CN107204454B - 电极、非水电解质电池、电池包及车辆 - Google Patents

电极、非水电解质电池、电池包及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明的实施方式涉及电极、非水电解质电池、电池包及车辆。本发明提供容量及速率特性优异的电极、具备该电极的非水电解质电池、具备该非水电解质电池的电池包及具备该电池包的车辆。根据1个实施方式，本发明提供含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子的电极。多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子。

Description

电极、非水电解质电池、电池包及车辆
技术领域
本发明的实施方式涉及电极、非水电解质电池、电池包及车辆。
本申请以2016年3月17日提出的日本专利申请第2016-053598号为基础，由该申请主张优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
背景技术
锂离子非水电解质电池作为高能量密度电池，已在电动汽车、电力蓄电、信息设备等各个领域中广泛普及。随之，非水电解质电池来自市场的要求也进一步增加，一直在积极地开展研究。
其中，用于电动汽车用电源的锂离子非水电解质电池基于其用途，要求能量密度高，即要求单位质量或单位体积的放电容量大。而且，为了使减速时的运动能量再生，要求即使在瞬间向电池输入大的电流时，也能高效率地进行充电。另外，要求在启动时、急起步时、急加速时等，相反地可进行大的输出，即可瞬间放电大电流。也就是说，作为电动汽车用电源的二次电池，除了大容量以外，还期待着短时间的输入输出特性良好。
作为该锂离子非水电解质电池的负极活性物质，一直多使用碳系材料。可是，近年来，与碳系材料相比，Li嵌入脱嵌电位更高的尖晶石型钛酸锂受到注目。该尖晶石型钛酸锂因没有伴随充放电反应的体积变化而使循环特性优异。此外，该尖晶石型钛酸锂，与使用碳系材料时相比，因发生锂枝晶的可能性低等而具有高的安全性，此外，还具有因是陶瓷而不易发生热失控的大优点。
另一方面，在作为负极活性物质使用尖晶石型钛酸锂的非水电解质电池中，存在能量密度低的问题，需要可得到高容量的负极材料。因而，一直在对单位质量的理论容量比尖晶石型钛酸锂Li4Ti5O12大的Nb2TiO7等铌钛复合氧化物进行研究。
发明内容
本发明要解决的课题是，提供容量及速率特性优异的电极、具备该电极的非水电解质电池、具备该非水电解质电池的电池包及具备该电池包的车辆。
根据第1实施方式，提供一种电极。该电极含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子。多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子。当将连接与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第1线段的中点、和与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第2线段的中点的线段作为第3线段时，间隙满足以下的式(1)～(3)。
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
这里，a为在第3线段的长度的50％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段A的长度，b为在第3线段的长度的10％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段B的长度，c为在第3线段的长度的90％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段C的长度。
根据第2实施方式，提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备使用了第1实施方式的电极的负极、正极和非水电解质。
根据第3实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第2实施方式的非水电解质电池。
根据第4实施方式，提供一种车辆。该车辆具备第3实施方式的电池包。
根据上述构成，可提供容量及速率特性优异的电极、具备该电极的非水电解质电池、具备该非水电解质电池的电池包及具备该电池包的车辆。
附图说明
图1是表示铌钛复合氧化物Nb2TiO7的晶体结构的示意图。
图2是从另一方向表示图1的晶体结构的示意图。
图3是表示第1实施方式的电极含有的粒子间的间隙的一个例子的俯视图。
图4是简略地表示图3所示的间隙中的离子传导的俯视图。
图5是简略地表示参考例的间隙中的离子传导的俯视图。
图6是表示第2实施方式的非水电解质电池的一个例子的剖视图。
图7是图6的A部的放大剖视图。
图8是示意性地表示第2实施方式的非水电解质电池的另一例子的局部缺口立体图。
图9是图8的B部的放大剖视图。
图10是表示第3实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。
图11是表示图10的电池包的电路的框图。
图12是表示具体例的二次电池的交流阻抗测定的结果的曲线图。
图 13是表示具体例的二次电池的HPPC(Hybrid Pulse PowerCharacterization，混合脉冲功率特性)试验的结果的曲线图。
图14是放大地表示实施例的负极的活性物质含有层的扫描型电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)照片。
图15是放大地表示比较例的负极的活性物质含有层的SEM照片。
图16是放大地表示第1实施方式的电极的活性物质含有层的SEM照片。
图17是简略地表示第4实施方式的车辆的一个例子的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。需要说明的是，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是为了帮助实施方式的说明及其理解的示意图，其形状或尺寸、比例等与实际的装置有不同的地方，它们可以通过参考以下的说明和公知技术来适当地进行设计变更。
(第1实施方式)
根据第1实施方式，提供一种电极。该电极含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子。多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子。当将连接与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第1线段的中点、和与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第2线段的中点的线段作为第3线段时，间隙满足以下的式(1)～(3)。
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
这里，a为在第3线段的长度的50％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段A的长度，b为在第3线段的长度的10％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段B的长度，c为在第3线段的长度的90％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段C的长度。
本实施方式的电极含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子，且由这些活性物质粒子形成的间隙满足上述式(1)～(3)。因此，可得到容量及速率特性优异的电极。
铌钛复合氧化物的晶体结构没有特别的限定，这里作为一个例子，对单斜晶型铌钛复合氧化物的晶体结构的例子进行说明。
图1是表示单斜晶型铌钛复合氧化物的一个例子即铌钛复合氧化物Nb2TiO7的晶体结构的示意图。图2是表示从另一方向观察图1的晶体结构时的示意图。
如图1所示的那样，在单斜晶型铌钛复合氧化物Nb2TiO7的晶体结构中，金属离子101和氧化物离子102构成骨架结构部分103。在金属离子101的位置上，以Nb∶Ti＝2∶1的比例无规地配置有Nb离子和Ti离子。通过三维交替地配置该骨架结构部分103，骨架结构部分103彼此间存在空隙部分104。该空隙部分104成为锂离子的嵌入点(host)。如图1所示的那样，该空隙部分104相对于晶体结构整体可占据大的部分。而且，该空隙部分104即使嵌入锂离子也能稳定地保持结构。
图1中，区域105及区域106是在[100]方向和[010]方向具有二维的通道(channel)的部分。分别如图2所示的那样，在单斜晶型铌钛复合氧化物的晶体结构中，在[001]方向存在空隙部分107。该空隙部分107具有对锂离子的导电有利的隧道(tunnel)结构，成为连接区域105和区域106的[001]方向的导电路径。通过存在该导电路径，锂离子可在区域105和区域106间往来。
这样，在单斜晶型铌钛复合氧化物Nb2TiO7的晶体结构中，锂离子的等价的嵌入空间大且结构稳定，另外，存在具有锂离子扩散快的二维的通道的区域和连接它们的[001]方向的导电路径。由此，在单斜晶型铌钛复合氧化物Nb2TiO7的晶体结构中，锂离子向嵌入空间的嵌入脱嵌性提高，同时锂离子的嵌入脱嵌空间有效地增加。由此，可提供高容量和高速率性能。
另外，对于上述晶体结构，在将锂离子嵌入空隙部分104中时，构成骨架103的金属离子101还原成3价，由此保持晶体的电中性。单斜晶型铌钛复合氧化物中，不仅Ti离子从4价向3价还原，而且Nb离子从5价向3价还原。也就是说，单位活性物质重量的还原价数大。因此，即使嵌入大量锂离子也可保持晶体的电中性。因此，单斜晶型铌钛复合氧化物与只含有4价阳离子的氧化钛这样的化合物相比，能量密度高。具体而言，单斜晶型铌钛复合氧化物的理论容量为387mAh/g左右，这是具有尖晶石结构的钛氧化物的2倍以上的值。
此外，铌钛复合氧化物具有1.5V(相对于Li/Li+)左右的锂嵌入电位。因此，通过使用含有单斜晶型铌钛复合氧化物的活性物质，可提供能进行稳定的重复急速充放电的电池。
如以上所述，如果本实施方式的电极含有的活性物质粒子含有例如单斜晶型铌钛复合氧化物，则可得到容量及速率特性优异的电极。
接着，参照图3～图5对本实施方式的电极含有的活性物质粒子间的间隙进行说明。图3是表示本实施方式的电极含有的活性物质粒子间的间隙的一个例子的俯视图。图4是简略地表示图3所示的间隙中的离子传导的俯视图。图5是简略地表示参考例的间隙中的离子传导的俯视图。
图3中描绘了第1活性物质粒子P1(粒子P1)和与其相邻的第2活性物质粒子P2(粒子P2)形成间隙G的情形。粒子P1及粒子P2存在于三维空间中，但图3中为了方便说明而描绘了俯视图。如图3所示的那样，粒子P1及粒子P2相隔一定程度的距离地邻接。粒子P1的表面的一部分和粒子P2的表面的一部分相互对置，将由它们围成的空间作为间隙G。
线段M是与粒子P1相连的线段且是与粒子P2相连的线段。如果将该线段M的长度记为m，则长度m可表示从线段M与粒子P1相连的点P1M到线段M与粒子P2相连的点P2M的长度。线段N为与粒子P1相连的线段且为与粒子P2相连的另一线段。如果将该线段N的长度记为n，则长度n可表示从线段N与粒子P1相连的点P1N到线段N与粒子P2相连的点P2N的长度。线段M及线段N都是不横穿上述间隙G的线段。
这里，为了示出粒子P1及粒子P2相隔一定程度的距离地邻接，进一步给出以下定义。首先，将连接线段M的中点MM和线段N的中点NM的线段记为线段H，将其长度记为h。接着，将在该线段H的长度的50％的位置处与线段H相交且以最短距离连接粒子P1和粒子P2的线段记为A，将该线段A的长度记为a。此外，将在线段H的长度的10％的位置处与线段H相交且以最短距离连接粒子P1和粒子P2的线段记为B，将该线段B的长度记为b。此外，将在线段H的长度的90％的位置处与线段H相交且以最短距离连接粒子P1和粒子P2的线段记为C，将该线段C的长度记为c。
假设如果线段H的起点(线段H的长度的0％的位置)为线段M的中点MM、线段H的终点(线段H的长度的100％的位置)为线段N的中点NM，则可确定线段H的长度的10％的位置。线段H的长度的50％的位置及线段H的长度的90％的位置都可与此同样地确定。
关于线段H和线段A形成的角度，只要线段A从线段H的长度的50％的位置处通过，就没有特别限制。线段H和线段A形成的角度可以为90°。关于线段H和线段B形成的角度，只要线段B从线段H的长度的10％的位置处通过，就没有特别限制。线段H和线段B形成的角度可以为90°。关于线段H和线段C形成的角度，只要线段C从线段H的长度的90％的位置处通过，就没有特别限制。线段H和线段C形成的角度可以为90°。
本实施方式中，由粒子P1和粒子P2形成的间隙为线段A的长度a、线段B的长度b和线段C的长度c满足以下的式(1)～(3)这样的空间。
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
在a/b比满足式(1)时，线段A的长度和线段B的长度不会过度地不同。此外，在a/c比满足式(2)时，线段A的长度和线段C的长度不会过度地不同。此外，在b/c比满足式(3)时，线段B的长度和线段C的长度不会过度地不同。
也就是说，如果a/b比、a/c比及b/c比满足上述(1)～(3)，则粒子P1的表面中的从与粒子P2相对的某位置到粒子P2的距离、和粒子P1的表面中的从与粒子P2相对的另一位置到粒子P2的距离为同等程度的可能性高。在此种情况下，如图4所示的那样，从粒子P2向粒子P1的离子导电通路的方向Y比较一致，所以离子的扩散距离Z短。因而，本实施方式的电极的容量及速率特性优异。
为了比较，图5中示出了不满足上述(1)～(3)的间隙中的离子传导。在此种情况下，由于存在从粒子P2向粒子P1的离子导电通路的方向Y在一个方向不一致的部分，所以离子的扩散距离Z与图4的情况相比存在长的部分。
粒子P1的粒径例如在0.1μm～100μm的范围内，优选在0.5μm～50μm的范围内，更优选在1μm～5μm的范围内。粒子P2的粒径例如在0.1μm～100μm的范围内，优选在0.5μm～50μm的范围内，更优选在1μm～5μm的范围内。如果活性物质粒子的粒径在0.1μm～100μm的范围内，则电阻减小，因此可得到速率特性优异的电极。
接着，对本实施方式的电极更详细地进行说明。
本实施方式的电极也可以具备集电体。集电体优选由在比1.0V(vs.Li/Li+)高的电位范围中电化学上稳定的材料形成。这样的材料的例子包括铝及含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si中的至少1种元素的铝合金。
集电体的厚度例如为20μm以下，优选为15μm以下。铝箔纯度优选为99质量％以上。作为铝合金，优选含镁、锌、硅等元素的铝合金。另一方面，铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量优选为1质量％以下。
电极也可以具备形成于集电体上的活性物质含有层。活性物质含有层可担载在集电体的一面上，也可以担载在两面上。此外，集电体也可以含有未担载活性物质含有层的部分。此部分例如可作为电极极耳起作用。
活性物质含有层含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子。活性物质含有层也可以含有其它活性物质，也可以含有除活性物质以外的材料。作为除活性物质以外的材料，例如可列举出导电剂及粘结剂。
作为铌钛复合氧化物，可列举出Nb2TiO7、Nb2Ti2O19、Nb10Ti2O9、Nb24TiO62、Nb14TiO37及Nb2Ti2O9等。铌钛复合氧化物也可以是将Nb和/或Ti的至少一部分用异种元素置换的置换铌钛复合氧化物。置换元素的例子有V、Cr、Mo、Ta、Zr、Mn、Fe、Mg、B、Pb及Al等。置换铌钛复合氧化物可含有1种置换元素，也可以含有2种以上的置换元素。活性物质粒子可含有1种铌钛复合氧化物，也可以含有多种铌钛复合氧化物。铌钛复合氧化物优选含有单斜晶型铌钛复合氧化物Nb2TiO7。在此种情况下，如上所述，可得到容量及速率特性优异的电极。
作为其它活性物质，例如可使用钛氧化物。作为钛氧化物，只要是可嵌入脱嵌锂的材料就没有特别限定，例如可使用尖晶石型钛酸锂、斜方锰矿型钛酸锂、含钛金属复合氧化物、氧化铌及其复合氧化物、具有单斜晶系的晶体结构的二氧化钛(TiO2(B))以及锐钛矿型二氧化钛等。
作为尖晶石型钛酸锂，可列举出Li4+xTi5O12(x由于充放电反应在－1≤x≤3的范围内变化)等。作为斜方锰矿型钛酸锂，可列举出Li2+yTi3O7(y根据充放电反应在－1≤y≤3的范围内变化)等。作为TiO2(B)及锐钛矿型二氧化钛，可列举出Li1+zTiO2(z根据充放电反应在－1≤z≤0的范围内变化)等。
作为含钛金属复合氧化物，可列举出含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni及Fe中的至少1种元素的金属复合氧化物等。作为含有Ti和选自P、V、Sn、Cu、Ni及Fe中的至少1种元素的金属复合氧化物，例如可列举出TiO2-P2O5、TiO2-V2O5、TiO2-P2O5-SnO2、TiO2-P2O5-MeO(Me为选自Cu、Ni及Fe中的至少1种元素)等。
这样的金属复合氧化物优选为结晶性低、晶体相和非晶相共存、或非晶相单独存在的显微结构。通过为显微结构，可进一步提高循环性能。
导电剂具有提高集电性能、并且抑制活性物质与集电体的接触电阻的作用。导电剂的例子包括乙炔黑、炭黑、石墨、碳纳米纤维及碳纳米管等碳质物。作为导电剂，可以单独使用这些碳质物，也可以组合使用多种碳质物。
粘结剂具有粘结活性物质、导电剂及集电体的作用。粘结剂的例子包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、及氟系橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸树脂或其共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯腈等。作为粘结剂，可以单独使用这些粘结剂，也可以组合使用多种粘结剂。
优选活性物质、导电剂及粘结剂分别按70质量％以上且96质量％以下、2质量％以上且28质量％以下及2质量％以上且28质量％以下的比例配合。导电剂通过规定为2质量％以上的量可发挥上述的效果。从高容量化的观点出发，导电剂及粘结剂分别优选为28质量％以下的量。
本实施方式的电极例如可如下制造。
首先，按以下顺序制作含铌钛复合氧化物的活性物质。开始，作为初始原料，准备任意含有Ti、Nb及Zr的氧化物或盐。作为一个例子，在合成单斜晶型铌钛复合氧化物时，作为初始原料，可使用例如称为二氧化钛或五氧化铌的氧化物。作为初始原料使用的盐，优选为氢氧化物盐、碳酸盐及硝酸盐等在比较低的温度下通过分解生成氧化物的盐，氢氧化铌、氢氧化锆等是适合的。
接着，将得到的混合物粉碎，得到尽量均匀的混合物。接着，对得到的混合物进行烧成。烧成例如在900℃～1400℃的温度范围下总计进行1～100小时。
通过以上工序，可得到作为活性物质的铌钛复合氧化物。再者，作为初始原料，通过使用碳酸锂等含锂的化合物，还可合成含锂的复合氧化物。
接着，准备按以上合成的活性物质、导电剂及粘结剂。将它们悬浮在适当的溶剂中，将该悬浮液涂布在铝箔等的集电体的一面或两面上，并使其干燥。对悬浮液干燥后的集电体加压，制作电极。得到的电极例如为带状的电极。根据需要，也可以在加压前或加压后进行电极的裁切。
使用得到的电极例如作为负极，另外使用按公知的方法制作的正极及非水电解质制作非水电解质电池。对得到的电池，例如在－30℃～20℃的环境下进行初充电。该初充电优选在－20℃～0℃的环境下，更优选在－15℃～5℃的环境下进行。该初充电例如为0.1C～5C的、优选0.2C～1C的恒电流恒电压模式的充电，例如进行5小时～10小时。断开电位例如记为2.85V。如果进行该初充电，则因对活性物质粒子施加负载而使活性物质粒子分开。其结果是，能够得到具有本实施方式的间隙的电极。此外，如果以大电流进行该初充电，则因活性物质粒子容易分开而能够得到容量及速率特性更优异的电极。再者，包含该电极的电池在初充电后在根据需要进行了初次放电及老化等后，可实际地使用。
活性物质粒子分开的原因尚未确定，但有起因于该活性物质粒子的粒子内的组成的不均匀性的可能性。例如，如以上说明的那样，在通过固相反应制作含铌钛复合氧化物的活性物质时，在作为原料准备的成为Nb源的化合物和成为Ti源的化合物的粒径不相同。如果将粒径不同的这些原料混合进行烧成，则存在生成的固体内的Nb或Ti的扩散变慢的部分。也就是说，这些原料没有均匀地反应，例如生成富Nb相。其结果是，生成的活性物质粒子中存在与目标组成不同的异相的部分及缺陷。作为异相，例如在制作Nb2TiO7时可生成Nb10Ti2O29、Nb14TiO37、Nb24TiO62等。
根据本发明者们的研究可知：虽不存在结晶学的解理面，但活性物质粒子分开的方向通常为[010]方向，即与通过嵌入Li而延伸的C轴垂直的方向。这启示如上所述有以异相或缺陷的存在为起点产生分开的可能性。本实施方式的电极含有的活性物质粒子也可以包含以异相的部分及缺陷为起点而分开的活性物质粒子。
图16是放大地表示本实施方式的电极的活性物质含有层的SEM照片。采用SEM的具体的观察方法后述。对该SEM照片中分开的活性物质粒子数量的概算方法进行说明。
首先，假设在图16所示的SEM图像中，粒度分布中二次粒径在1μm～50μm的范围内的铌钛复合氧化物粒子以大约97％的数量存在。另外，假设该SEM图像中观察的面内存在的铌钛复合氧化物粒子的平均二次粒径为大约8μm。所以，该SEM图像中观察的面内存在的铌钛复合氧化物粒子的数量可按以下计算。
900μm2/8μm×97/100＝110(个)
而且，在图16所示的SEM图像中，可看作由圆圈围住的14个活性物质粒子50分开。于是，110个活性物质粒子中14个分开，这些14个分开的粒子(14个粒子对)满足上述的式(1)～(3)。
也就是说，从14/110×100＝12.7％的计算可算出在图16所示的SEM图像中，观察的面内存在的铌钛复合氧化物粒子中的大约12.7％的比例的活性物质粒子满足上述式(1)～(3)。
在用SEM观察活性物质含有层时，也可以是相对于30μm×30μm的面内存在的活性物质粒子的总数，例如0.1％～95％的比例的活性物质粒子为分开的粒子。或者，也可以是10％～20％的比例的活性物质粒子为分开的粒子。
接着，对本实施方式的电极的各参数的测定方法进行说明。
＜电池的分解方法＞
在将本实施方式的电极装入电池中时，例如可如下取出。首先，使电池处于放电状态。例如，可通过将电池在25℃环境下以0.1C电流放电到额定终止电压，使电池处于放电状态。接着，将放电状态的电池解体，取出电极(例如负极)。将取出的电极例如用碳酸甲乙酯清洗。如此，得到作为测定对象的电极。
＜电极结构的确认＞
电极结构例如可通过用扫描型电子显微镜(SEM)观察电极截面来确认。
作为测定装置，例如可使用日立High Technologies株式会社制造的电场脱嵌形扫描电子显微镜SU8020。测定条件规定为照射电压：3KV、焦点距离：10.1mm、倍率：20000倍。
＜一次粒径的测定方法＞
活性物质的平均一次粒径可通过扫描型电子显微镜(SEM)观察来确认。测定中，使用激光衍射式粒度分布测定装置(岛津SALD-300)。求出从标准的视场提取的标准的10个粒子的平均值，确定平均一次粒径。
＜二次粒径的测定方法＞
二次粒子的平均粒径的测定方法如下。采用激光衍射式分布测定装置(岛津SALD-300)，首先，在烧杯中添加试样大约0.1g、表面活性剂和1～2mL的蒸馏水，进行充分搅拌。然后，将该溶液注入搅拌水槽中，按2秒钟的间隔测定64次光度分布，解析粒度分布数据。
根据第1实施方式，提供一种电极。该电极含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子。多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子。当将连接与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第1线段的中点、和与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第2线段的中点的线段作为第3线段时，间隙满足以下的式(1)～(3)。
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
这里，a为在第3线段的长度的50％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段A的长度，b为在第3线段的长度的10％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段B的长度，c为在第3线段的长度的90％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段C的长度。
该电极含有的活性物质粒子因含有铌钛复合氧化物且相邻的粒子间的离子扩散距离短，因而能够实现容量及速率特性优异的非水电解质电池。
(第2实施方式)
根据第2实施方式，可提供一种非水电解质电池。该非水电解质电池具备正极、使用了第1实施方式的电极的负极和非水电解质。非水电解质电池也可以进一步具备隔膜、外包装材料、正极端子及负极端子。
正极及负极能够以中间夹着隔膜的方式构成电极组。非水电解质可保持在电极组中。外包装材料可收纳电极组及非水电解质。正极端子可与正极电连接。负极端子可与负极电连接。
以下，对正极、负极、非水电解质、隔膜、外包装材料、正极端子及负极端子详细地进行说明。
1)正极
正极包含正极集电体和担载在正极集电体的一面或两面上、且含有活性物质粒子、导电剂及粘结剂的正极活性物质含有层。
正极集电体优选铝箔或含有选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及Si中的至少1种元素的铝合金箔。铝箔及铝合金箔的厚度例如为20μm以下，更优选为15μm以下。铝箔纯度优选为99质量％以上。作为铝合金，优选含有镁、锌、硅等元素的铝合金。另一方面，铁、铜、镍、铬等过渡金属的含量优选为1％以下。
作为正极活性物质，可使用多种氧化物、硫化物、聚合物等。例如，含锂的二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜及氧化镍、锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2)、锂钴复合氧化物(LixCoO2)、锂镍钴复合氧化物(例如LiNi1-yCoyO2)、锂锰钴复合氧化物(例如LiMnyCo1-yO2)、尖晶石型锂锰镍复合氧化物(LixMn2-yNiyO4)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4等)、硫酸铁(Fe2(SO4)3)、钒氧化物(例如V2O5)等。此外，作为正极活性物质，还可列举出聚苯胺及聚吡咯等导电性聚合物材料、二硫化物系聚合物材料、硫(S)、氟化碳等有机材料及无机材料。这些正极活性物质可以使用1种，也可以混合使用2种以上。
作为更优选的二次电池用的正极活性物质，可列举出能得到高的电池电压的活性物质。例如，可列举出锂锰复合氧化物(LixMn2O4)、锂镍复合氧化物(LixNiO2)、锂钴复合氧化物(LixCoO2)、锂镍钴复合氧化物(LixNi1-yCoyO2)、尖晶石型锂锰镍复合氧化物(LixMn2- yNiyO4)、锂锰钴复合氧化物(LixMnyCo1-yO2)、磷酸铁锂(LixFePO4)等。再者，上述中，优选x及y为0～1的范围。
此外，正极活性物质可使用组成用LiaNibCocMndO2(其中，摩尔比a、b、c及d在以下的范围内：0≤a≤1.1、0.1≤b≤0.5、0≤c≤0.9、0.1≤d≤0.5)表示的锂镍钴锰复合氧化物。
在使用后述的含有常温熔盐的非水电解质时，从循环寿命的观点出发，优选使用磷酸铁锂、LixVPO4F、锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂镍钴复合氧化物。这是因为正极活性物质和常温熔盐的反应性小。
为提高集电性能且抑制活性物质与集电体的接触电阻，可根据需要配合导电剂。导电剂的例子包括乙炔黑、科琴黑、石墨和/或焦炭等碳质物。作为导电剂，可单独使用这些碳质物，也可以组合使用多种碳质物。
粘结剂具有粘结活性物质、导电剂及集电体的作用。作为粘结剂，例如可使用选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVdF)、纤维素系材料、例如羧甲基纤维素钠(CMC)、氟系橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸树脂或其共聚物、聚丙烯酸及聚丙烯腈中的至少1种，但也并不限于这些。
正极活性物质粒子、导电剂和粘结剂的配合比优选在正极活性物质粒子：80～95质量％、导电剂：3～18质量％、粘结剂：2～17质量％的范围内。
2)负极
作为负极，可使用第1实施方式的说明中所述的负极。
3)非水电解质
非水电解质例如可以是通过将电解质溶解于有机溶剂中而制备的液状非水电解质，或者也可以是将液状电解质和高分子材料复合化而成的凝胶状非水电解质。非水电解质也可以含有添加剂。
液状非水电解质优选将电解质以0.5摩尔/L以上且2.5摩尔/L以下的浓度溶解于有机溶剂。
电解质的例子包括高氯酸锂(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]等锂盐、或它们的混合物。电解质优选即使在高电位也不易氧化的电解质，最优选LiPF6。
有机溶剂的例子包括碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸乙烯酯等环状碳酸酯，碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)等链状碳酸酯，四氢呋喃(THF)、二甲基四氢呋喃(2MeTHF)、二氧杂环戊烷(DOX)等环状醚，二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)等链状醚，乙腈(AN)及环丁砜(SL)。这些有机溶剂可单独使用或以混合溶剂的形态使用。
高分子材料的例子包括聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)。
或者，非水电解质也可以使用含有锂离子的常温熔盐(离子性熔体)、高分子固体电解质、无机固体电解质等。
常温熔盐(离子性熔体)指的是由有机物阳离子和阴离子的组合形成的有机盐内的在常温(15～25℃)下能以液体存在的化合物。常温熔盐包括以单体作为液体存在的常温熔盐、通过与电解质混合成为液体的常温熔盐、溶解于有机溶剂中成为液体的常温熔盐。一般来讲，非水电解质电池中所用的常温熔盐的熔点为25℃以下。此外，有机物阳离子通常具有季铵骨架。
高分子固体电解质可通过将电解质溶解于高分子材料中并使其固体化来制备。
无机固体电解质为具有锂离子传导性的固体物质。
4)隔膜
隔膜可配置在正极与负极之间。
隔膜例如可使用含有选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素及聚偏氟乙烯(PVdF)中的至少1种的多孔质薄膜或合成树脂制无纺布。或者，使用在多孔质薄膜上涂布了无机化合物的隔膜。
5)外包装材料
作为外包装材料，例如可使用层压薄膜或金属制容器。
外包装材料的形状可列举出扁平型(薄型)、方型、圆筒型、硬币型、纽扣型、薄片型及层叠型等。外包装材料也可以具有与电池尺寸一致的尺寸。外包装材料例如具有搭载在便携式电子设备等中的小型电池、搭载在二轮至四轮的汽车等车辆中的大型电池所使用的尺寸。
层压薄膜可使用在树脂薄膜间夹着金属层的多层薄膜。层压薄膜的厚度优选为0.2mm以下。金属层为了轻质化而优选铝箔或铝合金箔。树脂薄膜例如可使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子材料。层压薄膜可通过热熔融粘合进行密封来成型成外包装材料的形状。
金属制容器的厚度优选为0.5mm以下，更优选为0.2mm以下。
金属制容器例如可由铝或铝合金等形成。铝合金优选含有镁、锌、硅等元素。在合金中含有铁、铜、镍、铬等过渡金属时，其含量优选为100ppm以下。由此，可飞跃性地提高高温环境下的长期可靠性、散热性。
6)正极端子
正极端子例如可由相对于锂的电位在3V～4.5V(vsLi/Li+)的范围内内具备电稳定性和导电性的材料形成。具体而言，可列举出含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金、铝。为降低接触电阻，优选与正极集电体相同的材料。
7)负极端子
负极端子例如可由相对于锂的电位在0.4V～3V(vsLi/Li+)的范围内具备电稳定性和导电性的材料形成。具体而言，可列举出含有Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Si等元素的铝合金、铝。为降低接触电阻，优选与负极集电体相同的材料。
接着，参照附图对本实施方式的非水电解质电池的几个例子进行说明。
首先，参照图6及图7对本实施方式的非水电解质电池的一个例子即扁平型非水电解质电池进行说明。
图6是表示本实施方式的扁平型非水电解质电池的一个例子的截面示意图。图7是图6的A部的放大剖视图。
图6及图7所示的非水电解质电池10具备扁平状的卷绕电极组1。
扁平状的卷绕电极组1如图7所示的那样，具备负极3、隔膜4及正极5。隔膜4夹在负极3与正极5之间。这样的扁平状的卷绕电极组1，可通过将层叠负极3、隔膜4及正极5而形成的层叠物如图7所示的那样以负极3在外侧的方式卷绕成漩涡状，然后进行加压成型来形成。该层叠物按照将隔膜4夹在负极3与正极5之间的方式层叠。
负极3包含负极集电体3a和负极活性物质含有层3b。最外层的负极3具有如图7所示的那样只在负极集电体3a的内面侧的一面上形成负极活性物质含有层3b的构成。其它的负极3在负极集电体3a的两面上形成有负极活性物质含有层3b。
正极5在正极集电体5a的两面上形成有正极活性物质含有层5b。
如图6及图7所示的那样，在卷绕电极组1的外周端附近，负极端子6与最外层的负极3的负极集电体3a连接，正极端子7与内侧的正极5的正极集电体5a连接。
卷绕型电极组1被收纳在由两片树脂层间夹着金属层的层压薄膜形成的袋状容器2内。
负极端子6及正极端子7从袋状容器2的开口部伸出到外部。例如从袋状容器2的开口部注入液状非水电解质，收纳在袋状容器2内。
通过将袋状容器2的开口部以夹着负极端子6及正极端子7的方式热密封，使卷绕电极组1及液状非水电解质完全密封。
接着，参照图8及图9对本实施方式的非水电解质电池的另一个例子进行说明。
图8是示意性地表示本实施方式的非水电解质电池的另一个例子的缺口立体图。图9是图8的B部的截面示意图。
图8及图9所示的非水电解质电池10具备层叠型电极组11。如图8所示的那样，层叠型电极组11被收纳在由两片树脂薄膜间夹着金属层的层压薄膜形成的外包装材料12内。如图9所示的那样，层叠型电极组11具有以中间夹着隔膜15的方式交替层叠正极13和负极14而成的结构。正极13存在多片，分别具备正极集电体13a和担载在正极集电体13a的两面上的正极活性物质含有层13b。负极14存在多片，分别具备负极集电体14a和担载在负极集电体14a的两面上的负极活性物质含有层14b。各负极14的负极集电体14a的一边从负极14中突出。突出来的负极集电体14a与带状的负极端子16电连接。带状的负极端子16的前端从外包装材料12引出到外部。此外，虽未图示，但正极13的正极集电体13a位于负极集电体14a的突出边的相反侧的边从正极13中突出。这些虽未图示，但从正极13中突出来的正极集电体13a与带状的正极端子17电连接。带状的正极端子17的前端位于负极端子16的相反侧，从外包装材料12的边引出到外部。
第2实施方式的非水电解质电池包含第1实施方式的电极。因此，可得到容量及速率特性优异的非水电解质电池。
(第3实施方式)
根据第3实施方式，提供一种电池包。该电池包具备第2实施方式的非水电解质电池。
本实施方式的电池包可以具备1个非水电解质电池，也可以具备多个非水电解质电池。电池包可包含的多个非水电解质电池能够以串联、并联或组合串联及并联的方式电连接。通过将多个非水电解质电池电连接还能构成组电池。电池包也可以包含多个组电池。
电池包可进一步具备保护电路。保护电路是控制非水电解质电池的充放电的。此外，使用电池包作为电源的装置(例如电子设备、汽车等)中所含的电路也可作为电池包的保护电路使用。
此外，电池包还可进一步具备通电用的外部端子。通电用的外部端子是用于将来自非水电解质电池的电流输出到外部及用于向非水电解质电池输入电流的。换言之，在使用电池包作为电源时，电流通过通电用的外部端子供给外部。此外，在对电池包进行充电时，将充电电流(包括汽车的动力的再生能量)通过通电用的外部端子供给电池包。
接着，参照附图对本实施方式的电池包的一个例子进行说明。
图10是表示本实施方式的电池包的一个例子的分解立体图。图11是表示图10所示的电池包的电路的框图。
图10及图11所示的电池包20包含具有图6及图7所示的结构的多个扁平型单电池21。
多个单电池21按照向外部延伸出的负极端子6及正极端子7在相同方向上一致的方式层叠，用粘接胶带22捆紧，从而构成了组电池23。这些单电池21如图11所示的那样相互以串联的方式电连接。
印制电路布线基板24与多个单电池21的负极端子6及正极端子7延伸出的侧面相对地配置。在印制电路布线基板24上搭载有图11所示的热敏电阻25、保护电路26及向外部设备通电用的端子27。在与组电池23相对的印制电路布线基板24的面上，为了避免与组电池23的布线发生不必要的连接而安装有绝缘板(未图示)。
正极侧引线28与位于组电池23的最下层的单电池21的正极端子7连接，其前端插入至印制电路布线基板24的正极侧连接器29中而进行电连接。负极侧引线30与位于组电池23的最上层的单电池21的负极端子6连接，其前端插入至印制电路布线基板24的负极侧连接器31中而进行电连接。这些连接器29及31分别通过形成在印制电路布线基板24上的布线32及33而与保护电路26连接。
热敏电阻25检测各单电池21的温度，并将其检测信号发送至保护电路26。保护电路26在规定条件下可以将保护电路26与向外部设备通电用的端子27之间的正极侧布线34a及负极侧布线34b切断。规定条件的一个例子为从热敏电阻25接受到单电池21的温度为规定温度以上的信号时。此外，规定条件的另一例子为检测到单电池21的过充电、过放电、过电流等时。该过充电等的检测是对每个单电池21或组电池23进行的。当检测各单电池21时，可以检测电池电压，也可以检测正极电位或负极电位。在后者的情况下，要在每个单电池21中插入作为参比电极使用的锂电极。在图10及图11的电池包20中，在单电池21上分别连接用于电压检测的布线35。检测信号通过这些布线35被发送至保护电路26。
在组电池23的四个侧面中的除了正极端子7及负极端子6所突出的侧面以外的的三个侧面上都分别配置有由橡胶或树脂形成的保护片材36。
组电池23与各保护片材36及印制电路布线基板24一起被收纳于收纳容器37内。在收纳容器37的长边方向的两个内侧面和短边方向的内侧面分别配置上述保护片材36，在收纳容器37的与短边方向的内侧面相对的相反侧的内侧面配置印制电路布线基板24。组电池23位于被保护片材36及印制电路布线基板24所围成的空间内。盖38安装于收纳容器37的上表面。
另外，对于组电池23的固定，也可以使用热收缩带来代替粘接胶带22。此时，在组电池23的两侧面配置保护片材，用热收缩带绕圈后，使热收缩带热收缩而将组电池捆扎。
图10及图11所示的电池包20具有以串联方式连接了多个单电池21的形态，但电池包20为了增大电池容量，也可以以并联方式连接多个单电池21。或者，电池包20也可以具备以组合串联连接和并联连接的方式连接的多个单电池21。也可将电池包20彼此再以串联或并联的方式电连接。
此外，图10及图11所示的电池包20具备多个单电池21，但电池包20也可以具备1个单电池21。
此外，电池包的实施方式可根据用途而适当变更。本实施方式的电池包适合用于在取出大电流时要求寿命特性优异的用途。具体而言，例如，可作为数码相机的电源、或作为二轮至四轮的混合动力电动汽车、二轮至四轮的电动汽车及助力自行车等车辆的车载用电池、或作为固定用电池、或作为铁路车辆用电池使用。尤其适合用作车载用电池。
在搭载本实施方式的电池包的汽车等车辆中，电池包例如可回收车辆的动力的再生能量。
第3实施方式的电池包具备第2实施方式的非水电解质电池。因此，可得到具备容量及速率特性优异的非水电解质电池的电池包。
(第4实施方式)
根据第4实施方式，提供一种车辆。该车辆具备第3实施方式的电池包。
图17中示出了具备第3实施方式的电池包的一个例子的汽车的一个例子。
图17所示的汽车41在车体前方的发动机室内搭载有第3实施方式的电池包42。汽车中的电池包的搭载位置并不局限于发动机室内。例如，电池包也可以搭载在汽车的车体后方或座位下。
[实施例]
以下通过举例对实施方式更详细地进行说明，只要不超出发明的主旨，实施方式并不限于以下所揭示的实施例。
(实施例1)
＜正极的制作＞
在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中加入作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)：90重量％、作为导电剂的乙炔黑：5重量％、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVdF)：5重量％，进行混合，制备料浆。在将该料浆涂布在由厚度为15μm的铝箔形成的集电体的两面上后，通过进行干燥及加压，制作电极密度为3.2g/cm3的正极。
＜负极的制作＞
按以下顺序制作含铌钛复合氧化物的活性物质。首先，作为初始原料，准备氧化铌Nb2O5和氧化钛TiO2。将它们的粉末按2∶1的摩尔比混合，制备混合物。将得到的混合物装入玛瑙制釜中，再加入乙醇和玛瑙珠，用湿式珠研磨机进行粉碎。在1000℃对粉碎的混合物进行12小时的烧成。如此，得到单斜晶型铌钛复合氧化物(Nb2TiO7)。
在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中加入作为负极活性物质的上述单斜晶型铌钛复合氧化物：84重量％、作为导电剂的乙炔黑：8重量％、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVdF)：8重量％，进行混合，制备料浆。在将该料浆涂布在由厚度为12μm的铝箔形成的集电体的一面上后，通过实施干燥及加压，制作电极密度为2.6g/cm3的负极。
＜非水电解质的制备＞
将碳酸丙烯酯(PC)及碳酸二乙酯(DEC)按1∶1的体积比率混合，形成混合溶剂。在该混合溶剂中溶解1M的电解质即LiPF6，制备非水电解质。
＜二次电池的制造＞
向收纳有电极组的层压薄膜的包内注入非水电解质。然后，通过热密封将包完全密封，制作层压型非水电解质二次电池。
＜初次充放电＞
对制造的层压型非水电解质二次电池在－10℃的环境下实施充放电。将断开电位记为2.85V-1.5V。将充电按1C的恒电流恒电压模式进行3小时，放电按0.2C的恒电流模式进行。如此，得到实施例1的二次电池。
(比较例1)
除了将初次充放电时的温度变更为25℃的环境以外，用与实施例1所述相同的方法制作二次电池。
＜交流阻抗测定＞
对实施例1及比较例1中制造的二次电池按以下条件测定了交流阻抗。作为装置，使用Solartron公司制造的Solartron SI 1287。作为恒温槽，使用ESPEC公司制造的ESPECSU-641，将温度设定在25℃。使频率扫引范围为1000kHz～0.05Hz，使交流外加电压为10mV。
其结果见图12所示。图12是表示实施例1和比较例1的二次电池的交流阻抗测定结果的多个阻抗曲线。从图12可知：实施例1的二次电池与比较例1相比，晶界的电阻减小。也就是说，可知实施例1的二次电池的速率特性更为优异。
＜输入输出特性试验＞
为了研究输入输出特性，进行了HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization，混合脉冲功率特性)试验。以下对HPPC试验的条件进行说明。其中，该HPPC试验是基于美国能量部的Freedom CAR动力辅助混合动力电动汽车用蓄电池试验手册(2003年10月)的试验。
在25℃环境下，按2.85V、恒电流恒电压模式进行1C充电。该充电按终止时间为3小时进行。然后，将充电状态(SOC)降低10％，流通2.5C、10秒的脉冲电流。然后再将SOC降低10％，外加10秒的脉冲电流。如此，将SOC一次10％地降低，在各SOC中外加2.5C、10秒的脉冲电流。然后，从0CV和脉冲时的电压差算出10秒输出及10秒电阻。其结果见图13。
图13中，用空心点表示各点的线表示充电特性，用实心点表示各点的线表示输出特性。此外，用四方形表示各点的线表示实施例1的二次电池的测定结果，用圆形表示各点的线表示比较例1的二次电池的测定结果。
从图13可知，无论SOC为怎样的值，实施例1的二次电池的充电特性及输出特性都更为优异。例如可知，SOC50％时的输出特性与比较例1相比，实施例1提高10％左右。
＜电极结构的确认＞
分别从实施例1及比较例1中制造的各二次电池中按以下顺序取出负极。首先，通过将电池在25℃环境下以0.1C电流放电到额定终止电压，使电池处于放电状态。接着，将放电状态的电池解体，取出负极。用碳酸甲乙酯清洗取出的负极。
采用SEM对如此取出的负极进行观察。作为测定装置，采用日立HighTechnologies株式会社电场脱嵌形扫描电子显微镜SU8020。使测定条件为照射电压：3KV、焦点距离：10.1mm、倍率：20000倍。图14及图15中示出它们的结果。图14是放大地表示实施例1的负极的一部分的SEM照片。图15是放大地表示比较例1的负极的一部分的SEM照片。
在图14的SEM图像中，可知：例如由圆圈50围住的2个粒子间的间隙满足式(1)～(3)。在图14的SEM图像中，例如左下的圆圈50围住的粒子间的间隙为a/b＝0.87、a/c＝0.91、b/c＝1.05。另一方面可知，在图15的SEM图像中不存在满足式(1)～(3)的粒子间的间隙。
此外，在实施例1的SEM图像(图14)中，对具有满足式(1)～(3)的间隙的粒子对进行了观察，结果某粒子的一次粒径为3μm，与其相邻接的另一个粒子的一次粒径为2μm。与此相对，比较例1的活性物质粒子的平均一次粒径为5μm。
以上说明的至少一个实施方式及实施例的电极含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子。多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子。当将连接与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第1线段的中点、和与第1活性物质粒子及第2活性物质粒子相连且不横穿间隙的第2线段的中点的线段作为第3线段时，间隙满足以下的式(1)～(3)。
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
这里，a为在第3线段的长度的50％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段A的长度，b为在第3线段的长度的10％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段B的长度，c为在第3线段的长度的90％的位置处与第3线段相交且以最短距离连接第1活性物质粒子和第2活性物质粒子的线段C的长度。由此，第1实施方式的电极，能够实现容量及速率特性优异的非水电解质电池。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而示出的，其并不是为了限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种电极，其是包含活性物质含有层的电极，所述活性物质含有层含有含铌钛复合氧化物的多个活性物质粒子，其中，
所述多个活性物质粒子含有第1活性物质粒子、和与所述第1活性物质粒子隔着间隙地存在的第2活性物质粒子；
当将连接与所述第1活性物质粒子及所述第2活性物质粒子相连且不横穿所述间隙的第1线段的中点、和与所述第1活性物质粒子及所述第2活性物质粒子相连且不横穿所述间隙的第2线段的中点的线段作为第3线段时，所述间隙满足以下的式(1)～(3)；
0.8≤a/b≤1.2 (1)
0.8≤a/c≤1.2 (2)
0.8≤b/c≤1.2 (3)
这里，所述a为在所述第3线段的长度的50％的位置处与所述第3线段相交且以最短距离连接所述第1活性物质粒子和所述第2活性物质粒子的线段A的长度，所述b为在所述第3线段的长度的10％的位置处与所述第3线段相交且以最短距离连接所述第1活性物质粒子和所述第2活性物质粒子的线段B的长度，所述c为在所述第3线段的长度的90％的位置处与所述第3线段相交且以最短距离连接所述第1活性物质粒子和所述第2活性物质粒子的线段C的长度，
在用扫描型电子显微镜观察所述活性物质含有层时，相对于在30μm×30μm的面内存在的所述多个活性物质粒子的总数，10％～95％的比例的粒子以分开的状态存在。
2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述第1活性物质粒子的粒径在0.1μm～100μm的范围内，所述第2活性物质粒子的粒径在0.1μm～100μm的范围内。
3.根据权利要求1所述的电极，其中，所述铌钛复合氧化物含有选自Nb2TiO7、Nb2Ti2O19、Nb10Ti2O9、Nb24TiO62、Nb14TiO37及Nb2Ti2O9中的至少1种。
4.根据权利要求3所述的电极，其中，所述铌钛复合氧化物作为主相含有Nb2TiO7，作为异相含有选自Nb10Ti2O9、Nb14TiO37、Nb24TiO62中的至少1种。
5.一种非水电解质电池，其包含：
正极；
使用权利要求1～4中任1项所述的电极的负极；和
非水电解质。
6.一种电池包，其具备权利要求5所述的非水电解质电池。
7.根据权利要求6所述的电池包，其进一步包含通电用的外部端子和保护电路。
8.根据权利要求6所述的电池包，其具备多个所述非水电解质电池，所述多个非水电解质电池以串联、并联或组合串联及并联的方式电连接。
9.一种车辆，其中，搭载了权利要求6所述的电池包。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述电池包回收所述车辆的动力的再生能量。
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