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公開番号2025085615
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2024201102
出願日2024-11-18
発明の名称複合化正極活物質、正極合剤、全固体リチウムイオン電池、及び、移動体
出願人国立大学法人東京科学大学,ソフトバンク株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高エネルギー密度化を実現することのできる、複合化正極活物質、これを含む正極合剤、全固体リチウムイオン電池、及び、移動体を提供すること。
【解決手段】正極活物質の表面が固体電解質で被覆されている複合化正極活物質、これを含む正極合剤、全固体リチウムイオン電池、及び、移動体。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質の表面が固体電解質で被覆されている、複合化正極活物質。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記正極活物質の表面の９０面積％以上が前記固体電解質によって被覆されている、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項３】
前記正極活物質と前記固体電解質との質量比率が９９：１～８０：２０である、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項４】
前記正極活物質と前記固体電解質との質量比率が９５：５～９０：１０である、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項５】
前記固体電解質は、ＬＰＳ－Ｘ系固体電解質である、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項６】
前記ＬＰＳ－Ｘ系固体電解質は、Ｌｉ
６
ＰＳ
５
Ｃｌである、請求項５に記載の複合化正極活物質。
【請求項７】
前記正極活物質は、コバルト酸リチウムＬｉＣｏＯ
２
、ニッケル酸リチウムＬｉＮｉＯ
２
、マンガン酸リチウムＬｉＭｎ
２
Ｏ
４
、リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ
４
、または、一部をニッケルとマンガンで置換されたコバルト酸リチウムＬｉ（Ｎｉ－Ｃｏ－Ｍｎ）Ｏ
２
を含む、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項８】
前記正極活物質はＬｉＮｉ
０．６
Ｃｏ
０．２
Ｍｎ
０．２
Ｏ
２
（ＮＣＭ６２２）を含む、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項９】
前記正極活物質はＬｉＮｉ
０．８
Ｃｏ
０．１
Ｍｎ
０．１
Ｏ
２
（ＮＣＭ８１１）を含む、請求項１に記載の複合化正極活物質。
【請求項１０】
前記正極活物質と前記固体電解質との間に、リチウムイオン伝導性酸化物を含む層が存在する、請求項１に記載の複合化正極活物質。
（【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、リチウムイオン電池、特に全固体二次電池に用いることのできる、複合化正極活物質、これを含む正極合剤、全固体リチウムイオン電池、及び、移動体に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、種々の産業上の要求により、安全性が高い電池の開発が活発になされている。例えば、リチウムイオン電池は、情報関連機器、通信機器分野だけではなく、自動車分野でも実用化されている。該自動車分野においては、生命と係わるために、特に、安全が重要視される。
【０００３】
現在市販されているリチウムイオン電池の多くは、可燃性有機溶媒を含む電解液が利用されているために、短絡が生じた場合、過熱及び火災の可能性がある。それに対し、電解液の代わりに、固体電解質を利用した全固体電池の研究が進められている。
【０００４】
該全固体電池は、可燃性有機溶媒を使用しないことにより、短絡が生じても、火災や爆発が生じる可能性を大きく低減させることができる。従って、そのような全固体電池は、電解液を使用するリチウムイオン電池に比べ、大きく安全性を高めることができる。
【０００５】
加えて、全固体電池では、電解液を用いるリチウムイオン電池と比べて、安全装置や冷却機構の簡略化やバイポーラ構造の採用等の種々の工夫が可能であり、これによりエネルギー密度の向上も期待できる。
【０００６】
ただし、更なる高エネルギー密度化も求められており、それに関する種々の検討もされている。
【０００７】
一例として、特許文献１は、固体二次電池の製造過程において、不可避的に形成される空隙を、リチウムイオン伝導性を有する固体にて充填することを提案している。より具体的には、正極は、空隙率３％以上１５％未満の範囲で正極空隙を有し、前記正極空隙には、リチウムイオン伝導性を有する第一の有機電解質が充填されたものである。
【０００８】
特許文献２では全固体電池に用いられる正極合剤であって、正極合剤に含まれる第１正極活物質と第２正極活物質との平均粒径の比を特定の範囲とすることにより、体積当たりのエネルギー密度を向上させることができる、と開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２０－１２９４４６号公報
特開２０１９－１０６２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、高エネルギー密度化を実現することのできる、複合化正極活物質、これを含む正極合剤、全固体リチウムイオン電池、及び、移動体を提供することである。
【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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