[发明专利]电池用活性物质、非水电解质电池、电池包以及汽车

说明书

技术领域

本发明的实施形态涉及电池用活性物质、非水电解质电池、含有该非水电解质电池的电池包以及汽车。

背景技术

近年来，具有单斜晶系β型结构的钛氧化物作为非水电解质电池用活性物质而受到关注。以往，已实用的尖晶石型钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)中，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1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，具有单斜晶系β型结构的钛氧化物中，每1个钛离子中能够嵌入/脱嵌的锂离子的数量最大为1.0，具有为约335mAh/g的高理论容量。因此，一直在期待开发出使用了具有单斜晶系β型结构的钛氧化物的具有优良的性能的电池。

发明内容

本发明提供具有优良的充放电循环性能的非水电解质电池、用于该非水电解质电池的电池用活性物质、具备该非水电解质电池的电池包以及汽车。

根据第1实施形态，提供一种电池用活性物质，其包含含有氟的单斜晶系β型钛复合氧化物。

根据第2实施形态，提供一种非水电解质电池，其具备：正极、含有第1实施形态的电池用活性物质的负极和非水电解质。

根据第3实施形态，提供一种电池包，其具备一个以上的第2实施形态的非水电解质电池。

根据第4实施形态，提供一种汽车，其具备第3实施形态的电池包。

附图说明

图1是表示单斜晶系β型钛氧化物的晶体结构(TiO₂(B))的示意图。

图2是表示第2实施形态的扁平型非水电解质电池的截面图。

图3是图2的A部的放大截面图。

图4是表示第3实施形态的电池包的分解立体图。

图5是表示图4的电池包的电路的方框图。

图6是表示第4实施形态的一个实施例的串联式混合动力汽车的示意图。

图7是表示第4实施形态的另一个实施例的并联式混合动力汽车的示意图。

图8是表示第4实施形态的另一个实施例的串联式-并联式混合动力汽车的示意图。

图9是表示第4实施形态的汽车的示意图。

图10是实施例1的单斜晶系β型钛复合氧化物的X射线衍射图。

图11是实施例7的单斜晶系β型钛复合氧化物的TEM照片。

图12是表示图11中的点1的分析结果。

图13是表示图11中的点2的分析结果。

图14是表示实施例1～3、比较例1的充放电循环时的容量变化的图。

符号说明

1 卷绕电极组

2 外包装材

3 负极

4 隔膜

5 正极

6 负极端子

7 正极端子

21 单电池

24 印制电路布线基板

25 热敏电阻

26 保护电路

37 收纳容器

50、57、59 混合动力汽车

51、64 内燃机

52 发电机

53 变换器(inverter)

54 电池包

55、65 电动机

56、66 车轮

58 兼作发电机的电动机

60 动力分割机构

61 后部座位

62 行李室(trunk room)

100 非水电解质二次电池

200 电池包

具体实施方式

下面，参照附图对实施的形态进行说明。

(第1实施形态)

本实施形态中，单斜晶系β型钛复合氧化物是指具有单斜晶系二氧化钛的晶体结构的钛复合氧化物。本实施形态中，将单斜晶系的钛氧化物记为TiO₂(B)。TiO₂(B)主要属于空间群C2/m，具有图1中所例示的隧道结构的晶体结构。有关TiO₂(B)的详细的晶体结构，记载于文献：R.Marchand，L.Brohan，M.Tournoux，Material Research Bulletin 15，1129(1980)中。