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公開番号2025102501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219980
出願日2023-12-26
発明の名称電極活物質及びその製造方法、電極合材、並びに電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/587 20100101AFI20250701BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、ハードカーボンを含み、低電位での容量を改善することができる電極活物質及びその製造方法、そのような電極活物質を含む電極合材、並びにそのような電極合材を含有している電池を提供する。
【解決手段】本開示の電極活物質に含まれるハードカーボンは、ラマンスペクトルにおいてG’バンド、Gバンド、及びDバンドを有する。G’バンドの強度I_G’のGバンドの強度I_Gに対する割合I_G’/I_Gは、0.05以上である。Dバンドの半値幅Hw_Dは、50以上160以下である。電極活物質を製造する本開示の方法は、下記の工程を含む:炭素を含む原料を提供すること、及び原料を、0%超1.0%未満の大気を含む不活性雰囲気下で焼成して炭化すること。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ハードカーボンを含む、電極活物質であって、
前記ハードカーボンが、ラマンスペクトルにおいてＧ’バンド、Ｇバンド、及びＤバンドを有し、
前記Ｇ’バンドの強度Ｉ
Ｇ’
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｇ’
／Ｉ
Ｇ
が、０．０５以上であり、かつ
前記Ｄバンドの半値幅Ｈｗ
Ｄ
が、５０以上１６０以下である、
電極活物質。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記Ｄバンドの半値幅Ｈｗ
Ｄ
が、９０以上１３０以下である、請求項１に記載の電極活物質。
【請求項３】
前記Ｄバンドの強度Ｉ
Ｄ
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ｇ
が、１．０以上１．６以下である、請求項１に記載の電極活物質。
【請求項４】
前記Ｄバンドの強度Ｉ
Ｄ
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ｇ
が、１．２以上１．４以下である、請求項３に記載の電極活物質。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の電極活物質を含む、電極合材。
【請求項６】
負極集電体層、負極活物質層、電解質層、正極活物質層、及び正極集電体層をこの順で有し、かつ
前記負極活物質層及び前記正極活物質層のいずれか一方が、請求項５に記載の電極合材を含有している、
電池。
【請求項７】
前記負極活物質層が、請求項５に記載の電極合材を含有している、請求項６に記載の電池。
【請求項８】
前記電解質層がナトリウムイオンを有するナトリウムイオン電池である、請求項６に記載の電池。
【請求項９】
前記電解質層がナトリウムイオンを有する電解液を含む液系電池である、請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記電解質層がナトリウムイオンを有する固体電解質を含む固体電池である、請求項８に記載の電池。
（【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】
本開示は、電極活物質及びその製造方法、電極合材、並びに電池に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２が開示しているように、負極活物質として、ハードカーボンを含む電池が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／１４７２４２号
特開２０２１－０１２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極活物質としてハードカーボン含む電池において、低電位での容量について、改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、ハードカーボンを含み、低電位での容量を改善することができる電極活物質及びその製造方法、そのような電極活物質を含む電極合材、並びにそのような電極合材を含有している電池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〉
ハードカーボンを含む、電極活物質であって、
前記ハードカーボンが、ラマンスペクトルにおいてＧ’バンド、Ｇバンド、及びＤバンドを有し、
前記Ｇ’バンドの強度Ｉ
Ｇ’
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｇ’
／Ｉ
Ｇ
が、０．０５以上であり、かつ
前記Ｄバンドの半値幅Ｈｗ
Ｄ
が、５０以上１６０以下である、
電極活物質。
〈態様２〉
前記Ｄバンドの半値幅Ｈｗ
Ｄ
が、９０以上１３０以下である、態様１に記載の電極活物質。
〈態様３〉
前記Ｄバンドの強度Ｉ
Ｄ
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ｇ
が、１．０以上１．６以下である、態様１又は２に記載の電極活物質。
〈態様４〉
前記Ｄバンドの強度Ｉ
Ｄ
の前記Ｇバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ｇ
が、１．２以上１．４以下である、態様３に記載の電極活物質。
〈態様５〉
態様１～４のいずれか一項に記載の電極活物質を含む、電極合材。
〈態様６〉
負極集電体層、負極活物質層、電解質層、正極活物質層、及び正極集電体層をこの順で有し、かつ
前記負極活物質層及び前記正極活物質層のいずれか一方が、態様５に記載の電極合材を含有している、
電池。
〈態様７〉
前記負極活物質層が、態様５に記載の電極合材を含有している、態様６に記載の電池。
〈態様８〉
前記電解質層がナトリウムイオンを有するナトリウムイオン電池である、態様６又は７に記載の電池。
〈態様９〉
前記電解質層がナトリウムイオンを有する電解液を含む液系電池である、態様８に記載の電池。
〈態様１０〉
前記電解質層がナトリウムイオンを有する固体電解質を含む固体電池である、態様８に記載の電池。
〈態様１１〉
下記の工程を含む、態様１～４のいずれか一項に記載の電極活物質の製造方法：
炭素を含む原料を提供すること、及び
前記原料を、０％超１．０％未満の大気を含む不活性雰囲気下で焼成して炭化すること。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ハードカーボンを含み、低電位での容量を改善することができる電極活物質及びその製造方法、そのような電極活物質を含む電極合材、並びにそのような電極合材を含有している電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本開示のナトリウムイオン電池の一例を示す概略断面図である。
図２は、実施例１の電極活物質のラマンスペクトルである。
図３は、比較例３の電極活物質のラマンスペクトルである。
図４は、各実施例及び比較例の電池における、低電位（０．０５Ｖ（ｖｓＮａ／Ｎａ
＋
）以下）での容量を示すグラフである。
【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》
本開示の電極活物質は、ハードカーボンを含み、ハードカーボンは、ラマンスペクトルにおいてＧ’バンド、Ｇバンド、及びＤバンドを有する。Ｇ’バンドの強度Ｉ
Ｇ’
のＧバンドの強度Ｉ
Ｇ
に対する割合Ｉ
Ｇ’
／Ｉ
Ｇ
は、０．０５以上である。Ｄバンドの半値幅Ｈｗ
Ｄ
は、５０以上１６０以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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