[发明专利]电池活性材料和电池

说明书

通过引用并入

2012年12月18日提交的日本专利申请第2012-275393号的公开内容，包括说明书、附图和摘要在内，以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种电池活性材料，其可用作例如锂电池中的负电极活性材料。本发明还涉及一种使用所述活性材料的电池。

背景技术

锂电池由于其高的电动势和高的能量密度而被广泛用于信息相关装置和通讯装置中。同样，在汽车领域中，电动车辆和混合动力车辆正在迅速发展以解决环境问题和资源问题，并且锂电池作为此类车辆的电源正在研究之中。锂电池通常具有包含正电极活性材料的正电极活性材料层、包含负电极活性材料的负电极活性材料层以及形成在正电极活性材料层和负电极活性材料层之间的电解质层。

碳材料(例如，石墨)已被用作锂电池中的负电极活性材料。另一方面，期望具有高的热稳定性的活性材料以进一步改善电池安全性。在这点上，国际专利申请公开第2011/118302号(WO2011/118302)描述了一种包含作为第III族元素的元素M、元素钛(Ti)、氧(O)和硫(S)并且包含M₂Ti₂O₅S₂晶相的电池活性材料作为具有高的热稳定性的电池活性材料。

为获得高的电池性能，期望高容量电池活性材料。

发明内容

本发明提供一种高容量电池活性材料。

根据本发明的一个方面，电池活性材料包含由式Y_2-xSc_xTi₂O₅S₂(其中0<x<2)表示并且具有Ruddlesden-Popper结构的晶相。

根据本发明的上述方面，通过用钪(Sc)替代具有Ruddlesden-Popper结构的Y₂Ti₂O₅S₂晶相中的一部分钇(Y)，可获得高容量电池活性材料。

在上述方面中，x可满足关系0<x≤0.4。

所述电池活性材料可为负电极活性材料。

根据本发明的另一个方面，电池包括包含正电极活性材料的正电极活性材料层、包含负电极活性材料的负电极活性材料层以及形成在正电极活性材料层和负电极活性材料层之间的电解质层，其中所述正电极活性材料或所述负电极活性材料为上述电池活性材料。

根据上述方面，通过使用上述电池活性材料，可获得高容量电池。

在本发明的上述方面中，可以获得高容量电池活性材料。

附图说明

本发明的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性将在下文结合附图描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的要素，且其中：

图1示出了根据本发明的电池的一个实例的示意性截面视图；

图2A和2B为示出了实施例1和3中制备活性材料的方法的流程图；

图3示出了对实施例1和2及对比例1至6中获得的活性材料的X-射线衍射(XRD)测量的结果；

图4A和4B为示出对采用实施例1和2及对比例1至3中获得的活性材料的试验电池的充放电特性的评价结果以及对实施例1和2及对比例1至6中获得的活性材料的XRD测量的结果的图；

图5为示出对采用实施例1中获得的活性材料的试验电池的充放电特性的评价结果的图；和

图6为示出对采用对比例2中获得的活性材料的试验电池的充放电特性的评价结果的图。

具体实施方式

下面将详细描述根据本发明的电池活性材料和电池。

A.电池活性材料

首先将描述根据本发明的电池活性材料。根据本发明的电池活性材料包含由式Y_2-xSc_xTi₂O₅S₂(其中0<x<2)表示并且具有Ruddlesden-Popper结构的晶相。