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公開番号2025035452
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023142499
出願日2023-09-01
発明の名称負極および二次電池
出願人株式会社AESCジャパン
代理人弁理士法人グローバル・アイピー東京
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池に適用した際にレート特性が良好な電極、特に負極と、それを備えた電池を提供すること。
【解決手段】
集電体と、
前記集電体の表面に備えられた、活物質、導電助剤およびバインダを含む活物質層と、
を含む負極であって、
前記活物質は、非球形の粒子を含み、
前記活物質層のX線回折法による002面におけるピーク強度I(002)と、110面におけるピーク強度I(110)との回折強度比I(002)/I(110)が、100以上300以下であることを特徴とする、負極。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
集電体と、
前記集電体の表面に備えられた、活物質、導電助剤およびバインダを含む活物質層と、
を含む負極であって、
前記活物質は、非球形の粒子を含み、
前記活物質層のＸ線回折法による００２面におけるピーク強度Ｉ（００２）と、１１０面におけるピーク強度Ｉ（１１０）との回折強度比Ｉ（００２）／Ｉ（１１０）が、１００以上３００以下であることを特徴とする、負極。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記活物質層は、前記活物質、前記導電助剤および前記バインダが凝集した造粒体を含む、請求項１に記載の負極。
【請求項３】
前記非球形の粒子のアスペクト比が、１．１以上５以下である、請求項１に記載の負極。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の負極と、正極とがセパレータを介して複数積層され、場合により巻回されて、外装容器に収容され、前記正極と電気的に接続される正極端子と、前記負極と電気的に接続される負極端子とが前記外装容器から引き出された、二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、負極および二次電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等に用いる電極は、集電体上に電極活物質層が形成されている。電極を作製するにあたり、集電体上に活物質を形成する方法は多数存在するが、活物質を含む電極混合物をスラリー化するか否かの観点からは、湿式法と乾式法に大別することができる。湿式法では、活物質、ポリマー、溶媒等を混合してスラリーを得て、得られたスラリーを集電体上に塗布し、乾燥することにより電極を形成する。一方、乾式法では、溶媒と活物質とをスラリー化した状態で塗布する工程を経ずに電極を形成する。例えば、活物質を含む造粒体をあらかじめ形成し、これを集電体に圧着することにより電極を形成する。
【０００３】
特許文献１は、活物質を含む造粒体をあらかじめ形成しておき、それを集電体上に転写する技術を開示する。特許文献１には、造粒粉末を使用した活物質層の形成不良を抑制するために、造粒粉末と、扁平状の活物質粒子とを混合し、前記扁平状の活物質粒子の粒子径やアスペクト比を定めている。また、特許文献２には、高圧プレスを行った場合でも電極合剤層の過度の緻密化を防止し、剥離強度を高めるために、プレスを行う前に磁場を印加して電極合剤中で細長い形状の黒鉛を集電箔に対して略垂直に配向する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１００１２７号公報
特開２０１３－１３１３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン二次電池においては、急速充放電への要求にこたえるために、レート特性が優れている、すなわち大電流での充放電に耐えうる電極を用いることが望ましい。特許文献１では、扁平状の黒鉛粒子と造粒体を混合することで、ダマになること等を防いで均質な電極が得られることが記載されており、圧延ロールの間隔で所望の活物質層の厚みや空隙率を調整している。しかしながら、特許文献１の電極は、レート特性の改善が不十分の可能性がある。また、特許文献２では、集電箔に略垂直に配向した細長い黒鉛に優先的に圧力をかけて電極合剤を潰れにくくしているが、特許文献２の方法では、垂直に配向した粒子以外にはプレス圧力がかかりにくいため、造粒体が活物質層または集電箔から脱落するおそれがある。したがって特許文献２の電極も、レート特性が十分ではないと推測される。
【０００６】
本発明者らが検討を行ったところ、非球形の粒子を含む活物質と導電助剤およびバインダとから構成される造粒体を用いた活物質層を含む負極において、活物質の配向を適切に調整することで、集電体からの活物質層の脱落が少なく、レート特性が良好な負極が得られることを見出した。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、集電体との密着性が高い活物質層を形成した負極および当該負極を用いたレート特性が良好な二次電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明によれば、以下に示す負極および二次電池が提供される。
１．集電体と、
前記集電体の表面に備えられた、活物質、導電助剤およびバインダを含む活物質層と、
を含む負極であって、
前記活物質は、非球形の粒子を含み、
前記活物質層のＸ線回折法による００２面におけるピーク強度Ｉ（００２）と、１１０面におけるピーク強度Ｉ（１１０）との回折強度比Ｉ（００２）／Ｉ（１１０）が、１００以上３００以下であることを特徴とする、負極。
【０００９】
２．上記１．に記載の負極と、正極とがセパレータを介して複数積層され、場合により巻回されて、外装容器に収容され、前記正極と電気的に接続される正極端子と、前記負極と電気的に接続される負極端子とが前記外装容器から引き出された、二次電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レート特性が良好な二次電池およびそれに用いる負極を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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