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公開番号2024096067
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-11
出願番号2023221622
出願日2023-12-27
発明の名称全固体電池用複合正極、その製造方法及びこれを含む全固体電池
出願人エスケーオンカンパニーリミテッド
代理人個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20240704BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】伝導性の向上した全固体電池の複合正極の製造方法、複合正極及びこれを含む全固体電池を提供する。
【解決手段】本開示は、全固体電池の複合正極の製造方法、複合正極及びこれを含む全固体電池に関するものであって、上記複合正極の製造方法は、正極活物質及び酸化物系固体電解質を含む複合正極用スラリーを提供する段階、上記スラリーを基材上に塗布して複合酸化物シートを形成する段階と、上記複合酸化物シートに光を照射して光焼結することにより焼結複合酸化物シートを形成する段階と、を含み、上記複合正極は、正極集電体と、上記正極集電体の少なくとも一面上に形成された正極活物質及び酸化物系固体電解質を含む焼結複合酸化物シートと、を含み、曲率半径が5R以下である。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ａ．正極活物質及び酸化物系固体電解質を含むスラリーを提供する段階と、
ｂ．前記スラリーを基材上に塗布して複合酸化物シートを形成する段階と、
ｃ．前記複合酸化物シートに光を照射して光焼結することにより焼結複合酸化物シートを形成する段階と、
を含む、複合正極の製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記光焼結はパルス方式で行われるものである、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項３】
前記光焼結は、パルス当たりの光照射時間が１０００～４５００μｓである、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項４】
前記光焼結時に照射された光エネルギー強度は２５～１５０Ｊ／ｓ・ｃｍ
２
である、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項５】
前記正極活物質と酸化物系固体電解質とは１５０℃以上の最適な焼結温度差を有するものである、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項６】
複合正極用スラリーは、炭素系導電材又は金属酸化物系導電材をさらに含む、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項７】
前記炭素系導電材は、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サマーブラック、炭素繊維、フッ化カーボン、グラフェン、炭素ナノ繊維、黒鉛化炭素フレーク、炭素チューブ、炭素ナノチューブ及び活性炭からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項６に記載の複合正極の製造方法。
【請求項８】
前記金属酸化物系導電材は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、フッ化錫酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、マグネシウムインジウム酸化物（ＭＩＯ）、亜鉛ガリウム酸化物（ＧＺＯ）、ガリウムインジウム酸化物（ＧＩＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、ニオブ－ストロンチウム－チタン酸化物（Ｎｂ－ＳＴＯ）、インジウムカドミウム酸化物（ＩＣＯ）、亜鉛ホウ素酸化物（ＢＺＯ）、ＳＺＯ（ＳｉＯ
２
－ＺｎＯ）及びインジウム酸化物（Ｉｎ
２
Ｏ
３
）からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項６に記載の複合正極の製造方法。
【請求項９】
複合正極用スラリーは光焼結助剤をさらに含む、請求項１に記載の複合正極の製造方法。
【請求項１０】
前記光焼結助剤は、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びセレン（Ｓｅ）からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属及びリチウムを含む酸化物粒子である、請求項９に記載の複合正極の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、全固体電池用複合正極の製造方法及び全固体電池用複合正極に関し、さらに、上記全固体電池用複合正極を含む全固体電池に関する。
続きを表示（約 920 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的なリチウムイオンバッテリ（ｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ、ＬＩＢ）は液体電解質を使用する。これにより、液相の電解質が負極及び正極の空隙内に浸透し、リチウムイオンの伝導経路としての機能を果たす。
【０００３】
リチウムイオンバッテリは、さらに固体電解質を使用することができるが、電極活物質と固体電解質との間の面接触が減少し、通常の液体電解質を使用するリチウムイオンバッテリに比べて、劣った特性を有する。このような面接触領域の減少の結果により、リチウムイオンの導電性が低下し、電極活物質と固体電解質との間の界面に抵抗が大きく発生する。
【０００４】
本分野では、伝導性の向上したリチウムイオンバッテリのような全固体電池用複合正極を提供すべき必要性が高くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示では、全固体電池用複合正極及びそれを製造する方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、一態様として、例えば、全固体電池用の複合正極の製造方法を提供しようとするものであって、ａ）正極活物質及び酸化物系固体電解質を含むスラリーを提供する段階と、ｂ）上記スラリーを基材上に塗布して複合酸化物シートを形成する段階と、ｃ）上記複合酸化物シートに光を照射して光焼結することにより焼結複合酸化物シートを形成する段階と、を含む。
【０００７】
上記光焼結はパルス方式で行われることができる。
【０００８】
上記光焼結は、パルス当たりの光照射時間が１、０００～４、５００μｓであってもよい。
【０００９】
上記光焼結時に照射された光エネルギー強度は、２５～１５０Ｊ／ｓ・ｃｍ
２
であってもよい。
【００１０】
上記正極活物質と酸化物系固体電解質とは、１５０℃以上の最適な焼結温度差を有するものを使用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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