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公開番号2025110523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004403
出願日2024-01-16
発明の名称負極、リチウムイオン二次電池および負極の製造方法
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 4/13 20100101AFI20250722BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電サイクルに伴う膨張収縮の影響を抑制し、かつ、容量維持率の低下を抑制すること。
【解決手段】負極であって、負極集電体および負極活物質層を含み、前記負極活物質層は、第1活物質、第2活物質、イオン伝導性高分子および導電材を含み、前記負極活物質層は、前記第1活物質の周囲に空隙を有する構造を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
負極集電体および負極活物質層を含み、
前記負極活物質層は、第1活物質、第2活物質、イオン伝導性高分子および導電材を含み、
前記負極活物質層は、前記第1活物質の周囲に空隙を有する構造を有する、負極。
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
前記イオン伝導性高分子は、ポリエチレンオキサイドである、請求項1に記載の負極。
【請求項3】
前記負極活物質層における空隙の面積の割合は、30%以下であり、
前記負極活物質層における空隙の面積に対する前記第1活物質の周囲の空隙の面積の割合は、40%以上である、請求項1に記載の負極。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の負極を含む、リチウムイオン二次電池。
【請求項5】
第1活物質、イオン伝導性高分子および導電材を混合し、乾燥することにより、第1粒子を形成する工程と、
前記第1粒子および第2活物質を混合することにより、第2粒子を形成する工程と、
前記第2粒子を溶媒に溶解させることにより得られる液体塗料を負極集電体に塗布することにより、負極活物質前駆層を形成する工程と、
前記負極活物質前駆層を有機溶媒に接触させることにより、負極活物質層を形成する工程と、を含み、
前記負極活物質層は、前記第1活物質の周囲に空隙を有する、負極の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、負極、リチウムイオン二次電池および負極の製造方法に関する。
続きを表示(約 960 文字)【背景技術】
【0002】
特開2021-48106号公報(特許文献1)には、負極活物質であるケイ素を極性ポリマーであるポリエチレンオキサイドで被覆し、導電材を含む負極合材とすることで、十分な容量と良好なサイクル特性とを有する二次電池用活物質が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2021-48106号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、ケイ素をポリエチレンオキサイドで被覆することで、サイクル特性は向上しているが、改善の余地がある。
【0005】
本開示の目的は、充放電サイクルに伴う膨張収縮の影響を抑制し、かつ、容量維持率の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[1] 負極集電体および負極活物質層を含み、
前記負極活物質層は、第1活物質、第2活物質、イオン伝導性高分子および導電材を含み、
前記負極活物質層は、前記第1活物質の周囲に空隙を有する構造を有する、負極。
【0007】
第1活物質は、第2活物質と比較して、充放電に伴う膨張収縮が大きいため、電極割れを引き起こしやすく、サイクル特性が低下する。そこで、第1活物質が膨張収縮しても電極割れの発生が抑制されるように、負極活物質層は、第1活物質の周囲に空隙を有する構造を有する。これにより、第1活物質の膨張収縮の影響を低減させる結果、容量維持率等のサイクル特性の向上が期待される。
【0008】
[2] 前記イオン伝導性高分子は、ポリエチレンオキサイドである、[1]に記載の負極。
【0009】
[3] 前記負極活物質層における空隙の面積の割合は、30%以下であり、
前記負極活物質層における空隙の面積に対する前記第1活物質の周囲の空隙の面積の割合は、40%以上である、[1]または[2]に記載の負極。
【0010】
[4] [1]から[3]のいずれかに記載の負極を含む、リチウムイオン二次電池。
(【0011】以降は省略されています)

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