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公開番号2025176439
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082606
出願日2024-05-21
発明の名称正極板及びそれを有する非水電解質二次電池
出願人プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 4/525 20100101AFI20251127BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】溶断性に優れ、非水電解質二次電池に優れたサイクル特性を付与できる正極板を提供する。
【解決手段】正極板は、集電体上に活物質層を有する。活物質層は、集電体側から第1層及び第2層をこの順に有する。第1層は、式(I)で表される第1活物質を主成分とし、かつ、カーボンナノチューブを含む。第2層は、式(II)で表される第2活物質を主成分とする。式(I)及び式(II)は特許請求の範囲に規定するとおりである。第1層におけるカーボンナノチューブの含有量は、第1層の総量に対して0.15～0.65質量%である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
集電体上に活物質層を有する正極板であって、
前記活物質層は、前記集電体側から第１層及び第２層をこの順に有し、
前記第１層は、下記式（Ｉ）で表される第１活物質を主成分とし、かつ、カーボンナノチューブを含み、
前記第２層は、下記式（ＩＩ）で表される第２活物質を主成分とし、
前記第１層における前記カーボンナノチューブの含有量は、前記第１層の総量に対して０．１５～０．６５質量％である、正極板。
Ｌｉ（Ｌｉ
ａ１
Ｎｉ
ｘ１
Ｍｎ
ｙ１
Ｍ１
ｚ１
）Ｏ
２
（Ｉ）
Ｌｉ（Ｌｉ
ａ２
Ｎｉ
ｘ２
Ｍｎ
ｙ２
Ｍ２
ｚ２
）Ｏ
２
（ＩＩ）
［式（Ｉ）及び式（ＩＩ）中、
Ｍ１及びＭ２は、それぞれ独立して、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＷからなる群より選択される１種以上の金属元素であり、
０．１≦ａ１≦０．３３、０≦ｘ１≦０．５、０．５≦ｙ１≦０．７、０≦ｚ１≦０．２であり、ａ１＋ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１を満たし、
－０．１≦ａ２≦０．１、０．６≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦０．３、０≦ｚ２≦０．３であり、ａ２＋ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１を満たす。］
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記第１層及び前記第２層の厚み比は、第１層：第２層＝０．８：９．２～４．５：５．５である、請求項１に記載の正極板。
【請求項３】
前記第１層及び前記第２層の厚み比は、第１層：第２層＝１：９～３：７である、請求項１に記載の正極板。
【請求項４】
前記活物質層の厚みは、１０～２００μｍである、請求項１に記載の正極板。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブである、請求項１に記載の正極板。
【請求項６】
前記第１層は、前記集電体に接している、請求項１に記載の正極板。
【請求項７】
前記第２層は、前記活物質層の表面であって前記集電体側とは反対側の表面を形成している、請求項１に記載の正極板。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の正極板を有する、非水電解質二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板及びそれを有する非水電解質二次電池に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池では、集電体上に正極活物質としてのリチウム遷移金属複合酸化物を含む正極板を用いることが知られている。特許文献１には、二次電池用の正極として、正極活物質の粒子の凝集形態の異なる２つの層を含む正極が開示されている。特許文献２には、二次電池用の正極として、遷移金属に対するリチウムのモル比の値が異なるリチウム遷移金属複合酸化物の２つの層を備える正極が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１１２２０７号公報
特開２０１５－１１５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正極板の高容量化のために、遷移金属に対するリチウムのモル比の大きい正極活物質と、Ｎｉの含有量の大きい正極活物質とを組み合わせて用いることが考えられる。このような正極活物質を用いた場合に、正極板の溶断性が低下し、二次電池のサイクル特性が低下することがあった。
【０００５】
本開示は、溶断性に優れ、非水電解質二次電池に優れたサイクル特性を付与できる正極板、及び、それを有する非水電解質二次電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔１〕集電体上に活物質層を有する正極板であって、
前記活物質層は、前記集電体側から第１層及び第２層をこの順に有し、
前記第１層は、下記式（Ｉ）で表される第１活物質を主成分とし、かつ、カーボンナノチューブを含み、
前記第２層は、下記式（ＩＩ）で表される第２活物質を主成分とし、
前記第１層における前記カーボンナノチューブの含有量は、前記第１層の総量に対して０．１５～０．６５質量％である、正極板。
Ｌｉ（Ｌｉ
ａ１
Ｎｉ
ｘ１
Ｍｎ
ｙ１
Ｍ１
ｚ１
）Ｏ
２
（Ｉ）
Ｌｉ（Ｌｉ
ａ２
Ｎｉ
ｘ２
Ｍｎ
ｙ２
Ｍ２
ｚ２
）Ｏ
２
（ＩＩ）
［式（Ｉ）及び式（ＩＩ）中、
Ｍ１及びＭ２は、それぞれ独立して、Ｃｏ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＷからなる群より選択される１種以上の金属元素であり、
０．１≦ａ１≦０．３３、０≦ｘ１≦０．５、０．５≦ｙ１≦０．７、０≦ｚ１≦０．２であり、ａ１＋ｘ１＋ｙ１＋ｚ１＝１を満たし、
－０．１≦ａ２≦０．１、０．６≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦０．３、０≦ｚ２≦０．３であり、ａ２＋ｘ２＋ｙ２＋ｚ２＝１を満たす。］
〔２〕前記第１層及び前記第２層の厚み比は、第１層：第２層＝０．８：９．２～４．５：５．５である、〔１〕に記載の正極板。
〔３〕前記第１層及び前記第２層の厚み比は、第１層：第２層＝１：９～３：７である、〔１〕又は〔２〕に記載の正極板。
〔４〕前記活物質層の厚みは、１０～２００μｍである、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の正極板。
〔５〕前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブである、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の正極板。
〔６〕前記第１層は、前記集電体に接している、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の正極板。
〔７〕前記第２層は、前記活物質層の表面であって前記集電体側とは反対側の表面を形成している、〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の正極板。
〔８〕〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の正極板を有する、非水電解質二次電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の正極板は、優れた溶断性を有することができ、また、優れたサイクル特性を有する非水電解質二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る正極板の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において、「ｘ～ｙ」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値及び下限値を含む。すなわち「ｘ～ｙ」は、「ｘ以上ｙ以下」の数値範囲を表す。数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値又は下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分、表中、又は図中等に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。
【００１０】
（正極板）
図１は、実施形態に係る正極板の一例を模式的に示す断面図である。本実施形態の正極板は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池（以下「二次電池」ともいう。）に用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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