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公開番号2025095491
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211525
出願日2023-12-14
発明の名称負極および電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、負極集電体の劣化が抑制できる負極を提供することを主目的とする。
【解決手段】本開示においては、電池に用いられる負極であって、上記負極は、Al集電体である負極集電体と、上記Al集電体の表面に形成された保護層と、負極活物質層と、をこの順に有し、上記保護層は、SiおよびOを含有し、上記Siは、上記Oを介して、上記Al集電体のAlと、Si-O-Al結合を構成しており、上記負極活物質層は、反応電位がAlよりも低い負極活物質を含有する、負極を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電池に用いられる負極であって、
前記負極は、Ａｌ集電体である負極集電体と、前記Ａｌ集電体の表面に形成された保護層と、負極活物質層と、をこの順に有し、
前記保護層は、ＳｉおよびＯを含有し、
前記Ｓｉは、前記Ｏを介して、前記Ａｌ集電体のＡｌと、Ｓｉ－Ｏ－Ａｌ結合を構成しており、
前記負極活物質層は、反応電位がＡｌよりも低い負極活物質を含有する、負極。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記負極活物質の反応電位は、０．３Ｖ（Ｌｉ
＋
／Ｌｉ）以下である、請求項１に記載の負極。
【請求項３】
前記Ｓｉは、アミノ基を有する官能基と結合している、請求項１に記載の負極。
【請求項４】
前記保護層および前記負極活物質層の間に、樹脂および導電材を含有する樹脂層を有する、請求項１に記載の負極。
【請求項５】
正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された電解質層とを有する電池であって、
前記負極は、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の負極である、電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、負極および電池に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、携帯電話等の電子機器の急速な普及に伴い、その電源として用いられる電池の開発が進められている。また、自動車産業界においても、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）または電気自動車（ＢＥＶ）に用いられる電池の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、負極活物質としてＳｉ系活物質を含有する負極活物質層と、Ｎｉ箔である負極集電体と、を有する全固体電池が開示されている。また、特許文献２には、アルミニウムを主成分とする合金で構成される基材と、ニッケルおよびリンを含み且つ当該基材の表面にめっきされためっき層とを有する基板と、を順に有するリチウムイオン二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０９２８０８号公報
特開２０２０－０９１９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池を軽量化させてエネルギー密度の向上を図る観点、および、電池の放熱性を高めて電池劣化の抑制を図る観点から、負極集電体の材料としてＡｌ（アルミニウム）を用いることが想定される。一方、Ａｌは比較的反応電位が高いため、Ａｌよりも反応電位が低い材料を負極活物質として用いた場合、負極集電体（Ａｌ集電体）が、負極活物質より先に、Ｌｉイオンと反応し、負極集電体が劣化する恐れがある。また、負極集電体が劣化した場合、電池の容量が低下する恐れがある。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、負極集電体の劣化が抑制できる負極を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］
電池に用いられる負極であって、
上記負極は、Ａｌ集電体である負極集電体と、上記Ａｌ集電体の表面に形成された保護層と、負極活物質層と、をこの順に有し、
上記保護層は、ＳｉおよびＯを含有し、
上記Ｓｉは、上記Ｏを介して、上記Ａｌ集電体のＡｌと、Ｓｉ－Ｏ－Ａｌ結合を構成しており、
上記負極活物質層は、反応電位がＡｌよりも低い負極活物質を含有する、負極。
【０００８】
［２］
上記負極活物質の反応電位は、０．３Ｖ（Ｌｉ
＋
／Ｌｉ）以下である、［１］に記載の負極。
【０００９】
［３］
上記Ｓｉは、アミノ基を有する官能基と結合している、［１］または［２］に記載の負極。
【００１０】
［４］
上記保護層および上記負極活物質層の間に、樹脂および導電材を含有する樹脂層を有する、［１］から［３］までのいずれかに記載の負極。
（【００１１】以降は省略されています）

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