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公開番号2025111143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005365
出願日2024-01-17
発明の名称電池
出願人愛三工業株式会社,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250723BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池のエネルギー密度を向上させると共に、電極を集電体から剥がれ難くするための技術を提供する。
【解決手段】電池は、集電体と、前記集電体の表面上に配置される電極成分と、を備えている。前記電極成分の空隙率は、前記集電体の表面に近いほど大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
集電体と、
前記集電体の表面上に配置される電極成分と、を備えており、
前記電極成分の空隙率は、前記集電体の表面に近いほど大きい、電池。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電池であって、
前記電極成分は、前記集電体の表面上に配置される第１層と、前記第１層上に配置される第２層と、を備えており、
前記電極成分は、複数の粒子を含んでおり、
前記第１層中の前記粒子の体積分率は、前記第２層中の前記粒子の体積分率より小さい、電池。
【請求項３】
請求項２に記載の電池であって、
前記集電体の体積は、前記第１層において前記粒子が配置されない領域の体積より大きい、電池。
【請求項４】
請求項２に記載の電池であって、
前記集電体の前記表面の弾性率は、前記第１層の前記粒子の弾性率より小さい、電池。
【請求項５】
請求項２に記載の電池であって、
前記電極成分は、前記第１層に配置される第１粒子と、前記第２層に配置される第２粒子と、を備えており、
前記第１粒子は、第１の外径を有しており、
前記第２粒子は、前記第１の外径より小さい第２の外径を有している、電池。
【請求項６】
請求項２に記載の電池であって、
前記電極成分は、前記第１層に配置される第１粒子と、前記第２層に配置される第２粒子と、を備えており、
前記第１粒子の密度は、前記第２粒子の密度より小さい、電池。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の電池であって、
前記電極成分の前記集電体とは反対側に配置される固体電解質をさらに備えており、
前記電極成分の空隙率は、前記集電体の表面に近いほど大きく、かつ、前記固体電解質の表面に近いほど大きい、電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電池は、性能を向上させるために種々の改良がされている。例えば、特許文献１には、集電体と、集電体の表面上に配置された電極成分を備える電池が開示されている。特許文献１の電池では、集電体の表面に電極成分が高密度で配置されている。これにより、電池のエネルギー密度が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－３６２７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電池では、電極成分を高密度で配置することによって、電池のエネルギー密度を向上させている。しかしながら、集電体の表面に電極成分を高密度で配置すると、電極を集電体に塗工するために加圧したときに、電極に集電体が入り込み難くなる。このため、電極と集電体との間にアンカー効果が生じ難くなり、電極が集電体から剥がれ易くなる。また、電極を集電体から剥がれ難くするために、集電体の表面に配置する電極の密度を低くすると、電池のエネルギー密度が低下する。
【０００５】
本明細書は、電池のエネルギー密度を向上させると共に、電極を集電体から剥がれ難くするための技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の態様では、電池は、集電体と、前記集電体の表面上に配置される電極成分と、を備えている。前記電極成分の空隙率は、前記集電体の表面に近いほど大きい。
【０００７】
この構成によれば、集電体の表面に近いほど電極成分の空隙率が大きいことによって、電極を集電体に塗工するために加圧したときに、集電体が電極成分の空隙に入り込み易くなる。これにより、電極と集電体との間にアンカー効果が生じ、電極が集電体から剥がれ難くなる。また、集電体の表面に近いほど電極成分の空隙率が大きいため、集電体の表面から離れた部分では、電極成分の空隙率が小さくなる。これにより、電極成分は、集電体の表面から離れるほど高密度になり、エネルギー密度が高くなる。このため、電池のエネルギー密度を向上させることと、電極を集電体から剥がれ難くすることを同時に実現することができる。
【０００８】
本技術の第２の態様では、上記の第１の態様において、前記電極成分は、前記集電体の表面上に配置される第１層と、前記第１層上に配置される第２層と、を備えていてもよい。前記電極成分は、複数の粒子を含んでいてもよい。前記第１層中の前記粒子の体積分率は、前記第２層中の前記粒子の体積分率より小さくてもよい。
【０００９】
この構成によれば、集電体の表面に近い第１層中の粒子の体積分率が、集電体の表面から離れた第２層中の粒子の体積分率より小さい。このため、集電体の表面に近いほど、電極成分の空隙率を好適に大きくすることができる。
【００１０】
本技術の第３の態様では、上記の第２の態様において、前記集電体の体積は、前記第１層において前記粒子が配置されない領域の体積より大きくてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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