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公開番号2025096062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212548
出願日2023-12-15
発明の名称固体電池
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 10/0562 20100101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極等の異物が固体電解質層に移動し、安定した電池性能を発揮することが困難となる。
【解決手段】固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径が、正極層や負極層に含まれる固体電解質の粒径よりも小である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質と固体電解質とを含む正極層と、
負極活物質と固体電解質とを含む負極層と、
前記正極層と前記負極層との間に配された固体電解質層とを含み、
前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径が、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質の粒径よりも小である固体電池。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径は、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質のうち小さい粒径を１としたときに０．５以下である請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径は、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質のうち小さい粒径を１としたときに０．２以下である請求項１に記載の固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池の重要が高まっており、電解液を備えた二次電池のほか、固体電解質を用いた固体電池の開発が進められている。固体電池の例である全固体電池は、電解液に代えて固体電解質層を有する電池であり、可燃性の有機溶媒を用いないために安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れる。特許文献１には、固体電解質と活物質とが連続的に垂直配置された活物質層を有し、当該固体電解質が電極の膜厚未満の粒子径を有すること、具体的には当該固体電解質の粒子径を５０μｍ未満とすることが開示されている。特許文献１によれば、電極内におけるＬｉイオンの移動性が改良されたとある。
【０００３】
また、特許文献２には、活物質粒子と固体電解質粒子とを含有する活物質層を備える電極において、固体電解質粒子の平均粒径は、活物質粒子の平均粒径よりも小とすることが開示されている。特許文献２によれば、活物質層における活物質粒子と固体電解質粒子との接触を良好にすることができ、活物質層におけるＬｉイオン伝導度が従来のものよりも改善するとある。
【０００４】
さらに、特許文献３には、デンドライトの生成による短絡を防止するため、固体電解質層とイオン伝導性を有する耐熱性樹脂層とを備える全固体電池が開示されている。特許文献３によれば、耐熱性樹脂層が短絡防止層として機能するとある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－０１８７７７号公報
特開２０１２－２４３６４４号公報
特開２０２１－１６３６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、正極、固体電解質層及び負極がこの順で積層された固体電池においては、正極及び／又は負極に存在する異物が固体電解質層に移動することで、安定した電池性能を発揮することが困難となる場合があった。
そこで、本開示は、このような実情に鑑み、仮に、正極及び／又は負極に異物が存在したとしても、当該異物が固体電解質層へ移動することを抑制し、これにより安定した電池性能を発揮することができる固体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】
【０００７】
上述した目的を達成した本開示は以下を包含する。
＜１＞正極活物質と固体電解質とを含む正極層と、負極活物質と固体電解質とを含む負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配された固体電解質層とを含み、前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径が、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質の粒径よりも小である固体電池。
＜２＞前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径は、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質のうち小さい粒径を１としたときに０．５以下である＜１＞に記載の固体電池。
＜３＞前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径は、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質のうち小さい粒径を１としたときに０．２以下である＜１＞に記載の固体電池。
【発明の効果】
【０００８】
本開示にかかる固体電池では、正極層及び／又は負極層に存在する異物が固体電解質層に移動することを抑制し、これにより安定した電池性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における一実施形態として示す固体電池の要部概略構成図である。
本実施例で実施した異物短絡試験を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示にかかる固体電池は、正極活物質と固体電解質とを含む正極層と、負極活物質と固体電解質とを含む負極層と、前記正極層と前記負極層との間に配された固体電解質層とを含み、前記固体電解質層に含まれる固体電解質の粒径が、前記正極層に含まれる固体電解質及び前記負極層に含まれる固体電解質の粒径よりも小である。
（【００１１】以降は省略されています）

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