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公開番号2025077594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189905
出願日2023-11-07
発明の名称ナトリウム電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250512BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電池の充電時に負極層からセパレータを通って正極層に向かうデンドライトの成長が抑制され、それによって正極層と負極層との間で短絡が生じにくいナトリウム電池を提供する。
【解決手段】本開示のナトリウム電池100、200は、正極層11、21、セパレータ12、22、及び負極層13、23をこの順で有し、かつこれらが電解液で含侵されている。本開示のナトリウム電池は、充電時にナトリウム金属が析出するナトリウム金属電池100、又は負極活物質としてハードカーボンを有するナトリウムイオン電池200である。セパレータは、複数の多孔質層から構成されており、セパレータの厚さ方向において、正極層の側から負極層の側に向かって、複数の多孔質層の各層の細孔径が、2つの極大値を有するようにして異なっており、かつ2つの極大値のうちの、正極層の側の極大値が、負極層の側の極大値よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極層、セパレータ、及び負極層をこの順で有し、かつこれらが電解液で含侵されている、ナトリウム電池であって、
前記ナトリウム電池が、充電時にナトリウム金属が析出するナトリウム金属電池、又は負極活物質としてハードカーボンを有するナトリウムイオン電池であり、
前記セパレータは、複数の多孔質層から構成されており、
前記セパレータの厚さ方向において、前記正極層の側から前記負極層の側に向かって、前記複数の多孔質層の各層の細孔径が、２つの極大値を有するようにして異なっており、かつ
前記２つの極大値のうちの、前記正極層の側の極大値が、前記負極層の側の極大値よりも大きい、
ナトリウム電池。
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
前記正極層の側の極大値が、前記負極層の側の極大値の１．１倍以上１．７倍以下である、請求項１に記載のナトリウム電池。
【請求項３】
前記正極層の側の極大値が、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載のナトリウム電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ナトリウム電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、高容量で軽量である特性を生かして、モバイル機器や車載用電源として使用されている。その一方で、近年、資源量の観点から、リチウムに替わる材料として、ナトリウムを使用したナトリウム電池が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、負極にハードカーボンを用いたナトリウムイオン電池を開示している。
【０００４】
ところで、二次電池においては、電池の充電時に、負極層にデンドライトが析出することがあり、このデンドライトの成長により、正極層と負極層との間で短絡が生じることがある。そのため、このデンドライトの成長を抑制する技術が開発されている。
【０００５】
例えば、特許文献２は、負極の表面に形成されるデンドライトがセパレータを越えて成長することを抑制できる二次電池を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－０５０１４８号公報
特開２０２２－０４８５９７号公報
【発明の概要】
【０００７】
ナトリウム電池において、電池の充電時に負極層からセパレータを通って正極層に向かうデンドライトの成長を抑制し、それによって正極層と負極層との間で短絡を防止する技術が望まれている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示は、電池の充電時に負極層からセパレータを通って正極層に向かうデンドライトの成長が抑制され、それによって正極層と負極層との間で短絡が生じにくいナトリウム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】
【０００９】
本件開示者等は、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出した。
〈態様１〉
正極層、セパレータ、及び負極層をこの順で有し、かつこれらが電解液で含侵されている、ナトリウム電池であって、
前記ナトリウム電池が、充電時にナトリウム金属が析出するナトリウム金属電池、又は負極活物質としてハードカーボンを有するナトリウムイオン電池であり、
前記セパレータは、複数の多孔質層から構成されており、
前記セパレータの厚さ方向において、前記正極層の側から前記負極層の側に向かって、前記複数の多孔質層の各層の細孔径が、２つの極大値を有するようにして異なっており、かつ
前記２つの極大値のうちの、前記正極層の側の極大値が、前記負極層の側の極大値よりも大きい、
ナトリウム電池。
〈態様２〉
前記正極層の側の極大値が、前記負極層の側の極大値の１．１倍以上１．７倍以下である、態様１に記載のナトリウム電池。
〈態様３〉
前記正極層の側の極大値が、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、態様１又は２に記載のナトリウム電池。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、負極層に析出するナトリウムの成長が抑制され、正極層と負極層との間で短絡が生じにくいナトリウム電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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