[发明专利]活性材料、非水电解质电池及电池组

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求享有2011年9月14日提交、申请号为2011-200873的日本专利申请的优先权权益，其内容以全文引用的方式结合在此。

技术领域

本发明一般而言涉及电池用活性材料、非水电解质电池及电池组。

背景技术

近年来，具有单斜晶系β型钛氧化物作为非水电解质电池用的活性材料引起了人们的注意。实际应用的尖晶石型钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)在每个单元化学式中能够吸收和释放三个锂离子。所以，能够从一个钛离子吸收进和释放出的锂离子数量为3/5，0.6为其理论上的最大值。在另一方面，在具有单斜晶系β型结构的钛氧化物中，能够从一个钛离子吸收进和释放出的锂离子数量为1.0，所以，其具有约335mAh/g的高的理论容量。

同时，就具有单斜晶系β型结构的钛氧化物的颗粒形状而言，因为用作合成前体的K₂Ti₄O₉等容易生长成纤维状颗粒的形状，具有单斜晶系β型结构的钛氧化物颗粒形状也容易生长成反映合成前体形状的纤维状。所以，包含具有单斜晶系β型结构的钛氧化物的负极的非水电解质电池在充电和放电循环性能方面不够好。

发明内容

本发明实施方案的一个目的在于提供一种具有改进的寿命性能的活性材料。

根据一个实施方案，提供了一种包括单斜晶系β型钛复合氧化物的活性材料。该单斜晶系β型钛复合氧化物包括第一元素，该第一元素包括Mo和W中的至少一种，并且该复合氧化物满足下式(1)：

B＞A(1)

在上式中，A是源自单斜晶系β型钛复合氧化物在单斜晶系β型钛复合氧化物的广角X射线衍射图中(110)面的峰的强度。B源自单斜晶系β型钛复合氧化物在广角X射线衍射图中(002)面的峰的强度

而且，根据一个实施方案，提供了一种非水电解质电池，该电池包括正极、负极及电解质，其中负极包括根据本实施方案的活性材料。

进一步，根据一个实施方案，本发明提供一种电池组，该电池组包括非水电解质电池，该非水电解质电池包括根据本实施方案的活性材料。

根据活性材料的实施方案，电池的寿命性能能够得到提高。

附图说明

图1所示为单斜晶系β型钛复合氧化物的TiO₂(B)所表示的晶体结构的示意图；

图2所示为根据第二实施方案的扁平型非水电解质电池的截面图；

图3所示为图2中A部分的放大界面图；

图4所示为根据第三实施方案的电池组的分解透视图；

图5所示为图4的电池组的方块图；

图6所示为实施例1的XRD谱图；

图7所示为比较例2的XRD谱图。

具体实施方式

以下本发明的实施方案将参考附图进行解释。

(第一实施方案)

单斜晶系β型钛复合氧化物是一种具有由TiO₂(B)表示的晶体结构、并且包括除Ti之外的元素(例如第一元素)的氧化物。由TiO₂(B)表示的晶体结构主要是属于空间群C2/m，并且具有如图1中所示例的隧道结构。TiO₂(B)的晶体结构详细描述可见述于例如R.Marchand、L.Brohan、M.Toumoux的Material Research Bulletin 15，1129(1980)。

如图1所示，由TiO₂(B)表示的晶体结构具有这样的结构，其中钛离子53和氧化物离子52构成骨架结构部分51a，而骨架结构部分51a和空隙部分51b以有序(regular)方式布置。这些空隙部分51b可以是主(host)部位，用于吸收和释放不同的原子种类。据称可以吸收和释放不同的原子种类的宿主部位也可以处于TiO₂(B)晶体表面上。通过在这些主部位上吸收和释放锂离子，TiO₂(B)可以可逆地吸收和释放锂离子。