JPWO2020223799A5

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Publication number: JPWO2020223799A5
Application number: JP2021564993A
Authority: JP
Publication date: 2023-04-12

Description

数多くの改変を、本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施形態のいずれかに行うことができる。本出願で言及される全ての参考文献、特許、または科学文献資料は、それらの全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目１)
固体電極層および固体電解質層を含む多層部品を調製するためのプロセスであって、前記プロセスは、少なくとも:
ａ）セラミック粒子を圧縮することにより前記固体電解質層を調製するステップ;
ｂ）少なくとも電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を含む混合物であって、前記混合物は溶媒を含まない、混合物を、調製するステップ;
ｃ）（ｂ）で調製された前記混合物を、（ａ）で調製された前記固体電解質層上に塗布して、二重層材料を得るステップ;および
ｄ）（ｃ）で得られた前記二重層材料を、少なくとも５０ｋｇ／ｃｍ ^２の圧力および約４００℃から約９００℃の範囲内の温度で加圧するステップ
を含む、プロセス。
(項目２)
ステップ（ａ）が、溶媒の添加を除外する、項目１に記載のプロセス。
(項目３)
ステップ（ａ）が、リチウム塩の添加を除外する、項目１または２に記載のプロセス。
(項目４)
前記固体電解質層および前記電極層が、ステップ（ｄ）の後でポリマーを含まない、項目１から３のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目５)
ステップ（ａ）の前記セラミックが、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のものであり、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、ｚは０＜ｚ＜１になるような、項目１から４のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目６)
ＭがＧｅである、項目５に記載のプロセス。
(項目７)
ＭがＴｉである、項目５に記載のプロセス。
(項目８)
ステップ（ａ）が、酸素の存在下（例えば、空気中）で実施される、項目１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目９)
ステップ（ａ）における前記粒子の圧縮が、１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲内の圧力で実施される、項目１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１０)
ステップ（ｄ）が、不活性雰囲気中（アルゴンまたは窒素など）で実施される、項目１から９のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１１)
ステップ（ｄ）が、５０ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、または１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、または３００ｋｇ／ｃｍ ^２から２０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲の圧力で実施される、項目１から１０のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１２)
ステップ（ｄ）が、約４５０℃から約８５０℃、または約６００℃から約７００℃の範囲内の温度で実施される、項目１から１１のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１３)
ステップ（ｄ）が、０時間よりも長く１０時間未満の期間、または３０分から５時間の間、または３０分から２時間の間、実施される、項目１から１２のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１４)
ステップ（ｂ）における前記混合物の調製が、ボールミリングによって実施される、項目１から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１５)
前記電極が陽極である、項目１から１４のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１６)
前記電気化学的活物質が、リン酸塩（例えば、ＬｉＭ ^ａＰＯ _４であり、式中、Ｍ ^ａがＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せである）、酸化物および複合酸化物、例えばＬｉＭｎ _２Ｏ _４、ＬｉＭ ^ｂＯ _２（Ｍ ^ｂは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはこれらの組合せである）、およびＬｉ（ＮｉＭ ^ｃ）Ｏ _２（Ｍ ^ｃは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれらの組合せである）、元素状硫黄、元素状セレン、フッ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化銅（ＩＩ）、ヨウ化リチウム、およびヨウ素から選択される、項目１から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１７)
前記電気化学的活物質が、式ＬｉＭ ^ａＰＯ _４のリン酸塩であり、式中、Ｍ ^ａはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せ（例えば、ＬｉＦｅＰＯ _４）であり、前記電気化学的活物質は、炭素で必要に応じてさらに被覆された粒子から作製される、項目１６に記載のプロセス。
(項目１８)
前記電子伝導材料が、カーボンブラック、Ｋｅｔｊｅｎ ^ＴＭブラック、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンファイバー、またはナノファイバー、カーボンナノチューブ、およびこれらの組合せからなる群から選択される、項目１から１７のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目１９)
前記電子伝導材料が、カーボンファイバー（ＶＧＣＦなど）を含む、項目１８に記載のプロセス。
(項目２０)
ステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のセラミックを含み、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１である、項目１から１９のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目２１)
ＭがＧｅである、項目２０に記載のプロセス。
(項目２２)
ＭがＴｉである、項目２０に記載のプロセス。
(項目２３)
ステップ（ａ）の前記セラミックおよびステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が同一である、項目１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目２４)
固体電極層および固体電解質層を含む多層部品を調製するためのプロセスであって、前記プロセスは、少なくとも:
ａ）セラミック粒子およびポリマーの混合物を第１の支持体上に塗布することにより、電解質組成物層を調製するステップ;
ｂ）少なくとも電気化学的活物質、セラミック粒子、電子伝導材料、および必要に応じてポリマーを含む混合物を、調製するステップ;
ｃ）ステップ（ｂ）で調製された電極材料混合物を:
ｉ．（ａ）で調製された前記電解質組成物層上に塗布して二重層材料を得るか;ま
たは
ｉｉ．第２の支持体上に塗布して、その後、前記塗布した電極材料混合物の表面を、前記電解質組成物層の表面と接触させて;
二重層材料を得るステップ;
ｄ）（ｃ）で得られた前記二重層材料を、少なくとも５０ｋｇ／ｃｍ ^２の圧力、および約４００℃から約９００℃の範囲内の温度で、加圧するステップを含む、プロセス。
(項目２５)
ステップ（ａ）が、溶媒の添加を除外する、項目２４に記載のプロセス。
(項目２６)
ステップ（ａ）がさらに、溶媒を含み、塗布の後に前記混合物を乾燥することを含む、項目２４に記載のプロセス。
(項目２７)
ステップ（ａ）がさらに、前記第１の支持体を除去することを含む、項目２４から２６のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目２８)
ステップ（ａ）が、リチウム塩の添加を除外する、項目２４から２７のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目２９)
ステップ（ａ）および存在する場合にはステップ（ｂ）の前記ポリマーが、出現するごとに独立して、フッ素化ポリマー（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリ（フッ化ビニリデン－ｃｏ－ヘキサフルオロプロピレン）（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）など）、ポリ（アルキレンカーボネート）（ポリ（エチレンカーボネート）またはポリ（プロピレンカーボネート）など）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から選択される、項目２４から２８のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３０)
前記ポリマーが、ポリ（アルキレンカーボネート）（ポリ（エチレンカーボネート）またはポリ（プロピレンカーボネート）など）である、項目２９に記載のプロセス。
(項目３１)
前記固体電解質層および前記電極層が、ステップ（ｄ）の後でポリマーを含まない、項目２４から３０のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３２)
ステップ（ａ）の前記セラミックが、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のものであり、式中、ＭがＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１である、項目２４から３１のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３３)
ＭがＧｅである、項目３２に記載のプロセス。
(項目３４)
ＭがＴｉである、項目３２に記載のプロセス。
(項目３５)
ステップ（ａ）がさらに、酸素の存在下（例えば、空気中）で前記混合物を加圧することを含む、項目２４から３４のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３６)
前記加圧することが、１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲内の圧力で実施される、項目３５に記載のプロセス。
(項目３７)
前記プロセスがステップ（ｃ）（ｉｉ）を含み、前記プロセスが、接触前に前記第１の支持体および前記第２の支持体を除去することを含む、項目２４から３６のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３８)
前記プロセスがステップ（ｃ）（ｉｉ）を含み、前記プロセスが、接触後かつステップ（ｄ）の前に前記第１の支持体および前記第２の支持体を除去することを含む、項目２４から３６のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目３９)
前記プロセスがさらに、ステップ（ｄ）の前に、ロール間に前記二重層材料を積層するステップを含む、項目２４から３８のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４０)
ステップ（ｂ）がさらに溶媒を含み、ステップ（ｃ）がさらに、前記塗布した電極材料を乾燥することを含む、項目２４から３９のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４１)
ステップ（ｂ）が、前記電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を乾燥混合すること、得られた混合物をポリマーと共に溶媒中に懸濁させることを含み、ステップ（ｃ）はさらに、前記塗布した電極材料を乾燥することを含む、項目２４から３９のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４２)
ステップ（ｄ）が、不活性雰囲気中（例えば、アルゴン、窒素下）で実施される、項目２４から４１のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４３)
ステップ（ｄ）が、５０ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、または１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、または３００ｋｇ／ｃｍ ^２から２０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲の圧力で実施される、項目２４から４２のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４４)
ステップ（ｄ）が、約４５０℃から約８５０℃、または約６００℃から約７５０℃の温度で実施される、項目２４から４３のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４５)
ステップ（ｄ）が、０時間よりも長くかつ１０時間未満、または３０分から５時間の間、または３０分から２時間の間の期間にわたり実施される、項目２４から４４のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４６)
ステップ（ｂ）における前記混合物の調製が、ボールミリングにより実施される、項目２４から４５のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４７)
前記電極層が陽極層である、項目２４から４６のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４８)
前記電気化学的活物質が、リン酸塩（ＬｉＭ ^ａＰＯ _４などであり、式中、Ｍ ^ａがＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せである）、酸化物および複合酸化物、例えばＬｉＭｎ _２Ｏ _４、ＬｉＭ ^ｂＯ _２（Ｍ ^ｂは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはこれらの組合せである）、およびＬｉ（ＮｉＭ ^ｃ）Ｏ _２（Ｍ ^ｃは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれらの組合せである）、元素状硫黄、元素状セレン、フッ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化銅（ＩＩ）、ヨウ化リチウム、およびヨウ素から選択される、項目２４から４７のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目４９)
前記電気化学的活物質が、式ＬｉＭ ^ａＰＯ _４のリン酸塩であり、式中、Ｍ ^ａはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せ（例えば、ＬｉＦｅＰＯ _４）であり、前記電気化学的活物質は、炭素で必要に応じてさらに被覆された粒子から作製される、項目４８に記載のプロセス。
(項目５０)
前記電子伝導材料が、カーボンブラック、Ｋｅｔｊｅｎ ^ＴＭブラック、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンファイバー、またはナノファイバー、カーボンナノチューブ、およびこれらの組合せから選択される、項目２４から４９のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目５１)
前記電子伝導材料が、カーボンファイバー（ＶＧＣＦなど）を含む、項目５０に記載のプロセス。
(項目５２)
前記電子伝導材料が黒鉛を含む、項目５０に記載のプロセス。
(項目５３)
ステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のセラミックを含み、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１である、項目２４から５２のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目５４)
ＭがＧｅである、項目５３に記載のプロセス。
(項目５５)
ＭがＴｉである、項目５３に記載のプロセス。
(項目５６)
ステップ（ａ）の前記セラミックおよびステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が同一である、項目２４から５５のいずれか一項に記載のプロセス。
(項目５７)
項目１から５６のいずれか一項に記載のプロセスによって得られる、多層部品。
(項目５８)
固体電極層および固体電解質層を含む、多層部品であって:
前記固体電解質層がセラミック粒子を含み;
前記固体電極層が、電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を含み;か
つ
前記固体電極層および前記固体電解質層が、電解質ポリマーおよびポリマー結合剤を含まない、
多層部品。
(項目５９)
前記固体電解質層内の前記セラミックが、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のものであり、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１である、項目５８に記載の多層部品。
(項目６０)
ＭがＧｅである、項目５９に記載の多層部品。
(項目６１)
ＭがＴｉである、項目５９に記載の多層部品。
(項目６２)
前記電極層が陽極層である、項目５８から６１のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目６３)
前記電気化学的活物質が、リン酸塩（例えば、ＬｉＭ ^ａＰＯ _４であり、式中、Ｍ ^ａがＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せである）、酸化物および複合酸化物、例えばＬｉＭｎ _２Ｏ _４、ＬｉＭ ^ｂＯ _２（Ｍ ^ｂは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはこれらの組合せである）、およびＬｉ（ＮｉＭ ^ｃ）Ｏ _２（Ｍ ^ｃは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれらの組合せである）、元素状硫黄、元素状セレン、フッ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化銅（ＩＩ）、ヨウ化リチウム、およびヨウ素から選択される、項目５８から６２のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目６４)
前記電気化学的活物質が、式ＬｉＭ ^ａＰＯ _４のリン酸塩であり、式中、Ｍ ^ａはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せ（ＬｉＦｅＰＯ _４など）であり、前記電気化学的活物質は、炭素で必要に応じて被覆された粒子から作製される、項目６３に記載の多層部品。
(項目６５)
前記伝導材料が、カーボンブラック、Ｋｅｔｊｅｎ ^ＴＭブラック、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンファイバー、またはナノファイバー、カーボンナノチューブ、およびこれらの組合せからなる群から選択される、項目５８から６４のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目６６)
前記電子伝導材料が、カーボンファイバー（ＶＧＣＦなど）を含む、項目６５に記載の多層部品。
(項目６７)
前記電子伝導材料が、黒鉛を含む、項目６５に記載の多層部品。
(項目６８)
前記固体電極層内の前記セラミック粒子が、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のセラミックを含み、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１である、項目５８から６７のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目６９)
ＭがＧｅである、項目６８に記載の多層部品。
(項目７０)
ＭがＴｉである、項目６８に記載の多層部品。
(項目７１)
前記固体電解質層内の前記セラミック粒子および前記固体電極層内の前記セラミック粒子が同一である、項目５８から７０のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目７２)
前記固体電解質層と前記固体電極層との間の界面に、高接触を含む、項目５７から７１のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目７３)
前記多層部品の少なくとも１つの層が、理論密度の少なくとも９０％の密度を有する、項目５７から７２のいずれか一項に記載の多層部品。
(項目７４)
陰極、陽極、および電解質を含む、電気化学セルであって、前記電解質および陽極が一緒になって、項目５７から７３のいずれか一項に記載の多層部品を形成する、電気化学セル。
(項目７５)
前記陰極が、リチウムまたはリチウム合金被膜、ならびに前記リチウムまたはリチウム合金被膜と前記固体電解質層との間のポリマー中間層を含む、項目７４に記載の電気化学セル。
(項目７６)
前記ポリマー中間層が、ポリエーテルポリマーおよびリチウム塩、例えば、必要に応じて架橋されたＰＥＯベースのポリマーおよびリチウム塩（例えば、ＬｉＴＦＳＩ）を含む、項目７５に記載の電気化学セル。
(項目７７)
電気化学セルを調製するためのプロセスであって:
（ｉ）項目１から５６のいずれか一項に記載のプロセスにより、多層部品を調製するステップ;および
（ｉｉ）ステップ（ｉ）の前記多層部品を、陰極層と共に組み立てるステップ
を含む、プロセス。
(項目７８)
前記陰極層が、リチウムまたはリチウム合金被膜、ならびに前記リチウムまたはリチウム合金被膜と前記固体電解質層との間のポリマー中間層を含む、項目７７に記載のプロセス。
(項目７９)
前記ポリマー中間層が、ポリエーテルポリマーおよびリチウム塩、例えば必要に応じて架橋されたＰＥＯベースのポリマーおよびリチウム塩（ＬｉＴＦＳＩなど）を含む、項目７８に記載のプロセス。
(項目８０)
少なくとも１つの項目７４から７６のいずれか一項に記載の電気化学セルを含む、バッテリー。
(項目８１)
前記バッテリーが、リチウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーである、項目８０に記載のバッテリー。 Numerous modifications can be made to any of the above-described embodiments without departing from the scope of the invention. All references, patents, or scientific literature materials mentioned in this application are hereby incorporated by reference in their entirety for all purposes.
The present invention provides, for example, the following items.
(Item 1)
A process for preparing a multilayer component comprising a solid electrode layer and a solid electrolyte layer, said process comprising at least:
a) preparing said solid electrolyte layer by compacting ceramic particles;
b) preparing a mixture comprising at least an electrochemically active material, ceramic particles, and an electronically conductive material, said mixture being solvent-free;
c) applying said mixture prepared in (b) onto said solid electrolyte layer prepared in (a) to obtain a bilayer material; and
d) pressing said bilayer material obtained in (c) at a pressure of at least 50 kg/cm ² and a temperature in the range of about 400° C. to about 900° C.
process, including
(Item 2)
The process of item 1, wherein step (a) excludes the addition of solvent.
(Item 3)
3. The process of item 1 or 2, wherein step (a) excludes the addition of lithium salts.
(Item 4)
4. The process of any one of items 1-3, wherein the solid electrolyte layer and the electrode layer are polymer-free after step (d).
(Item 5)
The ceramic of step (a) is of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof, and z is 0<z< 5. The process of any one of items 1 to 4, such that 1.
(Item 6)
The process of item 5, wherein M is Ge.
(Item 7)
The process of item 5, wherein M is Ti.
(Item 8)
8. The process of any one of items 1 to 7, wherein step (a) is performed in the presence of oxygen (eg in air).
(Item 9)
9. Process according to any one of items 1 to 8, wherein the compaction of said particles in step (a) is performed at a pressure in the range of 100 kg/cm2 ^to 5000 kg/cm2 ^.
(Item 10)
10. A process according to any one of items 1 to 9, wherein step (d) is carried out in an inert atmosphere (such as argon or nitrogen).
(Item 11)
Items 1-10 , wherein step (d) is performed at a pressure ranging from 50 kg/ ^cm2 to 5000 kg/cm2 ^, or from 100 kg/cm2 ^to 5000 kg/ ^cm2 , or from 300 kg/cm2 ^to 2000 kg/ ^cm2 A process according to any one of
(Item 12)
12. The process of any one of items 1-11, wherein step (d) is performed at a temperature within the range of about 450°C to about 850°C, or about 600°C to about 700°C.
(Item 13)
13. The process of any one of items 1 to 12, wherein step (d) is performed for a period greater than 0 hours and less than 10 hours, or between 30 minutes and 5 hours, or between 30 minutes and 2 hours. .
(Item 14)
14. The process of any one of items 1-13, wherein the preparation of said mixture in step (b) is performed by ball milling.
(Item 15)
15. A process according to any one of items 1 to 14, wherein said electrode is an anode.
(Item 16)
the electrochemically active material is a phosphate (e.g., LiMaPO4 ^, where Ma ^is Fe, Ni, Mn, Co, or a combination thereof), oxides and composite oxides _; For example, LiMn ₂ O ₄ , LiM ^b O ₂ (where M ^b is Mn, Co, Ni, or a combination thereof), and Li(NiM ^c )O ₂ (where M ^c is Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, or combinations thereof), elemental sulfur, elemental selenium, iron(III) fluoride, copper(II) fluoride, lithium iodide, and iodine, from item 1 16. The process of any one of 15.
(Item 17)
wherein said electrochemically active material is a phosphate of the formula LiM ^a PO ₄ , where M ^a is Fe, Mn, Co, or a combination thereof (eg, LiFePO ₄ ); 17. The process of item 16, wherein the material is made of particles optionally further coated with carbon.
(Item 18)
18. Any one of items 1-17, wherein the electronically conductive material is selected from the group consisting of carbon black, Ketjen™ black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fibers or nanofibers, carbon nanotubes, and combinations thereof ^. the process described in section.
(Item 19)
19. The process of item 18, wherein the electronically conductive material comprises carbon fibers (such as VGCF).
(Item 20)
wherein said ceramic particles of step (b) comprise a ceramic of formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof and 0<z<1 20. The process of any one of items 1 to 19, wherein the process is
(Item 21)
21. The process of item 20, wherein M is Ge.
(Item 22)
21. The process of item 20, wherein M is Ti.
(Item 23)
23. The process of any one of items 1-22, wherein the ceramic of step (a) and the ceramic particles of step (b) are the same.
(Item 24)
A process for preparing a multilayer component comprising a solid electrode layer and a solid electrolyte layer, said process comprising at least:
a) preparing an electrolyte composition layer by applying a mixture of ceramic particles and a polymer onto a first support;
b) preparing a mixture comprising at least an electrochemically active material, ceramic particles, an electronically conductive material, and optionally a polymer;
c) the electrode material mixture prepared in step (b) by:
i. coating on the electrolyte composition layer prepared in (a) to obtain a bilayer material; or
or
ii. coating on a second support and then contacting the surface of said coated electrode material mixture with the surface of said electrolyte composition layer;
obtaining a double layer material;
d) pressurizing said bilayer material obtained in (c) at a pressure of at least 50 kg/cm ² and a temperature in the range of about 400°C to about 900°C.
(Item 25)
25. The process of item 24, wherein step (a) excludes the addition of solvent.
(Item 26)
25. The process of item 24, wherein step (a) further comprises a solvent and drying the mixture after application.
(Item 27)
27. The process of any one of items 24-26, wherein step (a) further comprises removing said first support.
(Item 28)
28. The process of any one of items 24-27, wherein step (a) excludes the addition of lithium salts.
(Item 29)
Said polymer of step (a) and, if present, step (b) is independently at each occurrence a fluorinated polymer (polyvinylidene fluoride (PVDF) or poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (such as PVDF-HFP)), poly(alkylene carbonate) (such as poly(ethylene carbonate) or poly(propylene carbonate)), polyvinyl butyral (PVB), or polyvinyl alcohol (PVA) of items 24 to 28. A process according to any one of paragraphs.
(Item 30)
30. The process of item 29, wherein the polymer is a poly(alkylene carbonate), such as poly(ethylene carbonate) or poly(propylene carbonate).
(Item 31)
31. The process of any one of items 24-30, wherein the solid electrolyte layer and the electrode layer are polymer-free after step (d).
(Item 32)
The ceramic of step (a) is of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof, and 0<z<1 32. The process of any one of items 24-31, wherein the process is
(Item 33)
33. The process of item 32, wherein M is Ge.
(Item 34)
33. The process of item 32, wherein M is Ti.
(Item 35)
35. The process of any one of items 24-34, wherein step (a) further comprises pressurizing the mixture in the presence of oxygen (eg, in air).
(Item 36)
36. The process of item 35, wherein said pressurizing is performed at a pressure in the range of 100 kg/cm ² to 5000 kg/cm ² .
(Item 37)
37. Any one of items 24 to 36, wherein said process comprises step (c)(ii), said process comprises removing said first support and said second support prior to contacting. Described process.
(Item 38)
from item 24, wherein the process includes step (c)(ii), and wherein the process includes removing the first support and the second support after contacting and before step (d) 36. The process according to any one of clauses 36 to 36.
(Item 39)
39. The process of any one of items 24-38, wherein the process further comprises, prior to step (d), laminating the double layer material between rolls.
(Item 40)
40. The process of any one of items 24-39, wherein step (b) further comprises a solvent and step (c) further comprises drying the applied electrode material.
(Item 41)
step (b) comprises dry-mixing said electrochemically active material, ceramic particles, and electronically conductive material; suspending the resulting mixture with a polymer in a solvent; 40. The process of any one of items 24-39, comprising drying the applied electrode material.
(Item 42)
42. The process of any one of items 24-41, wherein step (d) is performed in an inert atmosphere (eg under argon, nitrogen).
(Item 43)
Items 24-42 , wherein step (d) is performed at a pressure ranging from 50 kg/ ^cm2 to 5000 kg/cm2 ^, or from 100 kg/cm2 ^to 5000 kg/cm2 ^, or from 300 kg/cm2 ^to 2000 kg/ ^cm2 A process according to any one of
(Item 44)
44. The process of any one of items 24-43, wherein step (d) is performed at a temperature of about 450°C to about 850°C, or about 600°C to about 750°C.
(Item 45)
45. Any one of items 24 to 44, wherein step (d) is performed over a period of more than 0 hours and less than 10 hours, or between 30 minutes and 5 hours, or between 30 minutes and 2 hours. process.
(Item 46)
46. The process of any one of items 24-45, wherein the preparation of said mixture in step (b) is performed by ball milling.
(Item 47)
47. The process of any one of items 24-46, wherein the electrode layer is an anode layer.
(Item 48)
The electrochemically active material is a phosphate ( such as ^LiMaPO4 , where Ma ^is Fe, Ni, Mn, Co, or _a combination thereof), oxides and composite oxides, such as LiMn2O4 , LiMbO2 ⁽ Mb ^is Mn, Co, Ni, or a combination thereof), and Li(NiMc ) _O2 ₍ ^Mc is _Mn , ^Co , Al, Fe, _Cr , Ti, Zr, or combinations thereof), elemental sulfur, elemental selenium, iron(III) fluoride, copper(II) fluoride, lithium iodide, and iodine, items 24 through 47 A process according to any one of
(Item 49)
wherein said electrochemically active material is a phosphate of the formula LiM ^a PO ₄ , where M ^a is Fe, Mn, Co, or a combination thereof (eg, LiFePO ₄ ); 49. The process of item 48, wherein the material is made from particles optionally further coated with carbon.
(Item 50)
49. Any one of items 24 to 49, wherein the electronically conducting material is selected from carbon black, Ketjen™ black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fibers or nanofibers, carbon nanotubes, and combinations thereof ^. process.
(Item 51)
51. The process of item 50, wherein the electronically conductive material comprises carbon fibers (such as VGCF).
(Item 52)
51. The process of item 50, wherein the electronically conductive material comprises graphite.
(Item 53)
wherein said ceramic particles of step (b) comprise a ceramic of formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof and 0<z<1 53. The process of any one of items 24-52, wherein the process is
(Item 54)
54. The process of item 53, wherein M is Ge.
(Item 55)
54. The process of item 53, wherein M is Ti.
(Item 56)
56. The process of any one of items 24-55, wherein the ceramic of step (a) and the ceramic particles of step (b) are the same.
(Item 57)
A multilayer component obtainable by the process according to any one of items 1 to 56.
(Item 58)
A multilayer component comprising a solid electrode layer and a solid electrolyte layer, wherein:
the solid electrolyte layer comprises ceramic particles;
the solid electrode layer comprises an electrochemically active material, ceramic particles, and an electronically conductive material; or
one
wherein the solid electrode layer and the solid electrolyte layer are free of electrolyte polymers and polymer binders;
multi-layer parts.
(Item 59)
The ceramic in the solid electrolyte layer is of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof and 0<z<1 59. A multilayer component according to item 58, wherein:
(Item 60)
60. The multilayer component of item 59, wherein M is Ge.
(Item 61)
60. The multilayer component of item 59, wherein M is Ti.
(Item 62)
62. A multilayer component according to any one of items 58 to 61, wherein said electrode layer is an anode layer.
(Item 63)
the electrochemically active material is a phosphate (e.g., LiMaPO4 ^, where Ma ^is Fe, Ni, Mn, Co, or _a combination thereof), oxides and composite oxides; For example, LiMn ₂ O ₄ , LiM ^b O ₂ (where M ^b is Mn, Co, Ni, or a combination thereof), and Li(NiM ^c )O ₂ (where M ^c is Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, or combinations thereof), elemental sulfur, elemental selenium, iron(III) fluoride, copper(II) fluoride, lithium iodide, and iodine from item 58 63. Multilayer component according to any one of clauses 62.
(Item 64)
_wherein said electrochemically active material is a phosphate of the formula LiMaPO4, where Ma ^is ^Fe , Mn, Co, or a combination thereof ( such as _LiFePO4 ); is made from particles optionally coated with carbon.
(Item 65)
65. Any one of items 58-64, wherein the conductive material is selected from the group consisting of carbon black, Ketjen™ black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fibers or nanofibers, carbon nanotubes, and combinations thereof ^. A multilayer component as described in .
(Item 66)
66. Multilayer component according to item 65, wherein the electronically conducting material comprises carbon fibers (such as VGCF).
(Item 67)
66. The multilayer component of item 65, wherein the electronically conductive material comprises graphite.
(Item 68)
The ceramic particles in the solid electrode layer comprise a ceramic of formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ , where M is Ti, Ge, or a combination thereof, and 0<z< 68. The multilayer component according to any one of items 58 to 67, which is 1.
(Item 69)
69. The multilayer component of item 68, wherein M is Ge.
(Item 70)
69. The multilayer component of item 68, wherein M is Ti.
(Item 71)
71. Multilayer component according to any one of items 58 to 70, wherein the ceramic particles in the solid electrolyte layer and the ceramic particles in the solid electrode layer are the same.
(Item 72)
72. A multilayer component according to any one of items 57 to 71, comprising a high contact at the interface between the solid electrolyte layer and the solid electrode layer.
(Item 73)
73. A multilayer component according to any one of items 57 to 72, wherein at least one layer of said multilayer component has a density of at least 90% of the theoretical density.
(Item 74)
74. An electrochemical cell comprising a cathode, an anode and an electrolyte, said electrolyte and anode together forming a multilayer component according to any one of items 57-73.
(Item 75)
75. The electrochemical cell of item 74, wherein said cathode comprises a lithium or lithium alloy coating and a polymer interlayer between said lithium or lithium alloy coating and said solid electrolyte layer.
(Item 76)
76. An electrochemical cell according to item 75, wherein said polymer interlayer comprises a polyether polymer and a lithium salt, eg an optionally crosslinked PEO-based polymer and a lithium salt (eg LiTFSI).
(Item 77)
A process for preparing an electrochemical cell comprising:
(i) preparing a multilayer component by the process of any one of items 1 to 56; and
(ii) assembling said multilayer component of step (i) with a cathode layer;
process, including
(Item 78)
78. The process of item 77, wherein the cathode layer comprises a lithium or lithium alloy coating and a polymeric intermediate layer between the lithium or lithium alloy coating and the solid electrolyte layer.
(Item 79)
79. The process of item 78, wherein said polymeric interlayer comprises a polyether polymer and a lithium salt, such as an optionally crosslinked PEO-based polymer and a lithium salt (such as LiTFSI).
(Item 80)
A battery comprising at least one electrochemical cell according to any one of items 74-76.
(Item 81)
81. The battery of item 80, wherein the battery is a lithium battery or a lithium ion battery.

Claims

固体電極層および固体電解質層を含む多層部品を調製するためのプロセスであって、前記プロセスは、プロセスＡおよびＢ:
Ａ：少なくとも以下のステップ
ａ）セラミック粒子を圧縮することにより前記固体電解質層を調製するステップ;
ｂ）少なくとも電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を含む混合物であって、前記混合物は溶媒を含まない、混合物を、調製するステップ;
ｃ）（ｂ）で調製された前記混合物を、（ａ）で調製された前記固体電解質層上に塗布して、二重層材料を得るステップ;および
ｄ）（ｃ）で得られた前記二重層材料を、少なくとも５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力および約４００℃から約９００℃の範囲内の温度で加圧するステップ
を含む、プロセス
Ｂ：以下のステップ
ａ）セラミック粒子およびポリマーの混合物を第１の支持体上に塗布することにより、電解質組成物層を調製するステップ;
ｂ）少なくとも電気化学的活物質、セラミック粒子、電子伝導材料、および必要に応じてポリマーを含む混合物を、調製するステップ;
ｃ）ステップ（ｂ）で調製された電極材料混合物を:
ｉ．（ａ）で調製された前記電解質組成物層上に塗布して二重層材料を得るか;または
ｉｉ．第２の支持体上に塗布して、その後、前記塗布した電極材料混合物の表面を、前記電解質組成物層の表面と接触させて;
二重層材料を得るステップ;
ｄ）（ｃ）で得られた前記二重層材料を、少なくとも５０ｋｇ／ｃｍ ^２の圧力、および約４００℃から約９００℃の範囲内の温度で、加圧するステップ
を含む、プロセス；
から選択され、
ここで、前記固体電解質層および前記電極層が、ステップ（ｄ）の後でポリマーを好ましくは含まない、プロセス。 A process for preparing a multilayer component comprising a solid electrode layer and a solid electrolyte layer, said process comprising Processes A and B:
A: At least the following steps
a) preparing said solid electrolyte layer by compacting ceramic particles;
b) preparing a mixture comprising at least an electrochemically active material, ceramic particles, and an electronically conductive material, said mixture being solvent-free;
c) applying said mixture prepared in (b) onto said solid electrolyte layer prepared in (a) to obtain a bilayer material; and d) said bilayer obtained in (c). A process comprising pressing a material at a pressure of at least 50 kg/cm ² and a temperature within the range of about 400°C to about 900°C
B: the following steps
a) preparing an electrolyte composition layer by applying a mixture of ceramic particles and a polymer onto a first support;
b) preparing a mixture comprising at least an electrochemically active material, ceramic particles, an electronically conductive material, and optionally a polymer;
c) the electrode material mixture prepared in step (b) by:
i. coated on said electrolyte composition layer prepared in (a) to obtain a bilayer material; or
ii. coating on a second support and then contacting the surface of said coated electrode material mixture with the surface of said electrolyte composition layer;
obtaining a double layer material;
d) pressing said bilayer material obtained in (c) at a pressure of at least 50 kg/cm ² and a temperature in the range of about 400° C. to about 900° C.
a process, including
is selected from
A process wherein said solid electrolyte layer and said electrode layer are preferably polymer-free after step (d) .

ステップ（ａ）が、溶媒の添加を除外する、および/またはリチウム塩の添加を除外する、請求項１に記載のプロセス。 2. The process of claim 1, wherein step (a) excludes addition of solvent and/or excludes addition of lithium salt .

ステップ（ａ）の前記セラミックが、式Ｌｉ_１＋ｚＡｌ_ｚＭ_２－ｚ（ＰＯ_４）_３のものであり、および/またはステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のセラミックを含み、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、ｚは０＜ｚ＜１になるような、好ましくはＭがＧｅ、またはＭがＴｉである、請求項１または２に記載のプロセス。 The ceramic of step (a) is of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ and/or the ceramic particles of step (b) are of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ ceramics, where M is Ti, Ge, or a combination thereof, and z is preferably M is Ge or M is Ti , such that 0<z<1 , a process according to claim 1 or 2 .

プロセスＡのステップ（ａ）が、酸素の存在下（例えば、空気中）で実施される、および/もしくは１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲内の圧力で実施される、またはプロセスＢのステップ（ａ）がさらに、酸素の存在下（例えば、空気中）、好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲内の圧力で前記混合物を加圧することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のプロセス。 Step (a) of process A is performed in the presence of oxygen (e.g., in air) and/or at a pressure in the range of 100 kg/ ^cm2 to 5000 kg/cm2 ^, or 4. The method of claims 1 to 3 , wherein step (a) further comprises pressurizing said mixture in the presence of oxygen (e.g. in air), preferably at a pressure in the range of 100 kg/cm2 to 5000 kg ^/ cm2 ^. A process according to any one of paragraphs.

ステップ（ｄ）が、
不活性雰囲気中（アルゴンまたは窒素など）で；および/または
５０ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、もしくは１００ｋｇ／ｃｍ ^２から５０００ｋｇ／ｃｍ ^２、もしくは３００ｋｇ／ｃｍ ^２から２０００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲の圧力で；および/または
約４５０℃から約８５０℃、好ましくはプロセスＡについて約６００℃から約７００℃、もしくは好ましくはプロセスBについて約６００℃から約７５０℃の範囲内の温度で；および/または
０時間よりも長く１０時間未満の期間、もしくは３０分から５時間の間、もしくは３０分から２時間の間、
実施される、請求項１から４のいずれか一項に記載のプロセス。 step (d)
in an inert atmosphere (such as argon or nitrogen) ; and/or
at a pressure in the range of 50 kg/cm2 ^to 5000 kg/ ^cm2 , or 100 kg/cm2 ^to 5000 kg/cm2 ^, or 300 kg/cm2 ^to 2000 kg/cm2 ^; and/or
at a temperature within the range of about 450° C. to about 850° C., preferably about 600° C. to about 700° C. for Process A, or preferably about 600° C. to about 750° C. for Process B; and/or
for a period greater than 0 hours and less than 10 hours, or between 30 minutes and 5 hours, or between 30 minutes and 2 hours,
5. A process according to any one of claims 1 to 4 , carried out.

ステップ（ｂ）における前記混合物の調製が、ボールミリングによって実施される、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。 6. The process of any one of claims 1-5 , wherein the preparation of the mixture in step (b) is performed by ball milling.

前記電極が陽極であり、好ましくは前記電気化学的活物質が、リン酸塩（例えば、ＬｉＭ ^ａＰＯ _４であり、式中、Ｍ ^ａがＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せである）、酸化物および複合酸化物、例えばＬｉＭｎ _２Ｏ _４、ＬｉＭ ^ｂＯ _２（Ｍ ^ｂは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはこれらの組合せである）、およびＬｉ（ＮｉＭ ^ｃ）Ｏ _２（Ｍ ^ｃは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれらの組合せである）、元素状硫黄、元素状セレン、フッ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化銅（ＩＩ）、ヨウ化リチウム、およびヨウ素から選択され、好ましくは前記電気化学的活物質が、式ＬｉＭ ^ａＰＯ _４のリン酸塩であり、式中、Ｍ ^ａはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せ（例えば、ＬｉＦｅＰＯ _４）であり、前記電気化学的活物質は、炭素で必要に応じてさらに被覆された粒子から作製される、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。 Said electrode is an anode and preferably said electrochemically active material is a phosphate (e.g. LiMaPO4) , ^where Ma _is Fe, Ni, Mn, Co, or a combination thereof ^. ), oxides and composite oxides such as LiMn2O4 , LiMbO2 ₍ _where Mb is Mn _, ^Co , Ni ^, or combinations thereof), and Li( ^NiMc ) _O2 ( ^Mc is Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, or combinations thereof), elemental sulfur, elemental selenium, iron(III) fluoride, copper(II) fluoride, lithium iodide, and iodine, preferably said electrochemically active material is a phosphate of formula LiMaPO4 _, wherein Ma ^is ^Fe , Mn, Co, or a combination thereof (e.g. _LiFePO4 ) and said electrochemically active material is made of particles optionally further coated with carbon .

前記電子伝導材料が、カーボンブラック、Ｋｅｔｊｅｎ^ＴＭブラック、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンファイバー、またはナノファイバー、カーボンナノチューブ、およびこれらの組合せからなる群から選択され、好ましくは前記電子伝導材料が、カーボンファイバー（ＶＧＣＦなど）を含む、または前記電子伝導材料が黒鉛を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。 Said electronically conducting material is selected from the group consisting of carbon black, Ketjen ^TM black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fiber or nanofibers, carbon nanotubes and combinations thereof , preferably said electronically conducting material is carbon 8. A process according to any one of the preceding claims , comprising fibers (such as VGCF) or wherein said electron conducting material comprises graphite .

ステップ（ａ）の前記セラミックおよびステップ（ｂ）の前記セラミック粒子が同一である、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。 9. The process of any one of claims 1-8 , wherein the ceramic of step (a) and the ceramic particles of step (b) are the same.

プロセスＢのステップ（ａ）がさらに、溶媒を含み、塗布の後に前記混合物を乾燥することを含む、および/またはさらに前記第１の支持体を除去することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロセス。 10. Any of claims 1 to 9, wherein step (a) of process B further comprises solvent, drying said mixture after application , and/or further comprising removing said first support. or the process of paragraph 1 .

プロセスＢにおいて、ステップ（ａ）および存在する場合にはステップ（ｂ）の前記ポリマーが、出現するごとに独立して、フッ素化ポリマー（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリ（フッ化ビニリデン－ｃｏ－ヘキサフルオロプロピレン）（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）など）、ポリ（アルキレンカーボネート）（ポリ（エチレンカーボネート）またはポリ（プロピレンカーボネート）など）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から選択され、好ましくは前記ポリマーが、ポリ（アルキレンカーボネート）（ポリ（エチレンカーボネート）またはポリ（プロピレンカーボネート）など）である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロセス。 In Process B, the polymer of step (a) and step (b), if present, is independently at each occurrence a fluorinated polymer (polyvinylidene fluoride (PVDF) or poly(vinylidene fluoride-co- hexafluoropropylene) (such as PVDF-HFP)), poly(alkylene carbonate) (such as poly(ethylene carbonate) or poly(propylene carbonate)), polyvinyl butyral (PVB), or polyvinyl alcohol (PVA) , preferably 11. The process of any one of claims 1-10 , wherein the polymer is a poly(alkylene carbonate), such as poly(ethylene carbonate) or poly(propylene carbonate) .

前記プロセスＢがステップ（ｃ）（ｉｉ）を含み、前記プロセスが、接触前に前記第１の支持体および前記第２の支持体を除去することを含む、または前記プロセスＢがステップ（ｃ）（ｉｉ）を含み、前記プロセスが、接触後かつステップ（ｄ）の前に前記第１の支持体および前記第２の支持体を除去することを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のプロセス。 Said process B comprises step (c)(ii), said process comprises removing said first support and said second support prior to contacting, or said process B comprises step (c) 12. Any one of claims 1 to 11 , comprising (ii), wherein said process comprises removing said first support and said second support after contacting and before step (d). process described in .

前記プロセスＢがさらに、ステップ（ｄ）の前に、ロール間に前記二重層材料を積層するステップを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のプロセス。 13. The process of any one of claims 1-12 , wherein said process B further comprises, prior to step (d), laminating said double layer material between rolls.

プロセスＢのステップ（ｂ）がさらに溶媒を含み、ステップ（ｃ）がさらに、前記塗布した電極材料を乾燥することを含む、またはプロセスＢのステップ（ｂ）が、前記電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を乾燥混合すること、得られた混合物をポリマーと共に溶媒中に懸濁させることを含み、ステップ（ｃ）はさらに、前記塗布した電極材料を乾燥することを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のプロセス。 Step (b) of process B further comprises a solvent and step (c) further comprises drying said applied electrode material, or step (b) of process B comprises 4. The method of claim 1, comprising dry-mixing the particles and the electron-conducting material, suspending the resulting mixture with the polymer in a solvent, and step (c) further comprising drying the applied electrode material. 14. The process of any one of 1-13 .

請求項１から１４のいずれか一項に記載のプロセスによって得られる、多層部品。 A multilayer component obtainable by a process according to any one of claims 1-14 .

固体電極層および固体電解質層を含む、多層部品であって:
前記固体電解質層がセラミック粒子を含み;
前記固体電極層が、電気化学的活物質、セラミック粒子、および電子伝導材料を含み;かつ
前記固体電極層および前記固体電解質層が、電解質ポリマーおよびポリマー結合剤を含まない、
多層部品。 A multilayer component comprising a solid electrode layer and a solid electrolyte layer, wherein:
the solid electrolyte layer comprises ceramic particles;
said solid electrode layer comprises an electrochemically active material, ceramic particles, and an electronically conductive material; and said solid electrode layer and said solid electrolyte layer are free of electrolyte polymers and polymer binders;
multi-layer parts.

前記固体電解質層内の前記セラミックが、式Ｌｉ_１＋ｚＡｌ_ｚＭ_２－ｚ（ＰＯ_４）_３のものであり、および/または前記固体電極層内の前記セラミック粒子が、式Ｌｉ _１＋ｚＡｌ _ｚＭ _２－ｚ（ＰＯ _４） _３のセラミックを含み、式中、ＭはＴｉ、Ｇｅ、またはこれらの組合せであり、０＜ｚ＜１であり、好ましくはＭがＧｅ、またはＭがＴｉである、請求項１６に記載の多層部品。 The ceramic in the solid electrolyte layer is of the formula Li _1+z Al _z M _2-z (PO ₄ ) ₃ and/or the ceramic particles in the solid electrode layer are of the formula Li _1+z Al _z M _{2 - z} (PO ₄ ) ₃ ceramics, wherein M is Ti, Ge, or a combination thereof, 0<z<1 , preferably M is Ge or M is Ti; 17. Multilayer component according to claim 16 .

前記電極層が陽極層であり、好ましくは前記電気化学的活物質が、リン酸塩（例えば、ＬｉＭ ^ａＰＯ _４であり、式中、Ｍ ^ａがＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、またはこれらの組合せである）、酸化物および複合酸化物、例えばＬｉＭｎ _２Ｏ _４、ＬｉＭ ^ｂＯ _２（Ｍ ^ｂは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはこれらの組合せである）、およびＬｉ（ＮｉＭ ^ｃ）Ｏ _２（Ｍ ^ｃは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれらの組合せである）、元素状硫黄、元素状セレン、フッ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化銅（ＩＩ）、ヨウ化リチウム、およびヨウ素から選択され、または好ましくは前記電気化学的活物質が、式ＬｉＭ ^ａＰＯ _４のリン酸塩であり、式中、Ｍ ^ａはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、もしくはこれらの組合せ（ＬｉＦｅＰＯ _４など）であり、前記電気化学的活物質は、炭素で必要に応じて被覆された粒子から作製される、請求項１６または１７に記載の多層部品。 Said electrode layer is an anode layer and preferably said electrochemically active material is a phosphate (e.g. LiMaPO4) _, ^where Ma ^is Fe, Ni, Mn, Co or combinations) , oxides and composite oxides such as LiMn2O4 , LiMbO2 ₍ _where Mb ^is Mn _, ^Co , Ni, or a combination thereof), and Li( ^NiMc ) _O2 ( Mc ^is Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, or combinations thereof), elemental sulfur, elemental selenium, iron(III) fluoride, copper(II) fluoride, iodide Lithium, and iodine _, or preferably said electrochemically active material is a phosphate of formula LiMaPO4, wherein ^Ma is ^Fe , Mn, Co, or a combination thereof ( _LiFePO4 etc. ) and the electrochemically active material is made of particles optionally coated with carbon .

前記伝導材料が、カーボンブラック、Ｋｅｔｊｅｎ^ＴＭブラック、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンファイバー、またはナノファイバー、カーボンナノチューブ、およびこれらの組合せからなる群から選択され、好ましくは前記電子伝導材料が、カーボンファイバー（ＶＧＣＦなど）を含むまたは黒鉛を含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の多層部品。 Said conductive material is selected from the group consisting of carbon black, Ketjen ^TM black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fiber or nanofibers, carbon nanotubes and combinations thereof , preferably said electronically conductive material is carbon fiber 19. Multilayer component according to any one of claims 16 to 18 , comprising (such as VGCF) or comprising graphite .

前記固体電解質層内の前記セラミック粒子および前記固体電極層内の前記セラミック粒子が同一である、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の多層部品。 20. The multilayer component according to any one of claims 16-19 , wherein the ceramic particles in the solid electrolyte layer and the ceramic particles in the solid electrode layer are identical.

前記固体電解質層と前記固体電極層との間の界面に、高接触を含む、および/またはここで前記多層部品の少なくとも１つの層が、理論密度の少なくとも９０％の密度を有する、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の多層部品。 16. The interface between the solid electrolyte layer and the solid electrode layer comprises high contact and/or wherein at least one layer of the multilayer component has a density of at least 90% of the theoretical density. 21. A multilayer component according to any one of claims 20 to 21 .

陰極、陽極、および電解質を含む、電気化学セルであって、前記電解質および陽極が一緒になって、請求項１５から２１のいずれか一項に記載の多層部品を形成し、好ましくは前記陰極が、リチウムまたはリチウム合金被膜、ならびに前記リチウムまたはリチウム合金被膜と前記固体電解質層との間のポリマー中間層を含み、前記ポリマー中間層が、好ましくはポリエーテルポリマーおよびリチウム塩、例えば、必要に応じて架橋されたＰＥＯベースのポリマーおよびリチウム塩（例えば、ＬｉＴＦＳＩ）を含む、電気化学セル。 An electrochemical cell comprising a cathode, an anode and an electrolyte, said electrolyte and anode together forming a multilayer component according to any one of claims 15 to 21 , preferably said cathode , a lithium or lithium alloy coating, and a polymer intermediate layer between said lithium or lithium alloy coating and said solid electrolyte layer, said polymer intermediate layer preferably comprising a polyether polymer and a lithium salt, e.g. An electrochemical cell comprising a crosslinked PEO-based polymer and a lithium salt (eg LiTFSI) .

電気化学セルを調製するためのプロセスであって:
（ｉ）請求項１から１４のいずれか一項に記載のプロセスにより、多層部品を調製するステップ;および
（ｉｉ）ステップ（ｉ）の前記多層部品を、陰極層と共に組み立てるステップ
を含む、プロセス。 A process for preparing an electrochemical cell comprising:
(i) preparing a multilayer component by the process of any one of claims 1 to 14 ; and (ii) assembling said multilayer component of step (i) with a cathode layer.

前記陰極層が、リチウムまたはリチウム合金被膜、ならびに前記リチウムまたはリチウム合金被膜と前記固体電解質層との間のポリマー中間層を含み、前記ポリマー中間層が、好ましくはポリエーテルポリマーおよびリチウム塩、例えば必要に応じて架橋されたＰＥＯベースのポリマーおよびリチウム塩（ＬｉＴＦＳＩなど）を含む、請求項２３に記載のプロセス。 Said cathode layer comprises a lithium or lithium alloy coating and a polymer intermediate layer between said lithium or lithium alloy coating and said solid electrolyte layer, said polymer intermediate layer preferably comprising a polyether polymer and a lithium salt, e.g. 24. The process of claim 23 , comprising an optionally crosslinked PEO-based polymer and a lithium salt (such as LiTFSI) .

少なくとも１つの請求項２２に記載の電気化学セルを含む、バッテリーであって、前記バッテリーが、好ましくはリチウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーである、バッテリー。
23. A battery comprising at least one electrochemical cell according to claim 22 , said battery being preferably a lithium battery or a lithium ion battery .