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公開番号2025008298
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110340
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
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】活物質層と集電体との密着性及び電子伝導性の両方に優れる固体電池の提供。
【解決手段】樹脂及び導電材を含有する第一樹脂層と第一金属層とを含む第一集電体、第一活物質層、固体電解質層、第二活物質層、並びに、樹脂及び導電材を含有する第二樹脂層と第二金属層とを含む第二集電体、がこの順で積層され、前記第一集電体は前記第一活物質層側に前記第一樹脂層が設けられており、前記第二集電体は前記第二活物質層側に前記第二樹脂層が設けられている、固体電池。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂及び導電材を含有する第一樹脂層と第一金属層とを含む第一集電体、
第一活物質層、
固体電解質層、
第二活物質層、並びに、
樹脂及び導電材を含有する第二樹脂層と第二金属層とを含む第二集電体、
がこの順で積層され、
前記第一集電体は前記第一活物質層側に前記第一樹脂層が設けられており、前記第二集電体は前記第二活物質層側に前記第二樹脂層が設けられている、固体電池。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記第一集電体と前記第一活物質層との間に、前記第一活物質層に含まれる少なくとも１種の成分と前記樹脂層に含まれる少なくとも１種の成分が混在する第一中間層をさらに有し、
前記第二集電体と前記第二活物質層との間に、前記第二活物質層に含まれる少なくとも１種の成分と前記樹脂層に含まれる少なくとも１種の成分が混在する第二中間層をさらに有する、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記第一集電体は、前記第一活物質層側から、前記第一樹脂層、前記第一金属層及び前記第一樹脂層の順で積層された３層構造を有し、
前記第二集電体は、前記第二活物質層側から、前記第二樹脂層、前記第二金属層及び前記第二樹脂層の順で積層された３層構造を有する、請求項１又は請求項２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 2,300 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（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）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。しかしながら、従来のセラミックス箔や金属箔からなる集電体では、集電体と活物質層（つまり活物質層）との密着性が低く、集電体が活物質層から剥離することがある。
これに対し近年では、軽量化、コスト削減などの観点から、固体電池の集電体として樹脂を含む樹脂層に関する開発も進められている（例えば、特許文献１）。しかしながら、樹脂層は、セラミックス箔や金属箔からなる集電体に比べて、電子伝導性が低い傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０９７０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のとおり、従来のセラミックス箔や金属箔からなる集電体、及び、樹脂層のどちらか一方のみを備える固体電池では、集電体と活物質層の密着性が低い、又は、電子伝導性が低い。
そこで本開示では、上記事情に鑑み、集電体と活物質層の密着性と電子伝導性の両方に優れる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＞樹脂及び導電材を含有する第一樹脂層と第一金属層とを含む第一集電体、
第一活物質層、
固体電解質層、
第二活物質層、並びに、
樹脂及び導電材を含有する第二樹脂層と第二金属層とを含む第二集電体、
がこの順で積層され、
前記第一集電体は前記第一活物質層側に前記第一樹脂層が設けられており、前記第二集電体は前記第二活物質層側に前記第二樹脂層が設けられている、固体電池。
＜２＞前記第一集電体と前記第一活物質層との間に、前記第一活物質層に含まれる少なくとも１種の成分と前記樹脂層に含まれる少なくとも１種の成分が混在する第一中間層をさらに有し、
前記第二集電体と前記第二活物質層との間に、前記第二活物質層に含まれる少なくとも１種の成分と前記樹脂層に含まれる少なくとも１種の成分が混在する第二中間層をさらに有する、前記＜１＞に記載の固体電池。
＜３＞前記第一集電体は、前記第一活物質層側から、前記第一樹脂層、前記第一金属層及び前記第一樹脂層の順で積層された３層構造を有し、
前記第二集電体は、前記第二活物質層側から、前記第二樹脂層、前記第二金属層及び前記第二樹脂層の順で積層された３層構造を有する、前記＜１＞又は＜２＞に記載の固体電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、集電体と活物質層の密着性と電子伝導性の両方に優れる固体電池が提供される。
【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断面図である。
【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。
本開示における基（原子団）の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を含まないものと共に置換基を含むものをも包含するものである。
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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