[发明专利]钛酸化合物、制造该钛酸化合物的方法、含有该钛酸化合物的电极活性材料和使用该电极活性材料的存储设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有指定的晶体结构的钛酸化合物、制造该钛酸化合物的方法、使用该钛酸化合物的电极活性材料和使用该电极活性材料的电存储设备。

背景技术

含有至少钛和氧的化合物已知包括例如钛酸化合物和氧化钛。钛酸已知包括组成式H₄TiO₄所示的原钛酸和H₂TiO₃所示的偏钛酸(非专利文献1)。氧化钛已知包括具有金红石型、锐钛矿型或板钛矿型晶体结构的二氧化钛，最近也报道了被称作青铜型的晶体结构(非专利文献2)。

另一方面，由于锂二次电池具有高的能量密度和优异的循环特性，它们近来迅速普及。锂二次电池通常由正极(其由含锂的过渡金属化合物构成)、能够吸留和释放锂的负极和非水电解质溶液构成。尽管已使用可提供平稳电势的石墨作为负极，但由于石墨具有低放电电势，担心在如用于混合动力汽车(HEV用途)的大尺寸电池中使用时的安全性，且放电电势为1.5V的钛酸化合物引起注意。例如，报道了如H₂Ti₆O₁₃和H₂Ti₁₂O₂₅之类的钛酸化合物(非专利文献3)和具有青铜型晶体结构的二氧化钛(非专利文献4)的电化学特性。

非专利文献1：Encyclopaedia Chimica Editorial Board，editor，″Kagaku Daijiten(Encyclopaedia Chimica)5(cut-down version)″，第14版，Kyoritsu Shuppan Co.，Ltd.出版，1963年9月15日，第872页

非专利文献2：Thomas P.Feist等人，″The soft Chemical Synthesis ofTi02(B)from Layered Titanates″，Journal of Solid State Chemistry 101(1992)，275-295

非专利文献3：Kazuki Chiba等人，″Synthesis of a novel titanium oxideby soft chemical means，and electrochemical characteristics thereof″，Proceedings of the 74th Meeting of the Electrochemical Society of Japan，2007年3月29日，Lecture No.1H31

非专利文献4：Kazuki Chiba等人，″Synthesis of a layered titaniumoxide by soft chemical means，and electrochemical characteristics thereof″，Proceedings of the 47th Battery Symposium，2006年11月21日，Lecture No.2P-08

发明内容

本发明要解决的问题

但是，即使使用非专利文献3和4中描述的钛酸化合物作为电极活性材料，问题仍在于，电池容量不足、循环特性差，且电池容量在反复充放电中极大降低。

解决问题的方式

为了解决这类问题，本发明的发明人进行了彻底研究，结果发现了具有指定晶体结构的新型钛酸化合物，并进一步发现，使用该钛酸化合物作为电极活性材料的电池表现出高的电池容量和优异的循环特性。由于这些发现，完成了本发明。

也就是说，本发明涉及钛酸化合物，其具有除(200)面的峰之外与青铜型二氧化钛的X-射线衍射图等同的X-射线衍射图，并具有0.2或更低的(200)面与(001)面的峰强度比(I₍₂₀₀₎/I₍₀₀₁₎)。

发明优点

特别地，如果用作电极活性材料，本发明的钛酸化合物提供了优异的电池特性以及特别高的容量和优异的循环特性。

本发明的最佳实施方式