▶ ゼリオン アドバンスド バッテリー コーポレイションの特許一覧
(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】2023-01-26
(54)【発明の名称】自己パッケージ化電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20230119BHJP
H01M 10/0562 20100101ALI20230119BHJP
H01M 50/171 20210101ALI20230119BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20230119BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20230119BHJP
H01M 50/193 20210101ALI20230119BHJP
H01M 50/545 20210101ALI20230119BHJP
H01M 4/64 20060101ALI20230119BHJP
H01M 50/102 20210101ALI20230119BHJP
H01M 50/186 20210101ALI20230119BHJP
H01M 10/052 20100101ALN20230119BHJP
H01M 10/0566 20100101ALN20230119BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 Z
H01M10/0562
H01M50/171
H01M10/0585
H01M50/184 Z
H01M50/193
H01M50/545
H01M4/64 A
H01M50/102
H01M50/186
H01M10/052
H01M10/0566
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022528947
(86)(22)【出願日】2020-11-10
(85)【翻訳文提出日】2022-06-16
(86)【国際出願番号】 US2020059826
(87)【国際公開番号】W WO2021108121
(87)【国際公開日】2021-06-03
(31)【優先権主張番号】62/940,102
(32)【優先日】2019-11-25
(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】522194005
【氏名又は名称】ゼリオン アドバンスド バッテリー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100131451
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 理
(74)【代理人】
【識別番号】230117802
【弁護士】
【氏名又は名称】大野 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100167933
【弁理士】
【氏名又は名称】松野 知紘
(72)【発明者】
【氏名】ベスキ，エリオット
(72)【発明者】
【氏名】コルメイヤー，ライアン
(72)【発明者】
【氏名】キギンズ，チャド
(72)【発明者】
【氏名】アテス，メメット
(72)【発明者】
【氏名】バスビー，ジョン
(72)【発明者】
【氏名】クック，ジョン
(72)【発明者】
【氏名】ラジプト，ソニカ
【テーマコード（参考）】
5H011
5H017
5H028
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA01
5H011AA09
5H011AA13
5H011AA17
5H011CC06
5H011DD14
5H011DD26
5H011GG08
5H011HH02
5H011KK01
5H017AA03
5H017AS06
5H017BB08
5H017BB11
5H017HH03
5H028AA07
5H028BB01
5H028BB03
5H028BB19
5H028FF09
5H028FF10
5H028HH05
5H029AJ11
5H029AJ12
5H029AJ14
5H029AJ15
5H029AK03
5H029AK04
5H029AK18
5H029AL03
5H029AL07
5H029AL12
5H029AL18
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029CJ05
5H029CJ22
5H029DJ02
5H029DJ03
5H029DJ07
5H029DJ09
5H029DJ13
5H029EJ12
5H029HJ04
5H043AA01
5H043AA04
5H043AA05
5H043AA19
5H043AA20
5H043BA19
5H043CA08
5H043DA03
5H043HA12D
5H043HA24E
5H043KA24E
5H043KA26E
5H043KA29E
5H043KA35E
5H043LA02E
(57)【要約】
電池が、活物質を封入し、別個のパッケージングを使用する必要性をなくすために集電体の境界でシールされた集電体を有する電池、およびその作製方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
集電体と、前記集電体間の活物質とを備え、前記集電体が、前記活物質を封入するシールされた境界を有し、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【請求項2】
（ａ）カソード集電体と、（ｂ）アノード集電体と、
（ｃ）前記集電体のうちの少なくとも１つに堆積された活物質と
を備え、
（ｄ）前記集電体が接着材料によってシールされた境界を有し、
（ｅ）前記活物質が前記集電体間に封入されており、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、
自己パッケージ化電池。
【請求項3】
（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、
（ｃ）セパレータと、
（ｄ）アノード活物質と、
（ｅ）シール境界を有するアノード集電体と、
（ｆ）電解質と、
（ｇ）前記シール境界をシールする接着材料と
を備え、
（ｉ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、
自己パッケージ化電池。
【請求項4】
（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、
（ｃ）セパレータと、
（ｄ）シール境界を有するアノード集電体と、
（ｅ）電解質と、
（ｆ）前記シール境界をシールする接着材料と
を備え、
（ｇ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、
自己パッケージ化電池。
【請求項5】
（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、
（ｃ）セパレータと、
（ｄ）多孔質スペーサまたは非多孔質スペーサと、
（ｅ）シール境界を有するアノード集電体と、
（ｆ）電解質と、
（ｇ）前記シール境界をシールする接着材料と
を備え、
（ｈ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、
自己パッケージ化電池。
【請求項6】
前記電解質が、前記セパレータの細孔に流入する液体を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項7】
前記セパレータおよび前記電解質が固体電解質を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項8】
前記集電体が、レーザーアブレーションによって形成された境界を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項9】
前記境界が、約１μｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有する、請求項８に記載の電池。
【請求項10】
前記接着材料が、手で、機械によって、または印刷によって前記境界に塗布される、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項11】
前記集電体が、Ｃａｎｖｅｒａ １１１０ Ｐ．Ｏ．Ｄ．、ポリオレフィン、エポキシ（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、シアノアクリレート（強力瞬間接着剤）、強化硫化ポリマー樹脂（ＭＴＩテープ）、無溶媒エポキシ（Ｈａｒｄｍａｎ）（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、およびジフェニルメタンジイソシアネート（Ｇｏｒｉｌｌａ接着剤）またはそれらの組み合わせからなる群より選択される接着材料によってシールされた境界を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項12】
前記境界が、前記接着材料によって気密シールされている、請求項１１に記載の電池。
【請求項13】
請求項１から５のいずれか一項に記載の集電体および活物質を設けることと、前記活物質を封入するために前記集電体の前記境界をシールすることと、を含み、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池の作製方法。
【請求項14】
境界を有する集電体を設けることと、前記集電体間に活物質を配置することと、前記活物質を封入するために前記集電体の前記境界をシールすることと、を含み、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池の作製方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年１１月２５日に出願された、米国特許仮出願第６２／９４０１０２号の優先権、および利益を主張するものである。
本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年１１月２５日に出願された、米国特許仮出願第６２／９４０１０２号の優先権、および利益を主張するものである。
【0002】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発に関する記載
該当なし
該当なし
【0003】
著作権保護対象資料の通知
本特許文書の資料の一部分は、米国およびその他の国々の著作権法に基づく著作権保護の対象となる。著作権の所有者は、米国特許商標庁の公開されているファイルまたは記録に見られる、特許文書または特許開示の何人かによる完全な複写に異議を唱えないが、それ以外の一切の著作権を留保する。著作権所有者は、商標規則１．１４（３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．１４）によるその権利を含むがこれに限定されない、本特許文書を秘密に保つためのその権利のいずれも放棄しない。
本特許文書の資料の一部分は、米国およびその他の国々の著作権法に基づく著作権保護の対象となる。著作権の所有者は、米国特許商標庁の公開されているファイルまたは記録に見られる、特許文書または特許開示の何人かによる完全な複写に異議を唱えないが、それ以外の一切の著作権を留保する。著作権所有者は、商標規則１．１４（３７ Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．１４）によるその権利を含むがこれに限定されない、本特許文書を秘密に保つためのその権利のいずれも放棄しない。
【背景技術】
【0004】
１．技術分野
【0005】
本開示の技術は、一般に、電池および作製方法に関し、より詳細には、リチウムイオン電池およびそれらのパッケージングに関する。
【0006】
２．背景の考察
【0007】
高度なパッケージング技術は、高エネルギー密度電池を達成するのに不可欠な役割を果たす。これは、全質量の５０％超を気密シールを形成するパッケージング材料およびシーラントで構成することができ、ひいてはエネルギー密度を低下させるマイクロバッテリーにおいて特に重要である。マイクロバッテリーは、典型的には、半導体産業において従来使用されているプロセスによって形成される。一例として、厚さ約１ｍｍの剛性基板上に活物質がスパッタされてもよく、そこから電池層が構築される。最後に、別の材料（典型的には、ポリマーまたはシリコンウェハのような別の剛性基板）が、形成されたスタック上に配置され、上述の厚い基板上にシールされる。この構成では、厚い基板、ポリマー上部シール層または第２の剛性基板、および接着剤が、「パッケージング」を形成する。さらに、電気的接続を行うためにタブまたは貫通孔がパッケージングの外側に延びる必要がある。これらのステップすべてが合わさって、現在のマイクロバッテリーシールプロセスの欠点を表しており、結果としてコストが高くなり、エネルギーが低下する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示は、一般に、電池、より詳細には、別個のパッケージングを使用する必要なく活物質を封入するためにそれらの境界でシールされた集電体を有する「自己パッケージ化」電池を説明する。
【0009】
この技術は、パッケージング材料として集電体を使用することによって現在のマイクロバッテリーパッケージング方法の欠点に対処し、これにより、マイクロバッテリーを気密シールするための追加のパッケージング材料の必要性がなくなる。これに加えて、集電体に直接電気的に接続することができるのでタブも排除され、これにより、故障および漏れの可能性がある潜在的な領域が除外される。タブは質量および体積を増加させる不活性構成要素であるため、タブを使用しないことによってエネルギー密度も増加する。したがって、従来のパッケージングステップを排除した結果として、製造速度が大幅に増加し、コストが削減される。このシール技術は、マイクロバッテリーに限定されず、非常に大型のセル（１００Ａｈ）と非常に小型のセル（μＡｈ）の両方に適用することができる。まとめると、この新しい技術は、セルの堅牢性および安全性を高め、エネルギーを増加させ、コストを削減する。
【0010】
一実施形態では、提示の技術による電池は、カソード集電体と、アノード集電体と、集電体のうちの少なくとも１つに堆積された活物質とを備え、集電体は、接着剤によってシールされた境界を有し、電極スタック（正極、セパレータ、電解質、および負極）活物質は、集電体の間に封入されている。このパッケージング手法は、シール材料がセルスタックから電気的に絶縁されるように設計されているため、ラミネートパウチ材料または円筒状／角柱状金属「缶」のいずれかを使用して電池スタック（アノード、カソード、電解質およびセパレータ）を密封する現在の工業用シーリングとは区別される。本明細書に記載の技術は、パッケージングがセルスタックに電子的に接続されることを活用し、これにより、パッケージングへの直接的な電気的接続が可能になる。
【0011】
別の実施形態では、提示の技術による「自己パッケージ化」電池は、（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）接着シールと、（ｅ）アノード活物質と、（ｆ）シール境界を有するアノード集電体と、（ｇ）電解質と、を備え、（ｈ）集電体は、別個のパッケージングを必要とせずに活物質のためのパッケージングを提供する。
【0012】
別の実施形態では、提示の技術による「自己パッケージ化」電池は、（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）接着シールと、（ｅ）シール境界を有するアノード集電体と、（ｆ）電解質と、を備え、（ｇ）集電体は、別個のパッケージングを必要とせずに活物質のためのパッケージングを提供する。
【0013】
さらなる実施形態では、提示の技術による「自己パッケージ化」電池は、（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）接着シールと、（ｅ）多孔質スペーサまたは非多孔質スペーサと、（ｆ）アノード集電体と、（ｇ）電解質と、を備え、（ｈ）集電体は、別個のパッケージングを必要とせずに活物質のためのパッケージングを提供する。
【0014】
前述の実施形態のいずれにおいても、電解質は液体であってもよく、セパレータは、液体電解質がセパレータの細孔に流入するように多孔質であってもよい。
【0015】
この技術は、パッケージング材料として集電体を使用することによって現在のマイクロバッテリーパッケージング方法の欠点に対処し、これにより、マイクロバッテリーを気密シールするための追加のパッケージング材料の必要性がなくなることが理解されるであろう。これに加えて、集電体に直接電気的に接続することができるのでタブも排除され、これにより、故障および漏れの可能性がある潜在的な領域が除外される。タブは質量および体積を増加させる不活性構成要素であるため、タブを使用しないことによってエネルギー密度も増加する。したがって、従来のパッケージングステップを排除した結果として、製造速度が大幅に増加し、コストが削減される。まとめると、この新しい技術は、セルの堅牢性および安全性を高め、エネルギーを増加させ、コストを削減する。
【0016】
前述の実施形態のいずれにおいても、セパレータおよび導電媒質に固体電解質が使用されてもよく、したがって液体電解質は不要である。
【0017】
本明細書に記載の技術のさらなる態様を、本明細書の以下の部分で明らかにし、詳細な説明は、限定を課すことなく、この技術の好ましい実施形態を十分に開示することを目的とする。
【0018】
本明細書に記載の技術は、例示のみを目的とする以下の図面を参照することによってより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1A】提示の技術による電池の一実施形態の層状電池構造の概略断面図である。
【図1B】提示の技術による電池の一実施形態のカソード電流キャリア層および電極の概略上面図である。
【図1C】提示の技術による電池の一実施形態のセパレータ層の概略上面図である。
【図1D】提示の技術による電池の一実施形態の接着シールの概略図である。
【図1E】提示の技術による電池の一実施形態のアノード電流キャリアおよび電極の概略底面図である。
【図2A】提示の技術による電池の第２の実施形態の層状電池構造の概略断面図である。
【図2B】提示の技術による電池の第２の実施形態のカソード電流キャリア層および電極の概略上面図である。
【図2C】提示の技術による電池の第２の実施形態のセパレータ層の概略上面図である。
【図2D】提示の技術による電池の第２の実施形態の接着シールの概略図である。
【図2E】提示の技術による電池の第２の実施形態のアノード電流キャリアの概略底面図である。
【図3A】提示の技術による電池の第３の実施形態の層状電池構造の概略断面図である。
【図3B】提示の技術による電池の第３の実施形態のカソード電流キャリア層および電極の概略上面図である。
【図3C】提示の技術による電池の第３の実施形態のセパレータ層の概略上面図である。
【図3D】提示の技術による電池の第３の実施形態のスペーサの概略上面図である。
【図3E】提示の技術による電池の第３の実施形態の接着シールの概略図である。
【図3F】提示の技術による電池の第３の実施形態のアノード電流キャリアの概略底面図である。
【図4A】電極としてのリチウムありおよびなしのＬＣＯの従来のコインセルのデータを示す図である。
【図5】提示の技術の一実施形態による境界シーリングを使用した組電池の概略例を、サンプル性能データを示すグラフと一緒に示す図である。
【図6】提示の技術の実施形態による／様々な寸法のレーザー除去されたシールエッジ／切断を有するスラリーコーティング電極の概略図である。
【図7】提示の技術の実施形態による、レーザー除去されたシールエッジ／切断電極を有するＸｅｒｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｔｔｅｒｙ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ（商標）電気めっきＬＣＯ電極の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
一般的には、提示の技術は、活物質を収容するための別個のパッケージングを必要としないセルまたは電池構造体である。より具体的には、本明細書に提示される電池技術では、電流キャリアは、活物質のための封入層としても機能する。活物質は、パターン化されるかまたは活物質をエッチング除去することによって形成される裸の境界領域の内側の電流キャリアのうちの１つまたは複数の上に（スラリーキャスト法、電着、または他の方法を介して）コーティングされる。裸の境界は、活物質スタック（アノード、カソード、電解質およびセパレータ）が電流キャリア内に封入されるように、電流キャリアの周囲を一緒にシールするために使用される。
【0021】
図１Ａ～図１Ｅ、図２Ａ～図２Ｅ、および図３Ａ～図３Ｆに、提示の技術による自己パッケージ化電池の実施形態を概略的に示す。これらの図、ならびに本開示の他の図では、明確にする目的で、構造の異なる構成要素、領域、および材料を描写するために点描および線パターンが使用されている。同様の点描およびパターンは、同じかまたは同様の構成要素、領域または材料を示すと解釈されるべきではなく、そのような情報について読者は参照番号およびそれらと関連付けられた説明を参照されたい。
【0022】
次に、提示の技術による自己パッケージ化電池１００の一例を示す図１Ａ～図１Ｅを参照する。図示の実施形態では、電池は、シール境界１０４を有するカソード集電体１０２と、カソード活物質１０６と、セパレータ１０８と、アノード活物質１１０と、シール境界１１４を有するアノード集電体１１２と、セパレータ１０８内の電解質１１６と、集電体の周囲をシールするためにシール境界に塗布された接着材料を含むシール部１１８とを備える。
【0023】
図２Ａ～図２Ｅに、提示の技術による自己パッケージ化電池の別の実施形態２００を示す。電池２００は、アノード集電体上に活物質が存在しないことを除いて、図１に示される電池１００と同様である。この実施形態では、アノード集電体上に活物質の代わりに空間２０２が存在する。内部活物質が存在しないため、この実施形態では、アノード集電体の周囲の周りに別個に画定されたシール境界領域は存在しないことが理解されるであろう。すなわち、境界は、集電体の任意の周囲領域とすることができる。他の点では、同様の参照番号は、図１の説明に関連して同様の構成要素および材料を示す。
【0024】
図３Ａ～図３Ｆに、提示の技術による自己パッケージ化電池のさらなる実施形態３００を示す。この実施形態は、アノード集電体上に活物質が存在しないという点で電池２００と同様である。しかしながら、活物質の代わりの空間２０２の代わりに、電池３００は、スタック圧力を加えるために使用され、電解質を保持して、より均一なリチウム堆積を可能にする多孔質スペーサまたは非多孔質スペーサ３０２を含む。他では、同様の参照番号は、図１の説明に関連して同様の構成要素および材料を示す。
【0025】
図４Ａおよび図４Ｂに、アノード集電体上に活物質が存在せず、カソード集電体上にリチオ化活物質が存在する、図２Ａ～図２Ｅおよび図３Ａ～図３Ｆに示される実施形態の機能を示す。図４Ａのグラフは、電極としてのリチウムありおよびなしのコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２または一般的にＬＣＯ）の従来のコインセルのデータを示している（凡例を参照）。リチウムは裸のアノード集電体（ここでは銅）上にめっきされており、放電中、このリチウムはその後、このリチウムなしの設計では、カソード（ここではＬＣＯ）にインターカレートされて戻る。リチウム箔ありの設計は、リチウムがリチウム箔アノード上にめっきされることによって動作し、放電中、このリチウムはその後、カソード（ここではＬＣＯ）にインターカレートされて戻る。図４Ｂのグラフは、図示の間隔にわたるクーロン効率およびサイクル寿命を示す同じコインセルからのデータを示している。
【0026】
実施形態のいずれにおいても、電解質は液体であってもよく、セパレータは、液体電解質がセパレータの細孔に流入するように多孔質であってもよい。
【0027】
実施形態のいずれにおいても、セパレータに固体電解質が使用されてもよく、液体電解質は不要である。
【0028】
実施形態のいずれにおいても、電解質は、ポリマー電解質であってもよい。
【0029】
様々な実施形態において、シール境界は、レーザーアブレーション、電着、またはマスキングスラリーコーティングを使用して形成された裸の境界であってもよい。
【0030】
様々な実施形態において、シール境界は、好ましくは約１０μｍ～約１０００μｍの範囲、より好ましくは約１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲、より好ましくは約１ｍｍの幅を有し得る。より狭いシール境界はより高いエネルギー密度を提供し、より広いシール境界はより安定したシールを提供する。
【0031】
一実施形態では、活物質は、裸の境界の内側に位置し得る。
【0032】
様々な実施形態において、カソード集電体は、アルミニウム箔、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、金、白金、チタン、チタン合金および炭素からなる群よりされる材料であり得る。他の材料が使用されてもよい。
【0033】
様々な実施形態において、カソード集電体は、好ましくは約２μｍ～約５００μｍの範囲、より好ましくは約２３μｍの厚さを有し得る。
【0034】
一実施形態では、カソード集電体は非多孔質である。
【0035】
様々な実施形態において、アノード集電体は、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、金、白金、チタン、チタン合金、および炭素からなる群より選択される材料であり得る。他の材料が使用されてもよい。
【0036】
様々な実施形態において、アノード集電体は、好ましくは約２μｍ～約５００μｍの範囲、より好ましくは約９μｍの厚さを有する。
【0037】
一実施形態では、アノード集電体は非多孔質である。
【0038】
様々な実施形態において、カソード活物質は、ＸｅｒｉｏｎのＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ（商標）ＬＣＯ、ＮＭＣ、ＮＣＡ、ＬＭＯ、ＬＦＰ、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬＣＯ、ＬｉＣＦｘ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。他の活物質が使用されてもよい。
【0039】
様々な実施形態において、カソード活物質は、硫黄、ＬＣＯ、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、およびＬｉＮｉＭｎＣｏＯ２、ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される市販のスラリーを含み得る。他の活物質が使用されてもよい。
【0040】
様々な実施形態において、カソード活物質は、約１μｍ～約１０００μｍの範囲、好ましくは約８０μｍ～約１２０μｍの範囲の厚さを有し得る。
【0041】
様々な実施形態において、アノード活物質は、電気めっきリチウム、リチウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、シリコン、シリコン合金、ゲルマニウム、ゲルマニウム合金、スズ、スズ合金およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。他の活物質が使用されてもよい。
【0042】
様々な実施形態において、アノード活物質は、ＬＴＯ、リチウム、グラファイト、シリコン、スズ、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、Ｇｅ、およびグラフェンならびにそれらの組み合わせの市販のスラリーからなる群より選択される市販のスラリーを含み得る。他の活物質が使用されてもよい。
【0043】
様々な実施形態において、アノード活物質は、好ましくは約１μｍ～約１０００μｍの範囲、より好ましくは約２０μｍ～約８０μｍの範囲の厚さを有し得る。
【0044】
様々な実施形態において、カソード活物質は、スラリーコーティングや電着などの技法を使用してカソード集電体に塗布され得る。
【0045】
様々な実施形態において、接着材料は、Ｃａｎｖｅｒａ １１１０ Ｐ．Ｏ．Ｄ．、ポリオレフィン、エポキシ（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、シアノアクリレート（強力瞬間接着剤）、強化硫化ポリマー樹脂（ＭＴＩテープ）、無溶媒エポキシ（Ｈａｒｄｍａｎ）（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、およびジフェニルメタンジイソシアネート（Ｇｏｒｉｌｌａ接着剤）またはそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。他の接着材料が境界をシールするために使用されてもよい。
【0046】
様々な実施形態において、接着シールは、手もしくは機械によって、またはより好ましくは印刷によって粘性流体として周囲に塗布され得る。
【0047】
一実施形態では、リチウムは、カソードのみから使用されてもよく、これにより、コストおよびセル厚の両方が減少して、エネルギー密度が増加する。初回充電中、リチウムが裸のアノード集電体にめっきされ、放電中、このリチウムは次いでカソードにインターカレートされる。この設計はＸｅｒｉｏｎで試験されており、最初のサイクルのクーロン効率は約９０％であり、Ｃ／１０（１０時間の充電または放電）で分極はない。
【0048】
一実施形態では、セパレータは、約２０μｍの厚さを有し得る。
【0049】
適切なセパレータ材料の例には、これらに限定されないが、Ｃｅｌｇａｒｄ（登録商標）２３４０、２３２５、Ｃ５００、Ｃ４８０、２３２０、Ｃ３００、Ｃ２５０、Ｃ２００、Ｃ２１２、Ｍ８２５、Ｍ８２４、２４００、２５００、Ａ２７３、３４００／３４０１、３５００／３５０１、４５５０、４５６０、５５５０など、三層セパレータ、単層セパレータ、コーティングされたセパレータなどが含まれる。
【0050】
様々な実施形態において、液体電解質は、カーボネートブレンド（ＥＣ、ＤＥＣ、ＤＭＣ、ＥＭＣ、ＰＣ、およびそれらの組み合わせ）に溶解したＬｉＰＦ６、ＬｉＢＯＢ、ＬｉＦＯＢ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒおよびＬｉＴＦＳＩからなる群より選択される材料であり得る。他の材料が使用されてもよい。
【0051】
様々な実施形態において、１つのエッジの長さによって記述される電池サイズは、約１μｍ～約１ｍｍ、約１ｍｍ～約１０ｍｍ、約１０ｍｍ～約１００ｍｍ、および約１０ｃｍ～約１０００ｃｍの範囲であり得るが、他のサイズおよびフォームファクタも有し得る（例えば、フォームファクタは正方形に限定されない）。
【0052】
様々な実施形態において、電池容量は、約１μＡｈ～約４０Ａｈの範囲であり得る。他の容量が使用されてもよい。
【0053】
様々な実施形態において、提示の技術による電池を、アノード集電体上に活物質が存在するかどうか、またはスペーサが使用されるかどうかに応じて、以下のステップまたはその変形に従って作製することができる。最初のステップは、集電体に使用されている基板上に電極（活性）材料をコーティングすることである（例えば、電気めっきやスラリーキャスト）。次のステップは、例えばレーザーエッチングによって、集電体の周囲から活物質を除去してシール境界を形成することである。次に、電極およびセパレータが組み立てられ、電解質充填のための小領域を除く周囲全体に堅牢なシール部を形成するために、シール境界にシーラントが塗布される。次いで、アセンブリが電解質で充填され、充填領域が密封され（固体電解質セパレータの代わりに液体電解質が使用される場合）、装置が完成して使用可能になる。
【0054】
実施例１
【0055】
（電池）
【0056】
図５は、約２．５ｃｍの直径を有するステンレス鋼パウチ内に作製され、提示の技術による境界シーリングを使用して組み立てられた電池４００の概略図である。左側には、５ｍｍヒートシールテープの周囲境界と、境界に塗布された硫化ポリマー樹脂シーラントとを有する（活物質でコーティングされていない）ステンレス鋼負極集電体が示されている。右側には、電池の反対側のステンレス鋼正極集電体が示されている。この例のシール型電池は、コバルト酸リチウムとリチウム活物質の両方、セパレータ、および電解質を含んでいた。この電池は、約１２ｍｍのＮＭＣおよび約１２ｍｍのＬｉ箔を使用し、約１２ｍｍの活性領域を有し、約３．０ｍＡｈ／ｃｍ２の容量を有する。
【0057】
図５は、同じシール技術を採用しているが、技術の汎用性を示すためにいくつかの違いがある第２の電池５００も概略的に示している。この電池をＣａｎｖｅｒａ １１１０ Ｐ．Ｏ．Ｄ．でシールし、負極集電体として銅を使用した。３つの側面をシールし、残りの上部側面は、電解質を挿入するための充填管で開いたままにした。電解質を充填した後、最終的なシールを形成する。
【0058】
図５のグラフ６００は、電池４００と従来のコインセル電池とについて、２２℃、定電流３１１μＡで得られた定電流充放電データを比較している。このデータは、自己パッケージ型デバイスが標準的なシールを有するコインセルと同様に動作することを示している。
【0059】
図５の電池４００の下方に配置されているのは、負極集電体４０２と、シール部４０４と、負極活物質４０６（例えば、リチウム）と、セパレータ４０８（例えば、Ｃｅｌｇａｒｄ）と、正極活物質４１０（例えば、ＬＣＯや、米国特許第９７８０３５６号明細書に記載されているＸｅｒｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｔｔｅｒｙ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ ＬＣＯ）と、正極集電体４１２（例えば、ステンレス鋼、Ｃｕ、Ｎｉ）とを示す電池の断面概略図である。
【0060】
実施例２
【0061】
（スラリーコーティング電極レーザー研磨／切断電極）
【0062】
図６に、提示の技術の実施形態による、様々な活物質から作製された、様々なシール境界幅を有する様々なスラリーコーティング電極の概略図を示す。図の左側は、左から右に、０．４ｍｍ、０．８ｍｍ、１．２ｍｍおよび２ｍｍのレーザー除去された周囲を有し、上から下に、ＬＭＯ／Ａｌ、ＮＭＣ／Ａｌ、およびグラファイト／Ｃｕの材料を有するマイクロスケール（約１ｃｍ×１ｃｍ）スラリーコーティング電極７００を示している。図の右側は、３ｍｍのレーザー除去された周囲を有し、左から右に、グラファイト／ＣｕおよびＬＭＯ／Ａｌの材料を有するマクロスケール（約６ｃｍ×４ｃｍ）のスラリーコーティング電極８００を示している。目盛りは、おおよそのサイズを示すために設けられている。
【0063】
実施例３
【0064】
（レーザー研磨／切断電極）
【0065】
図７に、提示の技術の実施形態に従って作製されたレーザー除去されたシールエッジ／切断電極を有するＸｅｒｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂａｔｔｅｒｙ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ（商標）電気めっきＬＣＯ電極の例を概略的に示す。図の左側は、研磨／切断電極９００を示している。図の右側は、それらの電極の拡大図を示しており、レーザーパターン化したシール境界１２００を有する薄い電極１０００および厚い電極１１００を概略的に示している。薄い電極は厚さ約３μｍであり、厚い電極は厚さ約１２０μｍであり、シール境界を露出させるレーザー加工の汎用性を示している。目盛りは、おおよそのサイズを示すために設けられている。
【0066】
実施例４
【0067】
（シーリング）
【0068】
Ａ．Ｃａｎｖｅｒａの調製（この材料を裸のエッジに使用してシール部を形成する）。注：得られた溶液は、ＰＯＤ溶液またはＰＯＤコーティング（ＰｏｌｙＯｌｅｆｉｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（ポリオレフィン分散液））と呼ばれる。
【0069】
材料：
【0070】
表１に、使用される材料を示す。
【0071】
手順：
【0072】
１ 約２５０ｍＬの０．３重量％のＤＭＥＡ ＤＩ水溶液を予め調製する。中程度に撹拌しながら１０分間または完全に混合されるまで混合する。蓋をして取っておく。この溶液を塩基性水と呼ぶ。
【0073】
２ ３０重量％のｐｒｉｍｉｄ ＱＭ－１２６０塩基性水溶液を予め調製する。全部で２５～５０ｍＬを調製する。これは大量には使用されない。ｐｒｉｍｉｄ ＱＭ－１２６０を穏やかに撹拌しながらゆっくり添加する。完全に溶解するまでに時間を要するが、溶解する（３０分～１時間）。蓋をして取っておく。この溶液をＰｒｉｍｉｄ溶液と呼ぶ。使用しない場合は、蓋をして４℃の冷蔵庫で保存する。
【0074】
３ ４４．５７ｇのＣａｎｖｅｒａ ＰＯＤ、４０．３６ｇの塩基性水、６．７３ｇの１－ブタノール、６．７３ｇの２－ブトキシエタノールおよび１．６ｇのＰｒｉｍｉｄ溶液を計量する。各成分を、手順の文に記載した順序で、穏やかに撹拌しながらシール可能なガラス容器に添加する。容器に蓋をし、溶液が十分に混合されるまで撹拌を続ける。コーティングのためにすべてが十分に混合されたままであることを確実にするために、可能な限り溶液を撹拌することが重要である。
【0075】
４ 調製した溶液を４℃の冷蔵庫に約２週間保存し、使用前に軽く撹拌しながら溶液を室温にすることができる。２週間を過ぎると、試験によれば、揮発性溶媒が反応または蒸発し、最終硬化生成物に泡立ちを引き起こすことになる疑いがある。可能であれば、使用直前に溶液を調製するのが最良である。早すぎる架橋を防ぐために塩基性（９．５～１１）ｐＨを維持することも重要である。
【0076】
Ｂ．裸のエッジへの塗布：
【0077】
製造業者によれば、ＰＯＤ溶液の意図される塗布様式は、工業用噴霧器によるものである。目標は、乾燥して６～１２μｍの厚さになる均一なコーティングを施すことである。実際には、より良好な制御のためにマイクロピペットを用いてこれを達成した。材料を、パターン化電極上の活物質を取り囲む裸の箔上に堆積させ、材料と活物質との間に小さなギャップ（約０．１～０．２ｍｍ）を残すように注意した。ＰＯＤ溶液は金属を濡らし、わずかに広がる。均一なコーティングが達成されるまで、清浄なアルミニウム箔片を用いて箔のエッジから吸い取ることによって、余分なものを除去した。コーティングが空気中で早期に硬化するのを防ぐために、このステップを迅速に実行することが重要であった。空気中で乾燥するＰＯＤ溶液は、正しく硬化せず、亀裂が入ったり、接着性不良になったりする可能性がある。また、硬化前に不適切に乾燥すると白色を帯びる。被膜が厚すぎると、泡立ち、被膜を壊す可能性がある。代替方法は、空気圧式噴霧器からのＰＯＤ溶液の噴霧堆積である。
【0078】
Ｃ．硬化：
【0079】
硬化は、１７３℃に設定した重力対流式オーブン内で行う。サンプルを、金属ラックへのサンプル硬化を避けるために、アルミナスペーサ（この例では多孔質スペーサを使用する）上に慎重に配置する。活物質用の結合剤は、ＭＴＩによれば、通常、約１７６～１７８℃で溶融し、これが硬化温度として１７３℃を選択した理由の一部である。サンプルを装填するとすぐに、ドアを閉め、タイマーを始動させる。オーブンは、典型的には、装填プロセスから１０～１５℃降下した。装填後に温度がどれだけ低下したかに応じて、サンプルを３～３．５分間硬化させた。硬化して２～３分までに、オーブンは約１７０℃まで回復したはずである。ＰＯＤのデータシートは、１７０℃で１．５分間の最小硬化を推奨している。典型的には、３．５分までに温度が１７３℃まで回復し、サンプルを取り出し、空気中で冷ました。銅箔は、おそらくはその熱伝達係数、およびアルミニウムよりも薄いことにより、より速く（３０～４５秒短い時間で）硬化するように見えた。コーティングは、硬化に余分な時間がかかるようには見えなかったが、危険性があったのは、オーブンＰＩＤのオーバーシュートにより除去後に活物質の接着が失われることであり、これは５分間の硬化時間で繰り返し起こった。適切に硬化すると、コーティングは半透明、半光沢に見えるはずである。
【0080】
Ｄ．後硬化：
【0081】
後硬化は推奨されなかった。コーティングを電解質に曝露する前に、コーティングを６５℃で６～８時間加熱真空乾燥して、多孔質活物質に推奨されるのと同様に、残留する溶媒または水分を追い出すことが推奨される。
【0082】
Ｅ．電解質相互作用：
【0083】
サンプルを１ＭのＬｉＰＦ６（ＥＣ：ＤＭＣ）電解質に２ヶ月間浸漬した。その間、重量の減少および増加は、スケールの誤差の範囲内であった（約１．３％の変動）。最初の４週間の各週に、サンプルを取り出し、キムワイプで乾燥させ、ＤＭＭで導電性（開回路試験）について試験した。２．５ヶ月後、コーティングは視覚的に変化しないままであり、低電流試験でコーティングを通る短絡は検出できなかった。
【0084】
Ｆ．Ｔ剥離試験：
【0085】
電池グレードの２０μｍアルミニウム箔を使用してサンプルを調製した。本出願に記載のピペット技術を使用して、ＰＯＤ溶液の単一被膜または二重被膜を形成した。厚さを測定し、一貫性を確認した後、調製したサンプルから試験サンプルを切り出した。サンプルをインパルスシーラを使用して様々な時間にわたって硬化させ、次いで、自製リニアレール力測定装置にセットアップした。サンプルを、張力をかけずに１８０°でアルミニウムねじクランプに慎重にクランプした。フォースゲージをゼロにし、次いでモータを作動させてサンプルを一定の低速で引き離した。ピーク力を、ＤＦＳ－５０Ｎ Ｎｅｘｔｅｃｈデジタルフォースゲージを使用して固定端で測定した。サンプルを完全に剥がした後、最終読み取り値を記録した。満足のいくＴ剥離試験結果を観測した。
【0086】
本明細書の説明から、本開示は、以下を含むがこれらに限定されない複数の実施形態を包含することが理解されるであろう。
【0087】
１．集電体と、前記集電体間の活物質とを備え、前記集電体が、前記活物質を封入するシールされた境界を有し、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【0088】
２．（ａ）カソード集電体と、（ｂ）アノード集電体と、（ｃ）前記集電体のうちの少なくとも１つに堆積された活物質とを備え、（ｄ）前記集電体が接着材料によってシールされた境界を有し、（ｅ）前記活物質が前記集電体間に封入されており、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【0089】
３．（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）アノード活物質と、（ｅ）シール境界を有するアノード集電体と、（ｆ）電解質と、（ｇ）前記シール境界をシールする接着材料とを備え、（ｉ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【0090】
４．（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）シール境界を有するアノード集電体と、（ｅ）電解質と、（ｆ）前記シール境界をシールする接着材料とを備え、（ｇ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【0091】
５．（ａ）シール境界を有するカソード集電体と、（ｂ）カソード活物質と、（ｃ）セパレータと、（ｄ）多孔質スペーサまたは非多孔質スペーサと、（ｅ）シール境界を有するアノード集電体と、（ｆ）電解質と、（ｇ）前記シール境界をシールする接着材料とを備え、（ｈ）前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池。
【0092】
６．任意の前述の実施形態に記載の集電体および活物質を設けることと、前記活物質を封入するために前記集電体の前記境界をシールすることと、を含み、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池の作製方法。
【0093】
７．境界を有する集電体を設けることと、前記集電体間に活物質を配置することと、前記活物質を封入するために前記集電体の前記境界をシールすることと、を含み、前記集電体が、別個のパッケージングを必要とせずに前記活物質のためのパッケージングを提供する、自己パッケージ化電池の作製方法。
【0094】
８．前記電解質が、前記セパレータの細孔に流入する液体を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0095】
９．前記セパレータおよび前記電解質が固体電解質を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0096】
１０．電解質がポリマー電解質を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0097】
１１ シール境界が、レーザーアブレーション、電着、またはマスキングスラリーコーティングを使用して形成された裸の境界を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0098】
１２ シール境界が、好ましくは約１０μｍ～約１０００μｍの範囲、より好ましくは約１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲、より好ましくは約１ｍｍの幅を有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0099】
１３ より狭いシール境界がより高い密度を提供し、より広いシール境界がより堅牢なシール部を提供する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0100】
１４ 活性電極材料が裸の境界の内側に位置する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0101】
１５ カソード集電体が、アルミニウム箔、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、金、白金、チタン、チタン合金、および炭素からなる群より選択される材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0102】
１６ カソード集電体が、好ましくは約２μｍ～約５００μｍの範囲、より好ましくは約２３μｍの厚さを有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0103】
１７ カソード集電体が非多孔質である、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0104】
１８ アノード集電体が、アルミニウム箔、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、金、白金、チタン、チタン合金、および炭素からなる群より選択される材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0105】
１９ アノード集電体が、好ましくは、約２μｍ～約５００μｍの範囲、より好ましくは約９μｍの厚さを有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0106】
２０ アノード集電体が非多孔質である、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0107】
２１ カソード活物質が、ＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ ＬＣＯ、ＮＭＣ、ＮＣＡ、ＬＭＯ、ＬＦＰ、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬＣＯ、ＬｉＣＦｘ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。他の活物質が使用されてもよい。
【0108】
２２ カソード活物質が、硫黄、ＬＣＯ、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＦｅＰＯ４、およびＬｉＮｉＭｎＣｏＯ２からなる群より選択されるスラリーを含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0109】
２３ カソード活物質が、約１μｍ～約１０００μｍの範囲、好ましくは約８０μｍ～約１２０μｍの範囲の厚さを有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0110】
２４ アノード活物質が、ＤｉｒｅｃｔＰｌａｔｅ ＬＣＯ、ＮＭＣ、ＮＣＡ、ＬＭＯ、ＬＦＰ、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬＣＯ、ＬｉＣＦｘ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0111】
２５ アノード活物質が、ＬＴＯ、リチウム、グラファイト、シリコン、スズ、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、Ｇｅ、およびグラフェン、ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択されるスラリーを含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。他の活物質が使用されてもよい。
【0112】
２６ アノード活物質が、好ましくは約１μｍ～約１０００μｍの範囲、より好ましくは約８０μｍ～約１２０μｍの範囲の厚さを有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0113】
２７ カソード活物質が、スラリーコーティングや電着などの技術を使用してカソード集電体に塗布される、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0114】
２８．前記集電体が、Ｃａｎｖｅｒａ １１１０ Ｐ．Ｏ．Ｄ．、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、シアノアクリレート（強力瞬間接着剤）、強化硫化ポリマー樹脂（ＭＴＩテープ）、無溶媒エポキシ（ｈａｒｄｍａｎ）（熱硬化性またはＵＶ硬化性）、およびジフェニルメタンジイソシアネート（ｇｏｒｉｌｌａ接着剤）またはそれらの組み合わせからなる群より選択される接着材料によってシールされた境界を有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0115】
２９ 接着材料が、手で、機械によって、または印刷によって境界に塗布される、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0116】
３０ リチウムが、カソードのみから使用され、充電中に裸のアノード集電体にめっきされる、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0117】
３１ セパレータが、約２０μｍの厚さを有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0118】
３２ セパレータが、電解質を保持する細孔を有する材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0119】
３３ 液体電解質が、カーボネートブレンド（ＥＣ、ＤＥＣ、ＤＭＣ、ＥＭＣ、ＰＣ、およびそれらの組み合わせ）に溶解したＬｉＰＦ６からなる群より選択される材料を含む、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0120】
３４ １つのエッジの長さによって記述される電池サイズが、約１μｍ～約１ｍｍ、約１ｍｍ～約１０ｍｍ、約１０ｍｍ～約１００ｍｍ、および約１０ｃｍ～約１０００ｃｍの範囲であり得るが、他のサイズおよびフォームファクタも有し得る（例えば、フォームファクタが正方形に限定されない）、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0121】
３５ 電池容量が約１μＡｈ～約４０Ａｈの範囲である、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0122】
３６ 集電体が、レーザーアブレーションによって形成された境界を有する、前述の実施形態のいずれかの電池。
【0123】
３７ 接着材料が、手で、機械によって、または印刷によって境界に塗布される、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0124】
３８ 境界が接着材料によって気密シールされる、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0125】
３９ 電池が、活物質を封入し、別個のパッケージングを使用する必要性をなくすために集電体の境界でシールされた集電体を用いて作製される、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0126】
４０ 境界が、約１μｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有する、任意の前述の実施形態の電池または方法。
【0127】
本明細書で使用される場合、単数形の用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明白に他の意味に解すべきでない限り、複数の指示対象を含み得る。単数形での対象への言及は、明示的に述べられていない限り、「唯一」を意味するものではなく、むしろ「１または複数」を意味するものである。
【0128】
本開示内の「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」などの表現構成体は、Ａ、Ｂ、もしくはＣのいずれかが存在し得る場合か、または事項Ａ、ＢおよびＣの任意の組み合わせを記述する。要素を列記する群が後に続く「のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」などの表現構成体は、これら群要素のうちの少なくとも１つが存在することを示し、これには、適用可能な場合、これら列記された要素の任意の可能な組み合わせが含まれる。
【0129】
「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「少なくとも１つの実施形態（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、または同様の実施形態の言い回しに言及する、本明細書における言及は、記載された実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを示す。したがって、これらの様々な実施形態の語句は、必ずしもすべてが同じ実施形態に言及しているわけではないし、記載されている他のすべての実施形態と異なる特定の実施形態に言及しているわけでもない。実施形態語句は、所与の実施形態の特定の特徴、構造、または特性が、開示された装置、系、または方法の１つ以上の実施形態において任意の適切な仕方で組み合わされ得ることを意味すると解釈されるべきである。
【0130】
本明細書で使用されているように、「セット」という用語は、１つまたは複数の対象物の集合を指す。したがって、例えば、対象物のセットは単一の対象物または複数の対象物を含むことができる。
【0131】
本明細書で使用されているように、「おおよそ」、「おおよその」、「実質的に」および「約」という用語は、小さな変動を記述し、説明するために使用されている。事象または状況と併せて使用される場合、その用語は、その事象または状況が厳密に発生する場合だけでなく、その事象または状況が緊密な近似で発生する場合も指すことができる。数値と共に使用される場合、その用語は、その数値の±１０％以下、例えば±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、または±０．０５％以下などの変動の範囲を指すことができる。例えば、「実質的に」整列されたとは、±１０°以下、例えば±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、±０．１°以下、または±０．０５°以下などの範囲の角度変動を指すことができる。
【0132】
さらに、量、比率、および他の数値は、本明細書では時には範囲の形式で提示することができる。そのような範囲の形式は便宜上および簡潔さのために使用され、範囲の限界として明示的に特定された数値を含むように柔軟に理解されるべきであるが、しかし、あたかも各数値および部分範囲が明示的に特定されているかのように、その範囲内に包含されるすべての個々の数値または部分範囲も含む。例えば、約１から約２００の範囲の比は、明示的に列挙された約１から約２００の範囲を含むが、約２、約３、および約４などの個々の比、ならびに約１０から約５０、約２０から約１００などの部分範囲も含むと理解すべきである。
【0133】
本明細書の記載には多くの詳細が含まれるが、これらは、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきものではなく、現時点で好ましい実施形態のいくつかの例を提供したものにすぎない。したがって、本開示の範囲は、当業者に明らかになりうる他の実施形態をすべて包含することを認識されたい。
【0134】
当業者に知られている開示された実施形態の要素と構造的および機能的に等価のものはすべて、本明細書に参照により明確に援用されたものとされ、本特許請求の範囲に包含されるものとする。さらに、本開示にない要素、構成部品または方法ステップは、その要素、構成部品または方法ステップが特許請求の範囲に明確に記載されているか否かにかかわらず、公にされるためのものであることが意図される。本願の請求項の要素は、「～するための手段」という表現を用いて明確に要素を記載していない限り、「ミーンズ・プラス・ファンクション」として解釈されるべきではない。本願の請求項の要素は、「～するためのステップ」という表現を用いて明確に要素を記載していない限り、「ステップ・プラス・ファンクション」として解釈されるべきではない。
【表1】
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】