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公開番号2024043876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149100
出願日2022-09-20
発明の名称固体電池、固体電池の製造方法及び固体電池用負極
出願人FDK株式会社,国立大学法人鳥取大学
代理人弁理士法人鷲田国際特許事務所
主分類H01M 10/052 20100101AFI20240326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】レート特性が良好な固体電池を提供する。
【解決手段】正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配置された固体電解質層とを含む積層体の焼成物を含み、前記負極層は、紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む、固体電池。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配置された固体電解質層とを含み、
前記負極層は、紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む、
固体電池。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子は、Ｎｂ元素がドープされている、
請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子の平均長径は、８０～１４０ｎｍである、
請求項１に記載の固体電池。
【請求項４】
前記固体電解質層は、酸化物固体電解質を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の固体電池。
【請求項５】
紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む負極合剤を得る工程と、
前記負極合剤から得られる負極合剤層と、正極合剤層と、前記負極合剤層と前記正極合剤層との間に配置された電解質合剤層とを含む積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と、
を含む、
固体電池の製造方法。
【請求項６】
前記紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子は、Ｎｂ元素がドープされている、
請求項５に記載の固体電池の製造方法。
【請求項７】
前記紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子の平均長径は、８０～１４０ｎｍである、
請求項５又は６に記載の固体電池の製造方法。
【請求項８】
紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む負極層を含む、
固体電池用負極。
【請求項９】
前記紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子は、Ｎｂ元素がドープされている、
請求項８に記載の固体電池用負極。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電池、固体電池の製造方法及び固体電池用負極に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、各種電池の中でもエネルギー密度が高いことで知られている。一般に普及しているリチウム二次電池は、電解質として可燃性の有機電解液を用いている。そのため、リチウム二次電池では、液漏れ、短絡、過充電等に対する安全対策が、他の電池よりも厳しく求められている。
【０００３】
そこで近年、電解質として酸化物系や硫化物系の固体電解質を用いた全固体電池に関する研究開発が盛んに行われている。固体電解質は、固体中でイオン伝導が可能なイオン伝導体を主体として構成される材料であり、従来のリチウム二次電池のように可燃性の有機電解液に起因する各種問題が原理的に発生しない。
【０００４】
酸化物系の固体電解質を用いた固体電池として、特許文献１には、正極層と、負極活物質として酸化チタン（ＴｉＯ
２
）を含む負極層と、それらの間に配置されたＮＡＳＩＣＯＮ型の固体電解質層とを有する固体電池が開示されている。当該文献では、酸化チタンの中でも、アナタース型の酸化チタンは、Ｌｉイオンの脱挿入反応が容易に起きやすいため、特にアナタース型の酸化チタンが好ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／０９３４０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような酸化物系の固体電解質を用いた固体電池は、通常、焼結法、即ち、正極合剤層、電解質合剤層、及び負極合剤層を積層した後、高温で焼成して製造される。しかしながら、負極活物質としてアナタース型の酸化チタンを用いた固体電池は、レート特性（負荷特性）が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、レート特性が良好な固体電池、固体電池の製造方法及び固体電池用負極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の固体電池、固体電池の製造方法及び固体電池用負極によって解決することができる。
【０００９】
本発明の固体電池は、正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配置された固体電解質層とを含み、前記負極層は、紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む。
【００１０】
本発明の固体電池の製造方法は、紡錘形状を有するルチル型酸化チタン粒子を含む負極合剤を得る工程と、前記負極合剤から得られる負極合剤層と、正極合剤層と、前記負極合剤層と前記正極合剤層との間に配置された電解質合剤層とを含む積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程と、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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