광범위한 온도에서의 작동을 위한 충전식 리튬 배터리 document_id 1020147026091

[청구항 1] (i) 캐소드; (ii) 액체 전해질; 및 (iii) 고체 전해질로 적어도 부분적으로 코팅되거나 도금된 애노드 를 포함하는 충전식 리튬 배터리 [청구항 2] 제1항에 있어서,전극에서 다른 전극으로 이동하는 리튬 이온이 일련의 액체 전해질 및 고체 전해질을 통과하도록, 캐소드 및 애노드가 상호배치된배터리. [청구항 3] 제1항 또는 제2항에 있어서,액체 전해질이 이온성 액체, 유기 카르보네이트 액체, 액체 중합체, 및 겔 전해질로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원포함하는배터리. [청구항 4] 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,고체 전해질이 고체 중합체, 세라믹, 및 중합체-세라믹 복합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원포함하는배터리. [청구항 5] 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,고체 전해질이 고체 공중합체포함하는배터리. [청구항 6] 제5항에 있어서,고체 공중합체가 두 개 이상의 저 유리 전이 온도(tg) 중합체 블록들{예컨대, 폴리디메틸 실록산(pdms)과 같은 소수성 블록 및 폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트(poem) 또는 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트(poea)와 같은 친수성 블록; 예컨대, tg가 약 0 ℃ 미만, 약 -25 ℃ 미만, 또는 약 -40 ℃ 미만임}을 포함하는 고체 그래프트 공중합체 전해질인배터리. [청구항 7] 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,고체 전해질이 리튬 염, 예컨대 litfsi, lipf6, libf4, liclo4, licf3so3, lin(cf3so2)2, lisbf6, liasf6, lin(cf3cf2so2)2, (c2h5)4nbf4, (c2h5)3ch3nbf4, 및 lii로 구성된 군으로부터 선택된 리튬 염을 추가포함하는배터리. [청구항 8] 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드가 다공성이고액체전해질에의해침투된배터리. [청구항 9] 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,액체 전해질이 이온성 액체포함하는배터리. [청구항 10] 제9항에 있어서,액체 전해질이 중합체 이온성 액체포함하는배터리. [청구항 11] 제10항에 있어서,분자량 중합체, 열 안정성 이온성 액체, 및 리튬 염포함하는배터리. [청구항 12] 제11항에 있어서,분자량 중합체가 에틸렌 옥시드 사슬을 포함하는 {예컨대, 저 분자량 중합체가 글림이고; 예컨대 폴리(에틸렌 글리콜) 디메틸 에테르 [폴리글림, pegdme], 테트라(에틸렌 글리콜) 디메틸 에테르 [테트라글림, tegdme], 트리(에틸렌 글리콜) 디메틸 에테르 [트리글림]으로 구성된 군선택된글림이고/이거나 예컨대, 저 분자량 중합체가 약 75 내지 약 2000, 예컨대 약 250 내지 약 500의 중량-평균 분자량을 갖음} 배터리. [청구항 13] 제11항 또는 제12항에 있어서,열 안정성 이온성 액체가 유기 양이온 {예컨대, 암모늄, 이미다졸륨, 피페리듐, 피리디늄, 피롤리디늄, 포스포늄, 및/또는 술포늄-기반의 양이온} 및 무기 음이온 {예컨대, 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드, 브로마이드, 클로라이드, 디시안아미드, 헥사플루오로포스페이트, 포스페이트, 술페이트, 아이오다이드, 술포네이트, 니트레이트, 테트라플루오로보레이트, 티오시아네이트, 및/또는 트리플레이트-기반의 음이온포함하는배터리. [청구항 14] 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,액체 전해질이 lipf6, libf4, liclo4, licf3so3, lin(cf3so2)2, lisbf6, liasf6, lin(cf3cf2so2)2, (c2h5)4nbf4, (c2h5)3ch3nbf4, 및 lii로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성원포함하는배터리. [청구항 15] 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,애노드가 리튬, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 리튬 합금, 나트륨 합금, 칼슘 합금, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금, 및/또는 리튬-(또는 다른 금속-) 삽입제(예컨대, 흑연 또는 규소포함하는배터리. [청구항 16] 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,애노드가 고체 그래프트 공중합체 전해질(gce)로 적어도 부분적으로 코팅되거나 도금되고, 예컨대, 여기서 gce가 두 개 이상의 저 유리 전이 온도(tg) 중합체 블록들{예컨대, 폴리디메틸 실록산(pdms)과 같은 소수성 블록 및 폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트(poem) 또는 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트(poea)와 같은 친수성 블록; 예컨대, tg가 약 0 ℃ 미만, 약 -25 ℃ 미만, 또는 약 -40 ℃ 미만포함하는배터리. [청구항 17] 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드가 lifepo4, licoo2, li(nixmnycoz)o2 (nmc), vox, 삽입 물질, 탄소 입자, 고체 블록 공중합체 바인더, 및/또는 열 안정성 이온성 액체포함하는배터리. [청구항 18] 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드가 고체 전해질을 포함하는 바인더포함하는배터리. [청구항 19] 제18항에 있어서,고체 전해질이 고체 그래프트 공중합체 전해질(gce)을 포함하고, 예컨대, 여기서 gce가 두 개 이상의 저 유리 전이 온도(tg) 중합체 블록들{예컨대, 폴리디메틸 실록산(pdms)과 같은 소수성 블록 및 폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트(poem) 또는 폴리옥시에틸렌 아크릴레이트(poea)와 같은 친수성 블록; 예컨대, tg가 약 0 ℃ 미만, 약 -25 ℃ 미만, 또는 약 -40 ℃ 미만포함하는배터리. [청구항 20] 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드가 열 안정성 이온성 액체를 포함하고, 여기서 열 안정성 이온성 액체가 유기 양이온 {예컨대, 암모늄, 이미다졸륨, 피페리듐, 피리디늄, 피롤리디늄, 포스포늄, 및/또는 술포늄-기반의 양이온} 및 무기 음이온 {예컨대, 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드, 브로마이드, 클로라이드, 디시안아미드, 헥사플루오로포스페이트, 포스페이트, 술페이트, 아이오다이드, 술포네이트, 니트레이트, 테트라플루오로보레이트, 티오시아네이트, 및/또는 트리플레이트-기반의 음이온포함하는배터리. [청구항 21] 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,분리기를더 포함하는배터리. [청구항 22] 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,롤투롤(roll-to-roll)프린팅된배터리. [청구항 23] 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,애노드가 약 50 nm 내지 약 100 ㎛(예컨대, 약 100 nm 또는 약 1 ㎛) 범위의 평균 두께를 갖는 (예컨대, 극히 얇은 리튬 금속애노드인) 배터리. [청구항 24] 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,가요성nan인배터리. [청구항 25] 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,파우치, 프리즘, 원통, 박막으로 구성된 군으로부터 선택된 형태갖는배터리.