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公開番号2025113694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007973
出願日2024-01-23
発明の名称複合粒子、電極合材、電極層、電池および電極層の製造方法
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 4/38 20060101AFI20250728BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電池抵抗を抑制できる複合粒子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、Si元素またはSn元素を含有する複数の活物質と、バインダーとを含有する複合粒子であって、上記複合粒子を断面視した場合、上記複合粒子は、上記活物質を含有する第1部と、上記活物質を含有しない第2部と、を有し、かつ、上記複合粒子における上記第2部の割合が、55%以下である、複合粒子を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
Ｓｉ元素またはＳｎ元素を含有する複数の活物質と、バインダーとを含有する複合粒子であって、
前記複合粒子を断面視した場合、
前記複合粒子は、前記活物質を含有する第１部と、前記活物質を含有しない第２部と、を有し、かつ、前記複合粒子における前記第２部の割合が、５５％以下である、複合粒子。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記割合が、３０％以上である、請求項１に記載の複合粒子。
【請求項３】
前記活物質が、前記Ｓｉ元素を含有し、かつ、内部に空隙を有する、請求項１に記載の複合粒子。
【請求項４】
前記活物質が、前記Ｓｉ元素を含有し、かつ、シリコンクラスレート型の結晶相を有する、請求項１に記載の複合粒子。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の複合粒子を含有する、電極合材。
【請求項６】
複合粒子を含有する電極層であって、
前記複合粒子は、Ｓｉ元素またはＳｎ元素を含有する複数の活物質と、バインダーとを含有し、
前記電極層における前記複合粒子の断面形状を楕円に近似した場合、
前記複合粒子のアスペクト比が、３．６以下である、電極層。
【請求項７】
前記アスペクト比が、３．０以下である、請求項６に記載の電極層。
【請求項８】
前記アスペクト比が、１．６以上である、請求項６に記載の電極層。
【請求項９】
前記電極層が、導電助剤および固体電解質を含有する、請求項６に記載の電極層。
【請求項１０】
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、
前記負極活物質層が、請求項６から請求項９までのいずれかの請求項に記載の電極層である、電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合粒子、電極合材、電極層、電池および電極層の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電池の開発が盛んに行われている。例えば、自動車産業界では、電気自動車（ＢＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ）に用いられる電池の開発が進められている。また、上記電池に用いられる部材および材料の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｓｉ元素またはＳｎ元素を含む複数の粒子とバインダーとを有する複合粒子を含有し、かつ、空隙率が１５％以下である負極層が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１２１５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉおよびＳｎは理論容量が大きく、電池の高エネルギー密度化に有効である。その反面、充放電時の体積変化量が大きく、ＳｉまたはＳｎを用いた電極層の体積変化量（膨張・収縮量）が大きくなる恐れがある。電極の体積変化量が大きいと、イオン伝導パスが切断され電池抵抗が増加する恐れがある。この点、特許文献１のように、負極層に空隙を設けることで複合粒子の膨張吸収を図り、そして、イオン伝導パスの切断を抑制して、電池抵抗を抑制することが検討されている。一方で、電池抵抗の抑制についてはさらなる改善の余地がある。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電池抵抗を抑制できる複合粒子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］
Ｓｉ元素またはＳｎ元素を含有する複数の活物質と、バインダーとを含有する複合粒子であって、
上記複合粒子を断面視した場合、
上記複合粒子は、上記活物質を含有する第１部と、上記活物質を含有しない第２部と、を有し、かつ、上記複合粒子における上記第２部の割合が、５５％以下である、複合粒子。
【０００８】
［２］
上記割合が、３０％以上である、［１］に記載の複合粒子。
【０００９】
［３］
上記活物質が、上記Ｓｉ元素を含有し、かつ、内部に空隙を有する、［１］または［２］に記載の複合粒子。
【００１０】
［４］
上記活物質が、上記Ｓｉ元素を含有し、かつ、シリコンクラスレート型の結晶相を有する、［１］から［３］までのいずれかに記載の複合粒子。
（【００１１】以降は省略されています）

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