[发明专利]非水电解质电池用活性物质及非水电解质电池

说明书

本申请是2008年9月25日递交的中国专利申请No.200810165836.1（发明名称为“非水电解质电池用活性物质及非水电解质电池”）的分案申请。

技术领域

本发明涉及非水电解质电池用活性物质及非水电解质电池。

背景技术

利用锂离子在负极和正极之间的移动来进行充放电的非水电解质电池作为高能量密度的电池正被积极地进行研究开发。

正极活性物质为锂过渡金属复合氧化物（过渡金属为Co、Mn、Ni等）、负极活性物质为炭物质的非水电解质电池已被商品化。

近年来，一直在研究采用与炭物质相比具有较高的Li嵌入脱嵌电位（大约1.55V vs Li／Li⁺）的属Fd3-m空间群的结晶结构的尖晶石型锂钛复合氧化物作为负极活性物质的非水电解质电池。尖晶石型锂钛复合氧化物因伴随着充放电产生的体积变化少而具有优良的循环特性，因原理上锂金属不会析出而能进行大电流的充电。

可是，尖晶石型锂钛复合氧化物由于锂的嵌入脱嵌反应大约以1.55V进行，因此在采用锂过渡金属复合氧化物、例如LiCoO₂作为正极活性物质的情况下，其电池电压为2.3V。此电位与广泛商用化的锂离子二次电池的碳负极／LiCoO₂正极的电池电压3.8V相比比较低，导致能量密度下降。

发明内容

本发明的目的在于，提供新型的非水电解质电池用活性物质。

本发明的目的还在于，提供提高了电池电压及改善了能量密度的非水电解质电池。

根据本发明的第一方式，提供一种非水电解质电池用活性物质，其特征是，包含具有属P4₃32空间群的结晶结构、用通式Li_4x+yM_6-6xTi_3+2xO₁₂表示的含钛氧化物，其中，M为选自Ca、Sr、Ba、Fe中的至少一种元素，x表示0.5＜x＜0.95、y表示0≤y≤6。

根据本发明的第二方式，提供一种非水电解质电池，其特征是，具备：

正极；

负极，其包含下述含钛氧化物作为负极活性物质，所述含钛氧化物具有属P4₃32空间群的结晶结构，用通式Li_4x+yM_6-6xTi_3+2xO₁₂表示，其中，M为选自Ca、Sr、Ba、Fe中的至少一种元素，x表示0.5＜x＜0.95、y表示0≤y≤6；及

非水电解质。

根据本发明，可以提供新型的非水电解质电池用活性物质，例如在用作负极活性物质时，能够以相对于金属锂的电位高1V的电位、且以比尖晶石型钛酸锂的情况低的电位进行锂的嵌入脱嵌反应。

根据本发明，能够提供一种提高了能量密度的非水电解质电池。

附图说明

图1是表示实施方式的扁平型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Li₂ZnTi₃O₈的X射线衍射（XRD）谱图的图示。

图4是表示通式Li_4xM_6-6xTi_3+2xO₁₂（x＝0～1）的X射线衍射（XRD）谱图的图示。

图5是表示实施例1～3及比较例1～5的负极活性物质的放电曲线（对电极为锂）的图示。

符号说明

1…卷绕电极组，2…外包装材料，3…负极，4…隔膜，5…正极，6…负极端子，7…正极端子。

具体实施方式

以下，对实施方式的非水电解质电池用活性物质及非水电解质电池进行详细的说明。

实施方式的非水电解质电池用活性物质包含具有属P4₃32空间群的结晶结构的含钛氧化物。

具体的含钛氧化物可用通式Li_4x+yM_6-6xTi_3+2xO₁₂（这里，M为选自2～15族元素中的至少一种元素，x表示0.5＜x＜0.95、y表示0≤y≤6）表示。