特許ウォッチ

公開番号2025034862
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023141523
出願日2023-08-31
発明の名称全固体二次電池用電極活物質層およびこれを用いた全固体二次電池
出願人日産自動車株式会社
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】全固体二次電池の内部抵抗を低減しうる手段を提供する。
【解決手段】全固体二次電池の電極活物質層に、電極活物質および硫化物固体電解質に加えて、20℃における比誘電率が4.5以下である有機溶媒を硫化物固体電解質100質量%に対して1.0～9.0質量%の量で含ませる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電極活物質と、
硫化物固体電解質と、
２０℃における比誘電率が４．５以下である有機溶媒と、
を含み、
前記有機溶媒の含有量が、前記硫化物固体電解質１００質量％に対して１．０～９．０質量％である、全固体二次電池用電極活物質層。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記電極活物質として正極活物質を含む正極活物質層である、請求項１に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項３】
前記正極活物質の粒子の表面が、正極活物質以外の無機化合物によって被覆されている、請求項２に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項４】
前記無機化合物が、リチウムと、酸素と、ニオブ、リン、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、チタンおよびジルコニウムからなる群から選択される１種または２種以上と、を含む、請求項３に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項５】
前記正極活物質層が、バインダとして含フッ素高分子化合物を含む、請求項２に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項６】
前記有機溶媒の含有量が、前記硫化物固体電解質１００質量％に対して１．０～５．０質量％である、請求項１に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項７】
前記硫化物固体電解質が、Ｓ元素、Ｌｉ元素およびＰ元素を含む、請求項１に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項８】
前記有機溶媒は２０℃にて液体状態である、請求項１に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項９】
前記比誘電率が４．３以下である、請求項１に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
【請求項１０】
前記有機溶媒の比誘電率が２．４以下である、請求項９に記載の全固体二次電池用電極活物質層。
（【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、全固体二次電池用電極活物質層およびこれを用いた全固体二次電池に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電解質に酸化物系や硫化物系の固体電解質を用いた全固体電池に関する研究開発が盛んに行われている。固体電解質は、固体中でイオン伝導が可能なイオン伝導体を主体として構成される材料である。このため、全固体電池においては、従来の非水電解質を用いた液系電池のように可燃性の有機電解液に起因する各種問題が原理的に発生しないという利点がある。
【０００３】
固体電解質の１種として、硫黄元素を含有する硫化物固体電解質が優れたイオン伝導性を示すものとして知られている。一方、硫化物固体電解質中に残存している有機溶媒の含有量が多いと、経時的な硫化水素の発生量も多くなるという問題があった。ここで、特許文献１には、硫化物固体電解質における有機溶媒の含有量が０．９５質量％以下であれば、このような硫化水素の経時的な発生が防止できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２０／２０３２２４号
【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、本発明者らの検討によれば、硫化物固体電解質における有機溶媒の含有量が０．９５質量％以下であると、当該電解質を用いて作製された全固体二次電池の内部抵抗が増大する場合があることが判明した。
【０００６】
そこで本発明は、全固体二次電池の内部抵抗を低減しうる手段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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、全固体二次電池の電極活物質層に、硫化物固体電解質に加えて、２０℃における比誘電率が４．５以下である有機溶媒を硫化物固体電解質１００質量％に対して１．０～９．０質量％の量で含ませることで、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の一形態は、電極活物質と、硫化物固体電解質と、２０℃における比誘電率が４．５以下である有機溶媒とを含み、前記有機溶媒の含有量が、前記硫化物固体電解質１００質量％に対して１．０～９．０質量％である、全固体二次電池用電極活物質層である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、全固体二次電池の内部低意向を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である積層型（内部並列接続タイプ）の全固体リチウム二次電池（積層型二次電池）の全体構造を模式的に表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許