[發明專利]電池活性材料和電池

有效

• 申請號: 201310680796.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103872317A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 當寺盛健志;大木榮干
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;冷永華

通過引用并入

2012年12月18日提交的日本專利申請第2012-275393號的公開內容，包括說明書、附圖和摘要在內，以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及一種電池活性材料，其可用作例如鋰電池中的負電極活性材料。本發明還涉及一種使用所述活性材料的電池。

背景技術

鋰電池由于其高的電動勢和高的能量密度而被廣泛用于信息相關裝置和通訊裝置中。同樣，在汽車領域中，電動車輛和混合動力車輛正在迅速發展以解決環境問題和資源問題，并且鋰電池作為此類車輛的電源正在研究之中。鋰電池通常具有包含正電極活性材料的正電極活性材料層、包含負電極活性材料的負電極活性材料層以及形成在正電極活性材料層和負電極活性材料層之間的電解質層。

碳材料(例如，石墨)已被用作鋰電池中的負電極活性材料。另一方面，期望具有高的熱穩定性的活性材料以進一步改善電池安全性。在這點上，國際專利申請公開第2011/118302號(WO2011/118302)描述了一種包含作為第III族元素的元素M、元素鈦(Ti)、氧(O)和硫(S)并且包含M₂Ti₂O₅S₂晶相的電池活性材料作為具有高的熱穩定性的電池活性材料。

為獲得高的電池性能，期望高容量電池活性材料。

發明內容

本發明提供一種高容量電池活性材料。

根據本發明的一個方面，電池活性材料包含由式Y_2-xSc_xTi₂O₅S₂(其中0<x<2)表示并且具有Ruddlesden-Popper結構的晶相。

根據本發明的上述方面，通過用鈧(Sc)替代具有Ruddlesden-Popper結構的Y₂Ti₂O₅S₂晶相中的一部分釔(Y)，可獲得高容量電池活性材料。

在上述方面中，x可滿足關系0<x≤0.4。

所述電池活性材料可為負電極活性材料。

根據本發明的另一個方面，電池包括包含正電極活性材料的正電極活性材料層、包含負電極活性材料的負電極活性材料層以及形成在正電極活性材料層和負電極活性材料層之間的電解質層，其中所述正電極活性材料或所述負電極活性材料為上述電池活性材料。

根據上述方面，通過使用上述電池活性材料，可獲得高容量電池。

在本發明的上述方面中，可以獲得高容量電池活性材料。

附圖說明

本發明的示例性實施方案的特征、優點以及技術和工業重要性將在下文結合附圖描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的要素，且其中：

圖1示出了根據本發明的電池的一個實例的示意性截面視圖；

圖2A和2B為示出了實施例1和3中制備活性材料的方法的流程圖；

圖3示出了對實施例1和2及對比例1至6中獲得的活性材料的X-射線衍射(XRD)測量的結果；

圖4A和4B為示出對采用實施例1和2及對比例1至3中獲得的活性材料的試驗電池的充放電特性的評價結果以及對實施例1和2及對比例1至6中獲得的活性材料的XRD測量的結果的圖；

圖5為示出對采用實施例1中獲得的活性材料的試驗電池的充放電特性的評價結果的圖；和

圖6為示出對采用對比例2中獲得的活性材料的試驗電池的充放電特性的評價結果的圖。

具體實施方式

下面將詳細描述根據本發明的電池活性材料和電池。

A.電池活性材料

首先將描述根據本發明的電池活性材料。根據本發明的電池活性材料包含由式Y_2-xSc_xTi₂O₅S₂(其中0<x<2)表示并且具有Ruddlesden-Popper結構的晶相。