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公開番号2025172003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2025075452
出願日2025-04-30
発明の名称負極コーティング層及びこれを含む全固体電池
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類H01M 4/66 20060101AFI20251113BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】均一な厚さを有する負極コーティング層を提供する。
【解決手段】本発明は負極コーティング層及びこれを含む全固体電池に関し、より詳細には、金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属-炭素複合体を含み、アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は1,000ppm乃至10,000ppmであり、一面の平方根平均粗さSqが0.6μm以下である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属－炭素複合体を含み、
アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は、１，０００ｐｐｍ乃至１０，０００ｐｐｍであり、
一面の平方根平均粗さＳｑが０．６μｍ以下である、
全固体電池用負極コーティング層。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記金属－炭素複合体は、前記炭素系物質と前記硫黄の共有結合及び前記硫黄と前記金属の共有結合を含む、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項３】
前記金属－炭素複合体内の前記金属の含量は、３重量％乃至４０重量％である、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項４】
前記金属は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ケイ素（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、スズ（Ｓｎ）、及び亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択された少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項５】
前記金属の結晶サイズは、３０ｎｍ乃至６０ｎｍである、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項６】
前記炭素系物質は、非晶質炭素、結晶質炭素、又はこれらの混合物である、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項７】
バインダーをさらに含み、
前記バインダーは、水系バインダー、有機系バインダー、又はその組合せである、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項８】
前記一面の最大高さ粗さＳｚが４μｍ以下である、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項９】
厚さが１μｍ乃至２０μｍである、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
【請求項１０】
前記金属－炭素複合体の圧縮伝導度が２０Ｓ／ｃｍ以上である、
請求項１に記載の全固体電池用負極コーティング層。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は負極コーティング層及びこれを含む全固体電池に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年産業上の需要によってエネルギー密度と安全性が高い電池の開発が活発に行われている。例えば、リチウムイオン電池は情報関連機器、通信機器分野のみならず、自動車分野でも実用化されている。自動車分野においては、生命と関係があるため特に安全が重要視される。
【０００３】
最近では電解液を固体電解質で置き換えた全固体電池が提案されている。全固体電池は可燃性有機分散媒を使用しないことで、短絡が発生しても火災や爆発が発生する可能性を大きく減らすことができる。したがって、このような全固体電池は電解液を使用するリチウムイオン電池に比べて大きく安全性を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、均一な厚さを有する負極コーティング層を提供しようとすることにある。
【０００５】
本発明が解決しようとする他の課題は、全固体電池の寿命特性を改善しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による負極コーティング層は、金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属－炭素複合体を含み、アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は１，０００ｐｐｍ乃至１０，０００ｐｐｍであり、一面の平方根平均粗さＳｑが０．６μｍ以下であり得る。
【０００７】
本発明の一実施形態による負極コーティング層は、金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属－炭素複合体を含み、アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は１，０００ｐｐｍ乃至１０，０００ｐｐｍであり、一面は直径が２０μｍ以下である突出部を含み、前記一面の単位面積（／１００μｍ
2
）当たり前記突出部の数は０個超２つ以下であり得る。
【０００８】
本発明の一実施形態による全固体電池は、正極層、負極層、及び前記正極層及び前記負極層の間の固体電解質層を含み、前記負極層は負極集電体及び負極コーティング層を含み、前記負極コーティング層は、金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属－炭素複合体を含み、アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は１，０００ｐｐｍ乃至１０，０００ｐｐｍであり、一面の平方根平均粗さＳｑが０．６μｍ以下であり、前記一面は前記固体電解質層と接することができる。
【０００９】
本発明の一実施形態による全固体電池は、正極層、負極層、及び前記正極層及び前記負極層の間の固体電解質層を含み、前記負極層は負極集電体及び負極コーティング層を含み、前記負極コーティング層は、金属及び炭素系物質が硫黄を介して化学的に結合された金属－炭素複合体を含み、アニオン分析法で測定された硫黄イオンの含量は１，０００ｐｐｍ乃至１０，０００ｐｐｍであり、一面は直径が２０μｍ以下である突出部を含み、前記一面の単位面積（／１００μｍ
2
）当たり前記突出部の数は０個超２つ以下であり、前記固体電解質層は前記突出部と触れ合う凹部を含むことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態による負極コーティング層は均一な厚さを有することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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