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公開番号2021190322
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211213
出願番号2020095087
出願日20200529
発明の名称電池
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20211115BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い容量を有することと、優れたサイクル特性を有することとを両立しうる電池の提供。
【解決手段】電池1は、正極10と、負極20と、固体電解質層30とを備えている。負極20は、負極集電体21と、負極集電体21と固体電解質層30との間に位置する負極活物質層22とを有する。固体電解質層30は、正極10と負極20との間に位置する。負極集電体21は、銅を主成分として含む。負極活物質層22は、シリコンを主成分として含み、かつ、銅を含む。負極活物質層22に含まれる銅は、シリコンの相とは異なる相をなして負極活物質層22の内部の複数の位置に局在している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と前記固体電解質層との間に位置する負極活物質層と、を有し、
前記負極集電体は、銅を主成分として含み、
前記負極活物質層は、シリコンを主成分として含み、かつ、銅を含み、
前記負極活物質層に含まれる前記銅は、前記シリコンの相とは異なる相をなして前記負極活物質層の内部の複数の位置に局在している、
電池。
続きを表示(約 370 文字)【請求項2】
前記負極活物質層の前記固体電解質層に接する第一部分における前記銅の含有量は、前記負極活物質層の前記負極集電体に接する第二部分における前記銅の含有量より高い、
請求項1に記載の電池。
【請求項3】
前記負極活物質層における前記シリコンの体積及び前記負極活物質層における前記銅の体積の和に対する前記負極活物質層における前記シリコンの前記体積の比率をv[%]と定義したとき、70≦v≦90を満たす、
請求項1に記載の電池。
【請求項4】
前記シリコンの前記体積の前記比率vは、85≦v≦90を満たす、
請求項3に記載の電池。
【請求項5】
前記固体電解質層は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含む、
請求項1から4のいずれか一項に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電池に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、Si含有の粒子を含む非水電解液二次電池用負極材が記載されている。粒子全体の平均粒径(D
50
)が0.1μm以上10μm以下である。Si含有の粒子において、酸素の濃度が2.5重量%未満であり、かつ最表面におけるSiの濃度が酸素の濃度の1/2超である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2005−63767号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術においては、高い容量を有することと、優れたサイクル特性を有することとを両立しうる電池が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と前記固体電解質層との間に位置する負極活物質層と、を有し、
前記負極集電体は、銅を主成分として含み、
前記負極活物質層は、シリコンを主成分として含み、かつ、銅を含み、
前記負極活物質層に含まれる前記銅は、前記シリコンの相とは異なる相をなして前記負極活物質層の内部の複数の位置に局在している、
電池を提供する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、高い容量を有することと、優れたサイクル特性を有することとを両立しうる電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1は、本実施形態に係る電池の概略構成を示す断面図である。
図2Aは、充放電試験後の実施例1に係る負極の断面の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。
図2Bは、充放電試験後の実施例1に係る負極のSiのマッピング画像である。
図2Cは、充放電試験後の実施例1に係る負極のCuのマッピング画像である。
図3Aは、実施例1に係る負極活物質層の断面の透過型電子顕微鏡(TEM)像である。
図3Bは、実施例1に係る負極活物質層のSiのマッピング画像である。
図3Cは、実施例1に係る負極活物質層のCuのマッピング画像である。
図4Aは、実施例1に係る負極活物質層のSiの3次元画像である。
図4Bは、実施例1に係る負極活物質層のCuの3次元画像である。
図5は、比較例1に係る負極の断面の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。
図6は、実施例1に係る電池の充放電曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(本開示に係る一態様の概要)
本開示の第1態様に係る電池は、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と前記固体電解質層との間に位置する負極活物質層と、を有し、
前記負極集電体は、銅を主成分として含み、
前記負極活物質層は、シリコンを主成分として含み、かつ、銅を含み、
前記負極活物質層に含まれる前記銅は、前記シリコンの相とは異なる相をなして前記負極活物質層の内部の複数の位置に局在している。
【0009】
第1態様によれば、高い容量を有することと、優れたサイクル特性を有することとを両立しうる電池を得ることができる。
【0010】
本開示の第2態様において、例えば、第1態様に係る電池では、前記負極活物質層の前記固体電解質層に接する第一部分における前記銅の含有量は、前記負極活物質層の前記負極集電体に接する第二部分における前記銅の含有量より高くてもよい。このような構成によれば、優れたイオン電伝導性を有することと優れたれたサイクル特性を有することとを両立しうる電池をより確実に得ることができる。
(【0011】以降は省略されています)

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