活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆的制作方法

本发明的实施方式涉及活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆。

背景技术：

1、近年来，作为高能量密度电池，正在积极地开展锂离子二次电池、非水电解质二次电池等二次电池的研究开发。二次电池作为混合动力汽车、电动汽车之类的车辆用电源、或手机基站的无停电电源用等的电源而受到期待。因此，对于二次电池除了要求能量密度以外，还要求快速充放电性能、长期可靠性等其他的性能优异。

2、作为一般的锂离子电池的负极，可列举出使用石墨等碳质物作为活性物质的碳系负极。使用了碳系负极的电池若反复快速充放电，则在电极上产生金属锂的枝晶析出，担心因内部短路而引起发热、起火。于是，开发了一种电池，其中，代替碳质物通过将金属复合氧化物用于负极，从而提高了负极工作电位。例如，负极中使用了尖晶石型锂钛复合氧化物li4ti5o12的电池由于平均工作电位高达1.55v(vs.li/li+)，因此没有进行li枝晶的析出，因此能够进行稳定的快速充放电，并且由于在不易产生电解液的还原副反应的电位下工作，因此与使用了碳系负极的电池相比寿命也长。但是，就负极中使用了li4ti5o12的电池而言，活性物质材料的理论容量低至175mah/g，与具备碳系负极的电池相比存在能量密度低的课题。

3、于是，研究了单斜晶型铌钛氧化物tinb2o7。其是以锂的氧化-还原电位作为基准在1v(vs.li/li+)附近具有工作电位并且显示出高容量的活性物质材料。因此，对于体积能量密度，期待得到超过碳系负极的能量密度。然而，为了使电动车辆正式普及，从续航距离的提高等观点出发锂离子二次电池的能量密度被期望在今后进一步提高，期望开发进一步高容量的快速充电电池。

技术实现思路

1、实施方式的目的是提供能够实现快速充放电性能及循环寿命性能优异的二次电池的活性物质及电极、快速充放电性能及循环寿命性能优异的二次电池及电池包、以及搭载有该电池包的车辆。

2、根据实施方式，提供一种活性物质，其包含复合氧化物，所述复合氧化物具有包含氧化铼型的块结构的晶体结构，所述氧化铼型的块结构含有由氧和金属元素构成的八面体结构、并且通过八面体结构的顶点共有而构成。复合氧化物以通式liambnbmocod表示。其中，m为选自由ti、v、ta、fe、co、mn、ni、bi、sb、as、p、cr、w、b、na、k、mg、al、ca、y及si构成的组中的任一种以上，0≤a≤b+2+3c，0≤b≤1.5，0≤c≤0.5，及2.33≤d/(1+b+c)≤2.50。在复合氧化物的激发波长532nm下的显微拉曼分光光谱中，处于640±10cm-1的来源于mo-o键的拉曼峰p1的位移量s1与处于920±20cm-1的来源于nb-o键的拉曼峰p2的位移量s2之差为285cm-1以上。

3、根据另一实施方式，提供一种电极，其包含上述活性物质。

4、根据又一实施方式，提供一种二次电池，其具备正极、负极和电解质。正极或负极为上述的电极。

5、根据再一实施方式，提供一种电池包，其具备上述二次电池。

6、此外，根据实施方式，提供一种车辆，其具备上述电池包。

7、根据上述实施方式，能够提供可实现快速充放电性能及循环寿命性能优异的二次电池的活性物质及电极、快速充放电性能及循环寿命性能优异的二次电池及电池包、以及搭载有该电池包的车辆。

技术特征：

1.一种活性物质，其包含复合氧化物，所述复合氧化物具有包含氧化铼型的块结构的晶体结构，所述氧化铼型的块结构含有由氧和金属元素构成的八面体结构、并且通过所述八面体结构的顶点共有而构成，

2.一种活性物质，其包含复合氧化物，所述复合氧化物具有包含氧化铼型的块结构的晶体结构，所述氧化铼型的块结构含有由氧和金属元素构成的八面体结构、并且通过所述八面体结构的顶点共有而构成，

3.根据权利要求2所述的活性物质，其中，所述晶体结构包含含有大小不同的多个氧化铼型块、并且所述氧化铼型块至少通过八面体棱共有而不具有周期性地连接的结构。

4.一种电极，其包含权利要求2或3所述的活性物质。

5.根据权利要求4所述的电极，其中，所述电极包含含有所述活性物质的活性物质含有层。

6.一种二次电池，其是具备正极、负极、和电解质的二次电池，

7.一种电池包，其具备权利要求6所述的二次电池。

8.根据权利要求7所述的电池包，其中，所述电池包进一步具备通电用的外部端子、和

9.根据权利要求7或8所述的电池包，其中，所述电池包具备多个所述二次电池，

10.一种车辆，其具备权利要求7～9中任一项所述的电池包。

11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述车辆包含将所述车辆的动能转换成再生能量的机构。

技术总结
本发明提供能实现快速充放电性能及循环寿命性能优异的二次电池的活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆。提供包含复合氧化物的活性物质，所述复合氧化物具有包含含有由氧和金属元素构成的八面体结构、且通过八面体结构的顶点共有而构成的氧化铼型的块结构的晶体结构。复合氧化物以通式Li<subgt;a</subgt;M<subgt;b</subgt;NbMo<subgt;c</subgt;O<subgt;d</subgt;表示。M为选自Ti、V、Ta、Fe、Co、Mn、Ni、Bi、Sb、As、P、Cr、W、B、Na、K、Mg、Al、Ca、Y及Si中的任一种以上，0≤a≤b+2+3c，0≤b≤1.5，0≤c≤0.5，及2.33≤d/(1+b+c)≤2.50。在复合氧化物的激发波长532nm下的显微拉曼分光光谱中，处于640±10cm<supgt;‑1</supgt;的来源于Mo‑O键的拉曼峰P1的位移量S1与处于920±20cm<supgt;‑1</supgt;的来源于Nb‑O键的拉曼峰P2的位移量S2之差为285cm<supgt;‑1</supgt;以上。

技术研发人员：伊势一树,保科圭吾,原田康宏,高见则雄
受保护的技术使用者：株式会社东芝
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21