特表 2023-500064 セパレータシールを有する電気化学セル及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-04

(54)【発明の名称】セパレータシールを有する電気化学セル及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/463 20210101AFI20221222BHJP

   H01M 50/46 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 10/0585 20100101ALI20221222BHJP

   H01M 50/417 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 50/414 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 50/431 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 50/411 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 4/62 20060101ALI20221222BHJP

   H01M 50/59 20210101ALI20221222BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20221222BHJP

【ＦＩ】

H01M50/463 B

H01M50/46

H01M10/0585

H01M50/417

H01M50/414

H01M50/431

H01M50/411

H01M50/105

H01M4/62 Z

H01M50/59

H01M50/586

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022523909

(86)(22)【出願日】2020-11-02

(85)【翻訳文提出日】2022-06-02

(86)【国際出願番号】 US2020058564

(87)【国際公開番号】W WO2021087465

(87)【国際公開日】2021-05-06

(31)【優先権主張番号】62/929,408

(32)【優先日】2019-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/046,758

(32)【優先日】2020-07-01

(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】511242269

【氏名又は名称】２４エム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】２４Ｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ジュンジェン

(72)【発明者】

【氏名】太田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】タイラー，マット

(72)【発明者】

【氏名】コスタ，ネイサン

(72)【発明者】

【氏名】オークス，ランドン

【テーマコード（参考）】

5H011

5H021

5H029

5H043

5H050

【Ｆターム（参考）】

5H011DD13

5H021AA02

5H021AA06

5H021BB11

5H021BB12

5H021BB15

5H021BB17

5H021CC05

5H021CC07

5H021EE01

5H021EE02

5H021EE03

5H021EE04

5H021EE08

5H021EE21

5H021EE32

5H021HH03

5H021HH06

5H021HH10

5H029AJ12

5H029BJ04

5H029BJ12

5H029DJ04

5H029DJ12

5H029HJ04

5H029HJ12

5H043AA04

5H043BA20

5H043CA08

5H043CA12

5H043GA22

5H043GA27

5H043GA28

5H043HA22E

5H043JA15E

5H043KA23E

5H043KA24E

5H043KA28E

5H043KA29E

5H043KA35E

5H043LA02E

5H043LA21E

5H050AA15

5H050DA13

5H050DA19

5H050EA11

5H050EA12

5H050EA15

5H050FA02

5H050FA12

5H050HA12

(57)【要約】

本明細書に記載の実施形態は、セパレータシールを有するセパレータを有する電気化学セルに関する。いくつかの実施形態では、電気化学セルは、アノード集電体上に配置されたアノード、カソード集電体上に配置されたカソード、アノードとカソードとの間に配置されたセパレータ、及びセパレータに結合されたセパレータシールを含む。セパレータシールは、それを通る電気活性種の動きに対して不浸透性である。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、テープ及び／又は接着剤を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、セパレータの一部の細孔中へと浸透する材料を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、セパレータに熱的に接合され得る。いくつかの実施形態では、電気化学セルはパウチを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータはパウチに結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールはパウチに結合され得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気化学セルであって、
アノード集電体上に配置されたアノードと、
カソード集電体上に配置されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配置されたセパレータであって、前記セパレータは、前記アノードと接触している第１の表面と、前記第１の表面の反対側の、前記カソードと接触している第２の表面とを有し、前記セパレータは、前記アノードと前記カソードとの間で電気活性種の移動を可能にするように構成されている、セパレータと、
前記セパレータに結合されたセパレータシールであって、電気活性種の移動を遮断するように構成されている、セパレータシールと、を備える電気化学セル。

【請求項2】

前記セパレータの前記第１の表面の一部が前記アノードに接触しないように、前記セパレータは、前記アノードの長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記アノードの幅よりも大きい幅を有する、請求項１に記載の電気化学セル。

【請求項3】

前記セパレータの前記第２の表面の一部が前記カソードに接触しないように、前記セパレータは、前記カソードの長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記カソードの幅よりも大きい幅を有する、請求項１に記載の電気化学セル。

【請求項4】

前記カソードは、前記アノードの長さよりも小さい長さを有し、前記カソードは、前記アノードの幅よりも小さい幅を有する、請求項１に記載の電気化学セル。

【請求項5】

前記アノードの前記長さは、前記セパレータの長さと同じ又は実質的に同様であり、前記アノードの前記幅は、前記セパレータの幅と同じ又は実質的に同様であり、それにより、前記セパレータは部分的に覆われた部分を有し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの前記第１の表面上で前記アノードに接触し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの前記第２の表面上で前記カソードに接触していない、請求項４に記載の電気化学セル。

【請求項6】

前記セパレータの前記第１の表面及び／又は前記セパレータの前記第２の表面において、前記セパレータシールが前記セパレータの前記部分的に覆われた部分の全てを覆うように、前記セパレータシールは、前記セパレータの外周の周囲に配置されている、請求項４又は５に記載の電気化学セル。

【請求項7】

前記セパレータシールはテープを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項8】

前記セパレータシールは接着剤を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項9】

前記セパレータシールは静電コーティングを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項10】

前記セパレータは細孔を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項11】

前記セパレータシールは、前記セパレータの一部の前記細孔中に配置された材料を含む、請求項１０に記載の電気化学セル。

【請求項12】

前記セパレータシールは、前記セパレータの一部をコーティングするコーティング材料を含む、請求項１０に記載の電気化学セル。

【請求項13】

前記コーティング材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、熱硬化性ポリマー、硬質炭素、熱硬化性樹脂、ポリイミド、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１２に記載の電気化学セル。

【請求項14】

前記セパレータシールは、前記セパレータの一部の前記細孔中に配置された高粘度油を含み、前記高粘度油は、前記セパレータの前記一部を通る電気活性材料の流れを制限する、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項15】

前記セパレータシールは、前記セパレータに熱接合されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項16】

パウチを更に備え、前記セパレータの前記第１の表面は第１のシール部分を含み、前記セパレータの前記第１のシール部分は、前記パウチに結合され、
前記セパレータの前記第２の表面は第２のシール部分を含み、前記セパレータの前記第２のシール部分は、前記パウチに結合されている、請求項１～１５のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項17】

前記セパレータシールは、前記パウチに結合されている、請求項１６に記載の電気化学セル。

【請求項18】

前記アノード及び／又は前記カソードは、固体電解質を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項19】

アノード集電体上に配置されたアノードと、
カソード集電体上に配置されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配置されたセパレータであって、前記セパレータは、前記セパレータを通る電気活性種の移動を可能にするように構成された浸透性部分と、前記セパレータを通る電気活性種の移動を防止するように構成された不浸透性部分とを含む、セパレータと、を含む、電気化学セル。

【請求項20】

前記アノードに隣接する前記セパレータの表面の一部が前記アノードに接触しないように、前記セパレータは、前記アノードの長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記アノードの幅よりも大きい幅を有する、請求項１９に記載の電気化学セル。

【請求項21】

前記カソードに隣接する前記セパレータの表面の一部が前記カソードに接触しないように、前記セパレータは、前記カソードの長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記カソードの幅よりも大きい幅を有する、請求項１９に記載の電気化学セル。

【請求項22】

前記カソードは、前記アノードの長さよりも小さい長さを有し、前記カソードは、前記アノードの幅よりも小さい幅を有する、請求項１９に記載の電気化学セル。

【請求項23】

前記アノードの前記長さは、前記セパレータの長さと同じ又は実質的に同様であり、前記アノードの前記幅は、前記セパレータの幅と同じ又は実質的に同様であり、それにより、前記セパレータは部分的に覆われた部分を有し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの第１の表面上で前記アノードに接触し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの第２の表面上で前記カソードに接触していない、請求項２２に記載の電気化学セル。

【請求項24】

前記セパレータの前記第１の表面及び／又は前記セパレータの前記第２の表面において、前記不浸透性部分が前記セパレータの前記部分的に覆われた部分の全てを覆うように、前記不浸透性部分は、前記セパレータの外周の周囲に配置されている、請求項２２又は２３に記載の電気化学セル。

【請求項25】

前記不浸透性部分はＵＶ硬化されている、請求項１９～２４のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項26】

前記浸透性部分の一部がパウチに結合されている、請求項２５に記載の電気化学セル。

【請求項27】

前記セパレータは第１の層及び第２の層を含み、前記第１の層は不浸透性セクションを含む、請求項１９～２６のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項28】

前記第２の層の実質的に全てが浸透性である、請求項２７に記載の電気化学セル。

【請求項29】

前記第２の層は、前記第１の層の溶融温度よりも高い溶融温度を有する、請求項２７又は２８に記載の電気化学セル。

【請求項30】

前記第１の層はポリエチレンを含む、請求項２７～２９のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項31】

前記第２の層はポリプロピレンを含む、請求項２７～３０のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項32】

前記第１の層の外側エッジが前記第２の層に選択的に溶融されて前記不浸透性セクションが形成されている、請求項２７～３１のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項33】

前記アノード及び／又は前記カソードは、固体電解質を含む、請求項１９～３２のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項34】

前記セパレータは細孔を含む、請求項３７～３３のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項35】

前記セパレータの前記不浸透性部分は、前記細孔中に配置された材料を含んで、前記不浸透性部分を通る電気活性種の移動を防止している、請求項３４に記載の電気化学セル。

【請求項36】

前記材料は高粘度油を含む、請求項３５に記載の電気化学セル。

【請求項37】

第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されているセパレータであって、前記セパレータは、前記第１の電極と接触している第１の表面と、前記第１の表面の反対側の、前記第２の電極と接触している第２の表面とを有し、前記セパレータは、前記第１の電極と前記第２の電極との間で電気活性種の移動を可能にするように構成されている、セパレータと、
前記セパレータに結合されたセパレータシールであって、電気活性種の移動を遮断するように構成されている、セパレータシールと、
パウチであって、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータ、及び前記セパレータシールは前記パウチ内に配置されている、パウチと、を備える、電気化学セル。

【請求項38】

前記セパレータの前記第１の表面の一部が前記第１の電極に接触しないように、前記セパレータは、前記第１の電極の長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記第１の電極の幅よりも大きい幅を有する、請求項３７に記載の電気化学セル。

【請求項39】

前記セパレータの前記第２の表面の一部が前記第２の電極に接触しないように、前記セパレータは、前記第２の電極の長さよりも大きい長さを有し、前記セパレータは、前記第２の電極の幅よりも大きい幅を有する、請求項３７に記載の電気化学セル。

【請求項40】

前記第２の電極は、前記第１の電極の長さよりも小さい長さを有し、前記第２の電極は、前記第２の電極の幅よりも小さい幅を有する、請求項３７に記載の電気化学セル。

【請求項41】

前記第１の電極の前記長さは、前記セパレータの長さと同じ又は実質的に同様であり、前記第１の電極の幅は、前記セパレータの幅と同じ又は実質的に同様であり、それにより、前記セパレータは部分的に覆われた部分を有し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの前記第１の表面上で前記第１の電極に接触し、前記セパレータの前記部分的に覆われた部分は、前記セパレータの前記第２の表面上で前記第２の電極に接触していない、請求項４０に記載の電気化学セル。

【請求項42】

前記セパレータの前記第１の表面及び／又は前記セパレータの前記第２の表面において、前記セパレータシールが前記セパレータの前記部分的に覆われた部分の全てを覆うように、前記セパレータシールは、前記セパレータの外周の周囲に配置されている、請求項４０又は４１に記載の電気化学セル。

【請求項43】

前記セパレータシールは、前記セパレータの一部の細孔中に配置された材料を含む、請求項３７～４２のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項44】

前記セパレータシールはテープを含む、請求項３７～４３のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項45】

前記セパレータシールは接着剤を含む、請求項３７～４４のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【請求項46】

前記第１の電極及び／又は前記第２の電極は、固体電解質を含む、請求項３７～４５のいずれか一項に記載の電気化学セル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１９年１１月１日に出願された「DUAL ELECTROLYTE ELECTROCHEMICAL CELLS, SYSTEMS, AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME」と題する米国仮特許出願第６２／９２９，４０８号、及び２０２０年７月１日に出願された「ELECTROCHEMICAL CELLS WITH SEPARATOR SEALS, AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME」と題する米国仮特許出願第６３／０４６，７５８号の優先権及び利益を主張し、これらそれぞれの開示の全体が参考により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

背景
[0002] 本明細書に記載の実施形態は、セパレータシールを有するセパレータを有する電気化学セルに関する。電気化学セルは、多くの場合、カソードの寸法とは異なる寸法を有するアノードを使用して設計される。アノード及びカソードは、厚さだけでなく、長さ及び幅も異なり得る。一般に、電気化学セルの設計では、セル効率と電気活性種の使用を最大化するために、アノード及びカソードの長さ及び幅の寸法をできるだけ近づける必要がある。しかしながら、カソードが横方向にシフトすると、カソードのエッジがアノードのエッジを超えて延びる可能性があり、アノードのエッジの周囲でカソード材料のめっきが生じる可能性がある。カソードよりも僅かに大きい長さ及び幅の寸法を有するようにアノードを設計することにより、アノードの外側エッジの周囲にカソード材料がめっきされることを防止できる。しかしながら、アノードの長さ及び幅の寸法をカソードの長さ及び幅の寸法よりも僅かに大きく設計することにより、カソードのエッジの周囲にアノード材料がめっきされることになり得る。放電中、陽イオンがアノードからセパレータを通ってカソードに移動する。アノードがカソードよりも長く幅が広い場合、カソードのエッジを超えて延びているアノードの部分から、一部の陽イオンが移動する可能性がある。換言すれば、陽イオンが、カソードとは同一直線上にないアノードの部分から移動する可能性がある。これにより、セパレータのカソード側にアノード材料が蓄積する可能性がある。カソード側に十分なアノード材料が蓄積すると、カソードがアノード材料に直接接触し、部分的又は完全な短絡が生じ得る。

【0003】

[0003] 電気化学セルで生じ得る別のめっきの問題は、コーティング品質に関連する。電気化学セルでは、電極材料を集電体上にコーティングすることができ、コーティング品質は、多くの場合、電極の中央付近よりもエッジ付近の方が劣っている。場合によっては、電極のエッジにおいて材料のローディングが僅かに低い可能性があり、対電極からの材料が電極のエッジの近くにめっきされる余地が生じる。これにより、部分的又は完全な短絡が生じ得る。電極エッジの近くでアノード又はカソード材料の流れを部分的に遮断することが、このような短絡事象を防止することを手助けする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

概要
[0004] 本明細書に記載の実施形態は、セパレータシールを有するセパレータを有する電気化学セルに関する。いくつかの実施形態では、電気化学セルは、アノード集電体上に配置されたアノード、カソード集電体上に配置されたカソード、アノードとカソードとの間に配置されたセパレータ、及びセパレータに結合されたセパレータシールを含む。セパレータシールは、それを通る電気活性種の動きに対して不浸透性である。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、テープ及び／又は接着剤を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、セパレータの一部の細孔中へと浸透する材料を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、セパレータに熱的に接合され得る。いくつかの実施形態では、電気化学セルはパウチを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータはパウチに結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールはパウチに結合され得る。

【図面の簡単な説明】

【0005】

図面の簡単な説明

【図1】[0005]アノード材料の堆積による短絡を被っている電気化学セルを示す。

【図2】[0006]一実施形態による、セパレータシールを有するセパレータを有する電気化学セルの概略図である。

【図3A】[0007]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図3B】[0007]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図4A】[0008]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図4B】[0008]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図5A】[0009]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図5B】[0009]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図6A】[0010]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図6B】[0010]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図7A】[0011]一実施形態による、巻回型セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図7B】[0011]一実施形態による、巻回型セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図7C】[0011]一実施形態による、巻回型セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図8A】[0012]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図8B】[0012]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図8C】[0012]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図9A】[0013]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図9B】[0013]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図9C】[0013]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10A】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10B】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10C】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10D】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10E】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10F】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図10G】[0014]一実施形態による、分解された電気化学セルの写真を示す。

【図11A】[0015]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【図11B】[0015]一実施形態による、セパレータシールを有する電気化学セルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0006】

詳細な説明
[0016] 本明細書に記載の実施形態は、セパレータシールを有するセパレータを有する電気化学セル、及びその製造方法に関する。電気化学セルにおける短絡事象は、多くの場合、カソードの近くでのアノード材料の堆積により、又はカソードの近くでのカソード材料の堆積により引き起こされる可能性がある。いったんカソードの近くに十分なアノード材料が蓄積すると、又はその逆の場合、アノード材料とカソード材料との間の物理的接触が短絡事象につながる可能性がある。この挙動の一例が図１に示されている。図１は、アノード集電体１２０上に配置されたアノード１１０、カソード集電体１４０上に配置されたカソード１３０、及びアノード１１０とカソード１３０との間に配置されたセパレータ１５０、を有する電気化学セル１００を示す。アノード集電体１２０及びカソード集電体１４０は両方ともパウチ材料１６０上に配置されている。図示するように、アノード１１０は、第１のセクション１１２及び第２のセクション１１４を有する。第１のセクション１１２は、カソード１３０と同一直線上にあるが、第２のセクション１１４は、カソード１３０とは同一直線上にない。換言すれば、イオンはラインＡを介して第１のセクション１１２からカソード１３０に移動する。イオンはラインＢを介して第２のセクション１１４から移動するが、第２のセクション１１４はカソード１３０とは同一直線上にないので、アノード材料堆積物１１６が、カソード１３０の近くでカソード集電体１４０の表面上又はパウチ材料１６０の表面上のいずれかに形成される。アノード材料堆積物１１６が、カソード１３０に物理的に接触するほど十分に大きい場合、部分的な又は完全な短絡事象が生じる可能性がある。加えて、アノード材料堆積物１１６は、アノード１１０から分離した材料を表し、その結果、その材料は電気化学セル１００のサイクリングにおいて、もはや使用することができない。これは、電気化学セル１００のサイクリング性能に悪影響を及ぼし得る。

【0007】

[0017] セパレータシールの使用、又はセパレータの一部を通るイオンの流れを防止できるデバイスの使用により、短絡事象のリスクを大幅に低減させることができる。短絡事象のリスクを低減させることは、経済上の利点、並びに安全上の利点であり得る。カソードの近くに堆積したアノード材料（又はアノードの近くに堆積したカソード材料）を除去するには、多くの場合、パウチを開いてアノード材料及びカソード材料にアクセスし、電気化学セルの無傷の部分を損傷させることなく、堆積した材料を注意深く除去する必要がある。これは労働集約的なプロセスであり、電気化学セルにとってダウンタイムを生じさせる。その電気化学セルが、複数の電気化学セルを有するバッテリーパックに含まれている場合、バッテリーパック内の各電気化学セルがダウンタイムを被ることになる。場合によっては、カソードの近くのアノード材料（又はアノードの近くのカソード材料）の堆積物が大きすぎて除去できない場合、電気化学セルは廃棄又はリサイクルされる可能性がある。短絡事象を防止することも安全上の利点であり得る。短絡事象は、多くの場合、電気化学セルにおいて急激な温度上昇を引き起こし、場合によっては熱暴走、火災、又は爆発につながる可能性がある。

【0008】

[0018] セパレータシールをセパレータ内に組み込むことにより、イオンの流れがアノードとカソードとの間だけで生じて、電気活性材料が望ましくない場所に蓄積しないように、セパレータを通るイオンの流れを導くことができる。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、セパレータの一部であり得る。換言すれば、セパレータ及びセパレータシールは、イオンの流れに対して浸透性である第１の部分と、イオンの流れに対して不浸透性である第２の部分とを有する、単一の材料片であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、２つの別個の材料片であって、セパレータシールがセパレータに結合されている場合がある。いくつかの実施形態では、セパレータは、イオンに対して実質的に不浸透性のセクションを含む第１の層と、イオンに対して実質的に不浸透性のセクションを含まない第２の層とを有する、複数の層を有し得る。

【0009】

[0019] いくつかの実施形態では、セパレータは、多孔質膜セパレータ（例えば、多孔質ポリオレフィン膜）であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータは、カソードとアノードとの間のイオン性電荷キャリアの移動を可能にし得る。いくつかの実施形態では、セパレータは電解質により湿潤される場合があり、アノードとカソードとの間で電解質を連通させることができる。いくつかの実施形態では、電気化学セルは、選択的に浸透性である膜を含み得る。セルの充電及び放電中のイオン移動を促進させながら、アノードをカソードから化学的及び／又は流体的に分離することができる選択的浸透性膜を有するセパレータを含む電気化学セルの例は、２０１９年１月８日に出願された「Electrochemical Cells Including Selectively Permeable Membranes, Systems and Methods of Manufacturing the Same」と題する米国特許第１０，７３４，６７２号（「’６７２特許」）に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0010】

[0020] いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電極は、半固体材料を含み得る。半固体組成物及び／又は電極を調製するために使用できるシステム及び方法の例は、２０１３年３月１５日に出願された「Electrochemical Slurry Compositions and Methods for Preparing the Same」と題する米国特許第９，４８４，５６９号（以下「’５６９特許」）、２０１３年４月２９日に出願された「Semi-Solid Electrodes Having High Rate Capability」と題する米国特許第８，９９３，１５９号（「’１５９特許」）、及び２０１５年１１月４日に出願された「Electrochemical Cells Having Semi-Solid Electrodes and Methods of Manufacturing the Same」と題する米国特許公報第２０１６／０１３３９１６号（「’９１６公報」）、に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0011】

[0021] いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電極及び／又は電気化学セルは、固体電解質を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアノードは、固体電解質を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のカソードは、固体電解質を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電気化学セルは、アノード及びカソードの両方に固体電解質を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電気化学セルは、固体電解質を有するユニットセル構造を含み得る。いくつかの実施形態では、固体電解質材料は、粉末をバインダと混合し、次いで処理して（例えば、押し出し、鋳造、湿式鋳造、吹き付けなど）、固体電解質材料のシートを形成したものであり得る。いくつかの実施形態では、固体電解質材料は、ガーネット構造、ペロブスカイト構造、リン酸塩ベースのリチウム超イオン伝導体（ＬＩＳＩＣＯＮ）構造、ガラス構造であって例えば、Ｌａ_０．５１Ｌｉ_０．３４ＴｉＯ_２．９４、Ｌｉ_１．３Ａｌ_０．３Ｔｉ_１．７（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_１．４Ａｌ_０．４Ｔｉ_１．６（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２、Ｌｉ_６．６６Ｌａ_３Ｚｒ_１．６Ｔａ_０．４Ｏ_１２，９（ＬＬＺＯ）、５０Ｌｉ_４ＳｉＯ_４・５０Ｌｉ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_２．９ＰＯ_３．３Ｎ_０．４６（リチウムリンオキシナイトライド、ＬｉＰＯＮ）、Ｌｉ_３．６Ｓｉ_０．６Ｐ_０．４Ｏ_４、Ｌｉ_３ＢＮ_２、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_３ＢＯ_３－Ｌｉ_２ＳＯ_４－Ｌｉ_２ＣＯ_３（ＬＩＢＳＣＯ、擬三元系）を含む酸化物ベースの固体電解質材料；及び／又は、チオ－ＬＩＳＩＣＯＮ構造、ガラス構造、及びガラスセラミック構造であって例えば、Ｌｉ_１．０７Ａｌ_０．６９Ｔｉ_１．４６（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_１．５Ａｌ_０．５Ｇｅ_１．５（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_１０ＧｅＰ_２Ｓ_１２（ＬＧＰＳ）、３０Ｌｉ_２Ｓ・２６Ｂ_２Ｓ_３・４４ＬｉＩ、６３Ｌｉ_２Ｓ・３６ＳｉＳ_２・１Ｌｉ_３ＰＯ_４、５７Ｌｉ_２Ｓ・３８ＳｉＳ_２・５Ｌｉ_４ＳｉＯ_４、７０Ｌｉ_２Ｓ・３０Ｐ_２Ｓ_５、５０Ｌｉ_２Ｓ・５０ＧｅＳ_２、Ｌｉ_７Ｐ_３Ｓ_１１、Ｌｉ_３．２５Ｐ_０．９５Ｓ_４、及びＬｉ_９．５４Ｓｉ_１．７４Ｐ_１．４４Ｓ_１１．７Ｃｌ_０．３を含む硫化物含有固体電解質材料；及び／又は、クロソ型複合水素化物であって例えば、ＬｉＢＨ_４－ＬｉＩ、ＬｉＢＨ_４－ＬｉＮＨ_２、ＬｉＢＨ_４－Ｐ_２Ｓ_５、Ｌｉ（ＣＢ_９Ｈ_１０）－ＬｉＩ様のＬｉ（ＣＢ_ＸＨ_Ｘ＋１）－ＬｉＩ；及び／又は、リチウム電解質塩ビス（トリフルオロメタン）スルホンアミド（ＴＦＳＩ）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド（ＢＥＴＩ）、ビス（フルオロスルホニル）イミド、リチウムホウ酸オキサラトリン酸（ＬｉＢＯＰ）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、アミド－ホウ化水素、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６ ＬＩＦ、又はこれらの組み合わせ、のうちの１つ以上である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の電極は、約４０重量％～約９０重量％の固体電解質材料を含み得る。固体電解質を含む電気化学セル及び電極の例が、’６７２特許に記載されている。

【0012】

[0022] 製造において、バッテリーセルは、電極の層を交互に積層することにより（典型的には、高速機能の角柱状セルの場合）、又は電極の長いストリップを巻いて「ジェリーロール」構成にすることにより（典型的には、円筒形セルの場合）構築できる。電極スタック又はロールは、ガスケットで密封されたハードケース（大部分の市販の円筒形セル）、レーザ溶接されたハードケース、又は継ぎ目をヒートシールしたホイルパウチ（一般に、リチウムイオンポリマーセルと称される）内に挿入され得る。

【0013】

[0023] 本明細書で使用される場合、単数形の「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「前記（the）」は、別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、用語「部材」は、単一の部材又は部材の組み合わせを意味することを意図し、「材料」は、１つ以上の材料又はそれらの組み合わせを意味することを意図している。

【0014】

[0024] 用語「実質的に」は、「円筒形」、「線形」、及び／又は他の幾何学的関係に関連して使用される場合、そのように定義された構造が、名目上、円筒形、線形などであることを伝えることを意図している。一例として、「実質的に線形」であると説明される支持部材の部分は、その部分の線形性が望ましいが、「実質的に線形」である部分において、いくらかの非線形性が生じ得ることを伝えることを意図している。そのような非線形性は、製造公差、又はその他の実際上の考慮事項（例えば、支持部材に加えられる圧力又は力など）から生じ得る。したがって、用語「実質的に」により修飾される幾何学的構造は、述べられた幾何学的構造のプラスマイナス５％の許容範囲内のそのような幾何学的特性を含む。例えば、「実質的に線形」である部分は、線形であることのプラスマイナス５％以内にある軸又は中心線を定義する部分である。

【0015】

[0025] 本明細書で使用される場合、用語「セット」及び「複数」は、複数の特徴、又は複数の部分を有する単一の特徴、を指す可能性がある。例えば、電極のセットを参照する場合、電極のセットは、複数の部分を有する１つの電極と見なすことができる、又は電極のセットは、複数の、別個の電極と見なすことができる。加えて、例えば、複数の電気化学セルを指す場合、複数の電気化学セルは、複数の、別個の電気化学セル、又は複数の部分を有する１つの電気化学セル、と見なすことができる。したがって、部分のセット又は複数の部分は、互いに連続又は不連続のいずれかである複数の部分を含み得る。複数の粒子又は複数の材料はまた、別々に製造された後に一緒に結合された（例えば、混合、接着剤、又は任意の好適な方法を介して）複数の物品から製造され得る。

【0016】

[0026] 本明細書で使用される場合、用語「半固体」は、例えば、粒子懸濁液、スラリー、コロイド懸濁液、エマルジョン、ゲル、又はミセルなどの、液相と固相の混合物である材料を指す。

【0017】

[0027] 本明細書で使用される場合、用語「従来のセパレータ」は、電荷を運ぶイオンが通過することを可能にしながら、アノードとカソードとの間の電気的絶縁を提供するイオン浸透性の膜、フィルム、又は層を意味する。従来のセパレータは、アノードとカソードの化学的及び／又は流体的分離を提供しない。

【0018】

[0028] 図２は、一実施形態による電気化学セル２００の概略図である。電気化学セル２００は、アノード集電体２２０上に配置されたアノード２１０、カソード集電体２４０上に配置されたカソード２３０、及びアノード２１０とカソード２３０との間に配置されたセパレータ２５０を含む。図示するように、セパレータ２５０は、セパレータシール２５５を含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０のいくつかの部分を通る電気活性種の流れを遮断し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、アノード２１０又はカソード２３０の近くでの電気活性材料のめっき又は蓄積を防止又は実質的に防止し得る。電気活性材料の蓄積を防止することにより、アノード２１０及びカソード２３０（すなわち、電極）における電気活性材料の保持を改善でき、したがって、電気化学セル２００の容量保持を改善できる。電気活性材料の蓄積を防止することはまた、電気化学セル２００において短絡事象が生じることを防止し得る。

【0019】

[0029] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、ポリマー材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、又は任意の他の好適な材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０と同じ又は実質的に同じ材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０とは異なる材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、接着材料であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セメント、粘漿剤、接着剤、及び／又はペーストを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、カプトンテープ、無機絶縁セラミック、アルミナ、シリカ、ベーマイト、炭化ケイ素、炭化アルミニウム、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、有機材料であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、オイルであり得る。いくつかの実施形態において、セパレータ２５０は、細孔を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、熱硬化性ポリマー又は熱硬化性樹脂であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の細孔中へと浸透し、細孔を通る電気活性材料の流れを遮断する材料であり得る。

【0020】

[0030] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の一部をコーティングするコーティング材料を含み得る。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、セパレータ２５０の一部における細孔を通る電気活性種の流れを遮断し得る。いくつかの実施形態では、コーティング材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、熱硬化性ポリマー、硬質炭素、熱硬化性樹脂、ポリイミド、又は任意の他の好適なコーティング材料、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、静電コーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の片面に結合されたテープであり得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０の一部を溶融及び硬化させて、セパレータ２５０の一部における細孔を閉じ、セパレータシール２５５を形成できる。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０の一部をＵＶ硬化させて、セパレータシール２５５が形成され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の片面上に配置され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の両側に配置され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の両側に結合されたテープであり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０に熱接合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０は、接着材料で部分的にコーティングされ得る。いくつかの実施形態では、接着材料でコーティングされたセパレータ２５０の一部を加熱及び硬化させて、セパレータシール２５５を形成することができる。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０を、セラミックコーティングで部分的にコーティングすることができ、セラミックコーティングのバインダ材料を溶融及び硬化させて、セパレータシール２５５を形成することができる。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０の一部を機械的にプレスして、細孔を閉じ、セパレータシール２５５を形成できる。

【0021】

[0031] いくつかの実施形態では、セパレータ２５０をアノード２１０及び／又はカソード２３０に結合させて、電気化学セル２００の構築又は輸送中のアノード２１０及び／又はカソード２３０の横方向への移動又は位置ずれを防止できる。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０は、アノード２１０及び／又はカソード２３０に接着剤で結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０とアノード２１０との間の接着結合は、セパレータシール２５５又はセパレータシール２５５の一部であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０とアノード２１０との間の接着結合は、セパレータシール２５５とは別個であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０とカソード２３０との間の接着結合は、セパレータシール２５５又はセパレータシール２５５の一部であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０とカソード２３０との間の接着結合は、セパレータシール２５５とは別個であり得る。

【0022】

[0032] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０に結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、アノード２１０と物理的に接触し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、カソード２３０と物理的に接触し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、アノード２１０及びカソード２３０の両方と物理的に接触し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、パウチ（図示せず）に結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、パウチに結合された第１の側と、電極に結合された第２の側とを有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５の両側が、パウチに結合され得る。

【0023】

[0033] いくつかの実施形態では、セパレータ２５０及びセパレータシール２５５は、２つの別個の材料片であり得る。例えば、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の一部に熱接合されたポリマーであり得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０及びセパレータシール２５５は、同じ材料片の２つの部分であり得る。例えば、セパレータ２５０は、多孔質セクション及び非多孔質セクションを有することができ、非多孔質セクションは、セパレータシール２５５として機能する。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の外辺の周囲に配置され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ２５０は複数の層を含むことができ、第１の層はセパレータシール２５５を含み、第２の層はセパレータ２５０に更なる構造的強化を提供する。

【0024】

[0034] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の表面積の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％を覆い得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の表面積の約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、又は約１０％以下を覆い得る。セパレータシール２５５により覆われるセパレータ２５０の、上記で参照したパーセンテージの組み合わせも可能であり（例えば、少なくとも約５％且つ約９５％以下、又は少なくとも約１０％且つ約４０％以下）、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の表面積の約５％、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、又は約９５％を覆い得る。

【0025】

[0035] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第１の側の第１のパーセンテージと、セパレータ２５０の第２の側の第２のパーセンテージとを覆うことができ、第２の側は第１の側の反対側である。いくつかの実施形態では、第１のパーセンテージは、第２のパーセンテージと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、第１のパーセンテージは、第２のパーセンテージとは異なり得る。いくつかの実施形態では、第１の側はアノード２１０に隣接することができる一方で、第２の側はカソード２３０に隣接することができる。

【0026】

[0036] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第１の側の表面積の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％を覆い得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第１の側の表面積の約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、又は約１０％以下を覆い得る。セパレータシール２５５により覆われるセパレータ２５０の第１の側の、上記で参照したパーセンテージの組み合わせも可能であり（例えば、少なくとも約５％且つ約９５％以下、又は少なくとも約１０％且つ約４０％以下）、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第１の側の表面積の約５％、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、又は約９５％を覆い得る。

【0027】

[0037] いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第２の側の表面積の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％を覆い得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第２の側の表面積の約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、約６０％以下、約５５％以下、約５０％以下、約４５％以下、約４０％以下、約３５％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、又は約１０％以下を覆い得る。セパレータシール２５５により覆われるセパレータ２５０の第２の側の、上記で参照したパーセンテージの組み合わせも可能であり（例えば、少なくとも約５％且つ約９５％以下、又は少なくとも約１０％且つ約４０％以下）、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール２５５は、セパレータ２５０の第２の側の表面積の約５％、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、又は約９５％を覆い得る。

【0028】

[0038] 図３Ａ及び図３Ｂは、一実施形態による電気化学セル３００を示す。電気化学セル３００は、アノード集電体３２０上に配置されたアノード３１０、カソード集電体３４０上に配置されたカソード３３０、及びアノード３１０とカソード３３０との間に配置されたセパレータ３５０を含む。図示するように、セパレータ３５０は、セパレータ３５０の外側エッジの周囲に向いたセパレータシール３５５を含む。いくつかの実施形態では、アノード集電体３２０及び／又はカソード集電体３４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード３１０は、アノード長さＬ_Ａ及びアノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード３３０は、カソード長さＬ_Ｃ及びカソード幅Ｗ_Ｃを有する。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａは、Ｌ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＡはＬ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ｃは、Ｌ_Ａと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ｃは、Ｗ_Ａと同じ又は実質的に同様であり得る。

【0029】

[0039] セパレータシール３５５は、特徴長さＬ_ＳＳ及び特徴幅Ｗ_ＳＳを有する。図示するように、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＳＳがＬ_Ａ及びＬ_Ｃと同じ方向に向けられるように、互いに向かい合うセパレータシール３５５の２つの部分の幅寸法を表す。図示するように、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳがＷ_Ａ及びＷ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール３５５の２つの部分の幅寸法を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＡとＬ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＡとＷ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳはＷ_ＳＳとは異なり得る。

【0030】

[0040] アノード３１０とカソード３３０の寸法が一致しない場合、電極の周囲の周りにおいて電気活性材料のめっきが生じ得る。図示するように、Ｌ_ＡはＬ_Ｃより大きく、Ｗ_ＡはＷ_Ｃより大きい。そのようなセル設計では、電気活性材料がアノード３１０からカソード３３０に流れるにつれて、カソード３３０及びカソード集電体３４０の外周の周囲において、電気活性種の堆積物又はプレートがプラスチックフィルム又はパウチ材料の表面上に形成され得る。セパレータシール３５５は、セパレータ３５０を通るイオンの流路を制限するように構成されている。セパレータ３５０を通る流路を制限することにより、イオンがカソード３３０内には入るが、カソード３３０の外周の周囲には堆積されないように、イオンの流路を導くことができる。これにより、電気化学セル３００の動作中に、このめっき効果により失われる電気活性材料が少なくなるので、電気化学セル３００のサイクル性能及び容量保持が改善され得る。セパレータシール３５５は、Ｌ_ＡがＬ_Ｃより小さく、Ｗ_ＡがＷ_Ｃより小さい場合にも同様に適用され得る。セパレータシール３５５は、Ｌ_ＡがＬ_Ｃと同じ又は実質的に同様である場合にも同様に適用され得る。セパレータシール３５５は、Ｗ_ＡがＷ_Ｃと同じ又は実質的に同様である場合にも、同様に適用され得る。

【0031】

[0041] セパレータシール３５５をセパレータ３５０に適用して、アノード３１０及び／又はカソード３３０（すなわち、電極）の各エッジを通る流れを遮断することにより、エッジ近くでの電極の材料品質の低下の問題に対処することができる。電極のコーティング品質が電極のエッジでより劣っている場合、電極のエッジの近くでイオンの流れを遮断することが、めっきの問題を防止することを手助けする。電極のエッジの近くでのイオンの動きをこのように防止することは、電気化学セル３００を加熱してガスを排出する場合（例えば、電気化学セル３００の「ホットボクシング」）、イオンがホットボクシング中により速く流れ得るので、特に妥当であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５の適用が、電極のエッジの近くでの内部短絡事象を防止し得る。

【0032】

[0042] いくつかの実施形態では、アノード３１０及び／又はカソード３３０への半固体電極材料の組み込みもまた、エッジの近くでのめっき又は内部短絡事象を防止することに役立ち得る。これは、製造及び動作の全体を通して、半固体電極の長さ及び幅に沿った比較的均一な圧力分布に起因する可能性がある。均一に分散された圧力は、アノード集電体３２０及び／又はカソード集電体３４０上への均一に分散された電極材料（すなわち、均一な厚さ及び材料濃度）の製造に役立ち得る。

【0033】

[0043] 図示するように、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の外側エッジの周囲に配置されている。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の外面に接着されたテープ又は接着材料であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、アノード３１０に隣接するセパレータ３５０の側面に適用され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、カソード３３０に隣接する、セパレータ３５０の側面に適用され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０のアノード側及びカソード側の両方に適用され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の一部の細孔中へと浸透することにより、それら細孔を通る材料の流れを遮断する材料であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５はポリマーであり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０及びセパレータシール３５５が一緒に熱接合されるように、セパレータ３５０と共に溶融され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５はゲルであり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の一部分内の細孔を満たし、セパレータ３５０の一部分を通る電気活性材料の流れを制限するように構成された高粘度油であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０とパウチ材料又はプラスチックフィルムとの間の結合を含み得る。換言すれば、セパレータシール３５５の一方の側は、アノード３１０と接触することができる一方で、セパレータシール３５５の反対側は、パウチ材料又はプラスチックフィルムに結合することができる。逆に、セパレータシール３５５の一方の側は、カソード３３０と接触することができる一方で、セパレータシール３５５の反対側は、パウチ材料又はプラスチックフィルムに結合することができる。

【0034】

[0044] いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０、又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分、と同じ又は実質的に同様の溶融温度を有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０、又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分、よりも高い溶融温度を有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、少なくとも約５℃、少なくとも約１０℃、少なくとも約１５℃、少なくとも約２０℃、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約４５℃、少なくとも約５０℃、少なくとも約５５℃、少なくとも約６０℃、少なくとも約６５℃、少なくとも約７０℃、少なくとも約７５℃、少なくとも約８０℃、少なくとも約８５℃、少なくとも約９０℃、又は少なくとも約９５℃だけ高い溶融温度を有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、約１００℃以下、約９５℃以下、約９０℃以下、約８５℃以下、約８０℃以下、約７５℃以下、約７０℃以下、約６５℃以下、約６０℃以下、以下約５５℃、約５０℃以下、約４５℃以下、約４０℃以下、約３５℃以下、約３０℃以下、約２５以下℃、約２０℃以下、約１５℃以下、又は約１０℃以下だけ高い溶融温度を有し得る。セパレータシール３５５の溶融温度と、セパレータ３５０又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分との間の、上記で参照した差の組み合わせ（例えば、少なくとも約５℃且つ約１００℃以下、又は少なくとも約４０℃且つ約６０℃以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、約５℃、１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、又は約１００℃だけ高い溶融温度を有し得る。

【0035】

[0045] いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、少なくとも約５℃、少なくとも約１０℃、少なくとも約１５℃、少なくとも約２０℃、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約４５℃、少なくとも約５０℃、少なくとも約５５℃、少なくとも約６０℃、少なくとも約６５℃、少なくとも約７０℃、少なくとも約７５℃、少なくとも約８０℃、少なくとも約８５℃、少なくとも約９０℃、又は少なくとも約９５℃だけ低い溶融温度を有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、約１００℃以下、約９５℃以下、約９０℃以下、約８５℃以下、約８０℃以下、約７５℃以下、約７０℃以下、約６５℃以下、約６０℃以下、以下約５５℃、約５０℃以下、約４５℃以下、約４０℃以下、約３５℃以下、約３０℃以下、約２５以下℃、約２０℃以下、約１５℃以下、又は約１０℃以下だけ低い溶融温度を有し得る。セパレータシール３５５の溶融温度と、セパレータ３５０又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分との間の、上記で参照した差の組み合わせ（例えば、少なくとも約５℃且つ約１００℃以下、又は少なくとも約４０℃且つ約６０℃以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータ３５０の溶融温度又はセパレータシール３５５を含まないセパレータ３５０の部分の溶融温度よりも、約５℃、１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、又は約１００℃だけ低い溶融温度を有し得る。

【0036】

[0046] いくつかの実施形態では、アノード３１０の長さとカソード３３０の長さの差（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0037】

[0047] いくつかの実施形態では、アノード３１０の幅とカソード３３０の幅の差（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0038】

[0048] いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0039】

[0049] いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳは、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0040】

[0050] いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、積層構成に組み込まれた電気化学セル（すなわち、電気化学セル積層体）で使用され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、脱ガスポート（図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータシール３５５を介してアノード３１０から電気化学セル３００の外部にガスを排出するように構成された、アノード３１０に流体的に結合された脱ガスポートを有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール３５５は、セパレータシールを介してカソード３３０から電気化学セル３００の外部にガスを排出するように構成された、カソード３３０に流体的に結合された脱ガスポートを有し得る。いくつかの実施形態では、セパレータシールは、アノード３１０に流体的に結合された脱ガスポート及びカソード３３０に流体的に結合された脱ガスポートの両方を含み得る。

【0041】

[0051] 図４Ａ及び図４Ｂは、一実施形態による電気化学セル４００を示す。電気化学セル４００は、アノード集電体４２０上に配置されたアノード４１０、カソード集電体４４０上に配置されたカソード４３０、及びアノード４１０とカソード４３０との間に配置されたセパレータ４５０を含む。図示するように、セパレータ４５０は、セパレータシール４５５を含む。いくつかの実施形態では、アノード集電体４２０及び／又はカソード集電体４４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード４１０は、アノード長さＬ_Ａ及びアノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード４３０は、カソード長さＬ_Ｃ及びカソード幅Ｗ_Ｃを有する。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａは、Ｌ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＡはＬ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ｃは、Ｌ_Ａと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ｃは、Ｗ_Ａと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール４５５は、１つ又は複数の脱ガスポートを含めて、図３を参照して上記で説明したようなセパレータシール３５５と同じ又は実質的に同様の物理的特性を有し得る。

【0042】

[0052] セパレータシール４５５は、特徴長さＬ_ＳＳ及び特徴幅Ｗ_ＳＳを有する。図示するように、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＳＳがＬ_Ａ及びＬ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール４５５の２つの部分の幅寸法を表す。図示するように、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳがＷ_Ａ及びＷ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール４５５の２つの部分の幅寸法を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＡとＬ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＡとＷ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳはＷ_ＳＳとは異なり得る。

【0043】

[0053] 図示するように、セパレータ４５０は、アノード４１０及びカソード４３０の両方の長さ及び幅の寸法を超えて延びている。換言すれば、セパレータシール４５５は、セパレータ４５０のエッジまでは延びていない。いくつかの実施形態では、セパレータ４５０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール４５５の両側が、パウチ材料又はプラスチックフィルムに結合された部分を含み得る。換言すれば、セパレータシール４５５は、電気活性材料の流れを制限すること、及びセパレータ４５０と、電気化学セル４００のアノード側及び／又はカソード側のパウチ材料又はプラスチックフィルムとの間にシールを提供することの、両方が可能である。いくつかの実施形態では、セパレータシール４５５は、セパレータ４５０のエッジまで延びることができる。

【0044】

[0054] いくつかの実施形態では、アノード４１０の長さとカソード４３０の長さの差（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0045】

[0055] いくつかの実施形態では、アノード４１０の幅とカソード４３０の幅の差（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0046】

[0056] いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、（｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＳＳ－｜Ｌ_Ａ－Ｌ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0047】

[0057] いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳは、（｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＳＳ－｜Ｗ_Ａ－Ｗ_Ｃ｜）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0048】

[0058] 図５Ａ及び図５Ｂは、一実施形態による電気化学セル５００を示す。電気化学セル５００は、アノード集電体５２０上に配置されたアノード５１０、カソード集電体５４０上に配置されたカソード５３０、及びアノード５１０とカソード５３０との間に配置されたセパレータ５５０を含む。図示するように、セパレータ５５０は、第１の層５５２及び第２の層５５４を含む。図示するように、第１の層５５２は、点線として描かれる境界線Ｃを有するセパレータシール５５５を含み、境界線Ｃは、セパレータシール５５５と第１の層５５２の残りの領域との間の境界を示す。いくつかの実施形態では、アノード集電体５２０及び／又はカソード集電体５４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード５１０は、アノード長さＬ_Ａ及びアノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード５３０は、カソード長さＬ_Ｃ及びカソード幅Ｗ_Ｃを有する。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａは、Ｌ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＡはＬ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５は、１つ又は複数の脱ガスポートを含めて、図３を参照して上記で説明したようなセパレータシール３５５と同じ又は実質的に同様の物理的特性を有し得る。

【0049】

[0059] セパレータシール５５５は、特徴長さＬ_ＳＳ及び特徴幅Ｗ_ＳＳを有する。図示するように、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＳＳがＬ_Ａ及びＬ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール５５５の２つの部分の幅寸法を表す。図示するように、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳがＷ_Ａ及びＷ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール５５５の２つの部分の幅寸法を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｌ_ＡとＬ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳは、Ｗ_ＡとＷ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳは、Ｗ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳはＷ_ＳＳとは異なり得る。

【0050】

[0060] いくつかの実施形態では、アノード５１０、アノード集電体５２０、カソード５３０、及びカソード集電体５４０は、図２を参照して上述したようなアノード２１０、アノード集電体２２０、カソード２３０、及びカソード集電体２４０と同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、アノード５１０、アノード集電体５２０、カソード５３０、及びカソード集電体５４０の特定の態様は、本明細書では更に詳細には記載されていない。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_Ａ、及びＷ_ＳＳは、図３を参照して上述したようなＬ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_Ａ、Ｌ_ＳＳ、及びＷ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_Ａ、Ｌ_ＳＳ、及びＷ_ＳＳの特定の態様は、本明細書では更に詳細には説明されていない。

【0051】

[0061] 図示するように、セパレータ５５０は、二層セパレータである。いくつかの実施形態では、第１の層５５２は、接着剤、テープ、ヒートシール、又は任意の他の好適な結合手段若しくはそれらの組み合わせを介して、第２の層５５４に結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５を形成するための熱の適用が、セパレータシール５５５を構成する第１の層５５２の領域に熱損傷を引き起こす。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５を構成する第１の層５５２の領域は、剥離する可能性がある。いくつかの実施形態では、クラックが、境界線Ｃに沿って、又は第１の層５５２又はセパレータシール５５５上の他の場所で発生し得る。第１の層５５２にクラック又は他の損傷が発生すると、電気活性材料（例えば、アノード５１０、カソード５３０）が第１の層５５２を通って漏れる可能性がある。セパレータ５５０の第２の層５５４を含めることにより、セパレータ５５０を更に強化することができ、その結果、第１の層５５２に発生するクラック又は損傷が、短絡事象（すなわち、アノード５１０とカソード５３０との間の接触から）又は電気活性材料の漏れを引き起こすことがない。

【0052】

[0062] いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、第１の層５５２とは異なる材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、第１の層５５２を構成する材料よりも高い溶融温度を有する材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、第１の層５５２よりも大きな耐熱性（すなわち、熱損傷に対するより大きな耐性）を有し得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２は、ポリエチレンから構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、ポリプロピレンから構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２及び／又は第２の層５５４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、熱硬化性ポリマー、硬質炭素、熱硬化性樹脂、ポリイミド、セラミックをコーティングしたセパレータ、無機セパレータ、セルロース、ガラス繊維、又は任意の他の好適な材料、又はそれらの組み合わせから構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の第１の側を、セラミックでコーティングすることができ、第１の層５５２の第２の側を、第２の層５５４に密封することができ、第２の側は第１の側の反対側にある。いくつかの実施形態では、追加の材料層（図示せず）が、第１の層５５２上にコーティングされ得る。いくつかの実施形態では、追加の材料層は、第２の層５５４の反対側にあり得る。いくつかの実施形態では、追加の層は、固有微多孔性ポリマー（ＰＩＭ）を含み得る。いくつかの実施形態では、追加の層はポリプロピレンを含み得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の一部を溶融させてセパレータシール５５５を形成することが非現実的となるように、第１の層５５２は高い融点を有し得る（例えば、第１の層５５２がポリイミド、ガラス繊維などで構成される場合）。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の一部を機械的にプレスして、第１の層５５２上の細孔を閉じ、セパレータシール５５５を構築することができる。

【0053】

[0063] いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、第１の層５５２よりも高い溶融温度を有し得る。いくつかの実施形態では、第２の層５５４の溶融温度は、第１の層５５２の溶融温度よりも、少なくとも約５℃、少なくとも約１０℃、少なくとも約１５℃、少なくとも約２０℃、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約４５℃、少なくとも約５０℃、少なくとも約５５℃、少なくとも約６０℃、少なくとも約６５℃、少なくとも約７０℃、少なくとも約７５℃、少なくとも約８０℃、少なくとも約８５℃、少なくとも約９０℃、又は少なくとも約９５℃だけ大きい場合がある。いくつかの実施形態では、第２の層５５４の溶融温度は、第１の層５５２の溶融温度よりも、約１００℃以下、約９５℃以下、約９０℃以下、約８５℃以下、約８０℃以下、約７５℃以下、約７０℃以下、約６５℃以下、約６０℃以下、以下約５５℃、約５０℃以下、約４５℃以下、約４０℃以下、約３５℃以下、約３０℃以下、約２５以下℃、約２０℃以下、約１５℃以下、又は約１０℃以下だけ大きい場合がある。第２の層５５４の溶融温度と第１の層５５２の溶融温度との間の、上記で参照した差の組み合わせ（例えば、少なくとも約５℃且つ約１００℃以下、又は少なくとも約４０℃且つ約６０℃以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、第２の層５５４の溶融温度は、第１の層５５２の溶融温度よりも、約５℃、約１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、又は約１００℃だけ大きい場合がある。

【0054】

[0064] いくつかの実施形態では、第１の層５５２の部分が第２の層５５４に選択的に溶融されて、セパレータシール５５５が形成され得る。換言すれば、第１の層５５２の選択的に溶融された部分は、第２の層５５４に接合し得る。例えば、第１の層５５２がポリエチレンから構成され、第２の層５５４がポリプロピレンから構成される場合、ポリエチレン層の一部分が溶融されてポリプロピレン層に接合され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の外側エッジが第２の層５５４に溶融されて、セパレータシール５５５が形成され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の一部分及び第２の層５５４の一部分が選択的に溶融されて、セパレータシール５５５が形成され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の一部分及び第２の層５５４の一部分が選択的に溶融され一緒に接合されて、セパレータシール５５５が形成され得る。いくつかの実施形態では、第１の層５５２の外側エッジ及び第２の層５５４の外側エッジが一緒に溶融されて、セパレータシール５５５が形成され得る。

【0055】

[0065] 図示するように、セパレータシール５５５を含むセパレータ５５０の部分（すなわち、第１の層５５２）は、アノード５１０に隣接する、電気化学セル５００の側にある。いくつかの実施形態では、第１の層５５２は、カソード５３０に隣接し得る。図示するように、セパレータ５５０を強化するセパレータ５５０の部分（すなわち、第２の層５５４）は、カソード５３０に隣接する、電気化学セル５００の側にある。いくつかの実施形態では、第２の層５５４は、アノード５１０に隣接する、電気化学セル５００の側にあり得る。

【0056】

[0066] 図示するように、セパレータ５５０は、アノード５１０と同様の長さ及び幅の寸法を有する。換言すれば、セパレータ５５０の外側エッジ及びセパレータシール５５５の外側エッジは、アノード５１０の外側エッジとほぼ同一平面上にあるように示されている。いくつかの実施形態では、セパレータ５５０は、図４を参照して上記で説明したようなセパレータ４５０と同様に、アノード５１０及びカソード５３０の両方の長さ及び幅の寸法を超えて延び得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５は、セパレータ５５０のエッジまでは延びていない。いくつかの実施形態では、セパレータ５５０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５の両側が、パウチ材料又はプラスチックフィルムに結合された部分を含み得る。換言すれば、セパレータシール５５５は、電気活性材料の流れを制限すること、及びセパレータ５５０と、電気化学セル５００のアノード側及び／又はカソード側のパウチ材料又はプラスチックフィルムとの間にシールを提供することの、両方が可能である。いくつかの実施形態では、セパレータシール５５５は、セパレータ５５０のエッジまで延びることができる一方で、セパレータ５５０は、アノード５１０のエッジを超えて延びている。

【0057】

[0067] 図６Ａ及び図６Ｂは、一実施形態による電気化学セル６００を示す。電気化学セル６００は、アノード集電体６２０上に配置されたアノード６１０、カソード集電体６４０上に配置されたカソード６３０、及びアノード６１０とカソード６３０との間に配置されたセパレータ６５０を含む。図示するように、セパレータ６５０は、第１の層６５２、第２の層６５４、及び第３の層６５６を含む。図示するように、第１の層６５２は、点線として描かれる境界線Ｃを有するセパレータシール６５５を含み、境界線Ｃは、セパレータシール６５５と第１の層６５２の残りの領域との間の境界を示す。図示するように、第３の層６５６は、点線として描かれる境界線Ｄを有するセパレータシール６５７を含み、境界線Ｄは、セパレータシール６５７と第３の層６５７の残りの領域との間の境界を示す。いくつかの実施形態では、アノード集電体６２０及び／又はカソード集電体６４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード６１０は、アノード長さＬ_Ａ及びアノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード６３０は、カソード長さＬ_Ｃ及びカソード幅Ｗ_Ｃを有する。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａは、Ｌ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＡはＬ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃ未満であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール６５５及び／又はセパレータシール６５７は、１つ又は複数の脱ガスポートを含めて、図３を参照して上記で説明したようなセパレータシール３５５と同じ又は実質的に同様の物理的特性を有し得る。

【0058】

[0068] セパレータシール６５５は、特徴長さＬ_ＳＳ１及び特徴幅Ｗ_ＳＳ１を有する。図示するように、Ｌ_ＳＳ１は、Ｌ_ＳＳ１がＬ_Ａ及びＬ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール６５５の２つの部分の幅寸法を表す。図示するように、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ１がＷ_Ａ及びＷ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール６５５の２つの部分の前記幅寸法を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｌ_ＡとＬ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＡとＷ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ１と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ１とは異なり得る。

【0059】

[0069] セパレータシール６５７は、特徴長さＬ_ＳＳ２及び特徴幅Ｗ_ＳＳ２を有する。図示するように、Ｌ_ＳＳ２は、Ｌ_ＳＳ２がＬ_Ａ及びＬ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール６５７の２つの部分の幅寸法を表す。図示するように、Ｗ_ＳＳ２は、Ｗ_ＳＳ２がＷ_Ａ及びＷ_Ｃと同じ方向を向くように互いに向かい合う、セパレータシール６５７の２つの部分の幅寸法を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ２は、Ｌ_ＡとＬ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ２は、Ｗ_ＡとＷ_Ｃとの差よりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ２は、Ｗ_ＳＳ２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２とは異なり得る。

【0060】

[0070] いくつかの実施形態では、セパレータシール６５５は、セパレータシール６５７と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態において、セパレータシール６５５は、セパレータシール６５７とは異なり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｌ_ＳＳ２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｌ_ＳＳ２とは異なり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２とは異なり得る。

【0061】

[0071] いくつかの実施形態では、アノード６１０、アノード集電体６２０、カソード６３０、及びカソード集電体６４０は、図２を参照して上述したようなアノード２１０、アノード集電体２２０、カソード２３０、及びカソード集電体２４０と同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、アノード６１０、アノード集電体６２０、カソード６３０、及びカソード集電体６４０の特定の態様は、本明細書では更に詳細には記載されていない。いくつかの実施形態では、Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、及びＬ_Ａは、図３を参照して上述したようなＬ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、及びＬ_Ａと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１及びＷ_ＳＳ１は、図３を参照して上述したようなＬ_ＳＳ及びＷ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ２及びＷ_ＳＳ２は、図３を参照して上述したようなＬ_ＳＳ及びＷ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_Ａ、Ｌ_ＳＳ１、Ｌ_ＳＳ２、Ｗ_ＳＳ１、及びＷ_ＳＳ２の特定の態様は、本明細書では更に詳細には説明されていない。

【0062】

[0072] 図示するように、セパレータ６５０は３層セパレータである。いくつかの実施形態では、接着剤、テープ、ヒートシール、又は任意の他の好適な結合手段又はそれらの組み合わせを介して、第１の層６５２は、第２のセパレータ６５４に接合されることができ、及び／又は第３の層６５６は、第２のセパレータ６５４に接合されることができる。図５を参照して上述したようなセパレータシール５５５と同様に、セパレータシール６５５又はセパレータシール６５７を形成するための熱の適用が、セパレータシール６５５又はセパレータシール６５７を構成する第１の層６５２又は第３の層６５６の領域に熱損傷を引き起こす可能性がある。第２の層６５４を含めることにより、セパレータ６５０が更に強化されて、電気活性材料の漏れ又は短絡が防止され得る。いくつかの実施形態では、第１の層６５２は、図５を参照して上述したような第１の層５５２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、第３の層６５６は、図５を参照して上述したような第１の層５５２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、第２の層６５４は、図５を参照して上述したような第２の層５５４と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール６５５は、図５を参照して上述したようなセパレータシール５５５と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール６５７は、図５を参照して上述したようなセパレータシール５５５と同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、第１の層６５２、第２の層６５４、第３の層６５６、セパレータシール６５５、及びセパレータシール６５７の特定の態様は、本明細書では更に詳細には説明されていない。

【0063】

[0073] いくつかの実施形態では、第１の層６５２は、第３の層６５６と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、第１の層６５２は、第３の層６５６とは異なり得る。例えば、第１の層６５２は、第３の層６５６と比較して、厚さ及び／又は組成が異なり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール６５５は、セパレータシール６５７と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態において、セパレータシール６５５は、セパレータシール６５７とは異なり得る。いくつかの実施形態では、セパレータシール６５５は、第１の機構を介して実装することができ、セパレータシール６５７は、第２の機構を介して実装することができる。例えば、セパレータシール６５５は、ヒートシールを介して実装することができる一方で、セパレータシール６５７は、接着剤を介して実装することができる。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２とは異なり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｌ_ＳＳ２と同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、Ｌ_ＳＳ１は、Ｗ_ＳＳ２とは異なり得る。

【0064】

[0074] 図示するように、セパレータ６５０は３つの層を含む。いくつかの実施形態では、セパレータ６５０は、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、又は少なくとも約２０層を含むことができ、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、セパレータ６５０は、セパレータシール部分を有する層（例えば、第１の層６５２、第３の層６５６）と、セパレータシール部分を有しない層（例えば、第２の層６５４）とが交互になったアセンブリを含み得る。いくつかの実施形態では、セパレータ６５０は、セパレータシール部分が順番に一緒に結合された複数の層、及び／又はセパレータシール部分が順番に一緒に結合されていない複数の層を含み得る。

【0065】

[0075] 図７Ａ～図７Ｃは、一実施形態による、巻回型電気化学セル７００を示す。図７Ａは、分解された状態の巻回型電気化学セル７００の構成要素を示す。図７Ｂは、円筒状セル７００Ｂに形成された巻回型電気化学セル７００を示す。図７Ｃは、角柱状セル７００Ｃに形成された巻回型電気化学セル７００を示す。巻回型電気化学セル７００は、アノード集電体７２０上に配置されたアノード７１０、カソード集電体７４０上に配置されたカソード７３０、及びアノード７１０とカソード７３０との間に配置されたセパレータ７５０を含む。図示するように、セパレータ７５０は、セパレータシール７５５を含む。いくつかの実施形態では、アノード集電体７２０及び／又はカソード集電体７４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード７１０は、アノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード７３０は、カソード幅Ｗ_Ｃを有する。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃよりも大きい場合がある。いくつかの実施形態では、Ｗ_Ａは、Ｗ_Ｃ未満であり得る。セパレータシール７５５は、幅Ｗ_ＳＳを有する。いくつかの実施形態では、アノード７１０、アノード集電体７２０、カソード７３０、カソード集電体７４０、セパレータ７５０、セパレータシール７５５、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、及びＷ_ＳＳは、図３Ａ及び図３Ｂを参照して上述したようなアノード３１０、アノード集電体３２０、カソード３３０、カソード集電体３４０、セパレータ３５０、セパレータシール３５５、Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｃ、及びＷ_ＳＳと同じ又は実質的に同様の特性を有し得る。したがって、アノード７１０、アノード集電体７２０、カソード７３０、カソード集電体７４０、セパレータ７５０、及びセパレータシール７５５の特定の態様は、本明細書では更に詳細には説明されていない。

【0066】

[0076] いくつかの実施形態では、セパレータシール７５５は、セパレータシール７５５が、セパレータ７５０の４つのエッジではなくセパレータ７５０の２つのエッジにのみ存在するように製造され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ７５０は、１つの長い材料片として連続的に製造され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ７５０は、セパレータシール７５５を含めて製造され得る。いくつかの実施形態では、セパレータ７５０が製造された後に、セパレータシール７５５をセパレータ７５０に組み込むことができる。いくつかの実施形態では、アノード７１０及び／又はカソード７３０は、セパレータ７５０に結合され得る。いくつかの実施形態では、アノード７１０及び／又はカソード７３０は、接着剤を介してセパレータ７５０に結合され得る。いくつかの実施形態では、アノード７１０及び／又はカソード７３０をセパレータ７５０に結合させることは、巻回型電気化学セル７００を巻いて、円筒状セル７００Ｂ又は角柱状セル７００Ｃを形成している間の位置ずれを回避することに役立つ。

【0067】

[0077] 図８Ａ～８Ｃは、一実施形態による、分解された電気化学セル８００の図を示す。これらの図では、アノード８１０、アノード集電体８２０、カソード８３０、カソード集電体８４０、及び浸透性領域８５３とセパレータシール８５５とを有するセパレータ８５０が見える。セパレータシール８５５は、セパレータ８５０の外側の周囲に配置されたフレーム部材である。セパレータ８５０のエッジの周囲の細孔が、セパレータ８５０の一部を選択的に溶融させる熱の適用により密封され、電気化学セル８００の動作中のリチウムイオンの輸送が防止される。アノード８１０は、グラファイトアノードである一方で、カソード８３０は、ＮＭＣカソードである。最初のサイクリングの後、アノード８１０上に内側領域８１３及びフレーム領域８１５が見え、最初のサイクリング中に、イオンの流れが遮断された場所を示している。内側領域８１３は、外観が金色であるリチウム化グラファイトを含み、一方、フレーム領域８１５における非リチウム化グラファイトは黒色に見える。内部領域８３３及びフレーム領域８３５はまた、カソード８３０上でも見え、フレーム領域８３５は、最初のサイクリング中に、イオンの流れが遮断された場所を示す。

【0068】

[0078] 図９Ａ～９Ｃは、一実施形態による、分解された電気化学セル９００の図を示す。これらの図では、アノード９１０、アノード集電体９２０、カソード９３０、カソード集電体９４０、及び浸透性領域９５３とセパレータシール９５５とを有するセパレータ９５０が見える。アノード９２０は、リチウム金属アノードである。セパレータシール９５５は、セパレータ９５０の外側の周囲に配置されたフレーミング部材である。セパレータ９５０のエッジの周囲の細孔が、セパレータ９５０の一部を選択的に溶融させる熱の適用により密封され、電気化学セル９００の動作中のリチウムイオンの輸送が防止される。最初のサイクリングの後、アノード９１０上に内側領域９１３及びフレーム領域９１５が見え、最初のサイクリング中に、イオンの流れが遮断された場所を示している。内側領域９１３は暗い外観を有する。これは、内側領域９１３がカソード９３０からＮＭＣによりめっきされており、固体電解質界面（ＳＥＩ）の形成により電極表面が暗く見えるからである。フレーム領域９１５は依然としてリチウムの色に見える。これは、カソード９３０からのＮＭＣがフレーム領域に接触することが実質的に妨げられたからである。同様に、セパレータ９５０の浸透性領域９５３は、ＮＭＣとの接触に起因して、より暗い外観を有する。内部領域９３３及びフレーム領域９３５はまた、カソード９３０上でも見え、フレーム領域９３５は、最初のサイクリング中に、イオンの流れが遮断された場所を示す。

【0069】

[0079] 図１０Ａ～１０Ｇは、一実施形態による、分解された電気化学セル１０００の図を示す。これらの図では、アノード１０１０、アノード集電体１０２０、カソード１０３０、カソード集電体１０４０、及びセパレータシール１０５５を有するセパレータ１０５０が見える。アノード１０２０は、リチウム金属アノードである。セパレータシール１０５５は、セパレータ１０５０の外側の周囲に配置された樹脂フレーミング部材である。

【0070】

[0080] 図１１Ａ及び図１１Ｂは、一実施形態による電気化学セル１１００を示す。電気化学セル１１００は、アノード集電体１１２０上に配置されたアノード１１１０、カソード集電体１１４０上に配置されたカソード１１３０、及びアノード１１１０とカソード１１３０との間に配置されたセパレータ１１５０を含む。図示するように、セパレータ１１５０は、セパレータ１１５０の外側エッジの周囲に向いたセパレータシール１１５５を含む。いくつかの実施形態では、アノード集電体１１２０上にエッジコーティング部材１１２３が配置され得る。いくつかの実施形態では、アノード集電体１１２０及び／又はカソード集電体１１４０は、プラスチックフィルム又はパウチ材料（図示せず）に結合され得る。アノード１１１０は、アノード長さＬ_Ａ及びアノード幅Ｗ_Ａを有する。カソード１１３０は、カソード長さＬ_Ｃ及びカソード幅Ｗ_Ｃを有する。セパレータシール１１５５は、特徴長さＬ_ＳＳ及び特徴幅Ｗ_ＳＳを有する。アノード集電体１１２０は、特徴長さＬ_ＡＣＣ及び特徴幅Ｗ_ＡＣＣを有する。いくつかの実施形態では、アノード１１１０、アノード集電体１１２０、カソード１１３０、カソード集電体１１４０、セパレータ１１５０、セパレータシール１１５５、Ｌ_Ａ、Ｗ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_ＳＳ、及びＷ_ＳＳは、図３を参照して上述したようなアノード３１０、アノード集電体３２０、カソード３３０、カソード集電体３４０、セパレータ３５０、セパレータシール３５５、Ｌ_Ａ、Ｗ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_ＳＳ、及びＷ_ＳＳと同じ又は実質的に同様であり得る。したがって、アノード１１１０、アノード集電体１１２０、カソード１１３０、カソード集電体１１４０、セパレータ１１５０、セパレータシール１１５５、Ｌ_Ａ、Ｗ_Ａ、Ｌ_Ｃ、Ｗ_Ｃ、Ｌ_ＳＳ、及びＷ_ＳＳの特定の態様は、本明細書では更に詳細には説明されていない。

【0071】

[0081] 図示するように、Ｌ_ＡＣＣはＬ_Ａよりも大きく、Ｗ_ＡＣＣはＷ_Ａよりも大きい。換言すれば、アノード集電体１１２０は、アノード１１１０よりも大きい長さ及び幅の寸法を有する。この寸法の違いは、いくつかの利点を有し得る。アノード集電体１１２０とアノード１１１０との間のサイズの差により、アノード１１１０の外周の周囲にエッジコーティング部材１１２３を配置することが可能になる。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、アノード１１１０よりも導電性が低い場合がある。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３とセパレータシール１１５０との組み合わせにより、アノード１１１０の近くでの電気活性材料のめっきの防止において改善された性能がもたらされ得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、ＵＶ硬化された材料を含み得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、セパレータ１１５０にコーティングされて、セパレータシール１１５５の全部又は一部を形成し得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、シリコン及び／又はスズとの合金を含み得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、層間化合物を含み得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、硬質炭素を含み得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、めっきに対する耐性を有するように、接地よりも高い電位を有し得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）を含み得る。いくつかの実施形態では、エッジコーティング部材１１２３は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含み得る。エッジコーティング部材及びフレーミング部材の更なる例は、米国特許第１０，５９３，９５２号（’９５２特許）に記載されており、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。

【0072】

[0082] いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＡＣＣ－Ｗ_Ａ）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＡＣＣ－Ｗ_Ａ）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｗ_ＡＣＣ－Ｗ_Ａ）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｗ_ＡＣＣ－Ｗ_Ａ）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0073】

[0083] いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＡＣＣ－Ｌ_Ａ）は、少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約１ｃｍ、又は少なくとも約５ｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＡＣＣ－Ｌ_Ａ）は、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下、又は約５μｍ以下であり得る。（Ｌ_ＡＣＣ－Ｌ_Ａ）に関して、上記で参照した値の組み合わせ（例えば、少なくとも約１μｍ且つ約１０ｃｍ以下、又は少なくとも約１０ｍｍ且つ約１ｃｍ以下）も可能であり、全ての値と、値の間の範囲とを含む。いくつかの実施形態では、（Ｌ_ＡＣＣ－Ｌ_Ａ）は、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約５００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１ｃｍ、約５ｃｍ、又は約１０ｃｍであり得る。

【0074】

[0084] いくつかの実施形態では、カソード集電体１１４０は、カソード１１３０よりも大きい長さ及び幅の寸法を有し得る。いくつかの実施形態では、カソード集電体１１４０及びカソード１１３０の寸法の差は、アノード１１１０及びアノード集電体１１２０に関して上述したものと同じ又は実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、カソード集電体１１４０上にカソードエッジコーティング部材（図示せず）が配置され得る。

【0075】

[0085] 様々な概念を１つ以上の方法として具体化することができ、その少なくとも１つの例が提供されている。方法の一部として実施される行為は、任意の好適な形で順序付けされてもよい。したがって、行為が、図示したものとは異なる順序で実施される実施形態を構築することができ、これは、例示的な実施形態では順序付けされた行為として示されていたとしても、いくつかの行為を同時に実施することを含み得る。言い換えれば、そのような機能は、必ずしも特定の実行順序に限定されなくてもよく、むしろ、シリアルに、非同期に、並行して、並列に、同時に、同期して、及び／又は本開示と整合するような形態で実行される、任意の数のスレッド、プロセス、サービス、サーバーなどであってよいことが理解されるべきである。したがって、これらの機能のいくつかは、単一の実施形態に同時に存在することができないという点で、相互に矛盾する場合がある。同様に、一部の機能は、本革新の一態様に適用可能であり、他の態様には適用不可能である。

【0076】

[0086] 加えて、本開示は、現在説明されていない他の革新を含み得る。出願人は、そのような革新を実施する権利、追加出願、継続出願、一部継続出願、分割出願などを提出する権利を含む、そのような革新における全ての権利を留保する。したがって、本開示の利点、実施形態、実施例、機能的、特徴的、論理的、運用的、組織的、構造的、トポロジー的、及び／又は他の態様が、実施形態により定義されるような開示に対する限定、又は実施形態の等価物に対する限定と見なされるべきではないことを理解すべきである。個人ユーザ及び／又は企業ユーザの特定の要望及び／又は特性、データベース構成及び／又はリレーショナルモデル、データタイプ、データ送信及び／又はネットワークフレームワーク、シンタックス構造などに応じて、本明細書に開示される技術の様々な実施形態が、本明細書に記載されるような大幅な柔軟性及びカスタマイズを可能にする形で実現され得る。

【0077】

[0087] 本明細書で定義され使用される全ての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文書における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を支配するものと理解すべきである。

【0078】

[0088] 本明細書で使用される場合、用語「約」及び「およそ」は、一般に記載された値のプラスマイナス１０％を意味する。例えば、約２５０μｍは、２２５μｍ～２７５μｍを含むことになり、約１，０００μｍは、９００μｍ～１，１００μｍを含むことになる。

【0079】

[0089] 本明細書で使用される場合、特定の実施形態では、用語「約」又は「およそ」が数値の前にある場合、その値のプラスマイナス１０％の範囲を示す。値の範囲が提供される場合、その範囲の上限と下限との間にある各値であって、別段の明確な指示がない限り下限の単位の１０分の１に至る値と、記載された範囲における任意の他の記載された値又は間にある値とが、本開示に包含されることが理解される。これらのより狭い範囲の上限及び下限が、独立して、このより狭い範囲に含まれ得ることもまた本開示に包含され得るが、この記載された範囲において何らかの限定が特に除外され得る。記載された範囲が限定の一方又は両方を含む場合、それら含まれる限定のいずれか又は両方を除外した範囲もまた本開示に含まれる。

【0080】

[0090] 本明細書及び実施形態で使用される場合、語句「及び／又は」は、そのように連結された要素の「一方又は両方」、すなわち、ある場合には連結的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素、を意味すると理解すべきである。「及び／又は」で列挙された複数の要素は、同様に、すなわち、そのように連結された要素のうちの「１つ以上」、と解釈されるべきである。「及び／又は」節により具体的に特定される要素とは別の他の要素が、具体的に特定される要素に関連するかどうかにかかわらず、任意選択で存在し得る。したがって、非限定的な例として、「Ａ及び／又はＢ」への言及は、「備える、含む（comprising）」などのオープンエンド用語と共に使用される場合、一実施形態では、Ａのみを指し（任意選択で、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態では、Ｂのみを指し（任意選択で、Ａ以外の要素を含む）、更に別の実施形態では、Ａ及びＢの両方を指す（任意選択で、他の要素を含む）、などの可能性がある。

【0081】

[0091] 本明細書及び実施形態で使用される場合、「又は」は、上記で定義された「及び／又は」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リストにおいて項目を区切る場合、「又は」又は「及び／又は」は包括的であると解釈されるものとする。すなわち、複数要素又は要素リストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上も含み、任意選択で、列挙されていない追加の物品も含む。「のうちの１つのみ」又は「のうちの厳密に１つ」、又は実施形態で使用される場合は「からなる」など、明確に反対の意味を示す用語だけが、複数要素又は要素リストのうちの厳密に１つを含むことを指す。一般に、本明細書で使用される用語「又は」は、「いずれか」、「のうちの１つ」、「のうちの１つだけ」、又は「のうちの厳密に１つ」などの排他的用語が先行する場合、排他的な代替的形態（すなわち、「一方又は他方であるが、両方ではない」）を示すとだけ解釈されるものとする。実施形態で使用される場合、「から本質的になる」は、特許法の分野で使用される通常の意味を有するものとする。

【0082】

[0092] 本明細書及び実施形態で使用される場合、１つ以上の要素からなるリストに関連する「少なくとも１つ」という語句は、要素リスト中の要素のうちの１つ以上から選択された少なくとも１つの要素を意味するが、要素リスト中で具体的に列挙されているあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むとは限らないこと、及び要素リスト中の要素の任意の組み合わせを除外しないこと、を理解すべきである。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が指す要素リスト中で具体的に指定された要素、とは別の要素が、具体的に指定されたこれら要素に関連するかどうかにかかわらず、任意選択で存在することを可能にする。したがって、非限定的な例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（又は同様な意味で、「Ａ又はＢのうちの少なくとも１つ」、又は同様な意味で、「Ａ及び／又はＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、Ｂが存在しない（及び、任意選択でＢ以外の要素を含む）状態で、少なくとも１つのＡ、任意選択で２つ以上のＡを含むこと、別の実施形態では、Ａが存在しない（及び、任意選択でＡ以外の要素を含む）状態で、少なくとも１つのＢ、任意選択で２つ以上のＢを含むこと、更に別の実施形態では、少なくとも１つのＢ、任意選択で２つ以上のＢを含む（及び、任意選択で他の要素を含む）状態で、少なくとも１つのＡ、任意選択で２つ以上のＡを含むこと、を指し得る。

【0083】

[0093] 実施形態において、並びに上記の明細書において、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する」、「構成される」などの全ての移行句は、オープンエンドである、すなわち、含むがこれに限定されない、ことを意味すると理解されるべきである。米国特許商標庁の特許審査便覧のセクション２１１１．０３に記述されているように、「～からなる（consisting of）」及び「本質的に～からなる（consisting essentially of）」の移行句のみが、それぞれクローズド（closed）又はセミクローズド（semi-closed）移行句であるものとする。

【0084】

[0094] 本開示の特定の実施形態が上で概説されているが、多数の代替形態、修正形態、及び変形形態が当業者には明らかである。したがって、本明細書に記述される実施形態は、例示を意図するものであり、限定を意図するものではない。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、様々な変更が行われてもよい。上述した方法及びステップが特定の順序で起こる特定の事象を示す場合、本開示の恩恵を受ける当業者は、特定のステップの順序が変更されてもよく、そのような変更が本発明の変形形態に従うことを理解するであろう。加えて、特定のステップが、可能な場合は並列プロセスで同時に実行されてもよく、上述したように順次実行されてもよい。実施形態を具体的に示し説明してきたが、形態及び詳細において様々な変更がなされてもよいことが理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図10F】

【図10G】

【図11A】

【図11B】

【国際調査報告】