專利名稱：活性物質及其制造方法、非水電解質電池及電池包的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及一種活性物質及其制造方法、非水電解質電池及電池包。
背景技術：
使鋰離子在負極和正極中移動來進行充放電的非水電解質電池作為高能量密度電池正在積極地進行研究開發(fā)。該非水電解質電池根據(jù)其用途而期望具有各種特性。例如，在數(shù)碼相機的電源用途中，預計約3C放電的使用，在混合動力汽車等車載用途中，預計約IOC放電以上的使用。因此，對這些用途的非水電解質電池，期望以大電流重復充放電時的優(yōu)異的充放電循環(huán)壽命。目前，使用鋰過渡金屬復合氧化物作為正極活性物質、使用碳質物作為負極活性物質的非水電解質電池正在被商用化。鋰過渡金屬復合氧化物一般使用Co、Mn、Ni等作為過渡金屬。近年來，將Li嵌入脫嵌電位比碳質物更高的鋰鈦氧化物用作負極活性物質的非水電解質電池已經(jīng)被實用化。鋰鈦氧化物由充放電引起的體積變化少，因此，與碳質物相t匕，循環(huán)性能優(yōu)異。其中，尖晶石型鈦酸鋰特別有前途。尖晶石型鈦酸鋰由于充放電時的體積變化少，因此，通過用作負極活性物質，可以實現(xiàn)體積變化小、難以產(chǎn)生由電極膨脹引起的短路或容量降低的非水電解質電池。但是，將鈦酸鋰用作負極活性物質的非水電解質電池要求電池電阻的改善。

發(fā)明內容
實施方式的目的在于，提供一種可以抑制電阻增加的活性物質及其制造方法、非水電解質電池以及電池包。根據(jù)實施方式，提供一種含有鋰鈦復合氧化物的活性物質。鋰鈦復合氧化物含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物。鋰化合物的鋰量為0.017質量％ 0.073 質量％。根據(jù)實施方式，提供一種非水電解質電池，其具備正極、含有實施方式中的活性物質的負極以及非水電解質。根據(jù)實施方式，提供一種電池包，其包含含有實施方式中的活性物質的非水電解質電池。根據(jù)實施方式的活性物質， 可以抑制電阻增加。


圖1是鈦氧化物的表面的示意圖。
圖2是鍵合有羥基的鈦氧化物的表面的示意圖。圖3是第二實施方式的非水電解質電池的剖面示意圖。圖4是由圖3的A所示的圓圍成的部分的放大剖面示意圖。圖5是示意性地表示第二實施方式的非水電解質電池的部分剖切立體圖。圖6是圖5的B部的放大剖面圖。圖7是第三實施方式的電池包的分解立體圖。圖8是表示圖7的電池包的電路的方塊圖。
具體實施例方式下面，對實施方式參照附圖進行說明。此外，在整個實施方式中對共同的構成標注相同的符號，并省略重復的說明。另外，各圖是用于促進實施方式的說明及其理解的示意圖，其形狀及尺寸、比例等具有與 實際的裝置不同的地方，但這些可以參照下面的說明和公知的技術適當?shù)剡M行設計變更。(第一實施方式)根據(jù)第一實施方式，提供一種含有鋰鈦復合氧化物的活性物質。鋰鈦復合氧化物含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物。鋰化合物的鋰量為0.017質量％ 0.073質量％。發(fā)明人等進行了潛心研究，結果查明了非水電解質電池的電阻增加的原因。圖1是將鋰鈦復合氧化物的粒子表面的晶體結構進行了放大的示意圖。在鋰鈦復合氧化物的粒子表面(晶體表面)41上，原子的規(guī)則鍵合被切斷。在圖1中用虛線表示原子的鍵合被切斷后的狀態(tài)。粒子表面41的原子與粒子內部的原子相比不穩(wěn)定，粒子表面41的Ti4+離子成為不飽和的狀態(tài)。該不飽和鍵與空氣中的水分進行化學鍵合而成為羥基，其結果，形成圖2所示的晶體結構。另一方面，關于鋰鈦復合氧化物中的鋰，在燒成后微量殘存的未反應鋰成分以碳酸鋰或氫氧化鋰的形式存在。氫氧化鋰與大氣中的二氧化碳反應而變化為碳酸鋰。因此，鋰鈦復合氧化物含有碳酸鋰或氫氧化鋰、或者含有碳酸鋰及氫氧化鋰這兩者。使用鋰鈦復合氧化物作為活性物質的情況，吸附于鋰鈦復合氧化物的水分及表面羥基與電解液中的鋰鹽(LiPF6等)反應，生成游離酸(氫氟酸)。該量比使用碳質物作為活性物質的情況更多，其結果，游離酸與殘存于鋰鈦復合氧化物的碳酸鋰反應(水解)，產(chǎn)生二氧化碳。查明了該二氧化碳誘發(fā)電池的膨脹，使電池性能降低。還得知:特別是在制造車輛用等大的電池時，該產(chǎn)生氣體容易殘留在電極間，使電池性能、尤其是速率性能或輸出性能顯著地降低。發(fā)明人等發(fā)現(xiàn):在含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物的鋰鈦復合氧化物中，通過使鋰化合物的鋰量為0.073質量％以下，可以減少氣體產(chǎn)生量，并可以減小電池膨脹。雖然對于減小電池膨脹而言鋰量少是有利的，但是，將鋰量設定為小于0.017質量％時，電池電阻變大，因此，電池的速率性能及輸出性能降低。其是由以下的理由引起的。為了減少鋰量，需要使鋰化合物量減少。為了使鋰化合物以鋰量小于0.017質量％的方式減少，需要對鋰鈦復合氧化物實施酸處理，通過該酸處理，鋰鈦復合氧化物的結晶性降低。其結果，電池電阻變大，電池的放電容量、速率性能及輸出性能降低。因此，優(yōu)選使鋰化合物的鋰量為0.017質量％ 0.073質量％。通過使鋰化合物的鋰量為0.017質量％
0.053質量0Z0，可以進一步減小電池膨脹。鋰化合物的鋰量(X，Y)按照以下的⑴式算出。鋰量(X，Y)= NX (M1/M2)(I)在此，N為鋰鈦復合氧化物的鋰化合物含量(質量％ ) ,Ml為每I摩爾鋰化合物的Li質量，M2為I摩爾鋰化合物的質量。例如可以列舉出鋰鈦復合氧化物中所含的碳酸鋰(Li2CO3)量N為1.00質量％的情況。由于L1、C和0的原子量分別為6.939、12.01115、15.9994，因此，碳酸鋰的分子量M2為73.88735。碳酸鋰的每I摩爾的Li質量Ml由6.939X 2算出，為13.878。碳酸鋰中所含的鋰量X(質量％ )按照(I)式、由1.00X (6.939父2)/73.88735算出，為乂 = 0.188質量％。由于L1、H和0的原子量分別為6.939、1.00797、15.9994，因此，氫氧化鋰(LiOH)的分子量M2為23.94637。鋰鈦復合氧化物中所含的氫氧化鋰量N為1.00質量％的情況，氫氧化鋰中所含的鋰量Y (質量％ )按照(I)式，由1.00X6.939/23.94637算出，為Y = 0.290質量％。在鋰鈦復合氧化物中含有碳酸鋰及氫氧化鋰這兩者的情況，X和Y的總計是求出的鋰量。另外，在鋰鈦復合氧化物中僅 含有碳酸鋰的情況，X是求出的鋰量，在鋰鈦復合氧化物中僅含有氫氧化鋰的情況，Y是求出的鋰量。鋰鈦復合氧化物優(yōu)選含有鋰鈦氧化物相、和將鋰鈦氧化物的構成要素的一部分用不同種元素置換而得到的含有鋰鈦的氧化物相中的任一種。為了得到優(yōu)異的大電流性能和循環(huán)性能，優(yōu)選將鋰鈦復合氧化物設定為以鋰鈦氧化物相作為主要的構成相。主要的構成相是在鋰鈦復合氧化物中存在比率最高的構成相。構成相的存在比率可以用以下說明的方法來確認。對鋰鈦復合氧化物粒子實施X射線衍射測定，由得到的X射線衍射圖案鑒定復合氧化物的構成相。通過將鑒定的構成相的主峰的強度比進行比較，可以對鋰鈦復合氧化物的主要的構成相進行特定。例如，尖晶石型的鋰鈦復合氧化物(Li4+xTi5012 (x為0 < X < 3))的情況，作為雜質相，有可能含有銳鈦礦型TiO2、金紅石型Ti02、Li2Ti03等。對這種物質實施使用了 Cu-Ka的X射線衍射測定時，根據(jù)X射線衍射圖案，Li4+xTi5012(x為0彡X彡3)的主峰出現(xiàn)在4.83人(20:18° )的位置，銳鈦礦型TiO2、金紅石型TiO2及Li2TiO3的各自的主峰出現(xiàn)在3.51A(2 0:25° ),3.25A (2 9:27° )及2.07A(2 0:43° )的位置。通過將這些強度進行比較，可以對主要的構成相進行特定。此外，將尖晶石型鋰鈦復合氧化物作為主要的構成相的情況，將利用X射線衍射法的尖晶石型鈦酸鋰的主峰強度設定為100時，優(yōu)選將金紅石型TiO2、銳鈦礦型TiO2及Li2TiO3的主峰強度均設定為7以下，進一步優(yōu)選為3以下。這是因為:這些雜質相越少，鋰離子的擴散速度越提高，而且，離子傳導性及大電流性越提高。作為鋰鈦氧化物，可以列舉例如具有尖晶石結構的鋰鈦氧化物(例如Li4+xTi5012 (x為0彡X彡3))、斜方錳礦(日文原文為 m人卜'')型鋰鈦氧化物(例如Li2+yTi307 (y為0 < y < 3))等。根據(jù)具有尖晶石結構的鋰鈦氧化物，可得到優(yōu)異的充放電循環(huán)性能，因此優(yōu)選。
鋰鈦復合氧化物允許含有除鋰鈦氧化物相及含鋰鈦氧化物相之外的其它構成相。可以列舉例如TiO2相、Li2TiO3相等。鋰鈦復合氧化物可以為一次粒子單獨存在的形態(tài)、一次粒子凝聚在一起的二次粒子的形態(tài)、或這些形態(tài)混合存在的形態(tài)中的任一種。鋰鈦復合氧化物的平均粒徑可以設定為IOnm lOym。平均粒徑利用激光衍射法進行測定。另外，可以將用鋰鈦復合氧化物的通過N2吸附的BET法測定的比表面積設定為3m2/g 50m2/g。以下，對鋰鈦復合氧化物的制造方法進行說明。鋰鈦復合氧化物的合成方法包含以下工序:通過將含有鋰鹽及氧化鈦的原料進行燒成來合成鋰鈦復合氧化物的工序；以及用含有二氧化碳的水對鋰鈦復合氧化物進行洗滌的工序。首先，對鋰鈦復合氧化物的合成工序進行說明。作為Li源，準備氫氧化鋰、氧化鋰、碳酸鋰等鋰鹽。使這些物質在純水中溶解規(guī)定量。在該溶液中以鋰和鈦的原子比為規(guī)定比率的方式投入氧化鈦。例如，合成組成式為Li4Ti5O12的尖晶石型鋰鈦氧化物的情況，以Li和Ti的原子比為4:5的方式進行混合。另外，合成組成式為Li2Ti3O7的斜方錳礦型鋰鈦氧化物的情況，以Li和Ti的原子比為2: 3的方式進行混合。其次，一邊攪拌得到的溶液，一邊使其干燥，得到燒成前體。作為干燥方法，可以列舉出噴霧干燥、造粒干燥、冷凍干燥或它們的組合。將得到的燒成前體進行燒成，得到鋰鈦復合氧化物。燒成在大氣中進行即可，也可 以在氧氣氛、使用了氬等的不活潑氣氛中進行。合成尖晶石型的情況，燒成在680°C 1000°C下進行I小時 24小時左右即可。優(yōu)選在720V 800°C下進行5小時 10小時。當其低于680°C時，氧化鈦和鋰化合物的反應不充分，銳鈦礦型TiO2、金紅石型TiO2, Li2TiO3等雜質相增大，電容量減少。當其超過1000°C時，在尖晶石型鈦酸鋰中，通過燒結的進行，微晶直徑過剩地成長，使大電流性能降低。另一方面，合成斜方錳礦型的情況，燒成在900°C 1300°C下進行I小時 24小時左右即可。優(yōu)選在940°C 1100°C下進行I小時 10小時。由上述的合成工序得到的鋰鈦復合氧化物粒子可以在以下說明的條件下粉碎成所期望的粒徑。作為粉碎方法，可使用例如乳缽、球磨機、砂磨機、振動球磨機、行星式球磨機、噴射磨、反向噴射磨、旋轉氣流型噴射磨或篩子等。在粉碎時，也可以使用使水、乙醇、乙二醇、苯或己烷等公知的液體粉碎助劑共存的濕式粉碎。粉碎助劑對粉碎效率的改善、微粉生成量的增大是有效的。更優(yōu)選的方法為將氧化鋯制球用作介質的球磨機，優(yōu)選加入了液體粉碎助劑的濕式的粉碎。而且，也可以添加使粉碎效率提高的多元醇等有機物作為粉碎助劑。多元醇的種類沒有特別限定，可以單獨或組合使用季戊四醇、三羥乙基乙烷、三羥甲基丙燒等。接著，進行洗滌處理工序。將得到的鋰鈦復合氧化物粒子浸潰于水中，得到漿液。在得到的漿液中導入二氧化碳并進行攪拌時，在漿液中產(chǎn)生化I所示的化學式(I)的反應。其后，將漿液通過過濾等分離為粉末和水。[化I]Li2C03+C02+H20 — 2LiHC03 (I)如以上說明的那樣，利用用含有二氧化碳的水對鋰鈦復合氧化物進行洗滌處理的工序，存在于鋰鈦復合氧化物中的碳酸鋰如化學式(I)的反應所示，變化為碳酸氫鋰并溶解于水中。碳酸鋰在水中的溶解度低，在25°C下相對于水IOOmL僅溶解1.33g。另一方面，碳酸氫鋰的溶解度為碳酸鋰的約10倍。因此，通過使碳酸鋰變化為碳酸氫鋰，可以以少量的水將碳酸鋰在短時間內有效地除去。通過采用該工序，可得到碳酸鋰和氫氧化鋰少的鋰鈦復合氧化物。二氧化碳向漿液中的導入可以通過例如向漿液中吹入二氧化碳、或使?jié){液保管氣氛的二氧化碳的分壓高于大氣來進行。積極地導入二氧化碳的情況，其導入量相對于殘存在鋰鈦復合氧化物中的碳酸鋰，以摩爾比計為I以上即可。更優(yōu)選的范圍為I 5。殘存在鋰鈦復合氧化物中的碳酸鋰通過測定實施洗滌處理前的鋰鈦復合氧化物中的碳酸鋰量來求出。此外，對于向漿液中的二氧化碳的導入過程的終點，通過相對于預先設定的鋰濃度，以流量控制計算量的二氧化碳來進行確定是有效的。這是因為:二氧化碳的導入引起的碳酸鋰的可溶化反應、即碳酸氫鋰的生成反應為如上述式(I)那樣的平衡反應，另外，碳酸鋰相對于二氧化碳的導入量的變化的消耗量的變化小。進行洗滌處理的氣氛的溫度可以設定為-40°C 50°C。通過將氣氛溫度設定為(TC 30°C，可以在漿液中以高濃度保持二氧化碳，另外，可以避免生成的碳酸氫鋰的分解。另外，由于洗滌處理通過碳酸鋰與二氧化碳的接觸而快速地進行，因此，反應時間沒有特別限制。對于上述洗滌處理，使用高速攪拌等有效的氣液接觸設備使二氧化碳和碳酸鋰進行分散接觸時，它們的接觸效率高，碳酸氫鋰的生成效率高，因此優(yōu)選。上述洗滌處理可以在常壓或加壓下進行。上述洗滌處理工序后，通過過濾而抽出含有作為不溶成分的鋰鈦復合氧化物的粉末。通過對過濾后的粉末實施干燥或再燒成，可得到碳酸鋰及氫氧化鋰少的鋰鈦復合氧化物。再燒成在大氣中進行即可，也可以在氧氣氛、使用了氬等的不活潑氣氛中進行。再燒成在250°C 900°C下進行I分鐘 10小時左右即可。洗滌處理后，過濾的粉末通過洗滌處理沒有被除去，或在洗滌后殘留有再附著的碳酸鋰或氫氧化鋰。通過再燒成，由碳酸鋰及氫氧化鋰重新生成鋰鈦氧化物相，由此可以進一步減少鋰鈦復合氧化物中的碳酸鋰量及氫氧化鋰量。再燒成優(yōu)選在400°C 700°C下進行10分鐘 3小時。上述的鋰鈦復合氧化物的制造方法對除去來自比表面積大的鋰鈦復合氧化物的碳酸鋰特別有效?？梢砸种茖団亸秃涎趸镉米骰钚晕镔|的非水電解質電池的氣體產(chǎn)生，得到優(yōu)異的速率性能及輸出性能。第一實施方式的鋰鈦復合氧化物含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物，鋰化合物的鋰量為0.017質量％ 0.073質量％，因此，可以減少氣體產(chǎn)生量而減小電池膨脹。另外，還可以減小電池電阻。(第二實施方式)根據(jù)第二實施方式，提供一種具備正極、負極和非水電解質的非水電解質電池。負極含有第一實施方式的活性物質。 以下，對正極、負極、非水電解質進行說明。I)正極正極具有正極集電體、以及擔載于正極集電體的一面或兩面且含有正極活性物質、正極導電劑及粘結劑的含正極活性物質層。作為正極活性物質，可以列舉出氧化物、硫化物、聚合物等。正極活性物質的種類可以設定為I種或2種以上。例如，作為氧化物，可以使用能夠嵌入Li的二氧化錳(MnO2)、氧化鐵、氧化銅、氧化鎳、鋰錳復合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2)、鋰鎳復合氧化物(例如LixNiO2)、鋰鈷復合氧化物(LixCoO2)、鋰鎳鈷復合氧化物(例如LiNihCoyO2)'鋰錳鈷復合氧化物(例如LixMnyCcvyO2)、尖晶石型鋰錳鎳復合氧化物(LixMrvyNiyO4)、具有橄欖石結構的鋰磷氧化物(例如 LixFeP04、LixFei_yMnyP04、LixCoP04)、硫酸鐵(例如 Fe2 (SO4) 3)或釩氧化物(例如 V2O5)。在此，x、y 優(yōu)選為 0<x< 1>0 ^ y ^ I。聚合物可以使用例如聚苯胺或聚吡咯之類的導電性聚合物材料或二硫化物系聚合物材料。硫(S)、氟化碳也可以作為活性物質使用。優(yōu)選的活性物質可以列舉出正極電壓高的鋰錳復合氧化物(例如LixMn2O4)、鋰鎳復合氧化物(例如LixNiO2)、鋰鈷復合氧化物(例如LixCoO2)、鋰鎳鈷復合氧化物(例如LixNihCoyO2)、尖晶石型鋰錳鎳復合氧化物(例如LixMrvyNiyO4)、鋰錳鈷復合氧化物(例如LixMnyCcvyO2)或磷酸鐵鋰(例如LixFePO4)、鋰鎳鈷錳復合氧化物。在此，x、y優(yōu)選為0< X ^ 1>0 ^ y ^ I。所述鋰鎳鈷錳復合氧化物的 組成優(yōu)選為LiaNibCoeMndO2 (其中，摩爾比a、b、c及d為 OS a < 1.1,0.1 ^ b ^ 0.5,0 ^ c ^ 0.9,0.0.5)。其中，在使用含有常溫熔融鹽的非水電解質時，從循環(huán)壽命的觀點考慮，優(yōu)選使用磷酸鐵鋰、LixVPO4F、鋰錳復合氧化物、鋰鎳復合氧化物、鋰鎳鈷復合氧化物。這是因為:上述正極活性物質與常溫熔融鹽的反應性降低。另外，一次電池用的正極活性物質可以列舉出例如二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、硫化鐵、氟化碳等。正極活性物質的一次粒徑為IOOnm I ii m是優(yōu)選的。當其為IOOnm以上時,工業(yè)生產(chǎn)上容易操作。當其為Ium以下時，可以使鋰離子的固體內擴散順利地進行。正極活性物質的比表面積優(yōu)選為0.lm2/g 10m2/g。當其為0.lm2/g以上時，可以充分地確保鋰離子的嵌入、脫嵌位點。當其為10m2/g以下時，工業(yè)生產(chǎn)上容易操作，可以確保良好的充放電循環(huán)性能。作為用于提高集電性能、抑制與集電體的接觸電阻的正極導電劑，可以列舉例如乙炔黑、炭黑、石墨等碳質物。作為用于使正極活性物質和正極導電劑粘結的粘結劑，可以列舉出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟系橡膠等。對于正極活性物質、正極導電劑及粘結劑的配合比，優(yōu)選使正極活性物質為80質量％ 95質量％、正極導電劑為3質量％ 18質量％、粘結劑為2質量％ 17質量％的范圍。對于正極導電劑，通過使其為3質量％以上，可以發(fā)揮上述的效果，通過使其為18質量％以下，可以降低高溫保存下的在正極導電劑表面的非水電解質的分解。對于粘結劑，通過使其為2質量％以上，可得到充分的電極強度，通過其為17質量％以下，可以使電極的絕緣體的配合量減少，從而可以減少內部電阻。正極可以通過如下方法來制作，例如，將正極活性物質、正極導電劑及粘結劑懸浮于適當?shù)娜軇┲?，將該懸浮并制作的漿液涂布于正極集電體上，進行干燥，制作含正極活性物質層，其后實施加壓。此外，可以將正極活性物質、正極導電劑及粘結劑形成為顆粒狀而用作含正極活性物質層。所述正極集電體優(yōu)選鋁箔或鋁合金箔，與負極集電體同樣地，其平均晶體粒徑優(yōu)選為50 ii m以下。更優(yōu)選為30 ii m以下。進一步優(yōu)選為5 y m以下。通過所述平均晶體粒徑為50pm以下，可以使鋁箔或鋁合金箔的強度飛躍性地增大，可以以高的加壓壓力將正極進行高密度化，從而可以使電池容量增大。所述平均晶體粒徑的范圍在50 ii m以下的范圍的鋁箔或鋁合金箔被材料組織、雜質、加工條件、熱處理過程以及退火條件等多個因素復雜地影響，上述晶體粒徑可以通過在制造工序中將上述各種因素組合來調整。鋁箔及鋁合金箔的厚度為20 以下，更優(yōu)選為15 pm以下。鋁箔的純度優(yōu)選99質量％以上。作為鋁合金，優(yōu)選含有鎂、鋅、硅等元素的合金。另一方面，鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬的含量優(yōu)選設定為I質量％以下。2)負極負極具有負極集電體、以及擔載于負極集電體的一面或兩面且含有負極活性物質、負極導電劑及粘結劑的含負極活性物質層。負極活性物質可使用第一實施方式的活性物質。負極集電體優(yōu)選為鋁箔或鋁合金箔?？梢苑乐惯^放電循環(huán)中的負極集電體的溶解、腐蝕劣化。鋁箔及鋁合金箔的厚度為20 以下，更優(yōu)選為15 pm以下。鋁箔的純度優(yōu)選99質量％以上。作為鋁合金，優(yōu)選含有鎂、鋅、硅等元素的合金。另一方面，鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬的含量優(yōu)選設定為I質量％以下。在含負極活性物質層中可以含有導電劑。作為導電劑，可以使用例如碳材料、鋁粉末等金屬粉末、TiO等導電性陶瓷。作為碳材料，可以列舉出例如乙炔黑、炭黑、焦炭、碳纖維、石墨。更優(yōu)選熱處理溫度為800 2000°C的平均粒徑IOym以下的焦炭、石墨、TiO的粉末、平均粒徑I U m以下的碳纖維。碳材料的通過N2吸附測定的BET比表面積優(yōu)選IOm2/g以上。在含負極活性物質層中可以含有粘結劑。作為粘結劑，可以列舉出例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟系橡膠、丁苯橡膠、核殼粘合劑等。關于負極活性物質、負極導電劑及粘結劑的配合比，優(yōu)選使負極活性物質為70質量％ 96質量％、負極導電劑為2質量％ 28質量％、粘結劑為2質量％ 28質量％的范圍。負極導電劑量低于2質量％時，有可能含負極活性物質層的集電性能降低，非水電解質電池的大電流性能降低。另外，粘結劑量低于2質量％時，有可能含負極活性物質層與負極集電體的粘結性降低，循環(huán)性能降低。另一方面，從高容量化的觀點考慮，優(yōu)選負極導電劑及粘結劑各自為28質量％以下。負極可以通過如下方法來制作，例如，將負極活性物質、負極導電劑及粘結劑懸浮于通用的溶劑中，將制作的漿液涂布于負 極集電體上并進行干燥，制作含負極活性物質層，其后實施加壓。3)非水電解質
非水電解質可以列舉出通過對將電解質溶解于有機溶劑中而調整的液體狀非水電解質、液體狀電解質與高分子材料進行復合化而形成的凝膠狀非水電解質等。對于非水電解質，可以使用沒有揮發(fā)性、且含有由阻燃性的離子性液體構成的常溫熔融鹽的物質。液體狀非水電解質通過將電解質以0.5mol/L 2.5mol/L的濃度溶解于有機溶劑中來制備。作為電解質，可以列舉出例如高氯酸鋰(LiClO4)、六氟化磷酸鋰(LiPF6)、四氟化硼酸鋰(LiBF4)、六氟化砷酸鋰(LiAsF6)、三氟甲磺酸鋰(LiCF3SO3)、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰[LiN(CF3SO2)2]等鋰鹽。使用的電解質的種類可以設定為I種或2種以上。含有LiBF4的電解質可以進一步提高負極活性物質的非水電解質含浸性，因此優(yōu)選。作為有機溶劑，可以列舉例如碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞乙烯酯等環(huán)狀碳酸酯；碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等鏈狀碳酸酯；四氫呋喃(THF)、2-甲基四氫呋喃(2MeTHF)、二氧雜環(huán)戊烷(DOX)等環(huán)狀醚；二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)等鏈狀醚；Y - 丁內酯(GBL)、乙腈(AN)、環(huán)丁砜(SL)等單獨或混合溶劑。作為高分子材料，可以列舉例 如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)等。 以下，對含有常溫熔融鹽的非水電解質進行說明。常溫熔融鹽是指在常溫下至少一部分呈現(xiàn)液體狀的鹽，常溫是指假定電源進行通常工作的溫度范圍。假定電源進行通常工作的溫度范圍是指:上限為120°C左右，根據(jù)情況為600C左右，下限為-400C左右，根據(jù)情況為-200C左右。其中，-20°C 60°C的范圍是適合的。對于含有鋰離子的常溫熔融鹽，優(yōu)選使用由鋰離子、有機物陽離子和陰離子構成的離子性熔體。另外，該離子性熔體優(yōu)選在室溫以下也為液體狀。作為有機物陽離子，可以列舉出具有以下的化2所示的骨架的烷基咪唑鎗離子、季銨離子。[化2]
權利要求
1.一種活性物質，其特征在于，含有鋰鈦復合氧化物，所述鋰鈦復合氧化物含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物，所述鋰化合物的鋰量為0.017質量％ 0.073 質量％。
2.如權利要求1所述的活性物質，其特征在于，所述鋰鈦復合氧化物為尖晶石型結構。
3.如權利要求1或2所述的活性物質，其特征在于，所述鋰鈦復合氧化物以Li4+xTi5012表示，其中，0≤X≤3。
4.如權利要求1 3中任一項所述的活性物質，其特征在于，所述鋰鈦復合氧化物是平均粒徑為IOnm 10 u m的粒子。
5.如權利要求1 4中任一項所述的活性物質，其特征在于，所述鋰鈦復合氧化物的比表面積為3m2/g 50m2/g。
6.—種非水電解質電池,其特征在于,具備: 正極、 含有權利要求1 5中任一項所述的活性物質的負極、以及 非水電解質。
7.—種電池包，其特征在于，具備權利要求6所述的非水電解質電池。
8.一種活性物質的制造方法，其特征在于，含有以下工序: 通過將含有鋰鹽及氧化鈦的原料進行燒成來合成鋰鈦復合氧化物的工序；以及 用含有二氧化碳的水對所述鋰鈦復合氧化物進行洗滌的工序。
9.如權利要求8所述的活性物質的制造方法，其特征在于，含有對實施了所述洗滌工序的所述鋰鈦復合氧化物實施熱處理的工序。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式涉及一種活性物質及其制造方法、非水電解質電池以及電池包。提供一種可以抑制電阻增加的活性物質及其制造方法、非水電解質電池及電池包。根據(jù)實施方式，提供一種含有鋰鈦復合氧化物的活性物質。鋰鈦復合氧化物含有由碳酸鋰及氫氧化鋰中的至少一者構成的鋰化合物。鋰化合物的鋰量為0.017質量％～0.073質量％。
文檔編號H01M4/485GK103219505SQ20121040232
公開日2013年7月24日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者稻垣浩貴, 高見則雄 申請人:株式會社東芝