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公開番号2025155038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058353
出願日2024-03-30
発明の名称固体二次電池及び固体二次電池の中間層形成用塗布液の製造方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20251003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】出力特性が向上した固体二次電池及び固体二次電池の出力特性を向上させることができる中間層の形成用塗布液を提供すること。
【解決手段】固体二次電池は、正極層と、負極層と、前記正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、前記負極層と前記固体電解質層との間に配置された中間層と、を有し、前記中間層は、カーボンと、ケイ素粒子と、バインダーとを含み、前記中間層の複合弾性率は200MPa以下である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
正極層と、負極層と、前記正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、前記負極層と前記固体電解質層との間に配置された中間層と、を有し、
前記中間層は、カーボンと、ケイ素粒子と、バインダーとを含み、
前記中間層の複合弾性率は２００ＭＰａ以下である、固体二次電池。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記カーボンと前記ケイ素粒子と前記バインダーの合計量に対する前記カーボンの含有率が５０質量％以上９０質量％以下の範囲内にあって、前記ケイ素粒子の含有率が７質量％以上４５質量％以下の範囲内にあり、前記バインダーの含有率が３質量％以上８質量％以下の範囲内にある、請求項１に記載の固体二次電池。
【請求項３】
前記バインダーの含有率が３質量％以上４質量％以下の範囲内にある、請求項２に記載の固体二次電池。
【請求項４】
前記カーボンの含有率に対する前記ケイ素粒子の含有率の比が０．３０以上０．３５以下の範囲内にある、請求項２又は３に記載の固体二次電池。
【請求項５】
前記カーボンは、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ
２
／ｇ以上８０ｍ
２
／ｇ以下の範囲内にあるカーボンブラックである、請求項１又は２に記載の固体二次電池。
【請求項６】
前記中間層の複合弾性率が８０ＭＰａ以下である、請求項１又は２に記載の固体二次電池。
【請求項７】
溶媒中でケイ素粒子を、周速２０ｍ／秒以上４０ｍ／秒以下の攪拌速度で６０秒以上攪拌して得たケイ素粒子分散液と、カーボンとバインダーとを混合する、固体二次電池の中間層形成用塗布液の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体二次電池及び固体二次電池の中間層形成用塗布液の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。二次電池の中でも固体電解質を用いた固体二次電池は、固体電解質が不燃性であるために安全性が向上する点や、より高いエネルギー密度を有する点において優れており、特に注目を集めている。
【０００３】
固体二次電池は、正極層と負極層との間に固体段階質層を配置した電池である。固体電池として、電荷移動媒体をリチウムイオンとする固体リチウム二次電池が知られている。この固体リチウム二次電池では、負極層界面への不均一なリチウムの析出を抑制するために、負極層と固体電解質層との間に、カーボンと金属ナノ粒子とを含む中間層を配置することが検討されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２３－１８９８９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二次電池に関する技術においては、高電流密度での放電を可能とする出力特性の向上が課題の一つである。固体二次電池の出力特性の向上のために、負極層と固体電解質層との間に電荷移動媒体の伝導性が高い中間層を配置することは有効な手段である。しかしながら、固体リチウム二次電池では、負極層の負極活物質層の材料として、リチウムやリチウム合金を用いて、充電時に、負極活物質層の表面にリチウムイオンを析出させてリチウム金属層を生成させ、放電時に、リチウム金属層から放出されたリチウムイオンを正極に吸蔵させる構成のものが検討されている。このような構成の固体リチウム二次電池では、充放電による負極層の厚みの変化によって、負極層と中間層の密着性が低下することによって、固体二次電池の出力特性が低下することがある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、出力特性が向上した固体二次電池及び固体二次電池の出力特性を向上させることができる中間層の形成用塗布液を提供することを目的としたものである。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、カーボンと、ケイ素粒子と、バインダーとを含む組成物を、複合弾性率が２００ＭＰａ以下となるように形成した層を、中間層とすることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は以下のものを提供する。
【０００８】
（１）正極層と、負極層と、前記正極層と負極層との間に配置された固体電解質層と、前記負極層と前記固体電解質層との間に配置された中間層と、を有し、前記中間層は、カーボンと、ケイ素粒子と、バインダーとを含み、前記中間層の複合弾性率は２００ＭＰａ以下である、固体二次電池。
【０００９】
（１）の固体二次電池によれば、中間層が、カーボンと、ケイ素粒子と、バインダーとを含むので、固体電解質と負極との間の電荷媒体移動媒体の伝導性が高くなる。また、中間層の複合弾性率は２００ＭＰａ以下と低く形状が変形しやすいので、負極活物質層がリチウムやリチウム合金を含み、充放電によって負極層の厚みが変化しても負極層と中間層とが高い密着状態で安定する。よって、固体二次電池の出力特性が向上する。
【００１０】
（２）前記カーボンと前記ケイ素粒子と前記バインダーの合計量に対する前記カーボンの含有率が５０質量％以上９０質量％以下の範囲内にあって、前記ケイ素粒子の含有率が７質量％以上４５質量％以下の範囲内にあり、前記バインダーの含有率が３質量％以上８質量％以下の範囲内にある、（１）に記載の固体二次電池。
（【００１１】以降は省略されています）

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