特許ウォッチ

公開番号2025082555
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195969
出願日2023-11-17
発明の名称負極合材及びリチウム二次電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/133 20100101AFI20250522BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウム二次電池の容量維持率を向上させることができる負極合材が提供される。
【解決手段】本開示の負極合材は、複数の炭素粒子(A)と、複数のSi系粒子(B)と、を含有する。前記複数の炭素粒子(A)は、被覆黒鉛粒子(A1)を含む。前記被覆黒鉛粒子(A1)は、鱗片状黒鉛粒子(a1)と、ホウ素がドープされた炭素膜(a2)と、を有する。炭素膜(a2)は、前記鱗片状黒鉛粒子(a1)の表面の少なくとも一部を覆っている。前記複数の炭素粒子(A)に対する前記複数のSi系粒子(B)の含有量(B/A)は、5質量%～60質量%である。前記複数の炭素粒子(A)に対する被覆黒鉛粒子(A1)の含有量(A1/A)は、0.8質量%～85.0質量%である。前記被覆黒鉛粒子(A1)のラマンスペクトルの強度比(D/G)は、0.3～0.8である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数の炭素粒子（Ａ）と、複数のＳｉ系粒子（Ｂ）と、を含有し、
前記複数の炭素粒子（Ａ）が、被覆黒鉛粒子（Ａ１）を含み、
前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）が、
鱗片状黒鉛粒子（ａ１）と、
前記鱗片状黒鉛粒子（ａ１）の表面の少なくとも一部を覆う、ホウ素がドープされた炭素膜（ａ２）と、を有し、
前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）のラマンスペクトルの強度比（Ｄ／Ｇ）が、０．３～０．８であり、
前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する前記複数のＳｉ系粒子（Ｂ）の含有量（Ｂ／Ａ）が、５質量％～６０質量％であり、
前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する被覆黒鉛粒子（Ａ１）の含有量（Ａ１／Ａ）が、０．８質量％～８５．０質量％である、負極合材。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
ホウ素が、前記鱗片状黒鉛粒子（ａ１）にドープされている、請求項１に記載の負極合材。
【請求項３】
前記炭素膜（ａ２）の前記ホウ素のドープ量が、１．０ａｔｍ％以上である、請求項２に記載の負極合材。
【請求項４】
前記複数の炭素粒子（Ａ）が、複数の球状黒鉛粒子（Ａ２）を更に含み、
前記炭素膜（ａ２）の前記ホウ素のドープ量が、０．２ａｔｍ％～２．４ａｔｍ％である、請求項１に記載の負極合材。
【請求項５】
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の負極合材を含む負極を備える、リチウム二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、負極合材及びリチウム二次電池に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は、情報通信技術（例えば、パソコン、スマートフォン等）、車載、蓄電等に用いられている。
【０００３】
特許文献１は、非水電解液リチウム二次電池を開示している。当該非水電解液リチウム二次電池は、負極と、特定の正極と、非水電解液と、を備える。負極は、リチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料を含む。炭素材料は、ホウ素を含有しない特定の黒鉛と、特定のホウ素含有黒鉛と、からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－１０３３９１号公報
【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、特許文献１に開示の非水電解液リチウム二次電池は、容量維持率の改善の余地があった。
【０００６】
本開示は、上記事情に鑑みたものである。
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、リチウム二次電池の容量維持率を向上させることができる負極合材、及び容量維持率に優れるリチウム二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞複数の炭素粒子（Ａ）と、複数のＳｉ系粒子（Ｂ）と、を含有し、
前記複数の炭素粒子（Ａ）が、被覆黒鉛粒子（Ａ１）を含み、
前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）が、
鱗片状黒鉛粒子（ａ１）と、
前記鱗片状黒鉛粒子（ａ１）の表面の少なくとも一部を覆う、ホウ素がドープされた炭素膜（ａ２）と、を有し、
前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）のラマンスペクトルの強度比（Ｄ／Ｇ）が、０．３～０．８であり、
前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する前記複数のＳｉ系粒子（Ｂ）の含有量（Ｂ／Ａ）が、５質量％～６０質量％であり、
前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する被覆黒鉛粒子（Ａ１）の含有量（Ａ１／Ａ）が、０．８質量％～８５．０質量％である、負極合材。
＜２＞ホウ素が、前記鱗片状黒鉛粒子（ａ１）にドープされている、前記＜１＞に記載の負極合材。
＜３＞前記炭素膜（ａ２）の前記ホウ素のドープ量が、１．０ａｔｍ％以上である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の負極合材。
＜４＞前記複数の炭素粒子（Ａ）が、複数の球状黒鉛粒子（Ａ２）を更に含み、
前記炭素膜（ａ２）の前記ホウ素のドープ量が、０．２ａｔｍ％～２．４ａｔｍ％である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の負極合材。
＜５＞前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の負極合材を含む負極を備える、リチウム二次電池。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、リチウム二次電池の容量維持率を向上させることができる負極合材、及び容量維持率に優れるリチウム二次電池が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。本開示において、各成分の量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。本開示において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【００１０】
（１）負極合材
本開示の負極合材は、複数の炭素粒子（Ａ）と、複数のＳｉ系粒子（Ｂ）と、を含有する。前記複数の炭素粒子（Ａ）は、被覆黒鉛粒子（Ａ１）を含む。前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）は鱗片状黒鉛粒子（ａ１）と、ホウ素がドープされた炭素膜（ａ２）と、を有する。炭素膜（ａ２）は、前記鱗片状黒鉛粒子（ａ１）の表面の少なくとも一部を覆っている。前記被覆黒鉛粒子（Ａ１）のラマンスペクトルの強度比（Ｄ／Ｇ）（以下、単に「強度比（Ｄ／Ｇ）」ともいう）は、０．３～０．８である。前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する前記複数のＳｉ系粒子（Ｂ）の含有量（Ｂ／Ａ）（以下、単に「含有量（Ｂ／Ａ）」ともいう）は、５質量％～６０質量％である。前記複数の炭素粒子（Ａ）に対する被覆黒鉛粒子（Ａ１）の含有量（Ａ１／Ａ）（以下、単に「含有量（Ａ１／Ａ）」ともいう）は、０．８質量％～８５．０質量％である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許