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公開番号2025172383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024077868
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】初期抵抗の低減。
【解決手段】正極活物質は、二次粒子を含む。二次粒子は、3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。「0.50≦L/D」の関係が満たされている。「L」は、開気孔の経路長を示す。「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】
二次粒子を含み、
前記二次粒子は、３から２０個の結晶子を含み、
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、
０．５０≦Ｌ／Ｄ
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、かつ、
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 380 文字）【請求項２】
０．５０≦Ｌ／Ｄ≦１．３
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４】
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５】
前記二次粒子の断面は、中央領域を含み、
前記中央領域は、前記二次粒子の輪郭線と相似形を有し、
前記中央領域は、前記二次粒子の前記輪郭線と幾何中心を共有しており、
前記中央領域の最大フェレ径は、０．５Ｄであり、かつ、
前記開気孔の少なくとも一部が、前記中央領域を通っている、
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 1,000 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】
従来、正極活物質の合成方法は、例えば、次の通りである。前駆体（金属水酸化物等）が合成される。前駆体とリチウム（Ｌｉ）化合物との混合物が熱処理される。熱処理は「焼成」とも称される。焼成により、前駆体内にＬｉが浸透することにより、正極活物質が合成され得る。
【０００５】
前駆体は、二次粒子である。二次粒子は、複数の結晶子（一次粒子）を含む。焼成時、結晶子の粒子成長も進行する。結晶子の粒子成長により、二次粒子が密に詰まることになる。その結果、Ｌｉイオンの移動が阻害され、反応面積が低減する可能性がある。反応面積が少ないために、初期抵抗が増加する可能性がある。
【０００６】
本開示の目的は、初期抵抗の低減にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．正極活物質は、二次粒子を含む。二次粒子は、３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。「０．５０≦Ｌ／Ｄ」の関係が満たされている。「Ｌ」は、開気孔の経路長を示す。「Ｄ」は、二次粒子の最大フェレ径を示す。
【０００８】
開気孔は、二次粒子へのＬｉイオンの出入り口となり得る。本開示においては、二次粒子に長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、二次粒子の最大フェレ径に対する、開気孔の経路長の比（Ｌ／Ｄ）が０．５以上である。これにより、二次粒子の内部において、結晶子とＬｉイオンとの反応が促進されることが期待される。すなわち、反応面積が増加することにより、初期抵抗の低減が期待される。
【０００９】
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。「０．５０≦Ｌ／Ｄ≦１．３」の関係が満たされている。
【００１０】
比（Ｌ／Ｄ）の上限は任意である。上限は、例えば１．３であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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