ_４である。いくつかの具体例において、電気活性材料は、スピネル（例えば、構造ＡＢ_２Ｏ_４を有する化合物（式中、ＡはＬｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＴｉまたはＳｉであることができ、ＢはＡｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＭｎまたはＶであることができる）を含む。適当なスピネルの非限定例は、リチウム・マンガン酸化物（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、「ＬＭＯ」ともいう）である。もう一つの非限定例は、リチウム・マンガン・ニッケル酸化物（ＬｉＮｉ_ｘＭ_２－ｘＯ_４、「ＬＭＮＯ」ともいう）である。適当なＬＭＮＯ化合物の非限定例は、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４である。いくつかの場合において、電気活性材料がＬｉ_１．１４Ｍｎ_０．４２Ｎｉ_０．２５Ｃｏ_０．２９Ｏ_２（「ＨＣ－ＭＮＣ」）、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、二炭化リチウム（例えば、Ｌｉ_２Ｃ_２、Ｌｉ_４Ｃ、Ｌｉ_６Ｃ_２、Ｌｉ_８Ｃ_３、Ｌｉ_６Ｃ_３、Ｌｉ_４Ｃ_３、Ｌｉ_４Ｃ_５）、酸化バナジウム（例えば、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_３、Ｖ_６Ｏ_１３）および／またはリン酸バナジウム（例えば、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３のごときリチウム・バナジウム・リン酸塩）またはそれらのいずれかの組合せを含む。

【0099】

いくつかの具体例において、電気活性材料は、変換化合物を含む。例えば、電気活性材料はリチウム変換材料であり得る。変換化合物を含むカソードが比較的大きな特定の容量を有し得ることが認識された。特定の理論によって拘束されることを望むことなく、比較的大きな特定の容量は、（例えば、インターカレーション化合物中の０．１～１の電子伝達（または電子移動：electron transfer）と比較した）１つの遷移金属当たり１つを超える電子伝達が起こる転換反応を介して化合物のすべての可能な酸化状態を利用することにより達成し得る。適当な変換化合物は、限定されるものではないが、遷移金属酸化物（例えば、Ｃｏ_３Ｏ_４）、遷移金属水素化物、遷移金属硫化物、遷移金属窒化物および遷移金属フッ化物（例えば、ＣｕＦ_２、ＦｅＦ_２、ＦｅＦ_３）を含む。遷移金属は、一般的にその原子が部分的に満たされたｄサブ－シェルを有する元素（例えば、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｒｆ、Ｄｂ、Ｓｇ、Ｂｈ、Ｈｓ）をいう。

【0100】

いくつかの場合において、電気活性材料が、電気活性材料の電気的性質（例えば、導電率）を変更するために１つ以上のドーパントでドープされる材料を含み得る。適当なドーパントの非限定例は、アルミニウム、ニオブ、銀およびジルコニウムを含む。

【0101】

いくつかの具体例において、電気活性材料は硫黄を含むことができる。いくつかの具体例において、カソードである電極は、電気活性硫黄含有材料を含むことができる。本明細書に用いた「電気活性硫黄含有材料」は、いずれかの形態の硫黄元素を含む電気活性材料をいい、ここに、電気化学的活性は、硫黄原子または部分（または基：moiety）の酸化または還元を含む。例として、電気活性硫黄含有材料は、硫黄元素（例えば、Ｓ_８）を含み得る。いくつかの具体例において、電気活性硫黄含有材料は、硫黄元素および硫黄含有ポリマーの混合物を含む。かくして、適当な電気活性硫黄含有材料は、限定されるものではないが、硫黄元素、有機または無機であり得る硫化物または多硫化物（例えば、アルカリ金属の）、および硫黄原子および炭素原子を含む有機材料（これらはポリマーか、またはポリマーでないこともできる）を含み得る。適当な有機材料は、限定されるものではないが、ヘテロ原子、電導性ポリマー材料セグメント、コンポジット、および電導性ポリマーをさらに含むものを含む。いくつかの具体例において、第２の電極（例えば、カソード）内の電気活性硫黄含有材料は、少なくとも４０重量％の硫黄を含む。いくつかの場合において、電気活性硫黄含有材料は、少なくとも５０重量％、少なくとも７５重量％または少なくとも９０重量％の硫黄を含む。

【0102】

硫黄含有ポリマーの例は、Ｓｋｏｔｈｅｉｍらへの米国特許第５，６０１，９４７号および第５，６９０，７０２号；Ｓｋｏｔｈｅｉｍらへの米国特許第５，５２９，８６０号および第６，１１７，５９０号；Ｇｏｒｋｏｖｅｎｋｏらに２００１年３月１３日付けで発行された米国特許第６，２０１，１００号、およびＰＣＴ公開番号第ＷＯ９９／３３１３０号に記載されたものを含む。多硫化物結合（または連鎖：linkage）を含む他の適当な電気活性硫黄含有材料は、Ｓｋｏｔｈｅｉｍらへの米国特許第５，４４１，８３１号；Ｐｅｒｉｃｈａｕｄらへの米国特許第４，６６４，９９１号、およびＮａｏｉらへの米国特許第５，７２３，２３０号、第５，７８３，３３０号、第５，７９２，５７５号および第５，８８２，８１９号に記載されている。電気活性硫黄含有材料の依然としてさらなる例は、例えば、Ａｒｍａｎｄらへの米国特許第４，７３９，０１８号；双方がＤｅ Ｊｏｎｇｈｅらへの米国特許第４，８３３，０４８号および第４，９１７，９７４号；双方がＶｉｓｃｏらへの米国特許第５，１６２，１７５号および第５，５１６，５９８号；およびＯｙａｍａらへの米国特許第５，３２４，５９９号に記載されたジスルフィド基を含むものを含む。

【0103】

前記のごとく、本明細書に記載されたいくつかの電気化学電池は電解質を含む。電解質は１つ以上の添加剤（例えば、チオール基を含む添加剤、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む添加剤、チオール基およびトリアジン基の双方を含む添加剤、保護層を形成するために反応するように構成された１つ以上の添加剤）、および／または有利な特性を有すると本明細書に記載された１つ以上の分子（例えば、チオール基を含む分子、アルケン基（例えば、ビニル基）を含む分子、チオール基およびトリアジン基の双方を含む分子、保護層を形成するために反応するように構成された１つ以上の分子）を含み得る。電解質は、さらなるコンポーネント、例えば、さらに非常に詳細に後記されるものを含み得る。

【0104】

いくつかの具体例において、電気化学電池は、非水性電解質である電解質を含む。適当な非水性電解質は、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のごとき有機電解質を含み得る。これらの電解質は、所望により、１つ以上のイオン性電解質塩（例えば、イオン電導性を提供または高めるための）を含み得る。有用な非水性液体電解質溶媒の例は、限定されるものではないが、非水性有機溶媒、例えば、Ｎ－メチルアセトアミド、アセトニトリル、アセタール、ケタール、エステル（例えば、炭酸のエステル）、炭酸塩（例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸フルオロエチレン、炭酸ジフルオロエチレン）、スルホン、亜硫酸塩、スルフォラン、スルホンイミド（例えば、ビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド・リチウム塩）、脂肪族エーテル、非環状エーテル、環状エーテル、グライム、ポリエーテル、リン酸エステル（例えば、ヘキサフルオロホスファート）、シロキサン、ジオキソラン、Ｎ－アルキルピロリドン、硝酸塩含有化合物、前記の置換形態およびそれらの混合物（またはブレンド：blend）を含む。用い得る非環状エーテルの例は、限定されるものではないが、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、トリメトキシメタン、１，２－ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、１，２－ジメトキシプロパンおよび１，３－ジメトキシプロパンを含む。用い得る環状エーテルの例は、限定されるものではないが、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，４－ジオキサン、１，３－ジオキソランおよびトリオキサンを含む。用い得るポリエーテルの例は、限定されるものではないが、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ダイグライム）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（テトラグライム）、より高グライム、ジプロピレングリコールジメチルエーテルおよびブチレングリコールエーテルを含む。用い得るスルホンの例は、限定されるものではないが、スルフォラン、３－メチルスルフォランおよび３－スルフォレンを含む。さらに、前記のもののフッ素化誘導体は、液体電解質溶媒として有用である。

【0105】

いくつかの場合において、本明細書に記載された溶媒の混合物も用い得る。例えば、いくつかの具体例において、溶媒の混合物は、１，３－ジオキソランおよびジメトキシエタン、１，３－ジオキソランおよびジエチレングリコールジメチルエーテル、１，３－ジオキソランおよびトリエチレングリオールジメチルエーテル、ならびに１，３－ジオキソランおよびスルフォランよりなる群から選択される。ある具体例において、溶媒の混合物は炭酸ジメチルおよび炭酸エチレンを含む。いくつかの具体例において、溶媒の混合物は炭酸エチレンおよび炭酸エチルメチルを含む。混合物中の２つの溶媒の重量比は、いくつかの場合、５重量％：９５重量％から９５重量％：５重量％までの範囲にあり得る。例えば、いくつかの具体例において、電解質は、炭酸ジメチル：炭酸エチレンの５０重量％：５０重量％混合物を含む。ある他の具体例において、電解質は、炭酸エチレン：炭酸エチルメチルの３０重量％：７０重量％混合物を含む。電解質は、５０重量％：５０重量％以下かつ３０重量％：７０重量％以上である炭酸ジメチル：炭酸エチレンの比率を有する炭酸ジメチル：炭酸エチレンの混合物を含み得る。

【0106】

いくつかの具体例において、電解質は、炭酸フルオロエチレンおよび炭酸ジメチルの混合物を含み得る。炭酸フルオロエチレン－対－炭酸ジメチルの重量比は、約２０重量％：８０重量％または約２５重量％：７５重量％であり得る。炭酸ジメチルへの炭酸フルオロエチレン－対－炭酸ジメチルの重量比は、２０重量％：８０重量％以上かつ２５重量％：７５重量％以下であり得る。

【0107】

適当なゲルポリマー電解質の非限定例は、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、ポリホスファゼン、ポリエーテル、スルホン化ポリイミド、パーフルオロ化メンブレン（ＮＡＦＩＯＮ樹脂）、ポリジビニルポリエチレングリコール、前記のものの誘導体、前記のもののコポリマー、前記のものの架橋およびネットワーク構造ならびに前記のものの混合物を含む。

【0108】

適当な高分子固体電解質の非限定例は、ポリエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、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、前記のものの誘導体、前記のもののコポリマー、前記のものの架橋およびネットワーク構造ならびに前記のものの混合物を含む。

【0109】

いくつかの具体例において、電解質は、特定の厚さを有する層の形態にある。電解質層は、例えば、少なくとも１ミクロン、少なくとも５ミクロン、少なくとも１０ミクロン、少なくとも１５ミクロン、少なくとも２０ミクロン、少なくとも２５ミクロン、少なくとも３０ミクロン、少なくとも４０ミクロン、少なくとも５０ミクロン、少なくとも７０ミクロン、少なくとも１００ミクロン、少なくとも２００ミクロン、少なくとも５００ミクロンまたは少なくとも１ｍｍの厚さを有し得る。いくつかの具体例において、電解質層の厚さは、１ｍｍ以下、５００ミクロン以下、２００ミクロン以下、１００ミクロン以下、７０ミクロン以下、５０ミクロン以下、４０ミクロン以下、３０ミクロン以下、２０ミクロン以下、１０ミクロン以下または５０ミクロン以下である。また、他の値が可能である。また、前記範囲の組合せが可能である。

【0110】

いくつかの具体例において、電解質は少なくとも１つのリチウム塩を含む。例えば、いくつかの場合において、少なくとも１つのリチウム塩は、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＳＯ_３ＣＨ_３、ＬｉＮＯ_３、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｐｈ）_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、Ｌｉ_２ＳｉＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｌＣｌ_４、リチウム・ビス（オキサラト）ボラート、リチウム・ジフルオロ（オキサラト）ボラート、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＣ（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_２）_３（式中、ｎは１から２０までの範囲の整数である）および（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_２）_ｍＸＬｉ（式中、ｎは、１から２０までの範囲の整数であり、ｍは、Ｘが酸素または硫黄から選択される場合に１であり、ｍは、Ｘが窒素またはリンから選択される場合に２であり、ｍは、Ｘが炭素またはケイ素から選択される場合に３である）よりなる群から選択される。

【0111】

存在する場合、リチウム塩は種々の適当な濃度で電解質中に存在し得る。いくつかの具体例において、リチウム塩は、０．０１Ｍ以上、０．０２Ｍ以上、０．０５Ｍ以上、０．１Ｍ以上、０．２Ｍ以上、０．５Ｍ以上、１Ｍ以上、２Ｍ以上または５Ｍ以上の濃度で電解質中に存在する。リチウム塩は、１０Ｍ以下、５Ｍ以下、２Ｍ以下、１Ｍ以下、０．５Ｍ以下、０．２Ｍ以下、０．１Ｍ以下、０．０５Ｍ以下または０．０２Ｍ以下の濃度で電解質中に存在し得る。また、前記の参照された範囲の組合せは可能である（例えば、０．０１Ｍ以上かつ１０Ｍ以下、または０．０１Ｍ以上かつ５Ｍ以下）。また、他の範囲が可能である。

【0112】

いくつかの具体例において、電解質は、有利な量でＬｉＰＦ_６を含み得る。いくつかの具体例において、電解質は、０．０１Ｍ以上、０．０２Ｍ以上、０．０５Ｍ以上、０．１Ｍ以上、０．２Ｍ以上、０．５Ｍ以上、１Ｍ以上または２Ｍ以上の濃度でＬｉＰＦ_６を含む。電解質は、５Ｍ以下、２Ｍ以下、１Ｍ以下、０．５Ｍ以下、０．２Ｍ以下、０．１Ｍ以下、０．０５Ｍ以下、または０．０２Ｍ以下の濃度でＬｉＰＦ_６を含み得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．０１Ｍ以上かつ５Ｍ以下）。また、他の範囲が可能である。

【0113】

いくつかの具体例において、電解質は、オキサラト（ボラート）基（例えば、ＬｉＢＯＢ、リチウム・ジフルオロ（オキサラト）ボラート）を有する種を含み、電気化学電池中の（オキサラト）ボラート基を有する種の全重量は、電解質の全重量に対して３０重量％以下、２８重量％以下、２５重量％以下、２２重量％以下、２０重量％以下、１８重量％以下、１５重量％以下、１２重量％以下、１０重量％以下、８重量％以下、６重量％以下、５重量％以下、４重量％以下、３重量％以下、２重量％以下または１重量％以下であり得る。ある種の具体例において、電気化学電池中の（オキサラト）ボラート基を有する種の全重量は、電解質の全重量に対して０．２重量％を超える、０．５重量％を超える、１重量％を超える、２重量％を超える、３重量％を超える、４重量％を超える、６重量％を超える、８重量％を超える、１０重量％を超える、１５重量％を超える、１８重量％を超える、２０重量％を超える、２２重量％を超える、２５重量％を超えるまたは２８重量％を超える。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．２重量％および３０重量％の間で、０．２重量％および２０重量％の間で、０．５重量％および２０重量％の間で、１重量％および８重量％の間で、１重量％および６重量％の間で、４重量％および１０重量％の間で、６重量％および１５重量％の間で、または８重量％および２０重量％の間で）。また、他の範囲が可能である。

【0114】

いくつかの具体例において、電解質は炭酸フルオロエチレンを含み、電気化学電池中の炭酸フルオロエチレンの全重量は、電解質の全重量に対して３０重量％以下、２８重量％以下、２５重量％以下、２２重量％以下、２０重量％以下、１８重量％以下、１５重量％以下、１２重量％以下、１０重量％以下、８重量％以下、６重量％以下、５重量％以下、４重量％以下、３重量％以下、２重量％以下または１重量％以下であり得る。ある種の具体例において、電解質中の炭酸フルオロエチレンの全重量は、電解質の全重量に対して０．２重量％を超える、０．５重量％を超える、１重量％を超える、２重量％を超える、３重量％を超える、４重量％を超える、６重量％を超える、８重量％を超える、１０重量％を超える、１５重量％を超える、１８重量％を超える、２０重量％を超える、２２重量％を超える、２５重量％を超えるまたは２８重量％を超える。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．２重量％および３０重量％の間で、１５重量％および２０重量％の間で、または２０重量％および２５重量％の間で）。また、他の範囲が可能である。

【0115】

いくつかの具体例において、電解質は１つ以上のさらなる添加剤を含む。いくつかの具体例において、電解質は、式（ＩＩ）：

【0116】

【化1】

【0117】

（式中、Ｑは、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、ＰＲ^２、ＮＲ^２、ＣＲ^２ _２およびＳｉＲ^２ _２よりなる群から選択され、各Ｒ^１およびＲ^２は同一または異なることができ、所望により連結することができる。Ｒ^１およびＲ^２は各々、独立して１つ以上の水素；酸素；硫黄；ハロゲン；ハロゲン化物；窒素；リン；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の脂肪族；置換または非置換の環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の非環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の複素脂肪族；置換または非置換の分岐もしくは非分岐のアシル；置換または非置換のアリール；および置換または非置換のヘテロアリールを含み得る）におけるごとき構造の添加物を含む。Ｒ^１は炭素－Ｑ結合を介してＱに結合し得る。例えば、Ｒ^１は、ＣＨ_３、ＣＨ_２ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＳＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_３）_２および／またはＣＨ_２Ｐ（ＣＨ_３）_２であり得る。

【0118】

いくつかの具体例において、式（Ｉ）中のＱは、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、ＰＲ^２、ＣＲ^２ _２およびＳｉＲ^２ _２よりなる群から選択され、各Ｒ^１およびＲ^２は同一または異なることができ、所望により連結することができる。Ｒ^１およびＲ^２は各々、独立して１つ以上の水素；酸素；硫黄；ハロゲン；ハロゲン化物；窒素；リン；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の脂肪族；置換または非置換の環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の非環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の複素脂肪族；置換または非置換の分岐もしくは非分岐のアシル；置換または非置換のアリール；および置換または非置換のヘテロアリールを含み得る。Ｒ^１は炭素－Ｑ結合を介してＱに結合し得る。いくつかの具体例において、Ｒ^１は、５つ未満の炭素を有するアルキル基のごときアルキル基である。いくつかの具体例において、Ｒ^２は、５つ未満の炭素を有するアルキル基のごときアルキル基である。いくつかの具体例において、Ｒ^１およびＲ^２の双方はアルキル基である、および／またはＲ^１およびＲ^２の双方は５つ未満の炭素を有するアルキル基である。いくつかの具体例において、Ｒ^１は、ＣＨ_３、ＣＨ_２ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＳＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_３）_２および／またはＣＨ_２Ｐ（ＣＨ_３）_２であり得る。

【0119】

いくつかの具体例において、式（Ｉ）中のＱは、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、ＮＲ^２、ＰＲ^２、ＣＲ^２ _２およびＳｉＲ^２ _２よりなる群から選択される。いくつかの具体例において、ＱはＯまたはＮＲ^２である。もう一つの具体例において、ＱはＮＲ^２である。ＱはＮＲ^２であって、Ｒ^１およびＲ^２の双方は、５つ未満の炭素を有するアルキル基のごときアルキル基であり得る。いくつかの具体例において、ＱはＯである。Ｑは、Ｏであることもでき、Ｒ^１は、５つ未満の炭素を有するアルキル基のごときアルキル基であり得る。特別の具体例において、Ｑは硫黄である。いくつかの具体例において、電解質は、Ｑが酸素であるような式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む。いくつかの具体例において、電解質は、ＱがＮＲ^２であるような式（Ｉ）におけるごとき構造を含むジチオカルバマート塩である添加剤を含む。典型的な具体例において、電解質は、Ｑが酸素であって、Ｒ^１がＣ_２Ｈ_５である式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む。もう一つの典型的な具体例において、電解質は、Ｑが硫黄であって、Ｒ^１がＣ_２Ｈ_５である式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む。さらにもう一つの典型的な具体例において、電解質は、ＱがＮＲ^２であって、Ｒ^１およびＲ^２は各々Ｃ_２Ｈ_５である式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む。第３の典型的な具体例において、電解質は、ＱがＯであって、Ｒ^１がｔｅｒｔ－ブチル基である式（ＩＩ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む。

【0120】

いくつかの具体例において、電解質は、ｔｅｒｔ－ブチルキサンタートアニオンである添加剤を含む、および／またはトリアゾール－ジチオカルバマートアニオンである添加剤を含む。

【0121】

いくつかの具体例において、式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む電解質は、さらにカチオンを含む。いくつかの具体例において、カチオンは、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃｓ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃａ^＋２、Ｍｇ^＋２、置換または非置換のアンモニウム、およびグアニジニウムまたはイミダゾリウムのごとき有機カチオンよりなる群から選択される。いくつかの具体例において、電解質はポリアニオン性添加剤を含む。

【0122】

いくつかの具体例において、電解質は、リチウムキサンタート、カリウムキサンタート、リチウムエチルキサンタート、カリウムエチルキサンタート、リチウムイソブチルキサンタート、カリウムイソブチルキサンタート、リチウムｔｅｒｔ－ブチルキサンタート、カリウムｔｅｒｔ－ブチルキサンタート、リチウムジチオカルバマート、カリウムジチオカルバマート、リチウムジエチルジチオカルバマートおよびカリウムジエチルジチオカルバマートの１つ以上を含む添加剤を含む。

【0123】

いくつかの具体例において、電解質は、式（Ｉ）におけるごとき構造を含む添加剤を含み、Ｒ^１はポリマーの繰返し単位であり、Ｑは酸素であって、添加剤はキサンタート官能基を含むポリマーである。キサンタート官能基を含む適当なポリマーは、キサンタート官能基を有する１つ以上のモノマーを含み得る。いくつかの具体例において、キサンタート官能基を含むポリマーは、２つ以上のモノマー（その少なくとも１つはキサンタート官能基を含む）を含むコポリマーであり得る。

【0124】

いくつかの具体例において、電解質は、式（ＩＩ）：

【0125】

【化2】

【0126】

（式中、各Ｒ^１およびＲ^２は、同一または異なることができ、所望により連結することができる。Ｒ^１およびＲ^２は各々、独立して１つ以上の水素；酸素；硫黄；ハロゲン；ハロゲン化物；窒素；リン；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の脂肪族；置換または非置換の環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の非環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の複素脂肪族；置換または非置換の分岐もしくは非分岐のアシル；置換または非置換のアリール；および置換または非置換のヘテロアリールを含み得る）におけるごとき構造の添加物を含む。Ｒ^１および／またはＲ^２は、炭素－窒素結合を介して窒素原子に結合し得る。例えば、Ｒ^１およびＲ^２は各々、独立してＣＨ_３、ＣＨ_２ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＳＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_３）_２および／またはＣＨ_２Ｐ（ＣＨ_３）_２であり得る。

【0127】

いくつかの具体例において、式（ＩＩ）におけるごとき構造を含む添加剤を含む電解質は、さらにカチオンを含む。いくつかの具体例において、カチオンは、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃｓ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃａ^＋２、Ｍｇ^＋２、置換または非置換のアンモニウム、およびグアニジニウムまたはイミダゾリウムのごとき有機カチオンよりなる群から選択される。いくつかの場合において、電解質が、ポリアニオン性である添加剤を含む。

【0128】

いくつかの具体例において、電解質は、リチウムカルバマートおよび／またはカリウムカルバマートを含む添加剤（複数）を含む。

【0129】

いくつかの具体例において、電解質は、式（ＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤を含み、Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも１つはポリマーの繰返し単位であることもでき、添加剤はポリカルバマートであり得る。適当なポリカルバマートは、カルバマート官能基を有する１つ以上のモノマーを含み得る。いくつかの具体例において、ポリカルバマートは、２つ以上のモノマー（その少なくとも１つはカルバマート官能基を含む）を含むコポリマーであり得る。

【0130】

いくつかの具体例において、電解質は、式（ＩＩＩ）：

【0131】

【化3】

【0132】

（式中、各Ｑは独立して、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、ＰＲ^２、ＮＲ^２、ＣＲ^２ _２およびＳｉＲ^２ _２よりなる群から選択され、各Ｒ^１およびＲ^２は、同一または異なることができ、所望により連結することができる。Ｒ^１および／またはＲ^２は各々、独立して１つ以上の水素；酸素；硫黄；ハロゲン；ハロゲン化物；窒素；リン；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の脂肪族；置換または非置換の環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の非環状；置換または非置換の分岐もしくは非分岐の複素脂肪族；置換または非置換の分岐もしくは非分岐のアシル；置換または非置換のアリール；および置換または非置換のヘテロアリールを含み得る）におけるごとき構造を含む。Ｒ^１は炭素－Ｑ結合を介してＱに結合し得る。例えば、Ｒ^１は、ＣＨ_３、ＣＨ_２ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＳＣＨ_３、ＣＨ_２ＣＦ_３、ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ_３）_２および／またはＣＨ_２Ｐ（ＣＨ_３）_２であり得る。いくつかの具体例において、各Ｑの出現は独立して、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、ＮＲ^２、ＰＲ^２、ＣＲ^２ _２およびＳｉＲ^２ _２よりなる群から選択される。

【0133】

いくつかの具体例において、式（ＩＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤について、各Ｑは、同一または異なることもでき、酸素、硫黄およびＮＲ^２よりなる群から選択し得る。特別の具体例において、各Ｑは同じであり、硫黄である。もう一つの具体例において、各Ｑは同じであり、ＮＲ^２である。いくつかの具体例において、各Ｑは同じであり、酸素である。

【0134】

典型的な具体例において、電解質は、各Ｑが同じであり酸素であって、Ｒ^１がＣ_２Ｈ_５である式（ＩＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤を含む。もう一つの典型的な具体例において、電解質は、各Ｑが同じであり硫黄であって、Ｒ^１がＣ_２Ｈ_５である式（ＩＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤を含む。さらにもう一つの典型的な具体例において、電解質は、各Ｑが同じであり、ＮＲ^２であり、ここに、Ｒ^１およびＲ^２は各々Ｃ_２Ｈ_５である式（ＩＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤を含む。

【0135】

いくつかの具体例において、式（ＩＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤について、ｎは、（式（ＩＩＩ）の構造がジスルフィド架橋を含むように）１である。ある種の具体例において、ｎは、（式（ＩＩＩ）の構造が多硫化物を含むように）２～６である。いくつかの場合において、ｎは、１、２、３、４、５、６またはその組合せ（例えば、１～３、２～４、３～５、４～６、１～４、または１～６）である。

【0136】

適当な添加剤のさらなる非限定例は、ビニル基（例えば、炭酸ビニレン）およびスルトンを含む種を含む。いくつかの具体例において、電解質は、プロプ－１－エン－１，３－スルトンのごときビニル基を含むスルトンである添加剤を含む。

【0137】

電解質が添加剤を含む場合、それは種々の適当な量においてそのようにし得る。いくつかの具体例において、１つ以上の添加剤は、電解質の０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１重量％以上、１．５重量％以上、２重量％以上、２．５重量％以上、３重量％、または３．５重量％以上を構成する。いくつかの具体例において、１つ以上の添加剤は、電解質の４重量％以下、３．５重量％以下、３重量％以下、２．５重量％以下、２重量％以下、１．５重量％以下、１重量％以下または０．７５重量％以下を構成する。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、０．５重量％以上かつ４重量％以下）。また、他の範囲が可能である。いくつかの添加剤が、前記に挙げられた範囲の１つ以上において電解質中に存在することもでき（例えば、電解質は、前記された範囲の１つ以上において炭酸ビニレンを含み得る）、いくつかの電解質が、前記に挙げられた範囲の１つ以上においてすべての添加剤の総量を含み得る（例えば、電解質は、式（Ｉ）におけるごとき構造を有する添加剤、および式（ＩＩ）におけるごとき構造を有する添加剤の双方を含むこともでき、双方の添加剤の総量は、前記に挙げられた範囲の１つ以上において一緒に存在し得る）ことが理解されるべきである。

【0138】

いくつかの具体例において、１つ以上の電解質コンポーネントの重量％は、既知量の種々のコンポーネントを用いて、電気化学電池の第１の使用または第１の放電に先立って測定される。他の具体例において、重量％は電池のサイクル寿命中の時点で測定される。いくつかのかかる具体例において、電気化学電池のサイクルは停止することもでき、電解質中の関連するコンポーネントの重量％は、例えば、ガスクロマトグラフィー－質量分析を用いて決定し得る。また、他の方法、例えば、ＮＭＲ、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ－ＭＳ）および元素分析を用いることができる。

【0139】

いくつかの具体例において、電解質は、組合せにおいて特に有益であるいくつかの種を一緒に含み得る。例えば、いくつかの具体例において、電解質は炭酸フルオロエチレン、炭酸ジメチルおよびＬｉＰＦ_６を含む。炭酸フルオロエチレン－対－炭酸ジメチルの重量比は、２０重量％：８０重量％および２５重量％：７５重量％の間であることもでき、電解質中のＬｉＰＦ_６の濃度は、約１Ｍ（例えば、０．０５Ｍおよび２Ｍの間で）であり得る。電解質は、リチウムビス（オキサラト）ボラート（例えば、電解質中の０．１重量％および６重量％の間、０．５重量％および６重量％の間、または１重量％および６重量％の間の濃度で）、および／またはリチウムトリス（オキサラト）ホスフェート（例えば、電解質中の１重量％および６重量％の間の濃度で）をさらに含む。

【0140】

本明細書に記載のごとく、いくつかの具体例において、電気化学電池はセパレーターを含む。セパレーターは、一般的にポリマー材料（例えば、電解質に対する曝露に際して膨潤するか膨潤しないポリマー材料）を含む。いくつかの具体例において、セパレーターは、電解質および電極の間（例えば、電解質および第１の電極の間、電解質および第２の電極の間、電解質およびアノードの間、または電解質およびカゾードの間）に位置する。

【0141】

セパレーターは、２つの電極間（例えば、アノードおよびカソードの間、第１の電極および第２の電極の間）の電気化学電池の短絡を生じ得る物理的接触を抑制する（例えば、防止する）ように構成することができる。セパレーターは、実質的に電子的に非電導性であるように構成することができ、これはセパレーターが電気化学電池の短絡を引き起こす程度を抑制することができる。ある種の具体例において、セパレーターのすべてまたは一部分は、少なくとも１０^４、少なくとも１０^５、少なくとも１０^１０、少なくとも１０^１５、または少なくとも１０^２０オーム－メートルのバルク電子抵抗率を有する材料から形成することができる。バルク電子抵抗率は、室温（例えば、２５℃）で測定し得る。

【0142】

いくつかの具体例において、セパレーターはイオン電導性であることができるが、一方、他の具体例において、セパレーターは実質的にイオン的に非電導性であり得る。いくつかの具体例において、セパレーターの平均イオン電導性は、少なくとも１０^－７Ｓ／ｃｍ、少なくとも１０^－６Ｓ／ｃｍ、少なくとも１０^－５Ｓ／ｃｍ、少なくとも１０^－４Ｓ／ｃｍ、少なくとも１０^－２Ｓ／ｃｍまたは少なくとも１０^－１Ｓ／ｃｍである。ある種の具体例において、セパレーターの平均イオン電導性は、１Ｓ／ｃｍ以下、１０^－１Ｓ／ｃｍ以下、１０^－２Ｓ／ｃｍ以下、１０^－３Ｓ／ｃｍ以下、１０^－４Ｓ／ｃｍ以下、１０^－５Ｓ／ｃｍ以下、１０^－６Ｓ／ｃｍ以下、１０^－７Ｓ／ｃｍ以下または１０^－８Ｓ／ｃｍ以下であり得る。さらに、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、少なくとも１０^－８Ｓ／ｃｍで１０^－１Ｓ／ｃｍ以下の平均イオン電導性）。また、他の値のイオン電導性が可能である。

【0143】

セパレーターの平均イオン電導性は、圧力を増加させるとき、セパレーターの平均抵抗率が変化しないまで、一連の圧力増加でセパレーターの平均抵抗率を測定するために導電率ブリッジ（すなわち、インピーダンス計測回路）を使用することにより決定することができる。この値は、セパレーターの平均抵抗率であると考えられ、その逆数はセパレーターの平均導電率であると考えられる。導電率ブリッジは１ｋＨｚで操作し得る。圧力は、少なくとも３トン／ｃｍ^２のセパレーターに圧力を適用することができる、セパレーターの対向面に配置された２つの銅製円筒によって５００ｋｇ／ｃｍ^２の増加量でセパレーターに適用し得る。平均イオン電導性は、室温（例えば、２５℃）で測定し得る。

【0144】

いくつかの具体例において、セパレーターは固体であることができる。セパレーターは、電解質溶媒がそれを通過することを可能にするように、十分に多孔性であり得る。いくつかの具体例において、セパレーターは、セパレーターの細孔を通過するまたは細孔に存する溶媒を除いて、溶媒（例えば、それは、そのバルクの全体にわたって溶媒を含むゲルとは異なり得る）を実質的に含まない。他の具体例において、セパレーターは、ゲルの形態であり得る。

【0145】

セパレーターは、種々の材料を含むことができる。セパレーターは、１つ以上のポリマー（例えば、それは高分子であり得る、それは１つ以上のポリマーから形成し得る）を含み得る、および／または無機材料（例えば、それは無機であり得る、それは１つ以上の無機材料から形成し得る）を含み得る。

【0146】

適当なポリマーのセパレーター材料の例は、限定されるものではないが、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリ（ブテン－１）、ポリ（ｎ－ペンテン－２）、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン；ポリアミン（例えば、ポリ（エチレンイミン）およびポリプロピレンイミン（ＰＰＩ））；ポリアミド（例えば、ポリアミド（ナイロン）、ポリ（ε－カプロラクタム）（ナイロン６）、ポリ（ヘキサメチレン・アジプアミド（ナイロン６６））；ポリイミド（例えば、ポリイミド、ポリニトリルおよびポリ（ピロメリットイミド－１，４－ジフェニルエーテル）（Ｋａｐｔｏｎ^Ｒ）（ＮＯＭＥＸ^Ｒ）（ＫＥＶＬＡＲ^Ｒ））；ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）；ビニルポリマー（例えば、ポリアクリルアミド、ポリ（２－ビニルピリジン）、ポリ（Ｎ－ビニルピロリドン）、ポリ（メチルシアノアクリレート）、ポリ（エチルシアノアクリレート）、ポリ（ブチルシアノアクリレート）、ポリ（イソブチルシアノアクリレート）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（２－ビニルピリジン）、ビニルポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、およびポリ（イソヘキシルシアノアクリレート）；ポリアセタール；ポリエステル（例えば、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヒドロキシ酪酸）；ポリエーテル（ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）、ポリ（プロピレンオキシド）（ＰＰＯ）、ポリ（テトラメチレンオキシド）（ＰＴＭＯ））；ビニリデンポリマー（例えば、ポリイソブチレン、ポリ（メチルスチレン）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、ポリ（塩化ビニリデン）およびポリ（フッ化ビニリデン））；ポリアラミド（例えば、ポリ（イミノ－１，３－フェニレンイミノイソフタロイル）およびポリ（イミノ－１，４－フェニレンイミノテレフタロイル））；ポリヘテロ芳香族化合物（例えば、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）およびポリベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ））；多複素環状化合物（例えば、ポリピロール）；ポリウレタン；フェノール系ポリマー（例えば、フェノール－ホルムアルデヒド）；ポリアルキン（例えば、ポリアセチレン）；ポリジエン（例えば、１，２－ポリブタジエン、シスまたはトランス－１，４－ポリブタジエン）；ポリシロキサン（例えば、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリ（ジエチルシロキサン（ＰＤＥＳ）、ポリジフェニルシロキサン（ＰＤＰＳ）およびポリメチルフェニルシロキサン（ＰＭＰＳ））；無機ポリマー（例えば、ポリホスファゼン、ポリホスホナート、ポリシラン、ポリシラザン）を含む。いくつかの具体例において、ポリマーは、（ポリ（ｎ－ペンテン－２）、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（例えば、ポリアミド（ナイロン）、ポリ（ε－カプロラクタム）（ナイロン６）、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）（ナイロン６６）、ポリイミド（例えば、ポリニトリルおよびポリ（ピロメリットイミド－１，４－ジフェニルエーテル）（Ｋａｐｔｏｎ^Ｒ）（ＮＯＭＥＸ^Ｒ）（ＫＥＶＬＡＲ^Ｒ）、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）およびそれらの組合せから選択し得る。

【0147】

適当な無機セパレーター材料の非限定例は、ガラス繊維濾紙を含む。

【0148】

存在する場合、セパレーターは多孔性であり得る。いくつかの具体例において、セパレーターの細孔サイズは、５ミクロン以下、３ミクロン以下、１ミクロン以下、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下または５０ｎｍ以下である。いくつかの具体例において、セパレーターの細孔サイズは、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、１ミクロンまたは３ミクロン以上である。また、他の値が可能である。また、前記の範囲の組合せが可能である（例えば、５ミクロン以下かつ５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下かつ１００ｎｍ以上、１ミクロン以下かつ３００ｎｍ以上、または５ミクロン以下かつ５００ｎｍ以上）。ある種の具体例において、セパレーターは実質的に非多孔性である。換言すれば、セパレーターは、細孔を欠くこともでき、最小数の細孔を含むこともでき、および／またはその大部分において細孔を含まない。

【0149】

いくつかの具体例において、本明細書に記載された電気化学電池は、少なくとも１つの集電体を含む。集電体の材料は、いくつかの場合において、金属（例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、不動態化金属および他の適当な金属）、金属化ポリマー、電気電導性ポリマー、その中に分散した電導性粒子を含むポリマー、および他の適当な材料から選択し得る。集電体は、電極（例えば、アノード、カソード、第１の電極、第２の電極）上に配置し得る。ある種の具体例において、集電体は、選択された材料に、物理蒸着法、化学蒸着法、電気化学的堆積、スパッタリング、ドクター・ブレーディング、フラッシュ蒸発、または他の適当な堆積技術を用いて、電極（および／またはその層のごときコンポーネント）上に堆積される。いくつかの場合において、集電体が別々に形成され、電極（および／またはその層のごときコンポーネント）に結合し得る。しかしながら、いくつかの具体例において、電極から離れた（例えば、アノードから離れた、カソードから離れた）集電体が、必要でないか、または存在しないことが認識されるべきである。これは、電極自体（および／またはその中の電気活性材料）が電気電導性である場合、真実であり得る。

【0150】

ある種の具体例によれば、充電および／または放電中に異方性力を本明細書に記載された電気化学電池に適用することは、有利であることができる。ある種の具体例において、本明細書に記載された電気化学電池および／または電極は、それらの構造的完全性を維持しつつ、適用された異方性力（例えば、電池内の電極の形態学を高めるために適用された力）に耐える（または抵抗する；withstand）ように構成することができる。

【0151】

ある種の具体例において、本明細書に記載された電極のいずれも、電池の充電中および／または放電中の少なくとも１つの期間、電気化学電池内の電極（例えば、リチウム金属および／またはリチウム合金を含むアノード）の活性表面に垂直なコンポーネントで異方性力を電池に適用するように構築され配置された電気化学電池の一部分であり得る。ある種の具体例において、本明細書に記載された保護層のいずれも、電気化学電池内の電極（例えば、リチウム金属および／またはリチウム合金を含むアノード）の活性表面に垂直なコンポーネントで異方性力を電池に適用するように構築され配置された電気化学電池の一部分であることができる。１つの組の具体例において、適用された異方性力は、電極（例えば、リチウム金属および／またはリチウム合金アノードのごときアノード）の形態学を高めるために選択することができる。

【0152】

「異方性力」は、当該技術分野のその通常の意味で与えられ、全方向に等しくない力を意味する。全方向に等しい力は、例えば、物体の内部ガス圧力のごとき流体または材料内の流体または材料の内圧である。全方向に等しくない力の例は、重力によってテーブル上の物体によって適用されたテーブル上の力のごとき特別の方向に指向された力を含む。異方性力のもう一つの例は、物体の周囲のまわりに配置されたバンドによって適用された力を含む。例えば、ラバーバンドまたはターンバックルは、それが包まれる物体の周囲のまわりに力を適用することができる。しかしながら、バンドは、バンドに接しない物体の外表面のいずれかの部分上に直接的な力を適用し得えない。加えて、バンドが第１の軸に沿って第２の軸より大きな範囲まで延長する場合、バンドは、第２の軸に平行に適用された力よりも第１の軸に平行な方向において、より大きな力を適用することができる。

【0153】

ある種のかかる場合において、異方性力は、電気化学電池内の電極の活性表面に垂直なコンポーネントを含む。本明細書に用いた用語「活性表面」は、電気化学反応が起こり得る電極の表面を記載するために用いられる。例えば、図５を参照すると、電気化学電池９２１０は、活性表面９２１８を含むことができる第２の電極９２１２および／または活性表面９２２０を含むことができる第１の電極９２１６を含むことができる。電気化学電池９２１０は、さらに電解質９２１４を含む。図５において、異方性力９２５０のコンポーネント９２５１は、第２の電極の活性表面および第１の電極の活性表面の双方に垂直である。いくつかの具体例において、異方性力は電解質に接する保護層の表面に垂直なコンポーネントを含む。

【0154】

表面に対して「垂直なコンポーネント」を有する力は、当業者によって理解されるであろうその通常の意味で与えられ、例えば、表面に実質的に垂直な方向においてそれ自体を少なくとも部分的に発揮する力を含む。例えば、テーブル上に置き、重力によってのみ影響される物体を有する水平のテーブルの場合、物体はテーブルの表面に対して本質的に完全に垂直な力を発揮する。また、物体が水平のテーブル表面を横切って側方に促されるならば、その時、それは、水平表面に完全に垂直でないが、テーブル表面に垂直なコンポーネントを含むテーブル上の力を発揮する。特に、この文書の記載内で適用されるように、当業者は、これらの用語の他の例を理解することができる。曲面（例えば、凹面または凸面）の場合、電極の活性表面に垂直な異方性力のコンポーネントが、異方性力が適用される点で曲面に接する平面に垂直なコンポーネントに対応し得る。異方性力は、いくつかの場合、アノードの活性表面および／または保護層の表面上に所望により分配された、１つ以上の所定の位置で適用し得る。いくつかの具体例において、異方性力は、第１の電極（例えば、アノードの）の活性表面にわたり一様に、および／または電解質に接する保護層の表面にわたり一様に適用される。

【0155】

本明細書に記載された電気化学電池特性および／または効率メトリック（metrics）のいずれも、単独でまたは相互に組み合わせて達成し得るが、異方性力が充電および／または放電中に（例えば、電池の充電および／または放電中に）電気化学電池に適用される。ある種の具体例において、（例えば、電池の充電および／または放電中の少なくとも１つの期間に）電極および／または電気化学電池に適用された異方性力は、電極（例えば、電気化学電池内のリチウム金属のごときアノードおよび／またはリチウム合金アノード）の活性表面に垂直なコンポーネントを含むことができる。ある種の具体例において、電極の活性表面に垂直な異方性力のコンポーネントは、１ｋｇ／ｃｍ^２以上、２ｋｇ／ｃｍ^２以上、４ｋｇ／ｃｍ^２以上、６ｋｇ／ｃｍ^２以上、８ｋｇ／ｃｍ^２以上、１０ｋｇ／ｃｍ^２以上、１２ｋｇ／ｃｍ^２以上、１４ｋｇ／ｃｍ^２以上、１６ｋｇ／ｃｍ^２以上、１８ｋｇ／ｃｍ^２以上、２０ｋｇ／ｃｍ^２以上、２２ｋｇ／ｃｍ^２以上、２４ｋｇ／ｃｍ^２以上、２６ｋｇ／ｃｍ^２以上、２８ｋｇ／ｃｍ^２以上、３０ｋｇ／ｃｍ^２以上、３２ｋｇ／ｃｍ^２以上、３４ｋｇ／ｃｍ^２以上、３６ｋｇ／ｃｍ^２以上、３８ｋｇ／ｃｍ^２以上、４０ｋｇ／ｃｍ^２以上、４２ｋｇ／ｃｍ^２以上、４４ｋｇ／ｃｍ^２以上、４６ｋｇ／ｃｍ^２以上または４８ｋｇ／ｃｍ^２以上の圧力を規定する。ある種の具体例において、活性表面に垂直な異方性力のコンポーネントは、例えば、５０ｋｇ／ｃｍ^２以下、４８ｋｇ／ｃｍ^２以下、４６ｋｇ／ｃｍ^２以下、４４ｋｇ／ｃｍ^２以下、４２ｋｇ／ｃｍ^２以下、４０ｋｇ／ｃｍ^２以下、３８ｋｇ／ｃｍ^２以下、３６ｋｇ／ｃｍ^２以下、３４ｋｇ／ｃｍ^２以下、３２ｋｇ／ｃｍ^２以下、３０ｋｇ／ｃｍ^２以下、２８ｋｇ／ｃｍ^２以下、２６ｋｇ／ｃｍ^２以下、２４ｋｇ／ｃｍ^２以下、２２ｋｇ／ｃｍ^２以下、２０ｋｇ／ｃｍ^２以下、１８ｋｇ／ｃｍ^２以下、１６ｋｇ／ｃｍ^２以下、１４ｋｇ／ｃｍ^２以下、１２ｋｇ／ｃｍ^２以下、１０ｋｇ／ｃｍ^２以下、８ｋｇ／ｃｍ^２以下、６ｋｇ／ｃｍ^２以下、４ｋｇ／ｃｍ^２以下または２ｋｇ／ｃｍ^２以下の圧力を規定する。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、１ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ５０ｋｇ／ｃｍ^２以下、１ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ４０ｋｇ／ｃｍ^２以下、１ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ３０ｋｇ／ｃｍ^２以下、１ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ２０ｋｇ／ｃｍ^２以下、または１０ｋｇ／ｃｍ^２以上かつ２０ｋｇ／ｃｍ^２以下）。また、他の範囲が可能である。

【0156】

本明細書に記載された充電および／または放電中に適用された異方性力は、当該技術分野において公知のいずれの方法を用いても適用し得る。いくつかの具体例において、力は圧縮バネを用いて適用し得る。力は、限定されるものではないが、特に、ベルヴィル・ワッシャー、機械ねじ（machine screws）、空気デバイスおよび／または重量を含む他の要素（格納（または封じ込め：containment）構造の内側または外側のいずれか）を用いて適用し得る。いくつかの場合において、格納構造に挿入される前、および格納構造に挿入される際に、電池は予め圧縮することもでき、それらは、電池に対する正味の力を生成するために拡張し得る。かかる力を適用するのに適当な方法は、例えば、米国特許第９，１０５，９３８号（ここに、出典明示してそのすべてを本明細書の一部とみなす）に詳述されている。

【0157】

本明細書に記載された電気化学電池、および本明細書に記載された１つ以上のコンポーネント（例えば、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の添加剤、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の分子、本明細書に記載された保護層を含む１つ以上の電極）を組み込む電気化学電池は、関連するコンポーネントを欠く他の等価な電気化学電池に比較して、高められた効率を示し得る。改善された効率を示し得るメトリックの２つの例は、後記される。

【0158】

いくつかの具体例において、有利なコンポーネント（例えば、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の添加剤、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の分子、本明細書に記載された保護層を含む１つ以上の電極）を組み込む電気化学電池のサイクル寿命は、有利なコンポーネントを欠く他の等価な電気化学電池よりも、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、５０％以上または７５％以上高い。有利なコンポーネント（例えば、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の添加剤、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の分子、本明細書に記載された保護層を含む１つ以上の電極）を組み込む電気化学電池のサイクル寿命は、有利なコンポーネントを欠く他の等価な電気化学電池よりも、９０％以下、７５％以下、５０％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下または６％以下であり得る。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、５％以上かつ５０％以下、５％以上かつ１０％以下、または１５％以上かつ９０％以下）。また、他の範囲が可能である。電気化学電池のサイクル寿命は、放電容量が形成サイクル後にその値の８０％になるまで、電気化学電池をサイクルさせることにより決定し得る。サイクルは、Ｃ／４の速度で電気化学電池を充電し、１Ｃの速度で電気化学電池を放電することにより行い得る。電気化学電池がこのプロセスの間に受けるサイクル数は、電気化学電池のサイクル寿命である。

【0159】

いくつかの具体例において、有利なコンポーネント（例えば、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の添加剤、本明細書に記載された電解質中に存在する１つ以上の分子、本明細書に記載された保護層を含む１つ以上の電極）を組み込む電気化学電池のインピーダンスは、有利なコンポーネントを欠く他の等価な電気化学電池のインピーダンスが増加する割合よりも、少なくとも２％、少なくとも５％、少なくとも７．５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％または少なくとも６０％低い割合にて増加する。いくつかの具体例において、有利なコンポーネントを組み込む電気化学電池のインピーダンスは、有利なコンポーネントを欠く他の等価な電気化学電池のインピーダンスが増加する割合よりも、最大７０％、最大６０％、最大５０％、最大４０％、最大３０％、最大２５％、最大２０％、最大１５％、最大１０％、最大７．５％または最大５％低い割合で増加する。また、前記の参照された範囲の組合せが可能である（例えば、少なくとも２％で最大７０％、または少なくとも５％で最大５０％）。また、他の範囲が可能である。

【0160】

電気化学電池のインピーダンスは、電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ）によって測定され、イオンが電気化学電池の作動中に電気化学電池を介して輸送される方向に対応する方向で測定される。電気化学電池を横切るインピーダンスは、開回路電圧に対する電気化学電池を横切る５ｍＶの交流電圧を流し、１００ｋＨｚおよび２０ｍＨｚの間の周波数の関数として実数および虚数インピーダンスを測定することにより決定される。

【0161】

以下の出願をすべての目的のために、出典明示してそのすべてを本明細書の一部とみなす：２００６年４月６日付けで出願第１１／４００，７８１号として出願され、「再充電可能なリチウム／水、リチウム／空気電池」を発明の名称とする、２００７年９月２７日付けで公開された米国特許公開第２００７／０２２１２６５号；２００７年７月３１日付けで出願第１１／８８８，３３９号として出願され、「バッテリー中の膨潤抑制」を発明の名称とする、２００９年２月５日付けで公開された米国特許公開第２００９／００３５６４６号；２０１０年２月２日付けで出願第１２／３１２，６７４号として出願され、２０１３年１２月３１日付けで米国特許第８，６１７，７４８号として特許され、「電解質の分離」を発明の名称とする、２０１０年５月１７日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０１２９６９９号；２０１０年７月３０日付けで出願第１２／６８２，０１１号として出願され、２０１４年１０月２８日付けで米国特許第８，８７１，３８７号として特許され、「バッテリー電極用プライマー」を発明の名称とする、２０１０年１１月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２９１４４２号；２００８年２月８日付けで出願第１２／０６９，３３５号として出願され、２０１２年９月１１日付けで米国特許第８，２６４，２０５号として特許された、「エネルギー蓄積装置中の充電および／または放電保護のための回路」を発明の名称とする、２００９年８月３１日付けで公開された米国特許公開第２００９／０２００９８６号；２００６年４月６日付けで出願第１１／４００，０２５号として出願され、２０１０年８月１０日付けで米国特許第７，７７１，８７０号として特許された、「再充電可能なリチウム電池を含む水性および非水性の電気化学電池の双方の電極保護」を発明の名称とする、２００７年９月２７日付けで公開された米国特許公開第２００７／０２２４５０２号；２００７年６月２２日付けで出願第１１／８２１，５７６号として出願され、「リチウム合金／硫黄バッテリー」を発明の名称とする、２００８年１２月２５日付けで公開された米国特許公開第２００８／０３１８１２８号；２００１年２月２７日付けで出願第０９／７９５，９１５号として出願され、２０１１年５月１０日付けで米国特許第７，９３９，１９８号として特許された、「新規のコンポジットカソード、新規のコンポジットカソードを含む電気化学電池、およびその作製プロセス」を発明の名称とする、２００２年５月９日付けで公開された米国特許公開第２００２／００５５０４０号；２００５年４月２０日付けで出願第１１／１１１，２６２号として出願され、２０１０年３月３０日付けで米国特許第７，６８８，０７５号として特許された、「リチウムサルファー充電式電池燃料計システムおよび方法」を発明の名称とする、２００６年１０月２６日付けで公開された米国特許公開第２００６／０２３８２０３号；２００７年３月２３日付けで出願第１１／７２８，１９７号として出願され、２０１１年１２月２７日付けで米国特許出願第８，０８４，１０２号として特許された、「重合性モノマーおよび非重合性キャリヤー溶媒／塩混合物／溶液の共同フラッシュ蒸発のための方法」を発明の名称とする、２００８年８月７日付けで公開された米国特許公開第２００８／０１８７６６３号；２０１０年９月２３日付けで出願第１２／６７９，３７１号として出願され、「リチウム電池のための電解質添加剤および関連方法」を発明の名称とする、２０１１年１月１３日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０００６７３８号；２０１０年９月２３日付けで出願第１２／８１１，５７６号として出願され、２０１５年５月１９日付けで米国特許第９，０３４，４２１号として特許された、「硫黄および、炭素を含む多孔性物質を含む電極の形成方法」を発明の名称とする、２０１１年１月１３日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０００８５３１号；２００９年８月４日付けで出願第１２／５３５，３２８号として出願され、２０１５年８月１１日付けで米国特許第９，１０５，９３８号として特許された、「電気化学電池の力の適用」を発明の名称とする、２０１０年２月１１日付けで公開された米国特許公開第２０１０／００３５１２８号；２００８年７月２５日付けで出願第１２／１８０，３７９号として出願され、「電気化学電池用アノードの保護」を発明の名称とする、２０１１年７月１５日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０１６５４７１号；２００６年６月１３日付けで出願第１１／４５２，４４５号として出願され、２０１３年４月９日付けで、米国特許第８，４１５，０５４号として特許された、「電気化学電池用リチウムアノード」を発明の名称とする、２００６年１０月５日付けで公開された米国特許公開第２００６／０２２２９５４号；２０１０年３月１９日付けで出願第１２／７２７，８６２号として出願され、「リチウム電池用カソード」を発明の名称とする、２０１０年９月２３日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２３９９１４号；２００９年５月２２日付けで出願第１２／４７１，０９５号として出願され、２０１２年１月３日付けで米国特許第８，０８７，３０９号として特許された、「制御されたガス環境下の微量分析を行なうための密封サンプルホルダーおよび方法」を発明の名称とする、２０１０年１１月２５日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２９４０４９号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５８１号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月３１日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７６５５６０号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５１３号として出願され、「電気化学電池用リリースシステム」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００６８００１号；２０１１年８月２４日付けで出願第１３／２１６，５５９号として出願され、「電気化学電池用非導電材料」を発明の名称とする、２０１２年３月１日付けで公開された米国特許公開第２０１２／００４８７２９号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５２８号として出願され、「電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年７月２１日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０１７７３９８号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５６３号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７０４９４号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５５１号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７０４９１号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５７６号として出願され、２０１５年４月１４日付けで米国特許第９，００５，００９号として特許された、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００５９３６１号；２０１１年９月２２日付けで出願第１３／２４０，１１３号として出願され、「低電解質の電気化学電池」を発明の名称とする、２０１２年３月２２日付けで公開された米国特許公開第２０１２／００７０７４６号；２０１１年２月２３日付けで出願第１３／０３３，４１９号として出願され、「エネルギー蓄積装置用多孔質構造」を発明の名称とする、２０１１年８月２５日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０２０６９９２号；２０１２年６月１５日付けで出願第１３／５２４，６６２号として出願され、２０１７年１月１７日付けで米国特許第９，５４８，４９２号として特許された、「電極用めっき技術」を発明の名称とする、２０１３年１月１７日付けで公開された米国特許公開第２０１３／００１７４４１号；２０１３年２月１４日付けで出願第１３／７６６，８６２号として出願され、２０１５年７月７日付けで米国特許第９，０７７，０４１号として特許された、「電気化学電池用電極構造」を発明の名称とする、２０１３年８月２９日付けで公開された米国特許公開第２０１３／０２２４６０１号；２０１３年３月８日付けで出願第１３／７８９，７８３号として出願され、２０１５年１２月１５日付けで米国特許第９，２１４，６７８号として特許された、「多孔質支持構造、それを含む電極および関連方法」を発明の名称とする、２０１３年９月２６日付けで公開された米国特許公開第２０１３／０２５２１０３号；２０１２年１０月４日付けで出願第１３／６４４，９３３号として出願され、２０１５年１月２０日付けで米国特許出願第８，９３６，８７０号として特許された、「電極構造およびその作製方法」を発明の名称とする、２０１３年４月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１３／００９５３８０号；２０１３年１１月１日付けで出願第１４／０６９，６９８号として出願され、２０１５年４月１４日付けで米国特許第９，００５，３１１号として特許された、「電極活性表面の前処理」を発明の名称とする、２０１４年５月８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１２３４７７号；２０１４年１月８日付けで出願第１４／１５０，１５６号として出願され、２０１７年１月３１日付けで米国特許第９，５５９，３４８号として特許された、「電気化学電池の導電率制御」を発明の名称とする、２０１４年７月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１９３７２３号；２０１４年３月５日付けで出願第１４／１９７，７８２号として出願され、２０１６年１１月６日付けで米国特許出願第９，４９０，４７８号として特許された、「繊維材料を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１４年９月１１日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２５５７８０号；２０１３年３月１５日付けで出願第１３／８３３，３７７号として出願され、「電極用保護構造」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５９４号；２０１４年３月１３日付けで出願第１４／２０９，２７４号として出願され、「保護された電極構造および方法」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５９７号；２０１４年１月８日付けで出願第１４／１５０，１９６号として出願され、２０１６年１２月２７日付けで米国特許出願第９，５３１，００９号として特許された、「電気化学電池における電極の不動態化」を発明の名称とする、２０１４年７月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１９３７１３号；２０１４年３月１３日付けで出願第１４／２０９，３９６号として出願され、「保護された電極構造」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５６５号；２０１４年７月３日付けで出願第１４／３２３，２６９号として出願され、「再充電可能なリチウム電池を含む電気化学電池における電極保護用セラミック／ポリマーマトリクス」を発明の名称とする、２０１５年１月８日付けで公開された米国特許公開第２０１５／００１０８０４号；２０１４年８月８日付けで出願第１４／４５５，２３０号として出願され、「電気化学電池における自己回復電極保護」を発明の名称とする、２０１５年２月１２日付けで公開された米国特許公開第２０１５／０４４５１７号；２０１４年２月１９日付けで出願第１４／１８４，０３７号として出願され、「電解質抑制イオン伝導体を用いる電極保護」を発明の名称とする、２０１５年８月２０日付けで公開された米国特許公開第２０１５／０２３６３２２号；および２０１５年９月９日付けで出願第１４／８４８，６５９号として出願され、「リチウムイオン電気化学電池ならびに関連電極の保護層および方法」を発明の名称とする、２０１６年３月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１６／００７２１３２号。以下の出願をすべての目的のために、出典明示してそのすべてを本明細書の一部とみなす：２
００６年４月６日付けで出願第１１／４００，７８１号として出願され、「再充電可能なリチウム／水、リチウム／空気電池」を発明の名称とする、２００７年９月２７日付けで公開された米国特許公開第２００７／０２２１２６５号；２００７年７月３１日付けで出願第１１／８８８，３３９号として出願され、「バッテリー中の膨潤抑制」を発明の名称とする、２００９年２月５日付けで公開された米国特許公開第２００９／００３５６４６号；２０１０年２月２日付けで出願第１２／３１２，６７４号として出願され、２０１３年１２月３１日付けで米国特許第８，６１７，７４８号として特許され、「電解質の分離」を発明の名称とする、２０１０年５月１７日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０１２９６９９号；２０１０年７月３０日付けで出願第１２／６８２，０１１号として出願され、２０１４年１０月２８日付けで米国特許第８，８７１，３８７号として特許され、「バッテリー電極用プライマー」を発明の名称とする、２０１０年１１月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２９１４４２号；２００８年２月８日付けで出願第１２／０６９，３３５号として出願され、２０１２年９月１１日付けで米国特許第８，２６４，２０５号として特許された、「エネルギー蓄積装置中の充電および／または放電保護のための回路」を発明の名称とする、２００９年８月３１日付けで公開された米国特許公開第２００９／０２００９８６号；２００６年４月６日付けで出願第１１／４００，０２５号として出願され、２０１０年８月１０日付けで米国特許第７，７７１，８７０号として特許された、「再充電可能なリチウム電池を含む水性および非水性の電気化学電池の双方の電極保護」を発明の名称とする、２００７年９月２７日付けで公開された米国特許公開第２００７／０２２４５０２号；２００７年６月２２日付けで出願第１１／８２１，５７６号として出願され、「リチウム合金／硫黄バッテリー」を発明の名称とする、２００８年１２月２５日付けで公開された米国特許公開第２００８／０３１８１２８号；２００１年２月２７日付けで出願第０９／７９５，９１５号として出願され、２０１１年５月１０日付けで米国特許第７，９３９，１９８号として特許された、「新規のコンポジットカソード、新規のコンポジットカソードを含む電気化学電池、およびその作製プロセス」を発明の名称とする、２００２年５月９日付けで公開された米国特許公開第２００２／００５５０４０号；２００５年４月２０日付けで出願第１１／１１１，２６２号として出願され、２０１０年３月３０日付けで米国特許第７，６８８，０７５号として特許された、「リチウムサルファー充電式電池燃料計システムおよび方法」を発明の名称とする、２００６年１０月２６日付けで公開された米国特許公開第２００６／０２３８２０３号；２００７年３月２３日付けで出願第１１／７２８，１９７号として出願され、２０１１年１２月２７日付けで米国特許出願第８，０８４，１０２号として特許された、「重合性モノマーおよび非重合性キャリヤー溶媒／塩混合物／溶液の共同フラッシュ蒸発のための方法」を発明の名称とする、２００８年８月７日付けで公開された米国特許公開第２００８／０１８７６６３号；２０１０年９月２３日付けで出願第１２／６７９，３７１号として出願され、「リチウム電池のための電解質添加剤および関連方法」を発明の名称とする、２０１１年１月１３日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０００６７３８号；２０１０年９月２３日付けで出願第１２／８１１，５７６号として出願され、２０１５年５月１９日付けで米国特許第９，０３４，４２１号として特許された、「硫黄および、炭素を含む多孔性物質を含む電極の形成方法」を発明の名称とする、２０１１年１月１３日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０００８５３１号；２００９年８月４日付けで出願第１２／５３５，３２８号として出願され、２０１５年８月１１日付けで米国特許第９，１０５，９３８号として特許された、「電気化学電池の力の適用」を発明の名称とする、２０１０年２月１１日付けで公開された米国特許公開第２０１０／００３５１２８号；２００８年７月２５日付けで出願第１２／１８０，３７９号として出願され、「電気化学電池用アノードの保護」を発明の名称とする、２０１１年７月１５日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０１６５４７１号；２００６年６月１３日付けで出願第１１／４５２，４４５号として出願され、２０１３年４月９日付けで、米国特許第８，４１５，０５４号として特許された、「電気化学電池用リチウムアノード」を発明の名称とする、２００６年１０月５日付けで公開された米国特許公開第２００６／０２２２９５４号；２０１０年３月１９日付けで出願第１２／７２７，８６２号として出願され、「リチウム電池用カソード」を発明の名称とする、２０１０年９月２３日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２３９９１４号；２００９年５月２２日付けで出願第１２／４７１，０９５号として出願され、２０１２年１月３日付けで米国特許第８，０８７，３０９号として特許された、「制御されたガス環境下の微量分析を行なうための密封サンプルホルダーおよび方法」を発明の名称とする、２０１０年１１月２５日付けで公開された米国特許公開第２０１０／０２９４０４９号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５８１号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月３１日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７６５５６０号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５１３号として出願され、「電気化学電池用リリースシステム」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００６８００１号；２０１１年８月２４日付けで出願第１３／２１６，５５９号として出願され、「電気化学電池用非導電材料」を発明の名称とする、２０１２年３月１日付けで公開された米国特許公開第２０１２／００４８７２９号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５２８号として出願され、「電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年７月２１日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０１７７３９８号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５６３号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７０４９４号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５５１号として出願され、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月２４日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００７０４９１号；２０１０年８月２４日付けで出願第１２／８６２，５７６号として出願され、２０１５年４月１４日付けで米国特許第９，００５，００９号として特許された、「硫黄を含む多孔質構造を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１１年３月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１１／００５９３６１号；２０１１年９月２２日付けで出願第１３／２４０，１１３号として出願され、「低電解質の電気化学電池」を発明の名称とする、２０１２年３月２２日付けで公開された米国特許公開第２０１２／００７０７４６号；２０１１年２月２３日付けで出願第１３／０３３，４１９号として出願され、「エネルギー蓄積装置用多孔質構造」を発明の名称とする、２０１１年８月２５日付けで公開された米国特許公開第２０１１／０２０６９９２号；２０１２年６月１５日付けで出願第１３／５２４，６６２号として出願され、２０１７年１月１７日付けで米国特許第９，５４８，４９２号として特許された、「電極用めっき技術」を発明の名称とする、２０１３年１月１７日付けで公開された米国特許公開第２０１３／００１７４４１号；２０１３年２月１４日付けで出願第１３／７６６，８６２号として出願され、２０１５年７月７日付けで米国特許第９，０７７，０４１号として特許された、「電気化学電池用電極構造」を発明の名称とする、２０１３年８月２９日付けで公開された米国特許公開第２０１３／０２２４６０１号；２０１３年３月８日付けで出願第１３／７８９，７８３号として出願され、２０１５年１２月１５日付けで米国特許第９，２１４，６７８号として特許された、「多孔質支持構造、それを含む電極および関連方法」を発明の名称とする、２０１３年９月２６日付けで公開された米国特許公開第２０１３／０２５２１０３号；２０１２年１０月４日付けで出願第１３／６４４，９３３号として出願され、２０１５年１月２０日付けで米国特許出願第８，９３６，８７０号として特許された、「電極構造およびその作製方法」を発明の名称とする、２０１３年４月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１３／００９５３８０号；２０１３年１１月１日付けで出願第１４／０６９，６９８号として出願され、２０１５年４月１４日付けで米国特許第９，００５，３１１号として特許された、「電極活性表面の前処理」を発明の名称とする、２０１４年５月８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１２３４７７号；２０１４年１月８日付けで出願第１４／１５０，１５６号として出願され、２０１７年１月３１日付けで米国特許第９，５５９，３４８号として特許された、「電気化学電池の導電率制御」を発明の名称とする、２０１４年７月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１９３７２３号；２０１４年３月５日付けで出願第１４／１９７，７８２号として出願され、２０１６年１１月６日付けで米国特許出願第９，４９０，４７８号として特許された、「繊維材料を含む電気化学電池」を発明の名称とする、２０１４年９月１１日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２５５７８０号；２０１３年３月１５日付けで出願第１３／８３３，３７７号として出願され、「電極用保護構造」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５９４号；２０１４年３月１３日付けで出願第１４／２０９，２７４号として出願され、「保護された電極構造および方法」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５９７号；２０１４年１月８日付けで出願第１４／１５０，１９６号として出願され、２０１６年１２月２７日付けで米国特許出願第９，５３１，００９号として特許された、「電気化学電池における電極の不動態化」を発明の名称とする、２０１４年７月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０１９３７１３号；２０１４年３月１３日付けで出願第１４／２０９，３９６号として出願され、「保護された電極構造」を発明の名称とする、２０１４年９月１８日付けで公開された米国特許公開第２０１４／０２７２５６５号；２０１４年７月３日付けで出願第１４／３２３，２６９号として出願され、「再充電可能なリチウム電池を含む電気化学電池における電極保護用セラミック／ポリマーマトリクス」を発明の名称とする、２０１５年１月８日付けで公開された米国特許公開第２０１５／００１０８０４号；２０１４年８月８日付けで出願第１４／４５５，２３０号として出願され、「電気化学電池における自己回復電極保護」を発明の名称とする、２０１５年２月１２日付けで公開された米国特許公開第２０１５／０４４５１７号；２０１４年２月１９日付けで出願第１４／１８４，０３７号として出願され、「電解質抑制イオン伝導体を用いる電極保護」を発明の名称とする、２０１５年８月２０日付けで公開された米国特許公開第２０１５／０２３６３２２号；および２０１５年９月９日付けで出願第１４／８４８，６５９号として出願され、「リチウムイオン電気化学電池ならびに関連電極の保護層および方法」を発明の名称とする、２０１６年３月１０日付けで公開された米国特許公開第２０１６／００７２１３２号。

【0162】

便宜上、本明細書、実施例および添付された特許請求の範囲に使用された用語のいくつかの用語は、ここにリストされる。特定の官能基および化学用語の定義はより詳細に後記される。本発明の目的のために、化学元素は、元素周期表、ＣＡＳバージョン、化学および物理学のハンドブック、第７５版、内表紙に従って識別され、特定の官能基は、一般的に本明細書に記載のごとく定義される。加えて、有機化学の一般的な原理、ならびに特定の官能性部分および反応性は、有機化学、トマス・ソレル（Ｔｈｏｍａｓ Ｓｏｒｒｅｌｌ）、大学科学ブック、サウサリト（Ｓａｕｓａｌｉｔｏ）：１９９９に記載されている。

【0163】

本明細書に用いた用語「脂肪族」は、所望により１つ以上の官能基で置換された、飽和および不飽和の両方の、直鎖（すなわち、非分岐）、分岐、非環状および環状（すなわち、炭素環状）の炭化水素を含む。当業者に明らかなように、「脂肪族」は、限定されるものではないが、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、およびシクロアルキニル部分を含むことが本明細書において意図される。かくして、本明細書で用いた用語「アルキル」は、直鎖、分岐、および環状のアルキル基を含む。類似の慣用語は、「アルケニル」、「アルキニル」等の他の上位概念の用語に適用される。さらに、本明細書に用いた用語「アルキル」、「アルケニル」、「アルキニル」等は、置換および非置換の双方の基を包含する。いくつかの具体例において、本明細書に用いた「脂肪族」を用いて、１～２０個の炭素原子を有する脂肪族基（環状、非環状、置換、非置換、分岐または非分岐の）を示す。脂肪族基置換基は、限定されるものではないが、安定部分の形成を生じる本明細書に記載された置換基のいずれか（例えば、脂肪族、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロ脂肪族、ヘテロ環状、アリール、ヘテロアリール、アシル、オキソ、イミノ、チオオキソ、シアノ、イソシアノ、アミノ、アジド、ニトロ、ヒドロキシル、チオール、ハロ、脂肪族アミノ、ヘテロ脂肪族アミノ、アルキルアミノ、ヘテロアルキルアミノ、アリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、アルキルアリール、アリールアルキル、脂肪族オキシ、ヘテロ脂肪族オキシ、アルキルオキシ、ヘテロアルキルオキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、脂肪族チオキシ、ヘテロ脂肪族チオキシ、アルキルチオキシ、ヘテロアルキルチオキシ、アリールチオキシ、ヘテロアリールチオキシ、アシルオキシ等を含み、それらの各々はさらに置換し得るか、置換されないこともできる）を含む。

【0164】

用語「アルキル」は、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル（脂環状）基、アルキル置換シクロアルキル基およびシクロアルキル置換アルキル基を含めた飽和脂肪族基の基をいう。アルキル基は、より十分に後記されるごとく、所望により置換し得る。アルキル基の例は、限定されるものではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、２－エチルヘキシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を含む。「ヘテロアルキル」基は、残りの原子が炭素原子である、少なくとも１つの原子がヘテロ原子（例えば、酸素、硫黄、窒素、リン等）であるアルキル基である。ヘテロアルキル基の例は、限定されるものではないが、アルコキシ、ポリ（エチレングリコール）－、アルキル置換アミノ、テトラヒドロフラニル、ピペリジニル、モルホリニル等を含む。

【0165】

用語「アルケニル」および「アルキニル」は、前記のごときアルキル基と類似するが、各々、少なくとも１つの二重または三重結合を含む不飽和脂肪族基をいう。「ヘテロアルケニル」および「ヘテロアルキニル」は、１つ以上の原子がヘテロ原子（例えば、酸素、窒素、硫黄等）である、本明細書に記載のごときアルケニルおよびアルキニル基をいう。

【0166】

用語「アリール」は、所望により置換された、単環（例えば、フェニル）、多環（例えば、ビフェニル）、またはその少なくとも１つが芳香族である複数融合環（例えば、１，２，３，４－テトラヒドロナフチル、ナフチル、アントリルまたはフェナントリル）をいう。「ヘテロアリール」基は、残りの原子が炭素原子である、芳香族環の少なくとも１つの環原子がヘテロ原子であるアリール基である。ヘテロアリール基の例は、所望により置換された、フラニル、チエニル、ピリジル、ピロリル、Ｎ低級アルキルピロリル、ピリジル Ｎオキシド、ピリミジル、ピラジニル、イミダゾリル、インドリル等を含む。

【0167】

用語「アミン」および「アミノ」は、非置換および置換の双方のアミン、例えば、一般式：Ｎ（Ｒ’）（Ｒ’’）（Ｒ’’’）（式中、Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は各々独立して、原子価の規則（rules of valence）により許される基を表す）により表わすことができる部分をいう。

【0168】

用語「アシル」、「カルボキシル基」または「カルボニル基」は、当該技術分野において認識され、一般式：

【0169】

【化4】

【0170】

（式中、Ｗは、Ｈ、ＯＨ、Ｏ－アルキル、Ｏ－アルケニルまたはその塩である）。
ＷがＯアルキルである場合、式は「エステル」を表わす）によって表わすことができるような部分を含むことができる。ＷがＯ－アルキルである場合、その式は「エステル」を表わす。ＷがＯＨである場合、その式は「カルボン酸」を表わす。一般的に、前記の式の酸素原子が硫黄に置換される場合、その式は「チオールカルボニル」基を表わす。ＷがＳ－アルキルである場合、その式は「チオールエステル」を表わす。ＷがＳＨである場合、その式は「チオールカルボン酸」を表わす。他方、Ｗがアルキルである場合、前記の式は「ケトン」基を表わす。Ｗが水素である場合、前記の式は「アルデヒド」基を表わす。

【0171】

本明細書に用いた用語「ヘテロ芳香族」または「ヘテロアリール」は、炭素原子環員および１つ以上のヘテロ環員（例えば、酸素、硫黄または窒素のごとき）を含む単環または多環状のヘテロ芳香族環（またはその基）を意味する。典型的には、ヘテロ芳香族環は、少なくとも１つの環員が酸素、硫黄および窒素から選択されたヘテロ原子である５～約１４環員を有する。もう一つの具体例において、ヘテロ芳香族環は、５または６員環であり、１～約４つのヘテロ原子を含み得る。もう一つの具体例において、ヘテロ芳香族環系は７～１４の環員を有し、１～約７個のヘテロ原子を含み得る。代表的ヘテロアリールは、ピリジル、フラニル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イミダゾリル、インドリジニル、チアゾリル、イソオキサゾリル、ピラゾリル、イソチアゾリル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、トリアジニル、トリアゾリル、ピリジニル、チアジアゾリル、ピラジニル、キノリル、イソキノリル、インダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチアゾリル、インドリジニル、イミダゾピリジニル、イソチアゾリル、テトラゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、カルバゾリル、インドリル、テトラヒドロインドリル、アザインドリル、イミダゾピリジル、キニザオリニル（qunizaolinyl）、プリニル、ピロロ［２，３］ピリミジル、ピラゾロ［３，４］ピリミジル、ベンゾ（ｂ）チエニル等を含む。これらのヘテロアリール基は、所望により、１つ以上の置換基で置換し得る。

【0172】

用語「置換の（または置換された）」は、有機化合物のすべての許容できる置換基を含み、「許容できる」は、当業者に知られた原子価の化学規則の文脈内にあると考えられる。いくつかの場合において、「置換の」は、一般的に、本明細書に用いた置換基での水素の置換をいい得る。しかしながら、本明細書に用いた「置換の」は、鍵となる官能基の置換および／または変更を包含せず、それにより、分子は、例えば、「置換の」官能基が、置換を介して、異なる官能基になるように識別される。例えば、１つの「置換フェニル」は、この定義において、フェニル部分を依然として含み、置換により改変できず、例えば、ピリジンのごときヘテロアリールにならねばならない。広範囲の態様において、許容できる置換基は、有機化合物の非環状および環状、分岐および非分岐、炭素環状、ヘテロ環状、芳香族および非芳香族の置換基を含む。例示的な置換基は、例えば、本明細書に記載されたものを含む。許容できる置換基は、適当な有機化合物につき、１つ以上で同じか異なることができる。本発明の目的のために、窒素のごときヘテロ原子は、ヘテロ原子の原子価を満たす、本明細書に記載された有機化合物の水素置換基および／またはいずれの許容できる置換基も有し得る。本発明は、有機化合物の許容できる置換基によっていずれかの方法で限定されることを意図しない。

【0173】

置換基の例は、限定されるものではないが、アルキル、アリール、アラルキル、環状アルキル、ヘテロシクロアルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、ペルハロアルコキシ、アラルコキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアラルコキシ、アジド、アミノ、ハロゲン、アルキルチオ、オキソ、アシル、アシルアルキル、カルボキシエステル、カルボキシル、カルボキシアミド、ニトロ、アシルオキシ、アミノアルキル、アルキルアミノアリール、アルキルアリール、アルキルアミノアルキル、アルコキシアリール、アリールアミノ、アラキルアミノ、アルキルスルホニル、カルボキシアミドアルキルアリール、カルボキシアミドアリール、ヒドロキシアルキル、ハロアルキル、アルキルアミノアルキルカルボキシ、アミノカルボキシアミドアルキル、アルコキシアルキル、ペルハロアルキル、アリールアルキルオキシアルキル等を含む。

【0174】

実施例１
本実施例は、チオール含有種の反応生成物を含む保護層を含む電気化学電池および他のタイプの電気化学電池間の比較を示す。他のタイプの電気化学電池は、これらの保護層を欠くか、または代わりに他のタイプの保護層を含むが、チオール含有種の反応生成物を含む保護層を含む電気化学電池と別に等価である。

【0175】

電気化学電池Ａ
この電気化学電池は、トリチオシアヌル酸の反応生成物を含む保護層を含む。
ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２を含むカソードを１重量％トリチオシアヌル酸および９９重量％エタノールを含む溶液に浸漬した。このプロセス中に、減圧を溶液に適用して、カソードの細孔からの空気の除去を助け、かつその中のトリチオシアヌル酸の浸透を援助した。次いで、被覆したカソードを２～１２時間、２０～３０℃で周囲の環境において乾燥した。次に、被覆したカソードを６～４８時間、減圧下１１０℃でさらに乾燥した。乾燥が完了した後、被覆したカソードは電解質およびアノードと共に組み立てた。電解質は、１ＭのＬｉＰＦ_６（Ｌiイオン１４電解質）をさらに含む炭酸フルオロエチレン：炭酸ジメチルの２０重量％：８０重量％混合物であった。そのアノードは、２５ミクロンの厚い層の蒸気堆積したリチウムであった。

【0176】

電気化学電池Ｂ
この電気化学電池は電気化学電池Ａと等価であるが、トリチオシアヌル酸の反応生成物を含む保護層を欠く。
ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２を含む被覆されていないカソードを電解質およびアノードと共に組み立てた。電解質は、１ＭのＬｉＰＦ_６（リチウムイオン１４電解質）をさらに含む炭酸フルオロエチレン：炭酸ジメチルの２０重量％：８０重量％混合物であった。アノードは、２５ミクロンの厚い層の蒸気堆積したリチウムであった。

【0177】

電気化学電池Ｃ
この電気化学電池は電気化学電池Ａと等価であるが、トリチオシアヌル酸の反応生成物に代えてポリ（ジチオカルバマート）を含む保護層を含む。そのポリ（ジチオカルバマート）は、トリチオシアヌル酸を含む溶液に代えてペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）を含む溶液にカソードを浸漬することにより形成した。

【0178】

電気化学電池Ｄ
この電気化学電池は電気化学電池Ａと等価であるが、トリチオシアヌル酸の反応生成物に代えてポリ（ジチオカルバマート）を含む保護層を含む。そのポリ（ジチオカルバマート）は、トリチオシアヌル酸を含む溶液に代えてペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）を含む溶液にカソードを浸漬することにより形成した。

【0179】

電気化学電池Ｅ
この電気化学電池は電気化学電池Ａと等価であるが、トリチオシアヌル酸の反応生成物に代えてペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）の反応生成物を含む保護層を含む。そのペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）を含む溶液は、乾燥環境においてコーティングロッドでカソードの表面に適用した。

【0180】

電気化学電池Ｆ
この電気化学電池は電気化学電池Ｅと等価であるが、ペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）だけの反応生成物に代えて、ペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）およびポリエチレングリコール・ジアクリレートの双方の反応生成物を含む保護層を含む。そのペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）およびポリエチレングリコール・ジアクリレートを含む溶液は、乾燥環境においてコーティングロッドでカソードの表面に適用した。

【0181】

電気化学電池Ｇ
この電気化学電池は電気化学電池Ｆと等価であるが、ペンタエリトリトール・テトラキス（３－メルカプトプロピオナート）およびポリエチレングリコール・ジアクリレートの反応生成物に代えて、トリメチロールプロパン・トリス（３－メルカプトプロピオナート）およびポリエチレングリコール・ジアクリレートの反応生成物を含む保護層を含む。

【0182】

サイクル寿命テスト
電気化学電池Ａ～Ｇのサイクル寿命は、種々の異なる方法によって測定した。各方法において、電気化学電池は、最大電圧まで４０ｍＡで充電し、次いで６０ｍＡで３．２Ｖまで放電する３回のサイクルを最初に受けた、次いで、電気化学電池は、「通常速度（regular rate）」または「高速（fast rate）」のいずれかで最大電圧および３．２Ｖの間でサイクルさせた。通常速度でサイクルさせた場合、電気化学電池は２００ｍＡで最大電圧まで充電し、次いで、６０ｍＡで３．２Ｖまで放電した。高速でサイクルさせた場合、電気化学電池はＣ／４で最大電圧まで充電し、次いで、Ｃで３．２Ｖまで放電した。

【0183】

すべての場合において、チオール含有分子の反応生成物を含む保護層を含む電気化学電池は、保護層を欠くか、または他の組成を有する保護層を含む電気化学電池より長いサイクル寿命を有した。図６は、高速で４．３５Ｖの最大電圧までサイクルさせた場合の、電気化学電池ＡおよびＢについてサイクル数の関数としての放電容量を示す。図７は、４．３５Ｖの電圧の最大電圧まで高速でサイクルさせ、次いで、４．５Ｖの電圧の最大電圧まで通常速度でサイクルさせた場合の、電気化学電池ＡおよびＢについてのサイクル数の関数としての放電容量を示す。図８は、４．３５Ｖの最大電圧まで高速でサイクルさせた場合の、電気化学電池Ａ、ＣおよびＤについてのサイクル数の関数としての放電容量を示す。図９は、最初に４．３５Ｖの最大電圧まで通常速度でサイクルさせ、次いで４．５Ｖの電圧の最大電圧まで通常速度でサイクルさせた場合の、電気化学電池ＡおよびＢについてのサイクル数の関数としての放電容量を示す。図１０は、４．３５Ｖの最大電圧まで通常速度でサイクルさせた場合の、電気化学電池Ａ、ＢおよびＥ～Ｇについてのサイクル数の関数としての放電容量を示す。

【0184】

実施例２
本実施例は、異なる組成を有する電解質を含む電気化学電池間の比較を提示する。チオール基を含む種を欠く電解質を含む電気化学電池は、プロトン化チオール基（プロトン化トリチオシアヌル酸）を含む種を含む電解質を含む電気化学電池、および脱プロトン化チオール基（トリチオシアヌル酸のリチウム塩）を含む種を含む電解質を含む電気化学電池に比較される。

【0185】

各電気化学電池を形成するために、リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト酸化物カソード、１４ミクロンの厚みのリチウムアノード、セパレーターおよび電解質を一緒に組み立てた。その組み立てた電気化学電池は、４０ｍＡで４．３５Ｖまで充電され、次いで６０ｍＡで３．２Ｖまで放電される３回のサイクルを受けた。次いで、電気化学電池は、１００ｍＡで４．３５Ｖまで電気化学電池を充電し、次いで、３００ｍＡで３．２Ｖまで電気化学電池を放電することにより、放電容量が２００ｍＡｈに達するまで、サイクルさせた。

【0186】

以下の表1は、各電気化学電池の電解質の組成、および放電容量が２００ｍＡｈに達する前のサイクル数を示す。図１１は、各電気化学電池のサイクル寿命の関数としての放電容量を示す。プロトン化トリチオシアヌル酸を含む電解質を含む電気化学電池、およびトリチオシアヌル酸のリチウム塩を含む電気化学電池の双方は、これらの種の双方を欠く電解質を含む電気化学電池より優れていた。トリチオシアヌル酸のリチウム塩を含む電解質を含む電気化学電池は、プロトン化トリチオシアヌル酸を含む電解質より優れていた。

【0187】

【表1】

【0188】

本発明のいくつかの具体例が本明細書に記載および例示されたが、当業者ならば、機能を実行し、ならびに／あるいは本明細書に記載された結果および／または１つ以上の有利さ得るための様々な他の手段および／または構造を容易に予測し、かかる変形および／または改良は各々、本発明の範囲内であるとみなされる。より一般的には、当業者ならば、本明細書に記載された全てのパラメーター、寸法、材料、および構成が例示であることを意味することを容易に理解し、実際のパラメーター、寸法、材料、および／または構成が、そのために本発明の教示が用いられる特定の用途（複数）に依存することを容易に理解するであろう。当業者ならば、日常的な実験のみを用いて、本明細書中に記載された本発明の特定の具体例に対する多数の等価物を認識し、または確認することができたであろう。したがって、前記の具体例が、例示のためだけに示され、かつ添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内で、本発明は、具体的に説明され、特許請求の範囲に記載された以外の方法で実施し得ると理解されるべきである。本発明は、本明細書に記載された、個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法に指向される。加えて、２つ以上のかかる特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法のいずれの組合せが、かかる特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しないならば、本発明の範囲内に含まれる。

【0189】

本明細書に規定および用いられたすべての定義は、辞書の定義、出典明示して組み込まれた文書中の定義、および／または定義された用語の通常の意味に関して支配的であることが理解されるべきである。

【0190】

本明細書中および特許請求の範囲において用いた、不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、明確に逆に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味すると解されるべきである。

【0191】

本明細書中および特許請求の範囲において用いた、句「および／または」は、結合した要素、すなわち、いくつかの場合には結合して存在し、他の場合には分離して存在する要素の「いずれかまたは双方」を意味すると解されるべきである。「および／または」でリストされた複数の要素は、同一の方法、すなわち、結合された要素の「１つ以上」で解釈されるべきである。その「および／または」の文節により特に識別される要素以外に、特に識別される要素に関連するかまたは関連しないかどうかに拘わらず、所望により他の要素が存在し得る。かくして、非限定例として、「Ａおよび／またはＢ」への参照は、「～を含む」のごときオープンエンドの言語と合わせて用いられる場合、Ａのみ（所望によりＢ以外の要素を含む）；もう一つの具体例において、Ｂのみ（所望によりＡ以外の要素を含む）；さらにもう一つの態様において、ＡおよびＢの両方（所望により他の要素を含む）；等をいうことができる。

【0192】

本明細書中および特許請求の範囲において用いた、「または」は、前記に定義した「および／または」と同じ意味を有すると解されるべきである。例えば、１つのリスト中の項目を分離する場合、「または」または「および／または」は包括的である、すなわち、多数の要素または要素のリストの、１つを超えるも含む少なくとも１つ、および所望により、リストに挙げられていないさらなる項目を含むと解釈されるべきである。明確に逆に示されている項目のみ、例えば、「～の内の１つのみ」または「～の内の正確に１つ」、あるいは特許請求の範囲において使用される場合の「～よりなる」は、多数の要素または要素のリストの正確に１つの要素の包含を意味する。一般的に、本明細書中で用いられる用語「または」は、「いずれか」、「～の１つ」、「～の１つのみ」または「～の正確に１つ」のごとき排他性の用語が先行する場合、排他的選択肢（すなわち、「一方、または双方でない他方」）を示すものとして解釈されるのみである。特許請求の範囲に用いた「～より実質的になる」は、特許法の分野で用いられるその通常の意味を有するであろう。

【0193】

本明細書中および特許請求の範囲に用いた、１つ以上の要素のリストに関する語句「少なくとも１つ」は、要素のリスト中のいずれかの１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味すると解されるべきであるが、要素のリスト内に具体的に挙げられた各々およびすべての要素の少なくとも１つを必ずしも含んでおらず、かつ要素のリスト中の要素のいずれかの組合せを必ずしも除外しない。また、この定義は、語句「少なくとも１つ」が、具体的に識別されたそれらの要素に関連するかまたは関連しないかに拘わらず、参照する要素のリスト内で特に識別された要素以外に、要素が所望により存在し得るのを可能にする。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（あるいは等価に、「ＡまたはＢの少なくとも１つ」、または等価に、「Ａおよび／またはＢの少なくとも１つ」）は、１つの態様において、所望により１つを超えることを含む少なくとも１つ、Ｂが存在しないＡ（所望によりＢ以外の要素を含む）；もう一つの具体例において、所望により１つを超えることを含む少なくとも１つ、Ａが存在しないＢ（所望によりＡ以外の要素を含む）；さらにもう一つの具体例において、所望により１つを超えることを含む少なくとも１つ、Ａおよび所望により１つを超えることを含む少なくとも１つ、Ｂ（所望により他の要素を含む）；等をいうことができる。

【0194】

明確に逆に示されない限りは、1つ以上の工程または行為（act）を含む本明細書に特許請求されたいずれの方法においても、その方法の工程または行為の順序は、その方法の工程または行為が引用される順序に必ずしも限定されないと理解されるべきである。

【0195】

本願の特許請求の範囲ならび本明細書において、「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「～を有する（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「～を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「～を含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「～を含む（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「～を含む（ｈｏｌｄｉｎｇ）」のごときすべての移行句は、オープンエンドである、すなわち、限定されるものではないが含むことを意味すると解されるべきである。移行句「～よりなる」および「～より実質的になる」だけは、「Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｐａｔｅｎｔ Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，Ｓｅｃｔｉｏｎ ２１１１．０３」に記載されているように、それぞれクローズまたはセミクローズの移行句である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】