[發(fā)明專利]負(fù)極活性物質(zhì)及其制造方法、非水電解質(zhì)電池以及電池包

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580077168.5
• 申請(qǐng)日: 2015-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107408684A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安田一浩;五十崎義之;保科圭吾;山下泰伸;高見(jiàn)則雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01M4/48
• 分類號(hào): H01M4/48;H01M4/36
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及負(fù)極活性物質(zhì)及其制造方法、非水電解質(zhì)電池以及電池包。

背景技術(shù)

將鈦酸化合物用于負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)電池，由于鈦酸化合物的Li嵌入脫嵌電位比碳質(zhì)物高，因此與使用碳質(zhì)物的非水電解質(zhì)電池比較，產(chǎn)生鋰枝晶的可能性低。另外，由于鈦酸化合物為陶瓷，因此不易引起熱失控。因而，將鈦酸化合物用于負(fù)極的非水電解質(zhì)電池的安全性高。

另一方面，鈦酸化合物與通常使用的石墨系負(fù)極相比，與非水電解質(zhì)的反應(yīng)性高。鈦酸化合物與非水電解質(zhì)反應(yīng)時(shí)，例如有可能產(chǎn)生非水電解質(zhì)的分解產(chǎn)物而使阻抗增加，或產(chǎn)生氣體而發(fā)生電池的膨脹。因此將鈦酸化合物用于負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)電池有時(shí)循環(huán)壽命容易降低，特別是在使用具有單斜晶系二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)的鈦酸化合物的情況下，循環(huán)壽命的降低有可能變得顯著。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008-117625號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2008-91327號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：T.Ohzuku,T.Kodama,T.Hirai,J.Power Sources 1985,14,153.

非專利文獻(xiàn)2：R.Marchand,L.Brohan,M.Tournoux,Material Research Bulletin 15,1129(1980).

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

本發(fā)明要解決的問(wèn)題在于，提供能夠使循環(huán)壽命提高的負(fù)極活性物質(zhì)、及其制造方法、包含這樣的負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)電池、以及包含這樣的非水電解質(zhì)電池的電池包。

用于解決問(wèn)題的手段

實(shí)施方式的負(fù)極活性物質(zhì)至少包含鈦酸化合物。在負(fù)極活性物質(zhì)的表面上使吡啶吸附以及脫離后的紅外吸收光譜的強(qiáng)度比滿足由下式[{I(3663cm^-1)/I(3738cm^-1)}>0.7]、以及下式[{I(2981cm^-1)/I(2930cm^-1)}<1]表示的關(guān)系。但是，在上述各式中，{I(3663cm^-1)}、{I(3738cm^-1)}、{I(2981cm^-1)}、{I(2930cm^-1)}表示在各自的紅外波數(shù)的區(qū)域中的吸收強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是表示第三實(shí)施方式的非水電解質(zhì)電池的截面圖。

圖2是圖1中示出的A部的放大截面圖。

圖3是表示第四實(shí)施方式的電池包的分解立體圖。

圖4是表示圖3所示的電池包中具備的電路的方框圖。

圖5是對(duì)紅外吸收光譜的強(qiáng)度比進(jìn)行說(shuō)明的曲線圖。

圖6是對(duì)紅外吸收光譜的強(qiáng)度比進(jìn)行說(shuō)明的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式的負(fù)極活性物質(zhì)及其制造方法、非水電解質(zhì)電池以及電池包進(jìn)行說(shuō)明。

(第一實(shí)施方式)

以下，對(duì)第一實(shí)施方式的負(fù)極活性物質(zhì)詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。

第一實(shí)施方式的負(fù)極活性物質(zhì)至少包含鈦酸化合物，在負(fù)極活性物質(zhì)的表面上使吡啶吸附以及脫離后的紅外吸收光譜的強(qiáng)度比滿足由下述(1)式以及(2)式表示的關(guān)系。

{I(3663cm^-1)/I(3738cm^-1)}>0.7(1)

{I(2981cm^-1)/I(2930cm^-1)}<1 (2)

但是，上述(1)、(2)式中，{I(3663cm^-1)}、{I(3738cm^-1)}、{I(2981cm^-1)}、{I(2930cm^-1)}表示在各自的紅外波數(shù)的區(qū)域中的吸收強(qiáng)度。

本實(shí)施方式的負(fù)極活性物質(zhì)中包含的鈦酸化合物由于在表面上具有固體酸性點(diǎn)和羥基等，因此與非水電解質(zhì)的反應(yīng)性高。因此，通常，就使用鈦酸化合物作為負(fù)極活性物質(zhì)的非水電解質(zhì)電池而言，伴隨充放電在負(fù)極上形成過(guò)量的無(wú)機(jī)被膜和有機(jī)被膜，電阻增加，輸出特性降低。其結(jié)果，產(chǎn)生電極性能的降低、電池的內(nèi)部電阻的上升、非水電解質(zhì)的劣化等，由于這些因素，有時(shí)電池的循環(huán)壽命降低。