[发明专利]电池用活性物质、非水电解质电池及电池包

说明书

技术领域

本发明涉及电池用活性物质、非水电解质电池及电池包。

背景技术

非水电解质电池作为能量密度高的电池而引人注目，近年来，研究开发十分活跃。作为非水电解质电池的一种可列举锂离子二次电池。作为该锂离子二次电池用的负极活性物质，提出了钛氧化物等金属复合氧化物。使用了钛氧化物的电池可进行稳定的急速充放电，与以往的使用了碳材料的电池相比具有寿命长的特性。但是，希望使用了钛氧化物的电池进一步高容量化。

附图说明

图1表示单斜晶系二氧化钛的晶体结构的示意图。

图2表示第2实施方式的扁平型非水电解质电池的剖视图。

图3表示图2的A部的放大剖视图。

图4表示第3实施方式的电池包的分解立体图。

图5表示表示图4的电池包的电路的框图。

图6表示实施例1及比较例1的粉末X射线衍射图。

图7表示实施例1及比较例2的粉末X射线衍射图的放大图。

图8表示实施例1～3的粉末X射线衍射图。

图9表示实施例1～3的粉末X射线衍射图的放大图。

图10表示实施例4～6的粉末X射线衍射图。

图11表示实施例4～6的粉末X射线衍射图的放大图。

详细说明

根据实施方式，可提供有效容量高的电池用活性物质、非水电解质电池及电池包。

（第1实施方式）

根据第1实施方式，可提供含有铌钛复合氧化物的电池用活性物质。在将该活性物质供于使用了Cu-Kα射线源的粉末X射线衍射（X-ray diffraction：XRD）时，可观察到特征性的衍射图。具体而言，在衍射图的2θ＝5°±0.5°的范围内出现峰。该峰的强度与衍射图中强度最强的第1峰的强度之比为0.01以上。该强度比优选低于10，更优选为7以下。在该强度比低于10时，铌钛复合氧化物的结晶性高。在该强度比为7以下时，能够降低晶体结构的变化。

另外，分别在衍射图的2θ＝14°±1.0°的范围及2θ＝57°±1.0°的范围内出现峰。这些峰的强度与衍射图中强度最强的第1峰的强度之比为0.01以上。另外，衍射图中的强度最强的第1峰、强度第2强的第2峰和强度第3强的第3峰出现在从2θ＝23°到2θ＝27°的范围内。

本实施方式的活性物质适合作为锂离子二次电池等非水电解质电池用的活性物质来使用。典型地，该活性物质适合作为非水电解质电池用的负极活性物质来使用。

出现在2θ＝5°±0.5°的范围内的峰是本实施方式的活性物质中所含的铌钛复合氧化物所特有的。分别在2θ＝14°±1.0°的范围及2θ＝57°±1.0°的范围内出现的峰在单斜晶系二氧化钛的衍射图中也出现。在从2θ＝23°到2θ＝27°的范围内出现的3个峰在以往的铌钛复合氧化物的衍射图中也出现。

例如，在将单斜晶系二氧化钛和以往的铌钛复合氧化物混合而成的混合物的衍射图中，分别在2θ＝14°±1.0°的范围内及2θ＝57°±1.0°的范围内出现峰，且在从2θ＝23°到2θ＝27°的范围内出现衍射图中强度最强的第1峰、强度第2强的第2峰和强度第3强的第3峰。但是，在2θ＝5°±0.5°的范围内没有观察到峰。

从本实施方式的活性物质中所含的铌钛复合氧化物具有如上所述的特征性的衍射图可知，其具有与以往的铌钛复合氧化物不同的晶体结构。这样的铌钛复合氧化物的晶体结构可用通式Nb_αTi_βO_7+γ（式中，0≤α≤24、0≤β≤1、－0.3≤γ≤0.3）表示。另外，在采用了该铌钛复合氧化物作为利用了锂离子的非水电解质二次电池的活性物质时，该铌钛复合氧化物可用通式Li_xTiNb_yO_z（式中，0≤x≤5、1≤y≤24、7≤z≤62）表示。在该通式中，x通过电池的充放电在0～5之间变动。用该通式表示的化合物的例子包括TiNbO₇、TiNb₂O₇、TiNb₂₄O₆₂、Li₅TiNbO₇、Li₅TiNb₂₄O₆₂。