[发明专利]新型钛酸锂、其制备方法、包含钛酸锂的电极活性材料以及使用电极活性材料的蓄电装置

说明书

发明领域

本发明涉及新型钛酸锂及其制备方法，并进一步涉及包含该钛酸锂的电极活性材料以及使用该电极活性材料的蓄电装置。

背景技术

锂二次电池近来因其优异的循环性能而快速发展。作为锂二次电池的电极活性材料，尤其是负电极活性材料，具有高的能量密度且倍率(rate)性能优异的锂-钛复合氧化物已经发展，另一方面，具有高的放电电位且安全性优异的氢钛酸(hydrogen titanate)化合物也引起关注。已知有技术例如使用尖晶石型钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂(专利文献1)、拉锰矿型钛酸锂Li₂Ti₃O₇(专利文献2)、钛酸锂Li₂Ti₁₂O₂₅(专利文献3)、氢钛酸化合物H₂Ti₁₂O₂₅(专利文献4)、青铜型二氧化钛(非专利文献1)等作为电极活性材料。也已知有技术用铜酸盐如氧化铜涂覆尖晶石型或拉锰矿型钛酸锂表面，从而降低电解质溶液的分解以抑制气体的产生(专利文献5)。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP 2002-270175A

专利文献2：JP 11-283624A

专利文献3：JP 2011-26188A

专利文献4：WO 2008/111465

专利文献5：JP 2009-245929A

非专利文献

非专利文献1：Kazuki Chiba等，层状钛酸盐的温和化学合成及电化学性质，第47届电池会议汇编，2006年11月21日，报告编号2P-08

发明概述

技术问题

本发明目的为提供一种具有更优异的电池特性，尤其是优异的高温循环性能的钛酸锂。

解决问题的方案

由于为解决此类问题进行详尽研究，本发明人已经发现具有由通式Li₂Ti₁₈O₃₇(式1)表示的化学组成的化合物为新型的钛酸锂；并进一步发现使用该化合物作为活性材料的电池表现出优异的电池特性，尤其是高温循环性能；并且当该钛酸锂含铜和/或锡时，电池表现出更优异的高温循环性能。这些发现促使本发明的完成。

具体而言，本发明提供：

(1)具有由通式Li₂Ti₁₈O₃₇(式1)表示的化学组成的化合物；

(2)根据上述(1)的化合物，进一步含铜和/或锡；

(3)用于蓄电装置的包含根据上述(1)或(2)的化合物的电极活性材料；以及

(4)包含正电极、负电极、隔板以及电解质的蓄电装置，其中正电极或负电极包含根据上述(3)的电极活性材料。

发明的有益效果

当本发明新型钛酸锂用作电极活性材料时，其提供具有优异的电池特性，尤其是优异的高温循环性能的蓄电装置。

附图简述

[图1]图1为本发明Li_1.7Ti₁₈O₃₇(实施例1)的粉末X-射线衍射图，其使用CuKα辐射测量。

[图2]图2为本发明含铜的Li_1.4Ti₁₈O₃₇(实施例2)的粉末X-射线衍射图，其使用CuKα辐射测量。

[图3]图3为本发明含锡的Li_2.0Ti₁₈O₃₇(实施例3)的粉末X-射线衍射图，其使用CuKα辐射测量。

[图4]图4为本发明(实施例1-3)和作为比较对象的H₂Ti₁₂O₂₅(对比例1)的高温循环性能的展示图。

实施方案说明

本发明新型钛酸锂具有由通式Li₂Ti₁₈O₃₇(式1)表示的化学组成。