JPH09511615A - 再充電可能な正電極 - Google Patents

再充電可能な正電極

Info

Publication number
JPH09511615A
JPH09511615A JP8516822A JP51682296A JPH09511615A JP H09511615 A JPH09511615 A JP H09511615A JP 8516822 A JP8516822 A JP 8516822A JP 51682296 A JP51682296 A JP 51682296A JP H09511615 A JPH09511615 A JP H09511615A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
compound
electrode
sulfur
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP8516822A
Other languages
English (en)
Inventor
チュ・メイ−イング
Original Assignee
ポリプラス・バッテリー・カンパニー・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/479,687 external-priority patent/US5582623A/en
Application filed by ポリプラス・バッテリー・カンパニー・インコーポレーテッド filed Critical ポリプラス・バッテリー・カンパニー・インコーポレーテッド
Publication of JPH09511615A publication Critical patent/JPH09511615A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0411—Methods of deposition of the material by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0414—Methods of deposition of the material by screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0421—Methods of deposition of the material involving vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0421—Methods of deposition of the material involving vapour deposition
    • H01M4/0423—Physical vapour deposition
    • H01M4/0426—Sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H01M4/5815—Sulfides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/626—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/168—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/181—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/188—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40—Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 固体相活性イオウベースの複合電極を作成する方法が開示されている。この方法は、電極構成要素（電気化学的に活性な材料と、電子導電体と、イオン導電体とを含む）を組み合わせてスラリにする工程から始まる。次に、このスラリを、電極構成要素がよく混合されて、凝集しないように均質化される。その後、直ちに、電極構成要素が、あまり沈降したり分離したりしないうちに、スラリを基板上にコーティングして薄膜を形成する。最後に、電極構成要素があまり再分配されないように、コーティングされた膜を乾燥して電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 再充電可能な正電極技術分野 本発明は、一般に、活性イオウによって特徴づけられる正電極に関する。この 電極は、好ましくは再充電可能であり、いくつかの好ましい実施例においては、 薄膜の形で形成されている。アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、炭素 挿入電極等の種々の負電極が、この正電極と接続されて電池を構成し、好ましく は高い重量エネルギ密度（Ｗｈ／ｋｇ）と体積エネルギ密度（Ｗｈ／ｌ）とを有 する。背景技術 国際市場におけるポータブル電子デバイスの急速な普及に伴って、高度２次電 池に対する要求が高まっている。このようなデバイス、例えば、携帯電話、ラッ プトップコンピュータ等、のミニチュア化は、高いエネルギ密度（軽重量）を有 する再充電可能な電池に対する要求を加速している。同時に、廃棄物技術の環境 への影響に関する関心が高まるにつれて、１次電池から再充電可能なシステムに 顕著なシフトを生じさせている。 さらに、有毒廃棄物に関する意識の高まりが、ある部分においては、ニッケル ／カドミウム電池における有毒なカドミウム電極を、より環境に優しいニッケル ／金属水素化物電池の水素吸蔵電極に置き換える努力を動機づけている。 ２次電池は現代社会において広く用いられており、特に、大量のエネルギが必 要とされない場合には特によく用いられている。しかし、かなりの大出力を要す る場合にも、電池を使用することが望ましく、例えば電気自動車や負荷均一のた めの、高エネルギ密度で中出力に適した電池の開発に多くの努力が注がれている 。もちろん、このような電池は、カメラやポータブル録音機器のような、より低 い出力のものにも適用可能である。 現時点において、最も普通の２次電池は、多分、自動車で用いられている鉛蓄 電池である。これらの電池は、あまり性能が劣化することなく多数回の充電サイ クルを行うことができるという利点を有している。しかし、このような電池は、 エネルギ／重量比が低い。同様な問題は、ニッケル／カドミウムシステムやニッ ケル金属水素化物システム等の、ほとんどの他の電池システムにも存在する。 高い出力密度の電池の開発の成功に導くファクタの中に、高い電池電圧と、低 い等価重量電極物質に対する要求がある。電極物質は、また、十分な電子的／イ オン的伝導度と、高い酸化／還元反応可逆性と、優れた熱的化学的安定性とを、 特定の適用条件における温度範囲において有するという基本的な電気化学的要求 を満たさなくてはならない。重要なことは、電極物質は、適度に安価であり、広 く調達することができ、有毒でなく、処理が容易でなければならない。 このように、より小さく、軽く、安く、無害な電池が、次世代の電池として求 められている。リチウムは、等価重量が小さいので、重量比を改善する電池電極 材料として魅力的である。リチウムは、また、従来の電池の標準であるニッケル およびカドミウムよりも、体積当たりのエネルギが大きい。 イオウも、等価重量が低く、低コストであり、無害なので、電池材料の候補と して魅力的である。リチウム／有機イオウ電池の成功例も知られている（DeJong he et al．の米国特許第４，８３３，０４８号および第４，９１７，９７４号、 および、Visco et al.の米国特許第５，１６２，１７５号を参照）。 しかし、アルカリ金属／イオウ電池において、イオウ元素に基づく正電極を利 用することには、問題があると考えられている。理論的には、イオウのアルカリ 金属硫化物への還元は、大きなエネルギ密度を有するが、イオウは優秀な絶縁物 としても知られており、イオウを電極として使用する場合の種々の問題点が述べ られている。従来技術において述べられているこのような問題点の中には、イオ ウを不活性電子伝導体に隣接させる必要性や、バルク物質の利用度がきわめて低 いことや、可逆性が低いこと、炭素粒子や集電体の表面上に絶縁イオウ皮膜が形 成されて他の電極物質と電子的に絶縁してしまうこと、等がある。（DeGott，P の"Polymere Carbone-Soufre Synthese et Proprietes Electrochimiques"，Ins titut National Polytechnique de Grenobleの博士論文（１９８６年６月１９日 ）の１１７頁参照）。 同様に、Rauh et al．は「有機電解質を有するリチウム／溶融イオウ電池」， J．Electrochem．Soc.，126(4)（１９７９年４月）の５２３頁において次のよう に述べている：「Ｓ8およびその完全放電物質，Ｌi2Ｓ，は電気的な絶縁物であ る。このように、正電極物質の絶縁は、…Ｌi／Ｓ電池に対して低い結果を与え るという傾向にある。」 さらに、PeramunageおよびLicht は、「水系電池のための固体イオウカソード 」，Science，261（１９９３年８月２０日）の１０２９，１０３０頁において次 のように述べている：「低い（室温）温度においては、イオウ元素は、きわめて 不溶性で絶縁性の固体であり、有用な正電極物質とは期待できない。」しかし、 PeramunageとLicht は、イオウを水系のイオウ飽和多硫化物溶液に接触させるこ とによって、イオウを絶縁物からイオン伝導体に変換することを見いだした。 イオウ電極および／またはポリサルファイド（他硫化物）電極を、非水系また は水系液体電解質リチウム電池において（すなわち液体状態で）使用することが 知られている。例えば、Peled とYamin は、米国特許第４，４１０，６０９号に おいて、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中でリチウムとイオウを直接反応させる ことによって作成されたポリサルファイド正電極Ｌi2Ｓxの使用を記載している 。このような電池では、リチウム金属箔を有する液体電解質を利用しており、繰 り返しの効率が低いので、Peled とYamin の特許は、このシステムを１次電池と して記載している。Rauh et al．は、「再充電可能なリチウム／イオウ電池（要 約）」，J．Power Source，26（１９８９年）の２６９頁において、このような 電池の繰り返し効率の低さを述べており、２７０頁において、「ほとんどのセル は、リチウムの劣化によって、だめになる」と述べている。 液体形式のリチウム／イオウ電池システムに関する他の文献には、次のような ものがある：Yamin et el．「リチウム／イオウ電池」J．Electrochem．Soc.，1 35(5)の１０４５頁（１９８８年５月）；Yamin およびPeled「非水系リチウム／ イオウ電池の電気化学」Sources，9の２８１頁（１９８３年）；Peled et al． 「リチウム／イオウ電池：ジオキソランベース電解質」J．Electrochem．Soc.， 136(6)の１６２１頁（１９８９年６月）；Benett et al．の米国特許第４，４６ ９，７６１号；FarringtonおよびRothの米国特許第３，９５３，２３１号；Nole およびMossの米国特許第３，５３２，５４３号；Lauck,H.の米国特許第３，９１ ５，７４３号および第３，９０７，５９１号；Societe des Accumulateurs Fixe s et de Tractionの「リチウム／イオウ電池」Chem．Abstracts,66の１０３６０ 頁のアブストラクト番号１１１０５５ｄ（１９６７頁）；および、Lauck,H.の「 リチウム負電極およびイオウ正電極を用いた蓄電池」Chem．Abstracts,80の頁４ ６６〜４６７頁のアブストラクト番号９８５５（１９７４年）。 上記のDegottは、１１８頁において、アルカリ金属／イオウ電池システムは、 種々の形態において研究されてきており、研究された形態のそれぞれにおいて問 題がある、と述べている。例えば、Degottは、「すべて液体」のシステムは、液 体リチウムと液体イオウの腐食性の問題を含む多くの問題から、いち早く放棄さ れたと述べており、また、正電極において形成される硫化リチウムは、イオウと 反応して、電解質中で溶解するポリサルファイドＬi2Ｓxになることを述べてい る。 電極が溶融状態または溶解状態にあるアルカリ金属／イオウシステムに関して は、電解質は、例えば１３０℃〜１８０℃の範囲、および、３００℃〜３５０℃ の範囲において機能する固体であり、Degottは１１８頁において、次第に電池の 容量が小さくなり、電解質に電子伝導性が現れるという問題や、安全性や腐食性 の問題について述べている。Degottは、さらに、電極が固体の場合と有機液体の 場合において、負電極が固体で電解質も固体であり正電極が液体である場合に至 るまで、アルカリ金属／イオウ電池システムにおいて見られる問題点をリストア ップしている。このような問題の中には、イオウの不完全な還元や、平凡な可逆 性、最大出力密度の低さ（低速放電に限定された性能）、Ｌi2Ｓと溶融イオウと の反応に起因するＬi2Ｓのパッシベーション層の破壊と溶融ポリサルファイドの 形成、および、リチウムの存在下における溶剤の安定性に関する問題がある。 Degottは、また、１１７頁において、良好な可逆性に対する基本的な障害につ いて次のように述べている。アルカリ金属硫化物はイオン伝導体なので、それら は、集電体がイオウに隣接している範囲において、還元反応の伝搬を許容する。 これに対して、それらの再酸化は、正電極上における絶縁イオウ層の形成につな がり、この絶縁イオウ層は、他の構成材料をイオン的に絶縁して、可逆性を低め る。 Degottは、１１９頁において、アルカリ金属／イオウ電池システムとしてどの ような形態がとられたとしても、イオウの絶縁的性質が、克服困難な大きな障害 となる、と明確に結論している。Degottは、さらに、スラリから製作されたイオ ウ複合電極に関する予備的な電気化学的実験についても述べている。このスラリ は、次のような組成をアセトニトリル中で混合することによって準備された：イ オウ４６％，アセチレンブラック１６％，（ＰＥＯ）8／ＬiＣlＯ4（ポリエチレ ン酸化物／リチウムパークロレート）。得られたスラリは、ステンレススチール 基板の上に「毛管作用」によって堆積された。このような予備的実験から、Dego ttは、１２８頁において、（３点接触によって）複合電極の効率を最適化しても 、イオウ元素は「すべて固体」の形態において、２次電池の電極を構成する物質 としては考慮することができないことが明らかである、と結論している。 現行の固体リチウム２次電池システムは、約１２０Ｗｈ／ｋｇのエネルギ密度 に限定されている。これよりも高いエネルギ密度を有する電池システムは、非常 に望ましいものであろう。 約１５０Ｗｈ／ｋｇよりも大きな実用的なエネルギ密度を有する固体電池が室 温において動作可能であれば、さらに望ましいであろう。さらに、エネルギ密度 が高く、また、室温で動作可能な固体電池が、再現性良く、複数単位で安定に製 造できれば、もっと有利である。 液体電解質が用いられるリチウム電池においては、電解質の漏洩によってリチ ウムが空気に曝され、水蒸気および酸素と急速に反応する。十分にケーシングす れば、このような反応は防止することができ、危険な、腐食性の、可燃性または 有毒な溶剤に曝されないように、ユーザと環境とを守ることができるが、電池に よけいな重量が加算される。固体電池は、電解質の漏洩やリチウムの露出の問題 を大幅に低下させ、電池の重量を低減することができるであろう。 さらに、従来技術（例えば上述したRauh et al．）において述べられたリチウ ム劣化の問題を克服する電池形態は、多くの利点があるであろう。 要約すれば、現在利用可能な金属／イオウ電池システムにおける欠点は、低い 繰り返し効率、低い可逆性、リチウムの劣化、２００℃以上の動作温度、等を含 んでいる。電池に技術分野における実務家は、これらの制限を克服するような固 体またはゲルの金属／イオウ電池システムを長い間求めていた。発明の開示 この発明は、低い等価重量と高いセル電圧を有し、従って高いエネルギ密度を 有し、周囲温度および周囲温度以下の温度を含む広い温度範囲において動作する 電池セルのための正電極を提供する。この発明の電池に対する動作温度範囲の一 例は、−４０℃〜１４５℃である。この発明の電池は、再充電可能であることが 好ましい。薄膜タイプの電池セルは、好ましい実施例である。 この発明の正電極は、比較的低い等価重量を有する活性イオウベースの物質を 含んでいる。この電極は、理論的な完全充電状態において、イオウ元素と、好ま しくはイオン伝導性の物質と、電子伝導性の物質とを含む複合物である。放電に おいては、正電極の活性イオウは、負電極の金属と反応し、金属硫化物と金属多 硫化物（金属ポリサルファイド）を形成する。例えば、Ｍが負電極の金属とすれ ば、セル全体の反応は次のように記載される： ｘ／ｚＭ＋Ｓ＝Ｍx/zＳ ここで、Ｍは電池セルの負電極において活物質として機能する任意の金属であり 、活性イオウは、正電極における活物質；ｘはｘ＝０からｘ＝２の間の値；ｚは 金属の原子価；Ｓはイオウを示す。 Ｍは、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属で構成される グループから選択される。Ｍは、アルカリ金属で構成されるグループから選択さ れることがより好ましく、さらに、リチウムまたはナトリウムであることが好ま しい。Ｍとしては、リチウムがもっとも好ましい。 さらに詳しくいえば、この発明の好ましい実施例において、例えば、負電極は リチウムを含み、セル全体の反応は、ｚ＝１であって、次のように書き表される 。 ｘＬi＋Ｓ＝ＬixＳ ここで、ｘ＝２の時には、このシステムの理論エネルギ密度の１００％が放出さ れている。 放電においては、正電極は、イオウと金属硫化物と金属多硫化物との組み合わ せになり、放電プロセスの間に、これらの含イオウ物質の割合が充電状態に応じ て変化する。正電極における充電／放電プロセスは可逆である。同様に、再充電 プロセスにおいても、含イオウ物質のパーセントが変化する。 正電極は、このように活性イオウと、活性イオウと混合されて電子が活性イオ ウと電子伝導物質との間を移動できるようにされた電子伝導性物質と、活性イオ ウと混合されてイオンがイオン伝導物質とイオウとの間を移動できるようにされ たイオン伝導性物質と、を含む電極複合物から作られる。 この複合正電極のイオン伝導物質は、重合体電解質であることが好ましく、さ らに好ましくはポリアルキレン酸化物であり、さらに、ポリエチレン酸化物が好 ましく、ポリエチレン酸化物中には適当な塩を加えてもよい。正電極において使 用できるイオン伝導物質としては、固体電解質セパレータやゲルセパレータにお いて後で述べられる構成のものを含んでいる。 複合正電極の電子伝導物質の例としては、カーボンブラック、共有結合した炭 素−炭素および／または炭素−窒素２重結合を有する電子伝導化合物や、ポリア ニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール等の電子伝導性ポリマ ー、および、これらの電子伝導物質の組み合わせが考えられる。正電極の電子伝 導物質は、電気触媒活性を有していてもよい。 このような複合イオウベース正電極は、さらに、性能向上のための添加物とし て次のようなものを添加してもよい。結合剤；例えばフタロシアニン、メタロセ ン、ブリリアントイエロー（Aldrich Catalog Handbook of Fine Chemicals；Al drich Chemical Company，Inc.，1001 West Saint Paul Avenue，Milwaukee，WI 53233(USA)）等の電気触媒；界面活性剤；分散剤（例えば電極の含有物の均質 性を改善するために）；および、保護層形成添加物（例えば、リチウム負電極を 防護するため）として、有機イオウ化合物、リン酸塩、ヨウ化物、ヨウ素、金属 硫化物、窒化物、およびフッ化物等、例えば、ＬiＩ，ＰbＳ，ＨＦ等。 このような電極において、活性イオウの範囲は、理論的に完全に充電された状 態において重量で２０％〜８０％の範囲である。この活性イオウベース複合電極 は、構成材料粒子が均質に分配され、構成材料粒子の分離および／凝集が避けら れるように処理されることが好ましい。 この発明の活性イオウベース複合正電極を用いて構成された金属／イオウ電池 システムは、少なくとも５％、さらに好ましくは少なくとも１０％の活性イオウ 利用率を有している。この利用率は、正電極に含まれているイオウ１グラム当た り１６８ｍＡｈという最小値に相当している。これは、利用率１００％において イオウ１グラム当たり１６７５ｍＡｈであるという理論値に基づいている。 この発明の正電極と組合わせて使用される電解質セパレータは、電極のセパレ ータとして機能するとともに、金属イオンの移動媒体として機能する。電子的に 絶縁性を有し、イオン伝導性を有する物質であって電気化学的に安定な、どのよ うな物質でも使用できる。例えば、重合されたガラスおよび／またはセラミック 物質は電解質セパレータとして適当であり、また、当業者によく知られているよ うな他の物質、例えば、多孔質膜やそのような物質の複合物等も使用できる。し かし、好ましくは、固体電解質セパレータは、セラミック、ガラス、または、例 えばポリエーテル、ピリイミン、ピリチオエーテル、ポリホスファゼン、ポリマ ーブレンド等の重合体（ポリマー）電解質等の、あらゆる適したもので構成され ており、その中に適当な電解質塩を加えるようにしてもよい。固体状態では、電 解質セパレータは、非プロトン性（中性）有機液を含むようにしてもよく、その 液体は電解質セパレータの全体重量の２０％未満（重量％）を構成する。 ゲル状態では、電解質セパレータは、少なくとも２０％（重量％）の非プロト ン性有機液を含み、その液体は、ゲル剤の混入によって不動性にされている。ゲ ル剤としては、例えばポリアクリロニトリル、ＰＶＤＦ、ＰＥＯ等のあらゆるも のが使用できる。 この発明の正電極を用いる液状形態の電池の液体電解質としても、非プロトン 性有機液が好ましい。この発明の正電極を使用して構成された液体形態電池セル は、さらに、液体電解質の中において不活性物理障壁として機能するセパレータ を備えることが好ましい。このようなセパレータとしては、例えば、ガラス、プ ラスチック、セラミック、重合物質、および多孔質膜と、当業者に知られている 他のセパレータが使用できる。 この発明の固体正電極およびゲル正電極は、電解質セパレータと負電極の特定 の形態に依存して、固体形態や液体形態の電池に使用できる。この発明の正電極 を使用する電池の形態に関わらず、負電極としては、あらゆる金属、金属のあら ゆる混合物、この発明の活性イオウベース複合正電極と組合わせられる負電極と して機能する能力を有する炭素または金属／炭素物質を使用できる。従って、こ の発明の正電極と組合わせて使用される、アルカリまたはアルカリ土類または遷 移金属（ポリエーテル電解質はｚ++のような２価のイオンを搬送することが知ら れている）のあらゆるものを含む負電極は、この発明の範囲内であり、特に、リ チウムおよび／またはナトリウムを含む合金が好ましい。 このような負電極の材料としては、ナトリウム、リチウム、ナトリウムやリチ ウムと他の１つ以上のアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属との混合物 が好ましい。この負電極の表面に、例えば添加剤の作用によって負電極上に生成 されるような保護層を有するように修正してもよく、この保護層としては、有機 イオウ化合物、リン酸塩、ヨウ化物、フッ化物、および／または負電極からの金 属イオン（例えば、リン酸リチウム中を移動するリチウムイオン）に対して伝導 性を有する不活性物理障壁や、ケイ酸ガラス、またはそれらの組合わせ等が使用 できる。 また、負電極として好ましい材料としては、炭素、リチウムまたはナトリウム 中に挿入された炭素、および、炭素とリチウムまたはナトリウムとの混合物等が 好ましい。ここで、負電極は、炭素、リチウムまたはナトリウム中に挿入された 炭素、および／または、炭素とリチウムまたはナトリウムとの混合物であること が好ましい。負電極が炭素である時には、正電極は完全放電状態にあり、リチウ ムまたはナトリウムの硫化物と多硫化物（ポリサルファイド）とを含んでいる。 電池の負電極として特に好ましいものは、高度に不規則化された炭素、例えば、 ポリｐ−フィニレンベースの炭素や、グラファイト層間化合物、および、ＬiyＣ6 、ここで、ｙ＝０．３〜２であり、例えばＬiＣ6，Ｌi2Ｃ6，ＬiＣ12等である 。負電極が炭素である時には、セルは、好ましくは正電極が完全放電状態におい てリチウムまたはナトリウムの硫化物および／または多硫化物を含むもので組立 てられる。この発明の固体およびゲル状態の正電極とともに、炭素、リチウムま たはナトリウムに挿入された炭素、および、リチウムまたはナトリウムと炭素と の混合物で構成された負電極を使用することは、電池が液体形態であるときに 特に有利である。 他の態様において、この発明は、含活性イオウ電極を形成する方法を提供する 。この方法は、次の工程を含むことを特徴とする：（ａ）活性イオウと、電子伝 導体と、イオン伝導体とを組み合わせて混合物を形成する工程；（ｂ）前記混合 物を均質化して均質混合物を形成する工程；および（ｃ）前記均質混合物から前 記含活性イオウ電極を形成する工程。この方法は、得られる含活性イオウ電極が 、電気化学反応に利用可能な少なくとも約５％（さらに好ましくは少なくとも約 １０％）の活性イオウを有するように行われる。多くの実施例において、この方 法は、電極の形成を容易にするためにスラリを形成する工程を含む。このような スラリの薄い層が基板上に堆積され、乾燥される。他の実施例においては、スラ リは形成されず、その代わりに、均質化工程が、前記活性イオウと、前記電子伝 導体と、前記イオン伝導体とを含む固体相混合物を均質化する工程を備える。い くつかのこのましい実施例においては、得られた均質混合物は、押し出し成形、 カレンダ成形、または、固体相ゴム処理方法として従来使用されている方法と類 似の方法によって電極に変換される。他の好ましい実施例においては、前記均質 混合物は、静電堆積、スパッタリング、蒸着、プリンティング、転写、ラミネー ティング、または、コーティング等の処理によって基板上に堆積される。 好ましい実施例においては、含活性イオウ電極形成工程は、毛管作用に依存し ない技術によって、基板上に前記均質混合物の層を堆積させる工程を含む。前記 均質混合物がスラリとして供給される場合には、前記の毛管作用でない堆積は、 得られるフィルムが分離せず、従って、前記活性イオウと前記イオン伝導体と前 記電子伝導体との間に良好な接触を提供し、前記活性イオウの５％以上の利用率 を達成するように寄与すると考えられる。 電極の形成にスラリが使用される時には、さらに、電極を形成するために乾燥 工程が利用される。スラリは、非接着性基板または集電体の上で乾燥されるよう にしてもよい。後者の場合には、電極は、乾燥によってほぼ完全に製作される。 前者の場合には、乾燥された電極は、まず、前記非接着性基板から除去され、さ らに、集電体に付着させて前記含活性イオウ電極が前記集電体に電気的に接触す るようにする。 本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の図面および詳細な説明に記載され、 例示される。図面の簡単な説明 図１は、この発明によって電極を形成する際に利用される重要な工程を示すフ ローチャートである。 図２は、この発明に一実施例において、スラリの膜を基板上に堆積するために 使用する固定チューブ装置を示す図である。 図３は、この発明の一実施例における連続スラリ膜堆積装置を示す図である。 図４は、この発明の、Ｌi／電解質セパレータ／活性イオウ電極電池の概要を 示す図である。 図５は、この発明のリチウムセル（Ｌi／アモルファスＰＥＯ／活性イオウ） の可逆サイクル性能を、各サイクルに対して３０℃、活性イオウ容量３３０ｍＡ ｈ／ｇｍにおいて評価した結果を示す図である。 図６は、この発明のリチウムセル（Ｌi／アモルファスＰＥＯ／活性イオウ） の正電極の３０℃で評価された活性イオウの利用率を示す図である。 図７は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ゲル状態電解質セパレータ／活性イ オウ）の正電極の３０℃で評価された活性イオウの利用率を示す図である。 図８は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ＰＥＯ／活性イオウ）の正電極の９ ０℃で評価された活性イオウの利用率を示す図である。 図９は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ＰＥＯ／活性イオウ）の可逆サイク ル性能を、各サイクルに対して９０℃、活性イオウ容量４００ｍＡｈ／ｇｍにお いて評価した結果を示す図である。 図１０は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ＰＥＯ／活性イオウ）の可逆サイ クル性能を、９０℃で評価した結果を示す図である。 図１１は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ＰＥＯ／活性イオウ）のピーク出 力性能を、９０℃で評価した結果を示す図である。 図１２ａは、実施例１〜８に記載されたように準備され、動作するセルの性能 を示すテーブルである。 図１２ｂは、実施例９〜１５に記載されたように準備され、動作するセルの性 能を示すテーブルである。 図１３は、この発明のリチウムセル（Ｌi／ＰＥＯ／活性イオウ）のピーク出 力性能を、９０℃で評価した結果を示す図である。発明を実施するための最良の形態 １．略語 ａＰＥＯ −アモルファスポリエチレン酸化物（オキシメチレン連鎖ポリ オキシエチレン） ｃｍ −センチメートル ＤＥＣ −ジエチルカーボネート ＤＭＣ −ジメチルカーボネート ＥＣ −エチレンカーボネート Ｅ．Ｗ． −等価重量 Ｆ．Ｗ． −化学式量 ＧＩＣｓ −グラファイト層間化合物 ｇｍ −グラム ｍＡｈ −ミリアンペア時 ｍｍ −ミリメートル ＭＷ −分子量 ＯＣＶ −開路電圧 ＰＣ −プロピレンカーボネート Ｐ．Ｅ．Ｄ． −実用エネルギ密度 ＰＥＯ −ポリエチレン酸化物 ＰＥＧ −ポリエチレングリコール ＰＰＰ −ポリ（ｐ−フェニレン） ｐｓｉ −ポンド／平方インチ ＰＶＤＦ −ビニリデンフロライド Ｓ −イオウ Ｔ．Ｅ．Ｄ． −理論エネルギ密度 μＡ −マイクロアンペア μｍ −マイクロメータ ＷＥ −作用電極 Ｗ／ｋｇ −ワット／キログラム Ｗｈ／ｋｇ −ワット時／キログラム Ｗ／ｌ −ワット／リットル ｗｔ． −重量 Ｖ −ボルト ２．定義 「金属」は、その原子が、化合物の形成において通常は電子を放出する元素で あると定義する。 「アルカリ金属」という語句は、周期表のＩＡ族に位置するアルカリ族として 定義され、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウ ム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）を含む。 「アルカリ土類族」という語句は、周期表のＩＩＡ族に位置する元素として定 義され、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ス トロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、および、ラジウム（Ｒａ）を含む。 「遷移金属」という語句は、次の金属を含むものと定義される： （１）スカンジウム族：スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタ ン（Ｌａ）およびランタニド、並びに、アクチニウム（Ａｃ）およびアクチニド ； （２）チタン族：チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびハフニウム （Ｈｆ）； （３）バナジウム族：バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、およびタンタル（ Ｔａ）； （４）クロム族；クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびタングステン （Ｗ）； （５）マンガン族；マンガン（Ｍｎ）、テクネチウム（Ｔｃ）、およびレニウ ム（Ｒｅ）； （６）鉄族；鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、およびニッケル（Ｎｉ）； （７）白金族；ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ） 、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、および白金（Ｐｔ）； （８）銅族；銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、および金（Ａｕ）； （９）亜鉛族；亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、および水銀（Ｈｇ）； （１０）アルミニウム族；アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジ ウム（Ｉｎ）、およびタリウム（Ｔｌ）； （１１）ゲルマニウム族；ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、および鉛（ Ｐｂ）。 「活性イオウ（活イオウ）」という語句は、イオウ元素、または、正電極が理 論上の完全充電状態にあるときに元素状態となるイオウとして定義される。 「固体（Solid-state）」という語句は、含まれる液体の重量が２０％未満で あるような物質として定義される。 「ゲル（gel-state）」という語句は、少なくとも２０重量％の液体を含み、 その液体がゲル化剤の存在によって不動性になっている物質として定義される。 「構成要素（Component）」という語句は、（ａ）正電極、（ｂ）電解質セパ レータ、または（ｃ）負電極として定義される。詳細な説明 本発明は、固体形態および液体形態の電池システムのための正電極を提供し、 その正電極は、活性イオウをベースとしており、現在知られ使用されている高度 なシステムを超えるような高いエネルギ密度と出力密度とを実現するものである 。 固体形態の電池セルは、電池のすべての構成要素が固体またはゲルのいずれか であるものを意味する。これは、さらに、液体状態である構成要素がないことも 意味する。この発明の電池セル内における酸化還元反応において使用される活性 イオウの等価重量は、１６グラム／等価（負電極としてリチウム金属を用い、活 性イオウが理論的な完全放電状態においてＬi2Ｓとなる）であり、２．４ボルト の平均ＯＣＶを有するリチウムセルに対して理論エネルギ密度が２８００ワット 時／キログラム（Ｗｈ／ｋｇ）となる。このような極めて高いエネルギ密度は、 通常と非常に異なっており、極めて魅力的である。 さらに、この発明の正電極を含む電池は、室温で動作可能である。この発明の 電池システムは、負荷均一および／または電気自動市の適用、に対する現在の要 求をはるかに上回るエネルギ／重量比を達成しており、再現性のある性能値を有 するユニットを安定に製造可能である。 この発明は、固体またはゲル電解質セパレータを含む電池セルに組み込むこと ができる。この実施例は、液体形態の電池セルにおける電解質の漏洩という問題 点を排除している。例えば、液体電解質を使用しているリチウムセルでは、電解 質の漏洩によってリチウムが空気に曝されて、水蒸気と急速に反応する。十分な ケーシングをすれば、このような反応を防止することができ、ユーザと環境を、 溶媒に曝すことを防止できるが、電池に不要な重量が加えられる。固体またはゲ ル形態の電池セルは、このような電解質の漏洩の問題と、リチウムの露出の問題 を大幅に低減し、電池の重量も低減できる。 他の実施例は、この発明の固体活性イオウベースの正電極と、固体負電極とを 用いる液体形態の電池セルに関するものであり、この固体負電極は、炭素（完全 放電状態において）と、リチウムまたはナトリウム内に挿入された炭素、および ／または、リチウムまたはナトリウムと炭素の混合物を含んでいる。このような 実施例は、従来技術において、例えば上記のRauh et al．が述べているような、 リチウム劣化の問題を克服できる。 この発明によれば、活性イオウベース複合正電極と、この正電極で構成された 電池システムが提供される。この発明の正電極は、好ましくは可逆性であり、金 属／活性イオウ電池セルは好ましくは２次電池であり、さらに好ましくは薄膜２ 次電池である。 この発明の１つの形態は、活性イオウの正電極であり、正電極と負電極とが共 に固体またはゲルであって、電解質セパレータが固体またはゲル物質である（「 定義」の項を参照）。他の態様においては、上述したように、この発明の正 電極は液体電解質を含む電池セルに使用され、そこでは負電極が固体またはゲル であって、炭素、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素、または、リチウ ムまたはナトリウムと炭素との混合物を含んでいる。しかし、この発明の正電極 で形成された電池セルの形態がどのようなものであっても、正電極は、理論的に 完全充電状態において活性要素となるイオウ元素を含んでいる。正電極 この発明の新規な正電極の活性イオウは、複合物マトリクス内に一様に分散さ れていることが好ましく、例えば、活性イオウは、ポリマー電解質（イオン伝導 性）、および、電子伝導物質と混合することができる。ポリマー電解質は、好ま しくは、ポリエチレン酸化物（ＰＥＯ）のようなポリアルキレン酸化物であって 、適当な塩を加えるようにしてもよい。さらに、イオン伝導物質は、固体でもゲ ル形態でもよい。多くの場合には、層間物質ベースの電極においてなされるよう に、電極内におけるイオンの移動を早めるために、適当な重合体電解質を含むよ うにすることが必要であるか、または、望ましい。さらに、活性イオウは導電性 でないので、電子伝導性の物質を複合電極内にある程度分散させておくことが重 要である。 この発明の活性イオウベース正電極の主要な構成要素の好ましい重量％は、理 論的な完全充電状態において次の通りである：活性イオウ２０％〜８０％；塩を 含むＰＥＯのようなイオン伝導物質（ゲルまたは固体のいずれでもよい）１５％ 〜７５％；カーボンブラックや、ポリアニリンのような電子伝導性ポリマーで構 成された電子伝導物質５％〜４０％。さらに好ましくは、これらのパーセントは 、活性イオウ３０％〜７５％；イオン伝導物質１５％〜６０％；電子伝導物質１ ０％〜３０％である。もっと好ましい値は、活性イオウ４０％〜６０％；イオン 伝導物質２５％〜４５％；電子伝導物質１５％〜２５％である。電子伝導物質の 重量の他の好ましいパーセントの範囲は、１６％〜２４％である。正電極の作成方法 この発明の重要な特徴は、活物質（通常は活性イオウおよび／またはポリジス ルフィドポリマー）を有する電極が、イオン伝導体と電子伝導体の両方に良好に 接触しているものを提供できる能力にある。この特徴は、活物質との間のイオン と電子の移動を容易にし、ほぼ完全に活物質を利用できるようにする。この目的 のために、この発明は、得られる電極内の活物質の少なくとも約５％が電気化学 反応に利用できるような電極を生成する方法を提供する。従来の方法では、この ような活性イオウの高い利用率を有する電極を生成するものはない。 この発明による電極の好ましい生成方法は、図１のフローチャートに図示され ている。この方法は、電極構成要素（電気化学的に活性な物質と、電子伝導体と 、イオン伝導体とを含む）を組み合わせるステップ１００で始まる。次に、ステ ップ１０２では、この混合物を、電極構成要素がよく混ぜ合わされ、凝集しない ように均質化する（必要に応じて非凝集処理をする）。典型的には、ステップ１ ００またはステップ１０２において、電極構成要素を液体と組み合わせることに よってスラリが形成される。 電極構成要素が均質化され、スラリ形態にされた後で、このスラリを、ステッ プ１０４において基板上にコーティングして薄膜を形成する。スラリは、ステッ プ１０４における膜形成の直前に均質化すると、一般に最も良い結果が得られる 。このような処理は、スラリの構成要素が、あまり沈殿したり分離したりしない ようにして、電極構成要素の望ましい比率を有する一様な膜を形成する。最後に 、ステップ１０６では、コーティングされた膜を乾燥させて電極を形成する。こ の膜は、電極構成要素が乾燥工程１０６の過程であまり再配分されないように、 十分に薄くて、急速乾燥が可能であることが好ましい。実際の膜の厚みは、もち ろん、スラリに使用される液体の量に依存する。 ステップ１００で組み合わされる構成要素は、少なくとも電気化学的に活性な 絶縁体（例えばイオウ元素または多硫化物）と、電子伝導性物質と、イオン伝導 性物質とを含んでいる。これらの物質の適切な割合は、得られる電極に対してそ れぞれ上述されている。一般に、これと同じ割合を、電極を生成する際に使用さ れる混合物において利用しても良い。電気化学的に活性な絶縁体は、活性イオウ であることが好ましく、しかし、電気化学的に活性な絶縁体または中程度に導電 性の物質のどのようなものでも、本発明の方法によって利益を受ける。上述した ように、イオン伝導体は、ポリアルキレン酸化物のような重合イオン伝導体であ ることが好ましく、ＰＥＯやアモルファスＰＥＯがさらに好ましい。イオン伝導 体の導電率を上昇させるために、典型的には移動イオンを含む塩（例えば、電解 質に関して記述された、リチウム、トリフルオロメタンサルホンイミド、または 、過塩素酸リチウム等）を含むようにしている。電子伝導体は、カーボンブラッ ク、または、電子伝導性ポリマーが好ましい。電子電導性ポリマーとしては、例 えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール等がある 。特に好ましい実施例においては、電気化学的活物質は活性イオウであり、イオ ン伝導体はＰＥＯ（可能なら少量の適当な塩を含む）であり、電子伝導体はカー ボンブラックである。 上述した３つの「必要」電極構成要素に加えて、次のような他の構成要素を混 合物に追加しても良い：（１）電子伝導性物質から活物質への電子の移動を触媒 する物質、（２）活金属電極を使用するセルにおいて、活金属表面（例えばリチ ウムまたはナトリウム電極の表面）を保護する添加剤、（３）分散剤、（４）結 合剤、（５）界面活性剤。 電気化学活物質と電子伝導体との間の電子の移動を触媒する物質は、この技術 分野において知られており、例えば、フタロシアニン、メタロセン、ブリリアン トイエロー等である。活金属電極表面を保護する添加剤は、例えば、ポリ−２， ５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールのような有機イオウ化合物、リ ン酸塩、ヨウ化物、金属硫化物、窒化物、フッ化物等である。これらの物質は、 金属電極表面に保護層を形成すると考えられている。活性イオウ電極（または他 の絶縁体）中に混入させることによって、これらの少量の保護剤は、電解質中を 拡散して、金属電極と反応し、保護層を形成する。さらに、Brij またはＰＥＧ のような分散剤を混合物に添加するようにしても良い。これらの物質は、カーボ ンブラックのような必要構成要素のいくつかが示す凝集傾向を緩和する。凝集は 、もちろん、構成要素の完全な混合を妨害して、得られる電極の品質を低下させ る。正電極の製造において、他の添加物が広く用いられており、この分野におい て種々の利益があることが知られている。このような添加物を電極の形成に使用 することも、この発明の範囲内である。 上述したように、電極混合物の構成要素は、典型的にはスラリ中に分散されて いる。種々の液体がスラリに利用可能である。典型的には、必須ではないが、そ の液体は、活性イオウやカーボンブラックを溶解しない。しかし、その液体は、 ＰＥＯや重合電子伝導体のような重合体構成要素を溶解しても良い。この液体は 、構成要素の再配分が起こる前に、得られる膜が完全に乾燥するように、急速に 蒸発することが好ましい。このようなスラリシステムのための可能な液体の例と しては、アセトニトリル、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン等があ る。液体化合物の混合物も利用可能である。大規模連続処理では、水のような比 較的低揮発性の液体を使用して、リサイクルのための液体の回収を容易にするこ とが望ましい。 スラリ中の固体と液体の相対的な量は、次の処理において要求される粘度によ って左右される。例えば、テープキャスティング装置は、マイヤー棒を用いて電 極を形成するものとは異なるスラリの粘度を要求する。スラリ粘度は、もちろん 、スラリの構成要素の組成と量、スラリ温度、スラリ中の粒径等のファクタによ って左右される。混合物が、ＰＥＯのような可溶性イオン伝導体を含む時には、 スラリ混合比は、従来から、液体に溶解する物質の量で定義される。他の不溶性 構成要素の隈は、可溶性物質の眼に関係付けられる。ＰＥＯを含む電極に対して は、好ましい濃度領域は、ＰＥＯ１グラム当たり、溶剤が約３０〜２００ミリリ ットルである。 スラリに各構成要素を添加する際の正確な順序は、この発明においてあまり重 要ではない。実際に、以下の実施例１８〜２０に示されるように、種々のアプロ ーチが、この発明に適していることが見いだされた。一実施例においては、例え ば、ＰＥＯやｂrij のような可溶性構成要素は、不溶性構成要素が添加される前 に、液体溶剤中に溶解される。他の実施例においては、結晶ＰＥＯを除くすべて の構成要素が結晶ＰＥＯが添加される前に分散され、溶解される。不溶性構成要 素は、順次に、または、予め混合された形態で（例えば固体不溶性物質はスラリ への添加の前に混合される）、スラリに添加するようにしてもよい。 電極構成要素を均質化する処理（図１のステップ１０２）は、この発明に従っ て種々の形態で実施することができる。この処理は、電極の製造がバッチ処理で 行われるか、連続で行われるかに依存して変更されてもよい。小規模のバッチ処 理では、かくはん棒（好ましくは十字型のかくはん棒）を含む適当なスラリ均質 化装置や、ロータリブレードミキサ等のペイントミキサや、ペイントシェイカー 、シアミキサ等を利用できる。さらに、セラミック処理の分野において「スリッ プ」を作成する際に使用される従来の混合装置も、この発明に使用することがで きる。例えば、他のバッチ混合システムは、ボールミル、回転混合（tumble mix ing）、シアミキシング等を利用している。適切な均質混合物を得るための時間 は、それぞれの混合装置において実験的に決定できる。 適切な均質混合物は、得られた電極における活電極物質が高い利用率を有する ことによって立証される。かくはん棒を用いると、均質化は、典型的には約２日 を要することが見いだされており、一方、ペイントミキサとペイントシェイカー による均質化処理は、より短い時間ですむ（数時間のオーダーである）。固体粒 子を浮遊させるスケーリング攪拌機においては、単位体積当たりのトルクが一定 に保たれるようにする。この場合にも、混合時間は、典型的には、小さい容器よ りも大きな容器においてかなり長く掛かり、どのようなスケールアップにおいて もこれを考慮すべきである。 大規模および／または連続的な電極製造システムにおいては、工業攪拌機が一 般的に好ましい。このようなシステムに対する設計基準は、この分野において良 く知られており、例えば、McCabeおよびSmith の「化学工業のユニット操作」第 ３版、McGraw Hill Book Company，NeW York（1976）の２２２〜２６４頁に記載 されている。適切なシステムとしては、タービン攪拌機や、丸底のタンクまたは 容器内に軸フローまたは径フローインペラを設けたもの等がある。一般に、容器 は、流体の流れが容易に達することができないようなシャープなコーナーや領域 を有さないようにすべきである。さらに、このシステムは、固体粒子を容器の外 側に追い出して、固体粒子が下降し、濃縮されるような循環流を防止するように 設計されているべきである。循環流は、そのシステム内にバッフルを設けること によって緩和できる（例えば容器壁に垂直な垂直ストリップ）。シュラウドイン ペラやディフューザリングも、この目的のために使用できる。 スラリを均質化したすぐ後に、このスラリは基板上に膜として堆積される（図 １のステップ１０４）。均質化処理と堆積処理の間の正確な時間は、スラリの物 理的性質（粘度、固体濃度、固体粒子サイズ等）に依存する。スラリ中において 固体があまり沈降し分離しないようにすべきである。沈降は、以下のものを利用 すれば遅廷させることができる：（ａ）低密度固体の小粒子；（ｂ）高濃度の固 体；および／または（ｃ）高度に粘度の高い液体。さらに、スラリの種々の固体 構成要素の粒子は、それらがほぼ同時に沈降して、凝集の問題が避けられるよう に選択することができる。可能な限りにおいて、スラリは、均質化処理の後に直 ちに基板にもたらされるべきである。例えば、EPH Associates，Inc．(ユタ州オ レゴン)が販売しているようなスリップ調整供給システムは、均質化処理装置か ら直ちに基板にスラリを供給するために使用できる。 スラリ膜堆積工程は、遠心力や、毛管作用、あるいは、固体スラリ構成要素の 分離を悪化させる傾向のあるような他の力に依存しないことが好ましい。従って 、例えば、スラリ中に基板を浸す工程を含む手順は、この発明において使用する のに適当ではないであろう。 この発明によれば、好ましい膜形成手順としてはは、次のような工程が考えら 得る：（１）固体されたチューブ、または、基板上の空間を一時的に限定する構 造を介して、基板上に堆積する工程、（２）マイヤー棒によって広げる工程、（ ３）ドクターブレードによって広げる工程。固体チューブによって堆積させる工 程は、図２に示されており、ここでは、チューブ１２２が、スラリ固体が堆積領 域１２０の外側にリークしない程度の十分な力で、基板１２４に押しつけられて いる。チューブ１２２は、ガラスチューブのような、不活性材料で形成されてい ることが好ましい。このチューブは、基板１２４と良好に接触してかなりの不通 性シールができるように、なめらかな底面を有するべきである。領域１２０を覆 うのに十分な量のスラリは、チューブ１２２の上端から供給される。 スラリ膜は、また、スプレッディング（広げ処理）によっても形成できる。バ ッチプロセスにおいては、マイヤー棒（これは、直径約１／２〜１インチの棒で 薄いワイヤで巻かれている）が、基板上のスラリの薄膜層を回転形成するのに使 用される。連続またはバッチ処理において、ドクターブレードは、移動する基板 シート上にスラリの薄い層を供給するために利用できるが、これについては後述 する。さらに、スラリ膜は、ラミネート処理によっても形成でき、あるいは、シ ルクスクリーン印刷のようなスクリーン印刷処理等の印刷処理によっても形成で きる。 どのようにスラリ膜が形成されても、急速乾燥を行えるようにするための主要 な寸法（例えば厚み）を有しているべきである。この厚みは、もちろん、スラリ 濃度や液体の揮発性等のファクタに依存する。さらに、スラリ膜の厚みは、最終 的な電池への適用のために適切な厚みの電極を作成するために選択さえるべきで ある。例えば、低出力、高エネルギに適用する場合、例えばペースメーカの場合 には、より厚い電極、例えば数ｍｍ程度までのものが使用できる。反対に、高出 力に適用する場合、例えば電源装置用の電池やハイブリッド車両用の電池の場合 には、より薄い電極、例えば、約１００μｍ以下の厚みのものが利用されるべき である。低出力に適用する適切な厚みの電極は、２つ、あるいはそれ以上の薄い 電極を積層することによって作成可能であることに注意すべきである。このよう にして、厚い電極に関する乾燥が遅いという問題は、避けることができる。 スラリが形成される基板は、集電体であることが好ましく、例えば、ステンレ ス鋼、アルミニウム、銅、チタン、金属蒸着ＰＥＴ、あるいは、セル動作条件に おいて反応しない他の導電物質のシートであることが好ましい。適切な集電体は 、この分野で知られているように、伸展金属、スクリーン、メッシュ、泡（フォ ーム）等の形態であってもよい。他の実施例では、基板は、乾燥電極物質に接着 しないような不活性物質のシートであってもよい。このような適切な基板材料の 一例は、テフロン（商標）である。電極膜が乾燥した後に、この電極膜は、この ような基板から剥がされて、後に、上述したような材料の１つの集電体に接触さ せられる。集電体への接触は、ホットプレス、クリンピング等によって達成でき る。あるいは、集電体を、金属スプレイ、スパッタリング、あるいは、この分野 において知られている他の技術を用いて電極物質上に直接形成するようにしても よい。 電極の形成処理は、乾燥工程（図１のステップ１０６）によって終了する。バ ッチ処理では、この工程は、次の２つの工程で実現することが好ましい：大気条 件の下で３０秒から１２時間蒸発させる工程と、その後、室温またはそれより高 温で約４〜２４時間真空乾燥する工程。連続処理では、乾燥工程は、電極／基板 シートを、ＩＲドライヤのような乾燥室を通過させることによって達成できる。 典型的に得られる活性イオウ電極層は、約０．００１６〜０．０１２グラム／平 方センチの密度を有している。 沈殿ポリマーのシートを生成するための連続処理について、図３を参照して説 明する。図３に示すように、ホッパー２２０は、上述したような適切な組成の均 質化スラリ２２８を投与する。このスラリは、移動する基板シート２２２の上に 堆積し、ブレード２２６の下を通ると、基板２２２の上に薄い均一に広げられた スラリ層２３０が形成される。ブレード２２６の下端と基板２２２の隙間は、ス ラリ層２３０が、上述したような急速乾燥を容易にするような厚みを有するよう に設定されている。 基板シート２２２は、連続プロセスにおいてローラー２３２によって駆動され ており、フレキシブルテフロンや、剥離剤を含むような他の適切な種々の物質で 形成することができる。さらに、基板は、最終的に製造される電極に組み込まれ るように意図された材料によって形成されていても良い。例えば、基板は、金属 箔、金属蒸着ＰＥＯ、または、最終的な電極において集電体を構成するスクリー ンで作成してもよい。スラリ層２３０を有する基板２２２は、スラリから液体の 多くを除去するのに十分な温度で運転されている乾燥装置２４８に導入される。 この装置は、ＩＲドライヤ等の１つ以上のドライヤを含んでいても良く、また、 蒸発したスラリ液体を回収するためのコンデンサや他のシステム（図示せず）を 有していても良い。 基板シート２２２が集電体でない場合には、基板シートは、基板が乾燥装置２ ４８に入った後に、電極、または部分的に乾燥した電極から分離するようにして も良い。この分離は、基板２２２のための巻き取りリール（乾燥装置２４８の外 側）と、得られた電極シートのための巻き取りリールとを別個に設けることによ って達成される。もちろん、基板２２２が、集電体である場合、または、電極の 一部になるように意図されている場合には、この分離は不要であり、基板／電極 積層体は、図示されているようにリール２３２によって巻き取られる。 他の実施例においては、電極は、スラリを準備することなく形成される。もっ と正確に言えば、電極構成要素（電気化学的活性絶縁体と、イオン伝導体と、電 子伝導体とを含む）は、固体状態で均質化されて、押し出し成形やカレンダ成形 等によってシート状に成形される。固体均質混合物は、また、ロールコーティン グ、ブレードコーティング、押し出しコーティング、または、関連した処理によ って基板上にコーティングされても良い。このような場合には、固体混合物に、 熱および／または圧力を印加することによって流動性にし、得られた粘性または 粘弾性の混合物を、ダイや、ローラーや、ブレードを通過させる。このような実 施例において、ＰＥＯや他の重合構成要素は、標準的なポリマー処理装置におけ る条件下で、粘性または粘弾性物質を形成できるような適切な濃度とすべきであ る。適切なポリマー処理技術は、Middleman の「ポリマー処理の基礎」、MacGra w-Hill，Inc．1977 に記載されている。流動を利用したこれらの処理技術に加え て、この発明の範囲にある他の技術としては、静電堆積があり、これには、ゼロ グラフィー、スパッタリング、蒸着、プリンティング、ラミネーティング（積層 ）、ロールコーティング等がある。さらに、ゴム処理技術において従来から使用 されているドライプロセスもこの発明において電極を形成するために適用できる 。上記の「ドライ」技術は、スラリを含む穴胃ので、乾燥工程は不要である。従 って、均質化処理の後に、固体電極構成要素が分離したり凝集したりする機会は より少ない。電解質セパレータおよび液体電解質 この発明の正電極を有する固体電池セルのための電解質セパレータは、正電極 と負電極のセパレータとして機能するとともに、金属イオンの搬送媒体としても 機能する。上述したように、このような電解質セパレータのための材料は、電子 的に絶縁性であり、イオン的に伝導性であって、電気化学的に安定であることが 好ましい。 電池セルが固体形態であるときには、すべての構成要素が固体またはゲル状態 にあり、液体状態にある構成要素はない。この発明の電解質セパレータ内に使用 される非プロトン性有機液体は、この発明の液体電解質内における場合と同様に 、比較的分子量が低いことが好ましく、例えば５０，０００ＭＷ未満である。非 プロトン性有機液体の組み合わせを、この発明の正電極を有する電池セルの電解 質 セパレータおよび液体電解質として使用することもできる。 この発明の正電極を有する電池セルの非プロトン性液体としては、スルフォラ ン、ジメチルスルホン、ジアルキルカーボネート、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ ）、ジオキソラン、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリ ジノン、テトラメチル尿素、グライム、エーテル、クラウンエーテル、ジメトキ シエタン、および、これらの液体の組み合わせが好ましい。 この発明の正電極を有し、液体電解質を含み、負電極がカーボンを含んでいる 電池セルに対しては、前記の液体は、上述したような非プロトン性有機液体であ る。このような形態では、また、上述したように、液体電解質の中にセパレータ を含むことが好ましい。 この発明と組み合わされる固体電解質セパレータの例としては、殆ど液体を含 まないセラミック電解質やガラス電解質があげられる。重合体電解質や、多孔質 膜、および、これらの組み合わせは、２０％未満の液体を含む固体電解質セパレ ータの形成のために、この発明において、非プロトン性有機可塑剤液が添加され るタイプの電解質セパレータの例である。 固体電解質セパレータは、固体のセラミックまたはガラス電解質、および／ま たは、固体重合体電解質であることが好ましい。この固体セラミック電解質セパ レータは、β−アルミナタイプの材料や、ナシコン（Nasicon）またはリシコン （Lisicon）ガラスまたはセラミックを含んでいる。固体電解質セパレータは、 ナトリウムβ−アルミナ、または、任意の適切な重合体電解質を含んでいても良 く、重合体電解質としては、ポリエーテル、ポリイミン、ポリチオエーテル、ポ リホスファゼン、ポリマーブレンド等、および、それらの混合物や共重合体であ って、適当な電解質塩がオプションとして添加されるものが考えられる。ポリエ ーテルとしては、ポリアルキレン酸化物が好ましく、ポリエチレン酸化物がさら に好ましい。 この発明の正電極を有する電池セルのためにオプションとして使用される電解 質塩としては、リチウム・トリフルオロメタンスルホンイミド（ＬiＮ（ＣＦ3Ｓ Ｏ2）2））、リチウムトリフラート（ＬiＣＦ3ＳＯ3）、過塩素酸リチウム（Ｌ iＣlＯ4）、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4、ＬiＡsＦ6、および、負電極の金属の選択に依 存して対応する塩が考えられ、この塩としては、例えば対応するナトリウム塩が ある。上述したように、電解質塩は、この発明の電池セルにおいてオプションで あり、電池の放電において、形成された金属硫化物または多硫化物が電解質塩と して機能することがあり、例としては、Ｍx/zＳ がある（ｘ＝０〜２、ｚは金属 の原子価）。負電極 この発明の正電極を有する固体電池セルに対しては、負電極は、あらゆる金属 、あらゆる金属混合物、または、あらゆる炭素または金属／炭素材料であって活 性イオウ正電極とともに負電極の活要素として機能するものを使用できる。例え ば、あらゆるアルカリ金属、アルカリ土類金属、または、遷移金属を使用でき、 特に、リチウムおよび／またはナトリウムを含む混合物を利用できる。 固体電池セルのための負電極の材料としては、ナトリウムおよび／またはリチ ウム、および、ナトリウムまたはリチウムと１つ以上のアルカリ金属および／ま たはアルカリ土類金属との混合物が好ましい。負電極の材料の他の好ましい例は 、ナトリウムまたはリチウムと１つ以上の元素との混合物であって、２元または ３元合金を形成するもの、例えば、Ｎa4Ｐb、リチウム−シリコン合金、および 、リチウム−アルミ合金がある。 負電極として特に好ましい金属は、ナトリウム、または、少なくともナトリウ ムベースの合金（例えば少なくとも９０重量％のナトリウムを含む）であり、そ の理由は、低コスト、低等価重量、および、９７．８℃という比較的低融点であ ることなどである。しかし、リチウムやカリウムのような他のアルカリ金属や、 それらとナトリウムとの混合物も使用でき、要求に応じて全体のシステムを最適 化することができる。 この発明の正電極を有する固体電池セルのための負電極としては、また、炭素 、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素、および／または、炭素とナトリ ウムまたはリチウムとの混合物などが好ましい。好ましい例としては、ＬiＣ6の ようなＬiyＣ6（ｙ＝３〜２）や、グラファイトまたは石油コークスを含む負電 極 （例えばグラファイト層間化合物（ＧＩＣｓ）、および、高度に不規則化された 炭素内に挿入された炭素等がある。このような挿入炭素は、いくらかの炭素がボ ロンと合金化しているものでもよく、または、その炭素が、炭素や炭素−シリコ ン含有ポリマーの低温熱分解（約７５０℃）で生成されており、その炭素生成物 がある程度の水素またはシリコンまたはその両者を保有するようにされたもので あってもよい。（Sato et al．「不規則炭素におけるリチウム蓄積機構」Scienc e，264の５５６頁（１９９４年４月２２目）を参照。この文献は、ポリｐ−フェ ニレンベース（ＰＰＰベース）の炭素内に挿入されたリチウムの好ましい負電極 に関する良い結果を示している。） この発明の正電極を有する電池セルで液体形態にあるものに対しては、負電極 は、炭素、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素、または、固体形態にお いて上述したように、炭素とリチウムまたはナトリウムとの混合物が好ましく、 これには、含炭素電極の好ましい種々の形式が含まれる。どのような形態に対し ても、負電極が炭素のみを含む場合には、そのセルは、理論的に完全放電状態に あり、正電極はリチウムまたはナトリウムの硫化物または多硫化物を備えている 。電池セル この発明のイオウベース複合正電極を含む電池セルは、文献に記載されている ような従来の形態に従って構成可能である。例えば、De Jonghe et al.の米国特 許第４，８３３，０４８号、および、Visco et al.の米国特許第５，１６２，１ ７５号を参照。このような従来の形態は、この明細書に含まれる。 この発明を備える新規な電池セルは、好ましくは２次電池であり、さらに好ま しくは薄膜２次電池であって、この分野における周知の従来のどのような方法に よって構成しても良い。負電極は、正イオウ電極と離間していても良く、これら の２つの電極が、イオン伝導電解質セパレータと十分に接触していても良い。集 電体は、従来のように、正電極と負電極の双方に接触しており、電流が外部回路 によって引き出されるようにする。 適切な電池の構成は、所望のセルおよびその構成要素を組み立てるための知ら れている方法に従って行われ、この発明を利用して、知られているあらゆる配置 が製造可能である。正確な構造は、その電池ユニットの使用目的に主に依存する 。 この発明の固体形態の新規な電池セルのための一般的な方式は、負電極と接触 する集電体と、正電極と接触する集電体と、負電極と正電極の間にサンドイッチ された固体電解質セパレータとを含んでいる。典型的なセルでは、すべての構成 要素は、例えばプラスチックのような適当なケーシングの中に収納され、集電体 のみがケーシングから外にのびている。従って、負電極中のナトリウムやリチウ ムのような反応性の要素は、他のセル構成要素とともに保護されている。 集電体は、アルミニウムやステンレス鋼のような導電材料のシートであり、セ ルの放電および充電時においてほとんど変化せず、セルの正電極および負電極へ 電流を集める機能を提供するものを使用できる。正電極膜は、集電体上に直接流 し込むことによって集電体に付着させてもよく、あるいは、その電極膜を集電体 上に押しつけるようにしてもよい。集電体上に直接流し込まれた正電極混合物は 、よい接着性を有している。正電極混合物を、伸展された金属シート上に流し込 まれ、または、押しつけられるようにしてもよい。あるいは、金属リードを、ク リンプシーリング、金属スプレイ、スパッタリング、または、この分野で知られ た他の方法で正電極膜に付着させてもよい。イオウベース正電極は、電極の間に サンドイッチされた電解質セパレータに押しつけるようにしてもよい。正電極と 金属容器との間に良好な電気伝導性を確保するためには、炭素や、アルミニウム パウダまたはファイバ、またはメタルメッシュのような電子伝導性マトリクスを 使用しても良い。 特に好ましい電池セルは、固体のリチウムまたはナトリウム電極と、重合体電 解質セパレータと、固体またはゲルの、好ましくはポリアルキレン酸化物（例え ばポリエチレン酸化物）と、イオウ元素電極（これは理論的に完全充電状態にあ る）を含む薄膜複合正電極と、重合電解質に分散されたカーボンブラックとを備 えている。オプションとして、このような好ましい電池セルの電解質セパレータ は、電解質塩を含んでいても良い。動作温度 この発明の新規な正電極を有する電池セルの動作温度は、好ましくは１８０℃ 以下である。好ましい動作温度範囲は、適用状態に依存する。例えば、好ましい 動作温度範囲は、−４０℃から１４５℃；−２０℃から１４５℃；−２０℃〜１ ２０℃；および０℃〜９０℃を含んでいる。多くの場合に最も好ましいのは、こ の発明を有するセルが、大気温度または大気温度以上の温度で動作することであ る。 この発明の異なる実施例では、動作温度の好ましい範囲も異なる。この発明の 正電極を有する電池に対して、電解質の選択が、好ましい動作温度範囲に影響を 与える。例えば、従来のＰＥＯは、６０℃〜１２０℃の好ましい動作範囲で使用 される。一方、アモルファスＰＥＯ（ａＰＥＯ）が使用されるときには、電池が 室温で動作可能であり、０℃〜６０℃の範囲で使用される。 ゲル形態は、より低い動作温度範囲を与える。例えば、この発明の正電極を使 用し、重合電解質セパレータとして、ゲル剤の存在によって不動化されたより多 くのパーセントの非プロトン性有機液体を含むような電池セルは、より低い動作 温度範囲を与える。この発明のゲル状態の構成要素を有する固体電池の動作温度 範囲の例は、約−２０℃〜約６０℃である。 液体セパレータと、炭素、挿入炭素および／または炭素とリチウムまたはナト リウムの混合物とを含む電池は、−４０℃〜６０℃の好ましい温度範囲で動作可 能である。 この発明の正電極に基づく電池セルの高温動作範囲は、固体電極または固体電 解質の融点によって限定される。すなわちナトリウム負電極は９７．８℃未満に 限定されるのに対して、Ｎa4Ｐb のようなナトリウム合金電極は、１００℃以上 において固体形態で使用可能である。エネルギ密度および出力密度 この発明を利用した２次電池の実用的なエネルギ密度は、６５ワット／キログ ラム（Ｗｈ／ｋｇ）以上が好ましく、１００Ｗｈ／ｋｇ以上がさらに好ましく、 １５０Ｗｈ／ｋｇ以上がもっと好ましく、２００Ｗｈ／ｋｇ以上がさらに好まし く、２５０Ｗｈ／ｋｇ以上がもっと好ましい。上述のようなエネルギ密度の範囲 を有するセルは、多くの適用において好ましいが、これらの範囲は、この発明を 限定するものではない。実際に、この発明のセルは、８５０Ｗｈ／ｋｇを超える エネルギ密度を達成すると期待できる。このように、ある適用に対しては、この 発明を有する電池の好ましい実用的なエネルギ密度範囲は、約１００Ｗｈ／ｋｇ 〜約８００Ｗｈ／ｋｇである。 この発明を利用した２次電池の実用的な定常出力密度は、２０ワット／キログ ラム（Ｗ／ｋｇ）以上が好ましく、５０Ｗ／ｋｇ以上がさらに好ましく、１００ Ｗ／ｋｇ以上がもっと好ましく、１５０Ｗ／ｋｇ以上がさらに好ましく、２５０ Ｗ／ｋｇ以上がもっと好ましい。出力に関して最適化された電池構成では、この 発明の定常出力は、７５０Ｗ／ｋｇを超えうると考えられる。この発明を有する 電池の好ましい実用エネルギ密度範囲は、５０Ｗ／ｋｇ〜約５００Ｗ／ｋｇであ る。ピークおよびパルス出力性能は、この定常出力の何倍かであろう。 この発明の電池の性能をテストするために、リチウム負電極と、固体またはゲ ル電解質セパレータと、イオウ元素を有する正電極と、ポリエチレン酸化物（ま たは修飾されたポリエチレン酸化物）と、炭素粒子とで構成されたセルが作られ た。これらのテストの実施例は、この発明の内容をさらに説明することになるが 、この発明のスコープを限定するものではない。実施例１ 固体セル：９０℃で評価された、各再充電サイクルに対する活性イオウ容量が３ ３０ｍＡ／ｇｍである繰り返し性能 正電極膜が、４５％（重量％）のイオウ元素と、１６％のカーボンブラック、 アモルファスポリエチレン酸化物（ａＰＥＯ）、およびリチウム・トリフルオロ メタンサルホンイミド（ここで、塩１分子あたりのＰＥＯモノマユニット（ＣＨ2 ＣＨ2Ｏ）に対する電解質塩の濃度は４９：１である）と、５％の２，５−ジメ ルカプト−１，３，４−チアジアゾールのアセトニトリル溶液（溶剤／ＰＥＯ比 は重量で６０：１）と、から作成された。これらの構成要素は、スラリがよく混 合されて一様になるまで、約２日間攪拌されて混合された。正電極の薄膜は、ス テンレス鋼の上に直接流し込まれ、溶剤は大気温度で蒸発させた。得られた正電 極フィルムは、約０．００２８グラム／平方センチの重量を有していた。 重合電解質セパレータは、ａＰＥＯを、リチウム・トリフルオロメタンサルホ ンイミド（塩１分子あたりのＰＥＯモノマユニット（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）に対する電 解質塩の濃度は４９：１である）のアセトニトリル溶液（溶剤／ポリエチレン酸 化物比は重量で１５：１）と混合することによって作成された。これらの構成要 素は、溶液が一様になるまで２時間攪拌されて混合された。セパレータスラリの 一定量がリリースフィルム上のリテイナに流し込まれ、溶媒は大気温度で蒸発さ せた。得られた電解質セパレータ膜は、約０．０１４４グラム／平方センチの重 量を有していた。 これらの正電極膜と重合電解質セパレータとは、大気条件下で組み立てられ、 １夜中真空乾燥によって湿度を除去し、その後、アルゴングローブボックスに搬 送されて、３ミル（７５ミクロン）の厚みのリチウムアノードフィルムとの最終 的なセル組立が行われた（FMC/Lithco，449 North Cox Road，BoX 3925 Gastoni a，NC 28054(USA)）。 このセルの層の概要が図４に示されている。組み立てられた後に、このセルは 、２ｐｓｉで圧縮され、４０℃で約６時間加熱された。加熱後には、リチウムと 電解質セパレータと正電極の層は、よく接着していた。 このセルは、その後、グローブボックスのなかで３０℃で電池テスタ（Maccor Inc.，2805 West 40th Street，Tulsa，OK 74107(USA)）によって評価された。 この手順は、リチウムの汚染の問題を除去するために行われた。 このセルは、正電極膜中の活性イオウ１グラム当たり３３０ｍＡｈを放出する 時点に相当する一定の容量まで繰り返された。使用された率は、放電が１００〜 ２０μＡ／ｃｍ2であり、１．８および３．０ボルトのカットオフ電圧までの充 電が５０〜１０μＡ／ｃｍ2である。図５は、各再充電サイクルの後のセルの放 電電圧の端部を示している。このグラフからわかるように、セルの性能は、非常 に安定している。実施例２ 固体セル：３０℃で評価された、活性イオウ１グラム当たり９００ｍＡｈに至 る合計放電容量 実施例１で記載されたものと同一のセルを、１００〜２０μＡ／ｃｍ2、３０ ℃で１．８ボルトまで放電し、膜中の活性イオウの利用率を決定した。得られた 放電曲線を図６に示す。この膜によって放出された合計容量は、活性イオウ１グ ラム当たり９００ｍＡｈを超えており、すなわち、利用可能な活性イオウの１０ ０％である１６７５ｍＡｈ／ｇｍのうちの５４％を利用している。実施例３ ゲル状態構成要素を含む固体セル：３０℃で評価された、活性イオウ１グラム 当たり９００ｍＡｈに至る合計放電容量 実施例１に記載されたものと類似の正電極膜が、５０％（重量％）のイオウ元 素と、１６％のカーボンブラックと、アモルファスポリエチレン酸化物（ａＰＥ Ｏ）およびリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４９：１の濃度）と で作成された。 使用された電解質セパレータは、湿度と酸素の汚染を避けるために、グローブ ボックス中で作成されたゲルである。１０％（重量パーセント）のリチウム・ト リフルオロメタンサルホンイミドと９０％のテトラエチレングリコール・ジメチ ルエーテル（テトラグライム）で構成された出発溶液が作られた。そして、９０ ％のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）がこの出発溶液１０％と混合された。５．６ ％のKynar Flex 2801（Elf Atochem of North America，Inc．Fluoropolymers D epartment，2000 Market Street，Philadelphia，PA 19103(USA)）と、ゲル化剤 （ＰＶＤＦ）がこの混合液に加えられた。 この混合液は、数分間攪拌された後、構成要素がKynar に吸収されるように２ ４時間放置された。この混合液は、構成要素を均質化するために再度数分間かき 混ぜられ、その後、６０℃で１時間加熱された。電解質セパレータ膜は、リリー スフィルム上に流し込まれ、ＴＨＦ溶媒を大気温度において蒸発させた。得られ た電解質セパレータ膜は、約０．０１６０グラム／平方センチの重さを有してい た。 こうして得られた、正電極と、ゲル電解質セパレータ膜と、リチウム負電極と を備えたセルは、実施例２に記載されたセルと同じ条件でテストされた。図７に 示すように、このフィルムによって放出された合計容量も、活性イオウ１グラム 当たり９００ｍＡｈを超えており、すなわち、利用可能な活性イオウの１００％ である１６７５ｍＡｈ／ｇｍのうちの５４％を利用している。実施例４ 固体セル：９０℃で評価された、活性イオウ１グラム当たり１５００ｍＡｈに 至る合計放電容量 実施例１に記載されたものと同様の正電極膜が、５０％（重量％）のイオウ元 素と、１６％のカーボンブラックと、ポリエチレン酸化物（９００，０００分子 重量）およびリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４９：１の濃度） とで作成された。 使用された固体電解質セパレータは、電解質塩の添加物の無いアセトニトリル 中の９００，０００ＭＷのＰＥＯのスラリから流し込まれたものである。得られ た電解質セパレータ膜は、約０．００４８グラム／平方センチの重量を有してい た。 セルは、実施例１で記載されたように組み立てられた。組み立てられた後で、 セルは、２ｐｓｉで圧縮されて、９０℃で約６時間加熱された。このセルは、グ ローブボックス中の対流オーブンの中で９０℃でテストされた。このセルを、５ ００〜１００μＡ／ｃｍ2の率で１．８ボルトまで放電させた。 活性イオウに対する容量と放電時の電圧との関係が、図８に示されている。こ の膜によって放出される合計容量は、１５００ｍＡｈを超えており、すなわち、 利用可能な活性イオウの１００％である１６７５ｍＡｈ／ｇｍのうちの９０％を 利用している。実施例５ 固体セル：９０℃で評価された、活性イオウ１グラム当たり４００ｍＡｈにお ける繰り返し性能 実施例４に記載されたものと同様な正電極膜が、５０％（重量％）のイオウ元 素と、２４％のカーボンブラックと、ポリエチレン酸化物（９００，０００分子 重量）およびリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４９：１の濃度） とで作成された。電解質セパレータも、実施例４に記載されたものと同じである 。このセルは、９０℃でテストされ、正電極膜の中の活性イオウ１グラム当たり ４００ｍＡｈを放出する時点に相当する一定の容量まで繰り返された。使用され た率は、放電が５００μＡ／ｃｍ2であり、１．８および２．６ボルトのカット オフ電圧までの充電が１０００〜５００μＡ／ｃｍ2である。 図９は、各再充電サイクルの後のセルの放電電圧の端部を示している。このグ ラフからわかるように、セルの性能は、非常に安定している。実施例６ 固体セル：９０℃で評価された、１．８ボルトのカットオフ電圧までの各サイ クルに対する繰り返し性能 実施例４に記載されたものと同様な正電極膜が作成された。電解質セパレータ も、実施例４に記載されたものと同じである。このセルは、９０℃でテストされ 、１．８〜２．６ボルトの電圧限界の間で繰り返された。使用された率は、充電 が５００〜１００μＡ／ｃｍ2である。図１０は、各再充電の後に放出された容 量を示している。このグラフからわかるように、ほとんどの再充電サイクルは、 カソード膜中の活性イオウ１グラム当たり１０００ｍＡｈ以上を放出している。実施例７ 固体セル：９０℃で評価されたピーク出力性能 実施例４に記載されたものと同様な正電極膜が、５０％（重量％）のイオウ元 素と、１６％のカーボンブラックと、ポリエチレン酸化物（９００，０００分子 重量）およびリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４９：１の濃度） とで作成された。電解質セパレータも、実施例４に記載されたものと同じである 。このセルは、９０℃でテストされ、３０秒間または１．２ボルトのカットオフ 電圧までパルス放電させた。放電率は、０．１〜３．５ｍＡ／ｃｍ2である。カ ソード膜により放出されたパルス出力（Ｗ／ｋｇ）と電流密度の関係が図１１に 示されている。このプロットからわかるように、３０００Ｗ／ｋｇという極めて 高 いパルス出力を得ることが可能である。実施例８ セルが、正電極膜中の活性イオウ１グラム当たり２００ｍＡｈを放出する時点 に相当する一定の容量まで繰り返しテストされ、これ以外は、上記実施例５と同 じ条件でテストされた。電極は、５０％のイオウ元素と、１６％の炭素と、残り の９００，０００ＭＷのＰＥＯから作成された。電極材料の膜は、マイヤー棒を 用いて集電体上に形成された。セパレータは、実施例４のものと同様であり、９ ００，０００ＭＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。実施例９ セルが、正電極膜中の活性イオウ１グラム当たり３００ｍＡｈを放出する時点 に相当する一定の容量まで繰り返しテストされ、これ以外は、上記実施例５と同 じ条件でテストされた。電極は、４５％のイオウ元素と、１６％の炭素と、５％ の２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールと、残りの９００，００ ０ＭＷのＰＥＯから作成された。電極材料の膜は、マイヤー棒を用いて集電体上 に形成された。セパレータは、実施例４のものと同様であり、９００，０００Ｍ ＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。実施例１０ セルが、正電極膜中の活性イオウ１グラム当たり４００ｍＡｈを放出する時点 に相当する一定の容量まで繰り返しテストされ、これ以外は、上記実施例５と同 じ条件でテストされた。電極は、４５％のイオウ元素と、１６％の炭素と、５％ の２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールと、残りの９００，００ ０ＭＷのＰＥＯから作成された。電極材料の膜は、マイヤー棒を用いて集電体上 に形成された。セパレータは、実施例４のものと同様であり、９００，０００Ｍ ＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。実施例１１ セルが、正電極膜中の活性イオウ１グラム当たり６００ｍＡｈを放出する時点 に相当する一定の容量まで繰り返しテストされ、これ以外は、上記実施例５と同 じ条件でテストされた。電極は、５０％のイオウ元素と、２４％の炭素と、１％ のＰbＳ と、残りの９００，０００ＭＷのＰＥＯから作成された。電極材料の膜 は、集電体上に直接流し込まれた。セパレータは、実施例４のものと同様であり 、９００，０００ＭＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。実施例１２ セルが、上記実施例６に記載された条件でテストされた。電極は、５０％のイ オウ元素と、１６％の炭素と、残りの９００，０００ＭＷのＰＥＯから作成され た。電極材料の膜は、マイヤー棒を用いて集電体上に形成された。セパレータは 、実施例４のものと同様であるが、１％のＰbＳ が添加された。実施例１３ セルが、上記実施例６に記載された条件でテストされた。電極は、５０％のイ オウ元素と、２４％の炭素と、残りの９００，０００ＭＷのＰＥＯおよびリチウ ム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４９：１の重量比）から作成された。 電極材料の膜は、マイヤー棒を用いて集電体上に形成された。セパレータは、実 施例４のものと同様であり、９００，０００ＭＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で 形成された。実施例１４ セルが、７０℃でテストされ、これ以外は、上記実施例４に記載された条件で テストされた。電極は、５０％のイオウ元素と、２４％の炭素と、残りの９００ ，０００ＭＷのＰＥＯおよびリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミド（４ ９：１の重量比）から作成された。電極材料の膜は、マイヤー棒を用いて集電体 上に形成された。セパレータは、実施例４のものと同様であり、９００，０００ ＭＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。実施例１５ セルが、放電率が０．４〜９ｍＡ／ｃｍ2でテストされ、これ以外は、上記実 施例７に記載された条件でテストされた。電極は、５０％のイオウ元素と、１６ ％の炭素と、残りの９００，０００ＭＷのＰＥＯとで作成された。電極材料の膜 は、マイヤー棒を用いて集電体上に形成された。セパレータは、実施例４のもの と同様であり、９００，０００ＭＷのＰＥＯを含み、マイヤー棒で形成された。 このプロットからわかるように、正電極の７４００Ｗ／ｋｇという極めて高いパ ルス出力を得ることが可能である。 図１２ａに示されているテーブル１は、実施例１〜７の各テスト条件における それぞれの電池セルの性能をまとめたものである。図１２ｂに示されているテー ブル２は、実施例８〜１４の各テスト条件におけるそれぞれの電池セルの性能を まとめたものである。 上記のように列記されている立証されたエネルギ密度と出力密度は、複合正電 極の全体に基づくものである。実験室テストに用いられた電解質セパレータとリ チウム箔は、最終的な電池のために最適化されたものではない。電池の推定値は 、５μｍの厚みの重合電解質セパレータと、３０μｍの厚みのリチウム箔と、２ ．５〜５．０μの厚みの集電体とを使用した場合に基づいている。さらに、１ア ンペア時以上の電池に対して仮定される外部ケーシングに対して１０％の重量増 加がある。 セル積層体の正確なサイズと構成に依存するが、最終的な電池性能は、正電極 膜性能の約３０〜７０％である。単純には、５０％が、正電極性能と電池推定値 （これは、１００％電池負荷に相当する）との間の変換に使用されている。電池 の計算された密度範囲は、特定の構成要素や配置に依存して、１．０〜１．６ｇ ｍ／ｃｍ3の範囲であった。単純には、１．２５ｇｍ／ｃｍ3の密度がエネルギ密 度（Ｗｈ／ｌ）の推定値を計算するために使用される。 テーブルから解るように、この発明の正電極を含む電池システムは、極めて高 いエネルギ密度を示しており、これは、現在知られているすべての固体層間化合 物ベース電池を超えている。この発明のセルは、また、Ｎa／β−アルミナ／Ｎ a2Ｓxセル（３５０℃）や、ＬiＡl／ＬiＣl，ＫＣl／ＦeＳ2セル（４５０℃）の ような、もっと高温で動作するセルの性能も超えている。 この発明は、高いエネルギ密度と出力密度を有するセルを提供し、その性能は 、現在知られ、使用されている高度なシステムを凌駕していることが解る。同時 に、高いエネルギと出力が、室温または環境動作条件において利用可能である。実施例１６ この実施例は、この発明の活性イオウ電極を生成する１つの方法の詳細を示し ている。まず、３インチの長さのステンレス鋼（Brown Metals）が、４インチ幅 のスプールから切り出された。このシートの両端は、膜とステンレス鋼集電体と の間の電気的接触を良くするために、研磨スポンジで研磨されて、絶縁コーティ ングが除去された。研磨されたステンレス鋼集電体は、アセトンとKimwipe EX-L によって、Kimwipe が清浄になるまで拭かれた。電池を電気的に接続するための タブは、ステンレス鋼の一部を切り出すことによって形成された。こうして得ら れたステンレス鋼集電体の重さが量られた。 次に、この集電体は、平坦なガラスシート上に載置され、このステンレス鋼集 電体の３インチ×３インチの部分の中心に、標準的な１３ｃｍ2のガラスキャス ティングリングが載置された。次に、上述した実施例の１つに従って生成された カソードスラリを、注射器に充填した。素早く０．５ｍｌのスラリ（または所望 の面積当たりの容量が得られる所望の量）がガラスリングの内側の領域に噴出さ れた。溶剤が蒸発する前に、均一厚さのウェット膜でガラスリングの内側領域を 覆うために、スラリの液滴を広げた。その後、このフィルムを数時間乾燥させて 、ガラスリングを集電体から取り除いた。ガラスリングのフィルムを切断するた めに、x-actoナイフを使用した。この膜付きの集電体の重量を計測して、カソー ド膜の重限を得た。 電極は、上述と同様に、Teledyneステンレス鋼またはアルミ箔上に形成された が、Brown Metalsのステンレス鋼のように絶縁コーティングが無かったので、ス テンレス鋼やアルミ箔の研磨は行わなかった。実施例１７ ステンレス鋼集電体が、実施例１５と同様に作成された。集電体は、なめらか で平坦なガラスシート上に載置され、マイヤー棒（#RDS075 が標準である）の中 央部が集電体の端部中央に位置決めされた。数ミリリットルのスラリ（スラリが 不足しない程度で必要なだけ多く）が、マイヤー棒の前に注入された。一方の手 で基板をガラス上に保持し、他方の手でマイヤー棒の中央部を保持して、マイヤ ー棒を集電体の上で移動させてウェット膜を形成した。この膜を乾燥させ、この ような処理を他の端部から繰り返した。スラリの溶剤の量は、ウェット膜が流れ ないように（過度の溶剤）、また、高低ができないように調整された。膜は、乾 燥の後、ガラスリング（集電体の３インチ×３インチの中心）に載置され、リン グの内周に沿って円形の部分が切り出された。円形の外側の余分な膜は、その後 、かき落とされ、膜の重量が決定された。実施例１８ まず、アルミ箔の集電体が、実施例１５と同様にガラスシート上に載置され、 マイヤー棒を移動させるときに動かないように、ガラスの端部にテープ留めされ た。マイヤー棒を集電体の一端に位置させて、集電体の所望の領域を覆うために 十分なスラリを、マイヤー棒の前に注射器から集電体の上に噴出させた。この膜 を乾燥させた後、この処理を、前と同じように繰り返したが、この際、マイヤー 棒の他の端部を使用した。膜の乾燥後、不要な膜をかき落とし、集電体が所望の 領域を有するように整形した。実施例１９ 次の手順によって、５０重量％のイオウ元素と、１６重量％のアセチレンブラ ックと、２重量％のBrij 35と、３２重量％の９００，０００ＭＷのＰＥＯとを 含むカソードスラリを生成した。３８×３８ｍｍの攪拌十字棒が、上端がテフロ ンでライニングされた８オンスのQuorpac ボトル（BWR Scientific，Brisbane， CA）中に載置された。このボトルには、次のものが添加された：アセトニトリル （Aldrich HPLC級），２３０ｍｌ；昇華され、ボールミルで粉砕されたイオウ粉 末（Aldrich）を６グラム；アセチレン（Shawinigin）カーボンブラック（Chevr on Cedar Bayou Plant）を１．９３グラム；Brij 35（Fluka）を０．２４グラム 。ボトルの内容物は、磁気攪拌プレートのトで一夜中攪拌された。攪拌プレート の出力は、液を飛び散らかしたり空気を巻き込まない程度になるべく高い回転数 で攪拌できるように設定された。次の日、スラリは、急速に攪拌され、３．８５ グラムの９００，０００ＭＷのＰＥＯが、流れの中に添加されて、溶媒で膨張し たＰＥＯのいくつかの大きな固まりができるのではなく、溶媒で膨張したＰＥＯ の多くの小さな固まりができるようにした。次の２日の間、攪拌棒の速度は、液 を飛び散らかしたり空気を巻き込まない程度になるべく高い回転数になるように 設定された。２昼夜の攪拌の後でＰＥＯは溶解され、得られたスラリは、リング 流し込みまたはマイヤー棒技術による膜形成に使用された。 あるいは、昇華され、沈殿したイオウが、上述したボールミルで粉砕されたイ オウの代わりに使用されたが、この際、２昼夜混合する代わりに、２週間の混合 が必要であった。スラリを２昼夜のみ混合したしたときには、得られた薄膜は、 多孔質で固まり状であることが見いだされた。実施例２０ 次の手順によって、５０重量％のイオウ元素と、２４重量％のアセチレンブラ ックと、２重量％のBrij 35と、残りの９００，０００ＭＷのＰＥＯ：リチウム ・トリフルオロメタンサルホンイミド（２０：１）を含むアセトニトリル（アセ トニトリルのミリリットル数：ＰＥＯのグラム数が９０：１）と、を含むカソー ドスラリを生成した。３８×３８ｍｍの攪拌十字棒が、上端がテフロンでライニ ングされた８オンスのQuorpac ボトル（BWR Scientific，Brisbane，CA）中に載 置された。このボトルには、次のものが添加された：リチウム・トリフルオロメ タンサルホンイミド（ドライボックス中で添加された）を０．５９グラム；アセ トニトリル（Aldrich HPLC級）を２００ｍｌ；昇華され、ボールミルで粉砕され たイオウ粉末（Aldrich）を５グラム；アセチレン（Shawinigin）カーボンブラ ック（Chevron Cedar Bayou Plant）を２．４グラム；Brij 35（Fluka）を０． ２グラム。ボトルの内容物は、磁気攪拌プレートの上で一夜中攪拌された。攪拌 プレートの出力は、液を飛び散らかしたり空気を巻き込まない程度になるべく高 い回転数になるように設定された。次の日、スラリは、急速に攪拌され、１．８ グラムの９００，０００ＭＷのＰＥＯ（Aldrich）が、流れの中に添加されて、 溶媒で膨張したＰＥＯのいくつかの大きな固まりができるのではなく、溶媒で膨 張したＰＥＯの多くの小さな固まりができるようにした。次の２日の間、攪拌棒 の速度は、液を飛び散らかしたり空気を巻き込まない程度になるべく高い回転数 になるように設定された。２昼夜の攪拌の後でＰＥＯは溶解され、得られたスラ リは、リング流し込みまたはマイヤー棒技術による膜形成に使用された。実施例２１ 次の手順が、種々のスラリ組成（以下に示す）を作成するために使用された。 まず、ガラスボトルと攪拌棒をアセトンで洗浄し、攪拌棒がこのジャーの中に載 置された。そして、適当な量（次の処理に依存する）のアセトニトリルがジャー に添加され、このボトルにキャップをした。このボトルを、攪拌プレートの上に 載置し、アセトニトリルに渦をつくる程度の十分な出力で運転した。 次にＰＥＯを計量し、ボトルを攪拌プレートLに載置した状態で、ゆっくりと ボトル内に添加していった。ＰＥＯは、アセトニトリルとの接触を最大にして、 急速な混合ができるように極めて少量ずつ導入された。塩を添加する場合には、 塩を計量して、ＰＥＯと同様にして添加した。他の可溶物（Brij）を添加する場 合には、それらの可溶物もこの時点で添加された。すべての構成要素は、溶解す るまで混合された。次に、イオウや炭素を含む不溶性の材料を計量し、混合物に 添加した。混合は、最低２日間行われた。 スラリの組成は次の通りである。 （Ａ）イオウ元素を４０重量％；炭素（アセチレンブラック）を２４％；brij 3 5 を２％；（１モルのリチウム・トリフルオロメタンサルホンイミドに対して２ ０モルのＰＥＯ９００Ｋ）とＰＥＯ１グラム当たり９０ミリリットルのアセトニ トリルを含むものを２４％。 （Ｂ）イオウ元素を５０重量％；炭素（アセチレンブラック）を１６％；brij 3 5 を１％；ＰＥＯ１グラム当たり６０ミリリットルのアセトニトリルを含むＰＥ Ｏ９００Ｋを３３％。 この実施例に従って種々の組成を作成するために使用された構成要素の範囲は 次の通りである：イオウ元素が２４重量％〜５５重量％；炭素（アセチレンブラ ック）が８重量％〜２４重量％；ＰＥＯ１グラム当たり３０ミリリットルのアセ トニトリルから、ＰＥＯ１グラム当たり１１０ミリリットルまでのアセトニトリ ル；ＰＥＯ１グラム当たり４０、６０、９０ミリリットルの水。他の構成要素と しては、イオウ元素に関連して次のような種々の添加物がある：（１）５５％の イオウ元素に対して５重量％のブリリアントイエロー色素添加物；（２）４５％ のイオウ元素に対して５％の２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾー ル；（３）４８％のイオウ元素に対して２重量％のヨウ化リチウム；（４）５０ ％のイオウ元素に対して５重量％のヨウ素；（５）４９％のイオウ元素に対して １重量％のＰbＳ；（６）４５％のイオウ元素に対して５重量％のポリエチレン ジチオール。 上の記載は、この発明、および、その好ましい実施例について説明したもので ある。この発明の実用的な数多くの修正や変形が、当業者によってなされると期 待される。このような修正や変形は、以下の請求の範囲内に含まれるものである 。 文中で引用された参考文献の内容は、参考としてここに含まれる。
【手続補正書】 【提出日】１９９７年３月１１日 【補正内容】 請求の範囲 １．混合物を備える正電極であって、 前記混合物は、 ａ）活性イオウと、 ｂ）前記活性イオウと混合された電子伝導体であって、電子が前記活性イオウと 前記電子伝導体の間を移動できるようにされた電子伝導体と、 ｃ）前記活性イオウと混合されたイオン伝導体であって、イオンが前記活性イオ ウと前記イオン伝導体の間を移動できるようにされたイオン伝導体と、 を含んでおり、 前記混合物は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、正電極。 ２．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物が集電体と電気的に接続されている、正電極。 ３．請求項１記載の正電極であって、 前記電極は、約−４０℃と約１８０℃の間で動作される、正電極。 ４．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウを含む、正電極 。 ５．請求項４記載の正電極であって、 前記混合物は、約４０重量％と約６０重量％の間の活性イオウを含む、正電極 。 ６．請求項１記載の正電極であつて、 前記電子伝導体は、カーボンブラックと、炭素−炭素または炭素ー窒素共有２ 重結合を有する化合物と、電子導電性ポリマーと、ポリアニリン化合物と、ポリ チオフェン化合物と、ポリアセチレン化合物と、ポリピロール化合物と、それら の組み合わせと、で主に構成されるグループから選択される、正電極。 ７．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体を含む、正電極。 ８．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、約８重量％と約２４重量％の間の電子伝導体を含む、正電極。 ９．請求項１記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、固体またはゲルである、正電極。 １０．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、重合体電解質と、セラミック電解質と、ガラス電解質と 、βアルミナ化合物と、それらの組み合わせと、で主に構成されるグループから 選択される、正電極。 １１．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、 ポリエーテル化合物と、ポリイミン化合物と、ポリチオエーテル化合物と、ポ リホスファゼン化合物と、ポリアルキレン酸化物化合物と、ポリエチレン酸化物 化合物と、アモルファスポリエチレン酸化物化合物と、それらの組み合わせと、 から主に構成されるグループから選択された化合物と鎖体を形成する電解質塩を 備える、正電極。 １２．請求項１１記載の正電極であって、 前記固体イオン伝導体は、約０．１％と約２０％の間の非プロトン性有機液体 をさらに含む、正電極。 １３．請求項１２記載の正電極であって、 前記非プロトン性有機液体は、 スルフォラン化合物と、ジメチルスルホン化合物と、テトラヒドロフラン化合 物と、プロピレンカーボネート化合物、ジアルキルカーボネート化合物と、エチ レンカーボネート化合物と、ジメチルカーボネート化合物と、ブチロラクトン化 合物と、Ｎ−メチルピロリジノン化合物と、テトラメチル尿素化合物と、ジオキ ソラン化合物と、グライム化合物と、エーテル化合物と、クラウンエーテル化合 物と、ジメトキシエタン化合物と、それらの組み合わせと、で主に構成されるグ ループから選択される、正電極。 １４．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、 ポリビニリデンフッ化化合物と、ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロ ライド共重合体化合物と、ポリアクリロニトリル化合物と、架橋ポリエーテル化 合物と、ポリアルキレン酸化物化合物と、ポリエチレン酸化物化合物と、それら の組み合わせと、で主に構成されるグループから選択されたゲル剤を含むゲルで ある、正電極。 １５．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、さらに、バインダと、電気触媒と、界面活性剤と、分散剤と、 保護層形成添加物と、の中の１つ以上を含む、正電極。 １６．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、固体またはゲルである、正電極。 １７．電池セルであって、 ａ）混合物を含む正電極であって、前記混合物が、 ｉ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、 ｉｉ）約１５重量％と約７５重量％の間のゲルまたは固体イオン伝導体と、 ｉｉｉ）約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、を含む、正電極と、 ｂ）前記正電極と電気的に接続された集電体と、 ｃ）負電極と、 ｄ）電解質セパレータと、 を備え、 前記混合物は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 １８．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、固体電解質セパレータである、電池セル。 １９．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、ゲル電解質セパレータである、電池セル。 ２０．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、液体電解質セパレータである、電池セル。 ２１．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、固体負電極である、電池セル。 ２２．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、ゲル負電極である、電池セル。 ２３．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、液体負電極である、電池セル。 ２４．電池セルであって、 （ａ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、約１５重量％と約７５ 重量％の間のイオン伝導体と、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、 を備える正複合電極と、 （ｂ）負電極と、 （ｃ）固体電解質セパレータ、または、ゲル電解質セパレータと、を備え、 前記正電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 ２５．請求項２４記載の電池セルであって、 前記負電極は、 アルカリ金属と、アルカリ土類金属と、遷移金属と、アルカリ金属とアルカリ 土類金属と遷移金属の混合物と、炭素と、リチウムまたはナトリウムに挿入され た炭素と、リチウムまたはナトリウムと炭素との混合物と、で主に構成されるグ ループから選択される、電池セル。 ２６．請求項２５記載の電池セルであって、 前記負電極は、リチウムと、ナトリウムと、リチウムまたはナトリウムと炭素 との混合物、または、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素と、で主に構 成されるグループから選択される、電池セル。 ２７．請求項２５記載の電池セルであって、 前記負電極は、リチウムと、ナトリウムと、Ｎa4Ｐb と、リチウム−シリコン 合金と、リチウム−アルミニウム合金と、で主に構成されるグループから選択さ れる、電池セル。 ２８．請求項２４記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、ゲルである、電池セル。 ２９．請求項２４記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、固体である、電池セル。 ３０．電池セルであって、 （ａ）炭素と、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素と、リチウムまたは ナトリウムと炭素との混合物と、を含む負電極と、 （ｂ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、約１５重量％と約７５ 重量％の間のイオン伝導体と、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、 を含む正電極と、を備え、 前記正電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 ３１．請求項３０記載の電池セルであって、さらに、 液体電解質に含まれた電解質塩を備える、電池セル。 ３２．請求項３１記載の電池セルであって、さらに、 前記液体電解質内にセパレータを備える、電池セル。 ３３．請求項３０記載の電池セルであって、 前記負電極は、高度に不規則化された炭素に挿入されたリチウム、グラファイ ト層間化合物、または、ＬiyＣ6（ここで、ｙ＝０．３〜２）、を備える、電池 セル。 ３４．含活性イオウ電極の形成方法であって、 活性イオウと、電子伝導体と、イオン伝導体とを組み合わせることによって混 合物を形成する工程と、 前記混合物を均質化して均質混合物を形成する工程と、 前記均質混合物から前記含活性イオウ電極を形成する工程と、を備え、 前記含活性イオウ電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が少 なくとも約１０％である、方法。 ３５．請求項３４記載の方法であって、 前記方法は、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体を、液 体と組み合わせることによって、スラリを形成する工程を備える、方法。 ３６．請求項３５記載の方法であって、 前記スラリは、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体と、 前記液体とに加えられた分散剤によって形成される、方法。 ３７．請求項３５記載の方法であって、 前記均質工程は、前記スラリを非凝集化して前記均質混合物を形成する工程を 含む、方法。 ３８．請求項３７記載の方法であって、 前記含活性イオウ電極形成工程は、前記均質混合物のスラリ層を基板に塗布す る工程を含む、方法。 ３９．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、集電体の上に形成される、方法。 ４０．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、非接着性基板の上に形成される、方法。 ４１．請求項４０記載の方法であって、さらに、 前記スラリ層を乾燥させることによって、前記含活性イオウ電極を形成する工 程と、 前記非接着性基板から前記含活性イオウ電極を除去する工程と、 前記含活性イオウ電極を集電体に付着させることによって、前記含活性イオウ 電極が前記集電体に電気的に接触するようにする工程と、 を備える方法。 ４２．請求項３８記載の方法であって、さらに、 前記スラリ層を乾燥させることによって、前記含活性イオウ電極を形成する工 程を備える、方法。 ４３．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、スラリ源と連続的に接触する前記基板の上に連続的に形成さ れる、方法。 ４４．請求項３４記載の方法であって、 前記均質化工程は、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体 とを含む固体相混合物を均質化する工程を備える、方法。 ４５．請求項３４記載の方法であって、 前記組み合わせ工程に使用される前記電子伝導体は、炭素と導電性ポリマーで 構成されるグループから選択される、方法。 ４６．請求項３４記載の方法であって、 前記イオン伝導体は、ポリアルキレン酸化物である、方法。 ４７．請求項３４記載の方法であって、さらに、 前記含イオウ電極を含む電気化学セルを生成する工程を備える、方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．混合物を備える正電極であって、 前記混合物は、 ａ）活性イオウと、 ｂ）前記活性イオウと混合された電子伝導体であって、電子が前記活性イオウと 前記電子伝導体の間を移動できるようにされた電子伝導体と、 ｃ）前記活性イオウと混合されたイオン伝導体であって、イオンが前記活性イオ ウと前記イオン伝導体の間を移動できるようにされたイオン伝導体と、 を含んでおり、 前記混合物は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、正電極。 ２．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物が集電体と電気的に接続されている、正電極。 ３．請求項１記載の正電極であって、 前記電極は、約−４０℃と約１８０℃の間で動作される、正電極。 ４．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウを含む、正電極 。 ５．請求項４記載の正電極であって、 前記混合物は、約４０重量％と約６０重量％の間の活性イオウを含む、正電極 。 ６．請求項１記載の正電極であって、 前記電子伝導体は、カーボンブラックと、炭素−炭素または炭素−窒素共有２ 重結合を有する化合物と、電子導電性ポリマーと、ポリアニリン化合物と、ポリ チオフェン化合物と、ポリアセチレン化合物と、ポリピロール化合物と、それら の組み合わせと、で主に構成されるグループから選択される、正電極。 ７．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体を含む、正電極。 ８．請求項１４記載の正電極であって、 前記混合物は、約８重量％と約２４重量％の間の電子伝導体を含む、正電極。 ９．請求項１記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、固体またはゲルである、正電極。 １０．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、重合体電解質と、セラミック電解質と、ガラス電解質と 、βアルミナ化合物と、それらの組み合わせと、で主に構成されるグループから 選択される、正電極。 １１．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、 ポリエーテル化合物と、ポリイミン化合物と、ポリチオエーテル化合物と、ポ リホスファゼン化合物と、ポリアルキレン酸化物化合物と、ポリエチレン酸化物 化合物と、アモルファスポリエチレン酸化物化合物と、それらの組み合わせと、 から主に構成されるグループから選択された化合物と鎖体を形成する電解質塩を 備える、正電極。 １２．請求項１１記載の正電極であって、 前記固体イオン伝導体は、約０．１％と約２０％の間の非プロトン性有機液体 をさらに含む、正電極。 １３．請求項１２記載の正電極であって、 前記非プロトン性有機液体は、 スルフォラン化合物と、ジメチルスルホン化合物と、テトラヒドロフラン化合 物と、プロピレンカーボネート化合物、ジアルキルカーボネート化合物と、エチ レンカーボネート化合物と、ジメチルカーボネート化合物と、ブチロラクトン化 合物と、Ｎ−メチルピロリジノン化合物と、テトラメチル尿素化合物と、ジオキ ソラン化合物と、グライム化合物と、エーテル化合物と、クラウンエーテル化合 物と、ジメトキシエタン化合物と、それらの組み合わせと、で主に構成されるグ ループから選択される、正電極。 １４．請求項９記載の正電極であって、 前記イオン伝導体は、 ポリビニリデンフッ化化合物と、ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロ ライド共重合体化合物と、ポリアクリロニトリル化合物と、架橋ポリエーテル化 合物と、ポリアルキレン酸化物化合物と、ポリエチレン酸化物化合物と、それら の組み合わせと、で主に構成されるグループから選択されたゲル剤を含むゲルで ある、正電極。 １５．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、さらに、バインダと、電気触媒と、界面活性剤と、分散剤と、 保護層形成添加物と、の中の１つ以上を含む、正電極。 １６．請求項１記載の正電極であって、 前記混合物は、固体またはゲルである、正電極。 １７．電池セルであって、 ａ）混合物を含む正電極であって、前記混合物が、 ｉ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、 ｉｉ）約１５重量％と約７５重量％の間のゲルまたは固体イオン伝導体と、 ｉｉｉ）約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、を含む、正電極と、 ｂ）前記正電極と電気的に接続された集電体と、 ｃ）負電極と、 ｄ）電解質セパレータと、 を備え、 前記混合物は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 １８．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、固体電解質セパレータである、電池セル。 １９．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、ゲル電解質セパレータである、電池セル。 ２０．請求項１７記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、液体電解質セパレータである、電池セル。 ２１．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、固体負電極である、電池セル。 ２２．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、ゲル負電極である、電池セル。 ２３．請求項１７記載の電池セルであって、 前記負電極は、液体負電極である、電池セル。 ２４．電池セルであって、 （ａ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、約１５重量％と約７５ 重量％の間のイオン伝導体と、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、 を備える正複合電極と、 （ｂ）負電極と、 （ｃ）固体電解質セパレータ、または、ゲル電解質セパレータと、を備え、 前記正電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 ２５．請求項２４記載の電池セルであって、 前記負電極は、 アルカリ金属と、アルカリ土類金属と、遷移金属と、アルカリ金属とアルカリ 土類金属と遷移金属の混合物と、炭素と、リチウムまたはナトリウムに挿入され た炭素と、リチウムまたはナトリウムと炭素との混合物と、で主に構成されるグ ループから選択される、電池セル。 ２６．請求項２５記載の電池セルであって、 前記負電極は、リチウムと、ナトリウムと、リチウムまたはナトリウムと炭素 との混合物、または、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素と、で主に構 成されるグループから選択される、電池セル。 ２７．請求項２５記載の電池セルであって、 前記負電極は、リチウムと、ナトリウムと、Ｎa4Ｐb と、リチウム−シリコン 合金と、リチウム−アルミニウム合金と、で主に構成されるグループから選択さ れる、電池セル。 ２８．請求項２４記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、ゲルである、電池セル。 ２９．請求項２４記載の電池セルであって、 前記電解質セパレータは、固体である、電池セル。 ３０．電池セルであって、 （ａ）炭素と、リチウムまたはナトリウムに挿入された炭素と、リチウムまたは ナトリウムと炭素との混合物と、を含む負電極と、 （ｂ）約２０重量％と約８０重量％の間の活性イオウと、約１５重量％と約７５ 重量％の間のイオン伝導体と、約５重量％と約４０重量％の間の電子伝導体と、 を含む正電極と、を備え、 前記正電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が約１０％と約 １００％の間にある、電池セル。 ３１．請求項３０記載の電池セルであって、さらに、 液体電解質に含まれた電解質塩を備える、電池セル。 ３２．請求項３１記載の電池セルであって、さらに、 前記液体電解質内にセパレータを備える、電池セル。 ３３．請求項３０記載の電池セルであって、 前記負電極は、高度に不規則化された炭素に挿入されたリチウム、グラファイ ト層間化合物、または、ＬiyＣ6（ここで、ｙ＝０．３〜２）、を備える、電池 セル。 ３４．含活性イオウ電極の形成方法であって、 活性イオウと、電子伝導体と、イオン伝導体とを組み合わせることによって混 合物を形成する工程と、 前記混合物を均質化して均質混合物を形成する工程と、 前記均質混合物から前記含活性イオウ電極を形成する工程と、を備え、 前記含活性イオウ電極は、電気化学反応に対する前記活性イオウの利用率が少 なくとも約１０％である、方法。 ３５．請求項３４記載の方法であって、 前記方法は、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体を、液 体と組み合わせることによって、スラリを形成する工程を備える、方法。 ３６．請求項３５記載の方法であって、 前記スラリは、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体と、 前記液体とに加えられた分散剤によって形成される、方法。 ３７．請求項３５記載の方法であって、 前記均質工程は、前記スラリを非凝集化して前記均質混合物を形成する工程を 含む、方法。 ３８．請求項３７記載の方法であって、 前記含活性イオウ電極形成工程は、前記均質混合物のスラリ層を基板に塗布す る工程を含む、方法。 ３９．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、集電体の上に形成される、方法。 ４０．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、非接着性基板の上に形成される、方法。 ４１．請求項４０記載の方法であって、さらに、 前記スラリ層を乾燥させることによって、前記含活性イオウ電極を形成する工 程と、 前記非接着性基板から前記含活性イオウ電極を除去する工程と、 前記含活性イオウ電極を集電体に付着させることによって、前記含活性イオウ 電極が前記集電体に電気的に接触するようにする工程と、 を備える方法。 ４２．請求項３８記載の方法であって、さらに、 前記スラリ層を乾燥させることによって、前記含活性イオウ電極を形成する工 程を備える、方法。 ４３．請求項３８記載の方法であって、 前記スラリ層は、スラリ源と連続的に接触する前記基板の上に連続的に形成さ れる、方法。 ４４．請求項３４記載の方法であって、 前記均質化工程は、前記活性イオウと、前記電子伝導体と、前記イオン伝導体 とを含む固体相混合物を均質化する工程を備える、方法。 ４５．請求項３４記載の方法であって、 前記組み合わせ工程に使用される前記電子伝導体は、炭素と導電性ポリマーで 構成されるグループから選択される、方法。 ４６．請求項３４記載の方法であって、 前記イオン伝導体は、ポリアルキレン酸化物である、方法。 ４７．請求項３４記載の方法であって、さらに、 前記含イオウ電極を含む電気化学セルを生成する工程を備える、方法。
JP8516822A 1994-11-23 1995-10-03 再充電可能な正電極 Ceased JPH09511615A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/344,384 1994-11-23
US08/344,384 US5523179A (en) 1994-11-23 1994-11-23 Rechargeable positive electrode
US08/479,687 1995-06-07
US08/479,687 US5582623A (en) 1994-11-23 1995-06-07 Methods of fabricating rechargeable positive electrodes
PCT/US1995/012671 WO1996016450A1 (en) 1994-11-23 1995-10-03 Rechargeable positive electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09511615A true JPH09511615A (ja) 1997-11-18

Family

ID=23350331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8516822A Ceased JPH09511615A (ja) 1994-11-23 1995-10-03 再充電可能な正電極

Country Status (13)

Country Link
US (2) US5523179A (ja)
EP (1) EP0739544B1 (ja)
JP (1) JPH09511615A (ja)
CN (1) CN1153311C (ja)
AT (1) ATE229695T1 (ja)
AU (1) AU706408B2 (ja)
BR (1) BR9506539A (ja)
CA (1) CA2181822A1 (ja)
DE (1) DE69529150T2 (ja)
DK (1) DK0739544T3 (ja)
ES (1) ES2188675T3 (ja)
RU (1) RU2143768C1 (ja)
WO (1) WO1996016450A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006503416A (ja) * 2002-10-15 2006-01-26 ポリプラス バッテリー カンパニー 活性金属アノードを保護するためのイオン伝導複合物
JP2010507887A (ja) * 2006-10-25 2010-03-11 オクシス・エナジー・リミテッド 高比エネルギーのリチウム−硫黄電池及びその動作法
JP2013037960A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Toyota Industries Corp 硫黄系正極活物質の製造方法および製造装置
WO2014073560A1 (ja) * 2012-11-09 2014-05-15 株式会社村田製作所 二次電池、及び二次電池の充放電方法
CN113016093A (zh) * 2018-09-14 2021-06-22 奥克斯能源有限公司 电池
JP2021516858A (ja) * 2018-05-03 2021-07-08 エルジー・ケム・リミテッド 高分子系固体電解質を含む電極の製造方法及びこれによって製造された電極
JP2021516859A (ja) * 2018-05-03 2021-07-08 エルジー・ケム・リミテッド 高分子系固体電解質を含む電極の製造方法及びこれによって製造された電極

Families Citing this family (223)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6030720A (en) * 1994-11-23 2000-02-29 Polyplus Battery Co., Inc. Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US6358643B1 (en) 1994-11-23 2002-03-19 Polyplus Battery Company Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US5814420A (en) * 1994-11-23 1998-09-29 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
US6376123B1 (en) 1994-11-23 2002-04-23 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrodes
US5686201A (en) * 1994-11-23 1997-11-11 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
US6017651A (en) * 1994-11-23 2000-01-25 Polyplus Battery Company, Inc. Methods and reagents for enhancing the cycling efficiency of lithium polymer batteries
JP3635713B2 (ja) * 1995-01-26 2005-04-06 ソニー株式会社 ゲル電解質及び電池
US5723230A (en) * 1995-02-27 1998-03-03 Yazaki Corporation Oligosulfide type electrode material and secondary battery containing such electrode material
JP3292441B2 (ja) * 1996-03-21 2002-06-17 松下電器産業株式会社 有機ジスルフィド化合物を含有する電極およびその製造方法
EP0958627B1 (en) * 1996-05-22 2002-02-27 Moltech Corporation Composite cathodes, electrochemical cells comprising novel composite cathodes, and processes for fabricating same
DE69709740T2 (de) * 1996-06-14 2002-08-22 Moltech Corp., Tucson Zusammensetzung verwendbar in elektrolyten für sekundär batteriezellen
EP0951742A1 (en) 1996-10-11 1999-10-27 Massachusetts Institute Of Technology Polymer electrolyte, intercalation compounds and electrodes for batteries
DE19709783A1 (de) * 1997-03-10 1998-09-17 Varta Batterie Laminierte Lithium-Ionen-Zelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5747103A (en) * 1997-04-10 1998-05-05 Voxcom, Inc. Method and apparatus for printign lithium patterns on a press
US6243192B1 (en) 1997-04-28 2001-06-05 Timer Technologies, Llc Electrochemical display and timing mechanism with migrating electrolyte
US5912759A (en) * 1997-04-28 1999-06-15 Wisconsin Label Corporation Electrochemical display cell with focused field
US6165641A (en) * 1997-05-09 2000-12-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Nanodisperse transition metal electrodes (NTME) for electrochemical cells
DE19755351A1 (de) * 1997-12-12 1999-06-17 Walter Prof Dr Jansen Niedertemperatur-Metall-Schwefel-Batterie
US6194099B1 (en) 1997-12-19 2001-02-27 Moltech Corporation Electrochemical cells with carbon nanofibers and electroactive sulfur compounds
US6110619A (en) * 1997-12-19 2000-08-29 Moltech Corporation Electrochemical cells with cationic polymers and electroactive sulfur compounds
US6201100B1 (en) 1997-12-19 2001-03-13 Moltech Corporation Electroactive, energy-storing, highly crosslinked, polysulfide-containing organic polymers and methods for making same
US6210831B1 (en) 1997-12-19 2001-04-03 Moltech Corporation Cathodes comprising electroactive sulfur materials and secondary batteries using same
KR20010041212A (ko) * 1998-02-25 2001-05-15 크레머, 포프 겔 복합 전해질로 된 막의 제조방법
US6787232B1 (en) 1998-04-30 2004-09-07 Massachusetts Institute Of Technology Intercalation compounds and electrodes for batteries
US6746804B2 (en) 1998-05-13 2004-06-08 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Nonaqueous organic electrolytes for low temperature discharge of rechargeable electrochemical cells
AU4326499A (en) 1998-06-08 1999-12-30 Moltech Corporation Multifunctional reactive monomers for safety protection of nonaqueous electrochemical cells
BR9911519A (pt) * 1998-06-09 2001-03-20 Farnow Technologies Pty Ltd Sistema de armazenagem de energia.
US6117593A (en) * 1998-06-15 2000-09-12 Johnson Manufacturing, Llc Current collector manufacture by arc spray deposition
US6285492B1 (en) 1998-07-02 2001-09-04 Timer Technologies, Llc Interactive electrochemical displays
US6210832B1 (en) 1998-09-01 2001-04-03 Polyplus Battery Company, Inc. Mixed ionic electronic conductor coatings for redox electrodes
US6200704B1 (en) 1998-09-01 2001-03-13 Polyplus Battery Company, Inc. High capacity/high discharge rate rechargeable positive electrode
US6955866B2 (en) * 1998-09-03 2005-10-18 Polyplus Battery Company Coated lithium electrodes
US6537701B1 (en) 1998-09-03 2003-03-25 Polyplus Battery Company, Inc. Coated lithium electrodes
US6110236A (en) * 1998-09-11 2000-08-29 Polyplus Battery Company, Inc. Method of preparing electrodes having evenly distributed component mixtures
US6245464B1 (en) 1998-09-21 2001-06-12 Wilson Greatbatch Ltd. Hermetically sealed lithium-ion secondary electrochemical cell
US6302928B1 (en) 1998-12-17 2001-10-16 Moltech Corporation Electrochemical cells with high volumetric density of electroactive sulfur-containing materials in cathode active layers
US6521381B1 (en) * 1999-03-16 2003-02-18 General Motors Corporation Electrode and membrane-electrode assemblies for electrochemical cells
US6428933B1 (en) 1999-04-01 2002-08-06 3M Innovative Properties Company Lithium ion batteries with improved resistance to sustained self-heating
US6576370B1 (en) 1999-04-26 2003-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Positive electrode and lithium battery using the same
KR100589307B1 (ko) * 1999-08-27 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지 및 리튬 이차 전지용 극판의 제조방법
US6223449B1 (en) 1999-11-18 2001-05-01 Johnson Research & Development Company, Inc. Apparatus for extracting plasticizer
US6709787B2 (en) 2000-02-09 2004-03-23 Hitachi Maxell, Ltd. Polycarbon sulfide, process for preparing the same and nonaqueous electrolyte battery comprising the same
US6962613B2 (en) 2000-03-24 2005-11-08 Cymbet Corporation Low-temperature fabrication of thin-film energy-storage devices
JP3670931B2 (ja) * 2000-04-25 2005-07-13 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用電極材料及びリチウム二次電池
KR100326468B1 (ko) * 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
KR100326466B1 (ko) 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
AU2001282935A1 (en) 2000-08-01 2002-02-13 First Usa Bank, N.A. System and method for transponder-enabled account transactions
JP2002075446A (ja) * 2000-08-02 2002-03-15 Samsung Sdi Co Ltd リチウム−硫黄電池
EP1310005B9 (en) * 2000-08-12 2011-06-22 LG Chemical Co., Ltd. Multi-component composite film method for preparing the same
KR100370289B1 (ko) * 2000-08-17 2003-01-30 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 2차 전지
KR100379249B1 (ko) * 2000-08-29 2003-04-08 한국과학기술원 리튬이차전지의 양극전극용 유황 전극 및 그 제조방법
US6631849B2 (en) 2000-12-06 2003-10-14 Bank One, Delaware, National Association Selectable multi-purpose card
US6632573B1 (en) * 2001-02-20 2003-10-14 Polyplus Battery Company Electrolytes with strong oxidizing additives for lithium/sulfur batteries
US7526449B1 (en) 2001-04-17 2009-04-28 Jpmorgan Chase Bank N.A. Optically encoded card and system and method for using
KR100402109B1 (ko) * 2001-06-01 2003-10-17 임수근 신규한 나트륨/유황전지
KR100385357B1 (ko) * 2001-06-01 2003-05-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지
CN1172397C (zh) * 2001-06-12 2004-10-20 王立都 采用磁化工艺制备蓄电池用液态低钠硅盐电介质及其用途
US20030019942A1 (en) * 2001-07-24 2003-01-30 Blossom George W. System and method for electronically readable card having power source
KR100396492B1 (ko) * 2001-10-17 2003-09-02 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 양극활물질 조성물의 제조 방법
KR100433001B1 (ko) * 2001-11-05 2004-05-24 삼성에스디아이 주식회사 캐소드 전극의 제조방법, 이에 의하여 제조된 캐소드전극, 및 이를 채용한 리튬 전지
KR100416098B1 (ko) * 2001-12-18 2004-01-24 삼성에스디아이 주식회사 캐소드 전극, 이의 제조방법 및 이를 채용한 리튬 설퍼 전지
KR100436712B1 (ko) * 2001-12-19 2004-06-22 삼성에스디아이 주식회사 캐소드 전극, 그 제조방법 및 이를 채용한 리튬 전지
US6911280B1 (en) * 2001-12-21 2005-06-28 Polyplus Battery Company Chemical protection of a lithium surface
KR20030063060A (ko) * 2002-01-22 2003-07-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극
US7593875B2 (en) 2002-03-08 2009-09-22 Jp Morgan Chase Bank Financial system for isolated economic environment
US8392301B1 (en) 2002-03-08 2013-03-05 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Financial system for isolated economic environment
RU2224334C2 (ru) * 2002-04-18 2004-02-20 Иркутский институт химии им. А.Е.Фаворского СО РАН Сера-фосфорные и сера-фосфор-олефиновые сополимеры, допированные каталитическими добавками, как активные катодные материалы
US7282298B2 (en) * 2002-08-29 2007-10-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrochemical device
KR100450208B1 (ko) * 2002-09-23 2004-09-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
US7282302B2 (en) 2002-10-15 2007-10-16 Polyplus Battery Company Ionically conductive composites for protection of active metal anodes
US7390591B2 (en) 2002-10-15 2008-06-24 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
US20080057386A1 (en) 2002-10-15 2008-03-06 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
US7645543B2 (en) 2002-10-15 2010-01-12 Polyplus Battery Company Active metal/aqueous electrochemical cells and systems
KR100472513B1 (ko) * 2002-11-16 2005-03-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지용 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 설퍼전지
US7603144B2 (en) * 2003-01-02 2009-10-13 Cymbet Corporation Active wireless tagging system on peel and stick substrate
US7294209B2 (en) * 2003-01-02 2007-11-13 Cymbet Corporation Apparatus and method for depositing material onto a substrate using a roll-to-roll mask
US6906436B2 (en) * 2003-01-02 2005-06-14 Cymbet Corporation Solid state activity-activated battery device and method
US20040142203A1 (en) * 2003-01-07 2004-07-22 Woolley Christopher P. Hydrogen storage medium
US20040191629A1 (en) * 2003-03-26 2004-09-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Positive electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery, and method of manufacturing the same
US20040197653A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode and electrochemical device using the same
US8034484B2 (en) * 2003-04-22 2011-10-11 Panasonic Corporation Electrochemical device and electrode active material for electrochemical device
RU2303318C2 (ru) * 2003-04-23 2007-07-20 Мицуи Майнинг Энд Смелтинг Ко., Лтд. Отрицательный электрод для неводной вторичной батареи, способ изготовления отрицательного электрода и неводная вторичная батарея
KR100612227B1 (ko) * 2003-05-22 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 설퍼 전지
US7482096B2 (en) * 2003-06-04 2009-01-27 Polyplus Battery Company Alleviation of voltage delay in lithium-liquid depolarizer/electrolyte solvent battery cells
US20040253510A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-16 Polyplus Battery Company Aliovalent protective layers for active metal anodes
KR100502357B1 (ko) * 2003-08-29 2005-07-20 삼성에스디아이 주식회사 고분자 필름을 구비한 양극 및 이를 채용한 리튬-설퍼 전지
KR100553775B1 (ko) * 2003-09-05 2006-02-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 포함한 리튬 설퍼 전지
KR100553776B1 (ko) * 2003-09-05 2006-02-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 포함한 리튬 설퍼 전지
US7211351B2 (en) 2003-10-16 2007-05-01 Cymbet Corporation Lithium/air batteries with LiPON as separator and protective barrier and method
US7491458B2 (en) 2003-11-10 2009-02-17 Polyplus Battery Company Active metal fuel cells
US7608178B2 (en) * 2003-11-10 2009-10-27 Polyplus Battery Company Active metal electrolyzer
US7494742B2 (en) * 2004-01-06 2009-02-24 Cymbet Corporation Layered barrier structure having one or more definable layers and method
TWI302760B (en) 2004-01-15 2008-11-01 Lg Chemical Ltd Electrochemical device comprising aliphatic nitrile compound
US9368775B2 (en) 2004-02-06 2016-06-14 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes having porous ceramic separators, including an integrated structure of porous and dense Li ion conducting garnet solid electrolyte layers
US7282295B2 (en) 2004-02-06 2007-10-16 Polyplus Battery Company Protected active metal electrode and battery cell structures with non-aqueous interlayer architecture
KR100588288B1 (ko) 2004-02-16 2006-06-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 전극
WO2005078832A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Lg Chem, Ltd. Electrode for lithium secondary battery
JP5466364B2 (ja) * 2004-12-02 2014-04-09 オクシス・エナジー・リミテッド リチウム・硫黄電池用電解質及びこれを使用するリチウム・硫黄電池
KR100776913B1 (ko) 2005-02-02 2007-11-15 주식회사 엘지화학 지방족 모노 니트릴 화합물을 포함하는 전기화학소자
US7776478B2 (en) 2005-07-15 2010-08-17 Cymbet Corporation Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method
WO2007011899A2 (en) 2005-07-15 2007-01-25 Cymbet Corporation Thin-film batteries with polymer and lipon electrolyte layers and method
US20070012244A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Cymbet Corporation Apparatus and method for making thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers
JP5442257B2 (ja) * 2005-09-26 2014-03-12 オクシス・エナジー・リミテッド 高い比エネルギーを備えたリチウム−硫黄バッテリ
WO2007062220A2 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Polyplus Battery Company Li/air non-aqueous batteries
WO2007075867A2 (en) 2005-12-19 2007-07-05 Polyplus Battery Company Composite solid electrolyte for protection of active metal anodes
UA83075C2 (uk) * 2006-04-27 2008-06-10 Елена Моисеевна Шембель Електрод для первинних, вторинних літієвих джерел струму та суперконденсаторів і спосіб його виготовлення
GB0615870D0 (en) * 2006-08-10 2006-09-20 Oxis Energy Ltd An electrolyte for batteries with a metal lithium electrode
KR100966024B1 (ko) * 2007-04-24 2010-06-24 주식회사 엘지화학 이종의 세퍼레이터를 구비한 전기화학소자
US8673477B2 (en) 2008-06-16 2014-03-18 Polyplus Battery Company High energy density aqueous lithium/air-battery cells
CN101453009B (zh) * 2007-12-03 2011-07-06 比亚迪股份有限公司 锂硫电池的正极及其制备方法和电池
USD582977S1 (en) 2008-02-21 2008-12-16 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Transaction device
USD582476S1 (en) 2008-02-21 2008-12-09 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Pivoting transaction device
USD576671S1 (en) 2008-02-21 2008-09-09 Jpmorganchase Bank, N.A. Overlapping transaction device
USD635186S1 (en) 2008-06-30 2011-03-29 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Metal transaction device
US9305292B1 (en) 2008-07-03 2016-04-05 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Systems and methods for providing an adaptable transponder device
USD636021S1 (en) 2008-07-17 2011-04-12 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Eco-friendly transaction device
KR101050438B1 (ko) * 2008-11-10 2011-07-19 주식회사 코캄 안전성이 우수한 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 그 제조방법과 이를 포함하는 리튬 이차전지
USD602986S1 (en) 2009-03-06 2009-10-27 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Metal transaction device
US20110027637A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Fluid-surfaced electrode
US8460814B2 (en) * 2009-07-29 2013-06-11 The Invention Science Fund I, Llc Fluid-surfaced electrode
US8865361B2 (en) * 2009-07-29 2014-10-21 The Invention Science Fund I, Llc Instrumented fluid-surfaced electrode
US20110027629A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Instrumented fluid-surfaced electrode
US8889312B2 (en) * 2009-07-29 2014-11-18 The Invention Science Fund I, Llc Instrumented fluid-surfaced electrode
US10074879B2 (en) * 2009-07-29 2018-09-11 Deep Science, Llc Instrumented fluid-surfaced electrode
US20110027638A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Fluid-surfaced electrode
US8236452B2 (en) * 2009-11-02 2012-08-07 Nanotek Instruments, Inc. Nano-structured anode compositions for lithium metal and lithium metal-air secondary batteries
US9112240B2 (en) * 2010-01-04 2015-08-18 Nanotek Instruments, Inc. Lithium metal-sulfur and lithium ion-sulfur secondary batteries containing a nano-structured cathode and processes for producing same
US8962188B2 (en) 2010-01-07 2015-02-24 Nanotek Instruments, Inc. Anode compositions for lithium secondary batteries
WO2011101930A1 (ja) * 2010-02-19 2011-08-25 パナソニック株式会社 コイン形リチウム二次電池
CN103229338B (zh) * 2010-11-26 2016-04-27 丰田自动车株式会社 用于锂离子二次电池的负极活性物质
US20120183854A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Basf Se Process for producing electrodes for lithium-sulfur batteries
US9005808B2 (en) 2011-03-01 2015-04-14 Uchicago Argonne, Llc Electrode materials for rechargeable batteries
JP5776931B2 (ja) * 2011-05-25 2015-09-09 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質
KR101384198B1 (ko) 2011-05-31 2014-04-25 한양대학교 산학협력단 카본 황 복합체의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 카본 황 복합체 및 이를 포함하는 리튬황 전지
US11527774B2 (en) 2011-06-29 2022-12-13 Space Charge, LLC Electrochemical energy storage devices
US10601074B2 (en) 2011-06-29 2020-03-24 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
US9853325B2 (en) 2011-06-29 2017-12-26 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
US11996517B2 (en) 2011-06-29 2024-05-28 Space Charge, LLC Electrochemical energy storage devices
US9660311B2 (en) 2011-08-19 2017-05-23 Polyplus Battery Company Aqueous lithium air batteries
US8828573B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 Polyplus Battery Company Electrode structures for aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
US8828575B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 PolyPlus Batter Company Aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
US8828574B2 (en) 2011-11-15 2014-09-09 Polyplus Battery Company Electrolyte compositions for aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
US9660265B2 (en) 2011-11-15 2017-05-23 Polyplus Battery Company Lithium sulfur batteries and electrolytes and sulfur cathodes thereof
CN103138012A (zh) * 2011-11-28 2013-06-05 洛阳沃德节电科技开发有限公司 Li/(C6H4)n 可充电电池
EP2629352A1 (en) 2012-02-17 2013-08-21 Oxis Energy Limited Reinforced metal foil electrode
KR102022405B1 (ko) * 2012-02-27 2019-09-18 에스케이이노베이션 주식회사 나트륨 이차전지
WO2013129848A1 (en) * 2012-02-27 2013-09-06 Sk Innovation Co.,Ltd. Sodium secondary battery
US8932771B2 (en) 2012-05-03 2015-01-13 Polyplus Battery Company Cathode architectures for alkali metal / oxygen batteries
US9023518B2 (en) 2012-09-14 2015-05-05 Eaglepicher Technologies, Llc Lithium—sulfur battery with performance enhanced additives
US9711770B2 (en) 2012-11-27 2017-07-18 Apple Inc. Laminar battery system
US10033029B2 (en) 2012-11-27 2018-07-24 Apple Inc. Battery with increased energy density and method of manufacturing the same
US10211433B2 (en) 2012-11-27 2019-02-19 Apple Inc. Battery packaging
US9899661B2 (en) 2013-03-13 2018-02-20 Apple Inc. Method to improve LiCoO2 morphology in thin film batteries
US9601751B2 (en) 2013-03-15 2017-03-21 Apple Inc. Annealing method for thin film electrodes
US9887403B2 (en) 2013-03-15 2018-02-06 Apple Inc. Thin film encapsulation battery systems
US10141600B2 (en) 2013-03-15 2018-11-27 Apple Inc. Thin film pattern layer battery systems
US9570775B2 (en) 2013-03-15 2017-02-14 Apple Inc. Thin film transfer battery systems
US20210257658A1 (en) * 2013-03-21 2021-08-19 University Of Maryland, College Park Solid-state li-s batteries and methods of making same
ES2671399T3 (es) 2013-03-25 2018-06-06 Oxis Energy Limited Un método para cargar una celda de litio-azufre
EP2784850A1 (en) 2013-03-25 2014-10-01 Oxis Energy Limited A method of cycling a lithium-sulphur cell
EP2784851B1 (en) 2013-03-25 2015-08-19 Oxis Energy Limited A method of charging a lithium-sulphur cell
US9917303B2 (en) 2013-04-22 2018-03-13 Nanotek Instruments, Inc. Rechargeable lithium-sulfur battery having a high capacity and long cycle life
US9190696B2 (en) 2013-05-16 2015-11-17 Nanotek Instruments, Inc. Lithium secondary batteries containing lithium salt-ionic liquid solvent electrolyte
US9882238B2 (en) 2013-05-16 2018-01-30 Nanotek Instruments, Inc. Lithium-sulfur secondary battery containing gradient electrolyte
DE102013209982B4 (de) * 2013-05-28 2023-02-16 Technische Universität Dresden Alkalimetall-Schwefel-Batterie sowie Verfahren zu deren Betreibung
US9368831B2 (en) 2013-06-10 2016-06-14 Nanotek Instruments, Inc. Lithium secondary batteries containing non-flammable quasi-solid electrolyte
US9905860B2 (en) 2013-06-28 2018-02-27 Polyplus Battery Company Water activated battery system having enhanced start-up behavior
US9601803B2 (en) 2013-07-22 2017-03-21 Nanotek Instruments, Inc. Non-flammable quasi-solid electrolyte-separator layer product for lithium battery applications
US9601805B2 (en) 2013-07-22 2017-03-21 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing non-flammable quasi-solid electrolyte and electrolyte-separator for lithium battery applications
GB2517228B (en) 2013-08-15 2016-03-02 Oxis Energy Ltd Laminate cell
US10147937B2 (en) * 2013-09-02 2018-12-04 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Solid-state battery and method for manufacturing electrode active material
WO2015030052A1 (ja) * 2013-09-02 2015-03-05 三菱瓦斯化学株式会社 全固体電池
CN105830259B (zh) 2013-12-17 2019-04-09 奥克斯能源有限公司 用于锂硫电池的电解质
EP3103156B1 (en) 2014-02-06 2019-06-12 Gelion Technologies PTY LTD Gelated ionic liquid film-coated surfaces and uses thereof
US20150318532A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Bifunctional separators for lithium-sulfur batteries
PL3149792T3 (pl) 2014-05-30 2019-04-30 Arkema France Ogniwo litowo-siarkowe
US10930915B2 (en) 2014-09-02 2021-02-23 Apple Inc. Coupling tolerance accommodating contacts or leads for batteries
WO2016053608A1 (en) * 2014-09-14 2016-04-07 Massachusetts Institute Of Technology Sulfur nanosponge cathode for lithium-sulfur battery and methods of manufacture thereof
US10050265B2 (en) 2014-12-18 2018-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Positive electrode having sulfur contained in pores between nanocarbon structures, alkali metal-sulfur battery including the same, and method of preparing the positive electrode
KR101664624B1 (ko) 2014-12-23 2016-10-11 현대자동차주식회사 전고체 리튬-황 배터리용 양극의 제조방법, 이에 의해 제조된 전고체 리튬-황 배터리용 양극
WO2016142927A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Sousa Soares De Oliveira Braga Maria Helena An electrochemical solid carbon-sulfur li-ion based device and uses thereof
WO2016157083A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Sousa Soares De Oliveira Braga Maria Helena An electrochemical solid carbon-sulfur na-ion based device and uses thereof
EP3353844B1 (en) 2015-03-27 2022-05-11 Mason K. Harrup All-inorganic solvents for electrolytes
US10186730B2 (en) 2015-07-15 2019-01-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte solution for secondary battery and secondary battery
CN105932225A (zh) * 2016-06-29 2016-09-07 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种全固态二次锂电池用改善室温电子离子快速传输电极片的制备方法
CN106099072A (zh) * 2016-08-19 2016-11-09 周新凤 一种改性聚吡咯锂电正极材料及其制备方法
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
RU2740794C1 (ru) * 2017-02-24 2021-01-21 Кьюберг, Инк. Система стабильной высокотемпературной вторичной батареи и способ, относящийся к ней
US10903519B2 (en) 2017-03-27 2021-01-26 Global Graphene Group, Inc. Lithium secondary battery containing non-flammable electrolyte and manufacturing method
KR102359583B1 (ko) * 2017-05-08 2022-02-07 현대자동차주식회사 고체전해질 및 이를 포함하는 전고체 전지의 제조방법
US11394058B2 (en) * 2017-06-02 2022-07-19 Global Graphene Group, Inc. Method of producing shape-conformable alkali metal-sulfur battery
US11335946B2 (en) 2017-06-02 2022-05-17 Global Graphene Group, Inc. Shape-conformable alkali metal-sulfur battery
KR20200014325A (ko) * 2017-06-02 2020-02-10 나노텍 인스트러먼츠, 인코포레이티드 형상 순응 알칼리 금속-황 전지
US11258101B2 (en) 2017-06-26 2022-02-22 Global Graphene Group, Inc. Non-flammable electrolyte containing liquefied gas and lithium secondary batteries containing same
US10454141B2 (en) 2017-06-30 2019-10-22 Global Graphene Group, Inc. Method of producing shape-conformable alkali metal-sulfur battery having a deformable and conductive quasi-solid electrode
US11145924B2 (en) * 2017-10-09 2021-10-12 Prologium Technology Co., Ltd. Battery structure
JP7104877B2 (ja) * 2017-11-16 2022-07-22 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池用の正極材料
US10873083B2 (en) 2017-11-30 2020-12-22 Global Graphene Group, Inc. Anode particulates or cathode particulates and alkali metal batteries
US10637043B2 (en) 2017-11-30 2020-04-28 Global Graphene Group, Inc. Anode particulates or cathode particulates and alkali metal batteries containing same
US10797313B2 (en) 2017-12-05 2020-10-06 Global Graphene Group, Inc. Method of producing anode or cathode particulates for alkali metal batteries
JP6970010B2 (ja) * 2017-12-27 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 蓄電池およびその製造方法
EP3762989A4 (en) 2018-03-07 2021-12-15 Space Charge, LLC THIN FILM SOLID STATE ENERGY STORAGE DEVICES
FR3080491B1 (fr) * 2018-04-20 2021-06-18 Arkema France Batterie lithium/soufre a capacite augmentee et procedes associes
US11349115B2 (en) 2018-04-27 2022-05-31 Dow Global Technologies Llc Solvent systems for use in lithium ion battery production
JP7017123B2 (ja) * 2018-06-01 2022-02-08 トヨタ自動車株式会社 正極合材、全固体電池および正極合材の製造方法
JP2022516205A (ja) 2018-12-14 2022-02-24 キューバーグ、インク． 高エネルギー電池用のイオン性液体ベースの電解質のためのシステム
JP7156095B2 (ja) * 2019-03-05 2022-10-19 トヨタ自動車株式会社 正極スラリーの製造方法、正極の製造方法及び全固体電池の製造方法、並びに、正極及び全固体電池
CN111755688A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 住友橡胶工业株式会社 硫系活性物质
US12166178B2 (en) 2020-04-29 2024-12-10 Honeycomb Battery Company Method of producing a lithium battery cell containing a non-flammable quasi-solid electrolyte
US11916189B2 (en) 2020-04-29 2024-02-27 Global Graphene Group, Inc. Method and apparatus for forming a non- flammable quasi-solid electrolyte in a lithium battery
US11824220B2 (en) 2020-09-03 2023-11-21 Apple Inc. Electronic device having a vented battery barrier
US11949063B2 (en) 2020-09-08 2024-04-02 Global Graphene Group, Inc. Flame-resistant quasi-solid hybrid electrolyte for safe anode-less lithium batteries and production method
RU2762741C1 (ru) * 2020-12-25 2021-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" Способ получения электропроводящего композита на основе полианилина и наноразмерной серы
US12451519B2 (en) 2021-01-08 2025-10-21 Honeycomb Battery Company Flame-resistant quasi-solid electrolyte for lithium-ion and lithium metal batteries and production method
US12142729B2 (en) 2021-01-18 2024-11-12 Honeycomb Battery Company Quasi-solid and solid-state electrolyte for lithium-ion and lithium metal batteries and manufacturing method
US11830976B2 (en) 2021-01-25 2023-11-28 Global Graphene Group, Inc. Flame-resistant electrolyte compositions, quasi-solid and solid-state electrolytes, and lithium batteries
US12308387B2 (en) 2021-02-02 2025-05-20 Honeycomb Battery Company Phosphazene compound-based electrolyte compositions, quasi-solid and solid-state electrolytes, and lithium batteries
US11901562B2 (en) 2021-03-10 2024-02-13 Global Graphene Group, Inc. Bipolar electrodes containing flame-resistant quasi-solid or solid-state electrolyte, bipolar lithium batteries, and manufacturing method
US11949109B2 (en) 2021-03-12 2024-04-02 Honeycomb Battery Company Flame-resistant electrodes lithium containing quasi-solid or solid-state electrolytes and manufacturing method
US11881580B2 (en) 2021-03-19 2024-01-23 Global Graphene Group, Inc. Flame-resistant bipolar electrodes, bipolar lithium batteries, and manufacturing method
CN113140730A (zh) * 2021-03-26 2021-07-20 万向一二三股份公司 一种高镍三元锂离子电池
US11888119B2 (en) 2021-04-07 2024-01-30 Global Graphene Group, Inc. Method of producing flame-resistant quasi-solid electrolytes and lithium batteries containing same
KR102876041B1 (ko) 2021-08-17 2025-10-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체전지용 양극 및 이를 포함하는 전고체전지

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3532543A (en) * 1968-02-21 1970-10-06 Aerojet General Co Battery employing lithium - sulphur electrodes with non-aqueous electrolyte
US3907591A (en) * 1971-12-30 1975-09-23 Varta Ag Positive sulphur electrode for galvanic cells and method of producing the same
DE2334660A1 (de) * 1973-07-07 1975-01-23 Varta Batterie Elektrischer akkumulator mit negativer lithiumelektrode
US3953231A (en) * 1975-04-25 1976-04-27 General Electric Company Sealed lithium-solid sulfur cell
US4143214A (en) * 1978-06-26 1979-03-06 Exxon Research & Engineering Co. Cells having cathodes containing Cs S cathode-active materials
IL61085A (en) * 1980-09-19 1983-07-31 Univ Ramot Nonaqueous sulfur cell
US4469761A (en) * 1980-11-26 1984-09-04 Diamond Shamrock Corporation Rechargeable lithium/sulfur ammoniate battery
US4481267A (en) * 1983-04-01 1984-11-06 Duracell Inc. Insoluble heavy metal polysulfide cathodes
BG39778A1 (ja) * 1984-10-30 1986-08-15 Mohhev
US4833048A (en) * 1988-03-31 1989-05-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Metal-sulfur type cell having improved positive electrode
US5162175A (en) * 1989-10-13 1992-11-10 Visco Steven J Cell for making secondary batteries
US5441831A (en) * 1992-12-17 1995-08-15 Associated Universities, Inc. Cells having cathodes containing polycarbon disulfide materials
DE4243211A1 (de) * 1992-12-19 1994-06-23 Abb Patent Gmbh Elektrochemische Speicherzelle

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006503416A (ja) * 2002-10-15 2006-01-26 ポリプラス バッテリー カンパニー 活性金属アノードを保護するためのイオン伝導複合物
JP4781676B2 (ja) * 2002-10-15 2011-09-28 ポリプラス バッテリー カンパニー 電気化学デバイスの構成要素、その製造方法、電池用のセパレータ、及び、電池セル
JP2010507887A (ja) * 2006-10-25 2010-03-11 オクシス・エナジー・リミテッド 高比エネルギーのリチウム−硫黄電池及びその動作法
JP2013037960A (ja) * 2011-08-10 2013-02-21 Toyota Industries Corp 硫黄系正極活物質の製造方法および製造装置
WO2014073560A1 (ja) * 2012-11-09 2014-05-15 株式会社村田製作所 二次電池、及び二次電池の充放電方法
JPWO2014073560A1 (ja) * 2012-11-09 2016-09-08 株式会社村田製作所 二次電池、及び二次電池の充放電方法
JP2021516858A (ja) * 2018-05-03 2021-07-08 エルジー・ケム・リミテッド 高分子系固体電解質を含む電極の製造方法及びこれによって製造された電極
JP2021516859A (ja) * 2018-05-03 2021-07-08 エルジー・ケム・リミテッド 高分子系固体電解質を含む電極の製造方法及びこれによって製造された電極
CN113016093A (zh) * 2018-09-14 2021-06-22 奥克斯能源有限公司 电池
JP2022500825A (ja) * 2018-09-14 2022-01-04 オキシス エナジー リミテッド バッテリー
JP2025003750A (ja) * 2018-09-14 2025-01-09 ジェライオン・テクノロジーズ・プロプライエタリー・リミテッド バッテリー

Also Published As

Publication number Publication date
ES2188675T3 (es) 2003-07-01
US5532077A (en) 1996-07-02
DE69529150D1 (de) 2003-01-23
EP0739544B1 (en) 2002-12-11
WO1996016450A1 (en) 1996-05-30
US5523179A (en) 1996-06-04
CA2181822A1 (en) 1996-05-30
EP0739544A1 (en) 1996-10-30
DE69529150T2 (de) 2003-04-17
AU706408B2 (en) 1999-06-17
CN1144017A (zh) 1997-02-26
ATE229695T1 (de) 2002-12-15
BR9506539A (pt) 1997-10-28
RU2143768C1 (ru) 1999-12-27
DK0739544T3 (da) 2003-01-06
CN1153311C (zh) 2004-06-09
AU3888295A (en) 1996-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5582623A (en) Methods of fabricating rechargeable positive electrodes
JPH09511615A (ja) 再充電可能な正電極
US5789108A (en) Rechargeable positive electrodes
US6376123B1 (en) Rechargeable positive electrodes
US5814420A (en) Rechargeable positive electrodes
US6200704B1 (en) High capacity/high discharge rate rechargeable positive electrode
US6110236A (en) Method of preparing electrodes having evenly distributed component mixtures
AU782809B2 (en) Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US20200350631A1 (en) Separation of electrolytes
US6238821B1 (en) Composite cathodes, electrochemical cells comprising novel composite cathodes, and processes for fabricating same
US20040137327A1 (en) Synthesis of carbon/silicon composites
US20010034934A1 (en) Electrochemical cells with high volumetric density of electroactive sulfur-containing materials in cathode active layers
JP2001520447A (ja) 液体電解質リチウム−硫黄電池
CA2629684A1 (en) A carbon nanotube lithium metal powder battery
US6428929B1 (en) Negative electrode for high-energy lithium-ion batteries and method of production
JPS61245474A (ja) 新規な電池
WO2017097437A1 (en) Molybdenum-based electrode materials for rechargeable calcium batteries
JP2839627B2 (ja) 二次電池
CA3228241A1 (fr) Electrodes a surface modifiee, procedes de preparation, et utilisations electrochimiques
JPH03196467A (ja) 二次電池
JPH06275322A (ja) リチウム電池
MXPA96002933A (en) Positive electrode recharge

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070413

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20070413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080520

A313 Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313

Effective date: 20081014

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081209