[发明专利]钛氧化物粒子、钛氧化物粒子的制造方法、蓄电元件用电极、及蓄电元件

说明书

提供一种不需要导电助剂或者能够将导电助剂抑制为最小限度的新颖的钛氧化物粒子、钛氧化物粒子的制造方法、蓄电元件用电极、及蓄电元件。新颖的钛氧化物粒子(1)是由多个微晶(2)连续地键合而构成三维网络结构，且在微晶(2)的表面具有马格涅利相(2a)。微晶(2)无规地取向而彼此在轴面或端面键合，层叠为三维网络结构状。能够使钛氧化物粒子(1)的内部存在大量纳米尺寸的空间部(3)，微晶(2)间可消除接合界面的晶界，另一方面，能够存在大量微小孔隙。

技术领域

本发明涉及一种钛氧化物粒子。

背景技术

以通式Ti_nO_2n表示的氧化钛及以通式Li_αTi_βO_γ表示的钛酸锂之类的钛氧化物的烧结体粒子因钛氧化物的特性而被期望利用于各种用途。

例如，氧化钛(IV)在染料敏化太阳能电池的电极、能利用光来充电的蓄电池、用于通过水解来制造氢的光电极、颜料、色素、光催化剂、抗菌原材料、水处理技术、癌症治疗等方面的利用受到期待。钛酸锂在蓄电池或电容器(capacitor)等蓄电元件的电极活性物质方面的利用受到期待。

但是，这些钛氧化物也存在缺点(demerit)，例如电导性低，或者只能吸收紫外线等。因此，也在推进复合体的研究，所述复合体兼具钛氧化物的特性与其他物质的特性，以补偿钛氧化物的缺点。

例如，对于氧化钛或钛酸锂，多进行使用电导性高的碳来作为导电助剂的研究(例如参照专利文献1)。所述研究在对正极及负极分别使用金属化合物粒子的锂离子(lithiumion)二次电池、或对正极使用活性碳而对负极使用能可逆地吸附/解吸锂离子的材料(石墨烯(graphene)或金属化合物等)的锂离子电容器等蓄电元件中尤为活跃。这是因为，这些蓄电元件作为移动电话或笔记型个人计算机(personal computer)等信息设备的电源，而且被用于车载等的再生能量用途。

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]

但是，通过使用碳等导电助剂虽可改善倍率(rate)特性，但高倍率下的充放电特性仍无法满足。而且，若使用碳等导电助剂，则还会产生能量密度下降的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够提高倍率特性，且不需要导电助剂或者能够将导电助剂抑制为最小限度的新颖的钛氧化物粒子、其制造方法及用途。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的，本发明的新颖的钛氧化物粒子的特征在于，具有由钛氧化物的微晶相连而成的三维网络结构，且在所述微晶的表面形成有马格涅利相(Magneliphase)。由此，钛氧化物粒子具有包含马格涅利相的电子路径、粒子内部的能量贮藏空间、和通向能量贮藏空间的离子路径。

所述钛氧化物也可为以通式Li_αTi_βO_γ表示的钛酸锂。所述钛氧化物也可为以Li₄Ti₅O₁₂表示的尖晶石(spinel)型钛酸锂。由此，钛氧化物粒子能够兼具钛酸锂与马格涅利相这两者的特征。

所述马格涅利相是以通式Ti_nO_2n-1(3≤n≤10)表示的钛氧化物。所述马格涅利相也可为Ti₄O₇。Ti₄O₇尤其具有碳的2.75倍的电导性。