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公開番号2025090235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2023205349
出願日2023-12-05
発明の名称二次電池
出願人日産自動車株式会社,ルノーエス.ア.エス.,RENAULT S.A.S.
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250610BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】エネルギー密度が高く、かつ、電極層と集電体との密着性が高い電極構造を有する二次電池を提供すること。
【解決手段】二次電池1は、電解質層2と、第1電極構造3及び第2電極構造4と、
を備える。第1電極構造3は、第1集電体5と、一対の第1電極層6とを有する。第1集電体5は、貫通孔形成領域7を有し、貫通孔形成領域は、活物質充填領域12を含む。
活物質充填領域12は、一対の第1電極層6同士が連続するように貫通孔が活物質により充填された領域である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電解質層と、
前記電解質層を挟むように配置された、第１電極構造及び第２電極構造と、
を備え、
前記第１電極構造は、
第１集電体と、
前記第１集電体を挟むように設けられ、活物質を含有する、一対の第１電極層と、
を有し、
前記第１集電体は、少なくとも１の貫通孔を有する貫通孔群が形成された貫通孔形成領域を有し、
前記貫通孔形成領域は、活物質充填領域を含み、
前記活物質充填領域は、積層方向に沿って見た場合に前記一対の第１電極層に一致する領域であって、前記一対の第１電極層同士が連続するように前記貫通孔が活物質により充填された領域である、
二次電池。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の二次電池であって、
前記第１集電体は、積層方向に沿って見た場合に前記一対の第１電極層よりも外側の領域である余剰領域を有し、
前記余剰領域は、
前記貫通孔形成領域の一部であって、前記貫通孔が充填されていない領域である空孔領域と、
前記貫通孔が設けられていない領域である緻密領域と、を有している、
二次電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の二次電池であって、
前記電解質層は、
積層方向において前記第１電極構造と前記第２電極構造との間に挟まれた部分である中央部と、
前記一対の第１電極層の一方の側面を覆う第１側面部と、
前記一対の第１電極層の他方の側面を覆う第２側面部とを有しており、
前記貫通孔形成領域は、更に、前記活物質充填領域の外側に設けられた領域であって、前記第１側面部及び前記第２側面部と重なる領域である、電解質充填領域を有し、
前記電解質充填領域において、前記貫通孔は、前記第１側面部と前記第２側面部とが連続するように、電解質により充填されている、
二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の二次電池であって、
前記第１集電体は、積層方向に沿って見た場合に前記一対の第１電極層よりも外側の領域である余剰領域を有し、
前記余剰領域は、
前記貫通孔形成領域の一部であって、前記貫通孔が応力緩和樹脂により充填された領域である、樹脂充填領域を有している、
二次電池。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の二次電池であって、
積層方向に沿って見た場合に、前記貫通孔は円形である、
二次電池。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の二次電池であって、
積層方向に沿って見た場合に、前記一対の第１電極層の外形は、角部を有しており、
前記角部は、前記貫通孔上に位置している、
二次電池。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の二次電池であって、
前記第１電極構造は、更に、前記第１集電体の表面と前記一対の第１電極層との間に設けられた電子伝導層を有している、
二次電池。
【請求項８】
請求項７に記載の二次電池であって、
前記電子伝導層は、更に、前記貫通孔の側壁を覆っている、
二次電池。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の二次電池であって、
前記第１電極構造は正極であり、
前記第２電極構造は負極であり、
前記第２電極構造は、負極集電体である第２集電体を有し、
前記第２集電体は、多孔質構造を有している、
二次電池。
【請求項１０】
請求項９に記載の二次電池であって、
前記第２電極構造は、更に、前記第２集電体を挟むように設けられた一対の負極中間層を有し、
前記二次電池は、充電時に、前記一対の負極中間層と前記第２集電体との間にリチウムが析出するように構成されており、
前記第２集電体の空孔の内面は、前記一対の負極中間層の構成材料と同じ材料によりコーティングされている、
二次電池。
（【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】
本発明は二次電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電解質層と、電解質層を厚さ方向において挟むように設けられた一対（正極及び負極）の電極構造とを有する二次電池が知られている。各電極構造には、活物質を含有する電極層と、集電体とが設けられる。そのような二次電池における１つの課題は、エネルギー密度の向上である。
【０００３】
エネルギー密度の向上を目的とした技術が、例えば特許文献１（特開２０２０－１８１７０５号公報）に開示されている。特許文献１には、「厚み方向に重ねられた複数の金属多孔板と、前記金属多孔板を構成する空隙に充填された電極合材と、を有し、隣接する前記金属多孔板同士が、互いにプレス接合されていることを特徴とする二次電池用電極」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１８１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の記載によれば、高いエネルギー密度が得られる。しかし、エネルギー密度は、高ければ高いほどよい。従って、エネルギー密度の更なる向上が求められる。また、通常、各電極構造には、既述のように、電極層と集電体とが設けられる。電極層と集電体との密着性は、高い方が好ましい。活物質と集電体とが強固に密着した上で、高いエネルギー密度を有する電極構造が求められている。
【０００６】
従って、本発明の目的は、エネルギー密度が高く、かつ、電極層と集電体との密着性が高い電極構造を有する二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本発明に係る二次電池は、電解質層と、電解質層を挟むように配置された、第１電極構造及び第２電極構造と、を備える。第１電極構造は、第１集電体と、第１集電体を挟むように設けられた一対の第１電極層とを有する。第１集電体は、貫通孔群が形成された貫通孔形成領域を有する。貫通孔形成領域の少なくとも一部において、貫通孔は、一対の第１電極層が連続するように、活物質により充填されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エネルギー密度が高く、かつ、電極層と集電体との密着性が高い電極構造を有する二次電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図２は、各貫通孔の好適な形状の一例を示す平面図である。
図３は、第１電極構造の一例を示す平面図である。
図４は、第２の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図５は、第３の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図６は、第３の実施形態の変形例に係る二次電池を示す概略断面図である。
図７は、第４の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図８は、第５の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図９は、第６の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
図１０は、第７の実施形態に係る二次電池を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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