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公開番号2024153377
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2023067241
出願日2023-04-17
発明の名称二次電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/131 20100101AFI20241022BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電を繰り返した後の抵抗増加を低減可能な二次電池を開示する。
【解決手段】本開示の二次電池は、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を有し、前記正極活物質層が、O2型構造を有する正極活物質を含み、前記正極活物質層が、30GPa以下のヤング率を有する無機固体電解質を含むことを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池であって、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を有し、
前記正極活物質層が、Ｏ２型構造を有する正極活物質を含み、
前記正極活物質層が、３０ＧＰａ以下のヤング率を有する無機固体電解質を含む、
二次電池。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
請求項１に記載の二次電池であって、
前記正極活物質が、構成元素として、少なくとも、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１種の遷移金属元素と、Ｌｉと、Ｏとを含む、
二次電池。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池であって、
前記正極活物質が、Ｌｉ
ａ
Ｎａ
ｂ
Ｍｎ
ｘ－ｐ
Ｎｉ
ｙ－ｑ
Ｃｏ
ｚ－ｒ
Ｍ
ｐ＋ｑ＋ｒ
Ｏ
２
（ここで、０＜ａ≦１．００、０≦ｂ≦０．２０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、かつ、０≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦０．１５であり、元素Ｍは、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも１種である。）で示される化学組成を有する、
二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の二次電池であって、
前記無機固体電解質が、構成元素として、少なくともＬｉ、Ｐ、Ｓ及びハロゲン元素を含む、
二次電池。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載の二次電池であって、
前記無機固体電解質のヤング率が、１０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下である、
二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は二次電池を開示する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、二次電池の正極活物質層において、Ｏ２型構造を有する正極活物質とともに固体電解質を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０８５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の二次電池は、充放電を繰り返した場合に抵抗が増加し易い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は上記課題を解決するための手段として、以下の複数の態様を開示する。
＜態様１＞
二次電池であって、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を有し、
前記正極活物質層が、Ｏ２型構造を有する正極活物質を含み、
前記正極活物質層が、３０ＧＰａ以下のヤング率を有する無機固体電解質を含む、
二次電池。
＜態様２＞
態様１の二次電池であって、
前記正極活物質が、構成元素として、少なくとも、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１種の遷移金属元素と、Ｌｉと、Ｏとを含む、
二次電池。
＜態様３＞
態様１又は２の二次電池であって、
前記正極活物質が、Ｌｉ
ａ
Ｎａ
ｂ
Ｍｎ
ｘ－ｐ
Ｎｉ
ｙ－ｑ
Ｃｏ
ｚ－ｒ
Ｍ
ｐ＋ｑ＋ｒ
Ｏ
２
（ここで、０＜ａ≦１．００、０≦ｂ≦０．２０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、かつ、０≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦０．１５であり、元素Ｍは、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも１種である。）で示される化学組成を有する、
二次電池。
＜態様４＞
態様１～３のいずれかの二次電池であって、
前記無機固体電解質が、構成元素として、少なくともＬｉ、Ｐ、Ｓ及びハロゲン元素を含む、
二次電池。
＜態様５＞
態様１～４のいずれかの二次電池であって、
前記無機固体電解質のヤング率が、１０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下である、
二次電池。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の二次電池は、充放電を繰り返した場合の抵抗の増加が小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
二次電池の構成の一例を概略的に示している。
正極活物質層に含まれる固体電解質のヤング率と、二次電池の抵抗増加率との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の二次電池の一実施形態について説明するが、本開示の二次電池は以下に示される実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
図１に示されるように、一実施形態に係る二次電池１００は、正極活物質層１０、固体電解質層２０及び負極活物質層３０を有する。前記正極活物質層１０は、Ｏ２型構造を有する正極活物質を含む。また、前記正極活物質層１０は、３０ＧＰａ以下のヤング率を有する無機固体電解質を含む。
【００１０】
１．正極活物質層
正極活物質層１０は、Ｏ２型構造を有する正極活物質と、３０ＧＰａ以下のヤング率を有する無機固体電解質とを含む。また、正極活物質層１０は、任意に、導電助剤やバインダーを含んでいてもよい。また、正極活物質層１０は、任意に、その他の正極活物質やその他の電解質を含んでいてもよい。また、正極活物質層１０は、任意に、各種の添加剤を含んでいてもよい。正極活物質層１０における各成分の含有量は、目的とする電池性能に応じて適宜決定されればよい。例えば、正極活物質層１０全体（固形分全体）を１００質量％として、Ｏ２型構造を有する正極活物質の含有量が、４０質量％以上、５０質量％以上又は６０質量％以上であってもよく、９９質量％以下、９５質量％以下、９０質量％以下又は８５質量％以下であってもよい。また、正極活物質層１０全体（固形分全体）を１００質量％として、３０ＧＰａ以下のヤング率を有する無機固体電解質の含有量が、１質量％以上、５質量％以上又は１０質量％以上であってもよく、６０質量％以下、５０質量％以下又は４０質量％以下であってもよい。正極活物質層１０の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、略平面を有するシート状であってもよい。正極活物質層１０の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、０．１μｍ以上又は１μｍ以上であってもよく、２ｍｍ以下又は１ｍｍ以下であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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