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公開番号2025105291
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223748
出願日2023-12-29
発明の名称正極合材及び全固体電池
出願人独立行政法人国立高等専門学校機構,学校法人関西学院,地方独立行政法人大阪産業技術研究所
代理人弁理士法人北斗特許事務所
主分類H01M 4/136 20100101AFI20250703BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高容量化を達成でき、充放電を繰り返しても容量低下を抑制できる全固体電池を得ることができる正極合材を提供する。
【解決手段】正極合材は、正極活物質と、導電助剤と、固体電解質と、を含有する。前記正極活物質、前記導電助剤、及び前記固体電解質の全質量に対して、前記正極活物質の含有量が5質量%以上70質量%以下であり、前記導電助剤の含有量が10質量%以上70質量%以下であり、前記固体電解質の含有量が20質量%以上70質量%以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質と、導電助剤と、固体電解質と、を含有し、
前記正極活物質、前記導電助剤、及び前記固体電解質の全質量に対して、
前記正極活物質の含有量が５質量％以上７０質量％以下であり、
前記導電助剤の含有量が１０質量％以上７０質量％以下であり、
前記固体電解質の含有量が２０質量％以上７０質量％以下である、
正極合材。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記正極活物質が、下記式（１）で表される繰り返し単位を有するスルフィドポリマー化合物、及び／又は下記式（２）で表される繰り返し単位を有するスルフィドポリマー化合物を含む、
請求項１に記載の正極合材。
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【請求項３】
前記導電助剤が、導電性炭素材料を含む、
請求項１に記載の正極合材。
【請求項４】
前記固体電解質が、硫化物系固体電解質を含む、
請求項１に記載の正極合材。
【請求項５】
正極と、固体電解質層と、負極と、をこの順に備え、
前記正極が、請求項１～４のいずれか１項に記載の正極合材を含み、
前記固体電解質層が、硫化物系固体電解質を含み、
前記負極が、リチウム、インジウム、リチウムチタン酸、及びリチウムケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の物質を含む、
全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極合材及び全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、有機多硫化物が硫黄の電池性能を超える正極活物質として合成された。しかし、従来の有機多硫化物は、π－有機部分が硫黄鎖と共役しないので、硫黄の理論的容量より低い容量を示す。非特許文献１では、ジスルフィド化合物を用いた逆加硫により合成された有機多硫化物は、有機部分と硫黄鎖の間の共役に基づく増強された電子伝導性のために、硫黄の理論的容量に等しいより高い容量を示すことが開示されている。さらに、１，３－ジチオール－２－チオン部分を含む有機多硫化物は、電子伝導性が増強されたために、最も高い容量を示すことも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
Takeshi Shimizu, Naoki Tanifuji, Kosuke Nishio, Yuma Tanaka, Yuta Tsukaguchi, Kentaro Tsubouchi,Fumiya Nakamura, Naoko Shokura, Mariko Noguchi, Hiroki Fujimori, Hiromi Kimura-Suda, Yusuke Date, Kaoru Aoki, Hirofumi Yoshikawa, Ultra-High-CapacityLithium Metal Batteries Based on Multi-Electron Redox Reaction of Organopolysulfides including Conductive Organic Moieties Polymers, 15, 335, 2023.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、非特許文献１のリチウム金属電池によれば、高容量化を達成し得る。
【０００５】
しかしながら、非特許文献１のリチウム金属電池においては、充放電を繰り返した後の容量低下の抑制について更なる改良の余地があった。
【０００６】
本開示の目的は、高容量化を達成でき、充放電を繰り返しても容量低下を抑制できる全固体電池を得ることができる正極合材、及び高容量化を達成でき、充放電を繰り返しても容量低下を抑制できる全固体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】
本開示の一態様に係る正極合材は、正極活物質と、導電助剤と、固体電解質と、を含有する。前記正極活物質、前記導電助剤、及び前記固体電解質の全質量に対して、前記正極活物質の含有量が５質量％以上７０質量％以下であり、前記導電助剤の含有量が１０質量％以上７０質量％以下であり、前記固体電解質の含有量が２０質量％以上７０質量％以下である。
【０００８】
本開示の一態様に係る全固体電池は、正極と、固体電解質層と、負極と、をこの順に備える。前記正極が、前記正極合材を含む。前記固体電解質層が、硫化物系固体電解質を含む。前記負極が、リチウム、インジウム、リチウムチタン酸、及びリチウムケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の物質を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、高容量化を達成でき、充放電を繰り返しても容量低下を抑制できる全固体電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施例１の試験用の全固体電池の充放電曲線を示すグラフである。
図２は、実施例２の試験用の全固体電池の充放電曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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