SOLID STATE CATHOLYTE OR ELECTROLYTE FOR BATTERY

• Main Authors: CHAO CHENG CHIEH, CHEN ZHEBO, MAYER MARIE A, RILEY JR. GILBERT N, HOLME TIM
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 27.01.2016
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

본 발명은 캐소드 영역 또는 다른 요소를 포함하는 에너지 저장 장치를 제공한다. 이 장치는 캐소드 영역 내에 공간적으로 배치되는 복수의 제 1 활성 영역을 포함하는 주요 활성 영역을 갖는다. 주요 활성 영역은 충전 및 방전의 기간 중에 제 1 체적으로부터 제 2 체적으로 팽창 또는 수축된다. 이 장치는 캐소드 영역의 공간적 영역 내에 공간적으로 봉입되는, 그리고 제 1 활성 영역에 의해 점유되지 않은 공간적 영역 내에 공간적으로 배치되는 캐소라이트 재료를 갖는다. 일 실시예에서, 캐소라이트 재료는 다결정 상태로 배치된 리튬, 게르마늄, 인, 및 황("LGPS") 함유 재료를 포함한다. 이 장치는 LGPS 함유 재료 내에 배치된 산소 종을 갖고, 이 산소 종은 LGPSO 재료를 형성하기 위해 황 종에 대해 1:2 이하의 비율을 갖는다. 이 장치는 캐소라이트 재료 내에 황 종을 실질적으로 유지시키기 위해 캐소드 재료의 노출된 영역 상에 위치되도록 형성된 보호성 재료를 갖는다. 또한 LiMPS(LMPS)[M=Si, Ge, 및/또는 Sn] 함유 재료의 새로운 도핑제 구성이 포함된다. The present invention provides an energy storage device comprising a cathode region or other element. The device has a major active region comprising a plurality of first active regions spatially disposed within the cathode region. The major active region expands or contracts from a first volume to a second volume during a period of a charge and discharge. The device has a catholyte material spatially confined within a spatial region of the cathode region and spatially disposed within spatial regions not occupied by the first active regions. In an example, the catholyte material comprises a lithium, germanium, phosphorous, and sulfur ("LGPS") containing material configured in a polycrystalline state. The device has an oxygen species configured within the LGPS containing material, the oxygen species having a ratio to the sulfur species of 1:2 and less to form a LGPSO material. The device has a protective material formed overlying exposed regions of the cathode material to substantially maintain the sulfur species within the catholyte material. Also included is a novel dopant configuration of the LiaMPbSc (LMPS) [M=Si,Ge, and/or Sn] containing material.