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公開番号2025083310
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2024196168
出願日2024-11-08
発明の名称固体電池用の電極合材スラリー及び電極合材スラリーの製造方法
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,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250523BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電池抵抗を低減させる電極活物質層を得ることができる固体電池用の電極合材スラリー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電極合材スラリーであって、電極合材スラリーが、電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含み、粒ゲージ法により測定される電極合材スラリーの粒子径が、60μm以下である、電極合材スラリー。電極合材スラリーの製造方法は下記工程を含む:(i)予備電極合材スラリーに1.0×10⁶J/L以上の分散エネルギーを印加して予備電極合材スラリーを攪拌して、電極合材スラリーを調製すること、かつ/又は(ii)予備電極合材スラリーに5.0×10⁵J/Lの分散エネルギーを印加して攪拌したときに粒ゲージ法により測定される粒子径に対して、粒ゲージ法により測定される粒子径が0.75倍以下になるまで、予備電極合材スラリーを攪拌して、電極合材スラリーを調製すること。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体電池用の電極合材スラリーであって、
前記電極合材スラリーが、電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含み、
粒ゲージ法により測定される前記電極合材スラリーの粒子径が、６０μｍ以下である、
電極合材スラリー。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記電極合材スラリーが、ゴム系バインダを含む、請求項１に記載の電極合材スラリー。
【請求項３】
前記電極合材スラリーが、負極活物質を含む、請求項１に記載の電極合材スラリー。
【請求項４】
下記工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極合材スラリーの製造方法：
電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含有している予備電極合材スラリーを提供すること、及び
（ｉ）前記予備電極合材スラリーに１．０×１０
６
J／Ｌ以上の分散エネルギーを印加して前記予備電極合材スラリーを攪拌して、前記電極合材スラリーを調製すること、かつ／又は（ｉｉ）前記予備電極合材スラリーに５．０×１０
５
Ｊ／Ｌの分散エネルギーを印加して攪拌したときに粒ゲージ法により測定される粒子径に対して、粒ゲージ法により測定される粒子径が０．７５倍以下になるまで、前記予備電極合材スラリーを攪拌して、前記電極合材スラリーを調製すること。
【請求項５】
固体電池用の電極活物質層であって、
前記電極活物質層の断面のＳＥＭ画像から測長される電極活物質及び固体電解質の最大粒子径が、６０μｍ以下である、
電極活物質層。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体電池用の電極合材スラリー及び電極合材スラリーの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
固体電池に用いられる電極活物質層や固体電解質層は、一般的には、電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含む電極合材スラリーや固体電解質合材スラリーを基材の表面に塗工し、乾燥し、必要に応じてプレスすることにより形成される。次のようなバインダ組成物、及び上記バインダ組成物を含む固体電解質合材スラリーを用いた全固体電池の製造方法が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、分散媒と、バインダ粒子群と、を含み、前記バインダ粒子群は、前記分散媒に分散しており、前記バインダ粒子群は、高分子材料を含み、前記高分子材料は、フッ化ビニリデンに由来する構成単位を含み、前記バインダ粒子群は、個数基準の粒子径分布を有し、前記粒子径分布は、下記式（１）から（３）：
０．１９≦Ｘ≦０．２６（１）
０．６９≦Ｙ≦０．７６（２）
０≦Ｚ≦０．０５（３）
の条件を満たす、ここで、上記式（１）中、Ｘは、４０μｍ以下の粒子径を有する粒子の頻度を示し、上記式（２）中、Ｙは、４０μｍを超え１１０μｍ以下の粒子径を有する粒子の頻度を示し、上記式（３）中、Ｚは、１１０μｍを超え２５０μｍ以下の粒子径を有する粒子の頻度を示す、バインダ組成物が開示されている。特許文献１のバインダ組成物によると、硫化物固体電解質を含むスラリー組成物において、凝集体が形成され難いとされている。更に特許文献１には、前記バインダ組成物と、硫化物固体電解質とを混合することにより、スラリー組成物を調製すること、前記スラリー組成物に含まれる凝集体を解砕すること、前記凝集体の解砕後、前記スラリー組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより、セパレータを形成すること、および、前記セパレータを含む全固体電池を製造すること、を含む、全固体電池の製造方法も開示されている。特許文献１の全固体電池の製造方法によると、凝集体が低減することにより、セパレータの厚さのばらつきが小さくなり、全固体電池の放電抵抗が低減することが期待されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１９５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の全固体電池の製造方法では、上記のとおり、固体電解質層を形成するためのスラリーにおいて凝集体を低減することにより、得られるセパレータ（固体電解質層）の厚さのばらつきが小さくなり、それによって全固体電池の放電抵抗が低減することが期待されるとしている。
【０００６】
これに対して、本件発明者らは、電極合材スラリーを用いて電極活物質層を得る場合には、得られる電極活物質層の厚さのばらつきとして観察されるような凝集が生じていない場合にも、わずかな凝集によって電池抵抗が増加することを見出した。
【０００７】
そこで本開示は、電池抵抗を低減させる電極活物質層を得ることができる固体電池用の電極合材スラリー及び電極合材スラリー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】
【０００８】
本開示は、以下の手段によって、上記目的を達成するものである。
【０００９】
〈態様１〉固体電池用の電極合材スラリーであって、
上記電極合材スラリーが、電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含み、
粒ゲージ法により測定される上記電極合材スラリーの粒子径が、６０μｍ以下である、
電極合材スラリー。
〈態様２〉上記電極合材スラリーが、ゴム系バインダを含む、態様１に記載の電極合材スラリー。
〈態様３〉上記電極合材スラリーが、負極活物質を含む、態様１又は２に記載の電極合材スラリー。
〈態様４〉下記工程を含む、態様１～３のいずれか一項に記載の電極合材スラリーの製造方法：
電極活物質、固体電解質、及び分散媒を含有している予備電極合材スラリーを提供すること、及び
（ｉ）上記予備電極合材スラリーに１．０×１０
６
J／Ｌ以上の分散エネルギーを印加して上記予備電極合材スラリーを攪拌して、上記電極合材スラリーを調製すること、かつ／又は（ｉｉ）上記予備電極合材スラリーに５．０×１０
５
Ｊ／Ｌの分散エネルギーを印加して攪拌したときに粒ゲージ法により測定される粒子径に対して、粒ゲージ法により測定される粒子径が０．７５倍以下になるまで、上記予備電極合材スラリーを攪拌して、上記電極合材スラリーを調製すること。
〈態様５〉
固体電池用の電極活物質層であって、
上記電極活物質層の断面のＳＥＭ画像から測長される電極活物質及び固体電解質の最大粒子径が、６０μｍ以下である、
電極活物質層。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の電極合材スラリー及び電極合材スラリーの製造方法によると、電池抵抗を低減させる電極活物質層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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