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公開番号2025127618
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024404
出願日2024-02-21
発明の名称電極合材及び電池
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,個人
主分類H01M 4/133 20100101AFI20250826BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、電池の容量を改善することができる電極合材、及び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】本開示の電極合材は、ハードカーボンを含む。本開示の電極合材は、金属酸化物を含み、金属酸化物を構成する金属元素が、第4周期のdブロック元素であり、かつ金属酸化物の質量の、ハードカーボンと金属酸化物との合計質量に対する割合が、10質量%未満である。、本開示の電池1は、負極集電体層10、負極活物質層20、電解質層30、正極活物質層40、及び正極集電体層50をこの順で有し、かつ負極活物質層及び正極活物質層のいずれか一方が、本開示の電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】
ハードカーボンを含む電極合材であって、
金属酸化物を含み、
前記金属酸化物を構成する金属元素が、第４周期のｄブロック元素であり、かつ
前記金属酸化物の質量の、前記ハードカーボンと前記金属酸化物との合計質量に対する割合が、１０質量％未満である、
電極合材。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記金属元酸化物が、鉄元素、チタン元素、マンガン元素、亜鉛元素、ニッケル元素、及び銅元素の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の電極合材。
【請求項３】
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＴｉＯ
２
、ＭｎＯ、Ｍｎ
２
Ｏ
３
、ＭｎＯ
２
、ＮｉＯ、ＣｕＯ、又はＺｎＯである、請求項２に記載の電極合材。
【請求項４】
前記金属酸化物が、鉄元素、チタン元素、及びマンガン元素の少なくとも１つを含む、請求項２に記載の電極合材。
【請求項５】
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＴｉＯ
２
、ＭｎＯ、Ｍｎ
２
Ｏ
３
、又はＭｎＯ
２
である、請求項４に記載の電極合材。
【請求項６】
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＭｎＯ、又はＭｎ
２
Ｏ
３
である、請求項５に記載の電極合材。
【請求項７】
金属酸化物が、鉄元素を含む、請求項４に記載の電極合材。
【請求項８】
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
である、請求項７に記載の電極合材。
【請求項９】
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１～８のいずれか一項に記載の電極合材を含有している、
電池。
【請求項１０】
前記負極活物質層が、請求項１～８のいずれか一項に記載の電極合材を含有している、請求項９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、電極合材及び電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、高容量で軽量である特性を生かして、モバイル機器や車載用電源として使用されている。その一方で、近年、資源量の観点から、リチウムに替わる材料として、ナトリウムを使用したナトリウムイオン電池が注目されている。
【０００３】
特許文献１が開示しているように、リチウムイオン電池及びナトリウムイオン電池等の二次電池の負極活物質として、ハードカーボンを利用する技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－０５０１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負極活物質としてハードカーボンを利用する電池の電池容量については、改善の余地がある。
【０００６】
本開示は、電池容量を改善することができる電極合材、及び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】
【０００７】
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合材であって、
金属酸化物を含み、
前記金属酸化物を構成する金属元素が、第４周期のｄブロック元素であり、かつ
前記金属酸化物の質量の、前記ハードカーボンと前記金属酸化物との合計質量に対する割合が、１０質量％未満である、
電極合材。
〈態様２〉
前記金属元酸化物が、鉄元素、チタン元素、マンガン元素、亜鉛元素、ニッケル元素、及び銅元素の少なくとも１つを含む、態様１に記載の電極合材。
〈態様３〉
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＴｉＯ
２
、ＭｎＯ、Ｍｎ
２
Ｏ
３
、ＭｎＯ
２
、ＮｉＯ、ＣｕＯ、又はＺｎＯである、態様２に記載の電極合材。
〈態様４〉
前記金属酸化物が、鉄元素、チタン元素、及びマンガン元素の少なくとも１つを含む、態様２に記載の電極合材。
〈態様５〉
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＴｉＯ
２
、ＭｎＯ、Ｍｎ
２
Ｏ
３
、又はＭｎＯ
２
である、態様２に記載の電極合材。
〈態様６〉
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、ＴｉＯ、ＭｎＯ、又はＭｎ
２
Ｏ
３
である、態様５に記載の電極合材。
〈態様７〉
金属酸化物が、鉄元素を含む、態様４に記載の電極合材。
〈態様８〉
前記金属酸化物が、Ｆｅ
２
Ｏ
３
である、態様７に記載の電極合材。
〈態様９〉
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１～８のいずれか一項に記載の電極合材を含有している、
電池。
〈態様１０〉
前記負極活物質層が、態様１～８のいずれか一項に記載の電極合材を含有している、態様９に記載の電池。
〈態様１１〉
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１０に記載の電池。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、電池容量を改善することができる電極合材、及び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】
【０００９】
図１は、本開示の電池の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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