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公開番号2025112537
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006824
出願日2024-01-19
発明の名称正極合材および電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250725BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、正極活物質層の高電位化に伴う抵抗増加を抑制可能な正極合材を提供することを主目的とする。
【解決手段】本開示においては、正極活物質と、第1固体電解質と、粒子状炭素材料である第1導電材と、繊維状炭素材料である第2導電材と、を含む正極合材であって、上記第1導電材のD/G比が、1.0以下であり、上記第2導電材のD/G比が、0.5以下であり、上記第1導電材および上記第2導電材の合計に対する上記第1導電材の割合が、5質量%以上、30質量%以下である、正極合材を提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質と、第１固体電解質と、粒子状炭素材料である第１導電材と、繊維状炭素材料である第２導電材と、を含む正極合材であって、
前記第１導電材のＤ／Ｇ比が、１．０以下であり、
前記第２導電材のＤ／Ｇ比が、０．５以下であり、
前記第１導電材および前記第２導電材の合計に対する前記第１導電材の割合が、５質量％以上、３０質量％以下である、正極合材。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記第１導電材および前記第２導電材の合計に対する前記第１導電材の割合が、８質量％以上、２０質量％以下である、請求項１に記載の正極合材。
【請求項３】
前記第１固体電解質が、硫化物固体電解質であり、
前記正極活物質は、酸化物固体電解質である第２固体電解質に被覆されている、請求項１に記載の正極合材。
【請求項４】
正極活物質層と、負極活物質層と、前記正極活物質層および前記負極活物質層の間に配置された電解質層と、を有する電池であって、
前記正極活物質層が、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の正極合材を含む、電池。
【請求項５】
前記電池は、充電時に前記正極活物質層の電位を４．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ
＋
）以上に制御する制御装置を備える、請求項４に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極合材および電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
固体電池は、正極活物質層および負極活物質層の間に、固体電解質を含有する電解質層を有する。正極活物質層は、正極活物質を少なくとも含有し、さらに、イオン伝導性を向上させる固体電解質と、電子伝導性を向上させる導電材と、を含有する場合がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、正極活物質、固体電解質および導電性材料の混合物を備え、上記導電性材料は、１μｍ以上の平均長軸径を有する第１導電性材料、および２３ｎｍ超かつ１００ｎｍ以下の平均粒径を有する第２導電性材料を含み、上記正極活物質および上記固体電解質の合計体積に対する上記正極活物質の体積の比率は、５０％以上かつ９０％以下である、正極材料が開示されている。また、特許文献２には、正極活物質と、硫化物系固体電解質と、導電助剤とを含有する正極合剤の成形体を有し、上記導電助剤として、繊維状カーボンと粒状カーボンとを含有し、上記正極合剤の成形体の厚みが２５０μｍ以上である、全固体電池用正極が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２３／１３２３０３号
特開２０２１－１４４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固体電解質は、一般的な電解液に比べて酸化分解しにくいため、充電時に、固体電解質を含む正極活物質層を高電位にすることができ、その結果、電圧が大きい電池を得ることができる。一方、正極活物質層を高電位にすると、抵抗増加が生じやすい。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、正極活物質層の高電位化に伴う抵抗増加を抑制可能な正極合材を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］
正極活物質と、第１固体電解質と、粒子状炭素材料である第１導電材と、繊維状炭素材料である第２導電材と、を含む正極合材であって、
上記第１導電材のＤ／Ｇ比が、１．０以下であり、
上記第２導電材のＤ／Ｇ比が、０．５以下であり、
上記第１導電材および上記第２導電材の合計に対する上記第１導電材の割合が、５質量％以上、３０質量％以下である、正極合材。
【０００８】
［２］
上記第１導電材および上記第２導電材の合計に対する上記第１導電材の割合が、８質量％以上、２０質量％以下である、［１］に記載の正極合材。
【０００９】
［３］
上記第１固体電解質が、硫化物固体電解質であり、
上記正極活物質は、酸化物固体電解質である第２固体電解質に被覆されている、［１］または［２］に記載の正極合材。
【００１０】
［４］
正極活物質層と、負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に配置された電解質層と、を有する電池であって、上記正極活物質層が、［１］から［３］までのいずれかに記載の正極合材を含む、電池。
（【００１１】以降は省略されています）

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