特表 2024-539591 電気化学セルモジュールおよびその製造方法

(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】2024-10-29

(54)【発明の名称】電気化学セルモジュールおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/105 20210101AFI20241022BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20241022BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20241022BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20241022BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241022BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20241022BHJP

   H01M 10/6555 20140101ALI20241022BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241022BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20241022BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241022BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20241022BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H01M50/105

H01L23/36 D

H01M50/211

H01M50/204 401H

H01M10/613

H01M10/647

H01M10/6555

H01M10/48 301

H01M50/342 201

H01M10/04 Z

H01M50/184 C

H01M50/204 401D

H01M50/289

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024520643

(86)(22)【出願日】2022-10-27

(85)【翻訳文提出日】2024-04-23

(86)【国際出願番号】 US2022048085

(87)【国際公開番号】W WO2023076513

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/272,755

(32)【優先日】2021-10-28

(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】太田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ジュンジェン

(72)【発明者】

【氏名】ザガーズ，レイモンド

(72)【発明者】

【氏名】ディスコ，ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】ローレンス，リャン マイケル

【テーマコード（参考）】

5F136

5H011

5H012

5H028

5H030

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5F136BC07

5H011AA09

5H011CC02

5H011DD06

5H011DD14

5H011GG01

5H011HH02

5H011KK03

5H012AA03

5H012BB01

5H012JJ06

5H028AA07

5H028BB04

5H028BB05

5H028CC01

5H028CC02

5H028CC08

5H028HH00

5H030AA06

5H030AS06

5H030FF22

5H031AA09

5H031KK02

5H040AA03

5H040AA06

5H040AA27

5H040AT04

5H040AY05

5H040AY08

(57)【要約】

本明細書に記載される実施形態には、電気化学セルモジュールが含まれる。いくつかの態様では、電気化学セルモジュールは、第１の電気化学セルおよび第２の電気化学セルを含む。第１の電気化学セルは、アノード集電体上に配置されるアノード材料と、カソード集電体上に配置されるカソード材料と、アノード材料とカソード材料との間に配置されるセパレーターと、アノード集電体およびカソード集電体上に配置されるパウチ材料とを含む。セパレーターはアノード材料およびカソード材料を越えて延在し、パウチ材料はセパレーターを越えて延在する。アノード材料およびカソード材料の外側縁を越えて延在するセパレーターの部分、ならびにセパレーターの外側縁を越えて延在するパウチ材料の部分が、アノード材料およびカソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる。
【選択図】図３Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の電気化学セルであって、
アノード集電体上に配置されるアノード材料と、
カソード集電体上に配置されるカソード材料と、
前記アノード材料と前記カソード材料との間に配置されるセパレーターであって、前記セパレーターの部分が前記アノード材料の外側縁および前記カソード材料の外側縁を越えて延在するように、十分なサイズを有する、セパレーターと、を含む、第１の電気化学セルと、
前記第１の電気化学セルを覆うパウチ材料であって、前記パウチ材料の部分が前記セパレーターの外側境界を越えて延在するように、前記セパレーターの幅よりも大きな幅および前記セパレーターの長さよりも大きな長さを有する、パウチ材料と、
第２の電気化学セルと、
前記第１の電気化学セル及び前記第２の電気化学セルを封入するモジュールケースとを含み、
前記セパレーターの外側縁を越えて延在する前記パウチ材料の前記部分が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる、電気化学セルモジュール。

【請求項2】

前記第１の電気化学セルと前記第２の電気化学セルとの間に配置されるヒートシンクをさらに含む、請求項１に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項3】

前記ヒートシンクが、前記アノード材料の前記外側縁および前記カソード材料の前記外側縁を越えて延在し、前記ヒートシンクが、前記ヒートシンクの部分が前記モジュールケースの内部表面に接触するように折り畳まれる、請求項２に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項4】

前記第１の電気化学セルと前記第２の電気化学セルとの間に配置される温度センサーをさらに含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項5】

前記第１の電気化学セルの外縁の周囲に配置されるフレーム部材をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項6】

前記フレーム部材が、前記アノード集電体または前記カソード集電体の少なくとも一方の部分が通過する通過領域を含む、請求項５に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項7】

前記フレーム部材に結合される圧力部材をさらに含む、請求項５または６に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項8】

前記アノード材料の前記外側縁および前記カソード材料の前記外側縁を越えて延在する前記セパレーターの前記部分と、前記セパレーターの前記外側縁を越えて延在する前記パウチ材料の前記部分とが、前記フレーム部材に結合される、請求項５～７のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項9】

前記アノード材料の前記外側縁および前記カソード材料の前記外側縁を越えて延在する前記セパレーターの前記部分が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる、請求項１～８のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項10】

第１の電気化学セルであって、
アノード集電体上に配置されるアノード材料と、
カソード集電体上に配置されるカソード材料と、
前記アノード材料と前記カソード材料との間に配置されるセパレーターであって、前記セパレーターの部分が前記アノード材料の外側縁および前記カソード材料の外側縁を越えて延在するように、十分なサイズを有し、頂部表面と、底部表面とを有するセパレーターと、を含む、第１の電気化学セルと、
前記第１の電気化学セルを覆うパウチ材料であって、前記パウチ材料の部分が前記セパレーターの外側境界を越えて延在するように、前記セパレーターの幅よりも大きな幅および前記セパレーターの長さよりも大きな長さを有し、前記パウチ材料の前記部分が頂部表面と、底部表面とを有する、パウチ材料と、
第２の電気化学セルと、
前記第１の電気化学セルおよび前記第２の電気化学セルを封入するモジュールケースであって、内側壁を含むモジュールケースと、を含み、
前記パウチ材料の前記部分の前記頂部表面または前記底部表面の少なくとも一方が前記モジュールケースの前記内側壁に接触する、電気化学セルモジュール。

【請求項11】

前記アノード材料の前記外側縁および前記カソード材料の前記外側縁を越えて延在する前記セパレーターの前記部分が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる、請求項１０に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項12】

前記セパレーターの外側縁を越えて延在する前記パウチ材料の前記部分が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる、請求項１０または請求項１１に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項13】

前記第１の電気化学セルと前記第２の電気化学セルとの間に配置されるヒートシンクをさらに含む、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項14】

前記ヒートシンクが、前記アノード材料の前記外側縁および前記カソード材料の前記外側縁を越えて延在し、前記ヒートシンクが、前記ヒートシンクの部分が前記モジュールケースの内部表面に接触するように折り畳まれる、請求項１３に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項15】

前記第１の電気化学セルと前記第２の電気化学セルとの間に配置される温度センサーをさらに含む、請求項１０～１４のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項16】

前記第１の電気化学セルの外縁の周囲に配置されるフレーム部材をさらに含む、請求項１０～１５のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項17】

前記フレーム部材が、前記アノード集電体または前記カソード集電体の少なくとも一方の部分が通過する通過領域を含む、請求項１６に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項18】

前記フレーム部材に結合される圧力部材をさらに含む、請求項１６または１７に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項19】

前記モジュールケースがガス抜き開口部を含む、請求項１０～１８のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項20】

前記パウチ材料の前記部分が、前記セパレーターの前記外側境界を越えて延在する前記パウチ材料の前記部分の第１のセクションが、前記セパレーターの前記外側境界を超えて延在する前記パウチ材料の前記部分の第２のセクションに接触するように折り畳まれる、請求項１０～１９のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項21】

前記第１のセクションが、接着剤を介して前記第２のセクションに結合される、請求項２０に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項22】

前記モジュールケースが、曲面を含むサイドパネルを含む、請求項１０～２１のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項23】

スタックに配置される複数の電気化学セルであって、前記複数の電気化学セルのそれぞれが、
アノード集電体上に配置されるアノード材料と、
カソード集電体上に配置されるカソード材料と、
前記アノード材料と前記カソード材料との間に配置されるセパレーターであって、前記セパレーターの部分が前記アノード材料の外側縁および前記カソード材料の外側縁を越えて延在するように、十分なサイズを有する、セパレーターと、
パウチ材料の部分が前記セパレーターの外側境界を越えて延在するように、前記セパレーターの幅よりも大きな幅および前記セパレーターの長さよりも大きな長さを有するパウチ材料と、を含む、複数の電気化学セルを含み、
前記セパレーターの前記外側境界を越えて延在する各パウチ材料の前記部分が、第１の側と、前記第１の側の反対側の第２の側とを有し、前記第１の側が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して折り畳まれ、前記第２の側が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して、および前記第１の側に対して約１６０度～約２００度の間の角度で折り畳まれる、電気化学セルモジュール。

【請求項24】

前記複数の電気化学セルの第１の電気化学セルと前記複数の電気化学セルの第２の電気化学セルとの間に配置されるヒートシンクをさらに含む、請求項２３に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項25】

前記セパレーターの外側縁を越えて延在する前記パウチ材料の前記部分が、前記アノード材料および前記カソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる、請求項２３または請求項２４に記載の電気化学セルモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の参照
本出願は、２０２１年１０月２８日に出願された米国仮出願第６３／２７２，７５５号の優先権および利益を主張し、両方とも「電気化学セルモジュールおよびその製造方法」と題され、その開示がその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本明細書に記載される実施形態は、電極および電気化学セルのスタックを備えた電気化学セルモジュールに関する。

【背景技術】

【0003】

電気化学セルは、モジュールケースにパッケージして、所望の目的に応じて大きな電圧および／または容量を実現できる。モジュールには、リスクを最小限に抑えるために複数の電気化学セルを含めることができる。言い換えれば、１つの欠陥セルの影響をそのセルに局所的に限定することができるため、他のセルの電気活性材料は汚染されない。ただし、セルモジュールには、適切に機能するためにいくつかの追加の構成要素が含まれることがよくある。余分の構成要素はモジュールの容積に悪影響を与える可能性がある。セルモジュール内のデッドスペースを最小限に抑えると、モジュールの容積を向上させることができる。

【発明の概要】

【0004】

本明細書に記載される実施形態には、電気化学セルモジュールが含まれる。いくつかの態様では、電気化学セルモジュールは、第１の電気化学セルを含むことができる。第１の電気化学セルは、アノード集電体上に配置されるアノード材料と、カソード集電体上に配置されるカソード材料と、アノード材料とカソード材料との間に配置され、アノード材料およびカソード材料を越えて延在するセパレーターと、第１の電気化学セルを覆うパウチ材料とを含む。パウチ材料がセパレーターを越えて延在する。電気化学セルモジュールは、第２の電気化学セルと、第１の電気化学セルおよび第２の電気化学セルを収容するモジュールケースとをさらに含む。アノード材料およびカソード材料の外側縁を越えて延在するセパレーターの部分、およびセパレーターの外側縁を越えて延在するパウチ材料の部分が、アノード材料およびカソード材料に対して約８０度～約１１０度の角度で折り畳まれる。

【0005】

いくつかの実施形態では、電気化学セルモジュールは、第１の電気化学セルと第２の電気化学セルとの間に配置されるヒートシンクを含むことができる。いくつかの実施形態では、ヒートシンクが、アノード材料の外側縁およびカソード材料の外側縁を越えて延在し、ヒートシンクが、ヒートシンクの部分がモジュールケースの内部表面に接触するように折り畳まれる。いくつかの実施形態では、電気化学セルモジュールは、第１の電気化学セルと第２の電気化学セルとの間に配置される温度センサーを含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】一実施形態による電気化学セルモジュールのブロック図である。

【図2A】一実施形態による電気化学セルの図である。

【図2B】一実施形態による電気化学セルの図である。

【図3A】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図3B】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図3C】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図3D】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図3E】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図3F】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図4A】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図4B】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図5A】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図5B】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図5C】一実施形態による電気化学セルモジュールの図である。

【図6】一実施形態による電気化学セルの図である。

【図7A】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図7B】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図7C】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図7D】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図7E】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図8A】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図8B】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図8C】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図8D】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図8E】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図9A】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図9B】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図9C】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図9D】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図9E】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図10A】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図10B】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【図10C】一実施形態による、電気化学セルモジュールを形成する方法を示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本明細書に記載される実施形態は、電気化学セルモジュールおよびその製造方法に関する。未使用のスペースは、電気化学セルの大規模アレイが直面する重大な問題である。例えば、材料利用を適切に最大化するために、カソードとアノードは異なるサイズにすることができる。さらに、セパレーターは、その長さおよび幅の寸法がアノードおよびカソードの寸法よりも大きくなるようなサイズにすることができ、セパレーターをパウチ材料に直接結合して、アノードとカソードとの間の相互汚染を防止することができる。モジュール内で複数のセルを積層することにより、単位体積あたりでより多くの電気活性材料を実現できる。パウチ材料も、電気活性材料の封じ込めを助けるために、セパレーターよりも長い長さおよび幅の寸法を有することができる。セパレーターおよびパウチ材料のこれらの拡張部により、電気活性材料が存在しない未使用スペースが生じ得る。電気化学セルスタックの延長部分を折り畳むことにより、デッドスペースを最小限に抑えることができる。電気化学セルスタックの例は、２０１６年６月１７日に出願された「シングルパウチ電池セルおよびその製造方法」と題する米国特許第１０，１８１，５８７号（「′５８７特許」）にさらに記載されており、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。

【0008】

本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「部材」という用語は、単一の部材または部材の組み合わせを意味することを意図し、「材料」は、１つまたは複数の材料、またはそれらの組み合わせを意味することを意図する。

【0009】

「実質的に」という用語は、「円筒形」、「線形」、および／または他の幾何学的関係と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。一実施例として、「実質的に直線状」であると記載される支持部材の部分が、その部分の直線性が望ましいが、「実質的に直線状」の部分では何らかの非直線性が発生し得ることを伝えることを意図している。このような非直線性は、製造公差、または他の実際的な考慮事項（例えば、支持部材に加えられる圧力または力など）に起因し得る。したがって、「実質的に」という用語によって修飾される幾何学的構造には、記載された幾何学的構造のプラスまたはマイナス５％の許容範囲内のそのような幾何学的特性が含まれる。例えば、「実質的に直線」部分は、直線であることの±５％以内にある軸または中心線を画定する部分である。

【0010】

本明細書で使用される場合、用語「セット」および「複数」は、複数の特徴、または複数の部分を有する単一の特徴を指し得る。例えば、電極のセットに言及する場合、電極のセットは、複数の部分を有する１つの電極と考えることができ、または電極のセットは、複数の別個の電極と考えることができる。さらに、例えば、複数の電気化学セルに言及する場合、複数の電気化学セルは、複数の別個の電気化学セルとして、または複数の部分を有する１つの電気化学セルとして考えることができる。したがって、一セットの部分または複数の部分が、互いに連続しているかまたは不連続である複数の部分を含むことができる。複数の粒子または複数の材料は、別々に製造され、後に（例えば、混合、接着剤、または任意の適切な方法によって）結合される複数の品目から製造することもできる。

【0011】

本明細書で使用する場合、「半固体」という用語は、例えば粒子懸濁液、スラリー、コロイド懸濁液、エマルション、ゲル、またはミセルなどの液相と固相の混合物である材料を指す。

【0012】

図１は、一実施形態による電気化学セルモジュール１００のブロック図である。図示のように、電気化学セルモジュール１００は、第１の電気化学セル１１０ａ、第２の電気化学セル１１０ｂ（電気化学セル１１０と総称する）、および外部ケーシング１６０を含む。電気化学セルモジュール１００はまた、フレーム１２０ａ、１２０ｂ（フレーム１２０と総称する）、ヒートシンク１３０、脱ガス領域１４０、および圧力部材１５０を含むことができる。

【0013】

いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０は、′５８７特許に記載される電気化学セルと同じまたは実質的に同様であり得る。各電気化学セル１１０は、アノード集電体上に配置されるアノード材料、カソード集電体上に配置されるカソード材料、およびアノード材料とカソード材料との間に配置されるセパレーターを含むことができる。セパレーターは、セパレーターの部分がアノード材料の外側縁およびカソード材料の外側縁を越えて延在するのに十分な大きさとすることができる。電気化学セル１１０は、アノード材料、アノード集電体、カソード材料、カソード集電体、およびセパレーターを少なくとも部分的に覆うパウチ材料をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、パウチ材料は、アノード集電体、カソード集電体、および／またはセパレーターと接触することができる。パウチ材料は、パウチ材料の部分がセパレーターの外側境界を越えて延在するのに十分な大きさにすることができる。電気化学セルモジュール内の未使用スペースを最小限に抑えるために、パウチ材料およびセパレーターは、アノード材料およびカソード材料から外側に延在するのではなく、アノード材料およびカソード材料に対して折り畳むことができる。

【0014】

図示のように、電気化学セルモジュール１００は、２つの電気化学セル１１０を含む。いくつかの実施形態では、電気化学セルモジュール１００は、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、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、少なくとも約９５、または少なくとも約１００の電気化学セル１１０を含むことができ、それらの間の全ての値および範囲を含む。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０は並列に接続することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０は直列に接続することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０は、直列および並列の両方で接続することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０のうちの１つまたは複数は、単一のユニットセルを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の電気化学セル１１０はバイセルを含むことができる。

【0015】

電気化学セル１１０の積み重ね可能な特性により、製造が容易になる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０は、ピックアンドプレースアセンブリーを介して製造することができる。電気化学セル１１０は、それらを積み重ねるために巻いたりＺ字状に折り曲げたりすることなく製造することができる。むしろ、ピックアンドプレース手順により電気化学セル１１０を並べて製造することができ、製造完了後に電気化学セル１１０を互いに積み重ねることができる。ピックアンドプレースアセンブリーにより、追加の品質管理（ＱＣ）検査も容易になり得る。例えば、鋳造および組立装置は、ピックアンドプレースアセンブリーによって電気化学セル１１０を製造することができ、電気化学セル１１０は第１のスタックに積み重ねることができる。電気化学セル１１０は、積層をばらすことができ、電気化学セルモジュール１００の第２のスタックに組み立てる前に、追加のＱＣ検査を個別に受けることができる。この追加のＱＣ検査により、電気化学セルモジュール１００に含まれる電気化学セル１１０のそれぞれが高品質であることを保証することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１１０を電気化学セルモジュール１００の第２のスタックに組み立てる前に、電気化学セル１１０を赤外線（ＩＲ）検査によって検査することができる。

【0016】

フレーム１２０は、電気化学セル１１０の支持部材を提供する。いくつかの実施形態では、フレーム１２０は互いに積み重ねることができる。いくつかの実施形態では、フレームは、結合部材（例えば、ボルト、ネジ）が通過するための穴を含むことができる。いくつかの実施形態では、フレーム１２０は、プラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはそれらの任意の組み合わせで構成することができる。いくつかの実施形態では、フレーム１２０は、不燃性および／または難燃性であり得る。

【0017】

ヒートシンク１３０は、電気化学セル１１０およびその中の活性材料から熱を奪う。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は金属シートを含むことができる。いくつかの実施形態では、電気化学セルモジュール１００は、複数のヒートシンク１３０を含むことができる。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、電気化学セル１１０の各対の間に配置され得る。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、電気化学セル１１０の間に断続的に配置され得る。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、フレーム１２０のうちの１つまたは複数に統合され得る。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、電気化学セル１１０、フレーム１２０、および／または外部ケーシング１６０と接触することができる。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、外部ケーシング１６０の内壁にも接触しながら、電気化学セル１１０の上部および側面に接触するように曲げることができる。いくつかの実施形態では、ヒートシンク１３０は、ガス抜き用の穴を含むことができる。

【0018】

いくつかの実施形態では、脱ガス領域１４０は、電気化学セルモジュール１００のさまざまな構成要素の穴から形成することができ、電気化学セルモジュール１００の形成が完了すると穴を覆うことができる。換言すれば、脱ガス領域１４０は、電気化学セルモジュール１００の製造中に外部環境に開放され、製造および脱ガスが完了した後に密閉されるスペース領域であり得る。このような実装の例は、２０２０年６月２６日に出願された「二重電解質電気化学セル、システム、およびその製造方法」と題された米国特許公開第２０２０／０４１１８２５号（「′８２５公開」）にさらに記載されて、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。

【0019】

圧力部材１５０は、電気化学セル１１０のスタックに力を加えることができる。この加えられた力は、電気化学セル１１０の電気活性材料を押すことができ、その結果、隣接する電極間のイオン移動が促進される。いくつかの実施形態では、圧力部材１５０は、フレーム１２０のうちの１つまたは複数に固定的に結合され得る。図示されるように、圧力部材１５０は、電気化学セルモジュール１００の上部近くの電気化学セル１１０ｂの上部にある。いくつかの実施形態では、圧力部材１５０は、電気化学セルモジュール１００の底部近くに配置され得る。いくつかの実施形態では、圧力部材１５０は電気化学セル１１０の間に配置され得る。いくつかの実施形態では、圧力部材１５０は、電気化学セル１１０に力を加えるバネを含むことができる。いくつかの実施形態では、圧力部材１５０は棒（例えば、金属棒）を含むことができる。

【0020】

外部ケーシング１６０は、電気化学セルモジュール１１０の他の構成要素を収容する。外部ケーシング１６０は、正極端子および負極端子を含む。いくつかの実施形態では、外部ケーシング１６０は金属で構成することができる。金属ケーシングは、電気化学セル１１０が並列に接続される場合、電気化学セル１１０にとって有益であり得る。外部ケーシング１６０は、正極端子にアルミニウムベースを含むことができる。外部ケーシング１６０は、負極端子にニッケル、ニッケル板、鉄、および／または銅を含むことができる。いくつかの実施形態では、ジャンパータブを使用して端子を接続することができる。いくつかの実施形態では、外部ケーシング１６０は、その外部表面にプラスチックを含み、その内部表面に金属を含むことができる。いくつかの実施形態では、直列接続において、直列の最初と最後の電気化学セルの溶接タブを外部ケーシングの内側に溶接または機械的に接続することができる。

【0021】

図２Ａ～２Ｂは、一実施形態による電気化学セル２１０を示す。図２Ａは電気化学セル２１０の断面図を示し、図２Ｂは電気化学セル２１０の俯瞰図を示す。電気化学セル２１０は、図１を参照して上述したように、電気化学セルモジュール１００などの電気化学セルモジュールに統合することができる。図示されるように、電気化学セル２１０は、アノード集電体２１２上に配置されるアノード材料２１１と、カソード集電体２１４上に配置されるカソード材料２１３と、アノード材料２１１とカソード材料２１３との間に配置されるセパレーター２１５とを含む。アノード集電体２１２はアノードタブ２１６を含み、カソード集電体２１４はカソードタブ２１７を含む。パウチ材料２１８は、アノード集電体２１２およびカソード集電体２１４の外側の周囲に配置されてパウチを形成する。図示のように、アノードタブ２１６およびカソードタブ２１７は、パウチ材料２１８の外側の領域まで延在することができる。アノードタブ２１６および／またはカソードタブ２１７は、電気化学セルモジュール内の１つまたは複数の隣接する電気化学セルのアノードタブおよび／またはカソードタブに結合することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル２１０は、′５８７特許に記載される電気化学セルと同じまたは実質的に同様であり得る。

【0022】

図示のように、パウチ材料２１８は、パウチ材料２１８がセパレーター２１５の外側縁を越えて延在するのに十分なサイズである。換言すれば、パウチ材料２１８は、セパレーター２１５の長さよりも長い長さと、セパレーター２１５の幅よりも大きな幅とを有する。いくつかの実施形態では、パウチ材料２１８の長さは、セパレーター２１５の長さより約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約６．５ｍｍ、約７ｍｍ、約７．５ｍｍ、約８ｍｍ、約８．５ｍｍ、約９ｍｍ、約９．５ｍｍ、約１ｃｍ、約１．５ｃｍ、約２ｃｍ、約２．５ｃｍ、約３ｃｍ、約３．５ｃｍ、約４ｃｍ、約４．５ｃｍ、約５ｃｍ、約５．５ｃｍ、約６ｃｍ、約６．５ｃｍ、約７ｃｍ、約７．５ｃｍ、約８ｃｍ、約９．５ｃｍ、または約１０ｃｍ大きくなり得、それらの間の全ての値および範囲を含む。いくつかの実施形態では、パウチ材料２１８の幅は、セパレーター２１５の幅より約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約６．５ｍｍ、約７ｍｍ、約７．５ｍｍ、約８ｍｍ、約８．５ｍｍ、約９ｍｍ、約９．５ｍｍ、約１ｃｍ、約１．５ｃｍ、約２ｃｍ、約２．５ｃｍ、約３ｃｍ、約３．５ｃｍ、約４ｃｍ、約４．５ｃｍ、約５ｃｍ、約５．５ｃｍ、約６ｃｍ、約６．５ｃｍ、約７ｃｍ、約７．５ｃｍ、約８ｃｍ、約９．５ｃｍ、または約１０ｃｍ大きくなり得、それらの間の全ての値および範囲を含む。

【0023】

図示のように、パウチ材料２１８は通気孔２１９を含む。通気孔２１９は、電気化学セル２１０の製造中および初期サイクル中に電気化学セル２１０からのガス抜きを可能にする。いくつかの実施形態では、通気孔２１９は、パウチ材料２１８の外側縁の部分を積層し、材料２１８の外側縁の１つまたは複数の部分を積層しないままにすることによって形成することができる。いくつかの実施形態では、通気孔２１９は、電気化学セル２１０の動作中に開いたままにすることができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル２１０は、外部ケーシング（例えば、図１を参照して上述したような外部ケーシング１６０）内に配置することができる。いくつかの実施形態では、動作中に電気化学セル２１０が外部環境に曝されるのを防ぐために、外部ケーシングを気密封止することができる。

【0024】

図３Ａ～３Ｆは、一実施形態による電気化学セルモジュール３００を示す。図示のように、電気化学セルモジュール３００は、電気化学セル３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ（電気化学セル３１０と総称する）と、ヒートシンク３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと、３３０ｅ（ヒートシンク３３０と総称する）と、圧力部材３５０と、外部ケーシング３６０と、温度センサー３７０ａ、３７０ｂ、３７０ｃ、３７０ｄ、３７０ｅ（温度センサー３７０と総称する）とを含む。図３Ａは、電気化学セルモジュール３００の側面図を示し、図３Ｂは、電気化学セル３１０ｃのセクションＢの詳細図を示し、図３Ｃは、電気化学セル３１０のタブ結合スキームを示す。図３Ｄは、電気化学セルモジュール３００の正面図を示し、図３Ｅは、電気化学セルモジュール３００の背面図を示し、図３Ｆは、電気化学セルモジュール３００の外部ケーシング３６０の外観図を示す。いくつかの実施形態では、電気化学セル３１０、ヒートシンク３３０、圧力部材３５０、および外部ケーシング３６０は、図１を参照して上述したように、電気化学セル１１０、ヒートシンク１３０、圧力部材１５０、および外部ケーシング３６０と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、電気化学セル３１０、ヒートシンク３３０、圧力部材３５０、および外部ケーシング３６０の特定の態様については、本明細書ではさらに詳細に説明しない。

【0025】

図３Ｂおよび図３Ｃに示されるように、電気化学セル３１０は、アノード集電体３１２上に配置されるアノード材料３１１と、カソード集電体３１４上に配置されるカソード材料３１３と、アノード材料３１１とカソード材料３１３との間に配置されるセパレーター３１５とを含む。アノード集電体３１２はアノードタブ３１６を含み、カソード集電体３１４はカソードタブ３１７を含む。電気化学セル３１０はまた、アノード集電体３１２およびカソード集電体３１４の外側の周囲に配置されてパウチを形成するパウチ材料３１８を含む。図示されるように、セパレーター３１５、カソードタブ３１７、およびパウチ材料３１８は、アノード材料３１１およびカソード材料３１３に対してある角度で折り畳まれる。いくつかの実施形態では、アノードタブ３１６は、アノード材料３１１およびカソード材料３１３に対してある角度で折り畳むことができる。図示されるように、セパレーター３１５、カソードタブ３１７、およびパウチ材料３１８は、アノード材料３１１およびカソード材料３１３の長さ方向または幅方向の寸法に対して約９０度の角度を形成する。いくつかの実施形態では、セパレーター３１５、アノードタブ３１６、カソードタブ３１７、および／またはパウチ材料３１８は、アノード材料３１１およびカソード材料３１３の長さ方向または幅方向の寸法に対して、約８０度、約８５度、約９０度、約９５度、約１００度、約１０５度、約１１０度、約１１５度、約１２０度、約１２５度、または約１３０度の角度を形成することができ、それらの間の全ての値および範囲を含む。いくつかの実施形態では、セパレーター３１５、アノードタブ３１６、カソードタブ３１７、および／またはパウチ材料３１８は、外部ケーシング３６０の内側壁に（例えば、接着剤を介して）取り付けることができる。

【0026】

セパレーター３１５、カソードタブ３１７、およびパウチ材料３１８は、外部ケーシング３６０とアノード材料３１１および／またはカソード材料３１３の前縁との間の距離を最小化するために折り畳まれる。この距離を最小限に抑えると、電気化学セルモジュール３００内の未使用スペースの量を最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態では、外部ケーシング３６０とアノード材料３１１および／またはカソード材料３１３の前縁との間の距離は、約２ｍｍ未満、約１．９ｍｍ未満、約１．８ｍｍ未満、１．７ｍｍ、約１．６ｍｍ未満、約１．５ｍｍ未満、約１．４ｍｍ未満、約１．３ｍｍ未満、約１．２ｍｍ未満、約１．１ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約９００μｍ未満、約８００μｍ未満、約７００μｍ未満、約６００μｍ未満、約５００μｍ未満、約４００μｍ未満、約３００μｍ未満、約２００μｍ未満、約１００μｍ未満、約９０μｍ未満、約８０μｍ未満、約７０μｍ未満、約６０μｍ未満、約５０μｍ未満、約４０μｍ未満、約３０μｍ未満、約２０μｍ未満、または約１０μｍ未満、であり得、それらの間の全ての値および範囲を含む。

【0027】

図３Ｃは、アノードタブ３１６およびカソードタブ３１７を介して電気化学セル３１０を外部ケーシング３６０に結合するスキームを示す。図示されるように、カソードタブ３１７は、電気化学セル３１０に対して上方に折り畳まれるように配向され、アノードタブ３１６は、電気化学セル３１０に対して下方に折り畳まれるように配向される。アノードタブ３１６は、カソードタブ３１７と比較して反対方向に電気化学セル３１０の外に延在する。この配置は、直列に接続されるセルに対応できる。いくつかの実施形態では、カソードタブ３１７は、アノードタブ３１６と同じ方向に電気化学セル３１０の外に延在することができる。この配置は、並列接続されるセルに対応できる。

【0028】

図示のように、外部ケーシング３６０は、負極端子３６２、正極端子３６４、および通信装置３６５を含む。負極端子３６２は、１つまたは複数のアノードタブ３１６に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、アノードタブ３１６は金属板に結合することができ、金属板は負極端子３６２に結合することができる。いくつかの実施形態では、アノードタブ３１６は、外部ケーシング３６０の内側壁に直接結合され得る。いくつかの実施形態では、アノードタブ３１６の金属板および／または外部ケーシング３６０の内側壁への結合は、溶接によって行うことができる。いくつかの実施形態では、負極端子３６２をジャンパータブに接続することができる。正極端子３６４は、１つまたは複数のカソードタブ３１７に電気的に接続される。いくつかの実施形態では、カソードタブ３１７は金属板に結合することができ、金属板は正極端子３６４に結合することができる。いくつかの実施形態では、カソードタブ３１７は、外部ケーシング３６０の内側壁に直接結合され得る。いくつかの実施形態では、カソードタブ３１７の金属板および／または外部ケーシング３６０の内側壁への結合は、溶接によって行うことができる。いくつかの実施形態では、正極端子３６４をジャンパータブに接続することができる。

【0029】

通信装置３６５は、電気化学セルモジュール３００に関する情報を通信する。いくつかの実施形態では、通信装置３６５は、ユーザーインターフェイス（例えば、コンピューター、ラップトップコンピューター、デスクトップコンピューター、タブレット、携帯電話、もしくは任意の他の適切なデバイスまたはそれらの組み合わせ）と通信することができる。いくつかの実施形態では、通信装置３６５は、電気化学セル３１０の充電状態に関する情報、温度センサー３７０からの温度情報、外装ケース３６０の内部からの圧力情報、および／または任意の他の所望の情報を通信することができる。いくつかの実施形態では、通信装置３６５は電池管理システム（ＢＭＳ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＢＭＳはプリント回路基板（ＰＣＢ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、温度センサー３７０および／または電気化学セル３１０はＰＣＢに電気的に結合することができる。

【0030】

図３Ｄは、カソードタブ３１７ａ、３１７ｃおよびアノードタブ３１６ｂ、３１６ｄが見える電気化学セルモジュール３００の正面図を示す。図３Ｅは、アノードタブ３１６ａ、３１６ｃおよびカソードタブ３１７ｂ、３１７ｄが見える電気化学セルモジュール３００の背面図を示す。示されるように、第１の電気化学セル３１０のアノードタブ３１６が第２の電気化学セル３１０のカソードタブ３１７に結合されるので、電気化学セル３１０は直列に配置される。

【0031】

図３Ｆは、電気化学セルモジュール３００の外装ケース３６０の外観図を示す。図示のように、外装ケース３６０はガス抜き開口部３６６を含む。電気化学セルモジュール３００の形成中に発生したガスは、ガス抜き開口部３６６を介して外装ケース３６０から流出することができる。電気化学セルモジュール３００の製造中に、電気化学セル３１０内の脱ガス領域からガスを排出するために、ヒートシンク３３０の部分を開ける（例えば、穴を開ける）ことができる。電気化学セルモジュール３００の形成が完了すると、ガス抜き開口部３６６を覆って密閉することができる。いくつかの実施形態では、外部ケーシング３６０は、電気化学セルモジュール３６０を絶縁するために、気密シールを備えたパウチまたは追加のケーシングで包まれてもよい。いくつかの実施形態では、外部ケーシング３６０は、アルミニウムパウチによって包まれることができる。いくつかの実施形態では、外部ケーシング３６０はアルミニウムケーシングによって包まれることができる。

【0032】

いくつかの実施形態では、電気化学セルモジュール３００は、１つまたは複数の発熱体（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、発熱体は加熱ストリップを含むことができる。いくつかの実施形態では、発熱体は、電気化学セル３１０間（例えば、電気化学セル３１０ａと電気化学セル３１０ｂとの間）に配置され得る。発熱体は、高い動作温度を維持するのに役立ち得る。発熱体は、より高い温度（例えば、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℃、または少なくとも約５０℃）で動作することを意図した電池設計にとって有益であり得る。低温環境（例えば、約－２０℃）では、発熱体は動作温度を少なくとも約－１５℃、少なくとも約－１０℃、少なくとも約－５℃、少なくとも約０℃、少なくとも約５℃、少なくとも約１０℃、少なくとも約１５℃、または少なくとも約２５℃に上昇させることができる。いくつかの実施形態では、発熱体はヒートシンク３３０に統合され得る。いくつかの実施形態では、ヒートシンク３３０は、所望に応じて、電気化学セルモジュール３００に熱を伝達し、電気化学セルモジュール３００内の電気化学セル３１０から熱を奪うために使用され得る。

【0033】

図４Ａ～４Ｂは、一実施形態による電気化学セルモジュール４００を示す。図４Ａは、電気化学セルモジュール４００の正面図を示し、図４Ｂは、電気化学セルモジュール４００の背面図を示す。図示のように、電気化学セルモジュール４００は、電気化学セル４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ、４１０ｅ（電気化学セル４１０と総称する）と、ヒートシンク４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄ、４３０ｅ（ヒートシンク４３０と総称する）と、圧力部材４５０と、外装ケース４６０とを含む。図示のように、電気化学セル４１０は、アノードタブ４１６ａ、４１６ｂ、４１６ｃ、４１６ｄ（アノードタブ４１６と総称する）と、カソードタブ４１７ａ、４１７ｂ、４１７ｃ、４１７ｄ（カソードタブ４１７と総称する）とを含む。図示のように、外装ケース４６０は、負極端子４６２と、正極端子４６４と、通信装置４６５とを含む。

【0034】

いくつかの実施形態では、電気化学セル４１０、アノードタブ４１６、カソードタブ４１７、ヒートシンク４３０、圧力部材４５０、外装ケース４６０、負極端子４６２、正極端子４６４、および通信装置４６５は、図３Ａ～図３Ｆを参照して上述したように、電気化学セル３１０、アノードタブ３１６、カソードタブ３１７、ヒートシンク３３０、圧力部材３５０、外装ケース３６０、負極端子３６２、正極端子３６４、および通信装置３６５と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、電気化学セル４１０、アノードタブ４１６、カソードタブ４１７、ヒートシンク４３０、圧力部材４５０、外装ケース４６０、負極端子４６２、正極端子４６４、および通信装置４６５の特定の態様は、ここでは詳しく説明しない。図示のように、電気化学セル４１０は並列に接続される。換言すれば、各アノードタブ４１６は互いに電気的に接続され、各カソードタブ４１７は互いに電気的に接続される。

【0035】

図５Ａ～５Ｃは、一実施形態による電気化学セルモジュール５００を示す。図示のように、電気化学セルモジュール５００は、電気化学セル５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ（電気化学セル５１０と総称する）と、フレーム５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄ、５２０ｅ（フレーム５２０と総称する）と、ヒートシンク５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ、５３０ｄ、５３０ｅ（ヒートシンク５３０と総称する）と、圧力部材５５０と、外部ケーシング５６０と、温度センサー５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ、５７０ｄ、５７０ｅ（温度センサー５７０と総称する）とを含む。図５Ａは、電気化学セルモジュール５００の側面図を示し、図５Ｂは、電気化学セル５１０ｃのセクションＢの詳細図を示す。図５Ｃは、フレーム５２０の詳細図を示す。図示のように、電気化学セル５１０はそれぞれ、アノード材料５１１と、アノード集電体５１２と、カソード材料５１３と、カソード集電体５１４と、セパレーター５１５と、アノードタブ（図示せず）と、カソードタブ５１７と、パウチ材料５１８とを含む。図示のように、外部ケーシング５６０は、負極端子５６２と、正極端子５６４と、通信装置５６５とを含む。

【0036】

いくつかの実施形態では、電気化学セル５１０、アノード材料５１１、アノード集電体５１２、カソード材料５１３、カソード集電体５１４、セパレーター５１５、アノードタブ、カソードタブ５１７、パウチ材料５１８、ヒートシンク５３０、圧力部材５５０、外部ケーシング５６０、負極端子５６２、正極端子５６４、通信装置５６５、および温度センサー５７０は、図３Ａ～３Ｆを参照して上述したように、電気化学セル３１０、アノード材料３１１、アノード集電体３１２、カソード材料３１３、カソード集電体３１４、セパレーター３１５、アノードタブ３１６、カソードタブ３１７、パウチ材料３１８、ヒートシンク３３０、圧力部材３５０、外部ケーシング３６０、負極端子３６２、正極端子３６４、通信装置３６５、および温度センサー３７０と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、電気化学セル５１０、アノード材料５１１、アノード集電体５１２、カソード材料５１３、カソード集電体５１４、セパレーター５１５、アノードタブ、カソードタブ５１７、パウチ材料５１８、ヒートシンク５３０、圧力部材５５０、外部ケーシング５６０、負極端子５６２、正極端子５６４、通信装置５６５、および温度センサー５７０の特定の態様については、ここでは詳細に説明しない。

【0037】

図５Ｂに示すように、セパレーター５１５、カソードタブ５１７、およびパウチ材料５１８は、アノード材料５１１およびカソード材料５１３に対してある角度で折り畳まれる。いくつかの実施形態では、アノードタブは、アノード材料５１１およびカソード材料５１３に対してある角度で折り畳むことができる。図示されるように、セパレーター５１５、カソードタブ５１７、およびパウチ材料５１８は、アノード材料５１１およびカソード材料５１３の長さ方向または幅方向の寸法に対して約９０度の角度を形成する。いくつかの実施形態では、セパレーター５１５、アノードタブ５１６、カソードタブ５１７、および／またはパウチ材料５１８は、アノード材料５１１およびカソード材料５１３の長さ方向または幅方向の寸法に対して、約８０度、約８５度、約９０度、約９５度、約１００度、約１０５度、約１１０度、約１１５度、約１２０度、約１２５度、または約１３０度の角度を形成することができ、それらの間の全ての値および範囲を含む。

【0038】

セパレーター５１５、カソードタブ５１７、およびパウチ材料５１８は、フレーム５２０の内側表面とアノード材料５１１および／またはカソード材料５１３の前縁との間の距離を最小化するように折り畳まれる。この距離を最小限に抑えると、電気化学セルモジュール５００内の未使用スペースの量を最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態では、フレーム５２０とアノード材料５１１および／またはカソード材料５１３の前縁との間の距離は、約２ｍｍ未満、約１．９ｍｍ未満、約１．８ｍｍ未満、約１．７ｍｍ未満、約１．６ｍｍ未満、約１．５ｍｍ未満、約１．４ｍｍ未満、約１．３ｍｍ未満、約１．２ｍｍ未満、約１．１ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約９００μｍ未満、約８００μｍ未満、約７００μｍ未満、約６００μｍ未満、約５００μｍ未満、約４００μｍ未満、約３００μｍ未満、約２００μｍ未満、約１００μｍ未満、９０μｍ未満、約８０μｍ未満、約７０μｍ未満、６０μｍ未満、約５０μｍ未満、約４０μｍ未満、３０μｍ未満、約２０μｍ未満、または約１０μｍ未満、であり得、それらの間の全ての値と範囲を含む。いくつかの実施形態では、カソードタブ５１７をフレーム５２０に溶接することができる。いくつかの実施形態では、アノードタブはフレーム５２０に溶接することができる。いくつかの実施形態では、フレーム５２０は、外部ケーシング５６０の内側壁に溶接され得る。

【0039】

図５Ｂに示すように、アノード材料５１１およびカソード材料５１３を越えて延在するパウチ材料５１８の部分の底部表面５１８ａは、フレーム５２０に接触する。いくつかの実施形態では、アノード材料５１１およびカソード材料５１３を越えて延在するパウチ材料５１８の部分の底部表面は、外部ケーシング５６０の内側壁と接触することができる。いくつかの実施形態では、アノード材料５１１およびカソード材料５１３を越えて延在するパウチ材料５１８の部分の頂部表面５１８ｂは、フレーム５２０に接触することができる。いくつかの実施形態では、アノード材料５１１およびカソード材料５１３を越えて延在するパウチ材料５１８の部分の頂部表面は、外部ケーシング５６０と接触することができる。図示のように、カソードタブ５１７の底部表面５１８ａはフレーム５２０に接触する。いくつかの実施形態では、カソードタブ５１７の頂部表面５１８ｂはフレーム５２０に接触することができる。いくつかの実施形態では、カソードタブ５１７の底部表面は、外部ケーシング５６０の内側壁に接触することができる。いくつかの実施形態では、カソードタブ５１７の頂部表面は、外部ケーシング５６０の内側壁に接触することができる。いくつかの実施形態では、アノードタブ５１６の底部表面５１８ａはフレーム５２０に接触する。いくつかの実施形態では、アノードタブ５１６の頂部表面５１８ｂはフレーム５２０に接触することができる。いくつかの実施形態では、アノードタブ５１６の底部表面は、外部ケーシング５６０の内側壁に接触することができる。いくつかの実施形態では、アノードタブ５１６の頂部表面は、外部ケーシング５６０の内側壁に接触することができる。

【0040】

図５Ａおよび５Ｂに示すように、パウチ材料５１８は、電気化学セルモジュール５００の第１の側で第１の方向に折り畳まれ、電気化学セルモジュール５００の第２の側（第２の側は第１の側の反対側）で第２の方向に折り畳まれる。いくつかの実施形態では、第１の側のパウチ材料５１８は、第２の側のパウチ材料５１８と少なくとも約１５０度、少なくとも約１５５度、少なくとも約１６０度、少なくとも約１６５度、少なくとも約１７０度、少なくとも約１７５度、少なくとも約１８０度、少なくとも約１８５度、少なくとも約１９０度、少なくとも約１９５度、少なくとも約２００度、または少なくとも約２０５度、の角度を形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の側のパウチ材料５１８は、第２の側のパウチ材料５１８と約２１０度以下、約２０５度以下、約２００度以下、約１９５度、約１９０度以下、約１８５度以下、約１８０度以下、約１７５度以下、約１７０度以下、約１６５度以下、約１６０度度以下、または約１５５度以下、の角度を形成することができる。それらの間の全ての値および範囲を含めて、上記で参照した角度の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも約１５０度かつ約２１０度以下、または少なくとも約１６０度かつ約２００度以下）。いくつかの実施形態では、第１の側のパウチ材料５１８は、第２の側のパウチ材料５１８と約１５０度、約１５５度、約１６０度、約１６５度、約１７０度、約１７５度、約１８０度、約１８５度、約１９０度、約１９５度、約２００度、約２０５度、または約２１０度、の角度を形成することができる。

【0041】

図５Ｃは、フレーム５２０のうちの１つの詳細を示す。図示のように、フレーム５２０は、結合ペグ５２１と、取り付け穴５２２と、タブ通路５２３と、通気孔５２４とを含む。いくつかの実施形態では、複数のフレーム５２０を互いに積み重ねることができる。いくつかの実施形態では、結合ペグ５２１は、フレーム５２０のうちの１つを別のものに結合するのに役立つことができる。第１のフレームの結合ペグ５２１は、第２のフレームの結合ペグ５２１の下側の空洞に嵌合することができる。取り付け穴５２２により、ヒートシンク５３０および／または圧力プレート５５０をフレーム５２０に（例えば、ボルトまたはネジを介して）結合することができる。タブ通路５２３は、フレーム５２０の薄肉部分であり、そこをタブ（例えば、アノードタブ５１６および／またはカソードタブ５１７）が通過して、隣接するセルに接続することができる。いくつかの実施形態では、フレーム５２０が金属である場合、タブ通路５２３は絶縁材料を含むことができる。通気孔５２４により、電気化学セルモジュール５００の製造中の脱ガスが可能になる。電気化学セルモジュール５００の製造が完了した後、通気孔５２４を（例えば金属によって）充填することができる。いくつかの実施形態では、フレームは、通気孔５２４が電気化学セル５１０のパウチ材料内の１つまたは複数の通気孔と整列またはほぼ整列するように構築され得る。いくつかの実施形態では、電気化学セル５１０のパウチ材料内の通気孔は、図２Ａ～図２Ｂを参照して上述したように、通気孔２１９と同じまたは実質的に同様であり得る。

【0042】

図６は、一実施形態による電気化学セル６１０を示す。図示のように、電気化学セル６１０は、アノード材料６１１と、アノード集電体６１２と、カソード材料６１３と、カソード集電体６１４と、セパレーター６１５と、アノードタブ（図示せず）と、カソードタブ６１７と、パウチ材料６１８とを含む。電気化学セル６１０は、フレーム部材６２０およびヒートシンクに接触しており、電気化学セル６１０、フレーム部材６２０、およびヒートシンク６３０は、外部ケーシング６６０の内部に収容される。いくつかの実施形態では、アノード材料６１１、アノード集電体６１２、カソード材料６１３、カソード集電体６１４、セパレーター６１５、アノードタブ、カソードタブ６１７、パウチ材料６１８、ヒートシンク６３０、および外部ケーシング６６０は、図５Ａ～図５Ｃを参照して上述したように、アノード材料５１１、アノード集電体５１２、カソード材料５１３、カソード集電体５１４、セパレーター５１５、アノードタブ、カソードタブ５１７、パウチ材料５１８、外部ケーシング５６０、と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、アノード材料６１１、アノード集電体６１２、カソード材料６１３、カソード集電体６１４、セパレーター６１５、アノードタブ、カソードタブ６１７、パウチ材料６１８、ヒートシンク６３０、外部ケーシング６６０の特定の態様については、ここでは詳細に説明しない。

【0043】

図示されるように、カソードタブ６１７は、タブ通路６２３を介してフレーム部材６２０を通って延び、外部ケーシング６６０の内側壁に接触する。いくつかの実施形態では、タブ通路６２３は、図５Ａ～５Ｃを参照して上述したように、タブ通路５２３と同じまたは実質的に同様であり得る。いくつかの実施形態では、カソードタブ６１７は、外部ケーシング６６０の内側壁に溶接され得る。いくつかの実施形態では、カソードタブ６１７は、正極端子（図示せず）に電気的に結合される金属棒（図示せず）に溶接することができる。同様に、アノードタブは、タブ通路６２３を介してフレーム部材６２０を通って延在することができ、外部ケーシング６６０の内側壁に接触する。いくつかの実施形態では、アノードタブは、正極端子に電気的に結合される金属棒（図示せず）に溶接することができる。

【0044】

図７Ａ～７Ｅは、一実施形態による、電気化学セルモジュール７００を形成する方法を示す。図７Ａは、底部ケーシング７６０ａの補助図を示す。図７Ｂは、電気化学セル７１０から延在するパウチ材料７１８を有する電気化学セル７１０のスタックを示す。図７Ｂでは、電気化学セル７１０が、底部ケーシング７６０ａの上に示されており、底部ケーシング７６０ａ内に下げられている。図７Ｃは、底部ケーシング７６０ａの壁によってパウチ材料７１８が上方に折り畳まれるように、底部ケーシング７６０ａ内に置かれた電気化学セル７１０のスタックを示す。図７Ｄでは、上部ケーシング７６０ｂが底部ケーシング７６０ａおよび電気化学セル７１０の上に示される。上部ケーシング７６０ｂは、上部ケーシング７６０ｂと底部ケーシング７６０ａが互いに嵌合するように、底部ケーシング７６０ａ上に降下される。図示されるように、上部ケーシング７６０ｂは底部ケーシング７６０ａよりも小さく、その結果、上部ケーシング７６０ｂは底部ケーシング７６０ａの内側に嵌合し、パウチ材料にさらなる折り目を生じさせる。いくつかの実施形態では、上部ケーシング７６０ｂが底部ケーシング７６０ａの外側の周りに嵌合するように、上部ケーシング７６０ｂは底部ケーシング７６０ａより大きくてもよい。図７Ｅは、完全に形成される電気化学セルモジュール７００を示す。

【0045】

いくつかの実施形態では、底部ケーシング７６０ａおよび／または上部ケーシング７６０ｂは、剛性かつ非可撓性であり得る。いくつかの実施形態では、底部ケーシング７６０ａおよび／または上部ケーシング７６０ｂは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、または任意の他の適切なケーシング材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、底部ケーシング７６０ａおよび／または上部ケーシング７６０ｂは、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約２００μｍ、少なくとも約３００μｍ、少なくとも約４００μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約６００μｍ、少なくとも約７００μｍ、少なくとも約８００μｍ、少なくとも約９００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約１．５ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約２．５ｍｍ、少なくとも約３ｍｍ、少なくとも約３．５ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、または少なくとも約４．５ｍｍ、の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、底部ケーシング７６０ａおよび／または上部ケーシング７６０ｂは、約５ｍｍ以下、約４．５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３．５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約９００μｍ以下、約８００μｍ以下、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、または約２００μｍ以下、の厚さを有することができる。それらの間の全ての値および範囲を含めて、上記で参照した厚さの組み合わせも可能である（例えば、少なくとも約１００μｍで約５ｍｍ以下、または少なくとも約５００μｍで約１．５ｍｍ以下）。いくつかの実施形態では、底部ケーシング７６０ａおよび／または上部ケーシング７６０ｂは、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、または約５ｍｍ、の厚さを有することができる。

【0046】

図８Ａ～８Ｅは、一実施形態による、電気化学セルモジュール８００を形成する方法を示す。図８Ａは、底部ケーシングシート８６０ａの平面図を示す。図示されるように、底部ケーシングシート８６０ａは、折り曲げるためのミシン目線８６１を含む。図８Ｂは、電気化学セルから延在するパウチ材料８１８を有する電気化学セル８１０のスタックを示す。底部ケーシングシート８６０ａは電気化学セル８１０の下に配置され、一方、上部ケーシングシート８６０ｂは電気化学セル８１０の上に配置される。底部ケーシングシート８６０ａおよび上部ケーシングシート８６０ｂは、電気化学セル８１０のスタックに向かって移動される。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび上部ケーシングシート８６０ｂを、同時に電気化学セル８１０のスタックに向かって移動させることができる。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび上部ケーシングシート８６０ｂは、異なる時間に電気化学セル８１０のスタックに向かって移動することができる。図８Ｃは、底部ケーシングシート８６０ａがパウチ材料８１８を折り畳むように（すなわち、ミシン目線８６１に沿って）折り畳まれた底部ケーシングシート８６０ａを示す。図８Ｄに示されるように、上部ケーシングシート８６０ｂは、上部ケーシングシート８６０ｂが底部ケーシングシート８６０ａに接触し、電気化学セル８１０を収容するように折り畳まれる。図８Ｅに示されるように、底部ケーシングシート８６０ａおよび上部ケーシングシート８６０ｂは、接合領域８６５において互いに接合されて、電気化学セルモジュール８００を形成する。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび上部ケーシングシート８６０ｂは、テープ、接着剤、超音波溶接、または任意の他の適切な接合方法、またはそれらの組み合わせを介して互いに接合され得る。

【0047】

いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび／または上部ケーシングシート８６０ｂは、可撓性材料で構成することができる。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび／または上部ケーシングシート８６０ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または任意の他の適切な可撓性材料で構成することができる。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび／または上部ケーシングシート８６０ｂは、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約１５０μｍ、少なくとも約２００μｍ、少なくとも約２５０μｍ、少なくとも約３００μｍ、少なくとも約３５０μｍ、少なくとも約４００μｍ、少なくとも約４５０μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約５５０μｍ、少なくとも約６００μｍ、少なくとも約６５０μｍ、少なくとも約７００μｍ、少なくとも約７５０μｍ、少なくとも約８００μｍ、少なくとも約８５０μｍ、少なくとも約９００μｍ、または少なくとも約９５０μｍ、の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび／または上部ケーシングシート８６０ｂは、約１ｍｍ以下、約９５０μｍ以下、約９００μｍ以下、約８５０μｍ以下、約８００μｍ以下、約７５０μｍ以下、約７００μｍ以下、約６５０μｍ以下、約６００μｍ以下、約５５０μｍ以下、約５００μｍ以下、約４５０μｍ以下、約４００μｍ以下、約３５０μｍ以下、約３００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、または１００μｍ以下、の厚さを有することができる。それらの間の全ての値および範囲を含めて、上記で参照した厚さの組み合わせも可能である（例えば、少なくとも約５０μｍで約１ｍｍ以下、または少なくとも約１００μｍで約４００μｍ以下）。いくつかの実施形態では、底部ケーシングシート８６０ａおよび／または上部ケーシングシート８６０ｂは、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約２５０μｍ、約３００μｍ、約３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、７５０μｍ、８００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、または約１ｍｍ、の厚さを有することができる。

【0048】

図９Ａ～９Ｅは、一実施形態による、電気化学セルモジュール９００を形成する方法を示す。図示のように、電気化学セルモジュール９００は、複数の電気化学セル９１０と、電気化学セル９１０から延在するパウチ材料９１８とを含む。いくつかの実施形態では、電気化学セル９１０およびパウチ材料９１８は、図８Ａ～８Ｅを参照して上述したように、電気化学セル８１０およびパウチ材料８１８と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、電気化学セル９１０およびパウチ材料９１８の特定の態様については、本明細書ではさらに詳細に説明しない。

【0049】

図９Ａは、電気化学セル９１０から延在するパウチ材料９１８を備えた単一の電気化学セル９１０を示す。図９Ｂは、パウチ材料９１８の第１の部分がパウチ材料の第２の部分と角度を形成するように、部分的に折り畳まれたパウチ材料９１８の縁部を示す。図９Ｃは、折り重ねられ、接着剤９２５を介してパウチ材料の第２の部分に接着されたパウチ材料９１８の第１の部分を示す。図９Ｄは、図９ＣでマークされたボックスＤの詳細図を示す。示されるように、パウチ材料９１８の第１の部分が折り重ねられ、接着剤９２５を介してパウチ材料９１８の第２の部分に接着される。いくつかの実施形態では、パウチ材料９１８は、接着剤９２５を使用せずに折り畳むことができる。換言すれば、パウチ材料９１８の第１の部分が、パウチ材料９１８の第２の部分に接着されることなく、その上に折り畳まれることができる。パウチ材料９１８の縁部を折り畳むと、パウチ材料９１８は、折り畳まれていないパウチ材料９１８の縁部よりも硬くなり、より頑丈になる。図９Ｅは、電気化学セルモジュール９００を形成するために積層された複数の電気化学セル９１０を示す。折り畳まれたパウチ材料９１８の剛性は、ケーシング（図示せず）内に配置されるときに電気化学セル９１０の整列を維持するのに役立つことができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル９１０のスタックを一度にケーシング内に配置することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル９１０は、ケーシング内に１つずつ配置することができる。

【0050】

図１０Ａ～１０Ｃは、一実施形態による、電気化学セルモジュール１０００を形成する方法を示す。図示のように、電気化学セルモジュール１０００は、パウチ材料１０１８を備えた電気化学セル１０１０を含む。いくつかの実施形態では、電気化学セル１０１０およびパウチ材料１０１８は、図９Ａ～９Ｅを参照して上述したように、電気化学セル９１８およびパウチ材料９１８と同じまたは実質的に同様であり得る。したがって、電気化学セル１０１０およびパウチ材料１０１８の特定の態様については、本明細書ではさらに詳細に説明しない。

【0051】

図１０Ａは、電気化学セル１０１０のスタックの両側にサイドパネル１０６７を有する電気化学セル１０１０のスタックを示す。図１０Ｂは、サイドパネル１０６７と接触して平坦な状態にあるパウチ材料１０１８の縁部を示す。図１０Ｃは、サイドパネル１０６７、上部パネル１０６８ａ、および底部パネル１０６８ｂによっておおわれた電気化学セル１０１０のスタックを示す。図示されるように、サイドパネル１０６７は、パウチ材料１０１８の縁部に接触し、それらを平らにして、電気化学セルモジュール１０００内部の空きスペースの量を減少させる。図示のように、サイドパネル１０６７は湾曲形状を有する。サイドパネル１０６７の湾曲形状は、パウチ材料１０１８の縁部が共通の領域に集められ、ランダムな方向に曲がらないように、電気化学セルのスタック１０１０の垂直中心近くでパウチ材料１０１８の縁部を囲むのに役立つ。いくつかの実施形態では、サイドパネル１０６７は、パウチ材料１０１８の縁を一緒に囲むために鋭いＶ字形を有することができる。

【0052】

いくつかの実施形態では、パウチ材料１０１８の縁部は、サイドパネル１０６７と接触する前に一緒にされることができる。いくつかの実施形態では、パウチ材料１０１８の縁部は、パウチ材料１０１８の縁部を電気化学セル１０１０のスタックの垂直方向中心近くに押す取り外し可能なツールの使用を介して集められ得る。これは、サイドパネル１０６７が取り付けられるときにパウチ材料１０１８の縁部が意図された位置にあることを保証するのに役立つことができる。

【0053】

図１０Ｃは、上部パネル１０６８ａおよび底部パネル１０６８ｂがサイドパネル１０６７に固定されることを示す。いくつかの実施形態では、上部パネル１０６８ａおよび底部パネル１０６８ｂは、テープおよび／または接着剤を介してサイドパネル１０６７に固定され得る。いくつかの実施形態では、上部パネル１０６８ａおよび底部パネル１０６８ｂは、サイドパネル１０６７を電気化学セルのスタック１０１０に固定した状態に保つのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、接着剤（図示せず）を使用して、上部パネル１０６８ａまたは底部パネル１０６８ｂを含まずにサイドパネル１０６７をパウチ材料１０１８の縁部に固定することができる。いくつかの実施形態では、電気化学セル１０１０のスタックおよびサイドパネル１０６７をケーシング（図示せず）内に配置して、電気化学セルモジュール１０００を形成することができる。いくつかの実施形態では、サイドパネル１０６７をケーシングに組み込むことができる。

【0054】

さまざまな概念が１つまたは複数の方法として具現化される可能性がありそのうちの少なくとも１つの例が提供されている。方法の部分として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けすることができる。したがって、実施形態は、例示と異なる順序で行為が実施されるように構築されてもよく、これには、例示の実施形態で連続した行為として示しているにもかかわらず、一部の行為を同時に実施することが含まれ得る。言い換えると、そのような機能は必ずしも特定の実行順序に限定されるわけではなく、本開示と一致する方法で連続的、非同期的、同時実行的、並行的、同時的、同期的に実行され得る任意の数のスレッド、プロセス、サービス、サーバーなどに限定される可能性があることを理解されたい。したがって、これらの特徴のいくつかは、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し得る。同様に、一部の機能はイノベーションの１つの側面に適用できるが、他の側面には適用できない。

【0055】

さらに、本開示は、現在説明されていない他のイノベーションを含む可能性がある。出願人は、かかるイノベーションを具体化する権利、追加出願、継続出願、一部継続出願、分割出願等を提出する権利を含む、かかるイノベーションに関す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、特徴、論理的、操作的、組織的、構造的、トポロジー的、および／または他の側面は、実施形態によって定義されるような本開示に対する限定、または実施形態と同等のものに対する限定とみなされるべきではないことを理解されたい。個人および／または企業ユーザーの特定の要望および／または特性、データベース構成および／またはリレーショナルモデル、データタイプ、データ送信および／またはネットワークフレームワーク、構文構造などに応じて、本明細書で開示される技術のさまざまな実施形態は、本明細書で説明されるように、大幅な柔軟性およびカスタマイズを可能にする方法で実装され得る。

【0056】

本明細書で定義および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内の定義、および／または定義された用語の通常の意味を制御すると理解されるべきである。

【0057】

本明細書で使用される場合、特定の実施形態では、数値の前にある「約」または「およそ」という用語は、値プラスマイナス１０％の範囲を示す。ある範囲の値が与えられている場合、その範囲の上限値と下限値との間の各介在値（文脈においてそうではないと明確に謳われていない限り当該下限値の単位の十分の一の位で四捨五入されたもの）、および、その明示された範囲におけるいかなる他の明示された値または介在値も本開示に含まれると理解される。これらのより小さい範囲の上限および下限が独立してより小さい範囲に含まれ得ることも、記載された範囲内で特に除外される制限を条件として、本開示内に包含される。記載された範囲が制限の一方または両方を含む場合、それらの含まれる制限の一方または両方を除く範囲も開示に含まれる。

【0058】

本明細書および実施形態で使用される「および／または」という語句は、そのように結合される要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、ある場合には結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。「および／または」で記載される複数の要素は、同じように、すなわち、そのように結合された要素のうちの「１つまたは複数」と解釈されるべきである。「および／または」節によって具体的に識別される要素以外に、具体的に識別される要素に関係しようと、無関係であろうと、他の要素が随意的に存在し得る。したがって、非限定的な実施例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「含む」などの制限のない言語と組み合わせて使用される場合、一実施形態では、Ａのみを（任意でＢ以外の要素を含む）、別の実施形態では、Ｂのみを（Ａ以外の要素を任意に含む）、さらに別の実施形態では、ＡとＢとの両方（任意選択で他の要素を含む）等を指すことができる。

【0059】

本明細書および実施形態において使用される「または」は、上で定義された「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト内の項目を区切る場合、「または」または「および／または」は包括的である、すなわち、いくつかのまたはリストされた要素の、および場合によって別のリストされていないアイテムのうちの少なくとも１つを含むが、それらのうちの複数も含むと解釈されるものとする。それとは反対であると明確に指示される用語、例えば「のうちの１つのみ」もしくは「のうちのまさに１つ」、または実施形態において使用する時の「から成る」などの用語のみ、多数のまたは列挙された要素のうちのまさに１つの要素を包含することを指す。一般に、本明細書で使用する場合、「または」という用語は、「いずれか」、「のうちの１つ」、「のうちの１つのみ」、または「のうちのまさに１つ」など、排他的な用語が先行するときには、排他的な選択肢（すなわち「両方ではなく一方または他方」）を示すとのみ解釈されるものとする。「本質的に～から成る」は、実施形態で使用されるとき、特許法の分野で使用されるようなその通常の意味を有するものとする。

【0060】

本明細書および実施形態で使用する場合、１つまたは複数の要素のリストに関連する「少なくとも１つ」という語句は、要素のリストの中の要素のいずれか１つまたは複数から選択される、少なくとも１つの要素を意味するが、要素のリスト内で具体的に列挙したありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストのいかなる要素の組み合わせも除外するものではないと理解されるべきである。この定義はまた、具体的に識別される要素に関係しようと、無関係であろうと、「少なくとも１つ」という語句が指す、要素のリスト内で具体的に識別される要素以外に、要素が随意で存在し得ることを許容する。それゆえに、非限定的な実施例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または等価的に「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、もしくは等価的に「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態においてＢは存在せず、任意選択的に２つ以上のＡを含む、少なくとも１つのＡ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）、別の実施形態においてＡは存在せず、任意選択的に２つ以上のＢを含む、少なくとも１つのＢ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）、また別の実施形態において任意選択的に２つ以上のＡを含む、少なくとも１つのＡ、および任意選択的に２つ以上のＢを含む、少なくとも１つのＢ（任意選択的に他の要素を含む）を指すことなどができる。

【0061】

実施形態、ならびに上記の明細書で、全ての移行句、例えば、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「持つ（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保つ（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「から構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ）」、および類似のものは制限がないと理解され、すなわち、含むがそれに限定はされないということを意味する。「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」および「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という移行句のみが、米国特許局の特許審査手続便覧、セクション２１１１．０３に規定の通り、それぞれ閉鎖的または半閉鎖的な移行句であるものとする。

【0062】

本開示の特定の実施形態について上に概説したが、当業者には多くの代替案、修正形態、および変形形態が明らかであろう。したがって、本明細書に記載される実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を行うことができる。上述の方法およびステップが、特定のイベントが特定の順序で発生することを示す場合、本開示の恩恵を受ける当業者であれば、特定のステップの順序は変更可能であり、そのような変更は、本発明の変形例に従うことを認識するであろう。さらに、いくつかのステップは、上記のように順次実行されるだけでなく、可能であれば並列プロセスで同時に実行され得る。実施形態を特に図示し説明してきたが、形態および詳細においてさまざまな変更を行うことができることが理解されるであろう。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【国際調査報告】