[发明专利]金属化合物粒子群及蓄电装置用电极

说明书

本发明的目的在于提供一种在使速率特性提高的蓄电装置的电极中使用的金属化合物粒子群及其制造方法、蓄电装置用电极。在蓄电装置的电极中使用的金属化合物粒子群的制造方法，包括如下步骤：对金属化合物粒子的前驱物与碳源进行复合化而获得第一复合材料的步骤；通过在非氧化环境下对所述第一复合材料进行热处理而生成金属化合物粒子，获得该金属化合物粒子与碳复合化而成的第二复合材料的步骤；通过在氧气环境下对所述第二复合材料进行热处理，将碳除去且获得金属化合物粒子键结为三维网状结构的金属化合物粒子群的步骤。

本申请是分案申请，母案的申请号：201580067141.8，申请日：2015年05月27日，发明名称：金属化合物粒子群及其制造方法、蓄电装置用电极。

技术领域

本发明涉及一种在蓄电装置的电极中使用的金属化合物粒子群的制造方法、金属化合物粒子群及使用其的电极。

背景技术

使用金属化合物粒子的电极用于蓄电装置中，所述蓄电装置是在正极及负极分别使用金属化合物粒子的锂离子二次电池，或在正极使用活性碳、在负极使用能够可逆地吸附/脱附锂离子的材料(石墨烯(graphene)或金属化合物等)的锂离子电容器等。这些蓄电装置可用作手机或笔记本电脑等信息设备的电源，而且可在车载等中的再生能源用途中利用。特别是在车载用途中要求高速率特性。

至于以蓄电装置的高速率特性为目的的物质，已知在特定的含锂复合氧化物的表面包覆有选自碳纳米管、石墨烯及平均分散粒径为0.2μm以下的碳黑的一种碳材料的锂离子二次电池用正极活性物质(专利文献1)，但并不能满足高速率的充放电特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利特开2012-169217号公报

发明内容

发明所要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供在使速率特性提高的蓄电装置的电极中使用的金属化合物粒子群的制造方法、金属化合物粒子群及使用该金属化合物粒子群的电极。

解决问题的技术手段

为了达成所述目的，本发明的制造方法是在蓄电装置的电极中使用的金属化合物粒子群的制造方法，包括如下步骤：对金属化合物粒子的前驱物与碳源进行复合化而获得第一复合材料的步骤；通过在非氧化环境下对所述第一复合材料进行热处理而生成金属化合物粒子，获得该金属化合物粒子与碳复合化而成的第二复合材料的步骤；通过在氧气环境下对所述第二复合材料进行热处理，将碳除去而获得金属化合物粒子群的步骤。而且，通过所述获得金属化合物粒子群的步骤的热处理，金属化合物粒子键结为三维网状结构。

而且，所述获得第二复合材料的步骤的热处理温度为600℃～950℃。而且，所述获得第二复合材料的步骤的热处理时间为1分钟～20分钟。而且，在所述获得第二复合材料的步骤之前进而包含在200℃～500℃的非氧化环境下对第一复合材料进行热处理的预热步骤。而且，所述获得金属化合物粒子群的步骤的热处理温度是350℃～800℃。而且，将所述获得金属化合物粒子群的步骤的热处理温度设为与所述预热步骤的热处理温度同等以上的温度。而且，通过所述获得金属化合物粒子群的步骤而将碳的残存量设为金属化合物粒子群的不足5重量％。

而且，所述获得第一复合材料的步骤是在旋转的反应容器内，对包含金属化合物粒子的材料源与碳源的溶液施加剪应力与离心力而进行机械化学反应的处理。而且，所述金属化合物粒子的材料源是钛源与锂源，金属化合物粒子的前驱物是钛酸锂的前驱物。而且，所述溶液中所含的钛源是烷氧基钛，在所述溶液中进一步含有与烷氧基钛形成络合物的反应抑制剂。

而且，所述获得第一复合材料的步骤是对包含金属化合物粒子的材料源与碳源的溶液进行喷雾干燥的处理。而且，所述溶液是在溶媒中添加碳源后，添加金属化合物粒子的材料源而获得。