리튬 이온 재충전 배터리 셀용 첨가제 document_id 1020117030230

[청구항 2] 제 1 항에 있어서,전기 활성물질은 실리콘 함유 전기 활성물질인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 3] 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 셀은- a) 이격된 구조 요소들을 그 표면상에 갖되, 구조 요소들의 최소 크기가 적어도 50㎚이자 10㎛ 이하이고, 적어도 5의 종횡비(상기 구조 요소의 최소 크기에 대한 최대 크기의 비로 정의되는)를 갖는 입자들; b) ≥ 50㎚의 평균 벽 두께를 갖는 하나 이상의 벽들에 의해 형성되는 적어도 하나의 공극을 포함하는 입자들; c) 적어도 하나의 공극을 포함하되, 각각의 공극이 ≥ 50㎚의 평균 두께를 갖는 하나 이상의 벽들에 의해 형성되는 입자들의 프라그먼트들을 포함하는 입자들; d) 적어도 50㎚의 최소 크기 및 적어도 5의 종횡비(최대 크기에 대한 최소 크기의 비)를 갖는 입자들; e) 50 내지 100㎚의 지름 및 2 내지 5㎛의 길이를 갖는 나노로드들의 칼럼형 묶음을 포함하되, 각각의 나노로드가 적어도 10㎚의 지름을 갖는 입자들; f) 상기 (d)에 정의된 바와 같은 입자들로 형성된 펠트 구조체들; g) 상기 (d)에 정의된 바와 같은 입자들로 형성된 스캐폴드 구조체들; 또는 h) 그 혼합물로부터 선택되는 실리콘 함유 입자들을 포함한 활성물질을 포함하고 있는 애노드;- 전기 화학적으로 리튬과 결합할 수 있고, 리튬을 유리시킬 수도 있는 활성물질을 포함하고 있는 캐소드; 및- 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트와 불화 고리형 카보네이트의 총량이 전해액의 총 중량을 기준으로 3.5wt% 내지 70wt%의 범위에 있는 것을 전제로 하여 0 내지 8wt%의 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트와 0 내지 70wt%의 불화 고리형 카보네이트를 포함하고 있는전해질포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 4] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기(a) 항에 특정된 전극 재료는 1000㎚이하의최소크기갖는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 5] 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 10 내지 500㎚의 지름 및 1 내지 150㎛의 길이를 갖는 주석 함유 섬유들, 갈륨 함유 섬유들, 및 실리콘 함유 섬유들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 섬유들이고, 상기 섬유들은 선택적으로 그러한 섬유들을 포함하는 스캐폴드또는펠트의형태제공되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 6] 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 50 내지 250㎚의 지름 및 1 내지 80㎛의 길이를 갖는 주석 함유 섬유들, 갈륨 함유 섬유들, 및 실리콘 함유 섬유들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 섬유들이고, 상기 섬유들은 선택적으로 그러한 섬유들을 포함하는 스캐폴드또는펠트의형태제공되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 7] 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 ≥ 10㎚의 벽 두께 및 ≥ 1㎛의 길이를 갖는 주석 함유 튜브들, 갈륨 함유 튜브들, 및 실리콘 함유 튜브들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는튜브들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 8] 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 ≥ 50㎚의 벽 두께 및 ≥ 1㎛의 길이를 갖는 주석 함유 튜브들, 갈륨 함유 튜브들, 및 실리콘 함유 튜브들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는튜브들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 9] 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 50 내지 200㎚의 두께, 500㎚ 내지 1㎛의 폭, 및 ≥ 1㎛의 길이를 갖는 주석 함유 리본들, 갈륨 함유 리본들, 및 실리콘 함유 리본들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 리본들 또는 그러한 리본들을 포함하는펠트들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 10] 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전기 활성물질 함유 입자들은 50 내지 200㎚의 두께 및 1 내지 20㎛의 범위에 있는 폭과 길이를 갖는 주석 함유 플레이크들, 갈륨 함유 플레이크들, 및 실리콘 함유 플레이크들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는플레이크들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 11] 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 그에 부착된 실리콘 필라들의 어레이를 갖는 지름 5 내지 25㎛의 실리콘계 입자 코어로 이루어진 실리콘 함유 필라형 입자들이되, 상기 필라들은 1000㎚ 이하의 지름 및 1 내지 5㎛의길이갖는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 12] 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 그에 부착된 실리콘 필라들의 어레이를 갖는 지름 10 내지 25㎛의 실리콘계 입자 코어로 이루어진 실리콘 함유 필라형 입자들이되, 상기 필라들은 50 내지 250㎚의 지름 및 1 내지 5㎛의길이갖는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 13] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 상기 필라들을 포함한 전체 입자의 최대 크기가 40㎛ 미만인실리콘 함유필라형입자들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 14] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 내부에 분산되어 있는 2개 이상의 공극들 또는 다공을 포함하는실리콘 함유다공성 입자들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 15] 제 14 항에 있어서,인접한 다공 사이의 상기 벽들 중의 적어도 일부는 ≥ 10㎚의 두께를 갖고, ≥ 100㎚의 길이에 걸쳐 연장되며, 상기 다공성 입자의 지름은1내지인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 16] 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,인접한 다공 사이의 상기 벽들 중의 적어도 일부는 ≥ 50㎚의 두께를 갖고, ≥ 100㎚의 길이에 걸쳐 연장되며, 상기 다공성 입자의 지름은1내지인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 17] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 50 내지 100㎚의 지름 및 2 내지 5㎛의 길이를 갖는 나노로드들의 칼럼형 묶음이되, 각각의 나노로드는 적어도 10㎚의지름갖는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 18] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 함유 입자들은 입자 코어 상에 전기 활성물질의 분산물을 포함하고 있는기판입자들인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 19] 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 애노드는 전기 화학적으로 리튬과 가역 반응할 수 있는, 실리콘 이외의 다른활성물질포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 20] 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘nan은탄소코팅되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 21] 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 실리콘 입자들은 90 내지 99.990중량%, 예컨대 95 내지 99.80중량%의실리콘순도갖는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 22] 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 애노드의 거의 모든 상기 활성물질은 실리콘 및/또는 화학양론적 또는 비화학양론적 리튬-실리콘 화합물들 및/또는 고체 전해질 계면을 형성하는물질포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 23] 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 비닐기를 함유한고리형카보네이트와불화고리형카보네이트모두포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 24] 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 불화 고리형 카보네이트는 초기에 상기 전해액의 총 중량의 3.5 내지포함하는 것을특징으로 리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 25] 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 전해질의 총 중량을 기준으로 3.5 내지 30wt%의 양으로상기불화고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 26] 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,비닐기를 함유한 고리형 카보네이트의 양이 전해액의 0%로 이루어지는 것을 더 전제로 하여, 불화 고리형 카보네이트의 양은 전해액의 총 중량의 적어도 12wt%로 이루어지고, 애노드 실리콘 활성물질은 상기 구조화된 실리콘 물질은 물론 구조화되지 않은실리콘물질포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 27] 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 적어도 1중량%, 2중량%, 3중량%, 5중량%, 10중량%, 또는 15중량%의, 비닐기를 함유한고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 28] 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 3.5 내지 8중량%의, 비닐기를 함유한고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 29] 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,비닐기를 함유한 상기 고리형 카보네이트는 초기 양에 있어 상기 전해질의 총 중량의 4.5내지포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 30] 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트와 불화 고리형 카보네이트의 혼합물을 포함하되, 상기 혼합물은 상기 전해질의 총 중량을 기준으로 적어도 3.5%, 선택적으로 적어도 5%의초기양존재하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 31] 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 적어도 10중량%의불화고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 32] 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 적어도 15중량%의불화고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 33] 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 적어도 30중량%의불화고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 34] 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 50중량%이하의불화고리형카보네이트포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 35] 제 27 항에 있어서,비닐기를 함유한 상기 고리형 카보네이트는비닐렌카보네이트인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 36] 제 28 항에 있어서,상기 불화 고리형 카보네이트는 플루오로에틸렌 카보네이트, 디플루오로에틸렌 카보네이트혼합물인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 37] 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 초기에 0.05 내지 0.24wt%의 용해된포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 38] 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트, 불화 고리형 카보네이트, 및 용해된포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 39] 제 38 항에 있어서,활성물질을 포함하는 상기 애노드는 구조화된 실리콘 물질은 물론 구조화되지 않은실리콘물질더포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 40] 제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,비닐기를 함유한 상기 고리형 카보네이트는 비닐렌 카보네이트이고, 상기 불화 고리형 카보네이트는 플루오로에틸렌 카보네이트, 디플루오로에틸렌 카보네이트혼합물인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 41] 제 1 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해액은 c1-8사슬형카보네이트더포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 42] 제 41 항에 있어서,상기c1-8 사슬형 카보네이트는 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트,및에틸메틸카보네이트중의하나이상선택되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 43] 제 1 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해액은 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트 또는 불화 고리형 카보네이트 이외의 다른고리형카보네이트더포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 44] 제 43 항에 있어서,상기 고리형 카보네이트는 에틸 카보네이트, 프로필 카보네이트, 및 부틸 카보네이트를 포함하는그룹중의하나이상선택되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 45] 제 41 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,상기c1-8 사슬형 카보네이트에 대한 상기 고리형 카보네이트(비닐기를 함유한 고리형 카보네이트 및/또는 불화 고리형 카보네이트를 포함한)의 비는 30:70내지범위에있는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 46] 제 41 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,상기c1-8 사슬형 카보네이트는 디메틸 카보네이트,에틸메틸카보네이트혼합물인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 47] 제 41 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고리형 카보네이트는에틸 카보네이트인것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 48] 제 1 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,실리콘 함유 전기 활성물질, 전기 화학적으로 리튬과 결합할 수 있고 리튬을 유리시킬 수도 있는 활성물질을 포함하고 있는 캐소드, 및 전해질을 포함하되, (1) 상기 전해질은 1 내지 8wt%의, 비닐기를 함유한 고리형 카보네이트, 3 내지 70wt%의 불화 고리형 카보네이트, 및 0.05 내지 0.25%의 co2를 포함하고, (2) 상기 실리콘 함유 활성물질은 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 따른 상기 구조화된 실리콘 물질은 물론 구조화되지 않은실리콘물질포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 49] 제 1 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전해질은 0.7 내지 2m의 농도로 상기 전해액 중에 용해된전해질염더포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 50] 제 41 항에 있어서,염은 1m의 농도로상기전해액중용해되는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 51] 제 41 항 또는 제 42 항에 있어서,상기 전해질은 lipf6, libob, liclo4, 또는 그 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 리튬 함유 전해질 염들 중의 하나 또는 그혼합물포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀. [청구항 52] 제 43 항에 있어서,상기 전해질은 lipf6를 0.9m의 농도로 포함하고, libob를 0.1m의농도포함하는것을특징으로 하는리튬 이온 재충전 배터리 셀.