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公開番号2025157454
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-15
出願番号2025121606,2021534044
出願日2025-07-18,2020-07-21
発明の名称蓄電素子
出願人株式会社GSユアサ
代理人
主分類H01M 4/133 20100101AFI20251007BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】黒鉛を負極活物質に用いた場合に、負極活物質層に加えられた圧力が無い又は小さい状態でも、負極活物質層の体積あたりの放電容量が高い負極を備える蓄電素子を提供する。
【解決手段】本発明の一側面は、負極基材と、上記負極基材の少なくとも一方の面に直接又は間接に積層される負極活物質層とを有する負極を備え、上記負極活物質層が負極活物質を含み、上記負極活物質が、メジアン径D1を有する中空黒鉛粒子と、上記中空黒鉛粒子よりも小さいメジアン径D2を有する中実黒鉛粒子とを含有する蓄電素子である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
負極基材と、上記負極基材の少なくとも一方の面に直接又は間接に積層される負極活物質層とを有する負極を備え、
上記負極活物質層が負極活物質を含み、
上記負極活物質が、メジアン径Ｄ１を有する中空黒鉛粒子と、上記中空黒鉛粒子よりも小さいメジアン径Ｄ２を有する中実黒鉛粒子とを含有し、
上記負極活物質層の密度が１．３０ｇ／ｃｍ
３
以上１．５５ｇ／ｃｍ
３
以下である蓄電素子。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
上記中空黒鉛粒子及び上記中実黒鉛粒子の合計含有量に対する上記中空黒鉛粒子の含有割合が８０質量％以下である請求項１の蓄電素子。
【請求項３】
上記負極活物質層が実質的にプレスされていない請求項１又は請求項２の蓄電素子。
【請求項４】
上記負極基材における上記負極活物質層が積層されている領域の表面粗さＱ１に対する上記負極基材における上記負極活物質層が積層されていない領域の表面粗さＱ２の比であるＱ２／Ｑ１が０．９０以上である請求項１から請求項３のいずれか１項の蓄電素子。
【請求項５】
上記中実黒鉛粒子のメジアン径が４μｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項の蓄電素子。
【請求項６】
上記中実黒鉛粒子のアスペクト比が１以上５以下である請求項１から請求項５のいずれか１項の蓄電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン非水電解質二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極を有する電極体、及び電極間に介在する非水電解質を備え、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。
【０００３】
このような蓄電素子の高エネルギー密度化や、充放電効率の向上などを目的として上記蓄電素子の負極活物質としては、充放電容量の大きい黒鉛を初めとした炭素材料が用いられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２２２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、このような炭素材料を含有する負極は、体積あたりの放電容量のさらなる向上が求められている。これに対し、負極活物質層をプレスして高密度化を図ることで、負極活物質層の体積あたりの放電容量を大きくすることができる。しかしながら、負極活物質層を高圧でプレスすると、プレスの残留応力により初期の充電時に負極の膨張が大きくなる等の不都合が生じ得る。負極活物質層に加えられた圧力が無い又は小さい状態でも、負極活物質層の体積あたりの放電容量が大きい負極を備える蓄電素子が求められている。
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、黒鉛を負極活物質に用いた場合に、負極活物質層に加えられた圧力が無い又は小さい状態でも、負極活物質層の体積あたりの放電容量が高い負極を備える蓄電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一側面は、負極基材と、上記負極基材の少なくとも一方の面に直接又は間接に積層される負極活物質層とを有する負極を備え、上記負極活物質層が負極活物質を含み、上記負極活物質が、メジアン径Ｄ１を有する中空黒鉛粒子と、上記中空黒鉛粒子よりも小さいメジアン径Ｄ２を有する中実黒鉛粒子とを含有する蓄電素子である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、黒鉛を負極活物質に用いた場合に、負極活物質層に加えられた圧力が無い又は小さい状態でも、負極活物質層の体積あたりの放電容量が高い負極を備える蓄電素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を示す外観斜視図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。
図３は、実施例及び比較例における中実黒鉛粒子の含有割合と負極活物質層の体積あたりの放電容量との関係を示すグラフである。
図４は、実施例及び比較例における中実黒鉛粒子の含有割合と初期充電時の負極活物質の膨張率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
初めに、本明細書によって開示される蓄電素子の概要について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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