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公開番号2024174497
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092352
出願日2023-06-05
発明の名称全固体電池
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H01M 4/62 20060101AFI20241210BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】容量に寄与しない導電助剤の比率を低く抑えつつ良好な電池動作を実現することができる全固体電池を提供する。
【解決手段】全固体電池は、固体電解質層と、前記固体電解質層の両方の主面上に設けられ、電極活物質および導電助剤を含む電極層と、を備え、前記電極層の断面における前記導電助剤の粒子径の頻度分布において、5nm以上130nm以下の範囲に、最も大きい2つのピークである第1ピークおよび第2ピークが現れ、前記粒子径の累積分布において、前記第1ピークと前記第2ピークとの間に傾きが0.7以下(%/nm)となる箇所が現れる。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
固体電解質層と、
前記固体電解質層の両方の主面上に設けられ、電極活物質および導電助剤を含む電極層と、を備え、
前記電極層の断面における前記導電助剤の粒子径の頻度分布において、５ｎｍ以上１３０ｎｍ以下の範囲に、最も大きい２つのピークである第１ピークおよび第２ピークが現れ、前記粒子径の累積分布において、前記第１ピークと前記第２ピークとの間に傾きが０．７以下（％／ｎｍ）となる箇所が現れる、全固体電池。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記頻度分布において、前記第１ピークおよび前記第２ピークは、頻度が５％以上である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記第１ピークの粒子径と前記第２ピークの粒子径との差は、２０ｎｍ以上である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記電極層の断面において、粒子径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の前記導電助剤の面積比率が０．０５％以上４％未満であり、粒子径が２０ｎｍ以上１３０ｎｍ未満の前記導電助剤の面積比率が１％以上４％未満である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記電極層の断面において、前記導電助剤の合計の面積比率が１．０５％以上８％未満である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記導電助剤は、カーボン材料である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記カーボン材料は、繊維状のカーボン材料である、請求項６に記載の全固体電池。
【請求項８】
前記カーボン材料は、カーボンナノチューブである、請求項６に記載の全固体電池。
【請求項９】
前記固体電解質層は、酸化物である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１０】
前記固体電解質層は、リン酸塩系酸化物である、請求項１に記載の全固体電池。
（【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】
本発明は、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化物系固体電解質を用いた全固体電池は、有機系電解質、硫化物系固体電解質等で懸念される発火、有毒ガス発生等が起こらない安全な二次電池を提供可能な技術として期待されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０３４２０２号公報
国際公開第２０１４／０４２０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極層において、小さい粒子径の導電助剤を用いると、電極活物質１つ１つへの電子伝導が良好となり、良好な電池動作を実現することができる。しかしながら、粒子径が小さすぎると、焼結時に当該導電助剤が熱に耐えられないおそれがある。大きい粒子径の導電助剤を用いると、電極層全体の電子伝導性が高くなり、良好な電池特性が得られる。しかしながら、粒子径が大きすぎると、電極活物質１つ１つの電子伝導パスを形成するために必要な導電助剤比率が高くなって高容量を実現できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、容量に寄与しない導電助剤の比率を低く抑えつつ良好な電池動作を実現することができる全固体電池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】
【０００６】
本発明に係る全固体電池は、固体電解質層と、前記固体電解質層の両方の主面上に設けられ、電極活物質および導電助剤を含む電極層と、を備え、前記電極層の断面における前記導電助剤の粒子径の頻度分布において、５ｎｍ以上１３０ｎｍ以下の範囲に、最も大きい２つのピークである第１ピークおよび第２ピークが現れ、前記粒子径の累積分布において、前記第１ピークと前記第２ピークとの間に傾きが０．７以下（％／ｎｍ）となる箇所が現れる。
【０００７】
上記全固体電池において、前記頻度分布における前記第１ピークおよび前記第２ピークは、頻度が５％以上であってもよい。
【０００８】
上記全固体電池において、前記第１ピークの粒子径と前記第２ピークの粒子径との差は、２０ｎｍ以上であってもよい。
【０００９】
上記全固体電池において、前記電極層の断面における、粒子径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の前記導電助剤の面積比率が０．０５％以上４％未満であり、粒子径が２０ｎｍ以上１３０ｎｍ未満の前記導電助剤の面積比率が１％以上４％未満であってもよい。
【００１０】
上記全固体電池において、前記電極層の断面における、前記導電助剤の合計の面積比率が１．０５％以上８％未満であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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