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公開番号2025096853
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212800
出願日2023-12-18
発明の名称電極
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 4/133 20100101AFI20250623BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル耐久性の改善。
【解決手段】電極は、基材および負極活物質層を含む。負極活物質層は、基材の表面に配置されている。負極活物質層は、第1活物質粒子および第2活物質粒子を含む。第1活物質粒子は、黒鉛を含む。第2活物質粒子は、珪素を含む。負極活物質層の厚さ方向と平行な断面において、第1活物質粒子は、50°以上の第1配向角を有する。第2活物質粒子は、35°以上の第2配向角を有する。第1配向角は、第1活物質粒子の長軸と、基材の表面とのなす角を示す。第2配向角は、第2活物質粒子の長軸と、基材の表面とのなす角を示す。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基材および負極活物質層を含み、
前記負極活物質層は、前記基材の表面に配置されており、
前記負極活物質層は、第１活物質粒子および第２活物質粒子を含み、
前記第１活物質粒子は、黒鉛を含み、
前記第２活物質粒子は、珪素を含み、
前記負極活物質層の厚さ方向と平行な断面において、
前記第１活物質粒子は、５０°以上の第１配向角を有し、
前記第２活物質粒子は、３５°以上の第２配向角を有し、
前記第１配向角は、前記第１活物質粒子の長軸と、前記基材の表面とのなす角を示し、かつ、
前記第２配向角は、前記第２活物質粒子の長軸と、前記基材の表面とのなす角を示す、
電極。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記第２活物質粒子は、コア粒子および磁性材料を含み、
前記コア粒子が、珪素を含み、かつ、
前記磁性材料は、前記コア粒子の少なくとも一部に付着している、
請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記磁性材料は、チタン、ジルコニウムおよびバナジウムからなる群より選択される少なくとも１種を含み、かつ、
前記第２活物質粒子の表面積に対する、前記磁性材料の付着面積の比率は、３５％以上である、
請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記第１活物質粒子は、４．３から９．５のアスペクト比を有する、
請求項１に記載の電極。
【請求項５】
前記第１配向角は、５８°以上であり、かつ、
前記第２配向角に対する、前記第１配向角の比は、１．４０以下である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電極。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１７－０５０２０３号公報は、チタンを含む珪素合金と、黒鉛とを含む負極を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０５０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
負極活物質層において、黒鉛を磁場配向させる技術が知られている。磁場の印加により、黒鉛は、粒子の長軸が負極活物質層の厚さ方向に沿うように配向し得る。黒鉛の配向により、イオン拡散経路の屈曲度（「曲路率」とも称される。）が低減され得る。屈曲度の低減により、負極活物質層の厚さ方向において、イオン拡散が促進され得る。その結果、例えば、サイクル耐久性の改善が期待される。
【０００５】
高容量化のため、黒鉛と珪素（Ｓｉ）との混合系が検討されている。黒鉛の単独系に比して、黒鉛とＳｉとの混合系は、磁場の印加による性能改善効果が小さい傾向がある。
【０００６】
本開示の目的は、サイクル耐久性の改善にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．電極は、基材および負極活物質層を含む。負極活物質層は、基材の表面に配置されている。負極活物質層は、第１活物質粒子および第２活物質粒子を含む。第１活物質粒子は、黒鉛を含む。第２活物質粒子は、珪素を含む。負極活物質層の厚さ方向と平行な断面において、第１活物質粒子は、５０°以上の第１配向角を有する。第２活物質粒子は、３５°以上の第２配向角を有する。第１配向角は、第１活物質粒子の長軸と、基材の表面とのなす角を示す。第２配向角は、第２活物質粒子の長軸と、基材の表面とのなす角を示す。
【０００８】
「配向角」は、配向状態の指標である。配向角は、０から９０°の値を取り得る。配向角が９０°に近い程、負極活物質層の厚さ方向において、粒子が強く配向していることを示す。
【０００９】
黒鉛とＳｉとの混合系において、磁場の印加による性能改善効果が小さい一因は、Ｓｉが磁場に応答し難いことにあると考えられる。すなわち、Ｓｉが十分配向していないために、全体として、屈曲度が低減され難いと考えられる。そこで、第１活物質粒子（黒鉛）に５０°以上の配向角が付与され、なおかつ、第２活物質粒子（Ｓｉ）にも３５°以上の配向角が付与される。その結果、黒鉛とＳｉとの混合系においても、屈曲度が低減し得る。すなわち、サイクル耐久性の改善が期待される。
【００１０】
２．上記「１」に記載の電極は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。第２活物質粒子は、コア粒子および磁性材料を含む。コア粒子が珪素を含む。磁性材料は、コア粒子の少なくとも一部に付着している。
（【００１１】以降は省略されています）

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