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公開番号2025025570
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130437
出願日2023-08-09
発明の名称電池
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01M 4/66 20060101AFI20250214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】チウムイオン二次電池において、負極活物質と集電体との密着性を向上させること。
【解決手段】電池1は、負極集電体50と、負極集電体50に配置される負極活物質40と、を備える。負極集電体50は、モリブデンを含有し、負極活物質40と重なる金属層51と、負極活物質40と金属層51との間において金属層51の表面を部分的に覆う酸化膜層52と、負極活物質40と金属層51との間において、酸化膜層52で覆われていない金属層51の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第1突起部53と、酸化膜層52の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第2突起部54と、を備える。複数の第1突起部53の高さは、複数の第2突起部54の高さよりも高い。複数の第1突起部53において互いに隣り合う2つの第1突起部53の高さは、互いに異なる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
集電体と、
前記集電体に配置される負極活物質と、を備え、
前記集電体は、
モリブデンを含有し、前記負極活物質と重なる金属層と、
前記負極活物質と前記金属層との間において前記金属層の表面を部分的に覆う酸化膜層と、
前記負極活物質と前記金属層との間において、前記酸化膜層で覆われていない前記金属層の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第１突起部と、
前記酸化膜層の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第２突起部と、を備え、
前記複数の第１突起部の高さは、前記複数の第２突起部の高さよりも高く、
前記複数の第１突起部において互いに隣り合う２つの第１突起部の高さは、互いに異なる、
電池。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記２つの第１突起部の高さの比率は、０．７４未満である、
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記２つの第１突起部の高さの比率は、０．０４以上である、
請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記２つの第１突起部によって構成される１組の第１突起部の単位面積あたり個数は、０．４×１０
５
（個／ｍｍ
２
）以上１．１×１０
５
（個／ｍｍ
２
）以下である、
請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記第１突起部および前記第２突起部のケイ素は、アモルファスである、
請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記金属層は、モリブデンのみによって形成されている、
請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記負極活物質には、ケイ素が用いられる、
請求項１に記載の電池。
【請求項８】
硫化物系固体電解質をさらに備える、
請求項１に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、集電体の上にＭｏ（モリブデン）を含有する中間層を形成し、中間層の上に薄膜を堆積させたリチウム二次電池用電極が開示されている。薄膜は、リチウムイオンを吸蔵および放出する活物質（例えばシリコン（ケイ素））によって形成される。集電体の材料は、例えば銅である。中間層によって銅が薄膜中に過剰に拡散することが抑制される。これにより、充放電サイクル寿命特性の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－３７３６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の薄膜の材料として用いられているケイ素は、電池容量の向上のために負極活物質に用いられることがある。しかしながら、負極活物質にケイ素を用いた場合、充放電時に薄膜の体積変化が比較的大きく、負極活物質と集電体との密着性が低下する可能性がある。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、負極活物質と集電体との密着性を向上させることができる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】
本開示の電池は、集電体と、前記集電体に配置される負極活物質と、を備え、前記集電体は、モリブデンを含有し、前記負極活物質と重なる金属層と、前記負極活物質と前記金属層との間において前記金属層の表面を部分的に覆う酸化膜層と、前記負極活物質と前記金属層との間において、前記酸化膜層で覆われていない前記金属層の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第１突起部と、前記酸化膜層の表面にあり、ケイ素を含有する複数の第２突起部と、を備え、前記複数の第１突起部の高さは、前記複数の第２突起部の高さよりも高く、前記複数の第１突起部において互いに隣り合う２つの第１突起部の高さは、互いに異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、電池において、負極活物質と集電体との密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の実施形態に係る電池の構成を示す模式図である。
図２は、負極集電体の構成を示す模式図である。
図３は、図２に示す負極集電体の部分拡大図である。
図４は、互いに隣り合う２つの第１突起部の高さが等しい状態を示す図である。
図５は、所望のアンカー効果を有する集電体の表面の拡大図である。
図６は、図５に示す集電体の断面形状を示す図である。
図７は、互いに隣り合う２つの第１突起部によって構成される１組の第１突起部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【００１０】
図１は、本開示の実施形態に係る電池１の構成を示す模式図である。電池１は、二次電池である。電池１は、具体的には、リチウム電池である。電池１は、全固体電池である。電池１は、正極集電体１０、正極活物質２０、固体電解質３０、負極活物質４０、および、負極集電体５０を備える。負極集電体５０は、「集電体」に相当する。
（【００１１】以降は省略されています）

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