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公開番号2025115531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010031
出願日2024-01-26
発明の名称負極集電体、負極およびリチウム金属二次電池
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 4/66 20060101AFI20250731BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル特性を向上すること。
【解決手段】樹脂および繊維状の導電性フィラーを含む負極集電体であって、前記繊維状の導電性フィラーのアスペクト比は、20以上であり、前記負極集電体における前記樹脂の含有率は、60質量%以上90質量%未満であり、前記負極集電体における前記繊維状の導電性フィラーの含有率は、10質量%超40質量%以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂および繊維状の導電性フィラーを含む負極集電体であって、
前記繊維状の導電性フィラーのアスペクト比は、２０以上であり、
前記負極集電体における前記樹脂の含有率は、６０質量％以上９０質量％未満であり、
前記負極集電体における前記繊維状の導電性フィラーの含有率は、１０質量％超４０質量％以下である、負極集電体。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
前記繊維状の導電性フィラーは、繊維状炭素である、請求項１に記載の負極集電体。
【請求項３】
前記樹脂は、ポリオレフィン系樹脂である、請求項１に記載の負極集電体。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の負極集電体を含む、負極。
【請求項５】
請求項４に記載の負極を含む、リチウム金属二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、負極集電体、負極およびリチウム金属二次電池に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－２１３８４号公報（特許文献１）には、導電性フィラーおよび樹脂を含む集電体層と、電極層と、集電体層および電極層の間に位置し、金属または金属繊維からなる弾性体を含む変位吸収部と、を含む電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２１３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電極集電体として金属箔が使用されている。例えば、材料コストの低減、質量エネルギー密度等の観点から、金属量の低減が求められている。例えば、金属箔の代替として、導電性フィラーや樹脂を含む樹脂集電体が提案されている。
【０００５】
また、リチウム金属二次電池が検討されている。リチウム金属二次電池は、従来のリチウムイオン二次電池と比較して、高いエネルギー密度を有する。リチウム金属二次電池における負極反応は、リチウムの溶解反応および析出反応である。充電時、負極集電体の表面においてリチウムイオンが電子を受け取ることにより、リチウムが析出する。
【０００６】
一方、リチウム金属二次電池の負極集電体として樹脂集電体を使用した場合、導電性フィラーが脱落するおそれがある。これにより、サイクル特性が低下するおそれがある。
【０００７】
本開示の目的は、サイクル特性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］樹脂および繊維状の導電性フィラーを含む負極集電体であって、
前記繊維状の導電性フィラーのアスペクト比は、２０以上であり、
前記負極集電体における前記樹脂の含有率は、６０質量％以上９０質量％未満であり、
前記負極集電体における前記繊維状の導電性フィラーの含有率は、１０質量％超４０質量％以下である、負極集電体。
【０００９】
所定のアスペクト比を有する繊維状の導電性フィラーを使用することにより、充電時に負極集電体からリチウムが析出する場合であっても、繊維状の導電性フィラーが脱落することが抑制される結果、サイクル特性の向上が期待される。また、樹脂および繊維状の導電性フィラーを所定の割合で含むことにより、成形性に優れ、抵抗の増加の抑制も期待される。
【００１０】
［２］前記繊維状の導電性フィラーは、繊維状炭素である、［１］に記載の負極集電体。
（【００１１】以降は省略されています）

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