特許ウォッチ

公開番号2025080064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-23
出願番号2023193063
出願日2023-11-13
発明の名称電極活物質、電極、および、リチウムイオン二次電池
出願人住友ゴム工業株式会社
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類H01M 4/60 20060101AFI20250516BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウムイオン二次電池の電極を構成する活物質の充放電容量と容量維持率を向上させること。
【解決手段】有機硫黄化合物と、鉄、モリブデン、バナジウムおよびチタンからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属化合物とを含む粒子からなる電極活物質であって、前記粒子の粉体抵抗率が1.0×10³Ω・cm未満であり、前記電極活物質中の硫黄含有量(質量%)がA_Sであり、前記粉体抵抗率がR_Pである場合において、A_SとR_Pとが下記式を満たす電極活物質。
(1) A_S/R_P≧0.05
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
有機硫黄化合物と、
鉄、モリブデン、バナジウムおよびチタンからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属化合物と
を含む粒子からなる電極活物質であって、
前記粒子の粉体抵抗率が１．０×１０
3
Ω・ｃｍ未満であり、
前記電極活物質中の硫黄含有量（質量％）がＡ
S
であり、前記粉体抵抗率がＲ
P
である場合において、Ａ
S
とＲ
P
とが下記式を満たす電極活物質。
（１）Ａ
S
／Ｒ
P
≧０．０５
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
式（１）の右辺が０．５０である、請求項１記載の電極活物質。
【請求項３】
式（１）の右辺が５．００である、請求項１記載の電極活物質。
【請求項４】
粉体抵抗率が１１１未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電極活物質。
【請求項５】
粉体抵抗率が１０未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電極活物質。
【請求項６】
前記金属化合物が鉄化合物である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電極活物質。
【請求項７】
請求項１～３のいずれか１項に記載の電極活物質を含んでなる電極。
【請求項８】
前記電極が集電体を備え、
前記集電体は金属箔を含み、
前記電極活物質の前記集電体への塗布密度（ｍｇ／ｃｍ
2
）をＤとするとき、ＤとＡ
S
とが以下の式を満たす、請求項７記載の電極。
（２）Ｄ×Ａ
S
＞１５０
【請求項９】
前記電極が集電体を備え、
前記集電体は金属箔を含み、
前記電極活物質の前記集電体への塗布密度（ｍｇ／ｃｍ
2
）をＤ、前記金属箔の厚さをＴ（μｍ）とするとき、ＤとＴとＡ
S
とが以下の式を満たす、請求項７記載の電極。
（３）Ｄ×Ａ
S
／Ｔ＞１０．０
【請求項１０】
前記電極が集電体を備え、
前記集電体は金属箔を含み、
前記電極活物質の前記集電体への塗布密度（ｍｇ／ｃｍ
2
）をＤとするとき、Ｄが２．５ｍｇ／ｃｍ
2
超である、請求項７記載の電極。
（【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、新規な電極活物質、当該電極活物質を含んでなる電極、および、当該電極を含んでなるリチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は充放電容量が大きいため、主として携帯電子機器用の電池として用いられている。またリチウムイオン二次電池は、電気自動車用の電池としても使用量が増加しており、性能の向上が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、メタクリロニトリルをモノマー成分として含む重合体と硫黄とを含む原料を焼成してなる硫黄系活物質が記載されている。
【０００４】
一方、負極活物質としては、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）などのより多くのリチウムイオンを吸蔵および放出可能な材料を用いることで、リチウムイオン二次電池の電池容量を増加させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１６７１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の如き活物質以外の活物質について、依然として、開発が期待されている。
【０００７】
また、負極活物質として提案されている上記材料は、リチウムイオンの吸蔵および放出に伴う体積変化が大きいため、充放電を繰り返した際のサイクル特性が良好ではないという問題がある。また、グラファイトやハードカーボンといった炭素材料も用いられるが、既に理論容量に達しつつあり、大幅な容量向上は見込めない状況である。
【０００８】
本発明は、充放電容量と容量維持率を向上することができる、新規な電極活物質、当該電極活物質を含んでなる電極、すなわち、正極または負極、および、当該電極を含んでなるリチウムイオン二次電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の電極活物質に関する。
有機硫黄化合物と、
鉄、モリブデン、バナジウムおよびチタンからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属化合物と
を含む粒子からなる電極活物質であって、
前記粒子の粉体抵抗率が１．０×１０
3
Ω・ｃｍ未満であり、
前記電極活物質中の硫黄含有量（質量％）がＡ
S
であり、前記粉体抵抗率がＲ
P
である場合において、Ａ
S
とＲ
P
とが下記式を満たす電極活物質。
（１）Ａ
S
／Ｒ
P
≧０．０５
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、充放電容量と容量維持率を向上することができる、新規な電極活物質、当該電極活物質を含んでなる電極、すなわち、正極または負極、および、当該電極を含んでなるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許