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公開番号2025121078
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016281
出願日2024-02-06
発明の名称電池
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 10/052 20100101AFI20250812BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、負極集電体の剥離を抑制することが可能な電池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、正極層、電解液を含む電解質層および負極層をこの順に有する電池であって、上記負極層は、上記電解質層側から、負極活物質層および負極集電体を含み、上記負極活物質層は、細孔を有するSi粒子を含有する造粒粒子を含み、上記造粒粒子の平均粒径(D₅₀)は、5.5μm以上7.2μm以下であり、上記電解液はイオン性液体を含む、電池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】
正極層、電解液を含む電解質層および負極層をこの順に有する電池であって、
前記負極層は、前記電解質層側から、負極活物質層および負極集電体を含み、
前記負極活物質層は、細孔を有するＳｉ粒子を含有する造粒粒子を含み、
前記造粒粒子の平均粒径（Ｄ
５０
）は、５．５μｍ以上７．２μｍ以下であり、
前記電解液はイオン性液体を含む、電池。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記電解液は、さらに、Ｌｉ塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を有し、
前記イオン性液体は、アニオン部としてビス（フルオロスルホニル）イミドアニオン（ＦＳＩ）を含み、
前記イオン性液体に対する前記Ｌｉ塩のモル比（前記Ｌｉ塩のモル数／前記イオン性液体のモル数）が２／３以上である、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記Ｓｉ粒子の平均粒径（Ｄ
５０
）は、０．５μｍ以上０．６μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記造粒粒子が、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体を含む、請求項１または請求項２に記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池はさらなる高容量化のために、負極活物質にＳｉ系材料を利用することが期待されている。特許文献１には、ナノシリコンを含む活物質と、前記活物質を結合させて電気及びリチウムイオンを伝導させるポリアクリロニトリルポリマーと、前記活物質と接触する電解質であって、当該電解質は、ＬｉＦＳＩ塩と、ビス（フルオロスルホニル）イミド（ＦＳＦ）のアニオンを有するイオン性液体とを含む電解質と、を備えた電極システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１６―０７０１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｓｉ系材料を含有した負極活物質（以下、Ｓｉ系負極活物質という。）は、理論容量密度が高い一方、充放電時に体積が大きく変化する性質を有する。一方、液系電池において、負極および電解液の界面に、主に充電時に電解液の還元分解によりＳＥＩ被膜（Solid Electrolyte Interphase）が形成される。Ｓｉ系負極活物質を用いた液系電池において、ＳＥＩ被膜は、Ｓｉ系負極活物質の充放電時の体積変化により一部崩壊し、再形成が繰り返される。これにより、充放電に伴い電池の抵抗が増加し、Ｌｉ枯れによる容量低下が生じる。
【０００５】
Ｓｉ系負極活物質の膨張収縮低減のため、細孔を有するＳｉ粒子（ポーラス化されたＳｉ粒子（ｐ－Ｓｉ粒子））を使用することが考えられる。しかし、ｐ－Ｓｉ粒子は比表面積が高いために界面接着性が低く、膨張収縮に伴って負極活物質層から負極集電体が剥がれる場合がある。負極集電体の剥離が生じると、サイクル特性が悪くなる。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、負極集電体の剥離を抑制することが可能な電池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］
正極層、電解液を含む電解質層および負極層をこの順に有する電池であって、
上記負極層は、上記電解質層側から、負極活物質層および負極集電体を含み、
上記負極活物質層は、細孔を有するＳｉ粒子を含有する造粒粒子を含み、
上記造粒粒子の平均粒径（Ｄ
５０
）は、５．５μｍ以上７．２μｍ以下であり、
上記電解液はイオン性液体を含む、電池。
【０００８】
［２］
上記電解液は、さらに、Ｌｉ塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を有し、
上記イオン性液体は、アニオン部としてビス（フルオロスルホニル）イミドアニオン（ＦＳＩ）を含み、
上記イオン性液体に対する上記Ｌｉ塩のモル比（上記Ｌｉ塩のモル数／上記イオン性液体のモル数）が２／３以上である、［１］に記載の電池。
【０００９】
［３］
上記Ｓｉ粒子の平均粒径（Ｄ
５０
）は、０．５μｍ以上０．６μｍ以下である、［１］または［２］に記載の電池。
【００１０】
［４］
上記造粒粒子が、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体を含む、［１］から［３］までのいずれかに記載の電池。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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