[發明專利]電池用電極、非水電解質電池以及電池包

有效

• 申請號: 201210376273.7
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103117375A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 石橋充;巖崎拓哉;安田一浩;保科圭吾;吉田賴司;稻垣浩貴;高見則雄
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張楠;陳建全

技術領域

這里描述的實施例通常涉及一種電池用電極、非水電解質電池以及電池包。?

背景技術

近年來，具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物作為高容量負極材料受到關注。以往，一直被實用的尖晶石結構的鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)的每單位化學式中能夠嵌入的鋰離子的數目為3個。也就是說，能夠嵌入的鋰離子的數目是：每1個鈦離子為3/5個。因此，理論上的最大值為0.6。這種尖晶石結構的鈦酸鋰的理論容量為大約170mAh/g。?

與此相對，具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物中能夠嵌入的鋰離子數目為每1個鈦離子最大為1.0個。因此，其具有大約330mAh/g的高理論容量和大約240mAh/g的高可逆容量。據認為：通過使用這種具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物，能夠提高電池容量。?

然而，將具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物用作負極材料時，電極的密度難以上升。因此，在制造電極時，需要對電極過度地加壓。結果是，電極的密著性受到損害。而且，具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物在電池充放電時大幅膨脹和收縮。因此，通過反復充放電，電極會顯著惡化。由于這些原因，將具有單斜晶系β型結構的鈦氧化物用作負極材料的非水電解質電池具有低輸入和輸出特性的問題。?

發明內容

本發明涉及一種電池用電極，其包含活性物質層和集電體，其中，所述活性物質層包含單斜晶系β型鈦復合氧化物的粒子和尖晶石結構的鈦酸鋰的粒子，在通過激光衍射散射方法測定的所述活性物質層中包含的粒子的粒徑頻率分布圖中，在0.3μm～3μm的范圍內出現第1峰P₁，在5μm～20μm?的范圍內出現第2峰P₂，而且，所述第1峰P₁的頻率F_P1相對于所述第2峰P₂的頻率F_P2的比值F_P1/F_P2為0.4～2.3。?

本發明還涉及一種非水電解質電池，其包含：由上述記載的電極構成的負極、正極、以及非水電解質。?

本發明還涉及一種電池包，其包含上述記載的非水電解質電池。?

附圖說明

圖1是第1實施方式的電極的截面圖。?

圖2是第2實施方式的非水電解質二次電池的截面圖。?

圖3是圖2的A部的放大截面圖。?

圖4是第3實施方式的電池包的分解立體圖。?

圖5是表示圖3的電池包的電路的方框圖。?

圖6是實施例1的XRD圖案。?

圖7是實施例1的XRD圖案。?

圖8是實施例1和比較例1的粒徑頻率分布圖。?

具體實施方式

通常，根據一個實施例，電池用電極包含活性物質層和集電體。活性物質層包含具有單斜晶系β型結構的鈦復合氧化物的粒子和尖晶石結構的鈦酸鋰的粒子。通過激光衍射散射方法測定活性物質層中包含的粒子的粒徑頻率分布時，在頻率分布圖中，在0.3μm～3μm的范圍內出現第1峰P₁，在5μm～20μm的范圍內出現第2峰P₂。第1峰P₁的頻率F_P1相對于第2峰P₂的頻率F_P2的比值F_P1/F_P2為0.4～2.3。?

以下，參照附圖說明本發明的實施方式。此外，所有附圖中發揮相同或者類似功能的構成要素標記相同的參照符號，省略重復說明。?

(第1實施方式)?

圖1表示第1實施方式的電池用電極的示意圖。圖1是電池用電極的截面圖。?

電極1包含活性物質層3和集電體5。活性物質層3形成于集電體5的兩個表面上。活性物質層3包含活性物質7、導電劑和粘結劑(未圖示)。?此外，活性物質層3也可以只形成在集電體5的一個表面上。而且，活性物質層3也可以不包含導電劑和粘結劑。?

本實施方式的電極1優選作為非水電解質二次電池的電極使用，更優選作為負極使用。?

活性物質7包含單斜晶系β型鈦復合氧化物粒子7a和具有尖晶石結構的鈦酸鋰粒子7b。?