导电性材料及使用该材料的Li离子二次电池用正极材料制造技术

技术编号:4102117 阅读:175 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种导电性材料及使用该材料的Li离子二次电池用正极材料。在降低导电性材料的电阻的同时,使用该导电性材料的电极材料或固体电解质可以提高作为热敏电阻器等传感器的功能。使用的导电性材料至少含有氧化钒和氧化磷,具有结晶相和非晶质相构成的晶体结构,所述结晶相含有单斜晶的钒类氧化物,所述结晶相的体积比所述非晶质相的体积大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的玻璃组合物进行以下的改良或变化。(1)其特征在于,结晶相包含单斜晶的MxV2O5的微晶,M为一价阳离子、χ为0. 28 0. 76,并且所述MxV2O5微晶的尺寸在(111)面或(11-1)面的方向为50nm 300nm以下。(2)其特征在于单斜晶的MxV2O5微晶的M( —价阳离子)为Li、Na、K、Cu及Ag的 任一种。(3)其特征在于结晶相的晶格是a = 1. 003 1. OlOnm, b = 0. 360 0. 364nm、 c=l. 520 1. 542nm、并且,α = γ = 90°、β = 105. 5 110. 7° 的单斜晶。(4)其特征在于结晶相的比例为63 98%、以及所述非晶质相的比例为2 37%以下、并且所述非晶质相是含有氧化钒和氧化磷的玻璃相。(5)其特征在于结晶相的晶粒边界、所述单斜晶的MxV2O5微晶的晶粒边界、或者 包含大部分所述单斜晶的MxV2O5微晶的多晶粒的晶粒边界是非晶质的。(6)其特征在于非晶质相还含有氧化钨、氧化钼、氧化铁、氧化锰、氧化钡、氧化 锑以及氧化铋的任一种以上。(7)其特征在于通过对含有氧化钒和氧化磷,还含有氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧 化铜以及氧化银中的任一种的玻璃组合物,在该玻璃组合物的结晶化(开始)温度以上进 行热处理,使单斜晶的MxV2O5微晶析出。(8)其特征在于玻璃组合物的组成以下述氧化物换算,V2O5是62 92重量% ; P2O5是5 20重量% ;Li2O, Na2O, K2O, Cu2O以及Ag2O中的任一种以上为1 15重量% ; W03、Mo03、Fe203、MnO2、BaO、Sb2O3以及Bi2O3中的任一种以上为0 22重量% ;并且转变温 度为300°C以下,结晶化(开始)温度为400°C以下。(9)其特征在于玻璃组合物的组成以下述氧化物换算,V2O5是70 80重量% ; P2O5是8 14重量% ;Li2O, Na2O和K2O中的任一种为1 5重量% ;WO3和Fe2O3的总量为 10 20重量% ;并且转变温度为300°C以下,结晶化(开始)温度为400°C以下。(10)其特征在于导电性材料的电阻率在25°C为200 Ω · cm以下。(11)锂离子二次电池活性物质,其特征在于,含有所述导电性材料。(12)锂二次电池活性物质,其特征在于在作为所述导电性材料的结晶相的单斜 晶的MxV2O5微晶中,χ是0. 28 0. 41。(13)锂二次电池活性物质,其特征在于在作为所述导电性材料的结晶相的单斜 晶的MxV2O5微晶中,M( —价阳离子)为Li、Na以及K的任一种。(14)锂二次电池活性物质,其特征在于,在作为所述导电性材料的结晶相的单斜 晶的MxV2O5微晶中,晶格的β为109. 2 110. 7°。(15)锂二次电池活性物质,其特征在于所述导电性材料的结晶相比例为80% 95%,非晶质层的比例为5% 20%,并且,单斜晶的MxV2O5微晶的尺寸在(111)面或 (11-1)面的方向为IOOnm 300nm。(16)锂离子二次电池活性物质,其特征在于所述导电性材料的电阻率在25°C为 10 100 Ω · cm。(17)锂离子二次电池活性物质,其特征在于在制作所述导电性材料后,在所述 导电性材料的结晶相中,掺杂锂离子(嵌入)。(18)所述锂二次电池活性物质,其特征在于还含有碳粉末。(19)使用所述导电性材料,可以形成电极材料、固体电解质、热敏电阻器等传感ο本专利技术导电性材料的特征在于所述钒类氧化物含有MxV2O5微晶(其中,M是一 价阳离子,χ是0.28 0.76。),所述MxV2O5微晶的直径在(111)面或(11_1)面的方向为 50nm 300nmo本专利技术的导电性材料,其特征在于所述MxV2O5微晶的M含有选自Li、Na、K、Cu以 及Ag中的一种元素。本专利技术的导电性材料,其特征在于是所述结晶相的晶格常数a = 1.003 1. 010nm、b = 0. 360 0. 364nm、c = 1. 520 1. 542nm,并且 α = γ = 90°、β = 105. 5 110.7°的单斜晶。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述结晶相的体积比例为63% 98%,所述 非晶质相是含有氧化钒和氧化磷的非晶质相。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述结晶相的晶粒边界、所述MxV2O5微晶的一 次粒子的晶粒边界或所述MxV2O5微晶的二次粒子的晶粒边界是非晶质相的。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述非晶质相还含有选自氧化钨、氧化钼、氧 化铁、氧化锰、氧化钡、氧化锑和氧化铋中的一种以上。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述MxV2O5微晶是通过在结晶化开始温度以 上,对玻璃组合物进行热处理而析出的,所述玻璃组合物含有氧化钒和氧化磷,还含有选自 氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铜和氧化银中的一种以上。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述玻璃组合物还含有选自氧化钨、氧化钼、 氧化铁、氧化锰、氧化钡、氧化锑和氧化铋中的一种以上。本专利技术的导电性材料,其特征在于,所述玻璃组合物的组成以氧化物换算,V2O5是 62 92重量% ;P2O5是5 20重量% ;Li2O, Na2O, K2O, Cu2O以及Ag2O中的任一种以上为 1 15重量% ;选自WO3、MoO3、Fe2O3、MnO2、Ba0、Sb203以及Bi2O3中的一种以上为0 22重 量% ;并且转变温度为300°C以下,结晶化开始温度为400°C以下。本专利技术的导电性材料,其特征在于所述玻璃组合物的组成以氧化物换算,V2O5是 70 80重量% ;P2O5是8 14重量% ;Li2O, Na2O和K2O的任一种为1 5重量% ;WO3和 Fe2O3的总量为10 20重量% ;并且转变温度为300°C以下,结晶化开始温度为400°C以下。本专利技术的导电性材料,其特征在于在25°C的电阻率为200 Ω · cm以下。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于使用所述导电性材料的粉 末。7本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于所述MxV2O5微晶中的χ为 0. 28 0. 41。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于所述MxV2O5微晶中的M含有 选自Li、Na和K中的一种。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于所述MxV2O5微晶中的晶格常 数 β 为 109. 2 110. 7°。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于所述结晶相的体积比例为 80% 95%、所述MxV2O5微晶的尺寸在(111)面或(11-1)面的方向为IOOnm 300nm。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于所述导电性材料在25 °C的电 阻率为10 100 Ω · cm。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于在制作所述导电性材料后, 在所述导电性材料的结晶相中掺杂锂离子。本专利技术的Li离子二次电池用正极材料,其特征在于还含有碳粉末。以下,对本专利技术涉及的实施方式进行说明。但是,本专利技术并不限定为这里列举的实 施方式,也可以适当的组合。(导电性材料)本专利技术的导电性材料,其特征在于在结晶相和非晶质相所形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性材料,其含有结晶相和非晶质相,该导电性材料是至少含有氧化钒和氧化磷的结晶化玻璃,其特征在于,所述结晶相含有单斜晶的钒类氧化物,所述结晶相的体积比所述非晶质相的体积大。

【技术特征摘要】
JP 2009-7-2 2009-157394一种导电性材料,其含有结晶相和非晶质相,该导电性材料是至少含有氧化钒和氧化磷的结晶化玻璃,其特征在于,所述结晶相含有单斜晶的钒类氧化物,所述结晶相的体积比所述非晶质相的体积大。2.权利要求1所述的导电性材料,其特征在于,所述钒类氧化物含有MxV2O5的微晶,其 中,M是一价阳离子、χ是0. 28 0. 76,所述MxV2O5微晶的直径在(111)面或(11_1)面的 方向为50nm 300nm。3.权利要求2所述的导电性材料,其特征在于,所述MxV2O5微晶的M含有选自Li、Na、 K、Cu及Ag中的一种元素。4.权利要求1 3任一项所述的导电性材料,其特征在于,所述结晶相的晶格常数是 a = 1. 003 1. 010nm、b = 0. 360 0. 364nm、c = 1. 520 1. 542nm、α = γ = 90°、β =105. 5 110. 7°的单斜晶。5.权利要求1 4任一项所述的导电性材料,其特征在于,所述结晶相的体积比例为 63 98%,所述非晶质相是含有氧化钒和氧化磷的非晶质相。6.权利要求2 5任一项所述的导电性材料,其特征在于,所述结晶相的晶粒边界、所 述MxV2O5微晶的一次粒子的晶粒边界或者所述MxV2O5微晶的二次粒子的晶粒边界为非晶质 相。7.权利要求5或6所述的导电性材料,其特征在于,所述非晶质相还含有选自氧化钨、 氧化钼、氧化铁、氧化锰、氧化钡、氧化锑和氧化铋中的一种以上。8.权利要求2 6任一项所述的导电性材料,其特征在于,所述MxV2O5微晶是通过对含 有氧化钒和氧化磷、还含有选自氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铜和氧化银中的一种以上的 玻璃组合物,在其结晶化开始温度以上进行热处理而析出的。9.权利要求8所述的导电性材料,其特征在于,所述玻璃组合物还含有选自氧化钨、氧 化钼、氧化铁、氧化锰、氧化钡、氧化锑和氧化铋中的一种以上。10.权利要求8或9所述的导电性材料,其特征在于,所述玻璃组合物的组成以氧化物 换算V2O5是62 92重量% ;P2O5是5 20重量% ;Li2O, Na2O, K2O, Cu2O以及Ag2O中的任 一种以上...

【专利技术属性】
技术研发人员:桥场裕司立薗信一吉村圭内藤孝清柳拓也
申请(专利权)人:日立粉末冶金株式会社株式会社日立制作所
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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