[发明专利]活性物质、活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组和车辆

说明书

本发明的实施方式涉及活性物质、活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组和车辆。具体地，本发明提供可提高电极的密度和电子传导性的活性物质、以及含有该活性物质的活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组、和车辆。根据实施方式，提供活性物质。活性物质为一次粒子的长径比的平均值为5以上的单斜晶型铌钛复合氧化物的粒子。

技术领域

本发明的实施方式涉及活性物质、活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组和车辆。

背景技术

近年来，作为高能量密度电池，正在开发锂离子二次电池和非水电解质二次电池等二次电池。二次电池可期待作为混合动力车辆、电动车辆等车辆用电源、或作为大型蓄电用电源使用。在将二次电池用作车辆用电源的情况下，除了高能量密度以外，还要求实现急速充放电性能和长期可靠性等。

急速充放电是指锂离子和电子可分别在可吸留/释放锂离子和电子的正极和负极之间，经由电解质和外部电路迅速移动。这样的可急速充放电的电池具有充电时间大幅缩短的优点。另外，这样的可急速充放电的电池在用作车辆用电源时，能提高车辆的动力性能，进而，能够有效地回收动力的再生能量。

作为可吸留/释放锂离子和电子的负极，可使用将石墨等碳素材料用作负极活性物质的碳系负极。但是，具备碳系负极的电池由于反复急速充放电，有时会在负极上析出金属锂的树枝状晶体。这样的金属锂的树枝状晶体成为引起内部短路的原因。因此，在具备碳系负极的电池中，当反复急速充放电时，有可能发生发热或着火。

因此，作为负极活性物质，正在开发具备代替碳素材料而使用金属复合氧化物的负极的电池。特别是将作为金属复合氧化物的钛氧化物用作负极活性物质的电池与具备碳系负极的电池相比，即使反复急速充放电也不易析出金属锂的树枝状晶体，具有可稳定的急速充放电，寿命也延长的特性。

但是，钛氧化物与碳素材料相比，对金属锂的电位(贵)。在此基础上，钛氧化物与碳素材料相比，每单位质量的理论容量低。因此，具备使用钛氧化物作为负极活性物质的负极的电池与具备碳系负极的电池相比，存在能量密度低的问题。

因此，正在研究含有钛和铌的新的电极材料。特别是由Nb₂TiO₇表示的单斜晶型铌钛复合氧化物在锂离子嵌入时，四价钛离子被还原成三价钛离子，同时，五价铌离子被还原成三价铌离子。因此，该单斜晶型铌钛复合氧化物与钛氧化物相比，即使嵌入大量的锂离子，也可以保持晶体结构的电中性。其结果，由Nb₂TiO₇表示的单斜晶型铌钛复合氧化物的理论容量为387mAh/g的高容量。

发明内容

根据本实施方式，提供可提高电极的密度和电子传导性的活性物质、含有该活性物质的活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组、和车辆。

根据实施方式，提供活性物质。活性物质为一次粒子的长径比的平均值为5以上的单斜晶型铌钛复合氧化物的粒子。

根据其他实施方式，提供活性物质复合材料。活性物质复合材料含有实施方式的活性物质和碳体。碳体覆盖活性物质粒子表面的至少一部分。

根据其他实施方式，提供电极。电极含有实施方式的活性物质或活性物质复合材料。

根据其他实施方式，提供二次电池。二次电池具备负极、正极和电解质。负极为实施方式的电极。

根据其他实施方式，提供电池组。电池组具备实施方式的二次电池。

根据其他实施方式，提供车辆。车辆具备实施方式的电池组。

根据上述构成的活性物质，可提高电极的密度和电子传导性。

附图说明

[图1]是示出单斜晶型铌钛复合氧化物的晶体结构的一例的模式图。

[图2]是从其他方向观察图1所示的晶体结构的模式图。