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公開番号2024124380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2024029975
出願日2024-02-29
発明の名称負極集電材
出願人ユニチカ株式会社
代理人
主分類H01M 4/66 20060101AFI20240905BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】表面積が広く、柔軟性を有し、耐酸化性、電極加工性に優れ、負極に用いることができる集電材を提供する。
【解決手段】鉄およびホウ素を含有し、鉄の含有量が80質量%以上であって、ホウ素の含有量が0を超えて10質量%以下であるナノワイヤーを含む負極集電材、および、ナノワイヤーのアスペクト比が50～200である前記負極集電材、および、ナノワイヤーの平均径が70nm以上である前記負極集電材、および、リチウムイオン電池の負極集電材である前記負極集電材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鉄およびホウ素を含有し、鉄の含有量が８０質量％以上であって、ホウ素の含有量が０を超えて１０質量％以下であるナノワイヤーを含む負極集電材。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
ナノワイヤーのアスペクト比が５０～２００である請求項１に記載の負極集電材。
【請求項３】
ナノワイヤーの平均径が７０ｎｍ以上である請求項１または２に記載の負極集電材。
【請求項４】
リチウムイオン電池の負極集電材である請求項１または２に記載の負極集電材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、負極集電材に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高いことから、スマートホンやノートパソコン等で広く用いられている。通常、リチウムイオン電池の負極は、それぞれ、集電材と活物質とバインダーとから構成されている。
【０００３】
近年、リチウムイオン電池は、電気自動車やスマートホン等、充填量の向上が求められる分野への利用が増加している。さらなる充電量の向上を図るためには、活物質の高充填化が必要であるが、活物質を高充填し、高圧縮すると、電極自体が破壊される（電極加工性が悪い）という問題があった。
【０００４】
そのため、リチウム電池の集電材に、ナノワイヤーを用いることが検討されている。ナノワイヤーは、高圧縮に耐える柔軟性を容易に付与することができ、さらにはリチウムイオンの移動と活物質への層間挿入による体積膨張にも耐えることができる広い表面積を有するためである。
【０００５】
特許文献１には、ニッケルナノワイヤーを不織布状に加工し、二次電池用電極の一部として用いることが開示されている。しかしながら、特許文献１のナノワイヤーを、負極集電材や負極集電材の一部として用いた場合、ナノワイヤー表面が酸化により不働態層が形成され内部抵抗が高くなり、安定的に用いることができない（負極耐性を有していない）という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開２０１４／１４７８８５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、表面積が広く、柔軟性を有し、耐酸化性、電極加工性に優れ、負極に用いることができる集電材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鉄ナノワイヤーにホウ素を含有させることにより、耐酸化性、電極加工性が向上し、負極耐性を有するものとすることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
本発明の要旨は、以下の通りである。
＜１＞鉄およびホウ素を含有し、鉄の含有量が８０質量％以上であって、ホウ素の含有量が０を超えて１０質量％以下であるナノワイヤーを含む負極集電材。
＜２＞ナノワイヤーのアスペクト比が５０～２００である＜１＞に記載の負極集電材。
＜３＞ナノワイヤーの平均径が７０ｎｍ以上である＜１＞または＜２＞に記載の負極集電材。
＜４＞リチウムイオン電池の負極集電材である＜１＞～＜３＞いずれかに記載の負極集電材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面積が広く、柔軟性を有し、耐酸化性、電極加工性に優れ、負極に用いることができる集電材を提供することができる。
本発明の負極集電材は、リチウムイオン電池に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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