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公開番号2025106357
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025061008,2022159559
出願日2025-04-02,2017-09-11
発明の名称電極
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250708BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】新規な電極を提供する。新規な蓄電装置を提供する。劣化の少ない電極を提供する。容量の大きい電極を提供する。寿命の長い蓄電装置を提供する。劣化の少ない蓄電装置を提供する。エネルギー密度の高い蓄電装置を提供する。信頼性の高い蓄電装置を提供する。
【解決手段】グラフェン層と、置換または無置換の鎖状の基と、を有するグラフェン化合物と、活物質と、を有する電極であり、グラフェン層はシリコンを有する置換基を介して鎖状の基に結合される。活物質は粒子状であり、グラフェン化合物は、活物質に接する領域を有し、活物質は、元素Aと、元素Mと、を有し、元素Aは、第1族の元素および第2族の元素から選ばれる一以上であり、元素Mは、マンガンおよびニッケルから選ばれる一以上を有し、鎖状の基は、カルボニル基、エステル基、カルボキシル基、エーテル基、エポキシ基、から選ばれる一以上を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
活物質と、グラフェン化合物と、を有し、
前記グラフェン化合物は、グラフェン層と、置換または無置換の鎖状の基と、を有し、
前記グラフェン層はシリコンを有する置換基を介して前記鎖状の基に結合され、
前記活物質は粒子状であり、
前記グラフェン化合物は、前記活物質に接する領域を有し、
前記活物質は、元素Ａと、元素Ｍと、を有し、
前記元素Ａは、第１族の元素および第２族の元素から選ばれる一以上であり、
前記元素Ｍは、マンガンおよびニッケルから選ばれる一以上を有し、
前記鎖状の基は、カルボニル基、エステル基、カルボキシル基、エーテル基、エポキシ基、から選ばれる一以上を有する電極。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
活物質と、グラフェン化合物と、を有し、
前記活物質は、粒子状であり、
前記グラフェン化合物は、前記活物質の表面に接する領域を有し、
前記活物質は、元素Ａと、元素Ｍと、を有し、
前記元素Ａは、第１族の元素および第２族の元素から選ばれる一以上であり、
前記元素Ｍは、マンガンおよびニッケルから選ばれる一以上を有し、
前記グラフェン化合物は、下記式（Ｇ１）で表される構造を有する電極。
JPEG
2025106357000025.jpg
53
167
（一般式（Ｇ１）中において、Ｇｌａｙｅｒはグラフェン層を表し、Ｒ
１
は置換又は無置換のアルキレン基を表し、Ｒ
２
は水素、又は置換若しくは無置換のアルキル基を表す。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシ
ン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特
に、本発明の一態様は、蓄電装置、蓄電池、電極、正極、半導体装置、表示装置、発光装
置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の
一態様は、電極およびその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
なお、本明細書中において蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すも
のである。
【背景技術】
【０００３】
近年、リチウムイオン電池等の蓄電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々
の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウム
イオン電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯情
報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリ
ッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等
の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展に伴い急速にその需要が拡大
し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている
。
【０００４】
リチウムイオン電池の充放電に伴い、活物質が有する元素が電解液中へ溶出する場合が
ある。この溶出により、蓄電装置の容量が低下する場合がある。特許文献１ではマンガン
イオンの電解液中への溶出について述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１９２４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、新規な電極を提供することを課題の一とする。または、本発明の一
態様は、新規な蓄電装置を提供することを課題の一とする。
【０００７】
または、本発明の一態様は、劣化の少ない電極を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様は、容量の大きい電極を提供することを課題の一とする。または、本
発明の一態様は、寿命の長い蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本発明
の一態様は、劣化の少ない蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の
一態様は、エネルギー密度の高い蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本
発明の一態様は、信頼性の高い蓄電装置を提供することを課題の一とする。
【０００８】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、活物質と、グラフェン化合物と、を有し、グラフェン化合物は、グ
ラフェン層と、置換または無置換の鎖状の基と、を有し、グラフェン層はシリコンを有す
る置換基を介して鎖状の基に結合され、活物質は粒子状であり、グラフェン化合物は、活
物質に接する領域を有し、活物質は、元素Ａと、元素Ｍと、を有し、元素Ａは、第１族の
元素および第２族の元素から選ばれる一以上であり、元素Ｍは、マンガンおよびニッケル
から選ばれる一以上を有し、鎖状の基は、カルボニル基、エステル基、カルボキシル基、
エーテル基、エポキシ基、から選ばれる一以上を有する電極である。
【００１０】
または、本発明の一態様は、活物質と、グラフェン化合物と、を有し、活物質は、粒子
状であり、グラフェン化合物は、活物質の表面に接する領域を有し、活物質は、元素Ａと
、元素Ｍと、を有し、元素Ａは、第１族の元素および第２族の元素から選ばれる一以上で
あり、元素Ｍは、マンガンおよびニッケルから選ばれる一以上を有し、グラフェン化合物
は、下記式（Ｇ１）で表される構造を有する電極である。
（【００１１】以降は省略されています）

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