CN103000871A - 用于电池的电极,非水电解质电池和电池组 - Google Patents

Abstract

根据一个实施方案，提供了一种用于电池的电极(60)。该电极(60)包括集电体(62)和设置在集电体(62)上的活性材料层(61)。该活性材料层(61)包括单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末(63a)和单斜晶系二氧化钛化合物的第二粉末(63b)。该第一粉末(63a)具有短轴平均尺寸在0.5μm至5μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至20μm的初级颗粒。该第二粉末(63b)具有短轴平均尺寸在0.01μm至0.3μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至1μm的初级颗粒。

Description

用于电池的电极,非水电解质电池和电池组

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求享有2011年9月16日提交、申请号为2011-203009的在先日本专利申请的优先权权益，其内容以全文引用的方式结合在此。 

技术领域

本发明一般而言涉及用于电池的电极、非水电解质电池和电池组。 

背景技术

含钛的氧化物已经发展成为用于非水电解质电池如锂离子二次电池的负极材料。采用含钛氧化物的电池能够稳定地进行快速充电和放电。此外，相比于采用碳材料作为负极材料的电池，它的寿命更长。然而，采用含钛的氧化物的电池存在能量密度较低的问题。 

采用含钛的氧化物的电池能量密度较低，原因之一是包括含钛的氧化物的电极比包括碳材料的电极具有更高的电势。例如，包括含钛氧化物的电极在约1.5V(相对于Li/Li⁺)会引起锂离子的插入/释放。术语“V(相对于Li/Li⁺)”表示相对于金属锂的电势。 

如果负极电势降低，电池的能量密度就会提高。然而，由于以下原因使得这本质上困难。 

当锂离子插入或从含钛氧化物释放时，氧化物中的钛会被还原或氧化。在此情况下，钛从Ti⁴⁺变为Ti³⁺或反之。电极的电势产生于钛的氧化-还原反应。这样，电极的电势受电化学的限制。此外，事实是，由于电势在1.5V(相对于Li/Li⁺)左右，包括含钛氧化物的电极能够稳定的进行快速充电和放电。因此，难以降低电极的电势。 

采用含钛氧化物的电池能量密度较低的另一个原因是，包括含钛氧化物的电极的单位质量的容量低于包括碳材料的电极的容量。例如，具有锐钛矿结构的二氧化钛的理论容量为约165mAh/g。具有尖晶石结构的锂钛 复合氧化物(Li₄Ti₅O₁₂)的理论容量为约170mAh/g。相反，碳材料例如石墨的理论容量为385mAh/g或更高。 

含钛氧化物的容量较低的原因之一是其中没有太多的部位使锂离子插入到晶体结构中。另一个原因是锂离子在晶体结构中容易稳定下来。 

近来，单斜晶系二氧化钛已引起了人们的注意。单斜晶系二氧化钛的理论容量达到约330mAh/g。然而，单斜晶系二氧化钛的有效容量却显著低于其理论容量。 

附图说明

图1是根据第一实施方案的用于电池的电极的截面图； 

图2是显示了单斜晶系二氧化钛的晶体结构的典型图； 

图3是显示了确定颗粒的长轴和短轴的步骤的示意图； 

图4是根据第二实施方案的非水电解质二次电池的截面图； 

图5是图4中部分A的放大剖视图； 

图6是根据第二实施方案的另一个非水电解质二次电池的部分透视图； 

图7是图6中部分B的放大剖视图； 

图8是根据第三实施方案的电池组的分解透视图； 

图9是图8的电池组的电路框图； 

图10是各实施方案中电化学测量结果的图表。 

具体实施方式

通常，根据一个实施方案，提供了一种用于电池的电极。该电池包括集电体和设置在该集电体上的活性材料层。该活性材料层包括单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末以及单斜晶系二氧化钛化合物的第二粉末。该第一粉末具有短轴平均尺寸在0.5μm至5μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至20μm的初级颗粒。该第二粉末具有短轴平均尺寸在0.01μm至0.3μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至1μm的初级颗粒。 

以下将参考附图来说明实施方案。同样的附图标记表示这些实施方案中的公共部件，并且不再重复重叠的描述。每个附图都是为了便于实施方 案的描述及其理解的示意图。其中的形状、尺寸和比例不同于实际的器件。然而，通过考虑以下的说明书和已知技术，它们能够被恰当地设计和修改。 

(第一实施方案) 

图1显示了根据第一实施方案的用于电池的电极的示意图。图1是该电极的截面图。 

电极60包括活性材料层61(也称为“电极层”)和集电体62。该活性材料层61设置在集电体62的两个表面上。活性材料层61含有活性材料63、导电剂64和粘结剂(未示出)。活性材料层61可以只设置在集电体62的一个表面上。活性材料层61可以不包含导电剂64和粘结剂。 

活性材料63含有单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末63a以及单斜晶系二氧化钛化合物的第二粉末63b。该第一粉末具有短轴平均尺寸在0.5μm至5μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至20μm的初级颗粒。 

下文中，该第一粉末63a的初级颗粒被称为“第一初级颗粒”。该第二粉末具有短轴平均尺寸在0.01μm至0.3μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至1μm的初级颗粒。下文中，该第二粉末63b的初级颗粒称为“第二初级颗粒”。 

优选采用根据该实施方案的电极60作为非水电解质二次电池的电极，更优选的是作为负极。 

构成该第一粉末63a和第二粉末63b的单斜晶系二氧化钛化合物可以由式Li_xTiO₂表示。在该式中，x满足由不等式0≤x≤1所表示的关系。由式Li_xTiO₂(0≤x≤1)表示的单斜晶系二氧化钛的晶体结构主要属于空间群C2/m。详细介绍应该参见R.Marchand、L.Brohan、M.Tournoux的Material Research Bulletin 15，1129(1980)。 

在本说明书中，由Li_xTiO₂(0≤x≤1)表示的单斜晶系二氧化钛化合物的晶体结构称为“TiO₂(B)晶体结构”，而不论该化合物是否含有锂离子。 

图2显示了TiO₂(B)的晶体结构的示意图。该示意图显示了该晶体结构的(001)面。在该晶体结构中，氧离子101位于八面体的顶端，钛离子102位于该八面体的中心部分。TiO₂(B)的晶体结构具有层状部分，该层状部分由具有连续八面体的骨骼结构103构成。该层状部分可交替地设置，由此形成隧道状间隙104。在(001)面上可以观察到多个隧道状间隙104。 锂离子可以嵌入(插入)间隙104。单斜晶系二氧化钛化合物的晶体可以具有在其表面能够吸附和释放锂离子的位置。这样，锂离子能够被吸收在晶体的表面。除锂离子和/或有机化合物之外的异种元素也可以被插入或吸收到该晶体上。 

如果锂离子插入间隙104，构成晶体骨架的钛会从Ti⁴⁺还原为Ti³⁺。这样，晶体可保持电中性。当该单斜晶系二氧化钛化合物从Ti⁴⁺还原为Ti³⁺时，电子传导性提高。 

由于TiO₂(B)的晶体结构在由Li_xTiO₂(即，每个化学式)表示的每个单元中具有一个Ti⁴⁺，待插入的锂离子的数量理论上至多为1。这样，在式Li_xTiO₂中，x的最大值为1。由于电池的充电或放电，x的值可以在0≤x≤1的范围内变化。 

在这个实施方案中，第一初级颗粒具有(020)面生长的晶体结构。在(020)面中，锂离子能够快速扩散。这样，具有(020)生长面的颗粒能够提供240mAh/g或更高的高容量。然而，当第一初级颗粒的尺寸较大时，锂离子的扩散距离较长。由于这个原因，电池的放电负载特性(即，比率特性)较差。通过增加包含在活性材料层61中的导电剂64的量，可以提高放电负载特性。然而在此情况下，活性材料层61的密度减少了，由此电池的能量密度会减小。 

另一方面，第二初级颗粒的尺寸是小的，由此锂离子的扩散距离短。因此，该第二初级颗粒在放电负载特性上优异。然而，该第二初级颗粒的结晶度较低。因此，不能提供高容量。此外，小尺寸的颗粒具有大的比表面积。这时，这样的颗粒与非水电解质有更高的反应性。相应地，采用这样的颗粒的电池的寿命会较差。 

发明人通过采用第一粉末63a和第二粉末63b的混合物作为电极60中所含的活性材料63，成功地提供了具有高容量和极好的放电负载特性的电池。仅含有第一粉末63a作为活性材料63的活性材料层在层中具有大的间隙。在此情况下，需要大量的导电剂来形成导电网络。然而，当活性材料层同时含有第一粉末63a和第二粉末63b作为活性材料63时，小颗粒可以位于活性材料层61中的大颗粒之间的间隙里。这样，间隙减少并且改进了导电网络的形成。结果，在保持高容量的同时极大地提高了放电 负载特性。此外，通过减小间隙提高了电极密度。 

第二粉末63b的质量与第一粉末63a和第二粉末63b的质量之和的质量比优选在25％至75％的范围内。当第二粉末63b的比例在25质量％或以上时，活性材料层中的单斜晶系二氧化钛化合物颗粒的取向可以变得较弱。这样，非水电解质在活性材料层中的渗透性增加。因此，自第一周期起，可以获得高的充电-放电容量。另一方面，当第二粉末63b的比例在75质量％以下时，活性材料层61的密度减小可以被抑制。第二粉末63b的质量与第一粉末63a和第二粉末63b的质量之和的质量比优选在25％至40％的范围内。 

活性材料层61的密度优选在1.8g/cm³至3.0g/m³的范围内。当所述密度小于1.8g/cm³时，电极密度降低。结果，电池的能量密度减小。当所述密度超过3.0g/m³时，电极的挠曲性降低，且电解质溶液的渗透性极大地降低。 

在此采用的术语“密度”表示通过测量活性材料层的厚度和面积来计算出体积、并由体积和质量计算得到的值。即，上述密度表示当该体积中与外部空气连通的开孔和不与外部空气连通的闭孔都被计数时的密度，即所谓的堆密度。 

按以下方法确定该第一和第二初级颗粒的长轴和短轴。当用电子显微镜观察电极截面时，画出围绕颗粒并与该颗粒的顶点接触的圆(即外接圆)。在多个圆中，选择具有最小直径的圆(称为最小外接圆)。这时，画出连接两个点的线段，该两个点是最小外接圆与颗粒外周(outline)接触的点。在所述线段中，具有最长长度的线段定义为长轴。然后，从颗粒的每个顶点画出长轴的垂直线，并获得连接颗粒顶点和外周的线段。在所述线段中，具有最长长度的线段定义为短轴。 

以下结合图3更详细描述该过程。圆C是鳞片状颗粒51的最小外接圆。该圆C与颗粒51的外周在点P1、P2和P3处接触，连接点P1和P2、点P2和P3、点P3和P1的线段分别指定为L12、L23和L31。在它们中，线段L12最长。因此，图3中所示颗粒51的长轴为线段L12。 

在垂直于线段L12、并连接颗粒的顶点和外周的线段中，线段L4具有最长的长度。因此，短轴是线段L4。 

<粒度分布> 

作为第一和第二初级颗粒的长轴和短轴的每一个的平均尺寸，采用由活性材料63的粒度分布(质量基础的分布)计算出的中位直径(d50)。 

用于测量粒度分布的样品可以如下制备。首先，将一个目标电极适当切开，浸入溶剂，并进行超声波处理。作为溶剂，优选有机溶剂，例如乙醇或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。这样，活性材料层61与集电体62分离。然后，可以将活性材料63和导电剂64分散在溶剂中。将集电体62从分散溶剂中移除，并对分散溶剂进行离心分离。结果，活性材料63可以提取出来。 

在测量粒度分布(质量基础的分布)之前，用电子显微镜等提前观察颗粒的形式。在此情况下，当初级颗粒通过聚集或粒化形成次级颗粒时，将它们适当分散。具体地，通过对第二颗粒进行超声波分散，可以在防止初级颗粒损坏的同时将初级颗粒分散。接下来，采用激光衍射仪测量粒度分布并计算质量分布(质量％)。另外，计算中位直径(d50)。在此，术语“中位直径”表示当数据按照大小尺寸顺序排列时多个数据的中心值。其也称为“中位值”或“中位直径”。尽管Microsoft Excel^TM的MEDIAN函数也可以用于计算这些值，但是通常要通过激光衍射测量设备的附加软件来计算。在本实施方案中，采用Shimadzu公司的WingSALD系列软件进行计算。 

可以通过提前测量除活性材料63之外的电极材料(例如，导电剂和粘结剂)的粒度分布来确定活性材料63的粒度分布，并从电极的粒度分布的测量结果中取出该结果。 

当初级颗粒的纵横比(aspect ratio)大时，粒度分布中短轴峰的位置远离长轴峰的位置。当初级颗粒的纵横比接近1时，存在的情形是，粒度分布中的部分或全部短轴峰与长轴峰重合。 

当第一和第二初级颗粒的纵横比大时，第一初级颗粒的短轴的半峰宽优选等于或小于3.0μm，并且第二初级颗粒的长轴的半峰宽优选等于或小于1.0μm。第一初级颗粒的短轴的峰的中位直径比第二初级颗粒的长轴的峰的中位直径优选大0.1μm或更多。 

当第一和第二初级颗粒两者的纵横比接近1时，第一初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰半峰宽优选等于或小于1.0μm。此外，第二初级颗粒 的短轴和长轴的峰的复合峰半峰宽优选等于或小于0.5μm。第一初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰的中位直径比第二初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰的中位直径优选大0.1μm或更多。 

当第一初级颗粒的纵横比大，而第二初级颗粒的纵横比接近1时，第一初级颗粒的短轴的半峰宽优选等于或小于3.0μm，并且第二初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰半峰宽优选等于或小于0.5μm。此外，第一初级颗粒的短轴的峰的中位直径比第二初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰的中位直径优选大0.1μm或更多。 

当第一初级颗粒的纵横比接近1，而第二初级颗粒的纵横比大时，第一初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰半峰宽优选等于或小于1.0μm，并且第二初级颗粒的长轴的半峰宽优选等于或小于1.0μm。第一初级颗粒的短轴和长轴的峰的复合峰的中位直径比第二初级颗粒的长轴的峰的中位直径优选大0.1μm或更多。 

<纵横比> 

如果确定了短轴和长轴，就可以确定纵横比。纵横比通过下式计算： 

纵横比＝(长轴的尺寸)/(短轴的尺寸) 

图3中，通过用线段L12的长度除以线段L4的长度计算纵横比。 

不特别限定第一和第二初级颗粒每个的纵横比，优选在1至10的范围内。可以根据所需的电池性能改变纵横比。例如，当第一和第二初级颗粒两者的纵横比都约为1时，可以获得具有极好放电负载特性的电极。在此情况下，例如，第一初级颗粒的平均直径约为0.5μm，而第二初级颗粒的平均直径可以是从约0.01至约0.3μm。当第一和第二初级颗粒两者的纵横比都在10或以上时，可以得到具有高容量的电极。在此情况下，例如，第一初级颗粒可以具有约2μm的短轴以及约20μm的长轴，第二初级颗粒可以具有约0.1μm的短轴以及约1μm的长轴。这样的电极具有许多有利于锂离子插入/释放的晶面，所以可以提供高的容量。 

在通过电子显微镜观察时粉末具有均匀的晶粒(grain)尺寸以及高的纵横比的情况下，在通过激光衍射仪测量的粒度分布中，所述粉末具有对应于颗粒短轴的峰以及对应于颗粒长轴的峰。如果这些峰可以完全分开，就可以从它们的中位直径计算出纵横比。如果这些峰不能分开，则认为纵横 比接近1，并且可以从这些峰计算出中位直径。 

还可以通过电子显微镜观察并采用由此产生的值来测量颗粒的短轴和长轴，以计算纵横比。 

因为颗粒直径的差别足够大，所以容易确定样品中的颗粒是第一初级颗粒还是第二初级颗粒。第二粉末63b的质量与第一粉末63a的质量之比可以从第一和第二初级颗粒的质量分布计算出。 

<比表面积> 

二氧化钛化合物的BET比表面积优选在5m²/g至100m²/g之间。当比表面积在5m²/g或以上时，充分确保了与非水电解质的接触面积。由此可以提高电池性能。当比表面积在100m²/g或以下时，用于生产电极的浆料容易涂布。同时，可以抑制非水电解质与活性材料的反应性，由此可以提高寿命。 

可以通过具有以下步骤的方法来测量比表面积： 

在液氮温度下，吸附发生区域的分子被吸附到粉末颗粒的表面；及 

从吸附在其上的分子的量来计算粉末颗粒的比表面积。 

用于获得比表面积的最常用的方法是BET方法。BET方法采用惰性气体的低温和低湿物理吸附，并基于用于计算比表面积的公知理论。该理论通过将作为单层吸附理论的Langmuir理论扩展到多层吸附来获得。以这种方法计算的比表面积称为“BET比表面积”。 

<活性材料层> 

如上所述，活性材料层61包括活性材料63以及任选存在的导电剂64和粘结剂。 

活性材料层63含有上述的第一粉末63a和第二粉末63b。该活性材料63还可以含有其它化合物。当活性材料63包含其它化合物时，第一粉末63a和第二粉末63b的总量优选等于或大于活性材料63总质量的50％。 

当本实施方案中的电极用作负极时，活性材料63可以包含的其它化合物的实例包括：具有锐钛矿结构的二氧化钛(TiO₂)、具有斜方锰矿结构的钛酸锂(Li₂Ti₃O₇)，及具有尖晶石结构的钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)。这些化合物是优选的，因为它们具有接近于单斜晶系二氧化钛的比重，这样，它们容易混合或分散。 

活性材料层中第一粉末63a与第二粉末63b的质量比优选75∶25至25∶75。 

粘结剂用于填充分散的活性材料63的间隙。粘结剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟基橡胶和丁苯橡胶。 

导电剂64用于提高电流收集性能，并抑制与集电体62的接触电阻。优选采用纤维导电剂。其实例包括碳纤维，例如碳纳米纤维或碳纳米管；导电纤维陶瓷，例如导电性氧化锆或氧化铟锡(ITO)；以及纤维状导电聚合物。在每种情况下，纤维的直径优选50至200nm，且纤维长度优选5至100μm。根据所期望的电极性能或将采用的活性材料63的短轴尺寸来恰当地确定纤维的直径和长度。 

在活性材料层61中，活性材料63、粘结剂和导电剂64的含量分别优选70质量％-98质量％、2质量％-30质量％和2质量％-30质量％。当粘结剂的量为2质量％或以上时，活性材料层61和集电体62的粘结性是足够的，并可以获得极好的循环性能。另一方面，为了提高容量，粘结剂的含量优选在30质量％或以下。当导电剂64的量在2质量％或以上时，活性材料层的电流收集性能可以得到提高。另一方面，为了提高容量，导电剂64的量优选30质量％或以下。 

集电体62由在活性材料63中在发生锂离子的插入和释放的电势下化学稳定的材料构成。该材料的实例包括Cu、Ni、Al和不锈钢。集电体62的厚度优选5-20μm。当厚度在该范围内时，可以在保持电极强度的同时减小集电体的重量。 

<单斜晶系二氧化钛化合物的合成方法> 

单斜晶系二氧化钛化合物可以通过以下方法合成。首先，使碱金属钛酸盐化合物与酸反应以用质子交换其碱金属阳离子。这样，得到钛酸质子化合物(即，一种质子交换的化合物)。然后，热处理该钛酸质子化合物。由此产生了具有单斜晶系二氧化钛晶体结构的二氧化钛化合物。 

用作原料的碱金属钛酸盐化合物的实例包括钛酸钾(K₂Ti₄O₉)、钛酸钠(Na₂Ti₃O₇)和钛酸锶(Cs₂Ti₅O₁₂)。通过用酸处理，碱金属钛酸盐化合物例如Na₂Ti₃O₇、K₂Ti₄O₉或Cs₂Ti₅O₁₂的碱金属阳离子是质子可交换的，而不会损伤晶体结构。 

用蒸馏水充分洗涤碱金属钛酸盐化合物粉末以去除杂质。然后，使粉末进行质子交换。通过酸处理来进行质子交换。酸处理包括向粉末中添加酸并搅拌的步骤，所述酸例如具有0.5至2M的浓度的盐酸、硝酸或硫酸。酸处理优选持续到碱金属阳离子被质子完全交换为止。当来自原料中的钾和钠留在最终产品中时，电极的充电放电容量会降低。不限于此，在温度约为25℃(室温)且采用约1M浓度的盐酸时，酸处理优选进行24小时或以上。更优选的，酸处理持续约1-2周。此外，酸溶液优选每24小时替换一次新鲜的酸溶液，以便稳定地进行质子交换。 

质子交换完成后，任选加入碱溶液例如氢氧化锂水溶液以中和剩余的酸。用蒸馏水洗涤所获得的质子交换化合物。充分进行该洗涤，直到洗涤液的pH值降到6-8为止。然后，干燥经洗涤的粉末，以提供钛酸质子化合物，这是一种中间产物(前体)。 

对钛酸质子化合物进行热处理，以提供作为最终目标产品的二氧化钛化合物。 

热处理的最佳温度依钛酸质子化合物的组成、粒径和晶体形式而不同。即使采用任何原料，都可以通过控制加热温度和时间来合成具有高容量的二氧化钛化合物。加热温度优选300-500℃，更优选350-400℃。当加热温度在350-400℃时，晶体中的层间距增加，由此锂离子容易在晶体中移动。当加热温度低于300℃时，结晶度很差，并且电极的容量、充电放电效率和重复性能较差。另一方面，当加热温度高于500℃时，更快速地促进晶体中原子的重排。这样，层间距减小，且会产生作为杂质相的锐钛矿结构的二氧化钛。结果是，降低了电极的性能。 

本发明人成功地合成了具有期望粒径和纵横比的碱金属钛酸盐化合物晶体，是通过采用一种使晶体以各向异性方式生长的方法。这种方法的实例包括融合(fusion)法、助熔剂法和水热合成法。 

融合法包括将原料在900-1500℃下熔化并冷却结晶的步骤。在助熔剂法中，K₂MoO₄或K₂WO₄被用作助熔剂。在水热合成法中，采用溶解有KOH等的碱溶液和TiO₂。该水热合成法包括在100-500℃的温度下和10-1000atm压力下合成晶体的步骤。为了促进特殊平面的晶体生长，更优选采用融合法合成。 

将以上述方法合成的具有预期粒径和纵横比的碱金属钛酸盐化合物颗粒进行质子交换处理，这样，获得了作为前体的钛酸质子化合物(H₂Ti₄O₉等)。在低温下短时间热处理该钛酸质子化合物，以提供具有预期粒度和纵横比的单斜晶系二氧化钛化合物。 

在助熔剂法中，初级颗粒容易生长。因此，当由助熔剂法合成的碱金属钛酸盐化合物用作原料时，可以获得的初级颗粒的第一粉末63a其具有0.5-5μm的短轴尺寸和0.5-20μm的长轴尺寸。 

当由固相反应等合成的碱金属钛酸盐化合物的细颗粒被用作原料时，可以获得的初级颗粒的第二粉末63b具有0.01-0.3μm的短轴尺寸和0.5-1μm的长轴尺寸。 

通过与上述相同方法合成的可商购的碱金属钛酸盐化合物试剂可用作初始原料。 

将描述合成该第二粉末63b的更优选的方法。首先，用溶剂稀释钛醇盐以准备钛醇盐溶液。作为钛醇盐，例如，可以采用四异丙醇钛。作为溶剂，例如，可以采用乙醇或2-丙醇。 

将通过混合乙醇和蒸馏水(乙醇的浓度：20-50质量％)所制备的混合溶液滴加到钛醇盐溶液中。这样，钛醇盐被水解，溶液变为凝胶。然后，在约400-约600℃的温度下加热该凝胶。结果，获得了钛氧化物颗粒。 

这时，将钛氧化物颗粒分散在碱溶液中以制备分散体。对分散体进行水热合成处理。可通过常规已知的步骤进行水热合成处理。作为碱溶液，例如，可以采用氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或氢氧化钾溶液。可以在10-100atm的高压下以及100-500℃的高温下，例如采用高压釜来进行水热合成处理。通过上述处理，产生了具有至少一种纳米管结构的碱金属钛酸盐化合物，其中特殊晶面在其上生长，并且产生了纳米线结构。这样，与融合方法相似，可以合成具有(001)面上取向的二氧化钛化合物。 

<粉末X射线衍射测量> 

可以通过粉末X射线衍射(XRD)证实二氧化钛化合物具有单斜晶体结构的事实。 

按照以下方法实施活性材料的XRD测量。首先，将目标样品研磨，直到平均粒径达约5μm。可以通过激光衍射方法得到该平均粒径。将经研 磨的样品填充在形成在玻璃样品板上并具有0.2mm深度的固定器部件中。此时，必须非常仔细地用样品将固定器部件填满。此外，应该特别仔细避免由于样片填充不充分而导致的裂缝和空隙的形成。 

然后，将单独的玻璃板用于通过使该单独玻璃板充分按压样品来使样片表面平滑。应该非常仔细，以避免样片的填充量过多或过少，从而防止在玻璃固定器的基本平面中的任何上升和凹陷。 

这时，将填充有样品的玻璃板放入粉末X射线衍射仪中。通过采用Cu-Kα射线进行所述测量以得到XRD图像。 

当该样片具有高度取向性时，存在峰位置转移以及强度比变化的可能性，这依赖于样片是如何填充的。在此情况下，优选采用可旋转样品台进行测量。具体地，将样品填充在玻璃毛细管中。将该玻璃毛细管设置在旋转支架上，然后在旋转该支架的同时执行测量。采用该方法的测量减少了操作者间测量结果的差别，能够具有高度的重复性。 

<电极的生产方法> 

电极可以如下制造：例如，通过使活性材料和粘结剂及必要情况下的导电剂悬浮在合适的溶剂中以制备浆料，将该浆料涂敷到集电体表面并干燥以形成电极层，然后将其压制。 

或者，可以通过混合活性材料和粘结剂及必要情况下的导电剂，将混合物形成片状物。该片状物用作电极层。将该片状物置于集电体上。 

根据上述实施方案，可以提供自第一循环起就具有高放电容量，且具有极好放电负载特性的电极。 

(第二实施方案) 

将结合附图说明根据第二实施方案的非水电解质电池。该实施方案中的非水电解质电池优选是非水电解质二次电池。 

根据第二实施方案的非水电解质电池包括根据第一实施方案的作为负极的电极、正极、非水电解质、隔膜和容器。 

图4是扁平状非水电解质二次电池的截面图。图5是图4的部分A的放大截面图。每个图是为促进实施方案的说明及其理解的示意图。其形状、尺寸和比例与实际器件的不同。然而，可以通过考虑以下的说明书和已知技术来对它们进行适当的设计和修改。 

电池1包括容器2、具有扁平形状的卷绕电极组3、正极端子7、负极端子8和非水电解质。 

容器2具有袋状形状。容器2由叠层膜构成。卷绕电极组3容纳在容器2中。 

如图5所示，卷绕电极组3包括正极4、负极5和隔膜6。 

通过从外侧螺旋卷绕由负极5、隔膜6、正极4和隔膜6依次层叠得到的叠层产品，并压制成型该最终产品，形成所述卷绕电极组3。 

螺旋卷绕该叠层以便负极位于最外周。压制卷绕叠层的同时进行加热，以便于能够产生扁平状电极组3。 

正极4包括正极集电体4a和正极活性材料层(下文中称为“正极层”)4b。正极层4b包含正极活性材料，并任选包含导电剂和粘结剂。该正极层4b设置在正极集电体4a的每个表面上。 

负极5包括负极集电体5a和负极活性材料层(下文中称为“负极层”)5b。负极活性材料层5b设置在负极集电体5a的两面上。在该实施方案中，将第一实施方案的电极用作负极5。 

如图4所示，在卷绕电极组3的周缘附近，带状正极端子7连接到正极集电体4a。带状负极端子8在卷绕电极组的最外层连接到负极集电体5a。正极端子7和负极端子8通过容器2的开口延伸到外侧。非水电解质从容器2的开口注入。可以通过将容器2的穿过负极端子8和正极端子7的开口热封来完全密封卷绕电极组3和非水电解质。 

正极端子7例如由在3V-5V(相对于Li/Li⁺)电势范围内具有导电性和电学稳定性的材料制成。这些材料的具体实例包括铝和含有例如Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu或Si元素的铝合金。正极端子7优选由与正极集电体4a同样的材料制成，以减小与正极集电体4a的接触电阻。 

负极端子8例如由在负极活性材料中插入和释放锂离子的电势下具有导电性和电学稳定性的材料制成。具体地，这些材料的实例包括Cu、Ni、Al和不锈钢。负极端子8优选由与负极集电体5a相同的材料制成，以减小与负极集电体5a的接触电阻。 

作为正极活性材料，可以采用各种氧化物或硫化物。 

氧化物和硫化物的实例包括锂离子插入的二氧化锰(MnO₂)、氧化铁、 氧化铜、氧化镍、锂锰复合氧化物(例如，Li_xMn₂O₄或Li_xMnO₂)、锂镍复合氧化物(例如，Li_xNiO₂)、锂钴复合氧化物(例如，Li_xCoO₂)、锂镍钴复合氧化物(例如，LiNi_1-yCo_yO₂)、锂锰钴复合氧化物(例如，Li_xMn_yCo_1-yO₂)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如，Li_xMn_2-yNi_yO₄)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如，Li_xFePO₄、Li_xFe_1-yMn_yPO₄、Li_xCoPO₄)、硫酸铁[Fe₂(SO₄)₃]、氧化钒(例如，V₂O₅)和锂镍钴锰复合氧化物。在上述化学式中，x大于0且小于等于1，并且y大于0且小于等于1。作为活性材料，这些化合物可以单独使用或与其它化合物组合使用。 

更优选的活性材料是提供高正极电压的化合物。其实例包括锂锰复合氧化物(例如，Li_xMn₂O₄)、锂镍复合氧化物(例如，Li_xNiO₂)、锂钴复合氧化物(例如，Li_xCoO₂)、锂镍钴复合氧化物(例如，LiNi_1-yCo_yO₂)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如，Li_xMn_2-yNi_yO₄)、锂锰钴复合氧化物(例如，Li_xMn_yCo_1-yO₂)、锂铁磷酸盐(例如，Li_xFePO₄)和锂镍钴锰复合氧化物。在上述化学式中，x大于0且小于等于1，并且y大于0且小于等于1。 

当采用常温熔融盐作为电池的非水电解质时，优选的活性材料的实例包括锂铁磷酸盐，例如Li_xVPO₄F(0≤x≤1)、锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物和锂镍钴复合氧化物。由于这些化合物与常温熔融盐具有低反应性，由此能够提高循环寿命。 

正极活性材料的初始粒径优选100nm或以上及1μm或以下。如果为100nm或以上，在工业化生产中的处理会容易。如果为1μm或以下，锂离子在固体中的扩散会平顺进行。 

正极活性材料的比表面积优选在0.1m²/g或以上以及10m²/g或以下。如果是在0.1m²/g或以上，能够充分确保锂离子的插入部位。如果在10m²/g或以下，在工业化生产中的处理会容易，并能够确保良好的充电放电循环特性。 

粘结剂用于将活性材料与集电体粘结。粘结剂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、氟基橡胶。 

如果需要的话，可采用导电剂来提高电流收集性能，并抑制与集电体间的接触电阻。导电剂的实例包括含碳材料，例如乙炔黑、炭黑和石墨。 

正极活性材料和粘结剂的掺混比例分别优选80质量％-98质量％、2 质量％-20质量％。 

当粘结剂含量在2质量％或以上时，会得到足够的电极强度。此外，当粘结剂的含量在20质量％或以下时，电极的绝缘体的混合量可以减少，并可以减少内部电阻。 

当添加导电剂时，正极活性材料、粘结剂和导电剂的掺混比分别优选77质量％-95质量％、2质量％-20质量％。、3质量％-15质量％。当导电剂含量为3质量％或以上时，可以施加上述影响。此外，当含量为15质量％或以下时，正极导电剂表面上的非水电解质在高温存储下的分解会减小。 

正极集电体优选由铝箔或含有选自Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu和Si中的至少一种元素的铝合金箔制成。 

铝箔和铝合金箔的厚度优选5μm以上及20μm以下，更优选15μm或以下。铝箔的纯度优选99质量％或以上。包含在铝合金箔中的过渡金属例如Fe、Cu、Ni或Cr的含量优选1质量％以下。 

可以例如通过以下方式制造正极。首先，将正极活性材料、导电剂和粘结剂悬浮在溶剂中以制备浆料。将浆料涂敷于正极集电体的一面或两面，随后干燥以形成正极层。之后，压制所得的层。可选择地，使正极活性材料、导电剂和粘结剂形成片状物。将片状物用作正极层。 

作为非水电解质，可以采用液态非水电解质或凝胶状非水电解质。通过将电解质溶解在有机溶剂中来制备液态非水电解质。可以通过形成液态电解质和聚合物材料的复合物来制备凝胶状电解质。 

液态非水电解质中的电解质浓度优选0.5mol/L-2.5mol/L。 

电解质的实例包括锂盐例如高氯酸锂(LiClO₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、三氟甲磺酸锂(LiCF₃SO₃)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)₂)。这些电解质可以单独使用也可以两个或多个组合使用。电解质优选即使在高电位下也不易氧化的电解质，且最优选LiPF₆。 

有机溶剂的实例包括环状碳酸酯，例如碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)以及碳酸亚乙烯酯；链状碳酸酯，例如碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和甲基乙基碳酸酯(MEC)；环状醚，例如四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)和二氧戊环(DOX)；链状醚，例如二甲氧基乙烷(DME) 和二乙氧基乙烷(DEE)；以及γ-丁内酯(GBL)，乙腈(AN)和环丁砜(SL)。 

这些有机溶剂可以单独使用，也可以两种或多种混合使用。 

聚合物材料的实例包括聚偏氟乙烯(PVdF)、聚苯胺(PAN)和聚氧化乙烯(PEO)。 

或者，可以将含有锂离子的常温熔融盐(离子熔体)、聚合物固体电解质、无机固体电解质等用作非水电解质。 

常温熔融盐表示由有机阳离子和阴离子的组合构成的有机盐中在常温(15-25℃)可以保持液态存在的化合物。常温熔融盐的实例包括仅为液态存在的，当与电解质混合时变为液态的，以及当溶解到有机溶剂后变为液态的。用于非水电解质电池的常温熔融盐的熔点通常在25℃或以下。此外，有机阳离子通常具有季铵盐骨架。 

通过将电解质溶解到聚合物材料中并使该混合物固化来制备聚合物固体电解质。 

无机固体电解质为具有锂离子传导性的固体材料。 

作为隔膜，可采用由如聚乙烯、聚丙烯、纤维素或聚偏氟乙烯(PVdF)、合成树脂无纺布等材料制成的多孔膜。由聚乙烯或聚丙烯制成的多孔膜在某些温度下会熔化并可阻碍电流，这样，从提高安全性的角度考虑为优选。 

作为容器，采用由叠层膜构成的袋状容器或金属容器。 

容器形状的实例包括扁平型(薄型)、角型、圆柱型、钱币型或纽扣型片型、叠层型形状。采用具有与电池尺寸相应尺寸的容器。例如，使用用于安装在便携电子设备上的小尺寸电池的容器，以及用于安装在例如两-四轮车辆上的大尺寸电池的容器。 

作为叠层膜，可以采用通过在树脂层之间插入金属层制备的多层膜。该金属层优选由铝箔或铝合金箔形成，以减小电池重量。例如，聚合物材料，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)可用于树脂层。通过热熔合密封将叠层膜成形为所需形状。叠层膜的厚度优选小于等于0.5mm，更优选小于等于0.2mm。 

金属容器可以由铝、铝合金等制成。铝合金优选含有选自Mg、Zn和Si中的至少一种元素的合金。当合金含有例如Fe、Cu、Ni或Cr的过渡金属时，过渡金属的量优选为1质量％或以下。这样，可以显著提高高温下 的长期可靠性和热释放性。金属容器优选具有1mm或以下的厚度，更优选0.5mm或以下，进一步优选0.2mm或以下。 

图6和7显示了根据第二实施方案的不同类型的非水电解质二次电池。图6是扁平型非水电解质二次电池11的部分切割透视图。图7是图6中部分B的放大图。 

电池11包括容器12、容纳在容器12中的叠层型电极组13、正极端子17和负极端子18以及非水电解质。 

容器12由通过金属层插入两个树脂层之间而形成的叠层膜形成。对于叠层型电极组13，如图7所示，通过将隔膜16插入正极14和负极15之间并交替地将它们层叠而形成叠层。 

存在多个正极14，并且它们包括正极集电体14a和位于正极集电体14a的每个表面上的正极层14b。存在多个负极15，并且它们包括负极集电体15a和位于负极集电体15a的每个表面上的负极层15b。 

每个负极集电体15a的一侧从该叠层突出出来，并连接到带状负极端子18。相似地，未示出的每个正极集电体14a的一侧从叠层的与负极集电体15a从叠层突出的位置相对的位置突出出来。正极集电体14a连接到带状正极端子17。 

负极端子18的末端向外延伸出容器12。正极端子17的末端与负极端子18相对设置，并向外延伸出容器12。 

此外，将非水电解质注入容器12。 

根据上述实施方案，能够提供自第一循环其就具有高放电容量，且具有极好的放电负载特性的非水电解质电池。 

(第三实施方案) 

然后，将结合附图解释根据第三实施方案的电池组。该电池组包括一个或两个或多个根据第二实施方案的非水电解质电池(单元电池)。当所述电池组包括两个或多个单元电池时，这些单元电池以串联或并联电连接的方式排列。 

图8和图9显示了电池组20的实例。这个电池组20包括一个或多个具有图4所示结构的扁平型单元电池21。图8是该电池组20的分解透视图。图9是显示了图8所示电池组20的电路的方块图。 

层叠多个单元电池21，以使得向外延伸的正极端子7和负极端子8在相同方向排列，并用粘合胶带22固定，从而构成电池模块23。如图9所示，这些单元电池21串联地电连接。 

印刷电路板24设置在单元电池21的伸出有正极端子7和负极端子8的侧表面的相反侧。如图9所示，热敏电阻器25、保护电路26和连接到外部设备的驱动端子27布置在印刷电路板24上。绝缘板(未示出)附着到面对着电池模块23的印刷电路板24的表面上，以避免与电池模块23的布线的不必要的连接。 

正极侧引线28连接到位于电池模块23最底层上的正极端子7，正极侧引线28的一个末端插入并电连接到印刷电路板24的正极侧连接器29。负极侧引线30连接到位于电池模块23最上方的负极端子8，并且负极侧引线30的一个末端插入并电连接到印刷电路板24的负极侧连接器31。这些连接器29和31通过形成在印刷电路板24上的布线32和33连接到保护电路26。 

热敏电阻器25用于检测单元电池21的温度，并将检测信号传输给保护电路26。该保护电路26可以在预定条件下关闭位于保护电路26和连接到外部设备的驱动端子27之间的正(plus)侧布线34a和负(minus)侧布线34b。预定条件表示，例如，由热敏电阻器25检测到的温度达到预定值或更高值时。另外，预定条件表示，例如，检测到单元电池21的过充、过放和过流。该过充等的检测针对单个单元电池21或全部单元电池21。当检测单个单元电池21时，可以既检测电池的电压又检测正极或负极的电位。在后一种情况下，用作参比电极的锂电极插入单个单元电池21之间。在图8和图9的情况下，用于检测电压的布线35连接到每个单元电池21，并且将检测到的信号通过这些布线35传输到保护电路26。 

由橡胶或树脂制成的保护片36位于电池模块23的三个侧面的每一个上，除了正极端子7和负极端子8伸出的侧面。 

电池模块23与每个保护片36和印刷电路板24一起容纳在容器37中。具体地，保护片36位于容器37的长侧方向上的每个内侧面以及短侧方向的一个内侧面上，而印刷电路板24位于短边侧方向的其它内侧面上。电池模块23位于由保护片36和印刷电路板24围成的空间内。盖38附着在 容器37的上表面。 

在这里，可以用热收缩胶带代替粘合胶带22，以保证电池模块23的安全。在此情况下，在将保护片设置在电池模块的两侧上以及将热收缩胶带围绕电池模块卷绕后，通过加热使热收缩胶带收缩以紧固该电池模块。 

图8和图9中显示了串联连接的单元电池21的结构。然而，这些单元电池可以并联连接以增加电池容量。装配的电池组还可以进一步串联或并联连接。 

另外，可以根据其应用来适当改变电池组的结构。电池组优选用于在释放大电流时显示极好循环特性的用途。这些用途的具体实例包括用于数码相机的电源、以及安装在车辆上的电源，例如二至四轮混合电动车、二至四轮电动车和助力车。该电池组优选用于安装在车辆上的电源。 

根据上述实施方案，可以提供自第一循环就具有高放电容量且具有极好放电负载特性的电池组。 

实施例 

下文中，将基于这些实施例来详细说明实施方案，然而，实施方案不限于此。 

<单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末的制造> 

制造单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末，其具有0.5-5μm的初级颗粒短轴平均尺寸及0.5-20μm的初级颗粒长轴平均尺寸。首先，合成由式K₂Ti₄O₉表示的钛酸钾。 

作为原料，采用碳酸钾和二氧化钛。这些原料以摩尔比K₂Co₃∶TiO₂＝1∶4混合，以合成K₂Ti₄O₇。K₂Ti₄O₇中K∶Ti摩尔比为1∶2。将混合物放入铂坩埚中，并通过加热至高达1000℃而熔化。 

为了促进各向异性的晶体生长，利用晶体生长的速度差。将熔化的混合物从炉中取出并倒入冷却盘，从而快速冷却。用水洗涤获得的固体物质以移除部分的钾离子。同时，溶解聚集体。由此获得的K₂Ti₄O₉粉末为盘状(plate-like)晶体。长轴方向的平均尺寸为20-100μm，短轴方向的平均尺寸为1-10μm。 

将所获得的粉末加入1M浓度的盐酸溶液中，并在25℃的温度下搅拌两周。1M盐酸每24小时替换一次新鲜的。这样，获得了由H₂Ti₄O₉表示 的中间产物(前体)。将中间产物在370℃下烧结1小时。加热的样品在真空中于80℃下干燥12小时，得到二氧化钛。 

通过粉末X射线衍射测量观察由此合成的二氧化钛。结果，经鉴别该二氧化钛为具有属于空间群C2/m的TiO₂(B)结构的二氧化钛。 

<制造单斜晶系二氧化钛的第二粉末> 

制造单斜晶系二氧化钛化合物的第二粉末，其具有0.01-0.3μm的初级颗粒短轴平均尺寸以及0.5-1μm的初级颗粒长轴平均尺寸。 

采用可商购的K₂Ti₄O₉试剂作为初始原料，合成由式H₂Ti₄O₉表示的钛酸质子化合物。首先，为了去除杂质，用蒸馏水洗涤K₂Ti₄O₉粉末。然后将5g K₂Ti₄O₉粉末放入100cm³内容积的氧化锆埚中。添加10mm直径的氧化锆球直到其体积达到埚的三分之一。氧化锆球以800rpm的速度旋转2小时，从而粉碎K₂Ti₄O₉，直到其平均粒径为约1μm以下。 

将研磨的K₂Ti₄O₉粉末添加到具有1M浓度的盐酸溶液中，并在25℃搅拌该混合物72小时。在此情况下，1M盐酸每24小时替换一次新的。结果，钾离子被质子替换，并且获得了由化学式H₂Ti₄O₉表示的钛酸质子化合物。所获得的悬浮体具有良好的分散性，由此难以通过过滤将其分离。这样，采用离心作用将钛酸质子化合物从溶剂分离。将所得钛酸质子化合物在400℃下烧结1小时。被加热的样品在真空中于80℃下干燥12小时，以获得具有TiO₂(B)结构的二氧化钛。 

通过粉末X射线衍射测量观察由此合成的二氧化钛。结果，经鉴别该二氧化钛为具有属于空间群C2/m的TiO₂(B)结构的二氧化钛。 

<样品的准备> 

将在上述方法中合成的第一和第二粉末混合以制备样品。第二粉末与第一和第二粉末总质量的比例分别为0质量％、25质量％、50质量％、75质量％和100质量％。 

<粒度分布的测量> 

采用Shimadzu公司制造的激光衍射型尺寸分布测量设备SALD-200V测量样品的粒度分布。测量含有25质量％、50质量％或75质量％的第二粉末的样品。由质量基础分布的测量结果计算质量百分比。然后，获得等价于加载混合比例的结果。采用Shimadzu公司的WingSALD系列软件计 算样品(即，所获得的混合物)的中位直径(d50)。结果，第一粉末的直径为13.5μm，第二粉末的直径为0.5μm。第一和第二粉末的每一种的纵横比分别约为1。 

<电化学测量电池的制造> 

将上述方法中准备的样品、作为粘结剂的聚四氟乙烯、作为导电剂的乙炔黑分别以质量比80wt％、10wt％和10wt％混合。将混合物成型，以制造测试电极。 

将金属锂箔用作对电极。作为非水电解质，采用通过将高氯酸锂溶解在混合溶剂中制备的电解质溶液。高氯酸锂的浓度为1M。该混合溶剂按体积比1∶1混合碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯以制备。 

通过采用测试电极、对电极和电解质溶液来制造测量电池。在此情况下，将金属锂用作对电极，并由此使得测试电极的电位高于对电极的电位。因此，充电和放电的方向与实际上采用测试电极作为负极时相反。为了避免任何混乱，设定锂离子插入测试电极的方向为充电方向，而锂离子从测试电极释放的方向为放电方向。通过与采用常规已知的正极材料形成的对电极组合，测试电极可以作为负极运行。 

<电化学测量> 

采用该测量电池进行充电和放电测试。在室温下，在1.0V-3.0V(相对于Li/Li⁺)的电位下进行充电和放电测试，充电放电电流为0.2C。由结果计算样品(活性材料)单位质量的充电放电容量(mAh/g)。 

然后，对该测量电池进行快速放电测试，以检验该测试电极的放电负载特性(比率特性)。在1.0V-3.0V(相对于Li/Li⁺)的电位以及5.0C的充电放电电流下进行该项测试。从所获得的放电容量计算相对于0.2C放电容量的放电容量保持率。 

<结果> 

图10显示样品中第二粉末的比例与单位样品质量的放电容量(mAh/g)之间的关系。图10还显示了样品中第二粉末的比例与5.0C放电容量相对于0.2C放电容量的保持率之间的关系。结果显示，当第二粉末的比例在25-75质量％时，0.2C时的放电容量和5.0C时的放电容量保持率优良。 

随着第二粉末的比例增加，0.2C时的放电容量降低。然而，当第二粉 末的比例在25-75质量％时，放电容量的降低被抑制。 

随着第二粉末的比例减小，5.0C时的放电容量保持率减小。然而，当第二粉末的比例在25-75质量％时，5.0C时的放电容量保持率的减小被抑制。 

从上面描述的结果显示，0.2C放电容量和5.0C放电容量保持率优良，这是通过采用第一粉末和第二粉末的混合物所未曾意料到的协同效应。因此，其显示，根据多个实施方案，能够提供具有高的充电放电容量和极好的放电负载特性的电极、非水电解质电池和电池组。 

虽然已经描述了某些实施方案，这些实施方案仅以实例的形式展示，并不限定本发明的范围。实际上，在此说明的新颖的实施方案可以包含其它多种形式；而且，对于在此说明的实施方案可以进行形式上的各种省略、替换和改变，而不会偏离本发明的精神。所附权利要求以及它们的等价形式意在覆盖了这些形式或修改，如同其落入本发明的范围和精神之内。 

Claims (5)

1.用于电池的电极(60)，其特征在于，该电极(60)包括：

集电体(62)；以及

设置在集电体(62)上的活性材料层(61)，该活性材料层(61)包括单斜晶系二氧化钛化合物的第一粉末(63a)和单斜晶系二氧化钛化合物的第二粉末(63b)，该第一粉末(63a)具有短轴平均尺寸在0.5μm至5μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至20μm的初级颗粒，该第二粉末(63b)具有短轴平均尺寸在0.01μm至0.3μm的初级颗粒和长轴平均尺寸在0.5μm至1μm的初级颗粒。

2.权利要求1的电极(60)，其特征在于，第二粉末(63b)的质量与第一粉末(63a)的质量和第二粉末(63b)的质量之和的比例为25％至75％。

3.权利要求1的电极(60)，其特征在于，活性材料层(61)的密度在1.8g/cm³至3.0g/m³的范围内。

4.一种非水电解质电池(1)，其特征在于，该非水电解质电池(1)包括：

根据权利要求1作为负极的电极(5)；

正极(4)；和

非水电解质。

5.一种电池组(20)，其特征在于，该电池组(20)包括：

根据权利要求4的非水电解质电池(21)；以及

容纳该电池(21)的容器(37)。

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