湯 問 とうもん
ことば--------------------------------------------------------------------------------
「われの死すといえども、子ありて存す。子また孫を生み、孫また子を生み、子また子あり、子ま
た孫あり。子子孫孫窮匱（きゆうき）なきなり。而して山は増すことを加えず。いかんぞ平らがが
らんや」「力を量らずして、日の影を迫わんと欲す」「すでに去るに、余音梁欐（りょうれい）を
繞り、三日絶えず。左右その人夫らずと以えり」
----------------------------------------------------------------------------------------
ものを知らない孔子
孔子が東の国に旅した時、子供がふたりで何やらいい争っていた。孔子はわけをたずねた。
「ぽくは、お日さまは朝は近くにいて、日中は遠くにいってしま
うと思うんです」「ぼくは、朝は遠くにいて、日中は近くにくると思うんです」
「そんなこといったって、日がのぼる時は車の上のかさぐらい大きいけど、日中はお皿みたいに小
さいもん。近くのものは大きくみえて、遠くのものは小さくみえるはずじゃないか」
「だって、日ののぼり始めはまだ涼しいけど、日中になれば熱湯に手をつっこんだみたいだよ。遠ければ涼
しくて、近ければ熱いはずじゃないか」
孔子はどちらともきめかねた。子供たちは口をそろえてひやかした。
「それでも物知りといえるの、おじさん」
〈車の上のかさ〉 車の上にかける円形のかさ。雨よけにも日よけにもなる。
Wikipedia
左義長五百マイル君に届かん
【エネルギー通貨制時代 ４０】
”Anytime, anywhere ￥１／kWh Era” 
Mar. 3, 2017
【蓄電池篇：電気自動車５００マイル走行を可能にする二次元材料Ⅰ】
今夜は、ナノテクノロジー（ネオコンバーテックのコア技術）領域から、最新のリチウム－空気二次電池技
術の話題を取りあげる。１月１０日、UIC工科大学の研究グループは、二次元触媒材料を合成したことを
公表。 それによると、触媒がリチウム － 空気電池に組み入込むことで、それらの多くの２ Ｄ材料は、電
池が伝統的な触媒を含むリチウム－ 空気電池よりも最大１０倍多いエネルギーの保持にすることに成功
する。尚、 同グループの調査結果はジャーナルAdvanced Materialsに掲載。
ところで、リチウム空気電池は、電気自動車、携帯電話、およびコンピュータに電力を供給する
ために現在使用されているリチウムイオン電池の次の革新的な代替候補にある。現在開発段階に
あるリチウム空気電池は、 リチウムイオン電池の 10倍のエネルギーを蓄えることができ、はる
かに軽量であるが、リチウム空気電池は二次元材料から作られた先進的な触媒を組み込むことで
さらに効率的でより多くの電荷提供が可能となる。この触媒は、電池内部の化学反応の速度を速
め、触媒製造材料の種類により、電池のエネルギーを保持供給能力を大幅に高めることができる。
尚、このような２ Ｄ材料の一般的原理の発見を理化学研究所などの国際共同研究グループが成功して
いる（下図参照）。
Dec. 8, 2017
１７年１２月８日、理化学研究所などの国際共同研究グループは、遷移金属ダイカルコゲナイド
（TMD；Transition Metal Dichalcodenidesの略）――タングステン、パラジウム、白金などの遷移金
属元素Mと、硫黄、セレン、テルルのいずれかのカルコゲン元素Xとが結合し「MX2」の化学組成
で表される層状構造を持つ化合物。組成によって絶縁体から半導体、金属、超伝導体まで幅広く
電子状態が変化する。また、層状結晶をバラバラにした原子レベルの厚さのシートにしても安定
で、積層時とは異なる電子状態が発現することもあり、有望な次世代の電子素子として注目され
てい――において、物質表面にスピンの向きがそろったトポロジカルな電子状態や、物質内部全
体にグラフェンと同様な質量ゼロのディラック電子状態が発現時の一般的な原理を発見――六つ
の異なる組成をもつTMDについて、トポロジカル表面電子状態や3次元ディラック電子状態が存在
していることを実証――してたことを公表している。
Jan..16，2019
さて、１５種類の二次元遷移金属ジカルコゲナイドまたは単層遷移金属ダイカルコゲナイド（TM
DCs;Transition Metal Dichalcegenides）を合成。 TMDCは、充電および放電中に電池内で起こる反
応などの他の材料との反応に参加するために使用することができる、高い電子伝導性および速い
電子移動を有するため、独特の化合物である。 同大学の研究者らは、リチウム空気電池を模した
電気化学システムの触媒としての１５種類のTMDCの性能を実験的に調べ、これらの材料の反応
速度は、金や白金のような従来の触媒に比べてはるかに高い早い。 二次元TDMCが非常にうまく機
能した理由の１つには、 リチウム空気電池で起こる充電放電の触媒の二機能性として知られる双
方向反応による。二次元原材料は電解質、すなわち充電および放電中のイオン移動材料と相乗作
用をもたらすが、使用した二次元TDMCとイオン液体電解質は、電子がより速く移動するのを助
ける助触媒系であり、より速い充電と、より効率的なエネルギー貯蔵と放出をもたらす。また、
電池を次のレベルに引き上げ、より効率的かつ大規模な製造方法の開発を必要とする。
Mar. 21, 2018
【最新関連特許事例】
❏ 特開 2018-200782 金属空気電池用正極、金属空気電池、リチウム空気電池、金属 空気電
池用正極の製造方法、リチウム硫黄電池用正極、リチウム硫黄電池、及びリチウム硫黄電池
用正極の製造方法 学校法人 東洋大学
リチウム空気電池は、理論的に１２０００Ｗｈ／ｋｇというガソリンに匹敵するエネルギー密度
を得られる電池である。理論値だけで比べればリチウムイオン電池よりも３０倍以上もエネルギ
ー密度が高い。さらに、リチウムイオン電池に比べて危険性が低く、空気を利用することから、
自動車への搭載が期待されている。 従来、リチウム空気電池の正極（空気極）は、空気（酸素）
の透過性が高いカーボンペーパーを正極集電体として、その片面に正極活性体を塗布し作製され
ていた。正極活性体は、電気伝導性の炭素物質と、金属触媒と、バインダーとを混合した材料が
用いられている。特に炭素物質はアセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラフェン、カー
ボンナノチューブ、その他のカーボンナノ構造体などがこれまで使用されている。
リチウム空気電池の構成要素は、正極以外に、負極、分離膜、電解質である。負極には通常金属
リチウムが使われる。リチウム空気電池の放電は、負極から電解質に溶出したリチウムイオンが
正極近傍で酸素と化学反応し、正極上に過酸化リチウム、炭酸リチウムなどの放電堆積物を形成
するというメカニズムで行われる。充電はその逆の反応が起こる。正極活性体の金属触媒は過酸
化リチウムを形成（放電時）や分解（充電時）を助ける働きをし、炭素物質は放電堆積物を形成
する場所の提供と、酸化反応により生じた電子の輸送を担う。そのため、特に正極活性体に使わ
れる炭素物質は、電気伝導性が高く、放電堆積物を多く形成するため比表面積が高くかつ多孔質
状であることが望ましいと考えられている。これまでの正極作製方法は、複数の物質からなる正
極活性体を準備し、それを正極集電体に塗布するという複数の工程により行われていた。例えば、
グラフェンと、バインダーとしてポリテトラフルオロエチレンを使用し、高容量の正極を製造す
る方法がある。
複数の工程を経ることなく、かつ電池の高容量化を実現できる金属空気電池用正極、金属空気電池、
金属空気電池用正極の製造方法、リチウム硫黄電池用正極、リチウム硫黄電池、及びリチウム硫
黄電池用正極の製造方法の提供。【解決手段】正極集電体上にカーボンナノウォールが形成され
ていることを特徴とする、金属空気電池用正極。本件によれば、単一行程で正極活性体を正極集
電体上に作製できるため、従来法に比べて製造時間を顕著に短縮できる。また、本発明において
は、金属触媒やバインダーを使用することなく正極を製造することができる。このため、複数の
工程を経ることなく、かつ電池の高容量化を実現できる。
❏ 特開2018-195578 金属空気電池用空気拡散層及びその製造方法、並びにそれを
含む金属空気電池 三星電子株式会社
金属空気電池は、イオンの吸蔵及び放出が可能な負極と、空気中の酸素を活物質として使用する
正極と、を含む。該正極においては、外部から流入される酸素の還元反応及び酸化反応が起こり、
該負極においては、金属の酸化反応及び還元反応が起こり、このときに発生する化学的エネルギ
ーを電気的エネルギーに変換させて抽出する。例えば、該金属空気電池は、放電時には、酸素を
吸収し、充電時には、酸素を放出する。このように、該金属空気電池は、空気中に存在する酸素
を利用するため、電池のエネルギー密度を大きく向上させることができる。例えば、該金属空気
電池は、既存のリチウムイオン電池より数倍以上高いエネルギー密度を有することができる。
併せて、ガス拡散層の重さを低減させる場合、該金属空気電池のエネルギー密度を追加して向上
させることができる。それと関連して、炭素ナノ素材から形成された多孔性フィルムがガス拡散
層として使用されているが、機械的特性が低下してしまうという問題がある。下図のごとく、金
属空気電池用ガス拡散層及びその製造方法、並びにそれを含む金属空気電池に関し、該金属空気
電池用ガス拡散層は、複数の非伝送性ファイバ構造物を具備する多孔層と、炭素素材を含み、該
炭素素材がファイバ構造物の表面に沿って配置される、伝導性炭素層とを含み、また、金属空気
電池用ガス拡散層は、層状自己組立法を利用して、接着層及び伝導性炭素層を含む多層膜構造を
具備するように製造される金属空気電池用空気拡散層及びその製造方法、並びにそれを含む金属
空気電池を提供する。
❏ WO2018148518A1 Passivation of lithium metal by two-dimensional materials
for rechargeable batteries；二次電池用の二次元材料によるリチウム金属の不動態化
0現在のリチウムイオン電池技術は、貯蔵能力およびエネルギー能力の点で限界に達しているとい
う認識が高まっている。しかしながら、より高いエネルギー貯蔵およびより長持ちする装置に対
する需要が依然として増加している。次世代の電池システムのいくつかは、リチウム - 空気 お
よび、リチウム－硫黄電池を含む。リチウム金属は、インターカレートおよびまたは導電技術を
使用せずにリチウムイオン貯蔵の材料として知られている。このため、リチウム金属電極は、高
い理論比容量（?３８６０ｍＡｈ／ｇ）および低い酸化還元電位（-３.０４Ｖ）を示す。したが
って、それらは次世代の充電式リチウムイオン電池用のアノード製造に最良選択と見なされるこ
とが多い。しかしながら、リチウム金属アノードは、数多くの問題を抱る。これらの特性は、繰
り返しのリチウム析出／溶解プロセス中の制御不能なデンドライト形成と関連することが多く、
電池の短絡および潜在的な過熱や発火の原因となる。リチウムデンドライト成長抑制およびび／
またはリチウム金属の安定性を高めるいくつかの技術が実施されている。例えば、添加剤を用い
た液体電解質改質のデンドライト成長／堆積制御。 リチウムイオン＋導電性ポリマーまたは固
体電解質の採用する。 リチウム金属の表面にアルミナ層の塗布、アルミナ薄膜層は、２Ｄ材料
の電子伝導性を欠くセラミック系材料であり、従って電池電極の内部抵抗を増加させる。しかし
ながら、充電式電池に関して有効であることが示された方法はない。低コストで豊富な硫黄が
リチウム－硫黄電池概念を魅力的にする一方で、リチウム－硫黄電池の広範な開発を妨げるいく
つかの問題、例えば、硫黄は絶縁材料であり、活物質の不十分な利用をもたらし、充電／放電プ
ロセス中の電子移動障害となり、さらに、放電プロセス中に、リチウムと硫黄と反応してカソー
ドでより高次の可溶性ポリスルフィドの形成する可能性があり、サイクルプロセス中にアノード
とカソードとの間でポリスルフィドの往復を生む。
このシャトル効果は電池の内部抵抗を増大させ、容量の衰退に寄与する。さらに、リチウム金属
の不均一な堆積から生じる制御されていない樹枝状結晶の形成は、より高いＣ速度での安全性の
問題、ならびに多孔質リチウム金属構造の連続的発生を引き起こす。いくつかの手法が開発され
てきたが、リチウムノードと共に使用された場合、セル効率の低下および容量フェージングの増
大の問題は依然としてリチウム－硫黄電池性能に影響を与える。リチウム電極上に二次元材料（
例えば、ＭｏS２、ＷＳ２、ＭｏＴ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、ＢＮ－Ｃ複合材料など）を堆
積させるための方法に関する。二次元材料で被覆されたリチウム金属電極を組み込んだ電池シス
テムも記載されている。方法は、リチウム電極に出入りするリチウムイオンの流れを促進するた
めに二次元材料を挿入することを含み得る。二次元材料被覆リチウム電極は、高いサイクル安定
性および著しい性能向上をもたらす。システムおよび方法はさらに硫黄コーティングを有するカ
ーボン構造（例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン、多孔質カーボン、自立型
３Ｄ ＣＮＴなど）を有する電極を提供する。
特許請求範囲
- リチウム金属を不動態化する方法であって、該方法は、リチウム電極を用意する。リチウム電極上に二次元材料の少なくとも１つの層を堆積させる。そして二次元材料の少なくとも１つの層を複数のリチウムイオンでインターカレートすること。リチウム金属を不動態化する方法であって、該方法は、 リチウム電極を用意する。リチウム電極上に二次元材料の少なくとも１つの層を堆積させる。そして、二次元材料の少なくとも１つの層を複数のリチウムイオンでインターカレートすること。
- 前記二次元材料が、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＭｏＴｅ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、およびＢＮ ? Ｃからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- 請求項１に記載の方法であって、さらに、少なくとも１つの界面層を挿入するステップであって、前記少なくとも１つの界面層は、前記リチウム電極と前記二次元材料の少なくとも１つの層との間にあるように構成される。前記少なくとも１つの界面層がプラズマ処理された清浄面を含む、請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの界面層がプラズマ処理された清浄面を含む、請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの界面層が、１０ｎｍ未満の厚さを有する金属中間層を含む、請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの界面層が官能化中間層である、請求項３に記載の方法。
- 前記堆積するステップが、スパッタリングおよび蒸着のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記挿入することがさらに以下を含む、請求項１に記載の方法。二次元材料を含む第１のターゲットを提供する。リチウム金属を含む第２のターゲットを用意する。 そしてリチウム電極上に第１のターゲットと第２のターゲットとを同時にスパッタリングする。
- 前記挿入するステップがさらに、二次元材料 - リチウム複合体を含むターゲットを準備するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。 リチウム電極上にターゲットをスパッタリングする。
- 請求項１に記載の方法であって、更に、陰極を準備する工程； 陰極上に複数のカーボンナノチューブ構造体を形成する。 複数のカーボンナノチューブ構造体上に複数の硫黄粒子を堆積させるステップ。
- 正極端子と、ｂ。 陽極は、正極端子に接続され、不動態化層を形成するために２Ｄ材料の少なくとも１つの層で被覆されたリチウム電極を含む。 セパレータ層。 陰極は、その上に配置された複数の硫黄粒子を有する複数のカーボンナノチューブ構造体を含む。 陰極に接続された負端子。
- 前記カーボンナノチューブ構造体が３Ｄカーボンナノチューブ構造体である、請求項１１に記載の電池。
- 前記カソードが、前記基板に結合された複数の硫黄被覆カーボンナノチューブ構造を有するグラフェン基板を含む、請求項１１に記載の電池。
- 前記セパレータ層が、ポリプロピレン層およびポリエチレン層のうちの少なくとも一方を含む、請求項１１に記載の電池。
- 前記アノードおよびカソードが電解質溶液内に配置されている、請求項１１に記載の電池。
- 前記電解質溶液が非水溶液である、請求項１５に記載の電池。
- １つ以上の集電体をさらに含む、請求項１１に記載の電池。
- 前記１つ以上の集電体が、少なくとも１つのアルミニウム金属集電体と少なくとも１つの銅金属集電体とを含む、請求項１７に記載の電池。
- 前記リチウム電極上の前記コーティングが、１つ以上の二硫化モリブデン（ＭｏＳ ２）層を含む、請求項１１に記載の電池。
- 前記リチウム電極上のコーティングが、二硫化タングステン（ＷＳ ２）、二硫化モリブデン（ＭｏＴｅ ２）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ ２）、二セレン化タングステン（ＷＳｅ ２）、窒化ホウ素から選択される少なくとも１つの層をさらに含む請求項１９に記載の電池。 ＢＮ）、および遷移金属ジカルコゲナイド単層。
【詳細な説明】
図１Ａ－図１Ｂは、この実施形態による、２Ｄ材料被覆リチウム金属電極を製造する方法が示さ
れている。図１Ａは、２Ｄ材料の堆積前に、Ｌｉ金属電極１０１を洗浄。電極１０１は、リボン
型リチウム金属、リチウム金属被覆アノードなどを含む。電極１０１は、酢酸、アセトン、イソ
プロピルアルコール、脱イオン水などで洗浄。別の実施形態では、電極１０１は、異なる一連の
工程たは洗浄液を使用洗浄できる。特定の実施形態では、電極１０１は界面層１０２を有し得る。
界面層１０２は、電極１０１との２Ｄ材料の接着促進に挿入できる。例えば、界面層１０２はプ
ラズマ（例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２ガス）を含み得る。）きれいな表面を処理。別の実施形
態では、界面層１０２は堆積金属層を含み得る。金属層は、１.０ｎｍから１０ｎｍの厚さで堆
積。さらに別の実施形態では、界面層１０２は機能化界面層でありる。例えば、電極１０１を真
空中で官能基（例えば、水素、フッ素、Ｃ－Ｈ結合）で処理できる。
次に、図１Ｂでは、２Ｄ材料１０３が電極１０１（または界面層１０２を有する電極１０１）上
に堆積される。 ２Ｄ材料１０３は、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化タングステン（Ｗ
Ｓ２）、二硫化モリブデン（ＭｏＴｅ２）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）、二セレン
化タングステン（ＷＳｅ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）などの１Ｄ層以上の二次元材料を含み得る。
および／または他の任意の遷移金属ジカルコゲニド単層。異なる材料が異なる性能を提供する。
例えば、ＭｏＳ ２はＬｉ金属に対して強い接着力を提供する。また、インピーダンスを下げるた
めに容易に金属相に変換される。一実施形態では、図２に示すように、１つの実施形態において
、図１Ｂにおいて、金属１０２（例えば、Ｍｏ）は、直流（ＤＣ）スパッタリング、電子ビーム
蒸着または電気化学的堆積によって堆積される。その後、２Ｄ材料１０３をスパッタリングによ
って堆積できる。マグネトロン無線周波数（ＲＦ）スパッタリング用のターゲット材料としてタ
ーゲット１１１（例えば前述の２Ｄ材料のいずれか）を使用して、２Ｄ材料の連続層を電極１０
１上にスパッタリングして２Ｄ材料被覆電極を製造する。一実施形態では、スパッタリングは、
１０-6トル以下のベース圧力、不活性ガス流１１２、および１０?１００ＷのＲＦ電力でチャン
バ１１０内で行われてもよい。不活性ガス流１１２は、１－１００ｍＴｏｒｒで流されてもよい。
アルゴン、ヘリウム、または他の物質との反応性が低い他のガス。他の実施形態では、蒸発を利
用して電極１０１上に２Ｄ材料１０３を堆積させることができる。堆積時間は、２Ｄ材料１０３
の厚さを調整するために１から３０分の間で変動してもよい。
図２Ｂは、一実施形態による、２Ｄ材料層を挿入する方法の別の実施形態を示しており、ターゲ
ットは、２Ｄ材料／Ｌｉ複合材料に基づいて作られ、それに応じてスパッタリングされる。２Ｄ
材料ターゲット２２１は、２Ｄ材料とＬｉ金属を含む。前述の実施形態の代替形態では、同時ス
パッタリング法を使用するのではなく、組み合わせたターゲットをスパッタリングする。スパッ
タリングのためのターゲット材料として２Ｄ材料／ Ｌｉ複合材料ターゲット２２１を使用して、
２Ｄ材料／ Ｌｉ複合材料の連続層が電極２０１上にスパッタリングされ、インターカレートさ
れた２Ｄ材料２０４がもたらされる。不活性ガス流２２２は、１～１００ｍＴｏｒｒで流されて
もよく、アルゴン、ヘリウム、または他のガスとの反応性が低い他のガスを含んでもよい。他の
物質堆積時間は、挿入された２Ｄ材料２０４の厚さを変えるために１から３０分まで変化させる
ことができる。他の実施形態では、蒸発を利用して電極２０１上に挿入された２Ｄ材料２０４を
堆積できる。図２Ｃは、２Ｄ材料２０５が電気化学的に挿入されている他の実施形態を示す。
例えば、電極２０１は、本明細書に記載の実施形態に従って２Ｄ材料を用いて堆積させることが
できる。 次に電極２０１を反応室２３０に導入することができ、ここで電極２０１は電解質溶
液（例えば、１：１のＤＯＬ／ＤＭＥ溶媒中の１Ｍリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニ
ル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ））中のリチウム金属２３１に面る。 次いで、電極２０１とリチウ
ム金属２３１との間に電圧を印加することができる。印加電圧は１～１００Ｖの間とすることが
できる。電極２０１とＬｉ金属２３１との間の距離は１～５０ｍｍの間とすることができる。
次いで、電圧を印加すると、リチウム金属２３１のリチウムイオンが電極２０１上に被覆された
２Ｄ材料をインターカレートし、それによってインターカレートされた２Ｄ材料２０５を生成す
る。
図3A-Cは特定の実施形態による、２Ｄ材料がその上に堆積されたＬｉ電極の断面図を示す。図１
に示す実施形態では、Ｎｏ。図３Ａに示すように、２Ｄ材料被覆電極は、電極３０１および２Ｄ
材料３０３を含む。２Ｄ材料３０３は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＭoTｅ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、
ＢＮ－Ｃなどを含む。一実施形態では、電極３０１を最初に洗浄し、次に２Ｄ材料を電極３０１
上に堆積させることができる（例えば、スパッタ、蒸着など）。２Ｄ材料３０３はまた、前述の
インターカレーション方法（例えば、２Ｄ材料とＬｉイオンとの同時スパッタリング、２Ｄ材料／
Ｌｉ複合材料のスパッタリング、電気化学的スパッタリング）のいずれかに従って、Ｌｉイオン
とインターカレートすることもできる。特定の材料は２Ｄ被覆電極を提供するのに適していると
して開示されているが、そのような特定の材料は限定としてではなく例示の目的で開示されてい
る。本開示の実施形態による２Ｄ材料被覆電極。一実施形態では、２Ｄ材料３０３用の選択材料
は、電極製造には化学物質および温度サイクルの耐久性が求まられる。特定の実施形態では、２
Ｄ材料３０３は、空洞、島、および孔を含む多孔質形態がある。多孔質形態は、様々な条件（例
えば、スパッタリング中の高エネルギー衝撃による非平衡原子スタッキング）に起因し得る。多
孔質形態は、電解質イオンの静電吸収のための開放路を提供し、そして支配的な二重層電荷蓄積
のための電気化学的活性部位を提供し得る。これは蓄積された電荷のより速い充電および／また
は放電できる。
図４は、本出願の一実施形態による方法４００を示す。特定の実施形態では、方法４００は、図
１－図４を参照して図示および説明された製造プロセスに対応し得る。図１Ａ－図１Ｂおよび／
または図１Ｃ。 ２Ａ－Ｃ。ブロック４１０において、方法４００はＬｉ電極を準備することを
含む。一実施形態において、Ｌｉ電極は、リチウム複合材料、酸化リチウム、硫化リチウムなど
を含むことができる。特定の実施形態では、界面層を挿入することができ、それによって、２Ｄ
材料へのより良好な接着がえられ、例えば、界面層は、上述のように、プラズマ処理された清浄
表面、金属層、および／または官能化層を含み得る。 ブロック４２０で、方法４００は、Ｌｉ
電極上に２Ｄ材料の少なくとも１つの層を堆積することを含む。２Ｄ材料は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、
ＭｏＴｅ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、ＢＮ－Ｃなどを含み、上述のようにいくつかの方法（
例えば、スパッタリング、蒸着など）によって堆積させることができる。ブロック４３０にお
いて、方法４００は、２Ｄ材料の少なくとも１つの層を複数のＬｉイオンでインターカレートす
ることを含む。 いくつかの実施形態では、２Ｄ材料の挿入は電極の堆積と同時に起こり、他の
実施形態では、２Ｄ材料の堆積は電極材料の堆積後に起こり得る。
一実施形態では、２Ｄ材料と２Ｄ材料の２つのスパッタリングガンによって、２Ｄ材料と２Ｌ材
料を真空スパッタリングチャンバ内で同時スパッタリングする。スパッタリング用のターゲット
材料として２Ｄ材料ターゲットおよびＬｉターゲットを使用して、２Ｄ材料およびＬｉの連続層
をＬｉ電極上にスパッタリングし、その結果、インターカレートされた２Ｄ材料が得られる。別
の実施形態では、ターゲットは２Ｄ材料とＬｉ金属複合材を含む。
次に、同時スパッタリング法を使用するのではなく、複合ターゲットをスパッタリングする。ス
パッタリング用の２Ｄ材料／ Ｌｉ複合材料ターゲットを使用して、２Ｄ材料／ Ｌｉ複合材料の
連続層が電極上にスパッタリングされ、その結果インターカレートされた２Ｄ材料が得られる。
さらに別の実施形態では、２Ｄ材料を電気化学的に挿入することができる。
図４は、本出願の一実施形態による方法４００を示す。特定の実施形態では、方法４００は、図
４を参照して図示および説明された製造プロセスに対応し得る。図１Ａ－図１Ｂおよび／または
図１Ｃ。 ２Ａ－Ｃ。ブロック４１０において、方法４００はＬｉ電極を準備することを含む。
一実施形態において、Ｌｉ電極は、リチウム複合材料、酸化リチウム、硫化リチウムなどを含む
ことができる。特定の実施形態では、界面層を挿入することができ、それによって、２Ｄ材料へ
のより良好に接着できる。例えば、界面層は、上述のように、プラズマ処理された清浄表面、金
属層、および／または官能化層を含み得る。ブロック４２０において、方法４００は、リチウム
電極上に２Ｄ材料の少なくとも１つの層を堆積することを含む。２Ｄ材料は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、
ＭｏＴｅ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、ＢＮ－Ｃなどを含み、上述のようにいくつかの方法（例
えば、スパッタリング、蒸着など）により堆積できる。
ブロック４３０において、方法４００は、２Ｄ材料の少なくとも１つの層を複数のＬｉイオンで
インターカレートすることを含む。いくつかの実施形態では、２Ｄ材料の挿入は電極の堆積と同
時に起こり得、他の実施形態では、２Ｄ材料の堆積は電極材料の堆積後に起こり得る。一実施形
態では、２Ｄ材料と２Ｄ材料の２つのスパッタリングガンによって、２Ｄ材料と２Ｌ材料を真空
スパッタリングチャンバ内で同時スパッタリングする。スパッタリング用のターゲット材料とし
て２Ｄ材料ターゲットおよびＬｉターゲットを使用して、２Ｄ材料およびＬｉの連続層をＬｉ電
極上にスパッタリングし、その結果、インターカレートされた２Ｄ材料が得られる。別の実施形
態では、ターゲットは２Ｄ材料とＬｉ金属複合材を含む。
次に、同時スパッタリング法を使用するのではなく、複合ターゲットをスパッタリングする。ス
パッタリング用の２Ｄ材料／リチウム複合材料ターゲットを使用して、２Ｄ材料／リチウム複合
材料の連続層が電極上にスパッタリングされ、その結果インターカレートされた２Ｄ材料が得ら
れる。さらに別の実施形態では、２Ｄ材料を電気化学的に挿入できる。例えば、電極は、本明細
書に記載の実施形態に従って２Ｄ材料を用いて堆積させることができ、次いで電極を、電解質溶
液中のＬｉ金属に面した反応チャンバ内に導入することができる。次いで電圧を印加すると、２
Ｄ材料の挿入が引き起こされる。得られた２Ｄ材料被覆電極は、充電式電池を含む様々な用途に
使用することができる。
図４は、本出願の一実施形態による方法４００を示す。特定の実施形態では、方法４００は、図
１－図４を参照して図示および説明された製造プロセスに対応し得る。図１Ａ－図１Ｂおよび／
または図１Ｃ。２Ａ－Ｃ。ブロック４１０において、方法４００はＬｉ電極を準備することを含
む。一実施形態において、Ｌｉ電極は、リチウム複合材料、酸化リチウム、硫化リチウムなどを
含むことができる。特定の実施形態では、界面層を挿入することができ、それによって、２Ｄ材
料へのより良好な接着がもたらされ得る。例えば、界面層は、上述のように、プラズマ処理され
た清浄表面、金属層、および／または官能化層を含み得る。ブロック４２０において、方法４０
０は、Ｌｉ電極上に２Ｄ材料の少なくとも１つの層を堆積を含む。
２Ｄ材料は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＭｏＴｅ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２、ＢＮ、ＢＮ－Ｃなどを含み、
上述のようにいくつかの方法（例えば、スパッタリング、蒸着など）によって堆積させることが
できる。ブロック４３０において、方法４００は、２Ｄ材料の少なくとも１つの層を複数のリチ
ウムイオンでインターカレートすることを含む。 いくつかの実施形態では、２Ｄ材料の挿入は
電極の堆積と同時に起こり得、他の実施形態では、２Ｄ材料の堆積は電極材料の堆積後に起こり
得る。一実施形態では、２Ｄ材料と２Ｄ材料の２つのスパッタリングガンによって、２Ｄ材料と
２Ｌ材料を真空スパッタリングチャンバ内で同時スパッタリングする。スパッタリング用のター
ゲット材料として２Ｄ材料ターゲットおよびリチウムターゲットを使用して、２Ｄ材料およびリ
チウムの連続層をリチウム電極上にスパッタリングし、その結果、インターカレートされた２Ｄ
材料が得られる。別の実施形態では、ターゲットは２Ｄ材料とＬｉ金属複合材を含む。
次に、同時スパッタリング法を使用するのではなく、複合ターゲットをスパッタリングする。ス
パッタリング用の２Ｄ材料／リチウム複合材料ターゲットを使用して、２Ｄ材料／リチウム複合
材料の連続層が電極上にスパッタリングされ、その結果インターカレートされた２Ｄ材料が得ら
れる。さらに別の実施形態では、２Ｄ材料を電気化学的に挿入することができる。例えば、電極
は、本明細書に記載の実施形態に従って２Ｄ材料を用いて堆積させることができ、次いで電極を、
電解質溶液中のリチウム金属に面した反応チャンバ内に導入することができる。次いで電圧を印
加すると、２Ｄ材料の挿入が引き起こされる。得られた２Ｄ材料被覆電極は、充電式電池を含む
様々な用途に使用することができる。
この項つづく
● 今夜の一曲
藤原さくら「五百マイル」
Jan. 15, 2019
ボーイング社 電動旅客機の共同開発を日本企業に呼びかける！？
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