[发明专利]蓄电装置用钛酸锂组合物、蓄电装置用隔板和蓄电装置

说明书

需要与以往的锂化合物相比即使在还原气氛中使用时也能够抑制蓝变(还原)所引起的导电性的显现、而且能够抑制以往的蓄电装置中成为问题的使用时和经时变化中的二氧化碳、氢气、氟气等各种气体的产生的蓄电装置用组合物。本发明的蓄电装置用组合物的特征在于，以X射线衍射图谱中的2θ(衍射角)＝18.4±0.1°的峰强度(A)与2θ(衍射角)＝43.7±0.1°的峰强度(B)的强度比(A/B)为1.10以上的Li₂TiO₃作为主成分。

技术领域

本发明涉及锂离子电池、双电层电容器等蓄电装置中使用的组合物。详细而言，涉及通过以具有特定的峰比的钛酸锂(Li₂TiO₃)作为主成分而与以往的锂化合物相比即使在还原气氛中使用时也能够抑制蓝变(还原)所引起的导电性的显现的蓄电装置用组合物。

另外，涉及通过以具有特定的峰比的钛酸锂(Li₂TiO₃)作为主成分而能够在不降低电池特性的情况下抑制以往的蓄电装置中成为问题的使用时和经时变化中的二氧化碳、氢气、氟气等各种气体的产生的蓄电装置用隔板和蓄电装置。

背景技术

锂离子电池、双电层电容器等蓄电装置虽然为高容量但能够小型化，因此，近年来快速得到实用化。

但是，这样的蓄电装置中，存在如下问题：因蓄电装置内存在的杂质(例如活性物质内残留的未反应的碳酸锂等)或水分的混入、或者由于使用而使电解液或构成电极的材料发生氧化分解等，导致在蓄电装置内产生二氧化碳、氢气、氟气等气体。所述气体成为使蓄电装置的电池特性降低的原因，另外，这样的气体的产生持续时，导致从蓄电装置漏液、形状变化(膨胀)，最终引起起火、爆炸等严重现象。

在此，这样的气体中，也有由于未反应的碳酸锂经时劣化(分解)、或者因反复进行充放电使电解液氧化分解而产生的气体(二氧化碳)，除了这样的气体，还产生成为氢气、氟气的原因的质子(H⁺)。具体而言，存在：由于渗入到蓄电装置内的水分本身发生电解而产生的质子(H⁺)；在电解液中使用六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)等作为电解质的情况下，由于从该电解质分解出的BF₄^-、PF₆^-等阴离子与渗入到蓄电装置内的水分反应而形成的氟化氢(HF)进一步解离而产生的质子(H⁺)等。然后，所述质子彼此结合从而产生氢气，或者从氟化氢(HF)解离出的氟离子彼此结合从而产生氟气。

另外，还有由于从电解质分解出的BF₄^-、PF₆^-等阴离子与未反应的碳酸锂反应而产生的二氧化碳。

因此，为了吸收所产生的气体，迄今为止已经开发出以各种化合物(主要是锂化合物)作为主成分的气体吸收材料(专利文献1～3)。具体而言，在专利文献1中记载了：使用锂复合氧化物作为二氧化碳的吸收材料，使用沸石作为氢气的吸收材料(参考专利文献1的权利要求2、3和[0012]～[0014])。在专利文献2中记载了：使用氢氧化锂作为二氧化碳和氢气等的吸收材料(参考专利文献2的权利要求3和[0009]、[0010])。在专利文献3中记载了：使用碱土金属的碳酸盐作为氟气的吸收材料(参考专利文献3的权利要求1、3、4和[0014])。

此外，在专利文献4中记载了将碳酸锂粉末、氧化锂粉末和二氧化钛粉末以特定的比率进行混合而得到的二氧化碳吸收材料(参考专利文献4的权利要求1和[0028])，在非专利文献1中公开了锂复合氧化物可以成为二氧化碳的吸收材料(参考非专利文献1的第12页的“新型CO₂吸收材料的特点”)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-297699号公报