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公開番号2025109007
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002641
出願日2024-01-11
発明の名称フッ化物イオン電池用負極活物質及びその製造方法、負極合材、並びにフッ化物イオン電池
出願人トヨタ自動車株式会社,本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/58 20100101AFI20250716BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電池容量を改善することができるフッ化物イオン電池用負極活物質及びその製造方法、そのような負極活物質を含む負極合材、並びにそのような負極合材を含有しているフッ化物イオン電池を提供する。
【解決手段】本開示のフッ化物イオン電池用負極活物質は、下記式(1)で表される:Mg_1-xM^III _xF_2+x … (1)(式(1)中、M^IIIは3価の金属であり、xは0超0.5未満である。)。負極活物質を製造する本開示の方法は、下記の工程を含む:フッ化マグネシウム及び3価の金属のフッ化物を含む原料を提供すること、原料に機械的衝撃を与えて反応させること。本開示の負極合材は、本開示の負極活物質を含む。本開示のフッ化物イオン電池1は、負極活物質層20を有し、かつ負極活物質層が、本開示の負極合材を含有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１）で表されるフッ化物イオン電池用負極活物質：
Ｍｇ
１－ｘ
Ｍ
ＩＩＩ
ｘ
Ｆ
２＋ｘ
… （１）
（前記式（１）中、Ｍ
ＩＩＩ
は３価の金属であり、ｘは０超０．５未満である。）。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記Ｍ
ＩＩＩ
が、アルミニウム、スカンジウム、ガリウム、イットリウム、及びランタノイドから選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の負極活物質。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の負極活物質を含む、負極合材。
【請求項４】
負極活物質層を有し、かつ
前記負極活物質層が、請求項３に記載の負極合材を含有している、
フッ化物イオン電池。
【請求項５】
下記の工程を含む、請求項１に記載の負極活物質の製造方法：
フッ化マグネシウム及び前記３価の金属のフッ化物を含む原料を提供すること、
前記原料に機械的衝撃を与えて反応させること。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、フッ化物イオン電池用負極活物質及びその製造方法、負極合材、並びにフッ化物イオン電池に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
高電圧かつ高エネルギー密度な電池として、例えばリチウムイオン電池が知られている。リチウムイオン電池は、リチウムイオンをキャリアとして用いるカチオンベースの電池である。これに対して、アニオンベースの電池として、フッ化物イオンをキャリアとして用いるフッ化物イオン電池が知られている。
【０００３】
特許文献１及び２、並びに非特許文献１が開示しているように、フッ化物イオン電池の負極活物質として、金属マグネシウム又はフッ化マグネシウムのようなマグネシウム材料を利用することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００８－５３７３１２号公報
特開２０２２－１２３２６４号公報
【非特許文献】
【０００５】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＡ，２０１４，２，２０８６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
負極活物質としてのマグネシウム材料を含むフッ化物イオン電池において、電池容量について改善の余地がある。
【０００７】
本開示は、電池容量を改善することができるフッ化物イオン電池用負極活物質及びその製造方法、そのような負極活物質を含む負極合材、並びにそのような負極合材を含有しているフッ化物イオン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】
【０００８】
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〉
下記式（１）で表されるフッ化物イオン電池用負極活物質：
Ｍｇ
１－ｘ
Ｍ
ＩＩＩ
ｘ
Ｆ
２＋ｘ
… （１）
（前記式（１）中、Ｍ
ＩＩＩ
は３価の金属であり、ｘは０超０．５未満である。）。
〈態様２〉
前記Ｍ
ＩＩＩ
が、アルミニウム、スカンジウム、ガリウム、イットリウム、及びランタノイドから選択される少なくとも１種である、態様１に記載の負極活物質。
〈態様３〉
態様１又は２に記載の負極活物質を含む、負極合材。
〈態様４〉
負極活物質層を有し、かつ
前記負極活物質層が、態様３に記載の負極合材を含有している、
フッ化物イオン電池。
〈態様５〉
下記の工程を含む、態様１に記載の負極活物質の製造方法：
フッ化マグネシウム及び前記３価の金属のフッ化物を含む原料を提供すること、
前記原料に機械的衝撃を与えて反応させること。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、電池容量を改善することができるフッ化物イオン電池用負極活物質及びその製造方法、そのような負極活物質を含む負極合材、並びにそのような負極合材を含有しているフッ化物イオン電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示のフッ化物イオン電池の一例を示す概略断面図である。
図２（ａ）は、実施例の負極活物質のＸＲＤパターンである。
図２（ｂ）は、実施例の負極活物質のＸＲＤパターンである。
図２（ｃ）は、比較例の負極活物質のＸＲＤパターンである。
図３（ａ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｂ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｃ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｄ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｅ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｆ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｇ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｈ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｉ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｊ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｋ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｌ）は、実施例の電池の充放電曲線である。
図３（ｍ）は、比較例の電池の充放電曲線である。
図３（ｎ）は、比較例の電池の充放電曲線である。
図３（ｏ）は、比較例の電池の充放電曲線である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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