SOLID STATE CATHOLYTE OR ELECTROLYTE FOR BATTERY USING LIAMPBSC (M = SI, GE, AND/OR SN)

• Main Authors: CHAO, CHENG CHIEH, HOLME, TIM, CHEN, ZHEBO, RILEY JR., GILBERT N, MAYER, MARIE A
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.11.2014
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES ORLIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE; ELECTRICITY

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. La présente invention se rapporte à un dispositif de stockage d'énergie qui comprend une région de cathode ou un autre élément. Le dispositif comporte une région active principale comprenant une pluralité de premières régions actives disposées spatialement dans la région de cathode. La région active principale se dilate ou se contracte, passant d'un premier volume à un second volume pendant une période de charge et de décharge. Le dispositif comprend un matériau de catholyte confiné spatialement dans une région spatiale de la région de cathode et disposé spatialement dans des régions spatiales qui ne sont pas occupées par les premières régions actives. Selon un exemple, le matériau de catholyte comprend un matériau contenant du lithium, du germanium, du phosphore et du soufre (« LGPS ») et configuré dans un état polycristallin. Le dispositif comprend des dérivés de l'oxygène configurés dans le matériau contenant le LGPS, le rapport entre les dérivés de l'oxygène et les dérives soufrés étant égal ou inférieur à 1:2 afin de former un matériau LGPSO. Le dispositif comprend un matériau de protection formé de sorte à recouvrir les régions exposées du matériau de cathode afin de garder sensiblement les dérivés soufrés dans le matériau de catholyte. La présente invention se rapporte également à une nouvelle configuration de dopant du matériau contenant le LiaMPbSc (LMPS) [M = le silicium (Si), le germanium (Ge) et/ou l'étain (Sn)].