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公開番号2024098667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-24
出願番号2023002288
出願日2023-01-11
発明の名称全固体電池
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 10/0585 20100101AFI20240717BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】容量低下を抑制することのできる全固体電池を提供すること。
【解決手段】全固体電池は、正極と負極とセパレータ層と、を備える。前記正極または前記負極は、充放電により体積変化する活物質を含む。前記セパレータ層は、セラミック系固体電解質と、25℃で固体状態である溶融塩と、バインダと、を含む。前記セパレータ層における前記溶融塩の含有率は、5質量%以上20質量%以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極と負極とセパレータ層と、を備える、全固体電池であって、
前記正極または前記負極は、充放電により体積変化する活物質を含み、
前記セパレータ層は、セラミック系固体電解質と、２５℃で固体状態である溶融塩と、バインダと、を含み、
前記セパレータ層における前記溶融塩の含有率は、５質量％以上２０質量％以下である、全固体電池。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記溶融塩の融点が、２５℃以上１２０℃以下であり、
前記溶融塩が、スルホニルアミド構造を有するアニオンを有する、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記セラミック系固体電解質の平均粒子径が１．０μｍ未満である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記セラミック系固体電解質は、硫化物固体電解質である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項５】
正極と負極とセパレータ層と、を備える、全固体電池であって、
前記正極または前記負極は、充放電により体積変化する活物質を含み、
前記セパレータ層は、セラミック系固体電解質と、２５℃で固体状態である溶融塩と、バインダと、を含み、
前記セパレータ層における前記溶融塩の含有率は、５質量％以上２０質量％以下であり、
前記溶融塩の融点が、２５℃以上１２０℃以下であり、
前記溶融塩が、スルホニルアミド構造を有するアニオンを有し、
前記セラミック系固体電解質の平均粒子径が１．０μｍ未満であり、
前記セラミック系固体電解質は、硫化物固体電解質である、全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－９６５４１号公報（特許文献１）には、正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方が、リチウムイオン伝導性材料を所定量含有する全固体電池が開示されている。また、これにより、イオン抵抗の増加抑制と、電池温度の上昇抑制とが両立することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－９６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
充放電サイクルを重ねることにより、全固体電池を含む二次電池の容量は徐々に低下する。容量低下の一因として、内部短絡が挙げられる。
【０００５】
二次電池は容器を含む。容器は電極体と電解液とを収納している。電解液は電極体に含浸されている。電極体は正極と負極とをセパレータ層を介して含む。
【０００６】
電極体は、充放電に伴って膨張と収縮とを反復するため、体積が変化する。電極体の体積変化により、電極体内に、具体的にはセパレータ層の正極層との界面または負極層との界面に、クラックが発生することがある。クラックにより、内部短絡が発生する結果、二次電池の容量が低下するものと考えられる。
【０００７】
本開示の目的は、容量低下を抑制することのできる全固体電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］正極と負極とセパレータ層と、を備える、全固体電池であって、
前記正極または前記負極は、充放電により体積変化する活物質を含み、
前記セパレータ層は、セラミック系固体電解質と、２５℃で固体状態である溶融塩と、バインダと、を含み、
前記セパレータ層における前記溶融塩の含有率は、５質量％以上２０質量％以下である、全固体電池。
【０００９】
上記［１］の全固体電池では、セパレータ層がセラミック系固体電解質と、２５℃で固体状態である溶融塩とを含む。例えば、溶融塩の融点未満の環境下では、固体状態の溶融塩が活物質の膨張収縮の緩和材として機能することで、クラックが生じることを抑制することができる。一方、溶融塩の融点以上の環境下では、液体状態の溶融塩がクラックを埋めることで補修することができる結果、内部短絡が防止されると考えられる。
【００１０】
［２］前記溶融塩の融点が、２５℃以上１２０℃以下であり、
前記溶融塩が、スルホニルアミド構造を有するアニオンを有する、［１］に記載の全固体電池。
（【００１１】以降は省略されています）

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