[發明專利]鈉離子電池用負極活性物質和鈉離子電池

無效

• 申請號: 201480002284.6
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104603994A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 中山英樹;吉田淳
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M10/054
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及能夠實現電池安全性的提高的鈉離子電池用負極活性物質。

背景技術

鈉離子電池是Na離子在正極和負極之間遷移的電池。由于Na與Li相比豐富地存在，因此鈉離子電池與鋰離子電池相比具有易于實現低成本化這樣的優點。通常，鈉離子電池具有含有正極活性物質的正極活性物質層、含有負極活性物質的負極活性物質層以及形成于正極活性物質層和負極活性物質層之間的電解質層。

鈉離子電池所使用的負極活性物質的研究正在盛行。例如，在專利文獻1中，記載了使用硬碳作為鈉離子二次電池用的負極活性物質。另一方面，作為Li離子(不是Na離子)插入脫離的活性物質，已知的有Nb的氧化物。例如，在非專利文獻1中，記載了KNb₅O₁₃插入脫離Li離子。另外，在非專利文獻2中，記載了LiNb₃O₈插入脫離Li離子。予以說明，在非專利文獻3中，公開了KNb₃O₈的晶體結構，但完全沒有公開用作活性物質。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公報第2010/109889號

非專利文獻

非專利文獻1：Yuhao?Lu?et?al.,“Behavior?of?Li?Guest?in?KNb5O13Host?with?One-Dimensional?Tunnels?and?Multiple?Interstitial?Sites”,Chem.Mater.2011,23,3210-3216

非專利文獻2：M.Anji?Reddy?et?al.,“Lithium?Insertion?into?Niobates?with?Columbite-Type?Structure:Interplay?between?Structure-Composition?and?Crystallite?Size”,J.Phys.Chem.C?2011,115,25121-25124

非專利文獻3：Par?Madeleine?Gasperin，“Structure?du?Triniobate(V)de?Potassium?KNb3O8,un?Niobate?Lamellaire”,Acta?Cryst.(1982).B38,2024-2026

發明內容

發明所要解決的課題

例如，在使用專利文獻1所記載的硬碳作為鈉離子電池的負極活性物質的情況下，存在硬碳作為活性物質的工作電位低，由此金屬Na容易析出這樣的問題。因此，電池的安全性降低。

本發明是鑒于上述實際情況而完成的，其主要目的在于提供能夠實現電池安全性的提高的鈉離子電池用負極活性物質。

用于解決課題的手段

為了完成上述課題，在本發明中，提供一種鈉離子電池用負極活性物質，其特征在于，其由屬于斜方晶的MNb₃O₈相(M是H、Li、Na和K中的至少一種)構成。

根據本發明，由于MNb₃O₈相在比較高的電位下穩定工作，因此能夠實現電池安全性的提高。

在上述發明中，優選上述MNb₃O₈相的一部分Nb被其它金屬元素Me置換。

在上述發明中，優選上述金屬元素Me的價數為2價、3價或者4價。

在上述發明中，優選上述金屬元素Me為Ti，并且M(Nb_3-xTi_x)O₈中的x滿足0.005≤x≤0.02。

在上述發明中，優選上述M具有H、Li和Na中的至少一種。

另外，在本發明中，提供一種鈉離子電池，其是具有含有正極活性物質的正極活性物質層、含有負極活性物質的負極活性物質層以及形成于上述正極活性物質層和上述負極活性物質層之間的電解質層的鈉離子電池，其特征在于，上述負極活性物質為上述鈉離子電池用負極活性物質。

根據本發明，通過使用上述鈉離子電池用負極活性物質，能夠制成安全性高的鈉離子電池。

發明效果

本發明的鈉離子電池用負極活性物質取得了能夠實現電池安全性的提高這樣的效果。

附圖說明

圖1是表示本發明的鈉離子電池的一個例子的概要截面圖。

圖2是實施例1中得到的活性物質的XRD測定的結果。