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公開番号2025013866
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-28
出願番号2024182095,2020526969
出願日2024-10-17,2018-11-15
発明の名称電極アセンブリ及び二次電池
出願人エノビクス・コーポレイション,Enovix Corporation
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/058 20100101AFI20250121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性及びサイクル寿命を改善した二次電池を提供する。
【解決手段】二次電池は一連の積層を有する電極アセンブリを含み、一連の積層は、一連の積層のユニットセルメンバ内において電極層及び対電極層の間にオフセットを有する。制約のセットは、縦方向に離間されかつ少なくとも1つの一次接続メンバにより接続された第1及び第2の一次成長制約を有する一次制約系と、第2の方向に離間されかつ一連の積層の少なくとも1つのメンバにより接続された第1及び第2の二次成長制約を有する。一次制約系は、電極アセンブリの縦方向の成長を少なくとも部分的に抑制し、二次制約系は、縦方向と垂直な第2の方向の電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に抑制する。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
充電状態及び放電状態の間をサイクルするための二次電池であって、電池筐体と、電極アセンブリと、前記電池筐体内のリチウムイオンと、及び、電極制約のセットとを含み、ここで、
（ａ）前記電極アセンブリは、仮想の三次元デカルト座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ対応する、互いに垂直な横軸、縦軸、及び高さ軸と、互いに前記縦方向に分離された第１の縦端面及び第２の縦端面と、電極アセンブリ縦軸Ａ
ＥＡ
を囲むとともに前記第１及び第２の縦端面を接続する側面と、を有し、前記側面は、前記縦軸の両側に対向する第１及び第２の領域を有するとともに、前記縦軸に直交する第１の方向に分離され、前記電極アセンブリは、前記横方向測定された最大幅Ｗ
ＥＡ
と、前記側面により境界づけられかつ前記横方向計測された最大長Ｌ
ＥＡ
と、前記側面に境界づけられかつ前記高さ方向測定された最大高さＨ
ＥＡ
とを有し、ここで、前記最大長Ｌ
ＥＡ
及び前記最大幅Ｗ
ＥＡ
の前記最大高さＨ
ＥＡ
に対する比率は少なくとも２：１であり、
（ｂ）前記電極アセンブリは、前記電極アセンブリ内の前記縦軸に並行な積層方向に積層された一連の層を含み、前記積層された一連の層は、負電極活物質層の集合と、負電極集電層の集合と、セパレータ材料層の集合と、正電極活物質層の集合と、及び、正電極集電材料層の集合とを含み、ここで、
（ｉ）前記負電極活物質層の集合の各メンバは、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定された前記負電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定された前記負電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定された前記負電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉ）前記正電極活物質層の集合の各々は、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定された前記正電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉｉ）前記負電極活物質層の集合の各々は、少なくとも６０質量％の負電極活物質と、２０質量％未満の導電助剤と、及びバインダー材料とを含む粒子状材料を含み、前記負電極活物質はシリコン含有材料を含み、
（ｃ）前記電極制約のセットは、一次制約系と二次制約系とを含み、
（ｉ）前記一次制約系は、第１及び第２の成長制約と、少なくとも１つの一次接続メンバとを含み、前記第１及び第２の一次成長制約は前記縦方向に互いに分離され、前記少なくとも１つの一次接続メンバは、前記縦方向の前記電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に制約する前記第１及び第２の一次成長制約を接続し、
（ｉｉ）前記二次制約系は、前記第２の方向に分離されかつ積層された前記一連の積層の各メンバにより接続された第１及び第２の二次成長制約を含み、ここで、前記二次制約系は、前記二次電池のサイクル時に前記電極アセンブリの前記第２の方向への成長を少なくとも部分的に制約し、前記第２の方向は前記縦方向と直交し、並びに、
（ｉｉｉ）前記一次制約系は、互いに垂直かつ前記積層方向に垂直な２つの方向の各々で、前記電極アセンブリに維持される前記圧力を超過する、前記電極アセンブリへの前記積層方向の圧力を維持し、
（ｄ）前記電極アセンブリは、ユニットセルの集合を含み、ここで、各ユニットセルは、前記電極集電体層の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、前記キャリアイオンに対してイオン透過性である前記セパレータの集合のメンバと、前記電極活物質の集合の第１のメンバと、前記対電極集電体の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、及び、前記対電極活物質層の集合の第１のメンバとを含み、ここで、（ａａ）前記電極活物質層の集合の前記第１のメンバは、前記セパレータの第１の側に近接し、前記対電極材料層の集合の前記第１のメンバは、前記セパレータの反対側の第２の側に近接し、（ｂｂ）前記セパレータは、前記電極活物質層の集合の前記第１のメンバを、前記対電極活物質層の集合の前記第１のメンバから電気的に分離させ、前記電池の前記充電状態及び前記放電状態の間のサイクル中において、前記電極活物質層の集合の前記第１のメンバと前記対電極活物質層の集合の前記第１のメンバとの間では、このような各ユニットセルの前記セパレータを介して、主として、キャリアイオンが交換され、（ｃｃ）各ユニットセル内において、
ａ．前記電極活物質層の前記第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の前記第１の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の前記第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記電極活物質層の長さＬＥに沿い、第１の高さ端面プロットＥ
ＶＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の前記第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第１の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ１
をトレースし、ここで、前記第１の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測された前記プロットＥ
ＶＰ１
及び前記プロットＣＥ
ＶＰ１
の間の分離距離Ｓ
Ｚ１
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ１
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の前記第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の前記第１の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の前記第１の高さ端面は、前記電極活物質層の前記第１の高さ端面に対して内側に配置され、
ｂ．前記電極活物質層の前記第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の前記第２の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層の前記第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の前記第１の高さ端面にそれぞれ順に対向し、前記電極活物質層の前記第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第２の高さ端面プロットＥ
ＶＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の前記第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第２の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測された前記プロットＥ
ＶＰ２
及び前記プロットＣＥ
ＶＰ２
の間の分離距離Ｓ
Ｚ２
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ２
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の前記第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の前記第２の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の前記第２の高さ端面は、前記電極活物質層の前記第２の高さ端面に対して内側に配置される、
二次電池。
続きを表示（約 10,000 文字）【請求項２】
前記積層された一連の層は、前記横方向に互いに間隔を開けて配置された対向する端面を有する層を含み、前記層の複数の対向する端面は、前記対向する端面における層の伸長及び収縮により、前記横方向に配向された塑性変形及び変形を示す、
請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
各単位セル内において、
ｃ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の前記第１の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の前記第１の対向高さ端面の中央値高さ位置の２Ｄマップは、第１の横端面プロットＥ
ＴＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の前記第１の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第１の横端面プロットＣＥ
ＴＰ１
をトレースし、ここで、前記対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ１
，ＣＥ
ＴＰ１
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ１
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ１
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の前記第１の横端面と前記対電極活物質層の前記第１の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の前記第１の横端面は、前記電極活物質層の前記第１の高さ端面に対して内向きに配置されており、
ｄ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の前記第２の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の前記第１の横端面と対向し、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の前記第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＥ
ＴＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の前記第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＣＥ
ＴＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ２
，ＣＥ
ＴＰ２
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ２
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ２
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の前記第２の横端面と前記対電極活物質層の前記第１の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の前記第２の横端面は、前記電極活物質層の前記第２の高さ端面に対して内向きに配置されている、
請求項１－２のうちいずれかに記載の二次電池。
【請求項４】
充電状態及び放電状態の間をサイクルするための二次電池であって、電池筐体と、電極アセンブリと、電池筐体内のキャリアイオンと、及び、電極制約のセットとを含み、ここで、
（ａ）前記電極アセンブリは、仮想の三次元デカルト座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ対応する、互いに垂直な横軸、縦軸、及び高さ軸と、前記縦方向に互いに分離された第１の縦端面及び第２の縦端面と、電極アセンブリ縦軸Ａ
ＥＡ
を囲むとともに前記第１及び第２の縦端面を接続する側面と、を有し、前記側面は、前記縦軸の両側に対向する第１及び第２の領域を有するとともに、前記縦軸に直交する第１の方向に分離され、前記電極アセンブリは、前記横方向測定された最大幅Ｗ
ＥＡ
と、前記側面により境界づけられかつ前記横方向計測された最大長Ｌ
ＥＡ
と、前記側面に境界づけられかつ前記高さ方向測定された最大高さＨ
ＥＡ
とを有し、ここで、前記最大長Ｌ
ＥＡ
及び／又は前記最大幅Ｗ
ＥＡ
は前記最大高さＨ
ＥＡ
よりも大きく、
（ｂ）前記電極アセンブリは、前記電極アセンブリ内の前記縦軸に並行な積層方向に積層された一連の層を含み、前記積層された一連の層は、負電極活物質層の集合と、負電極集電層の集合と、セパレータ材料層の集合と、正電極活物質層の集合と、及び、正電極集電材料層の集合とを含み、ここで、
（ｉ）前記負電極活物質層の集合の各々は、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉ）前記正電極材料層の集合の各々は、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉｉ）前記負電極活物質層の集合の各々は、少なくとも６０質量％の負電極活物質と、２０質量％未満の導電助剤と、及びバインダー材料とを含む粒子状材料を含み、
（ｃ）前記電極制約のセットは、一次制約系と二次制約系とを含み、
（ｉ）前記一次制約系は、第１及び第２の成長制約と、少なくとも１つの一次接続メンバとを含み、前記第１及び第２の一次成長制約は前記縦方向に互いに分離され、前記一次接続メンバは、前記縦方向の前記電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に制約する第１及び第２の一次成長制約を接続し、並びに、
（ｉｉ）前記二次制約系は、第２の方向に分離されかつ積層された一連の層の各々により接続された第１及び第２の二次成長制約を含み、ここで、前記二次制約系は、前記二次電池のサイクル時に前記電極アセンブリの前記第２の方向への成長を少なくとも部分的に制約し、前記第２の方向は縦方向と直交し、並びに、
（ｉｉｉ）前記一次制約系は、互いに垂直かつ積層方向に垂直な２つの方向の各々で、前記電極アセンブリに維持される圧力を超過する、前記電極アセンブリへの積層方向の圧力を維持し、
（ｄ）前記積層された一連の層は、前記横方向に互いに間隔を開けて配置された対向する端面を有する層を含み、前記層の複数の対向する端面は、前記対向する端面における前記層の伸長及び収縮により、前記横方向に配向された塑性変形及び変形を示す、
二次電池。
【請求項５】
前記電極アセンブリは、ユニットセルの集合を含み、ここで、各ユニットセルは、前記電極集電体層の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、キャリアイオンに対してイオン透過性であるセパレータの集合のメンバと、前記電極活物質の集合の第１のメンバと、前記対電極集電体の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、及び、前記対電極活物質層の集合の第１のメンバとを含み、ここで、（ａａ）前記電極活物質層の集合の第１のメンバは、前記セパレータの第１の側に近接し、前記対電極材料層の集合の第１のメンバは、前記セパレータの反対側の第２の側に近接し、（ｂｂ）前記セパレータは、前記電極活物質層の集合の第１のメンバを、前記対電極活物質層の集合の第１のメンバから電気的に分離させ、前記電池の前記充電状態及び前記放電状態の間のサイクル中において、前記電極活物質層の集合の第１のメンバと前記対電極活物質層の集合の第１のメンバとの間では、このような各ユニットセルの前記セパレータを介して、主として、キャリアイオンが交換され、（ｃｃ）各ユニットセル内において、
ａ．前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第１の高さ端面プロットＥ
ＶＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第１の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ１
をトレースし、ここで、前記第１の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ１
，ＣＥ
ＶＰ１
間の分離距離Ｓ
Ｚ１
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ１
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の第１の高さ端面は、前記電極活物質層の第１の高さ端面に対して内側に配置され、
前記電極活物質層の第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の第２の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面にそれぞれ順に対向し、前記電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第２の高さ端面プロットＥ
ＶＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、前記対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第２の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ２
，ＣＥ
ＶＰ２
間の分離距離Ｓ
Ｚ２
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ２
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の第２の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の第２の高さ端面は、前記電極活物質層の第２の高さ端面に対して内側に配置される、
請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
各単位セル内において、
ｃ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の第１の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第１の対向高さ端面の中央値高さ位置の２Ｄマップは、前記第１の横端面プロットＥ
ＴＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第１の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第１の横端面プロットＣＥ
ＴＰ１
をトレースし、ここで、前記対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ１
，ＣＥ
ＴＰ１
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ１
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ１
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の第１の横端面と前記対電極活物質層の第１の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の第１の横端面は、前記電極活物質層の第１の高さ端面に対して内向きに配置されており、
ｄ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の第２の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層及び負電極活物質層の第１の横端面と対向し、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＥ
ＴＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＣＥ
ＴＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ２
，ＣＥ
ＴＰ２
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ２
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ２
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の第２の横端面と前記対電極活物質層の第２の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の第２の横端面は、前記電極活物質層の第２の高さ端面に対して内向きに配置されている、
請求項４－５のうちいずれかに記載の二次電池。
【請求項７】
充電状態及び放電状態の間をサイクルするための二次電池であって、電池筐体と、電極アセンブリと、電池筐体内のリチウムイオンと、及び、電極制約のセットとを含み、ここで、
（ａ）前記電極アセンブリは、仮想の三次元デカルト座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ対応する、互いに垂直な横軸、縦軸、及び高さ軸と、互いに分離された第１の縦端面及び第２の縦端面と、電極アセンブリ縦軸Ａ
ＥＡ
を囲むとともに前記第１及び第２の縦端面を接続する側面と、を有し、前記側面は、前記縦軸の両側に対向する第１及び第２の領域を有するとともに、前記縦軸に直交する第１の方向に分離され、前記電極アセンブリは、前記横方向測定された最大幅Ｗ
ＥＡ
と、前記側面により境界づけられかつ前記横方向計測された最大長Ｌ
ＥＡ
と、前記側面に境界づけられかつ前記高さ方向測定された最大高さＨ
ＥＡ
とを有し、ここで、前記最大長Ｌ
ＥＡ
及び前記最大幅Ｗ
ＥＡ
の前記最大高さＨ
ＥＡ
に対する比率は少なくとも２：１であり、
（ｂ）前記電極アセンブリは、前記電極アセンブリ内の前記縦軸に並行な積層方向に積層された一連の層を含み、前記積層された一連の層は、負電極活物質層の集合と、負電極集電層の集合と、セパレータ材料層の集合と、正電極活物質層の集合と、及び、正電極集電材料層の集合とを含み、ここで、
（ｉ）前記負電極活物質層の集合の各々は、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記負電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定した前記負電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉ）前記正電極活物質層の集合の各々は、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において前記横方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において前記高さ方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、前記正電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において前記縦方向測定した前記正電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉｉ）前記負電極活物質層の集合の各々は、少なくとも６０質量％の負電極活物質と、２０質量％未満の導電助剤と、及びバインダー材料とを含む粒子状材料を含み、前記負電極活物質はシリコン含有材料を含み、
（ｃ）前記電極制約のセットは、一次制約系と二次制約系とを含み、
（ｉ）前記一次制約系は、第１及び第２の成長制約と、少なくとも１つの一次接続メンバとを含み、前記第１及び第２の一次成長制約は前記縦方向に互いに分離され、前記一次接続メンバは、前記縦方向の前記電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に制約する前記第１及び第２の一次成長制約を接続し、並びに、
（ｉｉ）前記二次制約系は、第２の方向に分離されかつ積層された一連の層の各々により接続された第１及び第２の二次成長制約を含み、ここで、前記二次制約系は、前記二次電池のサイクル時に前記電極アセンブリの前記第２の方向への成長を少なくとも部分的に制約し、前記第２の方向は縦方向と直交し、並びに、
（ｉｉｉ）前記一次制約系は、互いに垂直かつ積層方向に垂直な２つの方向の各々で、前記電極アセンブリに維持される圧力を超過する、前記電極アセンブリへの前記積層方向の圧力を維持し、
（ｄ）前記電極アセンブリは、ユニットセルの集合を含み、ここで、各ユニットセルは、前記電極集電体層の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、キャリアイオンに対してイオン透過性であるセパレータの集合のメンバと、前記電極活物質の集合の第１のメンバと、前記対電極集電体の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、及び、前記対電極活物質層の集合の第１のメンバとを含み、ここで、（ａａ）前記電極活物質層の集合の第１のメンバは、前記セパレータの第１の側に近接し、前記対電極材料層の集合の第１のメンバは、前記セパレータの反対側の第２の側に近接し、（ｂｂ）前記セパレータは、前記電極活物質層の集合の第１のメンバを、前記対電極活物質層の集合の第１のメンバから電気的に分離させ、前記電池の前記充電状態及び前記放電状態の間のサイクル中において、前記電極活物質層の集合の第１のメンバと前記対電極活物質層の集合の第１のメンバとの間では、このような各ユニットセルのセパレータを介して、主として、キャリアイオンが交換され、（ｃｃ）各ユニットセル内において、
ｃ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の第１の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第１の対向高さ端面の中央値高さ位置の２Ｄマップは、第１の横端面プロットＥ
ＴＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第１の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第１の横端面プロットＣＥ
ＴＰ１
をトレースし、ここで、前記対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ１
，ＣＥ
ＴＰ１
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ１
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ１
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の第１の横端面と前記対電極活物質層の第１の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の第１の横端面は、前記電極活物質層の第１の高さ端面に対して内向きに配置されており、
ｄ．前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の第２の横端面は前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層及び前記負電極活物質層の第１の横端面と対向し、前記電極活物質層の高さＨ
Ｅ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＥ
ＴＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の高さＨ
Ｃ
に沿ったＸ－Ｚ平面内の第２の対向横端面の中央値横位置の２Ｄマップは、第２の横端面プロットＣＥ
ＴＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の高さＨｃの少なくとも６０％について、（ｉ）前記プロットＥ
ＴＰ２
，ＣＥ
ＴＰ２
間の前記横方向計測された分離距離Ｓ
Ｘ２
の絶対値は１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｘ２
｜≧５μｍであり、（ｉｉ）前記電極活物質層の第２の横端面と前記対電極活物質層の第２の横端面との間と同様に、前記対電極活物質層の第２の横端面は、前記電極活物質層の第２の高さ端面に対して内向きに配置されている、
二次電池。
【請求項８】
前記積層された一連の層は、前記横方向に互いに間隔を開けて配置された対向する端面を有する層を含み、前記層の複数の対向する端面は、前記対向する端面における前記層の伸長及び収縮により、前記横方向に配向された塑性変形及び変形を示す、
請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
各単位セル内において、
ａ．前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあり、前記電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第１の高さ端面プロットＥ
ＶＰ１
をトレースし、前記対電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第１の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ１
をトレースし、ここで、前記第１の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ１
，ＣＥ
ＶＰ１
の間の分離距離Ｓ
Ｚ１
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ１
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の第１の高さ端面は、前記電極活物質層の第１の高さ端面に対して内側に配置され、
ｂ．前記電極活物質層の第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の第２の高さ端面は、前記電極アセンブリの同じ側にあるとともに、前記電極活物質層の第１の高さ端面及び前記対電極活物質層の第１の高さ端面にそれぞれ順に対向し、前記電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第２の高さ端面プロットＥ
ＶＰ２
をトレースし、前記対電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第２の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ２
をトレースし、ここで、前記第２の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）前記高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ２
，ＣＥ
ＶＰ２
の間の分離距離Ｓ
Ｚ２
の絶対値は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ２
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）前記電極活物質層の第２の高さ端面及び前記対電極活物質層の第２の高さ端面の間において、前記対電極活物質層の第２の高さ端面は、前記電極活物質層の第２の高さ端面に対して内側に配置される、
請求項７－８のうちいずれかに記載の二次電池。
【請求項１０】
前記負電極活物質層のメンバは、少なくとも８０質量％の負電極活物質を有する微粒子材料を含む、請求項１－９のうちいずれかに記載の二次電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、二次電池等のエネルギー貯蔵デバイスに用いるための電極アセンブリに関する。
続きを表示（約 9,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ロッキングチェア又は挿入二次電池は、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、又はマグネシウムイオン等のキャリアイオンが、電解質を介して正極と負極の間を移動する一種のエネルギー貯蔵デバイスである。二次電池は、単一の電池セル、又は電気的に結合されて電池を形成する２つ以上の電池セルを含み、各電池セルは、正極と、負極と、微孔性セパレータと、及び電解質とを含み得る。
【０００３】
ロッキングチェア電池セルにおいて、正電極及び負電極の両方が、キャリアイオンが挿入及び抽出される材料を含む。セルが放電するとき、キャリアイオンが負電極から抽出され、正電極に挿入される。セルが充電されるとき、逆のプロセスが発生する。即ち、正電極からキャリアイオンが抽出され、負電極に挿入される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリアイオンが電極間を移動する際につきまとう課題の１つに、電池が繰り返し充電及び放電される時に電極が膨張及び収縮する傾向があるという事実がある。電極が膨張すると電気的短絡及び電池の故障を引き起こすため、サイクル中の膨張及び収縮は、電池の信頼性及びサイクル寿命にとって問題となる傾向がある。さらに別の起こり得る問題に、電極配列の不一致がある。これは例えば、製造、使用又は輸送中における電池への物理的又は機械的なストレスが、電池の短絡及び故障に繋がり得る等である。
【０００５】
従って、電池の信頼性及びサイクル寿命を改善するために、電池のサイクル中に電極の膨張及び収縮を制御することへの必要性が残っている。電極の配置を制御すること、並びに電池の接地面積を過度に増加させることなく電池の機械的安定性を改善する構造への必要性も残っている。
【０００６】
さらに、そのような電池を製造する、信頼できかつ効果的な手段への必要性も残っている。即ち、慎重に制御された配置と、電池のサイクル中の電極アセンブリの制御された膨張とを伴う電極アセンブリを有する電池を提供するための効率的な製造方法への必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、充電状態及び放電状態の間をサイクルするための二次電池に関し、二次電池は、電池筐体と、電極アセンブリと、電池筐体内のリチウムイオンと、及び、電極制約のセットとを含み、ここで、
（ａ）電極アセンブリは、仮想の三次元デカルト座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ対応する、互いに垂直な横軸、縦軸、及び高さ軸と、互いに分離された第１の縦端面及び第２の縦端面と、電極アセンブリ縦軸Ａ
ＥＡ
を囲むとともに第１及び第２の縦端面を接続する側面と、を有し、側面は、縦軸の両側に対向する第１及び第２の領域を有するとともに、縦軸に直交する第１の方向に分離され、電極アセンブリは、横方向測定された最大幅Ｗ
ＥＡ
と、側面により境界づけられかつ横方向計測された最大長Ｌ
ＥＡ
と、側面に境界づけられかつ高さ方向測定された最大高さＨ
ＥＡ
とを有し、ここで、最大長Ｌ
ＥＡ
及び最大幅Ｗ
ＥＡ
の最大高さＨ
ＥＡ
に対する比率は少なくとも２：１であり、
（ｂ）電極アセンブリは、電極アセンブリ内の縦軸に並行な積層方向に積層された一連の層を含み、積層された一連の層は、負電極活物質層の集合と、負電極集電層の集合と、セパレータ材料層の集合と、正電極活物質層の集合と、及び、正電極集電材料層の集合とを含み、ここで、
（ｉ）負電極活物質層の集合の各々は、負電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において横方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、負電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において高さ方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、負電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において縦方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉ）正電極活物質層の集合の各々は、正電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において横方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、正電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において高さ方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、正電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において縦方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉｉ）負電極活物質層の集合の各々は、少なくとも６０質量％の負電極活物質と、２０質量％未満の導電助剤と、及びバインダー材料とを含む粒子状材料を含み、負電極活物質はシリコン含有材料を含み、
（ｃ）電極制約のセットは、一次制約系と二次制約系とを含み、
（ｉ）一次制約系は、第１及び第２の成長制約と、少なくとも１つの一次接続メンバとを含み、第１及び第２の一次成長制約は縦方向に互いに分離され、一次接続メンバは、縦方向の電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に制約する第１及び第２の一次成長制約を接続し、並びに、
（ｉｉ）二次制約系は、第２の方向に分離されかつ積層された一連の層の各々により接続された第１及び第２の二次成長制約を含み、ここで、二次制約系は、二次電池のサイクル時に電極アセンブリの第２の方向への成長を少なくとも部分的に制約し、第２の方向は縦方向と直交し、並びに、
（ｉｉｉ）一次制約系は、互いに垂直かつ積層方向に垂直な２つの方向の各々で、電極アセンブリに維持される圧力を超過する、電極アセンブリへの積層方向の圧力を維持し、
（ｄ）電極アセンブリは、ユニットセルの集合を含み、ここで、各ユニットセルは、電極集電体層の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、キャリアイオンに対してイオン透過性であるセパレータの集合のメンバと、電極活物質の集合の第１のメンバと、対電極集電体の集合の第１のメンバのユニットセル部分と、及び、対電極活物質層の集合の第１のメンバとを含み、ここで、（ａａ）電極活物質層の集合の第１のメンバは、セパレータの第１の側に近接し、対電極材料層の集合の第１のメンバは、セパレータの反対側の第２の側に近接し、（ｂｂ）セパレータは、電極活物質層の集合の第１のメンバを、対電極活物質層の集合の第１のメンバから電気的に分離させ、電池の充電状態及び放電状態の間のサイクル中において、電極活物質層の集合の第１のメンバと対電極活物質層の集合の第１のメンバとの間では、このような各ユニットセルのセパレータを介して、主として、キャリアイオンが交換され、（ｃｃ）各ユニットセル内において、
ａ．電極活物質層の第１の高さ端面及び対電極活物質層の第１の高さ端面は、電極アセンブリの同じ側にあり、電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第１の高さ端面プロットＥ
ＶＰ１
をトレースし、対電極活物質層の第１の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第１の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ１
をトレースし、ここで、第１の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ１
及びＣＥ
ＶＰ１
の間の分離距離の絶対値Ｓ
Ｚ１
は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ１
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）電極活物質層の第１の高さ端面及び対電極活物質層の第１の高さ端面の間において、対電極活物質層の第１の高さ端面は、電極活物質層の第１の高さ端面に対して内側に配置され、
ｂ．電極活物質層の第２の高さ端面及び対電極活物質層の第２の高さ端面は、電極アセンブリの同じ側にあるとともに、電極活物質層の第１の高さ端面及び対電極活物質層の第１の高さ端面にそれぞれ順に対向し、電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、電極活物質層の長さＬ
Ｅ
に沿い、第２の高さ端面プロットＥ
ＶＰ２
をトレースし、対電極活物質層の第２の対向する高さ端面の中央値高さ位置のＸ－Ｚ平面における２Ｄマップは、対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
に沿い、第２の高さ端面プロットＣＥ
ＶＰ２
をトレースし、ここで、第２の対電極活物質層の長さＬ
Ｃ
の少なくとも６０％において、（ｉ）高さ方向計測されたプロットＥ
ＶＰ２
及びＣＥ
ＶＰ２
の間の分離距離の絶対値Ｓ
Ｚ２
は、１０００μｍ≧｜Ｓ
Ｚ２
｜≧５μｍを満たし、（ｉｉ）電極活物質層の第２の高さ端面及び対電極活物質層の第２の高さ端面の間において、対電極活物質層の第２の高さ端面は、電極活物質層の第２の高さ端面に対して内側に配置される。
【０００８】
本開示の別の態様は、充電状態及び放電状態の間をサイクルするための二次電池に関し、二次電池は、電池筐体と、電極アセンブリと、電池筐体内のキャリアイオンと、及び、電極制約のセットとを含む。ここで、
（ａ）電極アセンブリは、仮想の三次元デカルト座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ対応する、互いに垂直な横軸、縦軸、及び高さ軸と、互いに分離された第１の縦端面及び第２の縦端面と、電極アセンブリ縦軸Ａ
ＥＡ
を囲むとともに第１及び第２の縦端面を接続する側面と、を有し、側面は、縦軸の両側に対向する第１及び第２の領域を有するとともに、縦軸に直交する第１の方向に分離され、電極アセンブリは、横方向測定された最大幅Ｗ
ＥＡ
と、側面により境界づけられかつ横方向計測された最大長Ｌ
ＥＡ
と、側面に境界づけられかつ高さ方向測定された最大高Ｈ
ＥＡ
とを有し、ここで、最大長Ｌ
ＥＡ
及び／又は最大幅Ｗ
ＥＡ
は最大高さＨ
ＥＡ
よりも大きく、
（ｂ）電極アセンブリは、電極アセンブリ内の縦軸に並行な積層方向に積層された一連の層を含み、積層された一連の層は、負電極活物質層の集合と、負電極集電層の集合と、セパレータ材料層の集合と、正電極活物質層の集合と、及び、正電極集電材料層の集合とを含み、ここで、
（ｉ）負電極活物質層の集合の各々は、負電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において横方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、負電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において高さ方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、負電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において縦方向測定した負電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉ）正電極材料層の集合の各々は、正電極活物質層の対向する第１及び第２の横端面の間において横方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応する長さＬ
Ｅ
と、正電極活物質層の対向する第１及び第２の高さ端面の間において高さ方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応する高さＨ
Ｅ
と、並びに、正電極活物質層の対向する第１及び第２の対向する面の間において縦方向測定した正電極活物質層のフェレット径に対応するＷ
Ｅ
とを有し、ここで、Ｈ
Ｅ
及びＷ
Ｅ
に対するＬ
Ｅ
の比率は、少なくとも５：１であり、
（ｉｉｉ）負電極活物質層の集合の各々は、少なくとも６０質量％の負電極活物質と、２０質量％未満の導電助剤と、及びバインダー材料とを含む粒子状材料を含み、
（ｃ）電極制約のセットは、一次制約系と二次制約系とを含み、
（ｉ）一次制約系は、第１及び第２の成長制約と、少なくとも１つの一次接続メンバとを含み、第１及び第２の一次成長制約は縦方向に互いに分離され、一次接続メンバは、縦方向の電極アセンブリの成長を少なくとも部分的に制約する第１及び第２の一次成長制約を接続し、並びに、
（ｉｉ）二次制約系は、第２の方向に分離されかつ積層された一連の層の各々により接続された第１及び第２の二次成長制約を含み、ここで、二次制約系は、二次電池のサイクル時に電極アセンブリの第２の方向への成長を少なくとも部分的に制約し、第２の方向は縦方向と直交し、並びに、
（ｉｉｉ）一次制約系は、互いに垂直かつ積層方向に垂直な２つの方向の各々で、電極アセンブリに維持される圧力を超過する、電極アセンブリへの積層方向の圧力を維持し、
（ｄ）積層された一連の層は、横方向に互いに間隔を開けて配置された対向する端面を有する層を含み、層の複数の対向する端面は、対向する端面における層の伸長及び収縮により、横方向に配向された塑性変形及び変形を示す。
【０００９】
本開示の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の説明及び図面において、部分的に、説明され、部分的に、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
電極アセンブリを伴って配備された制約系の一実施形態の斜視図
二次電池のための３次元電極アセンブリの一実施形態の模式図
図１Ｂの電極アセンブリのインセット断面図
図１Ｂの直線Ｅに沿った、図１Ｂの電極アセンブリの断面図
３次元電極アセンブリの一実施形態の模式図
制約及び拡張された構成における陽極構造の集合のメンバを示す、３次元電極アセンブリの一実施形態の模式図
制約及び拡張された構成における陽極構造の集合のメンバを示す、３次元電極アセンブリの一実施形態の模式図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
電極アセンブリの異なる形状及びサイズの実施例を示す図
図１Ａに示す直線Ａ－Ａ’に沿った、電極アセンブリのある実施形態を示し、さらに一次及び二次成長制約系の要素を示す断面図
図１Ａに示す直線Ｂ－Ｂ’に沿った、電極アセンブリのある実施形態を示し、さらに一次及び二次成長制約系の要素を示す断面図
図１Ａに示す直線Ｂ－Ｂ’に沿った、電極アセンブリのある実施形態を示し、さらに一次及び二次成長制約系の要素を示す断面図
図１Ａに示す直線Ａ－Ａ１’に沿った、電極アセンブリのある実施形態を示す断面図
電極アセンブリの多孔質二次成長制約の一実施形態と、二次成長制約を電極アセンブリに接着するための一実施形態を示す上面図
電極アセンブリの多孔質二次成長制約の一実施形態と、二次成長制約を電極アセンブリに接着するための一実施形態を示す上面図
図１Ａに示す直線Ａ－Ａ’に沿い、一次制約系の一実施形態及び二次制約系の一実施形態を含む電極制約のセットをさらに含む電極アセンブリのある実施形態を示す断面図
電極制約のセットにより電極アセンブリに及ぼされる力と、電極アセンブリを含む電池の繰り返しサイクル時に電極構造により及ぼされる力とを示す、一実施形態に係る力を示す概略図
電極制約のセットにより電極アセンブリに及ぼされる力と、電極アセンブリを含む電池の繰り返しサイクル時に電極構造により及ぼされる力とを示す、一実施形態に係る力を示す概略図
一次成長制約系の一実施形態と、電極バックボーンが使用された二次成長制約系の一実施形態とを含む電極制約のセットをさらに含む、図１Ａに示す直線Ａ－Ａ’に沿った電極アセンブリのある実施形態を示す断面図
一次成長制約系の一実施形態と、電極集電装置が使用された二次成長制約系の一実施形態とを含む電極制約のセットをさらに含む、図１Ａに示す直線Ａ－Ａ’に沿った電極アセンブリのある実施形態を示す断面図
成長制約のセットの一実施形態を利用するエネルギー貯蔵デバイス又は二次電池のある実施形態を示す分解図
電極物質層の高さ端面と対電極物質層の高さ端面との間の、高さオフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｚ１
，Ｓ
Ｚ２
を決定するための実施形態を示す図
電極物質層の高さ端面と対電極物質層の高さ端面との間の、高さオフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｚ１
，Ｓ
Ｚ２
を決定するための実施形態を示す図
電極物質層の高さ端面と対電極物質層の高さ端面との間の、高さオフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｚ１
，Ｓ
Ｚ２
を決定するための実施形態を示す図
電極活物質層の横端面及び対電極活物質層の横端面との間の、横オフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｘ１
，Ｓ
Ｘ２
を決定するための実施形態を示す図
電極活物質層の横端面及び対電極活物質層の横端面との間の、横オフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｘ１
，Ｓ
Ｘ２
を決定するための実施形態を示す図
電極活物質層の横端面及び対電極活物質層の横端面との間の、横オフセット及び／又は分離距離Ｓ
Ｘ１
，Ｓ
Ｘ２
を決定するための実施形態を示す図
それ自体のフェレット径に従って、電極活物質層及び／又は対電極活物質層の高さＨ
Ｅ
，Ｈ
Ｃ
及び長さＬ
Ｅ
，Ｌ
Ｃ
を決定するための実施形態を示す図
それ自体のフェレット径に従って、電極活物質層及び／又は対電極活物質層の高さＨ
Ｅ
，Ｈ
Ｃ
及び長さＬ
Ｅ
，Ｌ
Ｃ
を決定するための実施形態を示す図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、高さオフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極活物質層及び対電極活物質層を有するユニットセルの実施形態であって、横オフセット及び／又は分離距離を伴うものと伴わないものの両方の、Ｙ－Ｘ平面における断面図
電極バスバー及び対電極バスバーを有する電極アセンブリの実施形態を示す図
図１６Ａの、Ｘ－Ｙ平面における断面図
電極バスバー及び対電極バスバーを有する電極アセンブリの実施形態を示す図
図１６Ｂの、Ｘ－Ｙ平面における断面図
電極構造及び対電極構造の交互配置を有する二次電池の実施形態を示す図
補助電極を有する電極アセンブリの実施形態の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
補助電極を有する電極アセンブリの実施形態の、Ｚ－Ｙ平面における断面図
負電極サブユニットの端部の除去に続いて集電体端部が露出し、集電体端部における端部の除去の結果発生する集電体端部の部分の塑性変形を示す前と、それを示した後との負電極サブユニットの画像を示す模式図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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