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(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】2024-07-12
(54)【発明の名称】複合電極を有するリチウムイオン電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/052 20100101AFI20240705BHJP
H01M 4/587 20100101ALI20240705BHJP
H01M 4/48 20100101ALI20240705BHJP
H01M 4/62 20060101ALI20240705BHJP
H01M 4/133 20100101ALI20240705BHJP
H01M 4/131 20100101ALI20240705BHJP
H01M 4/525 20100101ALI20240705BHJP
H01M 10/0567 20100101ALI20240705BHJP
H01M 10/0568 20100101ALI20240705BHJP
H01M 10/0569 20100101ALI20240705BHJP
H01M 4/36 20060101ALI20240705BHJP
【ＦＩ】
H01M10/052
H01M4/587
H01M4/48
H01M4/62 Z
H01M4/133
H01M4/131
H01M4/525
H01M10/0567
H01M10/0568
H01M10/0569
H01M4/36 E
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023575609
(86)(22)【出願日】2021-12-17
(85)【翻訳文提出日】2024-02-02
(86)【国際出願番号】 US2021064225
(87)【国際公開番号】W WO2023277945
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】63/218,193
(32)【優先日】2021-07-02
(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】502208397
【氏名又は名称】グーグル エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】タイスプ・ファン
(72)【発明者】
【氏名】ラメシュ・シー・バルドワジ
(72)【発明者】
【氏名】レイ・カオ
(72)【発明者】
【氏名】ドゥキョン・イ
(72)【発明者】
【氏名】チャン・ルオ
【テーマコード（参考）】
5H029
5H050
【Ｆターム（参考）】
5H029AJ03
5H029AJ05
5H029AK03
5H029AL02
5H029AL07
5H029AL18
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029DJ08
5H029DJ15
5H029EJ04
5H029EJ12
5H029HJ01
5H029HJ02
5H029HJ07
5H029HJ10
5H029HJ12
5H050AA07
5H050AA08
5H050BA17
5H050CA08
5H050CA29
5H050CB02
5H050CB08
5H050CB29
5H050DA02
5H050DA03
5H050DA10
5H050DA11
5H050EA08
5H050EA23
5H050EA24
5H050EA27
5H050FA16
5H050HA01
5H050HA02
5H050HA07
5H050HA10
5H050HA12
(57)【要約】
アノードコレクタと複合アノード材料を有するアノードと、カソードコレクタと複合カソード材料を有するカソードと、アノードとカソードとの間に位置決めされたセパレータと、アノードおよびカソードに接触する電解質とを有する複合リチウムイオン電池が提供される。複合リチウムイオン電池の利点は、説明されている複合材料電極を備えていないリチウムイオン電池と比較して、ＤＣインピーダンスが低いこと、充電時間が短いこと、リザーブキャパシティが３．０Ｖと２．５Ｖとの間で大きいこと、および体積エネルギー密度が高いことである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リチウムイオン電池であって、アノードコレクタおよび複合アノード材料を含むアノードと、
カソードコレクタおよび複合カソード材料を含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に位置決めされたセパレータと、
前記アノードおよび前記カソードと接触する電解質とを含むリチウムイオン電池。
【請求項2】
前記複合アノード材料は、７５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、２ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、および０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％のバインダーを含む請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項3】
前記複合アノード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項4】
前記複合アノード材料は、８０ｗｔ％から９０ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項5】
前記複合アノード材料は、８６ｗｔ％から８７ｗｔ％のグラファイト、９ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：４の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項6】
前記複合アノード材料は、８６．７ｗｔ％のグラファイト、９．６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．７ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：２．２の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項7】
前記複合アノード材料は、７５ｗｔ％から８５ｗｔ％のグラファイト、１０ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から２．５ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項8】
前記複合アノード材料は、７９ｗｔ％から８１ｗｔ％のグラファイト、１４ｗｔ％から１６ｗｔ％のＳｉＯｘ、３ｗｔ％から４ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：６の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項9】
前記複合アノード材料は、８０ｗｔ％のグラファイト、１５ｗｔ％のＳｉＯｘ、３．５ｗｔ％のバインダー、および１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：３．０の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項８に記載のリチウムイオン電池。
【請求項10】
前記複合アノード材料は、８５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、１ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項11】
前記複合アノード材料は、９１ｗｔ％から９３ｗｔ％のグラファイト、４ｗｔ％から６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：３の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項１０に記載のリチウムイオン電池。
【請求項12】
前記複合アノード材料は、９２ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．３ｗｔ％のバインダー、および０．７ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：１．８の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項１１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項13】
前記複合カソード材料は、９０ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項14】
前記バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項15】
前記複合カソード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項１４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項16】
前記複合カソード材料は、９５ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項17】
前記複合カソード材料は、９７ｗｔ％から９８ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．５６ｗｔ％のグラフェンペースト、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項18】
前記複合カソード材料は、９７．７２ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、ならびに０．５ｗｔ％のグラフェンペーストおよびカーボンナノチューブを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項19】
前記複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、および０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項20】
前記複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブ、および０．００５ｗｔ％のグラフェン．Ｉを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項21】
前記複合カソード材料は、９７．９４ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．２ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．０６ｗｔ％の単層カーボンナノチューブ、および０．５ｗｔ％のカーボンブラックを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項22】
前記電解質は、アジポニトリル（ＡＤＮ）、コハク酸ニトリル（ＳＮ）、１，３－プロパンスルトン（ＰＳ）、および炭酸ビニレン（ＶＣ）のうちの１つまたは複数を含む六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）溶液中の、炭酸フルオロエチレン（ＦＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジエチル（ＤＣ）、ポリプロピレン（ＰＣ）、およびポリプロピレン（ＰＰ）のうちの１または複数を含む液体有機溶媒ベースの電解質である請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項23】
前記電解質は、１つまたは複数の有機ケイ素添加剤を含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項24】
前記電解質は、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＰＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＥＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および０ｖｏｌ％から５０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項25】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．１Ｍから５Ｍ、０．５Ｍから１．５Ｍ、または約１Ｍの範囲内の濃度を有する請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項26】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％、０．１ｗｔ％から４ｗｔ％、０．１ｗｔ％から３ｗｔ％の、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３のうちの１つまたは複数を含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項27】
前記電解質は、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３を含むＬｉＰＦ６溶液中のＦＥＣ、ＰＣ、ＤＣ、ＰＣ、およびＰＰを含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項28】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項29】
前記電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２０ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項30】
前記電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項31】
前記電解質は、６ｖｏｌ％から８ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１８ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２７ｖｏｌ％から２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項32】
前記電解質は、７ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１９ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項33】
前記電解質は、１０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項34】
前記電解質は、１４ｖｏｌ％から１６ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、９ｖｏｌ％から１１ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％を含む請求項３３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項35】
前記電解質は、１５ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１０ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項36】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項37】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、２０ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項38】
前記電解質は、３ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、２２ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項39】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＳＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＶＣ、および０．１ｗｔ％から５ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項40】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項３９に記載のリチウムイオン電池。
【請求項41】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、１ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％のＰＳ、１ｗｔ％のＶＣ、および２ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４０に記載のリチウムイオン電池。
【請求項42】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％から４ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項43】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、２ｗｔ％のＡＤＮ、２ｗｔ％のＳＮ、３ｗｔ％のＰＳ、２ｗｔ％のＶＣ、および３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項44】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＳＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項45】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、０．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項46】
請求項１から４５のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池を備えるウェアラブル製品。
【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ている、２０２１年７月２日に出願した米国特許出願第６３／２１８，１９３号、名称「ＬＩＴＨＩＵＭ ＩＯＮ ＢＡＴＴＥＲＹ ＷＩＴＨ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」の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ている、２０２１年７月２日に出願した米国特許出願第６３／２１８，１９３号、名称「ＬＩＴＨＩＵＭ ＩＯＮ ＢＡＴＴＥＲＹ ＷＩＴＨ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」の利益を主張するものである。
【0002】
本発明は、複合アノード（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｎｏｄｅ）、複合カソード（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｔｈｏｄｅ）、および有機溶媒ベース電解質（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）を有するリチウムイオン電池に関する。
【背景技術】
【0003】
図１は、アノード１０２およびカソード１０４を有するリチウムイオン電池１００を示している。アノード１０２およびカソード１０４は、セパレータ１０６によって分離されている。アノード１０２は、アノードコレクタ１０８と、アノードコレクタと接触するアノード材料１１０とを含む。カソード１０４は、カソードコレクタ１１２と、カソードコレクタと接触するカソード材料１１４とを含む。電解質１１６は、アノード材料１１０およびカソード材料１１４と接触している。アノードコレクタ１０８およびカソードコレクタ１１２は、閉じた外部回路１１８を介して電気的に結合される。アノード材料１１０およびカソード材料１１４は、リチウムイオン１２０が移動して中に入り、そこから出て来ることができる材料である。挿入（またはインターカレーション）の間、リチウムイオンは、電極（アノードまたはカソード）材料中に移動する。逆のプロセスである、抽出（またはデインターカレーション）では、リチウムイオンは、電極（アノードまたはカソード）材料から外へ移動する。電気化学的デバイスが放電しているときに、リチウムイオンは、アノード材料から抽出され、カソード材料中に挿入される。セルが充電しているときに、リチウムイオンは、カソード材料から抽出され、アノード材料中に挿入される。図１の矢印は、充電中および放電中のセパレータ１０６を通るリチウムイオンの動きを示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、一般的に、複合材料から作製された電極を含むリチウムイオン電池に関する。複合アノード材料は、グラファイト、ＳｉＯｘ、およびバインダーを含む。複合カソード材料は、ＬｉＣｏＯ２、グラフェンおよびカーボンナノ構造（たとえば、カーボンナノチューブ）の一方または両方、およびバインダーを含む。
【0005】
開示されている発明概念は付属の請求項において定義されたものを含むが、発明概念は、次の実施形態に従って定義され得ることも理解されるべきである。
【0006】
付属の請求項の実施形態および上で説明されている実施形態に加えて、次の番号付けされた実施形態も新規性を有する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態１は、リチウムイオン電池であって、
アノードコレクタおよび複合アノード材料を含むアノードと、
カソードコレクタおよび複合カソード材料を含むカソードと、
アノードとカソードとの間に位置決めされたセパレータと、
アノードおよびカソードと接触する電解質とを含むリチウムイオン電池である。
アノードコレクタおよび複合アノード材料を含むアノードと、
カソードコレクタおよび複合カソード材料を含むカソードと、
アノードとカソードとの間に位置決めされたセパレータと、
アノードおよびカソードと接触する電解質とを含むリチウムイオン電池である。
【0008】
実施形態２は、実施形態１のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、７５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、２ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、および０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％のバインダーを含む。
【0009】
実施形態３は、実施形態２のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む。
【0010】
実施形態４は、実施形態３のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、８０ｗｔ％から９０ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む。
【0011】
実施形態５は、実施形態３または４のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、８６ｗｔ％から８７ｗｔ％のグラファイト、９ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：４の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0012】
実施形態６は、実施形態５のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、８６．７ｗｔ％のグラファイト、９．６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．７ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、０．５：２．２の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0013】
実施形態７は、実施形態３から６のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、７５ｗｔ％から８５ｗｔ％のグラファイト、１０ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から２．５ｗｔ％の導電性添加剤を含む。
【0014】
実施形態８は、実施形態７のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、７９ｗｔ％から８１ｗｔ％のグラファイト、１４ｗｔ％から１６ｗｔ％のＳｉＯｘ、３ｗｔ％から４ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：６の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0015】
実施形態９は、実施形態８のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、８０ｗｔ％のグラファイト、１５ｗｔ％のＳｉＯｘ、３．５ｗｔ％のバインダー、および１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、０．５：３．０の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0016】
実施形態１０は、実施形態３から９のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、８５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、１ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む。
【0017】
実施形態１１は、実施形態１０のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、９１ｗｔ％から９３ｗｔ％のグラファイト、４ｗｔ％から６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：３の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0018】
実施形態１２は、実施形態１１のリチウムイオン電池であり、複合アノード材料は、９２ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．３ｗｔ％のバインダー、および０．７ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、０．５：１．８の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である。
【0019】
実施形態１３は、実施形態３から１２のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９０ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。
【0020】
実施形態１４は、実施形態１３のリチウムイオン電池であり、バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む。
【0021】
実施形態１５は、実施形態１４のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む。
【0022】
実施形態１６は、実施形態１３から１５のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９５ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。
【0023】
実施形態１７は、実施形態１６のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９７ｗｔ％から９８ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．５６ｗｔ％のグラフェンペースト、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。
【0024】
実施形態１８は、実施形態１６または１７のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９７．７２ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、ならびに０．５ｗｔ％のグラフェンペーストおよびカーボンナノチューブを含む。
【0025】
実施形態１９は、実施形態１６から１８のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、および０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブを含む。
【0026】
実施形態２０は、実施形態１６から１９のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブ、および０．００５ｗｔ％のグラフェン．Ｉを含む。
【0027】
実施形態２１は、実施形態１６から２０のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、複合カソード材料は、９７．９４ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．２ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．０６ｗｔ％の単層カーボンナノチューブ、および０．５ｗｔ％のカーボンブラックを含む。
【0028】
実施形態２２は、実施形態１３から２１のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、アジポニトリル（ＡＤＮ）、コハク酸ニトリル（ＳＮ）、１，３－プロパンスルトン（ＰＳ）、および炭酸ビニレン（ＶＣ）のうちの１つまたは複数を含む六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）溶液中の、炭酸フルオロエチレン（ＦＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジエチル（ＤＣ）、ポリプロピレン（ＰＣ）、およびポリプロピレン（ＰＰ）のうちの１または複数を含む液体有機溶媒ベースの電解質である。
【0029】
実施形態２３は、実施形態２２のリチウムイオン電池であり、電解質は、１つまたは複数の有機ケイ素添加剤を含む。
【0030】
実施形態２４は、実施形態１３から２３のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＰＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＥＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および０ｖｏｌ％から５０ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0031】
実施形態２５は、実施形態２２から２４のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．１Ｍから５Ｍ、０．５Ｍから１．５Ｍ、または約１Ｍの範囲内の濃度を有する。
【0032】
実施形態２６は、実施形態２２から２５のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％、０．１ｗｔ％から４ｗｔ％、０．１ｗｔ％から３ｗｔ％の、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３のうちの１つまたは複数を含む。
【0033】
実施形態２７は、実施形態２２から２６のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３を含むＬｉＰＦ６溶液中のＦＥＣ、ＰＣ、ＤＣ、ＰＣ、およびＰＰを含む。
【0034】
実施形態２８は、実施形態２７のリチウムイオン電池であり、電解質は、１ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0035】
実施形態２９は、実施形態２７または２８のリチウムイオン電池であり、電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２０ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0036】
実施形態３０は、実施形態２７から２９のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0037】
実施形態３１は、実施形態２７から３０のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、６ｖｏｌ％から８ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１８ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２７ｖｏｌ％から２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0038】
実施形態３２は、実施形態３１のリチウムイオン電池であり、電解質は、７ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１９ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0039】
実施形態３３は、実施形態２７から３２のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、１０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0040】
実施形態３４は、実施形態３３のリチウムイオン電池であり、電解質は、１４ｖｏｌ％から１６ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、９ｖｏｌ％から１１ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％を含む。
【0041】
実施形態３５は、実施形態３４のリチウムイオン電池であり、電解質は、１５ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１０ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0042】
実施形態３６は、実施形態２７から３５のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、電解質は、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0043】
実施形態３７は、実施形態３６のリチウムイオン電池であり、電解質は、１ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、２０ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0044】
実施形態３８は、実施形態３７のリチウムイオン電池であり、電解質は、３ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、２２ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0045】
実施形態３９は、実施形態２６から３８のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＳＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＶＣ、および０．１ｗｔ％から５ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0046】
実施形態４０は、実施形態３９のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0047】
実施形態４１は、実施形態４０のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、１ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％のＰＳ、１ｗｔ％のＶＣ、および２ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0048】
実施形態４２は、実施形態２６から４１のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％から４ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0049】
実施形態４３は、実施形態４２のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、２ｗｔ％のＡＤＮ、２ｗｔ％のＳＮ、３ｗｔ％のＰＳ、２ｗｔ％のＶＣ、および３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0050】
実施形態４４は、実施形態２６から４３のいずれか一項のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＳＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0051】
実施形態４５は、実施形態４４のリチウムイオン電池であり、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、０．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む。
【0052】
実施形態４６は、実施形態１から４５のいずれか一項のリチウムイオン電池を備えるウェアラブル製品である。
【0053】
開示されている複合リチウムイオン電池の利点は、説明されている複合材料電極を備えていないリチウムイオン電池と比較して、ＤＣインピーダンスが低いこと、充電時間が短いこと、リザーブキャパシティが３．０Ｖと２．５Ｖとの間で大きいこと、および体積エネルギー密度が高いことである。
【0054】
本開示の主題の１つまたは複数の実施形態の詳細は、添付図面および以下の説明で述べられる。主題の他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】リチウムイオン電池を示す図である。
【図2】電極プロセスフローを示すフローチャートである。
【図3】パウチプロセスフローを示すフローチャートである。
【図4】複合電極電池と従来の電極電池に対する放電曲線を示す図である。
【図5】複合電極電池と従来の電極電池に対する相対的体積エネルギー密度（ＶＥＤ）を示す図である。
【図6】複合電極電池と従来の電極電池の直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）を示す図である。
【図7】複合電極電池および従来の電極電池の充電時間プロファイルを示す図である。
【図8】２５℃における複合電極電池のサイクル性能を示す図である。
【図9】４５℃における複合電極電池のサイクル性能を示す図である。
【図10】２５℃における複合電極電池および従来の４．４５Ｖ Ｌｉ－ｉｏｎ電池のセルサイクル性能を示す図である。
【図11】４５℃における複合電極電池および従来の４．４５Ｖ Ｌｉ－ｉｏｎ電池のセルサイクル性能を示す図である。
【図12】複合電極電池と従来の電極電池に対する過放電電圧対時間を示す図である。
【図13】高温（８５℃）における複合電極電池の保持容量および回復容量を示す図である。
【図14】時間の関数としての電池の短期持続性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0056】
本開示は、複合アノード材料を含むアノードと、複合カソード材料を含むカソードと、電解質とを有するリチウムイオン電池を説明する。複合アノード材料は、グラファイト、ＳｉＯｘ、およびバインダーを含む。複合カソード材料は、ＬｉＣｏＯ２、グラフェンおよびカーボンナノ構造（たとえば、カーボンナノチューブ）の一方または両方、およびバインダーを含む。電解質は、有機溶媒系電解質である。セパレータ（たとえば、ポリオレフィン系セパレータ）が、アノードとカソードとの間に位置決めされ、電解質は、アノードおよびカソードに接触している。アノード材料、カソード材料、および電解質は、１つまたは複数の添加剤（たとえば、導電性添加剤）を含むことができる。
【0057】
複合アノード材料は、典型的には、７５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、２ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、および０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％のバインダーを含む。バインダーは、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）の一方または両方を含むことができる。いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、導電性添加剤（たとえば、カーボンブラック）などの、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の１つまたは複数の添加剤を含む。
【0058】
いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、８０ｗｔ％から９０ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む。いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、８６ｗｔ％から８７ｗｔ％のグラファイト、９ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：４の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物であり、導電性添加剤は、ＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラック（ＴＩＭＣＡＬ社から入手可能）である。一例では、複合アノード材料は、８６．７ｗｔ％のグラファイト、９．６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．７ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％の導電性添加剤を含む。バインダーは、重量比０．５：２．２のＣＭＣとＰＡＡの混合物であり、導電性添加剤はＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックである。
【0059】
いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、７５ｗｔ％から８５ｗｔ％のグラファイト、１０ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から２．５ｗｔ％の導電性添加剤を含む。いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、７９ｗｔ％から８１ｗｔ％のグラファイト、１４ｗｔ％から１６ｗｔ％のＳｉＯｘ、３ｗｔ％から４ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：６の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物であり、導電性添加剤は、ＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックである。一例では、複合アノード材料は、８０ｗｔ％のグラファイト、１５ｗｔ％のＳｉＯｘ、３．５ｗｔ％のバインダー、および１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含む。バインダーは、重量比０．５：３．０のＣＭＣとＰＡＡの混合物であり、導電性添加剤はＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックである。
【0060】
いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、８５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、１ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む。いくつかの実装形態において、複合アノード材料は、９１ｗｔ％から９３ｗｔ％のグラファイト、４ｗｔ％から６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、バインダーは、約１：３の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物であり、導電性添加剤は、ＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックである。一例では、複合アノード材料は、９２ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．３ｗｔ％のバインダー、および０．７ｗｔ％の導電性添加剤を含む。バインダーは、重量比０．５：１．８のＣＭＣとＰＡＡの混合物であり、導電性添加剤はＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックである。
【0061】
複合カソード材料は、典型的には、９０ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。好適なバインダーの一例は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。いくつかの実装形態において、複合カソード材料は、導電性添加剤（たとえば、カーボンブラック）などの、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の１つまたは複数の添加剤を含む。
【0062】
いくつかの実装形態において、複合カソード材料は、９５ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。いくつかの実装形態において、複合カソード材料は、９７ｗｔ％から９８ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．５６ｗｔ％のグラフェンペースト、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む。一例において、複合カソード材料は、９７．７２ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、ならびに０．５ｗｔ％のグラフェンペーストおよびカーボンナノチューブを含む。別の例において、複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、および０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブを含む。別の例において、複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブ、および０．００５ｗｔ％のグラフェンを含む。別の例では、複合カソード材料は、９７．９４ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．２ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．０６ｗｔ％の単層カーボンナノチューブ、および０．５ｗｔ％のＳＵＰＥＲ－Ｐカーボンブラックを含む。
【0063】
電解質は、炭酸フルオロエチレン（ＦＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジエチル（ＤＣ）、ポリプロピレン（ＰＣ）、ならびにアジポニトリル（ＡＤＮ）、コハク酸ニトリル（ＳＮ）、１，３－プロパンスルトン（ＰＳ）、および炭酸ビニレン（ＶＣ）のうちの１つまたは複数を有する六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）溶液中のポリプロピレン（ＰＰ）を含む液体有機溶媒ベースの電解質である。いくつかの実装形態において、電解質は、ＯＳ３（ＳＩＬＡＴＲＯＮＩＸ社から入手可能）などの、１つまたは複数の有機ケイ素添加剤を含む。電解質は、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＰＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＥＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および０ｖｏｌ％から５０ｖｏｌ％のＰＰを含むことができる。ＬｉＰＦ６溶液は、０．１Ｍから５Ｍ、０．５Ｍから１．５Ｍ、または約１Ｍの範囲内の濃度を有することができる。ＬｉＰＦ６溶液は、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％、０．１ｗｔ％から４ｗｔ％、０．１ｗｔ％から３ｗｔ％の、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0064】
いくつかの実装形態において、電解質は、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３を含むＬｉＰＦ６溶液中のＦＥＣ、ＰＣ、ＤＣ、ＰＣ、およびＰＰを含む。いくつかの実装形態において、電解質は、１ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0065】
いくつかの実装形態において、電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２０ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。いくつかの実装形態において、電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。いくつかの実装形態において、電解質は、６ｖｏｌ％から８ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１８ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２７ｖｏｌ％から２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む。一例において、電解質は、７ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１９ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0066】
いくつかの実装形態において、電解質は、１０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３５ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む。いくつかの実装形態において、電解質は、１４ｖｏｌ％から１６ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、９ｖｏｌ％から１１ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む。一例において、電解質は、１５ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１０ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0067】
いくつかの実装形態において、電解質は、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。いくつかの実装形態において、電解質は、１ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、２０ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む。一例において、電解質は、３ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、２２ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＥＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む。
【0068】
いくつかの実装形態において、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＳＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＶＣ、および０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＯＳ３を含む。いくつかの実装形態において、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％のＯＳ３を含む。一例において、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、１ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％のＰＳ、１ｗｔ％のＶＣ、および２ｗｔ％のＯＳ３を含む。いくつかの実装形態において、ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％から４ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％のＯＳ３を含む。一例において、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、２ｗｔ％のＡＤＮ、２ｗｔ％のＳＮ、３ｗｔ％のＰＳ、２ｗｔ％のＶＣ、および３ｗｔ％のＯＳ３を含む。いくつかの実装形態において、ＬｉＰＦ６溶液は、０．１Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＳＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％のＯＳ３を含む。一例において、ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、０．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％のＯＳ３を含む。
【0069】
アノード材料は、高いエネルギー密度を達成するように選択され、カソード材料は、インピーダンスを下げて充放電を短時間で行えるように選択される。電解質は、高い温度安定性（たとえば、８５℃まで）を提供する。リチウムイオン電池は、１０％未満の膨潤で５００サイクルを超えるサイクル能力を有する。３Ｖ未満のリザーブキャパシティは、長期保管の実施を可能にする。リチウムイオン電池は、アルミニウムラミネート複合パウチ、円筒形セル、角柱形セル、およびウェアラブル製品に使用するボタン型またはコイン型セルなど、様々な形状構成で組み立てることができる。
【0070】
図２は、電極プロセスフロー２００を説明している。２０２では、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶｄＦ）、コバルト酸リチウム（ＬＣＯ）またはグラファイト、およびナノカーボンが、計算された量の溶媒（たとえば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ））中で組み合わされ、混合されてスラリーを形成する。好適なタイプのナノカーボンは、カーボンナノチューブ、グラフェン、およびカーボンブラックを含む。２０４では、カソード用のアルミニウム箔およびアノード用の銅箔がスラリーでコーティングされ、溶媒は蒸発させられ、それによってコーティング済み箔を形成する。２０６では、コーティングされた箔は、２本のロールで挟んでプレスされる。２０８では、プレスされた箔は細長く切られて電極を形成する。
【0071】
図３は、パウチプロセスフロー３００を説明している。破線は、乾燥室で実施されるプロセスフロー３００の操作を示している。３０２では、電極は所望の形状（たとえば、長方形）に打ち抜かれ、３０４では、所望の数の電極が積層される。３０６または３０８では、タブが、それぞれ、乾燥室内または大気条件下で電極に溶接される。３１０では、大気条件下で加工された電極が巻かれる。３１２では、パウチが形成される。パウチは、乾燥室に移され、３１４で封止される。３１６および３１８では、パウチは、それぞれ、電解質を充填され、真空封止される。３２０で、充填されたパウチは、乾燥室から取り出され、改質され、３２２で、パウチは、乾燥室に戻され、脱気および再封止がなされる。パウチは、乾燥室から取り出される。３２４および３２６で、パウチは、それぞれ切断され折り畳まれ、３２８で、パウチは、ホットプレート上でプレスされる。３３０で、加工済みパウチの内部抵抗および開放電圧がテストされる。
【0072】
（実施例）
スラリー混合
カソードスラリー混合。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）バインダー溶液が、ＰＶｄＦをＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）に計算量で溶解することによって調製される。ＰＶｄＦとＮＭＰとの重量パーセント（ｗｔ％）は、コーティング要件に応じて調整される（≧５％）。導電性ペーストがバインダー溶液と組み合わされ、５の遊星毎分回転数と１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合される。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏ２またはＬＣＯ）の第１の半分は、混合液と組み合わされ、５の遊星ＲＰＭ、１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合される。ＬＣＯの第２の半分は、その結果得られる混合液と組み合わされ、５の遊星ＲＰＭ、１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合され、スラリー形成する。スラリー粘度は、必要に応じて追加のＮＭＰを加えて調整される。スラリーは、滑らかになるまで激しく混合され、次いで脱泡される。脱泡されたスラリーの粘度および細かさが評価される。カソードスラリーに対する推奨粘度は５０００～１００００センチポアズ（ｃｐｓ）である。スラリーの細かさはグラインドゲージによって分析される。粗大粒子または凝集塊のサイズは、好ましくは、粒子分布分析に基づく最大粒径（たとえば、約５ミクロンから約２０ミクロン）未満である。
スラリー混合
カソードスラリー混合。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）バインダー溶液が、ＰＶｄＦをＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）に計算量で溶解することによって調製される。ＰＶｄＦとＮＭＰとの重量パーセント（ｗｔ％）は、コーティング要件に応じて調整される（≧５％）。導電性ペーストがバインダー溶液と組み合わされ、５の遊星毎分回転数と１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合される。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏ２またはＬＣＯ）の第１の半分は、混合液と組み合わされ、５の遊星ＲＰＭ、１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合される。ＬＣＯの第２の半分は、その結果得られる混合液と組み合わされ、５の遊星ＲＰＭ、１５００のディスパーＲＰＭを使用して１時間かけて混合され、スラリー形成する。スラリー粘度は、必要に応じて追加のＮＭＰを加えて調整される。スラリーは、滑らかになるまで激しく混合され、次いで脱泡される。脱泡されたスラリーの粘度および細かさが評価される。カソードスラリーに対する推奨粘度は５０００～１００００センチポアズ（ｃｐｓ）である。スラリーの細かさはグラインドゲージによって分析される。粗大粒子または凝集塊のサイズは、好ましくは、粒子分布分析に基づく最大粒径（たとえば、約５ミクロンから約２０ミクロン）未満である。
【0073】
アノードスラリー混合。１．２ｗｔ％のカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）溶液が、適量のＣＭＣを脱イオン（ＤＩ）水に溶解することによって作製される。Ｓｕｐｅｒ－Ｐ（登録商標）（導電性カーボンブラック）がＣＭＣ溶液と組み合わされ、滑らかで均一になるまで混合される。グラファイトおよびＳｉＯｘは、低速で計算量だけ乾式混合される。Ｓｕｐｅｒ－Ｐ（登録商標）ＣＭＣ溶液が、乾燥グラファイトおよびＳｉＯｘ混合物に加えられ、３５の遊星ＲＰＭを使用して混合される。ポリアクリル酸（ＰＡＡ）バインダーが、２または３バッチで加えられ、その結果得られたスラリーは、各バッチ添加後に１時間かけて２０～３５遊星ＲＰＭを使用して混合される。３５～４２ｗｔ％の固形分になるようにＤＩ水がスラリーに添加される。このスラリーは、４５の遊星ＲＰＭおよび２５００のディスパーＲＰＭを使用して滑らかになるまで混合され（１～２時間）、その後脱泡する。その結果得られた脱泡済みスラリーの品質は、粘度および細かさで評価される。カソードスラリーに対する推奨粘度は、２０００～３０００センチポアズ（ｃｐｓ）である。スラリーの細かさはグラインドゲージによって分析される。粗大粒子または凝集塊のサイズは、好ましくは最大粒径未満である。
【0074】
コーティングプロセス
コーティング機の準備。機械の電源を入れる。すべてのゴムおよびステンレスローラーが、エタノール、ＤＩ水、またはアセトンできれいに拭き取られ、空気ノズルを用いて乾かされる。コーティングが集電体の中心に配置されるようにスラリーダムおよびガードが取り付けられる。残渣ガードは、コンマロールに取り付けられる。コネクタロール（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｒｏｌｌ）がアンワインダーローラー（ｕｎｗｉｎｄｅｒ ｒｏｌｌｅｒ）に取り付けられる。ヒーターおよびＩＲランプ、吸込ファン（２５００ＲＰＭ）、排気ファン（１０００ＲＰＭ）がオンにされる。室は少なくとも１時間、ターゲット温度まで加熱されることが許容される。カソードについては、ターゲット温度範囲は、８５℃から１４０℃である。実際の設定温度は、コーティング機のタイプ／構造、コーティング速度、エアフロー、スラリーに依存する。アノードについては、ターゲット温度範囲は、７０℃から１００℃である。
コーティング機の準備。機械の電源を入れる。すべてのゴムおよびステンレスローラーが、エタノール、ＤＩ水、またはアセトンできれいに拭き取られ、空気ノズルを用いて乾かされる。コーティングが集電体の中心に配置されるようにスラリーダムおよびガードが取り付けられる。残渣ガードは、コンマロールに取り付けられる。コネクタロール（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｒｏｌｌ）がアンワインダーローラー（ｕｎｗｉｎｄｅｒ ｒｏｌｌｅｒ）に取り付けられる。ヒーターおよびＩＲランプ、吸込ファン（２５００ＲＰＭ）、排気ファン（１０００ＲＰＭ）がオンにされる。室は少なくとも１時間、ターゲット温度まで加熱されることが許容される。カソードについては、ターゲット温度範囲は、８５℃から１４０℃である。実際の設定温度は、コーティング機のタイプ／構造、コーティング速度、エアフロー、スラリーに依存する。アノードについては、ターゲット温度範囲は、７０℃から１００℃である。
【0075】
スラリーを加える。遊星翼を５ＲＰＭで回転させ、必要ならば濾過しながらミキサーからスラリーが回収される。スラリーの粘度が評価され、ターゲット範囲内であれば、スラリーはダムに注がれる。
【0076】
コーティングを開始する。アンワインダーブレーキおよびリワインダークラッチがオンにされる。コーティング速度は、カソードに対して０．７ｍ／分、アノードに対して０．５ｍ／分に設定される。張力は、箔がぴんと張られるがカールしないように調整される。箔の移動が開始され、コンマロールおよびバッキングニップロール（ｂａｃｋｉｎｇ ｎｉｐ ｒｏｌｌ）が係合される。バッキングロールは移動されて、コーティングロールに接触し、コーティングが開始する。
【0077】
コーティングをチェックする。コーティングは、乾燥室内に置かれる前に滑らかさについてチェックされる。乾燥室から取り出されたコーティングは目視検査され、乾燥状態を確認する。コーティングされた電極は、負荷レベルをチェックするために切り取られ、コンマロールとコーティングロールとの間のギャップが適宜調整される。コーティングチェックは、連続運転についてターゲット負荷レベルに達するまで繰り返される。温度、速度、または張力の設定が、電極が乾燥し、しわがないことを確実にするように調整される。ラインおよび凝集塊は、バッキングロールをコーティングロールから外し、連結し直すことによって取り出される。
【0078】
コーティングを終了する。コーティング、ライン移動、ファン、ヒーターがオフにされる。コンマロール、バッキングロール、およびバッキングニップが移動され出される。電源がオフにされ、装置がクリーニングされる。
【0079】
カレンダー加工プロセス
カレンダーの準備。カレンダーの電源を入れる。ヒーターがオンにされ、上側ロールおよび下側ロールの制御温度が１１０℃に達するようにする。
カレンダーの準備。カレンダーの電源を入れる。ヒーターがオンにされ、上側ロールおよび下側ロールの制御温度が１１０℃に達するようにする。
【0080】
電極を固定する。電極ロールは、アンワインダーに取り付けられる。電極は、２つのロールの間のギャップを通して摺動され、電極エッジと機械エッジとの間の距離がアンワインダーおよびリワインダーの両方で同じになるようにリワインダーに固定される。
【0081】
カレンダー加工を開始する。２つのホイールは、両側の２つのロールの間のギャップを調整するために使用される。１１０℃での典型的なギャップは、アノードについては３００μｍ、カソードについては２５５μｍである。アンワインダーおよびリワインダーの両方の張力は８％に設定され、コーティング速度は１０％に設定される。カレンダー加工が開始される。コーディング速度は、アンワインダーおよびリワインダーの両方が回転を開始した後に、４０％（０．８ｍ／分）まで上げる。
【0082】
ノッチング加工プロセス
機械の電源を入れる。コーティングのラインは、両方の側で治具のラインに一致させられる。電極は、治具の上に置かれ、透明フィルムが電極の上に置かれる。プロセスが終了したら、電極は取り外される。最初に切断された電極のコーティングラインおよび電極長がチェックされる。
機械の電源を入れる。コーティングのラインは、両方の側で治具のラインに一致させられる。電極は、治具の上に置かれ、透明フィルムが電極の上に置かれる。プロセスが終了したら、電極は取り外される。最初に切断された電極のコーティングラインおよび電極長がチェックされる。
【0083】
積層プロセス
セパレータの整列が確認される。すべての電極が取り外される。セパレータの整列に許容可能である場合に、プロセスは続行される。セパレータの整列に許容可能でない場合、プロセスは、繰り返される。積層機がオンにされ、アノードは、第１の治具内に位置決めされ、カソードは、第２の治具内に位置決めされる。積層は、最初にアノードから始まる。所望のアノードの数が選択される。積層が完了した後、セパレータは切断される。ゼリーロールが形成され、セパレータは包まれる。シールテープは、ゼリーロールが剥がれないようにゼリーロールに取り付けられる。
セパレータの整列が確認される。すべての電極が取り外される。セパレータの整列に許容可能である場合に、プロセスは続行される。セパレータの整列に許容可能でない場合、プロセスは、繰り返される。積層機がオンにされ、アノードは、第１の治具内に位置決めされ、カソードは、第２の治具内に位置決めされる。積層は、最初にアノードから始まる。所望のアノードの数が選択される。積層が完了した後、セパレータは切断される。ゼリーロールが形成され、セパレータは包まれる。シールテープは、ゼリーロールが剥がれないようにゼリーロールに取り付けられる。
【0084】
パウチ形成プロセス
電源が入れられ、パウチ形成が開始される。２つの形成深さバー（１．９ｍｍ）は、それぞれ、左側および右側の適所に置かれる。３つのガイダンスバーを整列するパウチ材料シートは、適所に置かれ（ポリプロピレン（ＰＰ）層が上を向く）、機械ドアが閉じられる。形成プロセスが開始される。形成プロセスが終了した後、ドアが開き、形成されたパウチが取り出される。余剰パウチ材料が切断され、パウチは折り畳まれる。
電源が入れられ、パウチ形成が開始される。２つの形成深さバー（１．９ｍｍ）は、それぞれ、左側および右側の適所に置かれる。３つのガイダンスバーを整列するパウチ材料シートは、適所に置かれ（ポリプロピレン（ＰＰ）層が上を向く）、機械ドアが閉じられる。形成プロセスが開始される。形成プロセスが終了した後、ドアが開き、形成されたパウチが取り出される。余剰パウチ材料が切断され、パウチは折り畳まれる。
【0085】
パウチ封止プロセス
パウチタブ封止。ゼリーロールがパウチ内側に置かれ、パウチを折り畳んだ後にパウチの穴が合うことを確実にする。パウチは、ゼリーロールとともに正しい位置に置かれ、ゼリーロールの突起部が機械にフィットし、パウチの穴が機械内の２本のロッドにフィットするようにガイドする。カソードとアノードの順序が正しいかチェックされる。タブ封止中、ゼリーロールおよびパウチが正しい位置に留まることを確実にするためにプレスバーがパウチの上に置かれる。タブ封止プロセスが開始される。タブ封止プロセスが終了した後、ドライセルが取り出される。
パウチタブ封止。ゼリーロールがパウチ内側に置かれ、パウチを折り畳んだ後にパウチの穴が合うことを確実にする。パウチは、ゼリーロールとともに正しい位置に置かれ、ゼリーロールの突起部が機械にフィットし、パウチの穴が機械内の２本のロッドにフィットするようにガイドする。カソードとアノードの順序が正しいかチェックされる。タブ封止中、ゼリーロールおよびパウチが正しい位置に留まることを確実にするためにプレスバーがパウチの上に置かれる。タブ封止プロセスが開始される。タブ封止プロセスが終了した後、ドライセルが取り出される。
【0086】
パウチサイド封止。ゼリーロールを入れたパウチは、パウチ内にゼリーロール突起部のガイドにより位置決めされる。サイド封止中、ゼリーロールおよびパウチが正しい位置に留まることを確実にするためにプレスバーがパウチの上に置かれる。２つの温度値が１８０℃±３℃に達すると、サイド封止プロセスが開始される。サイド封止プロセスが終了した後、ドライセルは取り外される。
【0087】
パウチタブインピーダンスの検査。パウチ層と正タブ／負タブとの間のインピーダンスは、抵抗計によって測定される。このインピーダンスは、電解質充填の次のプロセスについては、典型的には、２０Ｍオームより高い。
【0088】
ドライセルは、ドライルーム（露点＜－４０℃）内で一晩（＞１２時間、≦３１、Ｈｇ単位で）８０℃（１７６°Ｆ）の真空オーブンに入れられる。
【0089】
電解質注入プロセス
パウチタブインピーダンスの検査。パウチ層と正タブ／負タブとの間のインピーダンスは、抵抗計によって測定される。このインピーダンスは、電解質充填の次のステップについては、典型的には、２０Ｍオームより高い。ドライセルは、未封止パウチの側面を上にして天秤棚に置かれ、ドライセルの重量が測定される。電解質は、ピペットまたはスポイトを使用して電解質ボトルから抜き取られ、電解質は、電解質重量が設計値に達するまでドライセル内に充填される。
パウチタブインピーダンスの検査。パウチ層と正タブ／負タブとの間のインピーダンスは、抵抗計によって測定される。このインピーダンスは、電解質充填の次のステップについては、典型的には、２０Ｍオームより高い。ドライセルは、未封止パウチの側面を上にして天秤棚に置かれ、ドライセルの重量が測定される。電解質は、ピペットまたはスポイトを使用して電解質ボトルから抜き取られ、電解質は、電解質重量が設計値に達するまでドライセル内に充填される。
【0090】
真空封止プロセス
ドライセルの底側の余分なパウチが切断され、ドライセルは、充填された電解質とともに固定具内に立てて置かれる。温度が１８０°±３℃に達したときに、封止プロセスが開始される。封止プロセスは、一連の真空ステップを経て、次いでドライセルが封止される。
ドライセルの底側の余分なパウチが切断され、ドライセルは、充填された電解質とともに固定具内に立てて置かれる。温度が１８０°±３℃に達したときに、封止プロセスが開始される。封止プロセスは、一連の真空ステップを経て、次いでドライセルが封止される。
【0091】
図４は、０．２Ｃの速度で３Ｖカットオフに達するまでの電池放電電圧を示している。ＳｉＯｘ＋グラファイト複合電極を使用した電池（実線）は、グラファイトのみのアノードを使用した従来の４．４５Ｖリチウムイオン電池（破線）よりも、平均電圧が低い（３．８１５Ｖ）が、３．４Ｖ未満では容量が大きい。
【0092】
図５は、ＳｉＯｘ＋グラファイト複合電極電池の体積エネルギー密度（ＶＥＤ）を、グラファイトのみのアノードを使用した従来の４．４５Ｖリチウムイオン電池と比較して示している。複合電極を使用した電池は、従来の電極を使用した電池と比較して７．７％から９．０％高いＶＥＤ（１リットル当たりのワット時（Ｗｈ／Ｌ）で測定される）をもたらす。
【0093】
図６は、複合電極（３種類のコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）／グラフェン＋ＳｉＯｘ／グラファイト組成物）および従来の電極（２種類のＬＣＯ＋グラファイト組成物）を用いて加工された電池の、０．１秒の負荷時の直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）を示す。複合電極電池は、従来の電極電池よりも低い、１０％から１００％までの充電状態（ＳＯＣ）のＤＣＩＲを有する。
【0094】
図７は、ＬＣＯ／グラフェン＋ＳｉＯｘ／グラファイト複合電極電池とＬＣＯ＋グラファイト非複合電極電池に対する充電時間プロフィールを示している。複合電極電池は、ＤＣＩＲが低いことに起因してより速い充電速度を示す。
【0095】
図８は、２５℃における複合電極電池のサイクル性能を示している。電池は、この温度で５００サイクルの充放電を受け得る。
【0096】
図９は、４５℃における複合電極電池のサイクル性能を示している。電池は、この温度で４００サイクルの充放電を受け得る。
【0097】
図１０は、２５℃における複合電極電池および従来の４．４５Ｖ Ｌｉ－ｉｏｎ電池のセルサイクル性能を示している。従来の電池からのデータは、比較のためのベースラインを提供する。複合電極電池は、従来の電池と比較して５００サイクルまで高いパーセントの容量を示す。点線は、複合電極のデータに基づく推定値を表している。
【0098】
図１１は、４５℃における複合電極電池および従来の４．４５Ｖ Ｌｉ－ｉｏｎ電池のセルサイクル性能を示している。従来の電池からのデータは、比較のためのベースラインを提供する。複合電極電池は、従来の電池と比較して４００サイクルまで高いパーセントの容量を示す。点線は、複合電極のデータに基づく推定値を表している。
【0099】
図１２は、複合電極電池と従来の電極電池に対する過放電電圧対時間を示している。従来の電池からのデータは、比較のためのベースラインを提供する。複合電極電池は、１．５Ｖまで最大７．５％以上のリザーブキャパシティを提供する。３Ｖ未満のこのリザーブキャパシティは、ウェアラブルデバイスに対してより長い蓄電時間をもたらす。
【0100】
図１３は、高温（８５℃）における３つの複合電極電池の保持容量および回復容量を示している。
【0101】
図１４は、時間の関数としての３つの複合電極電池の短期持続性を示している。
【0102】
本開示は、多くの実施形態固有の詳細事項を含んでいるが、これらは、主題の範囲または請求内容の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、むしろ特定の実施形態に特有のものであると思われる特徴の説明として解釈されるべきである。別の実施形態の文脈において本開示で説明されているいくつかの特徴も、単一の実施形態において組合せで実装され得る。逆に、単一の実施形態の文脈において説明されている様々な特徴は、複数の実施形態で別々に、または好適な部分的組合せで、実装され得る。さらに、前述の特徴は、いくつかの組合せで働くものとして説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
【0103】
主題の特定の実施形態が説明されている。説明されている実施形態の他の実施形態、変更形態、および置換形態は、当業者には明らかなように次の請求項の範囲内にある。動作は特定の順序で図面もしくは請求項に示されているが、そのような動作は、望ましい結果を達成するために、示される特定の順序でもしくは順番に実行される必要がないことを、またはすべての例示されている動作が実行される必要があるとは限らない（いくつかの動作は任意選択であると考えてもよい）ことを、理解されたい。
【0104】
したがって、前述の例示的な実施形態は、本開示を定義することも制約することもしない。他の変更、置換、および改変も、本開示の精神および範囲から逸脱することなく可能である。
【符号の説明】
【0105】
１００ リチウムイオン電池
１０２ アノード
１０４ カソード
１０６ セパレータ
１０８ アノードコレクタ
１１０ アノード材料
１１２ カソードコレクタ
１１４ カソード材料
１１６ 電解質
１１８ 閉じた外部回路
２００ 電極プロセスフロー
３００ パウチプロセスフロー
１０２ アノード
１０４ カソード
１０６ セパレータ
１０８ アノードコレクタ
１１０ アノード材料
１１２ カソードコレクタ
１１４ カソード材料
１１６ 電解質
１１８ 閉じた外部回路
２００ 電極プロセスフロー
３００ パウチプロセスフロー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リチウムイオン電池であって、アノードコレクタおよび複合アノード材料を含むアノードと、
カソードコレクタおよび複合カソード材料を含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に位置決めされたセパレータと、
前記アノードおよび前記カソードと接触する電解質とを含むリチウムイオン電池。
【請求項2】
前記複合アノード材料は、７５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、２ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、および０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％のバインダーを含む請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項3】
前記複合アノード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項4】
前記複合アノード材料は、８０ｗｔ％から９０ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項5】
前記複合アノード材料は、８６ｗｔ％から８７ｗｔ％のグラファイト、９ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：４の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項6】
前記複合アノード材料は、８６．７ｗｔ％のグラファイト、９．６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．７ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：２．２の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項５に記載のリチウムイオン電池。
【請求項7】
前記複合アノード材料は、７５ｗｔ％から８５ｗｔ％のグラファイト、１０ｗｔ％から２０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から２．５ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項8】
前記複合アノード材料は、７９ｗｔ％から８１ｗｔ％のグラファイト、１４ｗｔ％から１６ｗｔ％のＳｉＯｘ、３ｗｔ％から４ｗｔ％のバインダー、および１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：６の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項9】
前記複合アノード材料は、８０ｗｔ％のグラファイト、１５ｗｔ％のＳｉＯｘ、３．５ｗｔ％のバインダー、および１．５ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：３．０の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項８に記載のリチウムイオン電池。
【請求項10】
前記複合アノード材料は、８５ｗｔ％から９５ｗｔ％のグラファイト、１ｗｔ％から１０ｗｔ％のＳｉＯｘ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項11】
前記複合アノード材料は、９１ｗｔ％から９３ｗｔ％のグラファイト、４ｗｔ％から６ｗｔ％のＳｉＯｘ、２ｗｔ％から３ｗｔ％のバインダー、および０．５ｗｔ％から１ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、約１：３の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項１０に記載のリチウムイオン電池。
【請求項12】
前記複合アノード材料は、９２ｗｔ％のグラファイト、５ｗｔ％のＳｉＯｘ、２．３ｗｔ％のバインダー、および０．７ｗｔ％の導電性添加剤を含み、前記バインダーは、０．５：１．８の重量比のＣＭＣとＰＡＡとの混合物である請求項１１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項13】
前記複合カソード材料は、９０ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から２ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項14】
前記バインダーは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項15】
前記複合カソード材料は、０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％の導電性添加剤を含む請求項１４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項16】
前記複合カソード材料は、９５ｗｔ％から９９ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のグラフェン、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項17】
前記複合カソード材料は、９７ｗｔ％から９８ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１ｗｔ％から２ｗｔ％のバインダー、および０．５６ｗｔ％のグラフェンペースト、カーボンナノ構造、またはそれらの組合せを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項18】
前記複合カソード材料は、９７．７２ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、ならびに０．５ｗｔ％のグラフェンペーストおよびカーボンナノチューブを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項19】
前記複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、および０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項20】
前記複合カソード材料は、９７．７６ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．５ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．５ｗｔ％のカーボンナノチューブ、および０．００５ｗｔ％のグラフェンを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項21】
前記複合カソード材料は、９７．９４ｗｔ％のＬｉＣｏＯ２、１．２ｗｔ％のＰＶＤＦ、０．０６ｗｔ％の単層カーボンナノチューブ、および０．５ｗｔ％のカーボンブラックを含む請求項１６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項22】
前記電解質は、アジポニトリル（ＡＤＮ）、コハク酸ニトリル（ＳＮ）、１，３－プロパンスルトン（ＰＳ）、および炭酸ビニレン（ＶＣ）のうちの１つまたは複数を含む六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）溶液中の、炭酸フルオロエチレン（ＦＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジエチル（ＤＣ）、炭酸エチレン（ＥＣ）、およびポリプロピレン（ＰＰ）のうちの１または複数を含む液体有機溶媒ベースの電解質である請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項23】
前記電解質は、１つまたは複数の有機ケイ素添加剤を含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項24】
前記電解質は、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＰＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＥＣ、０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＤＣ、および０ｖｏｌ％から５０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項１３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項25】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．１Ｍから５Ｍの範囲内の濃度を有する請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項26】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％の、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３のうちの１つまたは複数を含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項27】
前記電解質は、ＡＤＮ、ＳＮ、ＰＳ、ＶＣ、およびＯＳ３を含むＬｉＰＦ６溶液中のＦＥＣ、ＰＣ、ＤＣ、ＥＣ、およびＰＰを含む請求項２２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項28】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＤＣ、および３０ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項29】
前記電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２０ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項30】
前記電解質は、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項31】
前記電解質は、６ｖｏｌ％から８ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、１８ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＥＣ、２７ｖｏｌ％から２９ｖｏｌ％のＤＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項32】
前記電解質は、７ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１９ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％のＤＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項33】
前記電解質は、１０ｖｏｌ％から２０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＣ、および３５ｖｏｌ％から４５ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項34】
前記電解質は、１４ｖｏｌ％から１６ｖｏｌ％のＦＥＣ、８ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、９ｖｏｌ％から１１ｖｏｌ％のＥＣ、２８ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＣ、および３６ｖｏｌ％から３８ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３３に記載のリチウムイオン電池。
【請求項35】
前記電解質は、１５ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、１０ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項36】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１５ｖｏｌ％のＰＣ、１５ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３５ｖｏｌ％のＤＣ、および３０ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項２７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項37】
前記電解質は、１ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％のＦＥＣ、５ｖｏｌ％から１０ｖｏｌ％のＰＣ、２０ｖｏｌ％から２５ｖｏｌ％のＥＣ、２５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％のＤＣ、および３５ｖｏｌ％から４０ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項38】
前記電解質は、３ｖｏｌ％のＦＥＣ、９ｖｏｌ％のＰＣ、２２ｖｏｌ％のＥＣ、２９ｖｏｌ％のＤＣ、および３７ｖｏｌ％のＰＰを含む請求項３７に記載のリチウムイオン電池。
【請求項39】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＳＮ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から５ｗｔ％のＶＣ、および０．１ｗｔ％から５ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項40】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項３９に記載のリチウムイオン電池。
【請求項41】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、１ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％のＰＳ、１ｗｔ％のＶＣ、および２ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４０に記載のリチウムイオン電池。
【請求項42】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＡＤＮ、１ｗｔ％から３ｗｔ％のＳＮ、２ｗｔ％から４ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項43】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、２ｗｔ％のＡＤＮ、２ｗｔ％のＳＮ、３ｗｔ％のＰＳ、２ｗｔ％のＶＣ、および３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４２に記載のリチウムイオン電池。
【請求項44】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、０．５Ｍから１．５Ｍの範囲の濃度を有し、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＡＤＮ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＳＮ、０．５ｗｔ％から１．５ｗｔ％のＰＳ、０．１ｗｔ％から１ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％から３ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項２６に記載のリチウムイオン電池。
【請求項45】
前記ＬｉＰＦ６溶液は、１Ｍの濃度を有し、０．５ｗｔ％のＡＤＮ、０．５ｗｔ％のＳＮ、１ｗｔ％のＰＳ、０．５ｗｔ％のＶＣ、および１ｗｔ％の有機ケイ素添加剤を含む請求項４４に記載のリチウムイオン電池。
【請求項46】
請求項１から４５のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池を備えるウェアラブル製品。
【国際調査報告】