特許ウォッチ

公開番号2025162415
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065703
出願日2024-04-15
発明の名称固体電池用繊維状導電助剤
出願人トヨタ自動車株式会社,パナソニックホールディングス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/62 20060101AFI20251020BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】十分に脱水した繊維状導電助剤を固体電池の電極活物質層に使用すると、固体電池の抵抗が高くなることがある。これは、脱水した繊維状導電助剤が電極活物質層において十分に分散せず、電極活物質層内での繊維状導電助剤による電子パスが取れず、それによって、電極活物質層の電子抵抗が高くなるためであると考えられる。そこで本開示は、固体電池の電極活物質層、特に正極活物質層、における分散性を向上させることができる固体電池用繊維状導電助剤を提供することを目的とする。
【解決手段】含水率が17～200ppmである、固体電池用繊維状導電助剤。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
含水率が１７～２００ｐｐｍである、固体電池用繊維状導電助剤。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
多層カーボンナノチューブである、請求項１に記載の固体電池用繊維状導電助剤。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固体電池用繊維状導電助剤、
正極活物質、及び
硫化物固体電解質、
を含む、正極活物質層。
【請求項４】
請求項３に記載の正極活物質層、
固体電解質層、及び
負極活物質層、
をこの順で有する、固体電池。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の固体電池用繊維状導電助剤、正極活物質、及び硫化物固体電解質を非極性系溶媒に分散させることを含む、正極活物質層用合材スラリーの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体電池用繊維状導電助剤に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
導電助剤は、固体電池等の電極活物質層に使用される材料である。水分によって、固体電池に含まれる固体電解質のイオン伝導度が低下し、固体電池の他部材の加水分解が生じうるため、固体電池に使用される導電助剤は極力水分を含まないことが求められている。そのため、次のような炭素質材料分散体（導電助剤）の脱水方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、有機系分散媒中に炭素質材料粒子を分散させた炭素質材料分散体から水分を除去する方法であって、２０～１２０℃に保持した分散体中に、乾燥不活性気体を分散体１００ｇに対して６～３０Ｌ吹き込み、当該分散体と乾燥不活性気体とを接触させて分散体中の水分を蒸発させる工程を有することを特徴とする炭素質材料分散体の脱水方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１の炭素質材料分散体の脱水方法によると、固体電解質電極作成用の電極スラリーの溶媒として用いられる低極性ないしは非極性溶媒、例えば酪酸ブチルに代表されるエステル系物質や、メチルイソブチルケトンに代表されるケトン系物質、キシレン、トルエン等の非水溶性芳香族物質、ヘプタン、シクロヘキサン等の炭化水素物質は、ほとんどの場合水と共沸点を持つため、蒸発するときに水も併せて蒸発させることができ、また共沸点が無い溶媒でも作業環境性から水より沸点の高い溶媒を使用されることが多いため、乾燥ガスによる曝気で十分な脱水が可能であり、前処理工程や分離除去の困難な添加剤ないし消耗品を必要とせず、簡便な方法で、素早く、分散体の安定性を損なわずに低水分の炭素質材料分散体を提供することが可能となるとされている。
【０００５】
また、特許文献１の炭素質材料分散体の脱水方法によると、炭素質材料分散体を低水分なものとすることで分散体の安定性や特性向上に寄与できるとされている。さらにこのようにして得られる低水分の炭素質材料分散体が全固体リチウムイオン二次電池用の導電助剤として用いられた際に、固体電解質の劣化を抑制でき、炭素質材料が高濃度かつ均一に分散して、電極活物質と混合した際に固形分を低粘性で高濃度に分散させることができるため、充放電特性、サイクル特性、電極の導電性等の性能に優れかつ特性の安定した二次電池を製造することが可能となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１８６５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の記載からは、十分に脱水した繊維状導電助剤を使用して固体電池の電極活物質層を作製することが好ましいと考えられる。しかしながら、十分に脱水した繊維状導電助剤を使用して固体電池の電極活物質層を作製すると、固体電池の抵抗が高くなることがあることを、本件開示者らは見出した。
【０００８】
そこで本開示は、固体電池の電極活物質層、特に正極活物質層、における分散性を向上させることができる固体電池用繊維状導電助剤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】
【０００９】
本開示は、以下の手段によって、上記目的を達成するものである。
【００１０】
〈態様１〉
含水率が１７～２００ｐｐｍである、固体電池用繊維状導電助剤。
〈態様２〉
多層カーボンナノチューブである、態様１に記載の固体電池用繊維状導電助剤。
〈態様３〉
態様１又は２に記載の固体電池用繊維状導電助剤、
正極活物質、及び
硫化物固体電解質、
を含む、正極活物質層。
〈態様４〉
態様３に記載の正極活物質層、
固体電解質層、及び
負極活物質層、
をこの順で有する、固体電池。
〈態様５〉
態様１又は２に記載の固体電池用繊維状導電助剤、正極活物質、及び硫化物固体電解質を非極性系溶媒に分散させることを含む、正極活物質層用合材スラリーの製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許