电池用活性物质、非水电解质电池及电池包制造技术

本发明专利技术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与所述正极在空间上隔开的、包含含有钛复合氧化物的活性物质的负极；收容于所述外包装材料内的非水电解质，其中，所述钛复合氧化物包含单斜晶系β型钛复合氧化物作为主相，在将通过以ＣｕＫα射线作为Ｘ射线源的广角Ｘ射线衍射法测得的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰的积分强度设定为１００时，归属于选自锐钛矿型ＴｉＯ２及Ｈ２Ｔｉ８Ｏ１７中的至少一个副相的出现在２θ＝２５．１～２５．５°的主峰的积分强度的相对值为３０以下，而且，所述钛复合氧化物由通过所述广角Ｘ射线衍射法得到的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰算出的微晶直径为５ｎｍ以上，该非水电解质电池具有高容量、优异的大电流特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池用活性物质、非水电解质电池及电池包。
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受到瞩目(参照专利文献1 3)。以往，一直被实用的尖晶石型钛酸锂 (Li4Ti5O12)的每单位化学式的可嵌入/脱嵌锂离子的数量为三个。因此，在每1个钛离子中可嵌入/脱嵌锂离子的数量为3/5，0.6为理论上的最大值。与此相对，TiO2 (B)的每1个钛离子中可嵌入/脱嵌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，如专利文献1或专利文献2中所公开的那样，TiO2(B)的实用的电极容量为 170 200mAh/g左右，显著低于理论容量。认为这是因为尽管在TiO2 (B)的晶体结构中具有多个可成为Li主体的位点，但由于固体中的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 :W0 2009/028553 Al
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种锂离子的传导性得以提高的包含T^2 (B)的电池用活性物质、包含该活性物质作为负极活性物质且具有高容量、优异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。用于解决课题的手段根据本专利技术的第一方面，提供一种电池用活性物质，其包含钛复合氧化物，其中， 所述钛复合氧化物包含单斜晶系β型钛复合氧化物作为主相，在将通过以CuKa射线作为X射线源的广角X射线衍射法测得的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰的积分强度设定为100时，归属于选自锐钛矿型Ti02&H2Ti8017中的至少一个副相的出现在2Θ = 25. 1 25. 5°的主峰的积分强度的相对值为30以下，而且，所述钛复合氧化物由通过所述广角X射线衍射法得到的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰算出的微晶直径为5nm 以上。根据本专利技术的第二方面，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与所述正极在空间上隔开的、包含含有钛复合氧化物的活性物质的负极；以及收容于所述外包装材料内的非水电解质，其中，物包含单斜晶系β型钛复合氧化物作为主相，在将通过以CuKa射线作为X射线源的广角X射线衍射法测得的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰的积分强度设定为100时，归属于选自锐钛矿型Ti02&H2Ti8017中的至少一个副相的出现在2Θ = 25. 1 25. 5°的主峰的积分强度的相对值为30以下，而且，所述钛复合氧化物由通过所述广角X射线衍射法得到的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰算出的微晶直径为5nm 以上。根据本专利技术的第三方面，提供一种电池包，其具备多个所述第二方面的非水电解质电池，且各个电池以串联或并联的方式或者以串联和并联的方式电连接。专利技术效果根据本专利技术，提供一种有助于高容量且优异的大电流特性的电池用活性物质、具有高容量且优异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。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面图。图2是图1的A部的放大剖面图。图3是表示实施方式的电池包的分解立体图。图4是图3的电池包的方框图。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是表示比较例1的钛复合氧化物的X射线衍射图案的图。图7是表示实施例7的钛复合氧化物的X射线衍射图案的图。图8是表示单斜晶系β型钛氧化物(TiO2(B))的晶体结构的示意图。具体实施例方式以下对本专利技术中的电池用活性物质、非水电解质电池及电池包进行详细说明。实施方式中的电池用活性物质包含钛复合氧化物。钛复合氧化物具有如下结构 包含单斜晶系β型钛复合氧化物作为主相，在将通过以CuKa射线作为X射线源的广角X 射线衍射法测得的上述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰的积分强度设定为100时，归属于选自锐钛矿型TiO2及H2Ti8O17中的至少一个副相的出现在2 θ =25. 1 25. 5°的主峰的积分强度的相对值为30以下。即，钛复合氧化物具有如下结构将单斜晶系β型钛复合氧化物的积分强度设定为I1、将至少一个副相的积分强度设定为I2、将I1作为100时，I2相对于I1的相对值为30以下。此时，锐钛矿型TiO2的主峰在2 θ为约25. 4°处被检测出来， H2Ti8O17的主峰在2 θ为约25. 3°处被检测出来。钛复合氧化物由通过广角X射线衍射法得到的单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰算出的微晶直径为5nm以上。以下，对上述广角X射线衍射法进行说明。将钛复合氧化物粉碎而得到的粉末(试样)填充在玻璃试样板的深度为0. 2mm的保持器(holder)内。使用玻璃板从外部用手指充分按压以使填充于玻璃试样板中的试样表面变平滑。此时，注意要将试样充分地填充于保持器部分，注意避免试样的填充不足(裂纹、空隙)。以试样量与玻璃保持器的深度(0.2mm)均等的方式进行填充，注意避免因填充量的多或少而引起的相对于玻璃保持器的基准面产生凹凸。另外，由于通过填充到玻璃试样板的方法可以排除衍射线峰位置的偏移或强度比的变化，因而以下的方法是更优选的。即，通过对上述试样施加约250MPa的压力15分钟来制作直径为10mm、厚度为约2mm的压制粉体颗粒，对该颗粒表面进行测定。测定可以在例如以下的条件下进行。〈测定方法〉将试样填入到直径为25mm的标准玻璃保持器中，通过广角X射线衍射法进行测定。测定装置及条件如下所示。(1)X射线衍射装置Bruker AXS公司制、D8 ADVANCE (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 O θ ) :0· 01712°(5)计数时间1秒/步钛复合氧化物的微晶直径(微晶尺寸)可以对通过广角X射线衍射法得到的 TiO2(B)的主峰的半值幅(也称为半宽度)使用以下所示Wkherrer式来算出。微晶尺寸(nm) = ~—~ β COS (P β=在此，K = 0. 9、λ ( = 0. 15406nm)、β e 衍射峰的半值幅、β ο 半值幅的修正值 (0. 07° )。另外，积分强度可以如下求得。对测定后的X射线衍射轮廓图连续进行平滑处理和背景除去处理。对得到的轮廓图应用I^seudo-Voigt函数来进行峰分离，将Κα 1的峰面积作为积分强度。将单斜晶系二氧化钛的晶体结构记为TiO2(B)。TiO2(B)表示的晶体结构主要属于空间群C2/m，其表现出图8所例示的那样的隧道结构。关于TiO2(B)的详细的晶体结构，记载于 R. Marchand, L. Brohan, M. Tournoux, Material Research 的文献中。如图8所示，对于TiOJB)表示的晶体结构，钛离子53和氧化物离子52构成骨架结构部分51a，该骨架结构部分51a具有交替配置的结构。骨架结构部分51a彼此之间形成有空隙部分51b本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池用活性物质，其包含钛复合氧化物，其中，所述钛复合氧化物包含单斜晶系β型钛复合氧化物作为主相，在将通过以ＣｕＫα射线作为Ｘ射线源的广角Ｘ射线衍射法测得的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰的积分强度设定为１００时，归属于选自锐钛矿型ＴｉＯ２及Ｈ２Ｔｉ８Ｏ１７中的至少一个副相的出现在２θ＝２５．１～２５．５°的主峰的积分强度的相对值为３０以下，而且，所述钛复合氧化物由通过所述广角Ｘ射线衍射法得到的所述单斜晶系β型钛复合氧化物的主峰算出的微晶直径为５ｎｍ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣浩贵，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP