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公開番号2025068633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178530
出願日2023-10-17
発明の名称両面負極全固体電池
出願人富士通商株式会社
代理人個人
主分類H01M 10/0525 20100101AFI20250422BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】両面カーボンナノウォ-ルを負極とする全固体電池の開発を課題とするものである。
【解決手段】銅箔板の両面に高表面積と良好な電気伝導性を持つカーボンナノウォールを合成して負極2a, 2bを形成し、負極2a, 2bに対向状に正極4a, 4bを設け、負極2a, 2bと正極4a, 4bの間に固体電解質3a, 3bを設けた全固体電池であって、高表面積と優れた電気伝導性を持つカーボンナノウォールを負極に組み込むことで、電池の性能が向上し、電池の安全性とエネルギー効率向上に貢献する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
導電性基板の両面に合成したカーボンナノウォールを負極とし、負極に対向状に正極を設け、正極と負極の間に固体電解質を設けたことを特徴とする全固体電池。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
基板は銅箔である請求項1項記載の全固体電池。
【請求項３】
銅箔両面の酸化銅層を取り除いた後、カーボンナノウォール成長させて負極とする請求項2記載の全固体電池。
【請求項４】
正極、固体電解質、負極を積層するデザインはパウチ型である請求項１記載される全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面負極全固体電池に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
全固体電池は液体電解質を使用しないため、過充電や過放電が原因で発生する火災や爆発のリスクを低減でき、まだ高温に対して比較的耐性があり、高温環境での性能が安定して、広範囲の気象条件や環境で使用できる。さらに一般的に長寿命であり、充放電サイクル数が多いため、電池の寿命が延長され、交換の頻度が減少できる。
【０００３】
また、全固体電池は、従来の液体電解質を使用するリチウムイオン電池と比較して、高いエネルギー密度、安全性、およびサイズの面で優れて、非常に小さい体積に収めることが可能であり、両面負極の構成が可能である。
【０００４】
全固体電池における両面負極成は、通常の単一層負極に比べて、複数の層やコーティングを持つ負極の構造であり、電池内での電子の流れやイオンの拡散を改善し、電池の性能を向上させる。
【０００５】
また全固体電池に両面の負極を使用することによって、電池の容量（電力の蓄積能力）を増加させることができ、多くの活物質を負極に配置し、電池がより多くの電気エネルギーを蓄えることができるため、電池を充電する回数を減らし、エネルギー密度を高めることができる。
【０００６】
更に、全固体電池に両面負極を使用することによって、同じサイズや体積の電池内により多くのエネルギーを収めることができる。モバイルデバイス、電動自動車、エネルギー貯蔵システムなど、スペースが制約されているアプリケーションにとって非常に重要であり、バッテリー寿命を延ばしたり、電動自動車の航続距離を増やしたりするのに役立つ。
【０００７】
両面負極による全固体電池技術の進化によって、エネルギー効率と安全性を向上され、電子機器や電動車、再生可能エネルギーの貯蔵など、さまざまな分野でより効率的で持続可能なエネルギーソリューションが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開2008－239369号公報
特開2022－182871号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このうち両面の負極材料に関する研究は、高い電子伝導性とイオン伝導性を持ち、電池の効率的な動作をサポートする役割を果たし、したがって負極材料の選定と設計は、新しい全固体電池の開発において中心的な研究課題である。
【００１０】
本発明者の研究によれば、カーボンナノウォール（CNWs）は、ナノ炭素材料の一種であるが、通常のフラットな表面ではなく、垂直に立ち上がったウォール状の構造により、高い表面積を持つことができ、その特殊な構造と高い比表面積から、電子伝導や電極反応に適しており、全固体電池の両面負極材料として非常に有望な材料であることを見出した。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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