【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施方式涉及活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆。
技术介绍
1、近年来，作为高能量密度电池，一直在广泛开展锂离子二次电池这样的非水电解质电池等二次电池的研究开发。非水电解质二次电池等二次电池作为混合动力电动车及电动汽车等车辆用、手机基站的无停电电源用等的电源而受到期待。此外，二次电池除了高能量密度，还要求快速充放电性能、长期可靠性那样的其它性能优异。例如，可快速充放电的二次电池不仅大幅度缩短充电时间，而且还可提高混合动力电动车等车辆的动力性能及有效地回收动力的再生能。
2、为了能够进行快速充放电，能够使电子及锂离子在正极与负极之间快速移动是必要的。但是，采用碳系负极的电池如果反复进行快速充放电，则在电极上会产生金属锂的枝晶析出，因此有由内部短路引发的发热或着火的顾虑。
3、于是，开发了在负极中使用金属复合氧化物来代替碳质物的电池。其中尤其是将钛氧化物用于负极的电池具有能够实现稳定的快速充放电，且寿命也比使用碳系负极时更长的特性。
4、但是，钛氧化物与碳质物相比，相对于金属锂的电位较高即贵。而且，钛氧化物的单位重量的容量较低。因此，将钛氧化物用于负极的电池存在能量密度低的问题。
5、例如，钛氧化物的电极电位以金属锂为基准计大约为1.5v(vs.li/li+)，比碳系负极的电位还高(贵)。钛氧化物的电位由于是起因于以电化学的方式嵌入和脱嵌锂时的ti3+和ti4+之间的氧化还原反应，所以在电化学上受到制约。此外，还有可在1.5v(vs.li/li+)左右的高电极电位上稳定
6、另一方面，关于每单位重量的容量，二氧化钛(锐钛矿结构)的理论容量为165mah/g左右，li4ti5o12那样的尖晶石型锂钛复合氧化物的理论容量也为180mah/g左右。另一方面，普通的石墨系电极材料的理论容量为385mah/g以上。像这样，钛氧化物的容量密度与碳系负极的容量密度相比，显著较低。这是由于：在钛氧化物的晶体结构中，嵌入锂的位点少、在结构中锂容易稳定化，所以实质上的容量下降。
7、鉴于以上情况，在研究含有ti及nb的新型的电极材料。期待着这样的铌钛复合氧化物材料具有高的充放电容量。特别是，用tinb2o7表示的复合氧化物具有超过380mah/g的高的理论容量。因此，铌钛复合氧化物作为替代li4ti5o12的高容量材料而受到期待，但要以维持高的结晶性的状态有意地降低微粉末及粗晶粒的双方是困难的。因此，在输入输出特性及循环寿命特性方面还存在问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种能够实现可显示优异的输入输出特性及循环寿命特性的二次电池的活性物质、含有该活性物质的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池包及搭载有该电池包的车辆。
2、根据第1实施方式，可提供一种活性物质。该活性物质含有nb2tio7相和选自nb10ti2o29相、nb14tio37相及nb24tio64相中的至少1个富nb相。该活性物质含有钾及磷，钾及磷在活性物质中所占的合计浓度在0.01质量％以上且5.00质量％以下的范围内。平均微晶粒径在80nm～150nm的范围内。在通过激光衍射散射法得到的粒度分布图中，d10为0.3μm以上，d90为10μm以下。活性物质满足用下述式(1)表示的峰强度比。
3、0＜ib/ia≤0.25 (1)
4、在式(1)中，ia是在通过以cukα射线作为x射线源的广角x射线衍射法的衍射峰中2θ为26.0±0.1°处出现的、归属于nb2tio7相的最大峰的峰强度，ib是在衍射峰中2θ为24.9±0.2°处出现的、归属于富nb相的最大峰的峰强度。
5、根据第2实施方式，可提供一种含有第1实施方式涉及的活性物质的电极。
6、根据第3实施方式，可提供一种具备正极、负极和电解质的二次电池。负极是第2实施方式涉及的电极。
7、根据第4实施方式，可提供一种具备第3实施方式涉及的二次电池的电池包。
8、根据第5实施方式，可提供一种搭载有第4实施方式涉及的电池包的车辆。
9、根据上述构成，可提供一种能够实现可显示优异的输入输出特性及循环寿命特性的二次电池的活性物质、含有该活性物质的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池包及搭载有该电池包的车辆。
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1.一种活性物质，其是含有Nb2TiO7相和选自Nb10Ti2O29相、Nb14TiO37相及Nb24TiO64相中的至少1个富Nb相的活性物质，
2.根据权利要求1所述的活性物质，其中，所述活性物质中的所述钾浓度CK与所述活性物质中的所述磷浓度CP的比CK/CP在1.0～50.0的范围内。
3.根据权利要求1所述的活性物质，其中，所述活性物质中的所述钾浓度CK与所述活性物质中的所述磷浓度CP的比CK/CP在2.0～50.0的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述钾及所述磷在所述活性物质中所占的合计浓度在0.050质量％以上且2.50质量％以下的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述平均微晶粒径为90nm以上。
6.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，BET比表面积为0.5m2/g以上且5m2/g以下。
7.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，在所述粒度分布图中，D10为0.4μm以上。
8.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，在所述粒度分布图中
9.根据权利要求1或2所述的活性物质，其满足用下述式(1)表示的峰强度比，
10.根据权利要求9所述的活性物质，其中，所述峰强度比IB/IA在0.005以上且0.20以下的范围内。
11.一种电极，其含有权利要求1～10中任一项所述的活性物质。
12.根据权利要求11所述的电极，其中，所述电极具备含有所述活性物质的含活性物质层。
13.一种二次电池，其是具备正极、负极和电解质的二次电池，其中，
14.一种电池包，其具备权利要求13所述的二次电池。
15.根据权利要求14所述的电池包，其中，进一步包含：
16.根据权利要求14或15所述的电池包，其中，具备多个所述二次电池，所述二次电池以串联、并联或组合串联及并联的方式电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种活性物质，其是含有nb2tio7相和选自nb10ti2o29相、nb14tio37相及nb24tio64相中的至少1个富nb相的活性物质，
2.根据权利要求1所述的活性物质，其中，所述活性物质中的所述钾浓度ck与所述活性物质中的所述磷浓度cp的比ck/cp在1.0～50.0的范围内。
3.根据权利要求1所述的活性物质，其中，所述活性物质中的所述钾浓度ck与所述活性物质中的所述磷浓度cp的比ck/cp在2.0～50.0的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述钾及所述磷在所述活性物质中所占的合计浓度在0.050质量％以上且2.50质量％以下的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述平均微晶粒径为90nm以上。
6.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，bet比表面积为0.5m2/g以上且5m2/g以下。
7.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：原田康宏，吉田赖司，植田格弥，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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