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公開番号2025118364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013642
出願日2024-01-31
発明の名称非水電解液二次電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250805BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電サイクル後においてエネルギー密度を高く維持できる非水電解液二次電池の提供。
【解決手段】正極と負極とセパレータとを備え、前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の表面に配された負極活物質部と、当該表面に配されたセラミックを含有する絶縁部とを含み、前記絶縁部は、充電後における前記負極の全体積に対して5体積%～40体積%である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配されたセパレータとを備え、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の表面に配された負極活物質部と、当該表面に配されたセラミックを含有する絶縁部と、を含み、
前記絶縁部は、充電後における前記負極の全体積に対して５体積％～４０体積％である、非水電解液二次電池。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記絶縁部に含有されるセラミックは、アルミナ又はＬｉ
７
Ｌａ
３
Ｚｒ
２
Ｏ
１２
である、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項３】
前記絶縁部は、前記セラミック及びバインダを含み、前記セラミック及び前記バインダの合計に対して前記セラミックが９５質量％以上である、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項４】
前記絶縁部は、前記負極集電体の前記表面に配された複数の突部である、請求項１に記載の非水電解液二次電池。
【請求項５】
前記突部は柱状である、請求項４に記載の非水電解液二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解液二次電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池は、正極と負極の間にセパレータを配し、非水電解液を含む電解質を備える。このようなリチウムイオン二次電池に関して、特許文献１には、セパレータに向かって突出する複数の突部を表面に有する負極集電体が開示されている。特許文献１に開示された非水電解液二次電池では、当該複数の突部を有する負極集電体を使用することによって、非水電解液の分布が均一となり、負極集電体における当該複数の突部が形成されていない部分にリチウム金属が均一に析出する。
【０００３】
これにより、特許文献１に開示された非水電解液二次電池は、充電効率を維持しながら、サイクル寿命を向上できるとされている。なお、負極集電体が有する突部は、リチウム金属及びリチウム合金以外の導電性材料、又はポリオレフィンやポリイミド等の絶縁材料で形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１９５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示された非水電解液二次電池については、充放電サイクル後のエネルギー密度の低下が問題であった。そこで、本開示の一実施形態は、上述した実情に鑑み、充放電サイクル後においてエネルギー密度を高く維持できる非水電解液二次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】
上述した目的を達成した本開示は以下を包含する。
＜１＞正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配されたセパレータとを備え、前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の表面に配された負極活物質部と、当該表面に配されたセラミックを含有する絶縁部とを含み、前記絶縁部は、充電後における前記負極の全体積に対して５体積％～４０体積％である、非水電解液二次電池。
＜２＞前記絶縁部に含有されるセラミックは、アルミナ又はＬｉ
７
Ｌａ
３
Ｚｒ
２
Ｏ
１２
である、＜１＞に記載の非水電解液二次電池。
＜３＞前記絶縁部は、前記セラミック及びバインダを含み、前記セラミック及び前記バインダの合計に対して前記セラミックが９５質量％以上である、＜１＞又は＜２＞に記載の非水電解液二次電池。
＜４＞前記絶縁部は、前記負極集電体の前記表面に配された複数の突部である、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の非水電解液二次電池。
＜５＞前記突部は柱状である、＜４＞に記載の非水電解液二次電池。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一実施形態の非水電解液二次電池によれば、充放電サイクル後におけるエネルギー密度を高く維持することができる。繰り替えしの充放電を経ても高いエネルギー密度が維持されるため、二次電池の長寿命化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の非水電解液二次電池の一態様である負極及びセパレータを含む部分の概略断面図である。
本開示の非水電解液二次電池の他の態様である負極及びセパレータを含む部分の概略断面図である。
本開示の非水電解液二次電池において、負極集電体に絶縁部を形成する手順を模式的に示す斜視図である。
実施例及び比較例について、負極全体に対する絶縁部の体積比と、サイクル試験後のエネルギー密度比との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について説明する。説明は実施形態を例示するものであり、本開示の範囲を制限するものではない。
【００１０】
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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