[發(fā)明專利]鋰離子電容器用正極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880028877.8
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN110582822B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉原良介;渡邊桂一
• 申請（專利權(quán)）人: 帝化株式會社
• 主分類號: H01G11/20
• 分類號: H01G11/20;H01G11/06;H01G11/46
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 盛曼;金龍河

需要能夠提高鋰離子電容器的電池特性(特別是速率特性)的鋰離子電容器的正極。本發(fā)明的鋰離子電容器用正極的特征在于，在正極活性物質(zhì)中含有選自Li₂TiO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Na₂TiO₃、K₂Ti₂O₅中的一種以上的鈦酸鹽。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電裝置中的鋰離子電容器，詳細(xì)而言，涉及構(gòu)成鋰離子電容器的材料中的正極。進(jìn)一步詳細(xì)而言，涉及一種鋰離子電容器的正極，其含有選自Li₂TiO₃、Li₄Ti₅O₁₂、Na₂TiO₃、K₂Ti₂O₅中的一種以上的鈦酸鹽，由此，盡管其自身不具有導(dǎo)電性，但也能夠提高電容器特性(特別是速率特性)。

背景技術(shù)

近年來，正在進(jìn)行同時具有雙電層電容器所具有的高輸出、高壽命特性與鋰離子電池所具有的高能量特性的鋰離子電容器的開發(fā)，提出了各種各樣的申請(專利文獻(xiàn)1～3)。

在此，雙電層電容器是利用電解液中的離子成分在電極界面吸附/脫附的現(xiàn)象而進(jìn)行充放電的蓄電裝置，因此，在結(jié)構(gòu)上自然可能成為快速充放電型的蓄電裝置，但由于鋰離子電容器也使用鋰離子電池的要素(具體而言，通過利用氧化還原反應(yīng)而進(jìn)行的充放電)，因此，與雙電層電容器相比，快速充放電性能差，與鋰離子電池同樣地需要針對快速充放電性(特別是速率特性)的對策。

另外，作為以往的針對鋰離子電容器的快速充放電性(特別是速率特性)的對策，通常的對策是使負(fù)極的材料減小粒徑、或者增大比表面積。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5505546號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第5650029號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利第6029675號公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2016-197647號公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2016-197648號公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開2016-197649號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

此次，本申請發(fā)明人進(jìn)行深入研究的結(jié)果是，得到了如下見解：通過在鋰離子電容器的正極中含有特定的鈦酸鹽，能夠提高鋰離子電容器的速率特性。

需要說明的是，以往，在鋰離子電容器的正極中加入不具有導(dǎo)電性、也無助于蓄電的添加劑時反而會使電容器特性變差是技術(shù)常識，因此，該見解顛覆了以往的技術(shù)常識。

即，鋰離子電容器是在正極吸附電解液中的陰離子的結(jié)構(gòu)，因此，為了提高電容器特性，在理論上優(yōu)選正極中使用比表面積大、且導(dǎo)電性高的材料，但正極中使用的活性炭與電池活性物質(zhì)相比，容量原本就小，因此，向這種狀態(tài)的正極中添加無助于蓄電的添加劑時，容量進(jìn)一步降低。另外，在出于賦予導(dǎo)電性的目的而添加乙炔黑等的情況下，雖然這種情況下速率性提高，但比表面積降低，因此，結(jié)果使容量降低。

基于上述情況，以往的技術(shù)常識是，活性炭的導(dǎo)電性低，即使容量降低，也不得不添加作為導(dǎo)電助劑的乙炔黑。本發(fā)明中，使用特定的鈦酸鹽，并且，盡管該鈦酸鹽是不具有導(dǎo)電性的物質(zhì)，但也能夠提高速率特性，因此，顛覆了以往的技術(shù)常識。