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公開番号2025008297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110339
出願日2023-07-04
発明の名称固体電池
出願人トヨタ自動車株式会社,愛三工業株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/66 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】放電容量の低下が抑制された固体電池の提供。
【解決手段】樹脂、球状炭素材料及び繊維状炭素材料を含む樹脂集電体と、活物質を含む活物質層と、を有する電極を備える固体電池。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂、球状炭素材料及び繊維状炭素材料を含む樹脂集電体と、
活物質を含む活物質層と、
を有する電極を備える固体電池。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記活物質はＳｉ系活物質を含む、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記樹脂の軟化温度が３０℃以上８０℃以下である、請求項１に記載の固体電池。
【請求項４】
前記球状炭素材料はアセチレンブラック（ＡＢ）を含み、
前記球状炭素材料の含有量は前記樹脂集電体の全固形分量に対して２質量％以上１３質量％以下である、請求項１に記載の固体電池。
【請求項５】
前記繊維状炭素材料は気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）を含み、
前記繊維状炭素材料の含有量は前記樹脂集電体の全固形分量に対して１５質量％以上２５質量％以下である、請求項１に記載の固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体電池に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。
【０００３】
二次電池は、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されているため、短絡時の温度上昇を抑える安全装置の取り付けや短絡防止のための構造・材料面での改善が必要となる。これに対し、電解液を固体電解質層に変えて、材質を固体化した固体電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。
従来の固体電池の集電体には、セラミックス箔又は金属箔からなる単層構造や、セラミックス箔及び金属箔を含む積層体が採用されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１１２０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のセラミックス箔や金属箔を含む集電体を備える固体電池では、充放電の過程で活物質の急増、又は放出等により活物質層が膨張もしくは収縮した場合に、イオン伝導パスおよび電子伝導パスが切断されやすく、容量維持率が低くなりやすい。特許文献１では、この活物質層の剥離を抑制するために、固体電池を拘束治具で固定し拘束圧をかけているが、高い拘束圧をかけるためには大型の拘束治具が必要となるなど、改善の余地がある。
そこで本開示では、上記事情に鑑み、放電容量の低下が抑制された固体電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段には、以下の手段が含まれる。
＜１＞樹脂、球状炭素材料及び繊維状炭素材料を含む樹脂集電体と、
活物質を含む活物質層と、を有する電極を備える固体電池。
＜２＞前記活物質はＳｉ系活物質を含む、前記＜１＞に記載の固体電池。
＜３＞前記樹脂の軟化温度が３０℃以上８０℃以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の固体電池。
＜４＞前記球状炭素材料はアセチレンブラック（ＡＢ）を含み、
前記球状炭素材料の含有量は前記樹脂集電体の全固形分量に対して２質量％以上１３質量％以下である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の固体電池。
＜５＞前記繊維状炭素材料は気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）を含み、
前記繊維状炭素材料の含有量は前記樹脂集電体の全固形分量に対して１５質量％以上２５質量％以下である、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の固体電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、放電容量の低下が抑制された固体電池及び固体電池の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の固体電池の一実施形態を示す概略断面図である。
図２は、実施例１及び比較例１における拘束圧変動値と充電量との関係を表すグラフである。
図３は、実施例１及び比較例１における放電容量と充放電サイクル数との関係を表すグラフである。
図４は、実施例１～４及び比較例１の固体電池における相対抵抗値を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、本開示の範囲を制限するものではない。
【００１０】
本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示において段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する該複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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