特許ウォッチ

公開番号2025082564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195981
出願日2023-11-17
発明の名称電極活物質層、固体電池、及び電極活物質層の製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,パナソニックホールディングス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250522BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、固体電解質スラリーの塗工によって固体電解質層をその上に形成できる電極活物質層、そのような電極活物質層を有する固体電池、及びそのような電極活物質層の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示の電極活物質層は、電極活物質及びバインダーを含み、固体電解質層側のバインダー面積分率の、集電体側のバインダー面積分率に対する割合が、55面積%以上である。本開示の固体電池1は、集電体10、本開示の電極活物質層20、及び固体電解質層30をこの順に有する。電極活物質層を製造する本開示の方法は、(a)バインダー等を含む電極合材スラリーを提供すること、(b)集電体にスラリーを塗工して、予備電極活物質層を形成すること、(c)予備電極活物質層を、100℃未満の温度で乾燥させること、及び(d)100℃未満の温度で乾燥させた予備電極活物質層を、140℃以上の温度で更に乾燥させること、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
集電体と固体電解質層との間に介在させられる固体電池用の電極活物質層であって、
電極活物質及びバインダーを含み、
前記固体電解質層側のバインダー面積分率の、前記集電体側のバインダー面積分率に対する割合が、５５面積％以上である、
電極活物質層。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記固体電解質層側のバインダー面積分率の、バインダー体積分率に対する割合が、３０％以上である、請求項１に記載の電極活物質層。
【請求項３】
前記バインダーが、スチレンブタジエンゴム系バインダーである、請求項１に記載の電極活物質層。
【請求項４】
集電体、
固体電解質層、及び
前記集電体と前記固体電解質層との間に介在している請求項１～３のいずれか一項に記載の電極活物質層
を有する、固体電池。
【請求項５】
下記の工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極活物質層の製造方法：
（ａ）前記電極活物質、前記バインダー、及び分散媒を含む電極合材スラリーを提供すること、
（ｂ）前記集電体に前記スラリーを塗工して、予備電極活物質層を形成すること、
（ｃ）前記予備電極活物質層を、１００℃未満の温度で乾燥させること、及び
（ｄ）１００℃未満の温度で乾燥させた前記予備電極活物質層を、１４０℃以上の温度で更に乾燥させること。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極活物質層、固体電池、及び電極活物質層の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、集電箔の表面に負極合剤塗工材（負極合材スラリー）を塗工し、これを乾燥させることで負極活物質層を製造する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１３１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体電池において、製造コストの観点から、電極活物質層上に固体電解質スラリーを塗工することによって固体電解質層を電極活物質層上に形成することが好ましい。しかしながら、従来の電極活物質層では、その上に固体電解質スラリーを塗工して固体電解質層を形成すると、得られる電極活物質層と固体電解質層との間で剥離が生じることがあった。
【０００５】
本開示は、固体電解質スラリーの塗工によって固体電解質層をその上に形成できる電極活物質層、そのような電極活物質層を有する固体電池、及びそのような電極活物質層の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件開示者等は、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出した。
〈態様１〉
集電体と固体電解質層との間に介在させられる固体電池用の電極活物質層であって、
電極活物質及びバインダーを含み、
前記固体電解質層側のバインダー面積分率の、前記集電体側のバインダー面積分率に対する割合が、５５面積％以上である、
電極活物質層。
〈態様２〉
前記固体電解質層側のバインダー面積分率の、バインダー体積分率に対する割合が、３０％以上である、態様１に記載の電極活物質層。
〈態様３〉
前記バインダーが、スチレンブタジエンゴム系バインダーである、態様１又は２に記載の電極活物質層。
〈態様４〉
集電体、
固体電解質層、及び
前記集電体と前記固体電解質層との間に介在している態様１～３のいずれか一項に記載の電極活物質層
を有する、固体電池。
〈態様５〉
下記の工程を含む、態様１～３のいずれか一項に記載の電極活物質層の製造方法：
（ａ）前記電極活物質、前記バインダー、及び分散媒を含む電極合材スラリーを提供すること、
（ｂ）前記集電体に前記スラリーを塗工して、予備電極活物質層を形成すること、
（ｃ）前記予備電極活物質層を、１００℃未満の温度で乾燥させること、及び
（ｄ）１００℃未満の温度で乾燥させた前記予備電極活物質層を、１４０℃以上の温度で更に乾燥させること。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、固体電解質スラリーの塗工によって固体電解質層をその上に形成できる電極活物質層、そのような電極活物質層を有する固体電池、及びそのような電極活物質層の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示の固体電池の一例を示す概略断面図である。
図２は、比較例２、並びに実施例１及び２の電極活物質層についての、固体電解質層側のバインダー面積分率及び集電体側のバインダー面積分率を示すグラフである。
図３は、電極活物質層を固体電解質層側から撮像したＳＥＭ画像である（（ａ）比較例２、（ｂ）実施例１、（ｃ）実施例２）。
図４は、電極活物質層を固体電解質層側から撮像したＳＥＭ画像を二値化した画像である（（ａ）比較例２、（ｂ）実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００１０】
《電極活物質層》
本開示の電極活物質層は、集電体と固体電解質層との間に介在させられる固体電池用の電極活物質層である。本開示の電極活物質層は、電極活物質及びバインダーを含み、固体電解質層側のバインダー面積分率の、集電体側のバインダー面積分率に対する割合が、５５面積％以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許