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公開番号2024038797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022143080
出願日2022-09-08
発明の名称電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 10/058 20100101AFI20240313BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル特性の改善。
【解決手段】電池は、負極合材と、セパレータ層と、正極合材と、絶縁膜とを含む。負極合材は、ハニカム構造体を形成している。ハニカム構造体は、第1端面と第2端面と側壁とを含む。第2端面は、第1端面の反対面である。側壁は、第1端面と第2端面とを接続している。第1端面から第2端面まで延びる貫通孔が複数形成されている。セパレータ層は、貫通孔の内壁の少なくとも一部を被覆している。正極合材は、貫通孔の内部に配置されている。絶縁膜は、側壁の外面の少なくとも一部を被覆している。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
負極合材と、セパレータ層と、正極合材と、絶縁膜と
を含み、
前記負極合材は、負極活物質を含み、
前記負極合材は、ハニカム構造体を形成しており、
前記ハニカム構造体は、第１端面と第２端面と側壁とを含み、
前記第２端面は、前記第１端面の反対面であり、
前記側壁は、前記第１端面と前記第２端面とを接続しており、
前記第１端面から前記第２端面まで延びる貫通孔が複数形成されており、
前記セパレータ層は、前記貫通孔の内壁の少なくとも一部を被覆しており、
前記セパレータ層は、前記負極合材から前記正極合材を分離しており、
前記正極合材は、正極活物質を含み、
前記正極合材は、前記貫通孔の内部に配置されており、かつ
前記絶縁膜は、前記側壁の外面の少なくとも一部を被覆している、
電池。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記絶縁膜は、５μｍ以上の厚さを有する、
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記絶縁膜は、ポリイミド、ポリアミドイミド、およびポリテトラフルオロエチレンからなる群より選択される少なくとも一種を含む、
請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項４】
負極集電体をさらに含み、
前記側壁の前記外面は、第１領域および第２領域を含み、
前記絶縁膜は、前記第１領域を被覆しており、かつ
前記負極集電体は、前記第２領域に接合されている、
請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記側壁は、多孔質であり、
前記絶縁膜の一部が、前記側壁の細孔に浸透している、
請求項１または請求項２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 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２０－１２３４８４号公報（特許文献１）は、複数の貫通孔を有する第１電極と、該貫通孔に充填された第２電極とを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１２３４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハニカム構造体を基材とする電池が検討されている。例えば、負極合材がハニカム構造体に成形される。ハニカム構造体には、複数の貫通孔が形成される。貫通孔の内壁にセパレータ層が形成される。貫通孔において、セパレータ層を除く残部に、正極合材が充填される。
【０００５】
負極合材は、負極活物質を含む。電池の充放電に伴って、負極活物質は膨張し、収縮し得る。負極活物質の体積変化により、ハニカム構造体が崩壊する可能性がある。ハニカム構造体の強度を改善するため、ハニカム構造体の外周（側壁）を厚くすることが考えられる。ハニカム構造体の外周が厚くなると、負極合材が増量される。負極合材の増量により、負極と正極との間の容量バランスが崩れる可能性がある。容量バランスが崩れることにより、充放電効率が低下し得る。さらに、ハニカム構造体の外周において、充放電サイクルに伴う体積変化（変形）が局所的に大きくなることにより、ハニカム構造体の崩壊が促進される可能性がある。すなわち、サイクル特性に改善の余地がある。
【０００６】
本開示の一局面における目的は、サイクル特性の改善にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．本開示の一局面における電池は、負極合材と、セパレータ層と、正極合材と、絶縁膜とを含む。負極合材は、負極活物質を含む。負極合材は、ハニカム構造体を形成している。ハニカム構造体は、第１端面と第２端面と側壁とを含む。第２端面は、第１端面の反対面である。側壁は、第１端面と第２端面とを接続している。第１端面から第２端面まで延びる貫通孔が複数形成されている。セパレータ層は、貫通孔の内壁の少なくとも一部を被覆している。セパレータ層は、負極合材から正極合材を分離している。正極合材は、正極活物質を含む。正極合材は、貫通孔の内部に配置されている。絶縁膜は、側壁の外面の少なくとも一部を被覆している。
【０００８】
絶縁膜は、不活性材料を含む。本開示における「不活性材料」は、絶縁性を有し、かつキャリアイオン（例えばＬｉイオン）との反応性が低い材料を示す。ハニカム構造体（負極合材）のうち、絶縁膜に被覆された部分は、不活性化し、充放電反応に関与し難くなると考えられる。絶縁膜の形成により、負極と正極との容量バランスが改善されることが期待される。さらに、絶縁膜は、ハニカム構造体の側壁を補強し得る。絶縁膜の補強効果により、負極活物質の体積変化に伴う、ハニカム構造体の変形が軽減され得る。これらの作用の相乗により、サイクル特性の改善が期待される。
【０００９】
２．上記「１」に記載の電池において、絶縁膜は、例えば５μｍ以上の厚さを有していてもよい。絶縁膜が５μｍ以上の厚さを有する時、初回充放電効率の改善が期待される。
【００１０】
３．上記「１」または「２」に記載の電池において、絶縁膜は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。ＰＩ、ＰＡＩおよびＰＴＦＥは、不活性材料である。ＰＩ等を含む電着液は、市場において、比較的容易に入手され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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