本発明は、電気化学的セル、電極、および関連方法に関する。いくつかの実施形態において、除去可能な充填材物質は、改善されたセル性能および改善された電気容量率を有する電気化学的デバイスを生成するために、電気化学的セル、もしくはその構成要素の製造の間に使用され得る。電気化学的セルは、作動の間の電気化学的セル内の、増強された電気活性種の利用および／もしくは増大した電気活性種の利用しやすさを示し得る。いくつかの場合において、本発明は、電極の安定性および良好な機械的特性をも維持しながら、電気活性種の高い負荷（例えば、１．５ｍｇ／ｃｍ^２より大きい）を有利にも有する電極を提供し得る。
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電気活性材料と集電体との間の電気伝導および接着接続を促進する、プライマー配設を提示する。一部の実施形態では、本明細書で説明されるプライマー配設は、第１および第２のプライマー層を含む。第１のプライマー層は、導電性支持体への良好な接着を提供するように設計されてもよい。１つの特定の実施形態では、第１のプライマー層は、ヒドロキシル官能基、例えばポリビニルアルコールを有する、実質的に未架橋のポリマーを含む。第２のプライマー層を形成するために使用される材料は、第２のプライマー層が、第１のプライマー層および電気活性層の両方に十分に接着するように選択されてもよい。第１および第２のプライマー層の組み合わせを含むある実施形態では、第１および第２のプライマー層のうちの一方または両方は、３０重量％未満の架橋ポリマー材料を含む。単層のポリマー材料だけを含むプライマーも提供される。
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本発明は、概して、１つ以上の蒸気を減圧下で環境に供給する方法に関する。蒸気は、少なくとも１つの重合性構成要素を含み得る。ある場合には、少なくとも２つの構成要素は、蒸気を形成するために組み合わせられ得る。構成要素は、組み合わせられ、均一化され得る別々の蒸気流として提供され得る。本発明の方法は、また、基板の表面上の材料の堆積において有用であり得る。ある場合には、材料は、基板の表面上に、ポリマー層等の層を形成し得る。本発明は、基板の表面上の均質膜の形成を必要とする用途において有用であり得る。
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リチウム電池内における電解質組成物の分離に関する方法および物品が提供される。ここに記載されるリチウム電池は、活性アノード種としてリチウムを有するアノード、および活性カソード種として硫黄を有するカソードを含むことができる。本リチウム電池に適した電解質は、アノードに向かって区分化され、アノードに好ましい（ここで「アノード側電解質溶媒」と呼称する）第１の電解質溶媒（例えば、ジオキソラン（ＤＯＬ））、およびカソードに向かって区分化され、カソードに好ましい（ここで「カソード側電解質溶媒」と呼称する）第２の電解質溶媒（例えば、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ））を含む不均一電解質を備えることができる。
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充電式リチウムバッテリを含む、水性および非水性両方の電気化学セルにおける電気化学セルの保護、特に電極保護を提示する。充電式バッテリーは、水および／または空気の実環境における使用のためのリチウム陽極を含み、水ではない環境および空気ではない環境もまた、記載される。一実施形態では、電気化学セルは、リチウムを含む陽極と、セルの陽極と電解質との間に配置された多層構造体とを含む。多層構造体は、少なくとも第１の単一イオン伝導材料層（例、リチオ化された金属層）と、陽極と単一イオン伝導材料との間に配置された少なくとも第１のポリマー層とを含み得る。本発明は、電極内に配置された、すなわち電極の一方の部分と他方の部分との間に配置された電極安定化層を提供して、バッテリの充放電時の、電極材料の消耗および再メッキを制御することもできる。
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リチウム硫黄バッテリの充電状態および相対年齢を正確に決定するシステムおよび方法が提供される。特定のタイプのリチウム硫黄バッテリのセル抵抗およびテーパ入力充電は、それぞれ、充電状態およびバッテリの年齢を決定するために測定される。該方法は、バッテリにわたる電圧が所定の最大電圧に増加するまで、該バッテリを充電することと、バッテリへの入力電流が所定の最小電流に減少するまで、所定の最大電圧でバッテリを充電することを継続することと、バッテリに対するセル抵抗を測定することであって、このセル抵抗は、特定のタイプのリチウム硫黄バッテリに対する１００％の充電状態でのセル抵抗として定義される、ことと、１００％の充電状態でのセル抵抗を記録することとを含む。
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電気化学的電池のための電解質が開示され、その電解質は、ジオキソランと５もしくは６個の炭素原子の１，２−ジアルコキシアルカンおよび／または５もしくは６個の炭素原子の１，３−ジアルコキシアルカンとを含む溶媒混合物を含む。また、この電解質を備える電池およびバッテリーが開示される。この電解質を備える電気化学的電池は、好ましくは、リチウムを含むアノードおよび電気活性な硫黄含有材料を含むカソードを備える。代表的な電解質は、１，３−ジオキソランと１−エトキシ−２−メトキシエタン（ＥＭＥ）との混合物中のリチウムイミド溶液である。 （もっと読む）

リチウムアノードおよび硫黄含有カソードおよび非水性電解質を含む電気化学セルが開示される。このセルは、カソードの電気活性硫黄含有材料の高度な利用および高い充電−放電効率を示す。１つの実施形態において、電気化学セルであって、以下：（ａ）電気活性硫黄含有材料を含むカソード；（ｂ）リチウムを含むアノード；および（ｃ）非水性電解質、を含み、ここで、該セルが、少なくとも６０％の電気活性硫黄含有材料の利用を示し、そして約０．２ｍＡ／ｃｍ^２の充電率および約０．４ｍＡ／ｃｍ^２の放電率の少なくとも１０サイクルにわたって少なくとも８０％の充電−放電効率を示す、セルが提供される。
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リチウム−硫黄電気化学セルを充電する方法が開示され、ここで、このリチウム−硫黄セルは、電気活性硫黄含有材料を含むカソード、リチウムを含むアノード、および非水性電解質を含む。１つの実施形態において、リチウム−硫黄電気化学セルを充電する方法であって、ここで、該方法が、以下の工程：（Ａ）一定電流で該セルに電気エネルギーを供給する工程；（Ｂ）充電の間、電圧をモニタリングする工程；および（Ｃ）モニターされた電圧が約２．３５ボルト〜約２．７ボルトの範囲である場合、充電を終了する工程、を包含し、ここで、該セルが、以下：（ａ）電気活性硫黄含有材料を含むカソード；（ｂ）リチウムを含むアノード；および（ｃ）非水性電解質であって、該電解質が、以下：（ｉ）一種以上の非水性溶媒；および（ｉｉ）一種以上のＮ−Ｏ添加剤、を含む、非水性電解質、を含む、方法が提供される。
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添加剤がＮ−Ｏ結合を含む電気化学セルのための添加剤。この添加剤は、最も好ましくは、セルの非水性電解質中に含まれる。添加剤を含むセルおよびバッテリー、このバッテリーおよびセルを充電する方法もまた開示される。添加剤を含む電気化学セルは、好ましくは、リチウムを含むアノードおよび電気活性硫黄含有材料を含むカソードを有する。１つの実施形態において、電気化学セルであって、以下：（ａ）電気活性硫黄材料を含むカソード；（ｂ）リチウムを含むアノード；および（ｃ）非水性電解質であって、該電解質が、以下：（ｉ）非環式エーテル、環式エーテル、ポリエーテル、およびスルホンからなる群より選択される、一種以上の非水性溶媒；（ｉｉ）一種以上のリチウム塩；および（ｉｉｉ）一種以上のＮ−Ｏ添加剤、を含む、非水性電解質、を含む、電気化学セルが提供される。
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