JP2024508074A - プレリチウム化及びリチウム金属を含まないアノードコーティング - Google Patents

Abstract

リチウムアノードデバイスを形成するための方法及びシステムが提供される。一実施形態では、この方法及びシステムは、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子（ＮＰ）、例えば、Ｌｉ－Ｚ（ＺはＧｅ、Ｓｉ、又はＳｎである）を形成する。別の実施形態では、この方法及びシステムは、第ＩＶ族ナノ粒子を合成し、第ＩＶ族ナノ粒子をリチウムと合金化する。第ＩＶ族ナノ粒子は、必要に応じて作成し、アノード材料と事前混合するか、又はアノード材料上にコーティングすることができる。また別の実施形態では、この方法及びシステムは、リチウム金属を含まないシルバーカーボン（「Ａｇ－Ｃ」）ナノコンポジット（ＮＣ）を形成する。また別の実施形態では、シルバー（ＰＶＤ）及びカーボン（ＰＥＣＶＤ）共堆積を利用して、樹状突起形成を最小化するようにリチウム核形成エネルギーを調整することのできるアノードコーティングを作製する方法が提供される。【選択図】図３

Description

分野
本明細書に記載される実施形態は、概して、フレキシブル基板を処理するための堆積システム及び方法に関する。具体的には、実施形態は、フレキシブル基板上にアノード構造を形成するシステム及び方法に関する。

再充電可能な電気化学的ストレージシステムは、日常生活の多くの分野においてその重要性を増している。リチウムイオン（Ｌｉイオン）バッテリ及びコンデンサなどの高容量エネルギー貯蔵装置は、益々多くの用途において使用されており、それには、携帯用電子機器、医療、輸送、グリッド接続された大規模エネルギー貯蔵、再生可能エネルギー貯蔵、及び無停電電源（ＵＰＳ）が含まれる。これら用途の各々において、エネルギー貯蔵装置の充放電の時間及び容量は重要なパラメータである。加えて、このようなエネルギー貯蔵装置のサイズ、重量、及び／又はコストも重要なパラメータである。さらに、高い性能のためには、内部抵抗が低いことが不可欠である。抵抗が低いほど、エネルギー貯蔵装置が電気エネルギーを送達する際に直面する制約が小さくなる。例えば、バッテリの場合、内部抵抗は、バッテリが貯蔵する有用なエネルギーの総量を減らし、高電流を送達するバッテリの能力を低下させることにより、性能に影響を与える。

Ｌｉイオンバッテリは、求められている容量とサイクリングを達成する見込みが最も高いと考えられている。しかしながら、現在の構成のＬｉイオンバッテリは、これら増大する用途に対して、エネルギー容量及び充放電サイクル数が不足することが多い。

したがって、当技術分野では、改善されたサイクリングを有し、よりコスト効率良く製造可能な、より迅速に充電でき、より高い容量のエネルギー貯蔵装置が必要とされている。さらに、貯蔵装置の内部抵抗を減少させるエネルギー貯蔵装置用の部品が必要とされている。

本明細書に記載される実施形態は、概して、フレキシブル基板を処理するための真空堆積システム及び方法に関する。具体的には、実施形態は、フレキシブル基板上にアノード構造を形成するロールツーロール真空堆積システム及び方法に関する。

１つ又は複数の実施形態では、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を作製する方法が提供される。この方法は、加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することを含む。方法は、加熱された混合容器にリチウムを含む層を導入することをさらに含む。方法は、加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層とリチウムを含む層とを導入することを、逐次的に繰り返すことをさらに含む。方法は、第ＩＶ族ナノ粒子をリチウムと合金化してリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を形成することをさらに含む。

他の実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子は、非熱的プラズマ合成プロセスから形成される。リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子は、空気中で安定するプレリチウム化試薬である。加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することは、加熱された混合容器中に溶融リチウムを供給することを含む。加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することは、加熱された混合容器中にリチウム粉末を供給することを含む。リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子は、グラファイトアノードに適用されて、プレリチウム化グラファイトアノードを形成する。グラファイトアノードにリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することは、工業用シフタフィーダプロセスを含む。グラファイトアノードにリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することは、エレクトロスプレープロセスを含む。第ＩＶ族ナノ粒子は、シリコンナノ粒子、ゲルマニウムナノ粒子、スズナノ粒子、カーボンナノ粒子、又はこれらの任意の組み合わせから選択される。加熱された混合容器は、回転プラネタリーミキサである。リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子は、混合されてスラリを形成する。リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を混合してスラリを形成することは、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を導電性添加物、結合剤、溶媒、又はこれらの任意の組み合わせと混合することを含む。スラリは、アノード構造の上にキャスティングされ、プレリチウム化合金型アノードを形成する。

いくつかの実施形態では、アノード構造を形成するためのシステムが提供される。このシステムは、リチウムを供給するように動作可能なリチウム源モジュールを含む。システムは、第ＩＶ族ナノ粒子を供給するように動作可能な第ＩＶ族ナノ粒子源モジュールをさらに含む。システムは、混合容器アセンブリをさらに含み、この混合容器アセンブリは、リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子を加熱してプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を生成することができる。

１つ又は複数の実施形態では、システムは、基板の上にプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させることのできる堆積源モジュールをさらに含む。堆積源モジュールは、シフタ本体、ホッパアセンブリ、及びホッパアセンブリとシフタ本体とを流体結合する送達導管を含む。堆積源モジュールは、処理環境を画定する堆積モジュール、処理環境内に位置決めされて、フレキシブル基板を搬送するように動作可能なコーティングドラム、及び処理環境内に位置決めされて、フレキシブル基板上にプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように動作可能なエレクトロスプレーガンを含む。エレクトロスプレーガンは、摩擦電気粉末スプレーガン又はコロナスプレーガンである。システムは、リチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子を貯蔵し、エレクトロスプレーガンに供給するために動作可能なホッパアセンブリを含む。

他の実施形態では、アノード構造を形成する方法が提供される。この方法は、電流コレクタウェブの上にシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成することを含む。シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成することは、アモルファスカーボンのプラズマ化学気相堆積と同時に電流コレクタウェブの上にシルバーをスパッタリングして、電流コレクタの上にシルバー－カーボンナノコンポジットを形成することを含む。

１つ又は複数の実施形態では、リチウムの層が、シルバー－カーボンナノコンポジット上又はシルバー－カーボンナノコンポジットの上に堆積される。リチウムの層は、リチウムを熱蒸発させることにより、シルバー－カーボンナノコンポジットの上に堆積させることができる。電流コレクタの上にシルバーをスパッタリングすることは、ＤＣスパッタリングガンを使用して実施される。

他の実施形態では、フレキシブル基板コーティングシステムが提供される。このシステムは、可撓性材料の連続シートを提供することのできるフィードリールを収納する繰り出しモジュールを含む。方法は、可撓性材料の連続シートを貯蔵することのできる回収リールを収納する巻き取りモジュールをさらに含む。方法は、繰り出しモジュールの下流に配置された処理モジュールをさらに含む。処理モジュールは、順番に配置された複数のサブチャンバを含み、各サブチャンバは、可撓性材料の連続シートに対して１つ又は複数の処理動作を実施するように構成されている。システムは、進行方向に沿って複数のサブチャンバを通過するように可撓性材料の連続シートをガイドすることのできるコーティングドラムをさらに含み、サブチャンバは、コーティングドラムの周りに放射状に配置される。複数のサブチャンバのうちの第１のサブチャンバは、シルバーを堆積させるように動作可能な第１の堆積源と、カーボンを堆積させるように動作可能な第２の堆積源とを含む。

１つ又は複数の実施形態では、第１の堆積源は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）源であり、第２の堆積源は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）源である。物理的気相堆積源は、ＤＣスパッタリングガンを含み、ＰＥＣＶＤ源は、電極シャワーヘッドを含む。第１のサブチャンバは、上にエッジシールドが位置決めされたサブチャンバ本体によって画定される。エッジシールドは、可撓性材料の連続シート上に堆積される蒸発材料のパターンを画定する１つ又は複数の開孔を有する。コーティングシステムは、熱蒸発源を含む第２のサブチャンバをさらに含む。熱蒸発源は、リチウム金属を堆積させるように構成される。

他の実施形態では、リチウムを含まないシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ベースのスラリを形成する方法が提供される。この方法は、噴霧熱分解プロセスを介してシルバーナノ粒子を形成することを含む。方法は、加熱された混合容器内でシルバーナノ粒子を導電性添加物、結合剤、及び溶媒と混ぜ合わせ、リチウムを含まないシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ベースのスラリを形成することをさらに含む。

実施形態は、以下のうちの１つ又は複数を含むことができる。導電性添加物は、グラファイト、グラフェンハードカーボン、カーボンブラック、カーボンコーティングされたシリコン、又はこれらの任意の組み合わせの群から選択される。結合剤は、スチレン－ブタジエンゴム、アクリル化スチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル－スチレン－ブタジエンコポリマー、アクリルゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマー、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリエピクロロヒドリン、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ラテックス、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオナート、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリカルボキシレート、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、フッ化ポリマー、塩素化ポリマー、アルギン酸の塩、ポリビニリデンフルオリド、ポリ（ビニリデンフルオリド）－ヘキサフルオロプロペン、又はこれらの任意の組み合わせから選択される。溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、臭化エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、水、純水、脱イオン水、蒸留水、エタノール、イソプロパノール、メタノール、アセトン、ｎ－プロパノール、ｔ－ブタノール、又はこれらの任意の組み合わせから選択される。

いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は命令を格納しており、それら命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、上記装置及び／又は方法の動作を実施させる。

本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、先に簡単に要約された実施形態のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それら実施形態のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、本開示の範囲を限定するとみなすべきではないことに留意されたい。

本明細書に記載される１つ又は複数の実施形態によって形成された可撓性層スタックの一実施例の概略断面図である。 １つ又は複数の実施形態によるアノード構造を形成する方法の一実施形態を要約したプロセスフロー図である。 １つ又は複数の実施形態によるアノード構造を形成するためのシステムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態によるリチウム源システムの一実施例の概略図である。 １つ又は複数の実施形態によるリチウム源システムの別の実施例の概略図である。 １つ又は複数の実施形態による第ＩＶ族ナノ粒子源システムの一実施例の概略図である。 １つ又は複数の実施形態による第ＩＶ族ナノ粒子源システムの別の実施例の概略図である。 １つ又は複数の実施形態による混合容器アセンブリの概略図である。 １つ又は複数の実施形態による堆積システムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態による別の堆積システムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成する方法を要約したプロセスフロー図である。 １つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成するためのシステムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成するための別のシステムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）スラリを形成するためのシステムの概略図である。 １つ又は複数の実施形態による噴霧熱分解システムの概略図である。

理解を容易にするために、可能な場合は、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。一実施態様の要素及び特徴は、さらなる記載がなくとも他の実施形態に有益に組み込まれうることが想定されている。

以下の開示は、フレキシブル基板上にアノード構造を形成するシステム及び方法を記載する。本開示の種々の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の詳細が以下の記載及び図１～１５に明示される。エネルギー貯蔵装置及びアノード構造に関連付けられることの多い周知の構造及びシステムを記載する他の詳細は、種々の実施形態の記載を不要に曖昧にすることを避けるために、以下の開示には示されない。

図示の詳細事項、寸法、角度、及びその他の特徴の多くは、特定の実施形態を例示しているに過ぎない。したがって、他の実施形態は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、他の詳細事項、構成要素、寸法、角度、及び特徴を有することができる。加えて、本開示のさらなる実施形態は、以下に記載される詳細事項のうちのいくつかがなくとも実施することができる。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、ロールツーロールコーティングシステム、例えばＴｏｐＭｅｔ（登録商標）ロールツーロールウェブコーティングシステム、ＳＭＡＲＴＷＥＢ（登録商標）ロールツーロールウェブコーティングシステム、ＴＯＰＢＥＡＭ（登録商標）ロールツーロールウェブコーティングシステムに関連して記載され、これらのすべてはＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（カリフォルニア州サンタクララ）から入手可能である。高速堆積プロセスを実施することのできる他のツールも、本明細書に記載される実施形態の恩恵を受けるように適合されうる。加えて、本明細書に記載される堆積プロセスを可能にする任意のシステムを有利に使用することができる。本明細書に記載される装置の説明は例示的なものであり、本明細書に記載される実施形態の範囲を制限するものとして理解又は解釈するべきではない。ロールツーロールプロセスとして記載されているが、本明細書に記載される実施形態は、別個の基板上でも実施されうることも理解されたい。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、ロールツーロールコーティングシステムに関連して以下に記載される。本明細書に記載される装置の説明は例示的なものであり、本明細書に記載される実施形態の範囲を制限するものとして理解又は解釈するべきではない。また、ロールツーロールプロセスとして記載されるが、本明細書に記載される実施形態は、他の種類の基板、別個の基板上で実施可能であることを理解されたい。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、フレキシブル基板、例えばリチウム－イオンバッテリ装置用のウェブのプレリチウム化のために適合されたコーティングシステムに言及する。特に、コーティングシステムは、繰り出しモジュールから繰り出されるウェブといったフレキシブル基板の連続処理のために適合される。コーティングシステムは、モジュール設計で構成することができ、例えば、適当な数の処理モジュールは、処理工程において互いに隣り合わせに配置することができ、フレキシブル基板は、第１の処理モジュールに挿入され、工程の最後の処理モジュールから排出されうる。さらに、コーティングシステム全体は、個々の処理動作の変更が望まれる場合、再構成されうる。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態を実行することのできる特定の基板は限定されないが、例えば、ウェブベースの基板、パネル、及びディスクリートシートを含むフレキシブル基板上で実施形態を実行するために特に有利であることに留意されたい。基板は、箔、膜、薄板の形態でもよい。

ここで、本明細書に記載される実施形態において使用されるフレキシブル基板又はウェブは、典型的には、フレキシブル基板が屈曲可能であることを特徴とすることができることにも留意されたい。「ウェブ」という用語は、「ストリップ」又は「フレキシブル基板」という用語と同義的に使用されうる。例えば、本明細書の実施形態において説明されるウェブは箔でもよい。

基板が垂直に配向された基板であるいくつかの実施形態では、垂直に配向された基板が垂直面に対して角度を付けられていてもよいことにさらに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、基板は、垂直面から約１度から約２０度の間で角度を付けられていてもよい。基板が水平に配向された基板であるいくつかの実施形態では、水平に配向された基板は、水平面に対して角度を付けられていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基板は、水平面から約１度から約２０度の間で角度を付けられていてもよい。本明細書で使用される「垂直」という用語は、フレキシブル導電性基板の主要面又は堆積面が水平に対して直交していることと定義される。本明細書で使用される「水平」という用語は、フレキシブル導電性基板の主要面又は堆積面が水平に対して平行であることと定義される。

エネルギー貯蔵装置、例えば、バッテリは、典型的には、正電極、多孔性のセパレータによって分離されたアノード電極、及びイオン伝導性マトリックスとして使用される電解質を含む。グラファイトアノードは、現在の最先端技術であるが、業界は、セルのエネルギー密度を上昇させるために、グラファイトベースのアノードからシリコン混合グラファイトアノードへと移行しつつある。しかしながら、シリコン混合グラファイトアノードは、多くの場合、初回サイクル中に起こる不可逆的な容量損失という欠点を有している。したがって、この初回サイクルの容量損失を補充するための方法が必要とされている。アノード材料のプレリチウム化は、初回サイクルの容量損失を補充するための１つの利用可能な方法である。

化学的プレリチウム化、電気化学的プレリチウム化、リチウム金属への直接的接触によるプレリチウム化、及び安定化リチウム金属粉末（「ＳＬＭＰ^ＴＭ」）を含む、種々のアノードプレリチウム化方法が存在する。これら既存のプレリチウム化方法は、長い反応時間及び特有の安全リスクといった、リチウム－イオンバッテリ量産に適さない共通のＬｉイオンバッテリ量産の欠点を共有している。

例えば、ＳＬＭＰ^ＴＭの場合、最大３０％のＬｉ_２ＣＯ_３粉末シェルが割れずに残る。これら割れなかったシェルは、次いで、Ｌｉイオンバッテリのエネルギー密度を低下させる不活性材料としてセル塊に取り込まれる。ＳＬＭＰ^ＴＭを分散させる間に電解質内で移動する遊離粉末も、特有の安全性リスクと信頼性リスクを提示する。電気化学的プレリチウム化は、窒素及び酸素汚染に起因してセルのインピーダンスを上昇させうる反応性材料を周囲空気内に生成する。リチウム金属への直接的接触は、幅６０センチメートル及び長さ２０メートル以下の不連続な薄いリチウム金属箔によって妨げられる、不均一で低収率のプロセスである。

リチウム金属の堆積は、シリコン混合グラファイトアノードのこのような初回サイクルの容量損失を補充するための別の方法である。例えば、熱蒸発、ラミネーション、又は印刷など、リチウム金属堆積のための多数の方法が存在するが、特に大量生産環境において、装置の積層の前にスプール上に堆積されるリチウム金属の取り扱いに対処する必要がある。これら取り扱いの問題に対処するために、アノードのウェブコーティングは、多くの場合、薄い保護層コーティングを含む。保護層コーティングがない場合、リチウム金属の表面は、有害な腐食及び酸化を受けやすい。炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）膜が、現在、リチウム用の保護層コーティングとして使用されている。しかしながら、炭酸リチウムの保護層には複数の課題がある。例えば、炭酸塩のコーティングはリチウムを消費し、それにより、「デッドリチウム」の量を増加させ、それに応じてクーロン効率を低下させる。炭酸リチウムの現在の堆積プロセスは、炭酸リチウムの代わりに酸化リチウムの形成に繋がることがあり、これは望ましくないＳＥＩ構成要素である。加えて、炭酸塩 コーティングは、炭酸塩の吸着速度が低いと活性化が困難であり、これにより、縦横両方向において、炭酸塩 コーティングのコーティング均一性に大きなばらつきが生じうる。さらに、ＣＯ_２の吸着は、見通し線の拡張性を欠き、したがって、犠牲的及び保護的用途を含む大部分の高容量保護層コーティングにとって適さないプロセスである。

一態様において、リチウムアノードデバイスを形成するための方法及びシステムが提供される。一実施形態では、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子（ＮＰ）、例えば、Ｌｉ－Ｚ（Ｚは、Ｇｅ、Ｓｉ、又はＳｎである）を形成するための方法及びシステムが提供される。別の実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子を合成し、第ＩＶ族ナノ粒子をリチウムと合金化するための方法及びシステムが提供される。第ＩＶ族ナノ粒子は、必要に応じて作製し、アノード材料と事前混合するか、又はアノード材料上にコーティングすることができる。また別の実施形態では、リチウム金属を含まないシルバーカーボン（「Ａｇ－Ｃ」）ナノコンポジット（ＮＣ）を形成するための方法及びシステムが提供される。また別の実施形態では、シルバー（ＰＶＤ）及びカーボン（ＰＥＣＶＤ）共堆積を利用して、樹状突起形成を最小化するようにリチウム核形成エネルギーを調整することのできるアノードコーティングを作製する方法が提供される。

いくつかの実施形態では、プレリチウム化リザーバとしての使用のための、リチウム及びガス合成された第ＩＶ族ナノ粒子をインシトゥで分配するための堆積モジュールが提供される。スラリに一体化したナノ粒子を提供することで、ＳＬＭＰ^ＴＭのシェルを割るために典型的に必要とされる、危険なカレンダリングの必要性が低減する。さらに、電流コレクタ上にナノコンポジットコーティングを生成するためのモジュールは、樹状突起形成を最小化する新規の合金化プロセス制御を提供する。従来のウェブコーティング装置は通常、空気中で安定するプレリチウム化粒子を適用するための能力及び／又は堆積時の金属リチウム膜を合金化するための能力を欠く。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載及び開示されるＬｉ－Ｚナノ粒子（Ｚは、Ｇｅ、Ｓｉ、若しくはＳｎ、又はこれらの任意の組み合わせである）は、安定化シェルを含まず、これにより、ＳＬＭＰ^ＴＭ炭酸リチウムシェルの亀裂に関連付けられる危険な圧力ベースの亀裂活性化の必要性が排除される。１つ又は複数の実施形態では、Ｌｉ－Ｚナノ粒子は、約１：１、約１．５：１、約２：１、約２．５：１、若しくは約３：１から約３．５：１、約３．８：１、約４：１、約４．２：１、約４．５：１、約４．８：１、約５：１、約５．５：１、約６：１、又はそれを上回るＬｉ：Ｚの原子比率を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるＬｉ－Ｚナノ粒子は、ＳＬＭＰ^ＴＭより小さく、したがってアノード材料の上に又はアノード材料全体に均一に又は可変的に適用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるＡｇ－Ｃナノコンポジット層形成のロールツーロールウェブ手法は、スラリベースのキャスティング法と比較したとき、より高いプロセス同調性（カーボンマトリックスの多孔性、ポア異方性、及びシルバーの固定化）及びより高い収率を得易くする。

いくつかの実施形態では、リチウム－ゲルマニウム合金ナノ粒子、例えば、Ｌｉ_２２Ｇｅ_５ナノ粒子は、溶融リチウム及びゲルマニウムナノ粒子が導入される冶金的合金化プロセスから得られる。ゲルマニウムナノ粒子は、ゲルマニウム－ハロゲン化物源、例えば、ＧｅＣｌ_４源の非熱的プラズマ合成から得ることができる。合金化時間を短縮するために、リチウム及びゲルマニウム両方のナノ粒子を、順番に並ぶ層に付加することができる。プロセスが完了した後、粒子は、例えば、カーボン添加物、結合剤、及び溶媒とスラリ形態で混合し、常套的なスラリベースの方法、例えば、スロット－ダイコーティングを使用してキャスティングすることができる。代替的に、第ＩＶ族ナノ粒子は、安定なリチウム担持試薬として機能し、グラファイトでコーティングされた電流コレクタ上に、常套的な粉末コーティング方法及びカレンダリングの使用に続いて接着のために加熱することにより、適用される。

いくつかの実施形態では、Ａｇ－Ｃナノコンポジット層は、例えば、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）を介してシルバーを基板上とコーティングカーボン上に同時にスパッタリングすることにより得られる。任意で、次いでリチウムをウェブ上に蒸発させて、Ａｇ－Ｃナノコンポジット層をプレリチウム化することができる。

図１は、本明細書に記載される１つ又は複数の実施形態によって形成された可撓性層スタック１００の一実施例の概略断面図である。可撓性層スタック１００は、本明細書に記載及び開示される第ＩＶ族リチウム合金ナノ粒子及び／又はＡｇ－Ｃ ナノコンポジットを組み込むことができる。可撓性層スタック１００は、本明細書に記載される方法及びシステムを使用して形成することができる。可撓性層スタック１００は、プレリチウム化アノード構造とすることができる。図１に示される可撓性層スタック１００は、連続するフレキシブル基板１１０の両面に形成された複数の膜スタック１１２ａ、１１２ｂ（集約的に１１２）を有する、連続するフレキシブル基板１１０を含んでいる。各膜スタック１１２ａ、１１２ｂは、第１の層１２０ａ、１２０ｂ（集約的に１２０）、第２の層１３０ａ、１３０ｂ（集約的に１３０）、及び任意で第３の層１４０ａ、１４０ｂ（集約的に１４０）を含んでいる。

可撓性層スタック１００は、図１では、連続するフレキシブル基板１１０の各面に３つの層を有しているが、当業者であれば、可撓性層スタック１００が、それよりも多い又は少ない数の層を有することができ、それら層が、図１に示されるように、連続するフレキシブル基板１１０、第１の層１２０、第２の層１３０、及び又は第３の層１４０の上、下及び／又はそれらの間に提供されうることを理解するであろう。両面構造として示されているが、当業者であれば、可撓性層スタック１００が、連続するフレキシブル基板１１０、第１の層１２０、第２の層１３０、及び任意で第３の層１４０を有する片面構造でもよいことを理解するであろう。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、連続するフレキシブル基板１１０は第１の材料を含むことができる、及び／又は第１の層１２０は第２の材料を含むことができる。さらに、第２の層１３０は、第３の材料を含むことができる。加えて、第３の層１４０は、第４の材料を含むことができる。例えば、第１の材料は、導電性材料、典型的には、銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）といった金属とすることができる。さらに、連続するフレキシブル基板１１０は、１つ又は複数のサブ層を含むことができる。一実施例では、第２の材料は、グラファイト、シリコン、シリコン含有グラファイト、リチウム金属、リチウム金属箔若しくはリチウム合金箔（例えばリチウムアルミニウム合金）、又はリチウム金属及び／又はリチウム合金と、カーボン（例えばコークス、グラファイト）、ニッケル、銅、スズ、インジウム、シリコン、これらの酸化物、又はこれらの任意の組み合わせといった材料との混合物から構成されるアノード材料とすることができる。第２の材料は、バインダー材料をさらに含むことができる。別の実施例では、第２の材料は、本明細書に記載及び開示されるシルバー－カーボンナノコンポジット材料である。第３の材料は、プレリチウム化材料とすることができる。一実施例では、第３の材料は、融解温度の低い金属、例えば、リチウムなどのアルカリ金属とすることができる。別の実施例では、第３の材料は、本明細書に記載及び開示される第ＩＶ族リチウム合金ナノ粒子を含む。第４の材料は、第３の層の融解温度の低い金属を保護するように動作可能な保護膜又は間紙膜とすることができる。

通常、角柱状セルでは、タブが、電流コレクタと同じ材料で形成され、スタックの製造中に形成されうるか、又は後で付加されうる。いくつかの実施形態では、図１に示されるように、連続するフレキシブル基板１１０は膜スタック１１２を越えて延び、膜スタック１１２を越えて延びる連続するフレキシブル基板１１０の部分をタブとして使用することができる。例えば、連続するフレキシブル基板１１０の近端１１３に沿って露出した連続するフレキシブル基板１１０のコーティングされていない部分、及び／又は連続するフレキシブル基板１１０の遠端１１７に沿ったコーティングされていないストリップ のいずれもが、タブを形成するために使用可能である。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、連続するフレキシブル基板１１０は、約２５μｍ以下、典型的には２０μｍ以下、具体的には１５μｍ以下、及び／又は典型的には３μｍ以上、具体的には５μｍ以上の厚さを有することができる。連続するフレキシブル基板１１０は、意図した機能を提供するために十分に厚く、かつ可撓性であるために十分に薄くすることができる。具体的には、連続するフレキシブル基板１１０は、連続するフレキシブル基板１１０がその意図した機能を依然として提供することができる限度まで薄くすることができる。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、第１の層１２０は、１０μｍ以下、典型的には８μｍ以下、有利には７μｍ以下、具体的には６μｍ以下、特に５μｍ以下の厚さを有することができる。いくつかの実施例によれば、第１の層１２０の厚さは４μｍ以下、又は３μｍ以下、又は２μｍ以下とすることができる。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、第２の層１３０は、１０μｍ以下、典型的には８μｍ以下、有利には７μｍ以下、具体的には６μｍ以下、特に５μｍ以下の厚さを有することができる。いくつかの実施例によれば、第２の層１３０の厚さは、４μｍ以下、又は３μｍ以下、又は２μｍ以下とすることができる。

図１に示される可撓性層スタック１００は、例えば、二次電池の／二次電池用の負電極、例えばリチウムバッテリの／リチウムバッテリ用の負電極又はアノードとすることができる。本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、リチウムバッテリ用の可撓性負電極は連続するフレキシブル基板１１０を含み、この連続するフレキシブル基板１１０は、銅を含み、かつ１０μｍ以下、典型的には８μｍ以下、有利には７μｍ以下、具体的には６μｍ以下、特に５μｍ以下の厚さを有する電流コレクタとすることができる。可撓性負電極は、グラファイトを含み、かつ５μｍ以上及び／又は１５μ以下の厚さを有する第１の層１２０と、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚さを有する、本明細書に記載及び開示される第ＩＶ族リチウム合金ナノ粒子を含む第２の層１３０とをさらに含む。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、リチウムバッテリ用の可撓性負電極はフレキシブル基板１１０を含み、このフレキシブル基板１１０は、銅を含み、かつ１０μｍ以下、典型的には８μｍ以下、有利には７μｍ以下、具体的には６μｍ以下、特に５μｍ以下の厚さを有する電流コレクタとすることができる。可撓性負電極は、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚さを有するシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを含む第１の層１２０と、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚さを有するリチウム金属層を含む第２の層１３０とをさらに含む。

本明細書に記載されるいくつかの実施例によれば、リチウムバッテリ用の可撓性負電極はフレキシブル基板１１０を含み、このフレキシブル基板１１０は、銅を含み、かつ１０μｍ以下、典型的には８μｍ以下、有利には７μｍ以下、具体的には６μｍ以下、特に５μｍ以下の厚さを有する電流コレクタとするができる。可撓性負電極は、５μｍ以上及び／又は１５μ以下の厚さを有するシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを含む第１の層１２０と、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚さを有する、本明細書に記載及び開示される第ＩＶ族リチウム合金ナノ粒子を含む第２の層１３０とをさらに含む。

図２は、１つ又は複数の実施形態によるアノード構造を形成する方法２００の一実施形態を要約したプロセスフロー図である。動作２１０において、第ＩＶ族ナノ粒子が混合容器アセンブリに導入される。混合容器アセンブリは加熱することができる。第ＩＶ族ナノ粒子は、カーボンナノ粒子、シリコンナノ粒子、ゲルマニウムナノ粒子、スズナノ粒子、又はこれらの任意の組み合わせから選択されるナノ粒子を含むことができる。一実施例では、第ＩＶ族ナノ粒子は、ゲルマニウムナノ粒子を含む。動作２２０では、リチウムが、加熱された混合容器アセンブリに導入される。所望の量の各成分が加熱された混合容器内に存在するまで動作２１０及び動作２２０を逐次的に繰り返し、加熱された混合容器アセンブリ内にナノ粒子とリチウムとの交互層を形成することができる。理論に縛られるものではないが、混合容器アセンブリ中に第ＩＶ族ナノ粒子とリチウムとを逐次的に導入することで、より均一な混合物が提供され、これにより合金化時間が短縮されると考えられる。いくつかの実施形態では、動作２２０は、動作２１０の前に実施される。動作２３０では、第ＩＶ族ナノ粒子がリチウムと合金化されて、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子が形成される。動作２４０では、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子が基板の上に堆積される。代替的に、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子は、他の成分と混合されてスラリを形成することができる。

図３は、１つ又は複数の実施形態によるアノード構造を形成するためのシステム３００の概略図である。システムは、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を生成し、任意で堆積させるように構成されている。システム３００は、リチウム源モジュール３１０、第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０、及び混合容器アセンブリ３３０を含んでいる。リチウム源モジュール３１０及び第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０は、混合容器アセンブリ３３０と流体結合させることができる。リチウム源モジュール３１０は、リチウムを混合容器アセンブリ３３０に供給し、第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０は、第ＩＶ族ナノ粒子を混合容器アセンブリ３３０に供給する。混合容器アセンブリ３３０は、リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子を加熱して、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を生成することができる。

いくつかの実施形態では、システム３００は、堆積源モジュール３４０をさらに含む。堆積源モジュール３４０は、基板の上にプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように構成されている。いくつかの実施形態では、混合容器アセンブリ３３０は、堆積源モジュール３４０と流体結合される。混合容器アセンブリ３３０は、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を、堆積源モジュール３４０に供給する。他の実施形態では、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子は、混合容器アセンブリ３３０内で生成し、後で使用するために、堆積源モジュール３４０又は別の堆積源内で貯蔵することができる。

システム３００は、システムコントローラ３５０をさらに含むことができる。システムコントローラ３５０は、システム３００の種々の面を制御することができる。システムコントローラ３５０は、システム３００の制御及び自動化を容易にし、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及び支持回路（又はＩ／Ｏ）を含むことができる。ＣＰＵに命令するために、ソフトウエア命令及びデータを、コード化し、メモリに記憶させることができる。システムコントローラ３５０は、システム３００の構成要素のうちの１つ又は複数と、例えばシステムバスを介して、通信することができる。システムコントローラ３５０によって読み取り可能なプログラム（又はコンピュータ命令）は、どのタスクが基板上で実施可能であるかを決定する。いくつかの実施形態では、プログラムは、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子の種々の成分を混合するためのコードを含むことのできる、システムコントローラ３５０によって読み取り可能なソフトウエアである。システムコントローラ３５０は、単一のシステムコントローラとして図示されているが、本明細書に記載される態様に複数のシステムコントローラを使用可能であることを理解されたい。

図４は、１つ又は複数の実施形態によるリチウム源システムの一実施例の概略図である。リチウム源システム４００は、リチウムを、混合容器アセンブリ、例えば、混合容器アセンブリ３３０に供給するために、リチウム源モジュール３１０において使用することができる。リチウム源システム４００は、リチウムを保持及び供給するためのリチウム供給タンク４１０を含む。リチウム供給タンク４１０は、リチウム４２０の供給物を収容する。一実施例では、リチウム４２０の供給物は、液体形態である。別の実施例では、リチウム４２０の供給物は固体形態であり、これはリチウムの融点を超えて加熱され、混合容器アセンブリ３３０への送達に先立って液体リチウムを形成する。

リチウム供給タンク４１０は、温度制御装置４３０、例えば、リチウムを融解して溶融相のリチウム４２０を形成するための加熱源を含む。一実施形態では、リチウム供給タンク４１０は、リチウム供給タンク４１０の温度を制御するように適合された温度制御装置４３０上に位置決めされる。例えば、リチウムが固体形態で供給される少なくとも１つの態様では、温度制御装置４３０は、固体のリチウムを融解するために十分な熱を固体のリチウムに適用する。リチウム供給タンク４１０の温度を制御するように十分に動作可能な任意の適切な温度制御装置を、温度制御装置４３０に使用することができる。温度制御装置の例には、熱交換器、抵抗加熱器、温度制御ジャケット、又はこれらの任意の組み合わせが含まれる。

いくつかの実施形態では、温度制御装置４３０は、リチウム供給タンク４１０の温度を制御するように動作可能な温度制御ジャケットである。温度制御ジャケットは、リチウム供給タンク４１０を囲み、リチウム供給タンク４１０と熱接続することができる。一実施例では、温度制御ジャケットは、壁と壁の間に加熱又は冷却された液体を導くための通路を画定する二重壁の円筒状構造として構成される。熱電対は、温度制御ジャケット及び／又はリチウム供給タンク４１０のうちの少なくとも一方に連結されて、コントローラ、例えば、システムコントローラ３５０にフィードバックを提供することができる。流量制御機構を、熱電対からのフィードバックを通して受け取られた温度の読み取りに基づいて、温度制御ジャケットを通る加熱又は冷却された液体の流量を変化させるために提供することができる。他の加熱源を、リチウム供給タンク４１０に使用することができる。例えば、抵抗加熱器を、リチウム供給タンク４１０の温度を制御するために、リチウム供給タンク４１０に熱的に連結することができるか、又はリチウム供給タンク４１０と熱的に接触させることができる。

いくつかの実施形態では、リチウム源システム４００は、リチウム供給タンク４１０と流体結合された不活性ガス供給部４４０をさらに含む。図４に示される実施形態では、不活性ガス供給部４４０は、第１の導管４４２、例えば、空気ホース又はパイプを介して、リチウム供給タンク４１０と流体結合されている。動作中、ポンプは、リチウム供給タンク４１０から空気を抜き、この空気は、リチウム供給タンク４１０内のリチウム金属のための制御された非反応性環境を提供するために、不活性ガス供給部４４０からの不活性ガス、例えば、アルゴンガスで置き換えることができる。

いくつかの実施形態では、リチウム源システム４００は、圧力調整器４４４、例えば、制御バルブをさらに含む。圧力調整器４４４は、不活性ガス供給部４４０から、第１の導管４４２を介して不活性ガスを受け取るように構成される。圧力調整器４４４は、不活性ガス供給部４４０からの圧力スパイクを軽減するように動作する。圧力調整器４４４は、ターゲット圧力調整器の圧力によって規定することができる。いくつかの実施形態では、圧力調整器４４４は、不活性ガスを、ターゲット圧力調整器の圧力以下の圧力で、第１の導管４４２に提供するように構成される。他の実施形態では、圧力調整器４４４は、不活性ガスを、ターゲット圧力調整器の圧力以上の圧力で、第１の導管４４２に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、圧力調整器４４４は、二段階式圧力調整器である。いくつかの実施形態では、圧力調整器４４４は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。システムコントローラ３５０は、圧力調整器４４４に、ターゲット圧力調整器の圧力を変更することを命令するように構成されうる。このように、システムコントローラ３５０は、圧力調整器４４４を制御するように構成される。

いくつかの実施形態では、リチウム源システム４００は、質量流量計４４８、例えば、質量流量センサ、空気流量（ＭＡＦ）センサ、又はＭＡＦメーターをさらに含む。質量流量計４４８は、質量流量計４４８を通過する不活性ガスの質量流量を決定する（例えば、感知する、取得するなど）ように構成される。質量流量計４４８は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。システムコントローラ３５０は、質量流量計４４８から質量流量を受け取るように構成される。質量流量は、ターゲット質量流量と比較するために、システムコントローラ３５０によって提供されうる。システムコントローラ３５０は、質量流量計４４８から受け取られた質量流量に基づいて、不活性ガス供給部４４０及び／又は圧力調整器４４４に命令することができる。いくつかの実施形態では、質量流量計４４８は、１分あたり１，０００リットルの質量流量計であり、例えば、質量流量計４４８は、１分あたり１，０００リットルまでの質量流量を測定することができる。

いくつかの実施形態では、第１の導管４４２は、ゲージ４４６、例えば、圧力ゲージに、不活性ガスを提供する。ゲージ４４６は、第１の導管４４２内における不活性ガスの圧力、したがって圧力調整器４４４の下流の位置における第１の導管４４２内の不活性ガスの圧力を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、ゲージ４４６は、ゲージ圧力（例えば、大気圧に対する圧力など）を決定するように構成され、大気入力部（図示しない）を含む。ゲージ４４６は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。システムコントローラ３５０は、ゲージ４４６から、圧力調整器４４４の下流の位置において、第１の導管４４２内の空気の圧力を受け取るように構成される。システムコントローラ３５０は、ゲージ４４６から受け取られた圧力に基づいて、不活性ガス供給４４０、質量流量計４４８、及び／又は圧力調整器４４４に命令することができる。

いくつかの実施形態では、リチウム供給タンク４１０は、第２の導管４５０を介して、混合容器アセンブリ３３０と流体結合される。第２の導管４５０は、リチウム供給タンク４１０から混合容器アセンブリ３３０に溶融リチウムを運搬する。リチウム源システム４００は、リチウム供給タンク４１０から混合容器アセンブリ３３０への溶融リチウムの流れを制御するために、１つ又は複数の閉止バルブ４５２をさらに含むことができる。１つ又は複数の閉止バルブ４５２は、セラミックライニングバルブとすることができる。システムコントローラ３５０は、１つ又は複数の閉止バルブ４５２に命令することができる。

いくつかの実施形態では、第２の導管４５０は、第２の導管４５０を通って流れる溶融リチウムの流れから不純物を除去するように動作可能なフィルタアセンブリ４５４をさらに含む。フィルタアセンブリ４５４は、溶融リチウムからの不要な量の固体及び気体の夾雑物（例えば、窒化リチウム及び酸化リチウム）の除去に適した任意の設計及び／又は材料とすることができる。一実施例では、フィルタアセンブリ４５４は、液体リチウムの表面から固体の夾雑物を除去するように動作可能なスキマー装置を含む。

いくつかの実施形態では、第２の導管４５０は、温度制御装置４５６をさらに含む。温度制御装置４５６は、第２の導管４５０内で、リチウムを液体形態に維持する。第２の導管４５０内のリチウムの温度を制御するように動作可能な任意の適切な温度制御装置を、温度制御装置４３０として使用することができる。一実施例では、温度制御装置４５６は、温度制御ジャケットである。温度制御ジャケットは、第２の導管４５０を囲み、第２の導管４５０と熱接続することができる。一実施例では、温度制御ジャケットは、壁と壁の間に加熱又は冷却された液体を導くための通路を画定する二重壁の円筒状構造として構成される。熱電対は、温度制御ジャケット及び／又は第２の導管４５０のうちの少なくとも一方に連結されて、コントローラ、例えば、システムコントローラ３５０にフィードバックを提供することができる。流量制御機構が、第２の導管４５０の温度を制御するために提供されうる。流量制御機構は、熱電対からのフィードバックを通して受け取られた温度の読み取りに基づいて、温度制御ジャケットを通る加熱又は冷却された液体の流量を変更する。

図５は、１つ又は複数の実施形態によるリチウム源システム５００の別の実施例の概略図である。リチウム源システム５００は、固体のリチウム、例えば、リチウム粉末を、混合容器アセンブリ３３０に供給するために、リチウム源モジュール３１０に使用することができる。リチウム源システム５００は、リチウムを保持及び供給するための容器５１０を含む。リチウム源システム５００は、リチウム５２０を、混合容器アセンブリ、例えば、混合容器アセンブリ３３０に送達するための送達導管５６０ をさらに含む。送達導管５６０は、第１の端部５６２において不活性ガス供給５７０と、第２の端部５６４において混合容器アセンブリ３３０と流体結合する。

容器５１０は、リチウム５２０の供給物を収容する。一実施例では、リチウム５２０は、粉末形態である。容器５１０は、円錐状ホッパ部分５３０を有する。円錐状ホッパ部分５３０は、円錐角を有し、容器５１０の下部セクションを形成する。いくつかの実施形態では、ロードセル装置５４０は容器５１０上で使用され、容器内のリチウム粉末の重量の継続的モニタリングを提供することができる。ロードセル装置５４０は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。円錐状ホッパ部分５３０は、吐き出し開口部５５２に繋がっている。吐き出し開口部５５２には、吐き出し開口部５５２を選択的に開放又は閉鎖するための吐き出しバルブ５５４が設けられる。吐き出し開口部５５２は、吐き出し導管５５６に繋がっている。吐き出し導管５５６には、遮断バルブ５５８が設けられる。吐き出し導管５５６は、円錐状部分５６６に連結され、円錐状部分は送達導管５６０に接続される。動作中、一定量の固体のリチウムを、遮断バルブ５５８を閉鎖して吐き出しバルブ５５４を開放することにより、円錐状ホッパ部分５３０から吐き出し導管５５６中に計量して供給することができる。固体のリチウムのこの量は、遮断バルブ５５８を開放することにより、送達導管５６０中に送達されうる。不活性ガス供給部５７０から供給される不活性ガスを使用して、固体のリチウムの量を、送達導管５６０を介して混合容器アセンブリ３３０中に送達することができる。

図６は、１つ又は複数の実施形態による第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００の一実施例の概略図である。第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、第ＩＶ族ナノ粒子、例えば、ゲルマニウム又はシリコンナノ粒子を、混合容器アセンブリ、例えば、混合容器アセンブリ３３０に供給するために、第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０において使用することができる。第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、第ＩＶ族ナノ粒子の非熱的プラズマ合成のために構成されている。第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、気体の第ＩＶ族ナノ粒子前駆体を供給するための第ＩＶ族ナノ粒子前駆体供給アセンブリ６１０と、第ＩＶ族ナノ粒子前駆体を第ＩＶ族ナノ粒子へと変換するためのプラズマチャンバ６２０とを含んでいる。第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、プラズマチャンバ６２０から混合容器アセンブリ、例えば、混合容器アセンブリ３３０に第ＩＶ族ナノ粒子を送達するための送達導管６５０をさらに含む。

いくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子前駆体供給アセンブリ６１０は、プッシュガス源又は第１のキャリアガス源６１４と流体結合した水溶液バブラー６１２を含む。図６に示される実施形態では、第１のキャリアガス源６１４は、第１の導管６１６、例えば、空気ホース又はパイプを介して水溶液バブラー６１２と流体結合されている。第１の導管６１６は、質量流量計６１８、例えば、質量流量センサ、空気流量（ＭＡＦ）センサ、又はＭＡＦメーターを含むことができる。質量流量計６１８は、質量流量計６１８を通過するキャリアガスの質量流量を決定する（例えば、感知する、取得するなど）ように構成される。質量流量計６１８は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。第１の導管６１６は、水溶液バブラー６１２中へのプッシュガスの流量を制御するために、１つ又は複数のバルブをさらに含むことができる。プッシュガス又は第１のキャリアガス源６１４は、不活性ガス、例えばアルゴンガスを含むことができる。

水溶液バブラー６１２は、典型的には、液体の第ＩＶ族ナノ粒子前駆体６１３を収容する。液体の第ＩＶ族ナノ粒子前駆体６１３は、第ＩＶ族塩化物とすることができる。第ＩＶ族塩化物は、例えば、ＧｅＣｌ_４、ＣＣｌ_４、ＳｎＣｌ_４、又はＳｉＣｌ_４とすることができる。一実施例では、第ＩＶ族塩化物は、ＧｅＣｌ_４溶液である。一実施例では、第１のキャリアガス源６１４によって供給されるアルゴンなどのプッシュガスが、水溶液バブラー６１２内で、液体の第ＩＶ族ナノ粒子前駆体６１３を通してバブリングされる。プロセスガスの制御サブルーチンは、所望の第ＩＶ族ナノ粒子前駆体ガスを得るために、プッシュガスの流れ、水溶液バブラー６１２内の圧力、及び水溶液バブラー６１２の温度を調整することができる。所望のプロセスガス流量は、プロセスパラメータとしてプロセスガスの制御サブルーチンに伝達されうる。プロセスガスの制御サブルーチンは、システムコントローラ３５０によって実行することができる。

第ＩＶ族ナノ粒子前駆体ガスは、第２の導管６１９、例えば、空気ホース又はパイプを介して、水溶液バブラー６１２からプラズマチャンバ６２０に送達することができる。第２の導管６１９は、プラズマチャンバ６２０のガス分配アセンブリ６２２と流体結合させることができる。

プラズマチャンバ６２０は、チャンバ本体６２４を含む。ガス分配アセンブリ６２２及びチャンバ本体６２４は、プラズマ領域６２６を取り囲む。プラズマチャンバ６２０は、プラズマ領域６２６内にガスが存在する間にＲＦ電源６３３から中心部分に電力を伝送することにより、プラズマ領域の中心部分に処理プラズマを生成するための上部プラズマ生成電極６２８及び下部プラズマ生成電極６３０を含む。プラズマチャンバ６２０は、処理プラズマの周のプラズマ領域６２６の境界部分に境界層プラズマを維持するための少なくとも１組の磁石をさらに含むことができる。

ガス分配アセンブリ６２２は、第３の導管６３４、例えば、空気ホース又はパイプを介して、水素ガス源６３２と流体結合させることができる。水素ガスは、ガス分配アセンブリ６２２を介して、水素ガス源６３２からプラズマ領域６２６中に送達される。理論に縛られるものではないが、水素ガスは、第ＩＶ族塩化物の分解から生じる塩素を除去すると考えられる。水素ガスがないと、第ＩＶ族ナノ粒子は形成されない。第３の導管６３４は、プラズマ領域６２６に入る水素ガスの流量を制御するための質量流量計６３６及び１つ又は複数のバルブをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、ガス分配アセンブリ６２２は、第４の導管６４０、例えば、空気ホース又はパイプを介して、不活性ガス源、例えば、第１のキャリアガス源６１４と流体結合させることができる。不活性ガス、例えば、アルゴンが、ガス分配アセンブリ６２２を介して、第１のキャリアガス源６１４からプラズマ領域６２６中に送達される。不活性ガスは、プラズマ形成ガスとして使用することができる。第４の導管６４０は、プラズマ領域６２６に入る不活性ガスの流量を制御するための質量流量計６４２及び１つ又は複数のバルブをさらに含むことができる。

プラズマチャンバ６２０は、混合容器、例えば、混合容器アセンブリ３３０と流体結合される。第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、プラズマチャンバ６２０から混合容器、例えば、混合容器アセンブリ３３０に第ＩＶ族ナノ粒子を送達するための送達導管６５０をさらに含む。

いくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、圧力調整器６５４、例えば、制御バルブをさらに含む。圧力調整器６５４は、プラズマチャンバ６２０から、送達導管６５０を介して、流動化した粉末を受け取るように構成される。圧力調整器６５４は、プラズマチャンバ６２０から送達導管６５０を通って流れる流動化した粉末からの圧力スパイクを軽減するように動作する。圧力調整器６５４は、ターゲット圧力調整器の圧力によって規定することができる。いくつかの実施形態では、圧力調整器６５４は、流動化した粉末を、ターゲット圧力調整器の圧力以下の圧力で、送達導管６５０ に提供するように構成される。他の実施形態では、圧力調整器６５４は、流動化した粉末を、ターゲット圧力調整器の圧力以上の圧力で、送達導管６５０に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、圧力調整器６５４は、二段階式圧力調整器である。いくつかの実施形態では、圧力調整器６５４は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。システムコントローラ３５０は、圧力調整器６５４に、ターゲット圧力調整器の圧力を変更することを命令するように構成されうる。このように、システムコントローラ３５０は、圧力調整器６５４を制御するように構成される。

いくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、ゲージ６５２、例えば、圧力ゲージをさらに含む。送達導管６５０は、流動化した粉末をゲージ６５２に提供する。ゲージ６５２は、送達導管６５０内の流動化した粉末の圧力、したがって圧力調整器６５４の上流の位置における送達導管６５０内の流動化した粉末の圧力を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、ゲージ６５２は、ゲージ圧力（例えば、大気圧に対する圧力など）を決定するように構成され、大気入力部（図示しない）を含む。ゲージ６５２は、システムコントローラ３５０に電気的に連結することができるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信することができる。システムコントローラ３５０は、ゲージ６５２から、圧力調整器６５４の上流の位置における送達導管６５０内の流動化した粉末の圧力を受け取るように構成される。システムコントローラ３５０は、ゲージ６５２から受け取られた圧力に基づいて、プラズマチャンバ６２０及び／又は圧力調整器６５４に命令することができる。

いくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００からの排気ガスの除去のためのポンプ６６０、例えば、真空ポンプをさらに含む。ポンプ６６０は、送達導管６５０と流体結合される。ポンプ６６０は、圧力調整器６５４の下流及び混合容器アセンブリ３３０の上流の送達導管６５０と流体結合させることができる。

いくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子源システム６００は、不活性ガス源６７０をさらに含む。不活性ガス源６７０は、混合容器アセンブリ３３０に流動化した粉末を送達するためのキャリアガスを提供する。不活性ガス源６７０は、送達導管６５０と流体結合される。不活性ガス源６７０は、圧力調整器６５４及び／又はポンプ６６０の下流及び混合容器アセンブリ３３０の上流の送達導管６５０と流体結合させることができる。

動作中、第ＩＶ族ナノ粒子は、プラズマ領域６２６内に形成されたプラズマ中での第ＩＶ族塩化物の解離と、その後の第ＩＶ族塩化物ラジカルのクラスタ化によって生成される。一実施例では、アルゴン及び水素がバッファガスとして使用され、第１のキャリアガス源６１４及び水素ガス源６３２それぞれによってプラズマ領域６２６に供給される。ＧｅＣｌ_４は、水溶液バブラー６１２によってプラズマ領域６２６に供給される。高周波電力は、ＲＦ電源によって上部プラズマ生成電極６２８及び下部プラズマ生成電極６３０に適用され、ガスがプラズマ領域６２６内に存在する間にプラズマ領域６２６内に処理プラズマを生成する。ゲルマニウムナノ粒子は、プラズマ領域６２６内に形成されたプラズマ中でのＧｅＣｌ_４の解離と、その後のＧｅＣｌ_４ラジカルのクラスタ化によって生成される。次いでゲルマニウムナノ粒子は、送達導管６５０を介して混合容器アセンブリ３３０に送達される。

図７は、１つ又は複数の実施形態による第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００の別の実施例の概略図である。第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００は、第ＩＶ族ナノ粒子、例えば、ゲルマニウム、スズ、カーボン、又はシリコンナノ粒子を、混合容器アセンブリ、例えば、混合容器アセンブリ３３０に供給するために、第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０において使用することができる。第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００は、第ＩＶ族ナノ粒子を生成するために第ＩＶ族材料に剪断力を適用するように構成される。第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００は、第ＩＶ族ナノ粒子を保持及び供給するためのホッパアセンブリ７１０を含む。ホッパアセンブリ７１０は、第ＩＶ族ナノ粒子を保持及び供給するための容器本体７１２を含む。第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００は、第ＩＶ族ナノ粒子を混合容器アセンブリ３３０に送達するための送達導管７６０をさらに含む。送達導管７６０は、第１の端部７６２において不活性ガス供給７７０と、第２の端部７６４において混合容器アセンブリ３３０と流体結合する。

図７に示されるいくつかの実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子源システム７００は、供給導管７８２を介して容器本体７１２と流体結合されたボールミルコンテナ７８０をさらに含む。ボールミルコンテナ７８０は、第ＩＶ族材料７８４を収容する。ボールミルコンテナ７８０は、第ＩＶ族ナノ粒子７２０を生成するために、第ＩＶ族材料７８４に剪断力を適用するように構成される。機械的剪断力は、第ＩＶ族材料７８４及びボールミルのボールをボールミルコンテナ７８０内に配置し、ボールミルコンテナ７８０を所定の時間回転させて、ボールミルのボールがボールミルコンテナ７８０の壁との摩擦を生成し、かつ自転することを可能にすることにより、第ＩＶ族材料７８４に適用される。一実施例では、機械的剪断力を第ＩＶ族材料７８４に適用するボールミルコンテナ７８０の回転は、非酸化雰囲気中で実施される。別の実施例では、機械的剪断力を第ＩＶ族材料７８４に適用するボールミルコンテナ７８０の回転は、酸化雰囲気中で実施される。

第ＩＶ族材料７８４は、人工的に調製された第ＩＶ族材料又は天然の第ＩＶ族材料とすることができる。この実施例で使用される第ＩＶ族材料は、プレートタイプの第ＩＶ族材料、粉末タイプの第ＩＶ族材料、及び塊状の第ＩＶ族材料を含むことができ、特にその形状及びサイズに限定されない。

ボールミルのボールの材料は、特に限定されないが、摩擦力を効果的に適用し、第ＩＶ族材料７８４に対する過度な損傷を防ぐために、ポリイミド材料で形成されたボールミルのボールが使用されうる。ボールミルのボールのサイズは、第ＩＶ族材料７８４に適用される剪断力を考慮して適切に選択することができる。例えば、ボールミルのボールの直径は、約３ｍｍから約５０ｍｍの範囲でありうる。ボールミルのボールのサイズが３ｍｍ未満である場合、ボールミルのボールの質量は比較的小さく、したがって、第ＩＶ族材料７８４に掛かる機械的剪断力は、所望の値より小さくなりうる。対照的に、ボールミルのボールのサイズが５０ｍｍより大きい場合、過度に高い剪断力又は衝撃が第ＩＶ族材料７８４に掛かる場合があり、したがって、第ＩＶ族材料７８４は損傷を受けうる。

第ＩＶ族材料７８４とのボールミルのボールとの混合率は、適切に制御することができる。例えば、第ＩＶ族材料７８４全体に機械的剪断力を適用するために、第ＩＶ族材料７８４とボールミルのボールとを、ボールミルのボールの総重量が第ＩＶ族材料７８４の総重量より大きくなるように組み合わせることができる。

その後、ボールミルコンテナ７８０を回転させて、ボールミルコンテナ７８０に導入されたボールミルのボールが第ＩＶ族材料７８４に機械的剪断力を適用することを可能にすることができる。

一実施例では、ボールミルコンテナ７８０の内側は、第ＩＶ族材料７８４が酸化することを防ぐために、ボールミルプロセスの間は非酸化雰囲気に維持することができる。例えば、第ＩＶ族材料７８４が酸化することを防ぐために、ボールミルコンテナの内側は、真空に維持された後でアルゴンガスでパージすることにより、非酸化雰囲気に維持することができる。

容器本体７１２は、第ＩＶ族ナノ粒子７２０の供給物を収容する。一実施例では、第ＩＶ族ナノ粒子７２０は、粉末形態である。容器本体７１２は、円錐状ホッパ部分７３０を有する。円錐状ホッパ部分７３０は、円錐角を有し、容器本体７１２の下部セクションを形成する。いくつかの実施形態では、ロードセル装置７４０は、容器本体７１２上で使用され、容器本体７１２内の第ＩＶ族ナノ粒子７２０の重量の継続的モニタリングを提供することができる。ロードセル装置７４０は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。円錐状ホッパ部分７３０は、吐き出し開口部７５２に繋がっている。吐き出し開口部７５２には、吐き出し開口部７５２を選択的に開放又は閉鎖するための吐き出しバルブ７５４が設けられる。吐き出し開口部７５２は、吐き出し導管７５６に繋がっている。吐き出し導管７５６には、遮断バルブ７５８が設けられる。吐き出し導管７５６は、円錐状部分７６６に連結され、円錐状部分は、送達導管７６０に接続される。動作中、一定量の第ＩＶ族ナノ粒子７２０を、遮断バルブ７５８を閉鎖して吐き出しバルブ７５４を開放することにより、円錐状ホッパ部分７３０から吐き出し導管７５６中に計量して供給することができる。第ＩＶ族ナノ粒子７２０のこの量は、遮断バルブ７５８を開放することにより、送達導管７６０中に送達することができる。不活性ガス供給部７７０から供給される不活性ガスを使用して、第ＩＶ族ナノ粒子７２０の量を、混合容器アセンブリ３３０中に送達することができる。

図８は、１つ又は複数の実施形態による混合容器アセンブリ８００の概略図である。混合容器アセンブリ８００は、図３に示される混合容器アセンブリ３３０として使用することができる。混合容器アセンブリ８００は、第ＩＶ族ナノ粒子とリチウムとを混合してリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を形成するように構成される。混合容器アセンブリ８００は、回転タイプのミキサとすることができる。混合容器アセンブリ８００は、第ＩＶ族ナノ粒子を保持してリチウムと混合するための混合容器コンテナ８１０を含む。

撹拌部材８２０は、混合容器コンテナ８１０内に位置決めされる。十分な混合、例えば、第ＩＶ族ナノ粒子とリチウムとの均一な混合を提供する任意の適切な撹拌部材を使用することができる。一実施例では、用いられる撹拌部材８２０は、第１のインペラ８２２又は可変回転速度を有するロータ／ステータタイプの１つの分散装置を含む。可変速度は、第１のインペラ８２２の先端速度、したがって第ＩＶ族ナノ粒子とリチウムとの混合を調節することを可能にする。第１のインペラ８２２は、シャフト８２４と連結される。撹拌部材８２０は、混合時間を短縮するために、大きな軸方向変異のためのポンプ作用を有する第２のインペラをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、第１のインペラ及び第２のインペラは、ともにシャフト８２４上に位置決めされる。

混合容器アセンブリ８００は、リチウム源モジュール３１０から混合容器コンテナ８１０にリチウムを送達するための第１の送達導管８３２をさらに含む。混合容器アセンブリ８００は、第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール３２０から混合容器コンテナ８１０に第ＩＶ族ナノ粒子を送達するための第２の送達導管８３４をさらに含む。送達導管７６０は、第１の端部７６２において不活性ガス供給７７０と、第２の端部７６４において混合容器アセンブリ３３０と流体結合する。混合容器アセンブリ８００は、混合容器アセンブリ８００から堆積源モジュール３４０にリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を送達するための出力導管８３６をさらに含む。出口バルブ８３８は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子の流れを制御するために、出力導管８３６に沿って位置決めすることができる。

混合容器アセンブリ８００は、温度制御装置８４０、例えば、リチウムを第ＩＶ族ナノ粒子と合金化するための加熱源を含む。温度制御装置８４０は、混合容器コンテナ８１０を囲み、混合容器コンテナ８１０と熱接続することができる。１つ又は複数の実施形態では、混合容器コンテナ８１０は、混合容器コンテナ８１０の温度を制御するように適合された温度制御装置８４０上に位置決めされる。例えば、温度制御装置８４０は、リチウムを第ＩＶ族ナノ粒子と合金化するために十分な熱を適用する。混合容器コンテナ８１０の温度を制御するために十分な任意の適切な温度制御装置を、温度制御装置８４０に使用することができる。温度制御装置の例には、熱交換器、抵抗加熱器、温度制御ジャケット、又はこれらの任意の組み合わせが含まれる。

他の実施形態では、温度制御装置８４０は、混合容器コンテナ８１０の温度を制御するように動作可能な温度制御ジャケットである。温度制御ジャケットは、混合容器コンテナ８１０を囲み、混合容器コンテナ８１０と熱接続することができる。一実施例では、温度制御ジャケットは、壁と壁の間に加熱又は冷却された液体を導くための通路を画定する二重壁の円筒状構造として構成することができる。熱電対は、温度制御ジャケット及び／又は容器コンテナ８１０のうちの少なくとも一方に連結されて、コントローラ、例えば、システムコントローラ３５０にフィードバックを提供することができる。流量制御機構を、熱電対からのフィードバックを通して受け取られた温度の読み取りに基づいて、温度制御ジャケットを通る加熱又は冷却された液体の流量を変化させるために提供することができる。他の加熱源を、混合容器コンテナ８１０に使用することができる。例えば、抵抗加熱器を、混合容器コンテナ８１０の温度を制御するために、混合容器コンテナ８１０に熱的に連結することができるか、又はリチウム供給タンク４１０と熱的に接触させることができる。

混合容器アセンブリ８００は、絶縁体８５０をさらに含むことができる。絶縁体は、温度制御装置８４０を囲み、温度制御装置８４０と熱接続することができる。

いくつかの実施形態では、混合容器アセンブリ８００は、１つ又は複数のロードセル８６０ａ、８６０ｂ（集約的に８６０）をさらに含むことができる。１つ又は複数のロードセル８６０は、ロードセル取り付け部８６２ａ、８６２ｂ（集約的に８６２）又は別の適切な手段によって混合容器コンテナ８１０に固定することができる。１つ又は複数のロードセル８６０は、それに適用される力を測定し、測定された力を表す出力値（シグナル）を提供するように設計される。次いでこの出力値は、ロードセル８６０上の力としてそのまま利用することができるか、又は出力値は、シャフト８２４の周りに結果として生じるトルクを反映するように、種々の既知の構成要素パラメータを使用して変換することができる。次いで出力値を入力シグナルとして使用して、例えば、混合速度、混合容器コンテナ８１０中への追加のリチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子の送達、及び／又は混合容器コンテナ８１０からのリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子の送達といったシステムの機能を制御することができる。

いくつかの実施形態では、リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子は、混合容器コンテナ８１０に逐次的に送達される。一実施例では、リチウムの第１の層は、第１の送達導管８３２を介して混合容器コンテナ８１０中に送達され、第２の第ＩＶ族ナノ粒子の層は、第２の送達導管８３４を介してリチウムの第１の層上に堆積される。これら動作は、混合容器コンテナ８１０内にターゲット量のリチウム金属と第ＩＶ族ナノ粒子との交互層が存在するまで、逐次的に繰り返すことができる。理論に縛られるものではないが、本発明者らは、リチウム金属と第ＩＶ族ナノ粒子との交互層は、混合されると均一性が上昇することを見出した。

いくつかの実施形態では、リチウム－合金ナノ粒子、例えば、Ｌｉ２２Ｇｅ５は、溶融リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子が混合容器コンテナ８１０に導入される冶金的合金化プロセスから得られる。第ＩＶ族ナノ粒子は、第ＩＶ族－ハロゲン化物源の非熱的プラズマ合成から得られる。合金化時間を短縮するために、リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子の両方が、シークエンシング層に付加される。プロセスが完了した後、粒子は、例えば、カーボンブラック、バインダー、及び溶媒と、スラリ形態で混合し、常套的なスラリベースの方法、例えば、スロット－ダイコーティングを使用してキャスティングすることができる。代替的に、第ＩＶ族ナノ粒子は、安定なリチウム担持試薬として機能し、グラファイトでコーティングされた電流コレクタ上に、常套的な粉末コーティング方法と、任意で接着のために加熱を用いるカレンダリングとを使用して、適用される。

図９は、１つ又は複数の実施形態による堆積源モジュール９００の一実施例の概略図である。堆積源モジュール９００は、図３に示される堆積源モジュール３４０として使用することができる。堆積源モジュール９００は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を、フレキシブル基板、例えば、アノード構造９１０の上に堆積させるために構成される。一実施例では、アノード構造９１０は、上にグラファイト含有アノード９３０が形成されている電流コレクタ９２０を含む。

いくつかの実施形態では、堆積源モジュール９００は、シフタ本体９４０を含む。シフタ本体９４０は、シフタ本体開放上端９４２と、シフタ９４６内で終端するシフタ本体下端９４４とを含む。一実施例では、シフタ本体９４０は、円錐形状である。シフタ本体９４０は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を保持するためのシフタ本体内部を画定する。シフタ９４６は、シフタ本体下端９４４に複数の開口部を有する。複数の開口部は、アノード構造９１０の上に堆積させることのできる材料の量を調整する。分配される材料は、シフタ本体９４０によって画定される内部空間内に貯蔵される。

堆積源モジュール９００は、リチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子、例えば、リチウム化シリコン又はゲルマニウムナノ粒子を貯蔵し、シフタ本体９４０に供給するためのホッパアセンブリ９５０をさらに含むことができる。ホッパアセンブリ９５０は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を保持及び供給するための容器本体９５２を含む。堆積源モジュール９００は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子をシフタ本体９４０に送達するための送達導管９６０をさらに含むことができる。送達導管９６０は、第１の端部９６２において不活性ガス供給９７０と、第２の端部９６４において混合容器アセンブリ３３０と流体結合する。

容器本体９５２は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子９５４の供給物を収容する。容器本体９５２は、円錐状ホッパ部分９５６を有する。円錐状ホッパ部分９５６は、円錐角を有し、容器本体９５２の下部セクションを形成する。いくつかの実施形態では、ロードセル装置９５８は、容器本体９５２上で使用される。ロードセル装置９５８は、容器本体９５２内における、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子９５４の重量の継続的モニタリングを提供することができる。ロードセル装置９５８は、システムコントローラ３５０に電気的に連結されるか、又はシステムコントローラ３５０と電気的に通信する。円錐状ホッパ部分９５６は、吐き出し開口部９７２に繋がっている。吐き出し開口部９７２には、吐き出し開口部９７２を選択的に開放又は閉鎖するための吐き出しバルブ９７４が設けられる。吐き出し開口部９７２は、吐き出し導管９７６に繋がっている。一実施例では、吐き出し導管９７６は、円錐形状を有する。動作中、一定量のリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子９５４を、吐き出しバルブ９７４を開放することにより、円錐状ホッパ部分９５６から吐き出し導管９７６中に計量して供給することができる。リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子は、吐き出しバルブを開放することにより、送達導管９６０中に送達されうる。不活性ガス供給９７０から供給される不活性ガスを使用して、一定量のリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子９５４を、シフタ本体９４０に送達することができる。

堆積源モジュール９００は、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を活性化するための一組のカレンダローラ９８０をさらに含むことができる。カレンダローラ９８０は、温度制御することができる。

図１０は、１つ又は複数の実施形態による堆積源システム１０００の別の実施例の概略図である。堆積源システム１０００は、図３に示される堆積源モジュール３４０として使用することができる。堆積源システム１０００は、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を、フレキシブル基板、例えば、アノード構造１０１０の上に堆積させるために構成される。一実施例では、アノード構造１０１０は、上にグラファイト含有アノード１０３０が形成されている電流コレクタ１０２０を含む。

いくつかの実施形態では、堆積源システム１０００は、１つ又は複数の実施形態による真空処理環境１０４２を画定する処理モジュール１０４０を含む。堆積源システム１０００は、本明細書に記載される実施形態によるリチウム含有アノード膜スタックを製造するために適合された、フレキシブル基板コーティングシステム、例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓによって製造されるＳＭＡＲＴＷＥＢ（登録商標）システムとすることができる。堆積源システム１０００は、プレリチウム化アノード構造を製造するため、特にプレリチウム化アノード構造用の膜スタックのために使用することができる。堆積源システム１０００は、処理モジュール１０４０を含むロールツーロールシステムとして構成される。堆積源システム１０００は、繰り出しモジュール及び巻き取りモジュールをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、処理モジュール１０４０は、順番に配置された複数の処理モジュール又はチャンバを含み、モジュール又はチャンバの各々は、材料の連続シート、例えば、電流コレクタ１０２０又は材料のウェブに対して１つの処理動作を実施するように構成される。

いくつかの実施形態では、処理チャンバは、コーティングドラム１０５５の周りに放射状に配置することができる。コーティングドラム１０５５は、温度制御することができる。処理モジュール１０４０は単一の堆積源１０６０を有しているが、処理モジュール１０４０は、各々が別個の堆積源を含む２つ以上のサブモジュールに分割することができる。図１０に示される１つ又は複数の実施形態では、堆積源１０６０は、エレクトロスプレーガン１０６４である。一実施例では、エレクトロスプレーガン１０６４は、摩擦電気粉末スプレーガンである。別の実施例では、エレクトロスプレーガン１０６４は、コロナスプレーガンである。エレクトロスプレーガン１０６４又はヘッドは、リチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を帯電させ、帯電したリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子１０６６は、エレクトロスプレーガン１０６４のノズル１０６２から放出される。帯電したリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子１０６６は、コーティングドラム１０５５によって搬送されるアノード構造１０１０に向かって移動する。エレクトロスプレーガン１０６４は、不活性ガス源１０７０と流体結合させることができる。

堆積源システム１０００は、リチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子、例えば、リチウム化シリコン又はゲルマニウムナノ粒子を貯蔵し、エレクトロスプレーガン１０６４に供給するためのホッパアセンブリをさらに含むことができる。ホッパアセンブリは、図９に記載されるホッパアセンブリ９５０とすることができる。堆積源システム１０００は、ホッパアセンブリからエレクトロスプレーガン１０６４にリチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子を送達するための送達導管１０８０をさらに含むことができる。送達導管１０８０は、第１の端部１０８２において不活性ガス供給９７０と、第２の端部１０８４においてエレクトロスプレーガン１０６４と流体結合される。

図１１は、１つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成する方法の１つ又は複数の実施形態を要約したプロセスフロー図１１００である。図１２は、１つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成するためのシステム１２００の概略図である。図１１のプロセスフロー図１１００に示される方法は、図１２に示されるシステム１２００に対して実施することができる。シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットは、リチウム金属を含まないシルバーカーボン（「Ａｇ－Ｃ」）ナノコンポジットとすることができる。シルバー－カーボンナノコンポジットは、樹状突起を最小化するようにＬｉ核形成エネルギーを調整することのできるアノードコーティングを作製するために、シルバー（ＰＶＤ）及びカーボン（ＰＥＣＶＤ）共堆積を利用して堆積させることができる。シルバーの堆積は、ＰＶＤプロセスにより実施することができる。カーボンの堆積は、化学的気相堆積、例えば、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスにより実施することができる。

動作１１１０では、シルバー－カーボンナノコンポジットは、基板の上に形成される。シルバー－カーボンナノコンポジットは、電極、例えば、アノードとして機能することができる。シルバー－カーボンナノコンポジットは、シルバー－カーボンナノコンポジット層１２０４とすることができる。基板は、基板１２０２とすることができる。基板１２０２は、連続するフレキシブル基板、例えば、図１に記載される連続するフレキシブル基板１１０とすることができる。一実施例では、基板１２０２は、導電性材料、典型的には金属、例えば銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）を含む。

動作１１１０は、動作１１２０を含む。動作１１２０では、シルバー及びカーボン、例えば、アモルファスカーボンは、共堆積されて、シルバー－カーボンナノコンポジット層、例えばシルバー－カーボンナノコンポジット層１２０４を形成する。シルバーは、シルバー（Ａｇ）源１２１０を使用して堆積させることができ、カーボンは、カーボン源１２２０を使用して堆積させることができる。

シルバー（Ａｇ）源１２１０は、スパッタリング源とすることができる。スパッタリング源の例には、マグネトロンスパッタリング源、ＤＣスパッタリング源、例えば、ＤＣスパッタリングガン、ＡＣスパッタリング源、パルス化スパッタリング源、高周波（ＲＦ）スパッタリング源、又は中周波（ＭＦ）スパッタリング源が含まれる。例えば、５ｋＨｚから１００ｋＨｚ、例えば、３０ｋＨｚから５０ｋＨｚの範囲の周波数でのＭＦスパッタリングが提供されうる。本明細書で使用される「マグネトロンスパッタリング」は、磁石アセンブリ、すなわち、磁場を発生させることのできるユニットを使用して実施されるスパッタリングを指す。典型的には、このような磁石アセンブリは、永久磁石を含む。この永久磁石は、典型的には、回転ターゲット表面の下に発生する発生磁場の内部に自由電子が捕捉されるように、回転ターゲットの内部に配置されるか又は平面ターゲットに連結される。このような磁石アセンブリは、平面カソードに連結して配置してもよい。

カーボン源１２２０は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）源とすることができる。シルバー－カーボンナノコンポジットのカーボン部分を形成するために使用することのできる前駆体ガスは、炭化水素ガス及び水素を含む。一実施例では、シルバー－カーボンナノコンポジットのカーボンは、アモルファスカーボン膜である。炭化水素ガスは、一般式ＣｘＨｙ（ｘは、１から１０の範囲を有し、ｙは、２から２２の範囲を有する）を有する水素化合物を含むことができる。例えば、メタン（ＣＨ_４）、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、プロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）、プロピン（Ｃ_３Ｈ_４）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、ブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）、ブチレン（Ｃ_４Ｈ_８）、ブタジエン（Ｃ_４Ｈ_６）、ペンタン、ペンテン、ペンタジエン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ベンゼン、トルエン、アルファテルピネン、フェノール、シメン、ノルボルナジエン、及びこれらの組み合わせが、炭化水素化合物として使用されうる。同様に、様々なガス、中でも、例えば水素（Ｈ_２）、窒素（Ｎ_２）、アンモニア（ＮＨ_３）、又はこれらの組み合わせを、必要に応じて混合ガスに付加することができる。アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、及び窒素（Ｎ_２）を使用して、カーボン部分の密度及び堆積速度を制御することができる。

いくつかの実施形態では、カーボン部分の堆積中に、基板は、摂氏約２００度から摂氏約７００度、例えば、摂氏約２５０度から摂氏約３５０度、例えば摂氏約３００度の温度に維持される。いくつかの実施形態では、約２０Ｗから約１，６００Ｗ、例えば、約１，０００ＷのＲＦ電力レベル。ＲＦ電力は、約０．０１ＭＨｚから約３００ＭＨｚ、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数で提供することができる。いくつかの実施形態では、ＲＦ電力は、カーボン源１２２０内のガス分配アセンブリ又は「シャワーヘッド」電極に提供することができる。いくつかの実施形態では、ＲＦ電力は、混合周波数、例えば約１３．５６ＭＨｚの高周波及び約３５０ｋＨｚの低周波で提供されうる。ＲＦ電力は、サイクル式又はパルス式の連続的又は非連続的なものであってもよい。

任意で、動作１１３０では、リチウム層がシリコン－カーボンナノコンポジットの上に堆積される。リチウム層は、シリコン－カーボンナノコンポジットの初回サイクルの容量損失からのリチウム損失を補充する、プレリチウム化層として機能することができる。リチウム層は、図１２に示されるリチウム層１２０６とすることができる。リチウム層は、リチウム源、例えばリチウム源１２３０によって堆積させることができる。リチウム層１２０６は、リチウム金属の薄膜（例えば、２０ミクロン以下、約１ミクロンから約２０ミクロン、約２ミクロンから約１０ミクロン）とすることができる。リチウム源１２３０は、蒸発システム、例えば電子ビーム蒸発器、熱蒸発器、又は薄膜搬送システム（大面積パターンプリンティングシステム、例えばグラビアプリンティングシステムを含む）、ラミネーションシステム、又はスロットダイ堆積システムを含むことができる。

図１３は、１つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成するための別の堆積源システム１３００の概略図である。堆積源システム１３００は、シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジット層１３１０及び任意でリチウム層１３２０を含む膜スタックを、基板１３３０、例えば、可撓性の連続する基板又は材料のウェブの上に堆積させるために構成されている。一実施例では、基板１３３０は、本明細書に記載及び開示される電流コレクタである。別の実施例では、基板１３３０は、上にアノードが形成されている電流コレクタを含む。

いくつかの実施形態では、堆積源システム１３００は、真空処理環境１３４２を画定する処理モジュール１３４０を含む。堆積源システム１３００は、本明細書に記載される実施形態によるアノード膜スタックを製造するために適合された、フレキシブル基板コーティングシステム、例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓによって製造されるＳＭＡＲＴＷＥＢ（登録商標）システムとすることができる。堆積源システム１３００は、シルバーカーボンアノード構造を製造するために、特にプレリチウム化アノード構造のために使用することができる。堆積源システム１３００は、処理モジュール１３４０を含むロールツーロールシステムとして構成される。堆積源システム１３００は、基板１３３０を供給するための繰り出しモジュールと、プレリチウム化シルバー－カーボンアノード構造を回収するための及び巻き取りモジュールとをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、処理モジュール１３４０は、順番に配置された複数の処理モジュール又はサブチャンバを含み、モジュール又はチャンバの各々は、材料の連続シート、例えば、基板１３３０又は材料のウェブに対して１つの処理動作を実施するように構成される。

いくつかの実施形態では、処理モジュール１３４０は、順番に配置された複数の処理モジュール、又は第１のサブチャンバ１３５０と第２のサブチャンバ１３６０とを含み、それらの各々は、基板１３３０に対して１つの処理動作を実施するように構成されている。一実施例では、図１３に示されるように、第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、コーティングドラム１３７０の周りに放射状に配置される。コーティングドラム１３７０は、温度制御することができる。第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、間仕切り壁１３５２ａ～１３５２ｃ（集約的に１３５２）によって分離される。例えば、第１のサブチャンバ１３５０は、間仕切り壁１３５２ａ及び１３５２ｂによって画定され、第２のサブチャンバ１３６０は、間仕切り壁１３５２ｂ及び１３５２ｃによって画定される。一実施例では、第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、間仕切り壁１３５２によって画定された、コーティングドラム１３７０に面する狭くて弓形な間隙を除いて閉鎖される。プラズマ領域１３５２は、第１のサブチャンバ１３５０内に生成及び／又は収容することができる。

第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、典型的には、１つ又は複数の堆積源１３５４、１３５６、及び１３６２を含む。一般に、本明細書に記載及び開示される１つ又は複数の堆積源１３５４、１３５６、及び１３６２は、ＣＶＤ源、ＰＥＣＶＤ源、及び種々の蒸発源の群から選択することのできるスパッタリング源及び追加源を含む。いくつかの実施形態では、堆積源１３５４は、シルバー、例えば、シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジット層１３１０のシルバー部分を堆積させるように構成されたスパッタリング源である。スパッタリング源の例には、マグネトロンスパッタリング源、ＤＣスパッタリング源、ＡＣスパッタリング源、パルス化スパッタリング源、高周波（ＲＦ）スパッタリング源、又は中周波（ＭＦ）スパッタリング源が含まれる。例えば、５ｋＨｚから１００ｋＨｚ、例えば、３０ｋＨｚから５０ｋＨｚの範囲の周波数でのＭＦスパッタリングが提供されうる。本明細書で使用される「マグネトロンスパッタリング」は、磁石アセンブリ、すなわち、磁場を発生させることのできるユニットを使用して実施されるスパッタリングを指す。典型的には、このような磁石アセンブリは、永久磁石を含む。この永久磁石は、典型的には、回転ターゲット表面の下に発生する発生磁場の内部に自由電子が捕捉されるように、回転ターゲットの内部に配置されるか又は平面ターゲットに連結される。このような磁石アセンブリは、平面カソードに連結して配置してもよい。

いくつかの実施形態では、第２の堆積源１３５６は、カーボン、例えば、シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジット層１３１０のカーボン部分を堆積させるように構成された化学的気相堆積源である。一実施例では、第２の堆積源１３５６は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）源である。第２の堆積源１３５６は、前駆体ガスを第２の堆積源１３５６に送達するように構成されたガスパネル１３５８と流体結合させることができる。いくつかの実施形態では、ガスパネル１３５８は、炭化水素ガス源、不活性ガス源、及び水素ガス源を含む。一実施例では、炭化水素ガス源はメタンを含み、不活性ガス源はアルゴンを含み、水素ガス源は水素を含む。

１つ又は複数の堆積源１３５４、１３５６、及び１３６２は、１つ又は複数の蒸発源を含むことができる。いくつかの実施形態では、第３の堆積源１３６２は、リチウム源１３６４と流体結合された蒸発源である。第３の堆積源１３６２は、リチウム、例えば、リチウム層１３２０を堆積させるように構成することができる。蒸発源の例には、熱蒸発源及び電子ビーム蒸発源が含まれる。一実施例では、蒸発源は、リチウムを堆積させるように構成された熱蒸発源である。堆積される材料（例えば、リチウム）は、るつぼ内に提供することができる。例えば、リチウムは、熱蒸発技術によって又は電子ビーム蒸発技術によって蒸発させることができる。

第１のサブチャンバ１３５０は、第１の堆積源１３５４及び第２の堆積源１３５６を含む。図１に示される実施形態では、第１の堆積源１３５４はＤＣスパッタリングガンであり、第２の堆積源１３５６は電極シャワーヘッドである。第１の堆積源１３５４は、スパッタリングプロセスによりシルバーを堆積させるように構成することができる。第２の堆積源１３５６は、ＰＥＣＶＤプロセスによりカーボン材料、例えば、アモルファスカーボン材料を堆積させるように構成することができる。第１の堆積源１３５４及び第２の堆積源１３５６は、シルバーとカーボンとを共堆積させてシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジット層１３１０を形成するように構成することができる。第２のサブチャンバ１３６０は、第３の堆積源１３６２を含む。第３の堆積源１３６２は、蒸発源、例えば、熱蒸発源とすることができる。第３の堆積源１３６２は、シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジット層１３１０の上にリチウム層１３２０を堆積させるように構成される。

第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、堆積源システム１３００が実施形態に従ってシルバー－カーボンナノコンポジット膜スタックを堆積させることを可能にする任意の適切な構造、構成、配置、及び／又は構成要素を含むことができる。例えば、限定されないが、第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、コーティング供給源、電源、個々の圧力制御装置、堆積制御システム、及び温度制御装置を含む適切な堆積システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、サブチャンバには、個々のガス供給源が設けられる。本明細書に記載及び開示されるように、第１のサブチャンバ１３５０及び第２のサブチャンバ１３６０は、典型的には、互いから分離されて良好なガス分離を提供する。本明細書に記載される堆積源システム１３００は、サブチャンバの数を限定されない。例えば、堆積源システム１３００は、限定しないが、３、６、又は１２のサブチャンバを含みうる。

図１４は、１つ又は複数の実施形態によるシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）含有スラリ１４７０を形成するためのシステム１４００の概略図である。システム１４００は、混合容器アセンブリ１４１０を含む。混合容器アセンブリ１４１０は、種々の成分を混合してシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）含有スラリ１４７０を形成するように構成される。シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）含有スラリ１４７０は、シルバー－カーボンナノコンポジットを形成するために使用することができる。混合容器アセンブリ１４１０は、回転タイプのミキサとすることができる。いくつかの実施形態では、混合容器アセンブリ１４１０は、図８に示される混合容器アセンブリ８００である。

システム１４００は、シルバーナノ粒子を混合容器アセンブリ１４１０に供給するように動作可能なシルバーナノ粒子源１４２０をさらに含む。シルバーナノ粒子源１４２０は、流体送達導管１４２２を介して混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。流体送達導管１４２２は、第１の端部１４２４でシルバーナノ粒子源１４２０と、第２の端部１４２６で混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。いくつかの実施形態では、シルバーナノ粒子源１４２０は、シルバーナノ粒子を形成するための噴霧熱分解システム１５００を含む。噴霧熱分解システム１５００は、図１５においてさらに詳細に説明される。

システム１４００は、カーボン添加物１４３２を 混合容器アセンブリ１４１０に供給するためのカーボン添加物源容器１４３０をさらに含む。カーボン添加物源容器１４３０は、流体送達導管１４３４を介して混合容器アセンブリ１４１０に流体結合される。いくつかの実施形態では、カーボン添加物は、グラファイト、グラフェンハードカーボン、カーボンブラック、カーボンコーティングされたシリコン、又はこれらの任意の組み合わせの群から選択される。いくつかの実施形態では、カーボン添加物源容器１４３０は、ホッパアセンブリである。一実施例では、カーボン添加物源は、図７に示されるホッパアセンブリ７１０又は図９に示されるホッパアセンブリ９５０と同様である。流体送達導管１４３４は、第１の端部１４３７で不活性ガス供給部１４３６と、第２の端部１４３８で混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。不活性ガス供給部１４３６は、カーボン添加物源容器１４３０に対して上流に位置決めされる。不活性ガス供給部１４３６から供給される不活性ガス、例えば、アルゴンを使用して、所望の量のカーボン添加物１４３２を混合容器アセンブリ１４１０中に送達することができる。

システム１４００は、結合剤１４４２を混合容器アセンブリ１４１０に供給するための結合剤源容器１４４０をさらに含むことができる。結合剤源容器１４４０は、流体送達導管１４４４を介して混合容器アセンブリ１４１０と流体連結される。いくつかの実施形態では、結合剤は、スチレン－ブタジエンゴム、アクリル化スチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル－スチレン－ブタジエンコポリマー、アクリルゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマー、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリエピクロロヒドリン、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ラテックス、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオナート、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリカルボキシレート、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、フッ化ポリマー、塩素化ポリマー、アルギン酸の塩、ポリビニリデンフルオリド、ポリ（ビニリデンフルオリド）－ヘキサフルオロプロペン、又はこれらの組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、結合剤源容器１４４０は、ホッパアセンブリである。一実施例では、結合剤源容器１４４０は、図７に示されるホッパアセンブリ７１０又は図９に示されるホッパアセンブリ９５０と同様である。流体送達導管１４４４は、第１の端部１４４７で不活性ガス供給部１４４６と、第２の端部１４４８で混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。不活性ガス供給部１４４６は、結合剤源容器１４４０に対して上流に位置決めされる。不活性ガス供給部１４４６から供給される不活性ガス、例えば、アルゴンを使用して、所望の量の結合剤１４４２を混合容器アセンブリ１４１０中に送達することができる。

システム１４００は、溶媒１４５２を混合容器アセンブリ１４１０に供給するための溶媒源容器１４５０をさらに含むことができる。溶媒１４５２は、流体送達導管１４５４を介して混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。いくつかの実施形態では、溶媒１４５２は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、臭化エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチル、カーボネートメチルプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、水、純水、脱イオン水、蒸留水、エタノール、イソプロパノール、メタノール、アセトン、ｎ－プロパノール、ｔ－ブタノール、又はこれらの任意の組み合わせの群から選択される。流体送達導管１４５４は、第１の端部１４５７で溶媒源容器１４５０と、第２の端部１４５８で混合容器アセンブリ１４１０と流体結合される。

シルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）含有スラリ１４７０は、アノード活性材料と、カーボン添加物及び結合剤といった他の材料とを、溶媒中で混合することにより調製される。混合プロセスは、溶媒中でのアノード活性材料、カーボン添加物及び結合剤の粒子の均一な分散を達成することを目的とする。動作中、シルバーナノ粒子、カーボン添加物、結合剤、及び／又は溶媒は、混合容器アセンブリ１４１０に逐次的に導入される。混合容器アセンブリ１４１０は加熱することができる。シルバーナノ粒子、カーボン添加物、結合剤、及び／又は溶媒の導入は、所望の量の各成分が混合容器アセンブリ内に存在するまで、混合容器アセンブリ内でシルバーナノ粒子、カーボン添加物、結合剤、及び／又は溶媒の交互層を形成するために逐次的に繰り返すことができる。理論に縛られるものではないが、混合容器アセンブリ１４１０にスラリ形成成分を逐次的に導入することで、より均一なスラリ混合物が提供されると考えられる。

図１５は、１つ又は複数の実施形態による噴霧熱分解システム１５００の概略図である。噴霧熱分解システムは、超音波スプレー堆積ノズル１５０４を含む。噴霧熱分解システム１５００は、シルバー溶液源容器１５１０、例えば、硝酸銀（ＡｇＮＯ_３）溶液を含む。シルバー溶液源容器１５１０は、流体送出ライン１５１２を介して超音波スプレー堆積ノズル１５０４と流体結合される。噴霧熱分解システム１５００は、不活性ガス源１５２０、例えば、アルゴンガス源をさらに含むことができる。不活性ガス源１５２０は、流体送出ライン１５２２を介して超音波スプレー堆積ノズル１５０４と流体結合される。噴霧熱分解システム１５００は、超音波スプレー堆積ノズル１５０４から下流に位置決めすることのできる加熱要素１５３０をさらに含む。加熱要素１５３０は、シルバーナノ粒子が形成されるナノ粒子形成領域１５３２を画定する。動作中、硝酸銀は、シルバー溶液源容器１５１０から超音波スプレー堆積ノズル１５０４に送達される。硝酸銀溶液の原子化された液滴を生成するために、超音波周波数が硝酸銀溶液に適用される。原子化された液滴は、不活性ガス源１５２０からのキャリアガスとして、制御された空気のジェットに同調される。原子化された液滴は、原子化された液滴がシルバーナノ粒子に熱変換されるナノ粒子形成領域１５３２に送達されてそこで加熱される。

実施形態は、以下の潜在的な利点のうちの１つ又は複数を含むことができる。一態様において、リチウムアノードデバイスを形成するための方法及びシステムが提供される。一実施形態では、プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子（ＮＰ）、例えば、Ｌｉ－Ｚ（Ｚは、Ｇｅ、Ｓｉ、又はＳｎである）を形成するための方法及びシステムが提供される。別の実施形態では、第ＩＶ族ナノ粒子を合成し、第ＩＶ族ナノ粒子をリチウムと合金化するための方法及びシステムが提供される。第ＩＶ族ナノ粒子は、必要に応じて作製し、アノード材料と事前混合するか、又はアノード材料上にコーティングすることができる。また別の実施形態では、リチウム金属を含まないシルバーカーボン（「Ａｇ－Ｃ」）ナノコンポジット（ＮＣ）を形成するための方法及びシステムが提供される。また別の実施形態では、シルバー（ＰＶＤ）及びカーボン（ＰＥＣＶＤ）共堆積を利用して、樹状突起形成を最小化するようにリチウム核形成エネルギーを調整することのできるアノードコーティングを作製する方法が提供される。

本明細書に記載される実施形態、及び機能的動作のすべては、デジタル電子回路で、又は本明細書に開示される構造的手段及びその構造的等価物を含むコンピュータソフトウエア、ファームウエア若しくはハードウエアで、又はこれらの組み合わせで実装することができる。本明細書に記載される実施形態は、データ処理装置、例えば、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ若しくはコンピュータによる実行のため、又はその動作を制御するための、１つ又は複数の非一時的なコンピュータプログラム製品、例えば、機械可読記憶デバイスにおいて有形に具現化される１つ又は複数のコンピュータプログラムとして実装することができる。

この明細書に記載されるプロセス及び論理フローは、入力データ上で動作しかつ出力を生成することによって機能を実施する１つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する、１つ又は複数のプログラマブルプロセッサによって実施することができる。プロセス及び論理フローは、専用の論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実施することができ、装置は、そのような専用の論理回路として実装することもできる。

「データ処理装置」という用語は、１つのプログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ若しくはコンピュータを例として含む、データを処理するためのすべての装置、デバイス及び機械を包含する。装置は、ハードウエアに加えて、問題のコンピュータプログラムの実行環境を作り出すコード、例えば、プロセッサファームウエア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又はこれらの１つ以上の組み合わせを構成するコードを含むことができる。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサには、例として、汎用及び専用両方のマイクロプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサが含まれる。

コンピュータプログラム命令及びデータを記憶するために適したコンピュータ可読媒体は、すべての形態の不揮発性メモリ、媒体、及びメモリデバイスを含み、それらには、例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスク又は着脱可能なディスク、光磁気ディスク、並びにＣＤ ＲＯＭディスク及びＤＶＤ－ＲＯＭディスクが含まれる。プロセッサ及びメモリは、専用の論理回路によって補足するか、又は専用の論理回路に組み込むことができる。

本開示の実施形態はさらに、以下の実施例１～３４のうちのいずれか１つ又は複数に関する。

実施例１． 加熱された混合容器中に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入すること、加熱された混合容器中にリチウムを含む層を導入すること、加熱された混合容器中に、第ＩＶ族ナノ粒子の層とリチウムを含む層とを導入することを逐次的に繰り返すこと、及び第ＩＶ族ナノ粒子をリチウムと合金化してリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を形成することを含む、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を作製する方法。

実施例２． 第ＩＶ族ナノ粒子が非熱的プラズマ合成プロセスから形成される、実施例１に記載の方法。

実施例３． リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子が、空気中で安定するプレリチウム化試薬である、実施例１又は２に記載の方法。

実施例４． 加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することが、加熱された混合容器中に溶融リチウムを供給することを含む、実施例１～３のいずれか１つに記載の方法。

実施例５． 加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することが、加熱された混合容器中にリチウム粉末を供給することを含む、実施例１～４のいずれか１つに記載の方法。

実施例６． グラファイトアノードにリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することをさらに含む、実施例１～５のいずれか１つに記載の方法。

実施例７． グラファイトアノードにリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することが、工業用シフタフィーダプロセスを含む、実施例１～６のいずれか１つに記載の方法。

実施例８． グラファイトアノードにリチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することが、エレクトロスプレープロセスを含む、実施例１～７のいずれか１つに記載の方法。

実施例９． 第ＩＶ族ナノ粒子が、シリコンナノ粒子、ゲルマニウムナノ粒子、スズナノ粒子、カーボンナノ粒子、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、実施例１～８のいずれか１つに記載の方法。

実施例１０． 加熱された混合容器が、回転プラネタリーミキサである、実施例１～９のいずれか１つに記載の方法。

実施例１１． リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を混合してスラリを形成することをさらに含む、実施例１～１０のいずれか１つに記載の方法。

実施例１２． リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を混合してスラリを形成することが、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を、導電性添加物、結合剤、溶媒、又はこれらの任意の組み合わせと混合することを含む、実施例１～１１のいずれか１つに記載の方法。

実施例１３． アノード構造の上にスラリをキャスティングしてプレリチウム化合金型アノードを形成することをさらに含む、実施例１～１２のいずれか１つに記載の方法。

実施例１４． リチウムを供給するように動作可能なリチウム源モジュール、第ＩＶ族ナノ粒子を供給するように動作可能な第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール、及び混合容器アセンブリを含む、アノード構造を形成するためのシステムであって、混合容器アセンブリが、リチウム及び第ＩＶ族ナノ粒子を加熱してプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を生成することができる、システム。

実施例１５． 基板の上にプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように動作可能な堆積源モジュールをさらに含む、実施例１４に記載のシステム。

実施例１６． 堆積源モジュールが、シフタ本体、ホッパアセンブリ、及びホッパアセンブリをシフタ本体と流体結合させる送達導管を含む、実施例１４又は１５に記載のシステム。

実施例１７． 堆積源モジュールが、処理環境を画定する堆積モジュール、処理環境内に位置決めされて、フレキシブル基板を搬送するように動作可能なコーティングドラム、及び処理環境内に位置決めされて、フレキシブル基板上にプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように動作可能なエレクトロスプレーガンを含む、実施例１４～１６のいずれか１つに記載のシステム。

実施例１８． エレクトロスプレーガンが、摩擦電気粉末スプレーガン又はコロナスプレーガンである、実施例１４～１７のいずれか１つに記載のシステム。

実施例１９． リチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子を貯蔵し、エレクトロスプレーガンに供給するように動作可能なホッパアセンブリをさらに含む、実施例１４～１８のいずれか１つに記載のシステム。

実施例２０． 電流コレクタウェブの上にシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ナノコンポジットを形成することを含み、アモルファスカーボンのプラズマ化学気相堆積と同時に電流コレクタウェブの上にシルバーをスパッタリングして、電流コレクタの上にシルバー－カーボンナノコンポジットを形成することを含む、アノード構造を形成する方法。

実施例２１． シルバー－カーボンナノコンポジットの上にリチウムの層を堆積させることをさらに含む、実施例２０に記載の方法。

実施例２２． シルバー－カーボンナノコンポジットの上にリチウムの層を堆積させることが、リチウムを熱蒸発させることを含む、実施例２０又は２１に記載の方法。

実施例２３． 電流コレクタの上にシルバーをスパッタリングすることが、ＤＣスパッタリングガンを使用して実施される、実施例２０～２２のいずれか１つに記載の方法。

実施例２４． 可撓性材料の連続シートを提供することのできるフィードリールを収納する繰り出しモジュール、可撓性材料の連続シートを貯蔵することのできる回収リールを収納する巻き取りモジュール、繰り出しモジュールの下流に配置された処理モジュールであって、各々が可撓性材料の連続シートに対して１つ又は複数の処理動作を実施するように構成された、順番に配置された複数のサブチャンバを含む処理モジュール、及び進行方向に沿って複数のサブチャンバを通過するように可撓性材料の連続シートをガイドすることのできるコーティングドラムを含むフレキシブル基板コーティングシステムであって、サブチャンバが、コーティングドラムの周りで放射状に配置され、複数のサブチャンバのうちの第１のサブチャンバが、シルバーを堆積させるように動作可能な第１の堆積源と、カーボンを堆積させるように動作可能な第２の堆積源とを含む、フレキシブル基板コーティングシステム。

実施例２５． 第１の堆積源が物理的気相堆積（ＰＶＤ）源であり、第２の堆積源がプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）源である、実施例２４に記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例２６． 物理的気相堆積源がＤＣスパッタリングガンを含み、ＰＥＣＶＤ源が電極シャワーヘッドを含む、実施例２４又は２５に記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例２７． 第１のサブチャンバが、上にエッジシールドが位置決めされているサブチャンバ本体によって画定される、実施例２４～２６のいずれか１つに記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例２８． エッジシールドが、可撓性材料の連続シート上に堆積される蒸発材料のパターンを画定する１つ又は複数の開孔を有する、実施例２４～２７のいずれか１つに記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例２９． 熱蒸発源を含む第２のサブチャンバをさらに含む、実施例２４～２８のいずれか１つに記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例３０． 熱蒸発源が、リチウム金属を堆積させるように構成されている、実施例２４～２９のいずれか１つに記載のフレキシブル基板コーティングシステム。

実施例３１． 噴霧熱分解プロセスを介してシルバーナノ粒子を形成すること、及びシルバーナノ粒子を、加熱された混合容器内で導電性添加物、結合剤、及び溶媒と混ぜ合わせ、リチウムを含まないシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ベースのスラリを形成することを含む、リチウムを含まないシルバー－カーボン（Ａｇ－Ｃ）ベースのスラリを形成する方法。

実施例３２． 導電性添加物が、グラファイト、グラフェンハードカーボン、カーボンブラック、カーボンコーティングされたシリコン、又はこれらの任意の組み合わせの群から選択される、実施例３１に記載の方法。

実施例３３． 結合剤が、スチレン－ブタジエンゴム、アクリル化スチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル－スチレン－ブタジエンコポリマー、アクリルゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマー、ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリエピクロロヒドリン、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ラテックス、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオナート、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリカルボキシレート、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、フッ化ポリマー、塩素化ポリマー、アルギン酸の塩、ポリビニリデンフルオリド、ポリ（ビニリデンフルオリド）－ヘキサフルオロプロペン、又はこれらの組み合わせから選択される、実施例３１又は３２に記載の方法。

実施例３４． 溶媒が、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、臭化エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチル、カーボネートメチルプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、水、純水、脱イオン水、蒸留水、エタノール、イソプロパノール、メタノール、アセトン、ｎ－プロパノール、ｔ－ブタノール、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、実施例３１～３３のいずれか１つに記載の方法。

以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。本明細書に記載されるすべての文書は、あらゆる優先文書及び／又は試験手順を含め、本明細書の記載内容と矛盾しない限りにおいて、参照により本明細書に援用される。上述の概要及び具体的な実施形態から自明であるように、本開示の形態が図示され、説明されたが、本開示の本質及び範囲から逸脱することなく、種々の改変を行うことができる。したがって、本開示の形態によって本開示を限定することは意図されていない。同様に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、米国法の解釈での「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という語と同義と考えられる。同様に、組成物、要素、又は要素の群が「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という移行表現（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｐｈｒａｓｅ）に先行する場合は常に、組成物、要素、又は群の列挙に続く「から本質的になる」、「からなる」、「からなる群から選択される」、又は「である」という移行表現を有する同組成物又は要素群が想定され、その逆も同様であると想定される。本開示の要素、又はその例示的な態様若しくは１つ以上の実施形態を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素が１つ以上存在することを意味するように意図されている。

一部の実施形態及び特徴は、数値の上限の組及び数値の下限の組を使用して記載された。別途指示されない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下方値と任意の上方値との組み合わせ、任意の２つの下方値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上方値の組み合わせを含む範囲が想定されると理解されたい。１つ又は複数の請求項には、特定の下限、上限、及び範囲が記載される。

Claims (20)

1. 加熱された混合容器に第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入すること、
   前記加熱された混合容器にリチウムを含む層を導入すること、
   前記加熱された混合容器に前記第ＩＶ族ナノ粒子の層と前記リチウムを含む層とを導入することを、逐次的に繰り返すこと、及び
   前記第ＩＶ族ナノ粒子を前記リチウムと合金化して、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を形成すること
   を含む、リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を作製する方法。
2. 前記第ＩＶ族ナノ粒子が、非熱的プラズマ合成プロセスから形成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子が、空気中で安定するプレリチウム化試薬である、請求項１に記載の方法。
4. 前記加熱された混合容器に前記第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することが、前記加熱された混合容器中に溶融リチウムを供給することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記加熱された混合容器中に前記第ＩＶ族ナノ粒子の層を導入することが、前記加熱された混合容器中にリチウム粉末を供給することを含む、請求項１に記載の方法。
6. グラファイトアノードに前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. グラファイトアノードに前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することが、工業用シフタフィーダプロセスを含む、請求項６に記載の方法。
8. グラファイトアノードに前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を適用してプレリチウム化グラファイトアノードを形成することが、エレクトロスプレープロセスを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記第ＩＶ族ナノ粒子が、シリコンナノ粒子、ゲルマニウムナノ粒子、スズナノ粒子、カーボンナノ粒子、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
10. 前記加熱された混合容器が、回転プラネタリーミキサである、請求項１に記載の方法。
11. 前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を混合してスラリを形成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を混合して前記スラリを形成することが、前記リチウム化第ＩＶ族ナノ粒子を導電性添加物、結合剤、溶媒、又はこれらの任意の組み合わせと混合することを含む、請求項１１に記載の方法。
13. アノード構造の上に前記スラリをキャスティングしてプレリチウム化合金型アノードを形成することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. リチウムを供給するように動作可能なリチウム源モジュール、
    第ＩＶ族ナノ粒子を供給するように動作可能な第ＩＶ族ナノ粒子源モジュール、及び
    前記リチウム及び前記第ＩＶ族ナノ粒子を加熱してプレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を生成することのできる混合容器アセンブリ
    を含む、アノード構造を形成するためのシステム。
15. 基板の上に前記プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように動作可能な堆積源モジュールをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記堆積源モジュールが、
    シフタ本体、
    ホッパアセンブリ、及び
    前記ホッパアセンブリを前記シフタ本体と流体結合する送達導管
    を含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記堆積源モジュールが、
    処理環境を画定する堆積モジュール、
    前記処理環境内に位置決めされて、フレキシブル基板を搬送するように動作可能なコーティングドラム、及び
    前記処理環境内に位置決めされて、前記フレキシブル基板上に前記プレリチウム化第ＩＶ族合金型ナノ粒子を堆積させるように動作可能なエレクトロスプレーガン
    を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記エレクトロスプレーガンが、摩擦電気粉末スプレーガン又はコロナスプレーガンである、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記リチウム化第ＩＶ族合金化ナノ粒子を貯蔵して、前記エレクトロスプレーガンに供給するように動作可能なホッパアセンブリをさらに含む、請求項１８に記載のシステム。
20. 可撓性材料の連続シートを提供することのできるフィードリールを収納する繰り出しモジュール、
    前記可撓性材料の連続シートを貯蔵することのできる回収リールを収納する巻き取りモジュール、並びに
    前記繰り出しモジュールの下流に配置された処理モジュールであって、
    各々が前記可撓性材料の連続シートに対して１つ又は複数の処理動作を実施するように構成されている、順番に配置された複数のサブチャンバ、及び
    進行方向に沿って前記複数のサブチャンバを通過するように前記可撓性材料の連続シートをガイドすることのできるコーティングドラム
    を含み、前記サブチャンバが前記コーティングドラムの周りに放射状に配置されており、前記複数のサブチャンバのうちの第１のサブチャンバが、
    シルバーを堆積させるように動作可能な第１の堆積源と、
    カーボンを堆積させるように動作可能な第２の堆積源と
    を含む、処理モジュール
    を含むフレキシブル基板コーティングシステム。

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