负极材料及使用了它的电池制造技术

本公开的负极材料包含负极活性物质和固体电解质。负极活性物质包含Li、Ti、M1及O，M1为选自除Li及Ti以外的金属元素及半金属元素中的至少一者。固体电解质包含Li、M2及X，M2为选自Li以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，X为选自F、Cl、Br及I中的至少一者。Br及I中的至少一者。Br及I中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极材料及使用了它的电池


[0001]本公开涉及负极材料及使用了它的电池。

技术介绍

[0002]以往，在锂离子电池中，使用了锂钛氧化物作为负极活性物质。锂钛氧化物具有下述方面作为特征：能够提高电池的循环特性；电位平坦；及相对于金属锂而言为高电位。因此，锂钛氧化物是优异的负极活性物质材料。
[0003]锂钛氧化物具有下述问题：锂钛氧化物内的锂扩散慢、高速率下的充放电困难。例如，在非专利文献1中公开了下述事项：在使用了电解液的液电池中为了提高速率特性，使用掺杂有Zr的Li4Ti5O
12
作为负极活性物质。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1：Lina Hou等，“Zr
‑
doped Li4Ti5O
12 anode materials with high specific capacity for lithium
‑
ion batteries”，Journal of Alloys and Compounds 774(2019)38
‑
45

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]本公开提供适合于在固体电池中使用的包含含有锂及钛的氧化物的新型负极材料。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本公开的负极材料包含：
[0011]负极活性物质；和
[0012]固体电解质，
[0013]上述负极活性物质包含Li、Ti、M1及O，
[0014]M1为选自除Li及Ti以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，
[0015]上述固体电解质包含Li、M2及X，
[0016]M2为选自Li以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，
[0017]X为选自F、Cl、Br及I中的至少一者。
[0018]专利技术效果
[0019]本公开提供适合于在固体电池中使用的包含含有锂及钛的氧化物的新型负极材料。
附图说明
[0020]图1表示第2实施方式的电池1000的截面图。
具体实施方式
[0021](本公开的一个方案的概要)
[0022]本公开的第1方案的负极材料包含：
[0023]负极活性物质；和
[0024]固体电解质，
[0025]上述负极活性物质包含Li、Ti、M1及O，
[0026]M1为选自除Li及Ti以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，
[0027]上述固体电解质包含Li、M2及X，
[0028]M2为选自Li以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，
[0029]X为选自F、Cl、Br及I中的至少一者。
[0030]第1方案的负极材料中所含的负极活性物质除了包含Li、Ti及O以外，进一步包含选自除Li及Ti以外的金属元素及半金属元素中的至少一种元素M1。通过将这样的负极活性物质与包含Li、M2及X的固体电解质组合来制成负极材料，从而第1方案的负极材料能够提高电池的充放电速度。即，本公开的第1方案提供适合于在固体电池中使用的包含含有锂及钛的氧化物的新型负极材料。
[0031]在本公开的第2方案中，例如根据第1方案的负极材料，其中，M1也可以包含选自Zr、Cs、Ce及Ca中的至少一者。
[0032]第2方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0033]在本公开的第3方案中，例如根据第2方案的负极材料，其中，M1也可以包含Zr。
[0034]第3方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0035]在本公开的第4方案中，例如根据第3方案的负极材料，其中，M1也可以为Zr。
[0036]第4方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0037]在本公开的第5方案中，例如根据第1～第4方案中任一项的负极材料，其中，上述负极活性物质也可以由下述的组成式(1)来表示。
[0038]Li4Ti5‑
α
M1
α
O
12
式(1)
[0039]其中，α满足0<α≤0.3。
[0040]第5方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度，进一步提高电池的充放电效率。
[0041]在本公开的第6方案中，例如根据第5方案的负极材料，其中，在上述组成式(1)中，α也可以满足0<α≤0.2。
[0042]第6方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0043]在本公开的第7方案中，例如根据第6方案的负极材料，其中，在上述组成式(1)中，α也可以满足0.01≤α≤0.1。
[0044]第7方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0045]在本公开的第8方案中，例如根据第1～第4方案中任一项的负极材料，其中，上述负极活性物质也可以由下述的组成式(2)来表示。
[0046]Li4‑
β
Ti5M1
β
O
12
式(2)
[0047]其中，β满足0<β≤0.3。
[0048]第8方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度，进一步提高电池的充放电
效率。
[0049]在本公开的第9方案中，例如根据第8方案的负极材料，其中，在上述组成式(2)中，β也可以满足0<β≤0.1。
[0050]第9方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0051]在本公开的第10方案中，例如根据第9方案的负极材料，其中，在上述组成式(2)中，β也可以满足0.01≤β≤0.06。
[0052]第10方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0053]在本公开的第11方案中，例如根据第1～第10方案中任一项的负极材料，其中，M2也可以包含Y。
[0054]第11方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0055]在本公开的第12方案中，例如根据第1～第11方案中任一项的负极材料，其中，X也可以为选自Cl、Br及I中的至少一者。
[0056]第12方案的负极材料能够更加提高电池的充放电速度。
[0057]在本公开的第13方案中，例如根据第1～第12方案中任一项的负极材料，其中，上述固体电解质也可以实质上不含硫。
[0058]第13方案的负极材料具有优异的安全性。
[0059]本公开的第14方案的电池具备：
[0060]正极层；
[0061]负极层；和
[0062]位于上述正极层与上述负极层之间的电解质层，
[0063]上述负极层包含第1方案～第13方案中任一项的负极材料。
[0064]第14方案的电池具有提高的充放电速度。
[0065](本公开的实施方式)
[006本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负极材料，其包含：负极活性物质；和固体电解质，所述负极活性物质包含Li、Ti、M1及O，M1为选自除Li及Ti以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，所述固体电解质包含Li、M2及X，M2为选自Li以外的金属元素及半金属元素中的至少一者，X为选自F、Cl、Br及I中的至少一者。2.根据权利要求1所述的负极材料，其中，M1包含选自Zr、Cs、Ce及Ca中的至少一者。3.根据权利要求2所述的负极材料，其中，M1包含Zr。4.根据权利要求3所述的负极材料，其中，M1为Zr。5.根据权利要求1～4中任一项所述的负极材料，其中，所述负极活性物质由下述的组成式(1)来表示，Li4Ti5‑
α
M1
α
O
12
式(1)其中，α满足0<α≤0.3。6.根据权利要求5所述的负极材料，其中，在所述组成式(1)中，α满足0<α≤0.2。7.根据权利要求6所述的负极材料，其中，在所述组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：楠本将平，植松将庆，和田智胜，相良晓彦，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：