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公開番号2025172380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024077865
出願日2024-05-13
発明の名称正極活物質
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 4/525 20100101AFI20251118BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐久性の改善。
【解決手段】正極活物質は、結晶子を含む。結晶子は単独で存在するか、または、二次粒子を形成している。二次粒子は、2から20個の結晶子を含む。結晶子の各々は、1μm以上の最大フェレ径を有する。結晶子、および、二次粒子の少なくとも一方に、開気孔が形成されている。開気孔は、10から500nmの開口径を有する。「0.006≦L/D<0.500」の関係が満たされている。「L」は、開気孔の経路長を示す。結晶子が単独で存在する場合、「D」は結晶子の最大フェレ径を示す。結晶子が二次粒子を形成している場合、「D」は二次粒子の最大フェレ径を示す。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
結晶子を含み、
前記結晶子は単独で存在するか、または、二次粒子を形成しており、
前記二次粒子は、２から２０個の前記結晶子を含み、
前記結晶子の各々は、１μｍ以上の最大フェレ径を有し、
前記結晶子、および、前記二次粒子の少なくとも一方に、開気孔が形成されており、
前記開気孔は、１０から５００ｎｍの開口径を有し、
０．００６≦Ｌ／Ｄ＜０．５００
の関係が満たされており、
前記Ｌは、前記開気孔の経路長を示し、
前記結晶子が単独で存在する場合、前記Ｄは前記結晶子の最大フェレ径を示し、かつ、
前記結晶子が前記二次粒子を形成している場合、前記Ｄは前記二次粒子の最大フェレ径を示す、
正極活物質。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
０．０１０≦Ｌ／Ｄ≦０．４９０
の関係が満たされている
請求項１に記載の正極活物質。
【請求項３】
前記開気孔は、前記結晶子の表面に開口している、
請求項１に記載の正極活物質。
【請求項４】
前記開気孔は、前記結晶子同士の間に開口している、
請求項１に記載の正極活物質。
【請求項５】
前記開気孔は、直線的に延びている、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の正極活物質。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極活物質に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０２２／１３７３６０号は、特定範囲の気孔率、平均気孔径および界面長を有する、リチウム複合酸化物焼結板を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／１３７３６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正極活物質は、結晶子を含む。結晶子は、二次粒子を形成していることもある。充放電の繰り返しにより、結晶子は、膨張と収縮とを繰り返す。結晶子の体積変化によって、結晶子内に歪みが蓄積し得る。歪みの蓄積により、結晶子内でクラックが発生し得る。クラックの発生により、新生面が露出する。新生面が電解質と反応することにより、容量低下が促進されると考えられる。すなわち、耐久性が低下すると考えられる。
【０００５】
本開示の目的は、耐久性の改善にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１．正極活物質は、結晶子を含む。結晶子は単独で存在するか、または、二次粒子を形成している。二次粒子は、２から２０個の結晶子を含む。結晶子の各々は、１μｍ以上の最大フェレ径を有する。結晶子、および、二次粒子の少なくとも一方に、開気孔が形成されている。開気孔は、１０から５００ｎｍの開口径を有する。「０．００６≦Ｌ／Ｄ＜０．５００」の関係が満たされている。「Ｌ」は、開気孔の経路長を示す。結晶子が単独で存在する場合、「Ｄ」は結晶子の最大フェレ径を示す。結晶子が二次粒子を形成している場合、「Ｄ」は二次粒子の最大フェレ径を示す。
【０００７】
本開示においては、結晶子および二次粒子の少なくとも一方に、浅い微細孔が形成される。すなわち、開気孔の開口径は、１０から５００ｎｍである。さらに、二次粒子（または結晶子）の最大フェレ径に対する、開気孔の経路長の比（Ｌ／Ｄ）が０．０６以上０．５００未満である。浅い微細孔は、結晶子の体積変化を緩和し得る。歪みの蓄積が軽減されることにより、耐久性の向上が期待される。なお、比（Ｌ／Ｄ）が０．００６未満であると、結晶子の体積変化を十分緩和できない可能性がある。比（Ｌ／Ｄ）が０．５００以上になると、かえって耐久性が低下する可能性がある。深い微細孔が粒子を分離することにより、体積変化を吸収し得る緩衝区間が狭くなるためと考えられる。
【０００８】
２．上記「１」に記載の正極活物質は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。「０．０１０≦Ｌ／Ｄ≦０．４９０」の関係が満たされている。
【０００９】
３．上記「１」または「２」に記載の正極活物質は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。開気孔は、結晶子の表面に開口している。
【００１０】
４．上記「１」から「３」のいずれか１項に記載の正極活物質は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。開気孔は、結晶子同士の間に開口している。
（【００１１】以降は省略されています）

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