一种非水电解质电池，其具备：外包装材料，收纳于外包装材料内的正极，收纳于外包装材料内、且在空间上与所述正极分开、并且包含含有单斜晶系β型钛复合氧化物的活性物质的负极，以及填充于所述外包装材料内的非水电解质。关于所述单斜晶系β型钛复合氧化物的通过使用了CuKα射线作为X射线源的广角X射线衍射法算出的微晶粒径，在将由2θ存在于48～49°的峰算出的微晶粒径设为X，将由2θ存在于24～26°的峰算出的微晶粒径设为Y时，所述X大于所述Y。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种非水电解质电池，其具备：外包装材料，收纳于外包装材料内的正极，收纳于外包装材料内、且在空间上与所述正极分开、并且包含含有单斜晶系β型钛复合氧化物的活性物质的负极，以及填充于所述外包装材料内的非水电解质。关于所述单斜晶系β型钛复合氧化物的通过使用了CuKα射线作为X射线源的广角X射线衍射法算出的微晶粒径，在将由2θ存在于48～49°的峰算出的微晶粒径设为X，将由2θ存在于24～26°的峰算出的微晶粒径设为Y时，所述X大于所述Y。【专利说明】电池用活性物质、非水电解质电池以及电池包本申请是申请日为2009年7月22日、中国专利申请号为200980158992.8、专利技术名称为“电池用活性物质、非水电解质电池以及电池包”(PCT/JP2009/063106号国际申请进入中国国家阶段)的专利技术专利的分案申请。
本专利技术涉及电池用活性物质、非水电解质电池以及电池包。
技术介绍
近年来，具有单斜晶系β型结构的钛氧化物(记为TiO2(B))作为非水电解质电池用活性物质而引人注目(参照专利文献I?3)。以往，实用的尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O2)每单位化学式能够嵌入/脱嵌的锂离子的数量是3个。因此，每I个钛离子中能够嵌入/脱嵌的锂离子的数量是3/5，0.6是理论上的最大值。与此相对，TiO2 (B)中的每I个钛离子中能够嵌入/脱嵌的锂离子的数量最大为1.0。因此，具有理论容量高达约335mAh/g的特性。但是，TiOJB)的实用的电极容量如专利文献I或专利文献2所公开的那样，为170?200mAh/g左右，明显低于理论容量。认为这是因为:尽管TiO2 (B)的晶体结构中可成为Li主体的位点有多个，但是由于固体中的Li离子的扩散性低，因而有效的可移动Li离子较少。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008 - 34368号公报专利文献2:日本特开2008 - 117625号公报专利文献3:W02009/028553A1
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的是提供一种锂离子的扩散性、特别是嵌入/脱嵌特性得以提高的含有TiO2(B)的电池用活性物质，含有该活性物质作为负极活性物质、并具有高容量和优良的大电流特性的非水电解质电池，以及具备多个该非水电解质电池的电池包。用于解决问题的手段根据本专利技术的第I方面，提供一种电池用活性物质，其含有单斜晶系β型钛复合氧化物，其中，关于所述单斜晶系β型钛复合氧化物的通过使用了 CuKa射线作为X射线源的广角X射线衍射法算出的微晶粒径，在将由2 Θ存在于48?49°的峰算出的微晶粒径设为X，将由2Θ存在于24?26°的峰算出的微晶粒径设为Y时，所述X大于所述Y。根据本专利技术的第2方面，提供一种非水电解质电池，其具备:外包装材料，收纳于所述外包装材料内的正极，收纳于所述外包装材料内、且在空间上与所述正极分开、并且包含含有单斜晶系β型钛复合氧化物的活性物质的负极，以及填充于所述外包装材料内的非水电解质；关于所述单斜晶系β型钛复合氧化物的通过使用了 CuKa射线作为X射线源的广角X射线衍射法算出的微晶粒径，在将由2 Θ存在于48?49°的峰算出的微晶粒径设为X，将由2Θ存在于24?26°的峰算出的微晶粒径设为Y时，所述X大于所述Y。根据本专利技术的第3方面，提供一种电池包，其具备多个上述第2方面的非水电解质电池，各电池以串联或并联的方式电连接，或者以串联及并联的方式电连接。专利技术效果根据本专利技术，能够提供高容量且有助于优良的大电流特性的电池用活性物质、高容量且具有优良的大电流特性的非水电解质电池、以及具备多个该非水电解质电池的电池包。【专利附图】【附图说明】图1是表示实施方式的扁平形非水电解质电池的剖视图。图2是图1的A部的放大剖视图。图3是表示实施方式的电池包的分解立体图。图4是图3的电池包的方块图。图5是表示实施例1的钛复合氧化物的X射线衍射图案的图。图6是表示实施例1、2和比较例I的钛复合氧化物在4个晶面取向上的微晶粒径的图。图7是表示单斜晶系β型钛氧化物(TiO2(B))的晶体结构的示意图。【具体实施方式】下面，对本专利技术的电池用活性物质、非水电解质电池以及电池包进行详细说明。实施方式的电池用活性物质含有单斜晶系β型钛复合氧化物。关于单斜晶系β型钛复合氧化物的通过使用了 CuK α射线作为X射线源的广角X射线衍射法算出的微晶粒径，在将由2 Θ存在于48?49°的峰算出的微晶粒径设为X，将由2 Θ存在于24?26°的峰算出的微晶粒径设为Y时，X大于Y。对上述广角X射线衍射法进行如下说明。将单斜晶系β型钛复合氧化物粉碎，然后将得到的粉末(试样)填充于玻璃试样板的深度为0.2mm的样品台内。从外部使用玻璃板，用手指以几十MPa?几百MPa的压力按压，以使填充于玻璃试样板的试样表面平滑化。此时，留意要使试样充分填充到样品台部分，注意避免试样的填充不足(裂纹、空隙)。试样量按照与玻璃样品台的深度(0.2mm)均等的方式填充，注意避免因填充量的过剩或不足而相比于玻璃样品台的基准面产生凹凸。另外，以下方法通过填充到玻璃试样板的填充方法，可排除衍射射线峰位置的偏移或强度比的变化，因而更优选。即通过对上述试样施加约250MPa的压力15分钟制作粒径为10mm、厚度为约2mm的压粉体颗粒，对其颗粒表面进行测定。广角X射线衍射法的测定如下所述。〈测定方法〉将试样装填于直径为25mm的标准玻璃样品台中，用广角X射线衍射法进行测定。测定装置和条件如下所示。测定环境是在室温空气中(18~25°C)进行。(I) X射线衍射装置:Bruker AXS公司制、D8ADVANCE (封入管型)X射线源:CuK α射线(使用Ni过滤器)输出:40kV、40mA狭缝系:Div.Slit、0.3。检测器:LynxEye (高速检测器)(2)扫描方式:2 Θ / Θ连续扫描(3)测定范围(2 Θ ):5 ~100。(4)步长(2 Θ ):0.01712。(5)计数时间:I秒钟/步<解析、微晶尺寸的计算>根据由上述的单斜晶系β型钛复合氧化物的广角X射线衍射法得到的X射线衍射图案，通过2 Θ存在于48~49°的峰和2Θ存在于24~26°的峰的半值幅，并使用以下所示的Scherrer式，可以计算出微晶粒径(微晶尺寸)。微晶尺寸【权利要求】1.一种电池用活性物质的制造方法，其是含有单斜晶系β型钛复合氧化物的电池用活性物质的制造方法，其包括下述工序: 对钛酸碱金属化合物进行酸处理从而将碱金属阳离子交换为质子的工序； 将结束了质子交换的产物进行水洗、干燥从而得到中间产物即质子交换体的工序；以及 对所述质子交换体进行将250~500°C的第I加热处理与500~800°C的第2加热处理组合而成的两阶段加热处理的工序。2.根据权利要求1所述的电池用活性物质的制造方法，其中，在所述第I加热处理后的物质上覆盖碳前体，然后进行所述第2加热处理。3.根据权利要求2所述的电池用活性物质的制造方法，其中，在所述第I加热处理后的物质上覆盖所述碳前体是通过在由纯水、乙醇和蔗糖形成的溶液中投入所述第I加热处理后的物质来进行的。4.根据权利要求1所述的电池用活性物质的制造方法，其中，在所述酸处理之前，对所述钛酸碱金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池用活性物质的制造方法，其是含有单斜晶系β型钛复合氧化物的电池用活性物质的制造方法，其包括下述工序：对钛酸碱金属化合物进行酸处理从而将碱金属阳离子交换为质子的工序；将结束了质子交换的产物进行水洗、干燥从而得到中间产物即质子交换体的工序；以及对所述质子交换体进行将250～500℃的第1加热处理与500～800℃的第2加热处理组合而成的两阶段加热处理的工序。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣浩贵，原田康宏，保科圭吾，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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