CN110277556B - 活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆 - Google Patents

活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN110277556B
CN110277556B CN201811040762.9A CN201811040762A CN110277556B CN 110277556 B CN110277556 B CN 110277556B CN 201811040762 A CN201811040762 A CN 201811040762A CN 110277556 B CN110277556 B CN 110277556B
Authority
CN
China
Prior art keywords
active material
ltoreq
electrode
battery
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811040762.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110277556A (zh
Inventor
原田康宏
高见则雄
伊势一树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN110277556A publication Critical patent/CN110277556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110277556B publication Critical patent/CN110277556B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0054—Mixed oxides or hydroxides containing one rare earth metal, yttrium or scandium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0009—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明涉及活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆。本发明提供能够实现可以显示优异的低温倍率性能和高能量密度的二次电池的活性物质、包含该活性物质的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组，以及搭载有该电池组的车辆。根据一实施方式，提供活性物质。该活性物质包含以通式LixFe1‑yM1yNb11‑ zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物。通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。

Description

活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆
技术领域
本发明的实施方式涉及活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆。
背景技术
近年来，作为高能量密度电池，锂离子二次电池那样的非水电解质二次电池等二次电池的研究开发积极地进行着。非水电解质二次电池等二次电池作为混合动力车、电动车等车辆用、便携电话基站的不间断电源用等的电源备受期待。因此，二次电池除了高能量密度以外，还要求快速充放电性能、长期可靠性那样的其它性能也优异。例如，能够快速充放电的二次电池不仅大幅缩短充电时间，而且还能够提高混合动力车等车辆的动力性能、有效率的回收动力的再生能量。
为了能够快速充放电，需要可以使电子和锂离子在正极与负极之间快速地移动。然而，使用了碳系负极的电池如果反复进行快速充放电，则有在电极上产生金属锂的树枝状晶体析出，由内部短路引起发热、起火的担忧。
因此，代替碳质物而负极使用了金属复合氧化物的电池也被开发出来。其中，负极使用了钛氧化物的电池能够稳定地快速充放电，与使用了碳系负极的情况相比，具有寿命也长这样的特性。
然而，钛氧化物与碳质物相比，对于金属锂的电位高，即贵。而且，钛氧化物的单位重量的容量低。因此，负极使用了钛氧化物的电池具有能量密度低这样的问题。
例如，钛氧化物的电极电位以金属锂基准计为约1.5V(vs.Li/Li+)，比碳系负极的电位高(贵)。钛氧化物的电位是由将锂电化学地嵌入/脱嵌时的Ti3+与Ti4+之间的氧化还原反应所引起的，因此电化学上受到限制。此外，也具有在1.5V(vs.Li/Li+)左右的高电极电位时可以稳定地进行锂离子的快速充放电这样的事实。因此，以往难以为了提高能量密度而使电极电位降低。
另一方面，对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，一般的石墨系电极材料的理论容量为385mAh/g以上。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地低。这是因为：在钛氧化物的晶体结构中，吸留锂的位点少、结构中锂易于稳定化，因此实质上的容量降低。
发明内容
本发明所要解决的课题在于提供能够实现可以显示优异的低温倍率性能和高能量密度的二次电池的活性物质、包含该活性物质的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及搭载有该电池组的车辆。
根据第1实施方式，提供活性物质。该活性物质包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物。通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。
根据第2实施方式，提供包含第1实施方式涉及的活性物质的电极。
根据第3实施方式，提供具备正极、负极以及电解质的二次电池。负极为第2实施方式涉及的电极。
根据第4实施方式，提供具备第3实施方式涉及的二次电池的电池组。
根据第5实施方式，提供搭载有第4实施方式涉及的电池组的车辆。
根据上述构成，能提供能够实现可以显示优异的低温倍率性能和高能量密度的二次电池的活性物质、包含该活性物质的电极、具备该电极的二次电池、具备该二次电池的电池组、以及搭载有该电池组的车辆。
附图说明
图1为表示正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29的晶体结构的示意图。
图2为将图1的晶体结构从其它方向来观察得到的示意图。
图3为大致地表示实施方式涉及的二次电池的一例的截面图。
图4为将图3所示的二次电池的A部放大了的截面图。
图5为示意性示出实施方式涉及的二次电池的其它例的局部切取立体图。
图6为将图5所示的二次电池的B部放大了的截面图。
图7为大致地表示实施方式涉及的组电池的一例的立体图。
图8为大致地表示实施方式涉及的电池组的一例的分解立体图。
图9为表示图8所示的电池组的电路的一例的框图。
图10为大致地表示实施方式涉及的车辆的一例的截面图。
图11为大致地表示实施方式涉及的车辆的其它例的图。
符号的说明
1…电极组，2…外包装部件，3…负极，3a…负极集电体，3b…负极活性物质含有层，3c…负极集电体的部分，4…分隔体，5…正极，5a…正极集电体，5b…正极活性物质含有层，6…负极端子，7…正极端子，21…汇流排，22…正极侧引线，23…负极侧引线，24…胶粘带，31…收容容器，32…盖，33…保护片，34…印刷配线基板，35…配线，40…车辆主体，41…车辆用电源，42…电控制装置，43…外部端子，44…逆变器，45…驱动马达，100…二次电池，101…晶体结构，102…氧化物离子，103…骨架结构部分，104…空隙部分，105、106…区域，200…电池模块，200a…电池模块，200b…电池模块，200c…电池模块，300…电池组，300a…电池组，300b…电池组，300c…电池组，301a…电池模块监视装置，301b…电池模块监视装置，301c…电池模块监视装置，341…正极侧连接器，342…负极侧连接器，343…热敏电阻，344…保护电路，345…配线，346…配线，347…通电用的外部端子，348a…正侧配线，348b…负侧配线，400…车辆，411…电池管理装置，412…通信总线，413…正极端子，414…负极端子，415…开关装置，L1…连接线，L2…连接线，W…驱动轮。
具体实施方式
以下，对于实施方式一边参照附图一边进行说明。另外，对实施方式中共同的构成标注相同的符号，省略重复的说明。此外，各图是用于促进实施方式的说明及其理解的示意图，其形状、尺寸、比等有与实际的装置不同的地方，但它们可以参考以下的说明和公知的技术，进行适当设计变更。
(第1实施方式)
根据第1实施方式，提供活性物质。该活性物质包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物。通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。该活性物质可以作为例如电池用活性物质来使用。
关于能够吸留放出Li离子的活性物质，一般而言，认为晶体结构的对称性和位点间的均匀性高时，Li离子的固体内扩散易于进行，由此可以提高电池性能。该想法可以应用于晶体结构的单纯的立方晶系。然而，正交晶型(orthorhombic)中，Li扩散时，在被氧化物离子包围的被称为瓶颈的场所，Li与氧化物离子的距离不均等。因此，引起由于产生热振荡等使得Li离子的局部存在位置难以稳定这样的问题。由此瓶颈部中的Li离子传导的表观的活化能提高，因此低温性能特别易于降低。
根据实施方式涉及的活性物质，通过在构成元素中置换具有不同离子半径或不同价数的元素，从而使瓶颈部中的电子云的浓淡产生，可以构成Li离子易于被氧化物离子吸引的状态。由此，可以降低Li离子传导的表观的活化能。本发明人等着眼于Nb与氧化物离子具有强烈的电子关联，首次发现通过至少将Nb位点用特定的元素置换，从而在低温性能的改善方面获得大的效果。
此外，通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型(orthorhombic)复合氧化物可以具有1.5V(vs.Li/Li+)左右的锂吸留放出电位。因此，实施方式涉及的活性物质能够实现可以显示稳定的反复快速充放电特性的二次电池。
进一步，通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型复合氧化物根据以下详细地说明的理由，能够实现不仅可以显示稳定的反复快速充放电特性，而且可以显示高能量密度的二次电池。因此，实施方式涉及的活性物质能够实现可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度的二次电池。
作为通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型复合氧化物的一例，将正交晶型复合氧化物Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29的晶体结构的示意图示于图1中。
在第1实施方式涉及的活性物质作为负极活性物质来使用的情况下，通式LixFe1- yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的复合氧化物在完全放电状态下，理论上不含锂。然而，实际上，上述通式所示的复合氧化物即使在放电状态下，有时也残留锂。第1实施方式涉及的活性物质即使残留锂，也能够实现可以显示高容量和优异的倍率性能的二次电池。
图1为示意性示出实施方式涉及的活性物质所包含的正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29的晶体结构的图。图1表示将该晶体结构从Y方向观察得到的情况。图2表示将该晶体结构从X方向观察得到的情况。另外，X方向和Y方向为彼此正交的方向。Z方向为相对于X方向和Y方向垂直的方向。
如图1和图2所示那样，正交晶型复合氧化物Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29的晶体结构101中，金属离子(未图示)和氧化物离子102构成骨架结构部分103。另外，在金属离子的位置，Fe离子、Ti离子、Nb离子以及Sn离子各自以Fe:Ti:Nb:Sn＝0.9:0.1:10.9:0.1的比无规地配置。在晶体结构101中，骨架结构部分103三维地交替地配置。由此，晶体结构101中，空隙部分104存在于骨架结构部分103彼此之间。该空隙部分104可以作为锂离子的主体起作用。该空隙部分104如图1和图2所示那样，可以相对于晶体结构101整体，基本上均等的网眼状地占据。此外，该空隙部分104即使嵌入有锂离子也可以稳定地保持结构。
图1中，区域105和区域106是具有锂离子能够扩散的三维的空隙沟道的部分。该空隙部分具有对于锂离子的导电而言有利的通道结构。锂离子可以进出区域105和区域106。因此，正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29能够使晶体结构101中的锂三维的扩散。
这样具有三维通道结构的正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29的晶体结构101中，锂离子的等效的嵌入空间大且结构上稳定。进一步，正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29通过上述那样具有晶体结构101中的锂离子的扩散容易的三维的沟道，从而锂离子对于作为锂基质(lithium host)的空隙的嵌入脱嵌性提高，并且，锂离子的嵌入脱嵌空间有效地增加。通过包含这样的复合氧化物，从而第1实施方式涉及的活性物质能够提供可以显示高容量和优异的倍率性能的二次电池。
另外，图1和图2所示的晶体结构101具有以International tables forcrystallography(国际晶体学表)所记载的空间群Amma(No.63)为代表的空间群的结晶系。
进一步，本实施方式涉及的活性物质所包含的、通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型复合氧化物中，M1位点和M2位点各自独立地除了2价的Mg、Cu和Zn、作为3价的过渡金属的Fe、Co、Mn和Ni、4价的Sn和Ti、5价的Nb、Ta和V以外还可以包含6价的Mo。如以下说明的那样，这是本实施方式涉及的活性物质能够实现可以显示高能量密度的二次电池的另一个理由。
再次一边参照图1和图2，一边举出正交晶型复合氧化物Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29作为例子来进行说明。正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29中，如果具有1价的正电荷的锂离子被嵌入至空隙部分104，则构成骨架的金属离子(未图示)仅1价部分被还原，由此保持结晶的电中性。正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29中，5价阳离子也从5价还原为3价。此外3价阳离子也可以从3价变为2价。因此，包含作为5价的阳离子的Nb的正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29与仅包含4价阳离子的化合物相比，活性物质单位重量的还原价数大。因此，正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29即使嵌入有大量的锂离子也能够保持结晶的电中性。因此，正交晶型Fe0.9Ti0.1Nb10.9Sn0.1O29与仅包含4价阳离子的氧化钛那样的化合物相比，可以提高能量密度。
通式Fe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型复合氧化物每一化学式，最大具有11个5价的阳离子和1个3价的阳离子。因此，理论上，通式Fe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤y≤1，0＜z≤6)所示的正交晶型复合氧化物在单位晶体结构中能够嵌入最大23个锂离子。因此，本实施方式涉及的活性物质所包含的正交晶型复合氧化物可以表示为通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29，下标x取决于充放电状态，可以取处于0以上23以下的范围的值。如果该正交晶型复合氧化物被充电1次等，则下标x可以取0＜x≤23这样的数值范围。或者，如后述那样，可以在合成该正交晶型复合氧化物时使用碳酸锂等Li源作为起始原料来进行合成。在该情况下，合成后所获得的正交晶型复合氧化物包含Li，因此下标x可以取0＜x≤23这样的数值范围。
此外，通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物可以表示为通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29+δ(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6，-0.3≤δ≤+0.3)。
下标δ表示正交晶型复合氧化物LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29中的Fe和M1元素的价数的变化、Nb和M2元素的价数的变化、以及由它们引起的LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29中的化学计量比的任一者。下标δ可以根据正交晶型复合氧化物的还原状态来改变。下标δ小于-0.3的通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物处于作为构成元素的Nb和能够还原的元素被过度地还原了的状态。这样的正交晶型复合氧化物在二次电池中使用的情况下，电极容量显著地降低，不能实现显示高容量的二次电池。另一方面，认为直至δ＝+0.3，处于受到表面的吸附氧、水分的影响而引起的测定误差范围内。
如先前所说明的那样，通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物中，根据还原状态的变化，Fe、M1元素、Nb和M2元素的价数可以变化。然而，由于下标δ取处于-0.3≤δ≤+0.3的范围内的值，因此实施方式涉及的活性物质所包含的通式LixFe1-yM1yNb11- zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物中，Nb和5价的构成元素(元素M2)中的平均价数为4.95以上。
正交晶型复合氧化物LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29中的Nb和5价的构成元素的平均价数很大程度取决于该正交晶型复合氧化物的制造方法。具体而言，通过包含将制造时的烧成在氧气氛下进行来防止Nb和5价构成元素的还原，或烧成后修复氧缺损的处理，例如进行退火的制造方法，从而可以制造Nb和5价构成元素的平均价数为4.95以上的该正交晶型复合氧化物。制造方法的详细内容进行后述。
另外，如先前所说明的那样，如果通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物吸留锂，则Nb和5价构成元素被还原。因此，吸留锂的状态的、即通式LixFe1-yM1yNb11- zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)所示的、实施方式涉及的活性物质所包含的正交晶型复合氧化物中的Nb和5价构成元素的实测的平均价数可以小于4.95。
通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)(1)中，如上述那样，下标x取决于充放电状态在0≤x≤23的范围内发生变化。
上述通式(1)中，M1和M2各自独立地包含选自Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。
元素M2通过包含价数彼此不同的元素，从而可以改变晶格中的氧化物离子的配位状态。由此，Li离子的位置稳定，因此可以提高倍率性能，特别是低温倍率性能。对于元素M1也可以说是同样的。元素M1通过包含价数彼此不同的元素，从而可以改变晶格中的氧化物离子的配位状态。但是，Fe与氧化物离子的相互作用比Nb与氧化物离子的相互作用小。因此，元素M2包含价数彼此不同的元素与元素M1包含价数彼此不同的元素相比，对于低温倍率性能提高效果的贡献大。
M1和/或M2通过包含选自Cu、Mn、Co和Ni中的至少1种，从而能够实现高倍率性能。这是因为Cu、Mn、Co和Ni为过渡元素。
M1和/或M2通过包含Mg，从而能够实现高倍率性能。这是因为，Mg的离子半径大，因此有助于晶格的放大，Li的扩散性提高。
M1和/或M2通过包含选自Al和Zn中的至少1种，从而能够实现高倍率性能。这是因为Al和Zn通过增大与氧化物离子的共价结合性，从而Li的位置易于变得稳定。其结果是Li的扩散性提高。
M1和/或M2通过包含选自Ta、V和Mo中的至少1种，从而能够实现高倍率性能。这是因为，Ta、V和Mo与氧化物离子的电子关联强，因此锂离子与氧化物离子的电子关联被削弱，易于使结晶中的锂离子移动。
M1和/或M2优选包含Ti。M1和/或M2通过包含Ti，从而有助于Li向活性物质嵌入时的氧化还原，能够实现高倍率性能。此外，Ti保持与Nb同等的氧化还原电位，因此具有充放电曲线的倾斜连续地形成这样的效果。此外，Ti的离子半径与其它构成元素接近，因此可以同时取代Fe位点和Nb位点。因此，使Li的位置稳定的效果大。
作为其它方式，M1和/或M2还优选包含选自Ti、V和Sn中的至少1种。Ti、V和Sn通过充放电而有助于氧化还原，因此能够实现高能量密度。
上述通式(1)中，下标y取0≤y≤1的范围内的值。下标y优选处于0＜y≤1的范围内，更优选处于0.01≤y≤0.7的范围内，进一步优选处于0.01≤y≤0.3的范围内。通过将Fe位点的一部分用不同种元素置换，从而在置换后的部分中，与未置换的部分相比，金属离子与氧化物离子的电子的关联局部性地发生变化。由此，变得易于确定晶体结构内的Li离子进行配位的位置，倍率性能、特别是低温倍率性能提高。
上述通式(1)中，下标z取0＜z≤6的范围内的值。下标z优选处于0＜z≤3.0的范围内，更优选处于0.01≤z≤3.0的范围内，进一步优选处于0.01≤z≤2.0的范围内。最优选通过将Nb位点的一部分用不同种元素置换，从而在置换后的部分中，与氧化物离子的电子的关联局部性地发生变化。由此，变得易于确定晶体结构内的Li离子进行配位的位置，倍率性能、特别是低温倍率性能提高。然而，如果以z超过6的程度的量置换Nb位点，则与上述通式(1)所示的结晶相不同的结晶相变得稳定，因此不易以单相获得上述通式(1)所示的结晶相。
以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物也可以被称为金属置换锂铌复合氧化物。
实施方式涉及的活性物质除了以正交晶型复合氧化物LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(0≤x≤23，0≤y≤1，0＜z≤6)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物以外，优选进一步包含构成元素M1和M2的氧化物、以及选自Nb2O5和TiO2中的至少1种的氧化物。由此，优选正交晶型复合氧化物LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29处于构成元素M1和M2的氧化物、以及选自Nb2O5和TiO2中的至少1种氧化物在晶格内共存了的状态。作为上述氧化物，特别优选为具有锐钛矿结构的TiO2。锐钛型的TiO2具有嵌入有锂离子时可以赋予高电子导电性的性质。因此，进一步包含锐钛型的TiO2的实施方式涉及的活性物质在电极中使用的情况下，易于形成电极中的电子导电网络。其结果是进一步包含锐钛型的TiO2的实施方式涉及的活性物质能够实现优异的快速充放电性能和高能量密度进一步提高了的二次电池。
接下来，说明关于实施方式涉及的活性物质的形态、粒径和比表面积。
＜形态＞
实施方式涉及的活性物质的形态不受特别限定。通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的锂铌复合氧化物例如，也可以采用一次粒子的形态，也可以采用一次粒子凝集而成的二次粒子的形态。锂铌复合氧化物的粒子可以是一次粒子与二次粒子的混合物。
锂铌复合氧化物的粒子中，表面也可以附着有碳。碳可以附着于一次粒子的表面，也可以附着于二次粒子的表面。或者，锂铌复合氧化物的粒子可以包含表面附着有碳的一次粒子凝集而成的二次粒子。这样的二次粒子在一次粒子间存在有碳，因此可以显示优异的导电性。包含这样的二次粒子的方式中，含电极活性物质的层可以显示更低的电阻，因此优选。
＜粒径＞
实施方式涉及的活性物质的平均粒径不受特别限制，可以根据所期望的电池特性来使其变化。通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物的平均粒径处于例如0.5μm～5.0μm的范围内。平均粒径可以通过例如激光衍射法来求出。
＜BET比表面积＞
实施方式涉及的活性物质的BET(Brunauer,Emmett,Teller)比表面积不受特别限制。然而，BET比表面积优选为5m2/g以上且小于200m2/g。
如果比表面积为5m2/g以上，则可以确保与电解质的接触面积，易于获得良好的放电倍率特性，此外可以缩短充电时间。另一方面，如果比表面积小于200m2/g，则与电解质的反应性不会变得过高，可以提高寿命特性。此外，可以使后述的电极的制造所使用的、包含活性物质的浆料的涂覆性变得良好。
这里，比表面积的测定使用使吸附占有面积已知的分子在液氮的温度下吸附于粉体粒子表面，由其量来求出试样的比表面积的方法。最常被利用的是由非活性气体的低温低湿物理吸附进行的BET法，其是将作为单分子层吸附理论的Langmuir理论扩展至多分子层吸附的、作为比表面积的计算方法最有名的理论。将由此求出的比表面积称为BET比表面积。
＜制造方法＞
本实施方式的活性物质例如，可以通过以下方法来制造。
首先，将起始原料进行混合。作为用于通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物的起始原料，使用包含Fe、Nb的氧化物或盐。进一步，作为M1源和M2源，使用包含选自目标的组成所包含的Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种元素的氧化物或盐。作为起始原料使用的盐优选为碳酸盐和硝酸盐那样的在较低温下分解而产生氧化物的盐。
起始原料以成为目标组成那样的元素比进行混合。接下来，将所得的混合物进行粉碎，获得尽可能均匀的混合物。接着，将所得的混合物进行烧成。烧成工序包含在650℃～800℃的温度范围内进行的临时烧成工序、以及在1100～1250℃的温度范围内进行的正式烧成工序。临时烧成工序和正式烧成工序依次进行。烧成工序可以进一步包含正式烧成之后进行的其它烧成工序。烧成工序以合计计进行10小时～40小时。烧成后从电炉快速地取出烧成物并冷却直至室温。优选在烧成物的温度从烧成温度在1小时以内成为100℃以下的条件下进行冷却。由此，可以获得通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29所示的正交晶型复合氧化物。
由以上操作获得的正交晶型复合氧化物具有Nb和元素M2被预先还原的可能性。其结果是具有结晶性低的可能性。因此，优选对于所得的正交晶型复合氧化物，在上述正式烧成温度以下的温度进一步实施退火处理。通过进行退火处理，从而可以修复氧缺损，获得Nb和元素M2的平均价数为4.95以上的正交晶型复合氧化物。退火处理通过在600℃～800℃的温度热处理1小时～5小时来进行。退火处理后，将烧成物从电炉快速地取出并冷却直至室温。由此可以获得包含目标的正交晶型复合氧化物的活性物质。
另外，通过上述方法来合成的正交晶型复合氧化物可以通过将电池进行充电来嵌入Li离子。或者作为起始原料，通过使用碳酸锂那样的包含Li的化合物作为Li源，从而可以作为包含Li的复合氧化物被合成。
＜活性物质的测定方法＞
(前处理)
在二次电池的电极材料包含作为测定对象的活性物质的情况下，如以下那样进行前处理。
首先，为了掌握活性物质的结晶状态，制成锂离子完全从活性物质脱嵌的状态。例如，在负极使用了活性物质的情况下，使电池处于完全地放电状态。例如，通过使电池在25℃环境下以0.1C电流放电直至额定终止电压或电池电压到达1.0V的操作重复多次，以使放电时的电流值成为额定容量的1/100以下，从而可以使电池处于放电状态。即使在放电状态下有时残留的锂离子也存在，但对于以下各测定的结果没有带来大的影响。
接下来，在填充有氩气的手套箱等干燥气氛中分解电池并取出电极。将取出的电极用适当的溶剂进行洗涤并减压干燥。例如，可以使用碳酸乙基甲酯等。洗涤干燥后，确认表面没有锂盐等白的析出物。
将洗涤后的电极根据各个测定方法进行适当地加工、处理等制成测定试样。例如，在供于粉末X射线衍射测定的情况下，将洗涤后的电极切断成与粉末X射线衍射装置的固定件(holder)的面积基本上相同的面积，制成测定试样。
此外，根据需要从电极取出活性物质，制成测定试样。例如，在供于组成分析的情况下，如后段所说明的那样，从洗涤后的电极取出活性物质，对于取出了的活性物质进行分析。
(粉末X射线衍射测定)
活性物质所包含的化合物的晶体结构可以通过活性物质的粉末X射线衍射测定(X-ray diffraction：XRD)来进行确认。
活性物质的粉末X射线衍射测定如下那样进行。
首先，将对象试样进行粉碎直至平均粒径成为5μm左右。可以通过激光衍射法来求出平均粒径。将粉碎了的试样填充至玻璃试样板上所形成的深度0.2mm的固定件部分。玻璃试样板使用例如Rigaku公司制的玻璃试样板。此时，注意以使试样充分地填充至固定件部分。此外，注意不要引起由于试样的填充不足而导致的裂缝和空隙等。接着，从外部使用其它玻璃板，充分地按压试样以进行平滑化。此时，注意不要引起由于填充量过于不足而从固定件的基准面产生凹凸。
接着，将填充有试样的玻璃板设置于粉末X射线衍射装置，使用Cu-Kα射线取得衍射图案(XRD图案；X-Ray Diffraction pattern)。
在测定对象的活性物质包含于二次电池的电极材料的情况下，首先，通过先前说明的步骤准备洗涤和干燥后的电极。然后，将该电极切断成与粉末X射线衍射装置的固定件的面积基本上相同的面积，作为测定试样。将这样操作而获得的测定试样直接粘贴于玻璃固定件进行测定。
此时，预先测定来源于金属箔等电极基板的峰的位置。此外，也预先测定导电剂、粘着剂等其它成分的峰。在基板的峰与活性物质的峰重叠的情况下，优选从基板剥离包活性物质含有层(例如，后述的活性物质含有层)以供于测定。这是因为在定量地测定峰强度时，将重叠的峰进行分离。例如，可以通过在溶剂中对电极基板照射超声波，从而剥离活性物质含有层。
另外，在试样的取向性高的情况下，有随着试样的填充的方式而峰的位置发生错位，或峰强度比发生变化的可能性。这样的取向性显著地高的试样使用毛细管进行测定。具体而言，将试样插入至毛细管，将该毛细管载置于旋转式试样台并进行测定。通过这样的测定方法，可以缓和取向性。
这样的取向性高的试样制成压片的形状进行测定。压片可以为例如直径10mm、厚度2mm的压粉体。该压粉体可以对试样施加约250MPa的压力15分钟来进行制作。将所得的压片设置于X射线衍射装置，测定其表面。通过利用这样的方法进行测定，从而可以排除由操作员引起的测定结果的差异，提高再现性。
在利用该方法测定得到的强度比与使用上述平板固定件或玻璃固定件测定得到的强度比不同的情况下，考虑到由取向带来的影响，因此采用使用了压片的测定结果。
作为粉末X射线衍射测定的装置，使用例如Rigaku公司制SmartLab。测定条件如以下所述：
X射线源：Cu靶
输出：45kV 200mA
索勒狭缝：入射和受光都为5°
步长(2θ)：0.02deg
扫描速度：20deg/分钟
半导体检测器：D/teX Ultra 250
测定范围：5°≤2θ≤90°
试样板固定件：平板玻璃试样板固定件(厚度0.5mm)。
在使用其它装置的情况下，以获得与上述同等的测定结果的方式，进行使用了粉末X射线衍射用标准Si粉末的测定，峰强度和峰顶位置调整成与上述装置一致的条件来进行测定。
上述粉末X射线衍射测定的条件设为可以取得可以应用于Rietveld解析的XRD图案的条件。为了收集Rietveld解析用的数据，具体而言，以使步长成为衍射峰的最小半宽度的1/3-1/5的方式，以使最强度反射的峰位置处的强度成为5000cps以上的方式，适当地调整测定时间或X射线强度。
通过Rietveld法来解析这样操作而获得的XRD图案。Rietveld法中，由预先推定的晶体结构模型计算衍射图案。通过将该计算值和实测值全部进行拟合，从而可以精密地分析与晶体结构相关的参数(晶格常数、原子坐标、占有率等)。由此，可以研究测定对象的活性物质所包含的化合物的晶体结构的特征。此外，根据以上所说明的粉末X射线衍射测定，除了正交晶型复合氧化物LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29以外，对于包含Fe、Nb、元素M1和元素M2等构成元素的氧化物、以及与TiO2等具有其它晶体结构的化合物的多相共存状态也可以进行研究。
进一步，在活性物质粒子包含多种活性物质的情况下，进行在透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy:TEM)中组合有电子能量损失能谱法(ElectronEnergy-Loss Spectroscopy:EELS)的TEM-EELS。可以向对象活性物质粒子进行电子射线衍射，由各个晶体结构来鉴定相。
(Nb和元素M2的平均价数的测定以及活性物质的组成的确认)
为了定量地了解Nb和元素M2的平均价数，可以采用以下那样的方法进行研究。首先，按照上述说明准备使Li完全脱嵌的状态的活性物质，将其在140℃的温度供于真空干燥24小时。接着，在干燥气氛中测定该活性物质的全部重量。将其溶解于酸，通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy:ICP分析)进行构成元素的定量分析。假定通过定量分析获得的全部构成元素全部取得理想的价数，还原量为0，计算所得的构成元素全部作为氧化物存在的情况下的氧量。在该氧量与通过分析获得的构成元素量的合计重量比实测重量重的情况下，意味着仅该重量差部分构成元素被还原了。通过这些分析，可以定量地计测Nb和元素M2的平均价数。此外，通过ICP分析来判明活性物质的组成。
另外，为了定量地确认晶体结构中的Nb和元素M2是否被还原，也可以应用X射线吸收精细结构解析(x-ray absorption fine structure:XAFS)，研究含活性物质层中的活性物质的Nb和元素M2的平均价数。或者可以通过上述EELS测定来研究Nb和元素M2的平均价数。
为了测定Nb和元素M2的还原量，按照上述方法来进行。但是，对于作为电池进行了充放电的样品，如先前所说明的那样，使用使其充分地放电的，即，使Li充分地脱嵌的电极。活性物质中没有残留Li，使用电感耦合等离子体原子发射光谱法来确认。在有残留Li的情况下，需要校正Nb和元素M2的还原量。具体而言，通过看作结晶中残留的Li还原Nb和元素M2的情况，将由ICP分析的定量值计算而相当于Li量部分的价数与Nb和元素M2的平均价数相加，从而可以确定充放电前的Nb和元素M2的平均价数。如果该平均价数小于5，则表示Nb和/或5价的构成元素被还原了，如果该平均价数为5，则可知活性物质所包含的Nb和元素M2为理想的状态。
另外，在活性物质粒子表面附着有碳等的状态的情况下，需要通过将活性物质在大气中在900℃进行烧成，从而使碳烧去，由前后的重量差部分来计算碳附着量。
(粒子表面上的碳材料的有无的确认)
铌-钛复合氧化物的粒子表面是否设置有碳材料，可以如下操作来进行确认。
首先，通过先前说明的步骤，从二次电池取出包含作为测定对象的活性物质的电极，进行洗涤。
从洗涤后的电极取出活性物质粉末。活性物质粉末例如可以如下那样操作来取出。首先将包含粘着剂的电极分散于溶剂中。作为此时所使用的溶剂，例如，如果粘着剂为有机溶剂系粘着剂，则使用N-甲基吡咯烷酮，如果粘着剂为水系粘着剂(例如，水溶性的粘着剂)，则使用纯水。对于溶剂照射超声波30分钟以上以使电极分散。由此可以将粘着剂溶解而从集电体将电极材料以粉末的形式分离。接下来，将包含电极材料的粉末的溶剂放入至离心分离器内，分离成导电剂和活性物质粒子之后，利用冷冻干燥进行回收。由此可以在维持设置于粒子表面上的碳材料的状态下取出活性物质粉末。
将取出的活性物质用碳酸二乙酯溶剂等有机溶剂进行洗涤来溶解锂盐并除去之后，使其干燥。干燥后，在空气中充分地水洗，将除去了残留锂离子的活性物质作为测定对象。
粒子表面上的碳材料可以通过以下的无机元素分析法来进行分析。将作为测定对象准备的活性物质试样与助燃剂一起放入至氧化铝坩埚中，在氧气流中通过高频感应加热进行燃烧。此时，碳以二氧化碳的形式被放出，因此通过利用红外检测器来检测二氧化碳，从而定量碳量。作为测定装置，例如，可以使用LECO公司制CS844型。
根据第1实施方式，提供活性物质。该活性物质包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物。通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。该活性物质能够实现可以显示优异的低温倍率性能和高能量密度的二次电池。
(第2实施方式)
根据第2实施方式，提供电极。
第2实施方式涉及的电极包含第1实施方式涉及的活性物质。该电极可以是包含第1实施方式涉及的活性物质作为电池用活性物质的电池用电极。作为电池用电极的电极例如，可以是包含第1实施方式涉及的活性物质作为负极活性物质的负极。
第2实施方式涉及的电极可以包含集电体和含活性物质层。活性物质含有层可以形成于集电体的一面或两面。活性物质含有层可以包含活性物质以及任意地导电剂和粘着剂。
活性物质含有层可以单独包含第1实施方式涉及的活性物质，也可以包含2种以上第1实施方式涉及的活性物质。进一步，可以包含混合有第1实施方式涉及的活性物质1种或2种以上，以及1种或2种以上其它活性物质的混合物。
例如，在包含第1实施方式涉及的活性物质作为负极活性物质的情况下，其它活性物质的例子，可举出具有斜方锰矿结构的钛酸锂(例如Li2+yTi3O7，0≤y≤3)、具有尖晶石结构的钛酸锂(例如，Li4+xTi5O12，0≤x≤3)、单斜晶型二氧化钛(TiO2)、锐钛型二氧化钛、金红石型二氧化钛、硬锰矿型钛复合氧化物、正交晶型含钛复合氧化物以及单斜晶型铌钛复合氧化物。
作为上述正交晶型含钛复合氧化物的例子，可举出Li2+aM(I)2-bTi6-cM(II)dO14+σ所示的化合物。这里，M(I)为选自Sr、Ba、Ca、Mg、Na、Cs、Rb和K中的至少1种。M(II)为选自Zr、Sn、V、Nb、Ta、Mo、W、Y、Fe、Co、Cr、Mn、Ni和Al中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤a≤6，0≤b＜2，0≤c＜6，0≤d＜6，-0.5≤σ≤0.5。作为正交晶型含钛复合氧化物的具体例子，可举出Li2+aNa2Ti6O14(0≤a≤6)。
作为上述单斜晶型铌钛复合氧化物的例子，可举出LixTi1-yM1yNb2-zM2zO7+δ所示的化合物。这里，M1为选自Zr、Si和Sn中的至少1种。M2为选自V、Ta和Bi中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤x≤5，0≤y＜1，0≤z≤2，-0.3≤δ≤0.3。作为单斜晶型铌钛复合氧化物的具体例子，可举出LixNb2TiO7(0≤x≤5)。
作为单斜晶型铌钛复合氧化物的其它例子，可举出Ti1-yM3y+zNb2-zO7-δ所示的化合物。这里，M3为选自Mg、Fe、Ni、Co、W、Ta和Mo中的至少1种。组成式中的各个下标为0≤y＜1，0≤z≤2，-0.3≤δ≤0.3。
导电剂是用于提高集电性能、且抑制活性物质与集电体的接触电阻来配合的。导电剂的例子包含气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)、乙炔黑等炭黑和石墨那样的碳质物。可以将它们的一种作为导电剂来使用，或者可以将2种以上组合作为导电剂来使用。或者可以代替使用导电剂，对于活性物质粒子的表面实施碳涂覆(coat)、电子导电性无机材料涂覆。
粘着剂是用于填埋分散的活性物质的间隙，而且，使活性物质与集电体粘着来配合的。粘着剂的例子包含聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、丁苯橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧基甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；CMC)和CMC的盐。可以将它们的一种作为粘着剂来使用，或者可以将2种以上组合作为粘着剂来使用。
活性物质含有层中的活性物质、导电剂和粘着剂的配合比例可以根据电极的用途来适当变更。例如，在将电极作为二次电池的负极来使用的情况下，优选将活性物质(负极活性物质)、导电剂和粘着剂分别以68质量％以上96质量％以下、2质量％以上30质量％以下和2质量％以上30质量％以下的比例来进行配合。可以通过使导电剂的量成为2质量％以上，从而提高活性物质含有层的集电性能。此外，通过使粘着剂的量成为2质量％以上，从而活性物质含有层与集电体的粘着性变得充分，可以期待优异的循环性能。另一方面，从实现高容量化方面出发，优选导电剂和粘着剂分别为30质量％以下。
集电体使用在活性物质中锂(Li)被嵌入和脱嵌的电位时电化学上稳定的材料。例如，在活性物质作为负极活性物质使用的情况下，集电体优选由铜、镍、不锈钢或铝，或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的一种以上元素的铝合金制成。集电体的厚度优选为5μm以上20μm以下。具有这样的厚度的集电体可以取得电极的强度与轻量化的平衡。
此外，集电体可以在其表面包含未形成负极活性物质含有层的部分。该部分可以作为负极集电片起作用。
电极可以通过例如以下方法来制作。首先，将活性物质、导电剂和粘着剂悬浮于溶剂中调制浆料。将该浆料涂布于集电体的一面或两面。接着，使涂布后的浆料干燥，获得活性物质含有层与集电体的层叠体。然后，对该层叠体实施压制。这样操作，制作电极。
或者电极可以通过以下方法来制作。首先，将活性物质、导电剂和粘着剂进行混合，获得混合物。接着，将该混合物成型为压片状。接着，将这些压片配置于集电体上，从而可以获得电极。
第2实施方式涉及的电极包含第1实施方式涉及的活性物质。因此，该电极能够实现可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度的二次电池。
(第3实施方式)
根据第3实施方式，提供包含负极、正极以及电解质的二次电池。该二次电池包含第2实施方式涉及的电极作为负极。即，第3实施方式涉及的二次电池包含含有第1实施方式涉及的活性物质作为电池用活性物质的电极作为负极。
第3实施方式涉及的二次电池也可以进一步具备配置于正极与负极之间的分隔体。负极、正极和分隔体可以构成电极组。电解质可以被保持于电极组中。
此外，第3实施方式涉及的二次电池可以进一步具备收容电极组和电解质的外包装部件。
进一步，第3实施方式涉及的二次电池可以进一步具备与负极电连接的负极端子和与正极电连接的正极端子。
第3实施方式涉及的二次电池可以为例如锂离子二次电池。此外，二次电池包含含有非水电解质的非水电解质二次电池。
以下，对于负极、正极、电解质、分隔体、外包装部件、负极端子和正极端子进行详细地说明。
(1)负极
负极可以包含负极集电体和负极活性物质含有层。负极集电体和负极活性物质含有层可以分别是第2实施方式涉及的电极可以包含的集电体和活性物质含有层。负极活性物质含有层包含第1实施方式涉及的活性物质作为负极活性物质。
负极的详细内容中，省略与对于第2实施方式进行说明的详细内容重复的部分。
负极活性物质含有层的密度(不含集电体)优选为1.8g/cm3以上3.5g/cm3以下。负极活性物质含有层的密度处于该范围内的负极的能量密度和电解质的保持性均优异。负极活性物质含有层的密度更优选为2.5g/cm3以上2.9g/cm3以下。
负极例如，可以通过与第2实施方式涉及的电极同样的方法来制作。
(2)正极
正极可以包含正极集电体和正极活性物质含有层。正极活性物质含有层可以形成于正极集电体的一面或两面。正极活性物质含有层可以包含正极活性物质和任意地导电剂和粘着剂。
作为正极活性物质，可以使用例如氧化物或硫化物。正极中，作为正极活性物质，可以单独包含1种化合物，或者可以组合包含2种以上化合物。氧化物和硫化物的例子可举出可以使Li或Li离子嵌入和脱嵌的化合物。
作为这样的化合物，例如，包含二氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化铜、氧化镍、锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2；0＜x≤1)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2；0＜x≤1)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2；0＜x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2；0＜x≤1，0＜y＜1)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2；0＜x≤1，0＜y＜1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4；0＜x≤1，0＜y＜2)、具有橄榄石结构的锂磷氧化物(例如LixFePO4；0＜x≤1，LixFe1-yMnyPO4；0＜x≤1，0＜y＜1，LixCoPO4；0＜x≤1)、硫酸铁(Fe2(SO4)3)、钒氧化物(例如V2O5)以及锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-y-zCoyMnzO2；0＜x≤1，0＜y＜1，0＜z＜1，y+z＜1)。
其中，作为正极活性物质更优选的化合物的例子，包含具有尖晶石结构的锂锰复合氧化物(例如LixMn2O4；0＜x≤1)、锂镍复合氧化物(例如LixNiO2；0＜x≤1)、锂钴复合氧化物(例如LixCoO2；0＜x≤1)、锂镍钴复合氧化物(例如LixNi1-yCoyO2；0＜x≤1，0＜y＜1)、具有尖晶石结构的锂锰镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4；0＜x≤1，0＜y＜2)、锂锰钴复合氧化物(例如LixMnyCo1-yO2；0＜x≤1，0＜y＜1)、锂磷酸铁(例如LixFePO4；0＜x≤1)以及锂镍钴锰复合氧化物(LixNi1-y-zCoyMnzO2；0＜x≤1，0＜y＜1，0＜z＜1，y+z＜1)。如果正极活性物质使用这些化合物，则可以提高正极电位。
在使用常温熔融盐作为电池的电解质的情况下，优选使用锂磷酸铁、LixVPO4F(0≤x≤1)、锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂镍钴复合氧化物、或包含这些混合物的正极活性物质。这些化合物与常温熔融盐的反应性低，因此可以提高循环寿命。对于常温熔融盐的详细内容，进行后述。
正极活性物质的一次粒径优选为100nm以上1μm以下。一次粒径为100nm以上的正极活性物质在工业生产上的操作容易。一次粒径为1μm以下的正极活性物质能够顺利地进行锂离子的固体内扩散。
正极活性物质的比表面积优选为0.1m2/g以上10m2/g以下。具有0.1m2/g以上的比表面积的正极活性物质可以充分地确保Li离子的吸留、放出位点。具有10m2/g以下的比表面积的正极活性物质在工业生产上的操作容易，并且可以确保良好的充放电循环性能。
粘着剂是用于填埋分散的正极活性物质的间隙，而且，使正极活性物质与正极集电体粘着来配合的。粘着剂的例子包含聚四氟乙烯(polytetrafluoro ethylene；PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、氟系橡胶、聚丙烯酸化合物、酰亚胺化合物、羧基甲基纤维素(carboxymethyl cellulose；CMC)和CMC的盐。可以将它们的一种作为粘着剂来使用，或者可以将2种以上组合作为粘着剂来使用。
导电剂是用于提高集电性能，且抑制正极活性物质与正极集电体的接触电阻来配合的。导电剂的例子包含气相生长碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber；VGCF)、乙炔黑等炭黑和石墨那样的碳质物。可以将它们的一种作为导电剂来使用，或者可以将2种以上组合作为导电剂来使用。此外，也可以省略导电剂。
正极活性物质含有层中，正极活性物质和粘着剂各自优选以80质量％以上98质量％以下、和2质量％以上20质量％以下的比例进行配合。
通过使粘着剂的量成为2质量％以上，从而获得充分的电极强度。此外，粘着剂可以作为绝缘体起作用。因此，如果粘着剂的量为20质量％以下，则电极所包含的绝缘体的量减少，因此可以减少内阻。
在添加导电剂的情况下，优选正极活性物质、粘着剂和导电剂各自以77质量％以上95质量％以下、2质量％以上20质量％以下和3质量％以上15质量％以下的比例进行配合。
通过使导电剂的量为3质量％以上，从而可以发挥上述效果。此外，通过使导电剂的量为15质量％以下，从而可以降低与电解质接触的导电剂的比例。如果该比例低，则可以在高温保存下，降低电解质的分解。
正极集电体优选为铝箔，或包含选自Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu和Si中的一种以上元素的铝合金箔。
铝箔或铝合金箔的厚度优选为5μm以上20μm以下，更优选为15μm以下。铝箔的纯度优选为99质量％以上。铝箔或铝合金箔所包含的铁、铜、镍和铬等过渡金属的含量优选为1质量％以下。
此外，正极集电体可以包含其表面未形成正极活性物质含有层的部分。该部分可以作为正极集电片起作用。
正极例如，可以使用正极活性物质，通过与第2实施方式涉及的电极同样的方法来制作。
(3)电解质
作为电解质，可以使用例如液状非水电解质或凝胶状非水电解质。液状非水电解质通过将作为溶质的电解质盐溶解于有机溶剂来调制。电解质盐的浓度优选为0.5mol/L以上2.5mol/L以下。
电解质盐的例子包含高氯酸锂(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)和双三氟甲磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)那样的锂盐以及它们的混合物。电解质盐优选为即使在高电位也难以氧化的物质，最优选为LiPF6。
有机溶剂的例子包含碳酸亚丙酯(propylene carbonate；PC)、碳酸亚乙酯(ethylene carbonate；EC)、碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate；VC)那样的环状碳酸酯；碳酸二乙酯(diethyl carbonate；DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate；DMC)、碳酸甲基乙酯(methyl ethyl carbonate；MEC)那样的链状碳酸酯；四氢呋喃(tetrahydrofuran；THF)、2-甲基四氢呋喃(2-methyl tetrahydrofuran；2MeTHF)、二氧戊环(dioxolane；DOX)那样的环状醚；二甲氧基乙烷(dimethoxy ethane；DME)、二乙氧基乙烷(diethoxy ethane；DEE)那样的链状醚；γ-丁内酯(γ-butyrolactone；GBL)、乙腈(acetonitrile；AN)和环丁砜(sulfolane；SL)。这些有机溶剂可以单独使用，或作为混合溶剂使用。
凝胶状非水电解质通过将液状非水电解质与高分子材料进行复合化来调制。高分子材料的例子包含聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile；PAN)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide；PEO)或它们的混合物。
或者，作为非水电解质，除了液状非水电解质和凝胶状非水电解质以外，可以使用含有锂离子的常温熔融盐(离子性融体)、高分子固体电解质和无机固体电解质等。
常温熔融盐(离子性融体)是指在由有机物阳离子和阴离子的组合形成的有机盐内，在常温(15℃以上25℃以下)下可以作为液体存在的化合物。常温熔融盐包含以单一成分作为液体存在的常温熔融盐、通过与电解质盐混合而成为液体的常温熔融盐、通过溶解于有机溶剂而成为液体的常温熔融盐、或它们的混合物。一般而言，二次电池所使用的常温熔融盐的熔点为25℃以下。此外，有机物阳离子一般而言具有季铵骨架。
高分子固体电解质通过将电解质盐溶解于高分子材料，进行固体化来调制。
无机固体电解质是具有Li离子传导性的固体物质。
(4)分隔体
分隔体由包含例如聚乙烯(polyethylene；PE)、聚丙烯(polypropylene；PP)、纤维素或聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVdF)的多孔质膜或合成树脂制无纺布来形成。从安全性的观点出发，优选使用由聚乙烯或聚丙烯形成的多孔质膜。这是因为这些多孔质膜能够在一定温度下熔融，阻断电流。
(5)外包装部件
作为外包装部件，可以使用例如由层压膜形成的容器、或金属制容器。
层压膜的厚度为例如，0.5mm以下，优选为0.2mm以下。
作为层压膜，使用包含多个树脂层以及夹在这些树脂层间的金属层的多层膜。树脂层包含例如，聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyethylene；PE)、尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)等高分子材料。金属层为了轻量化，优选由铝箔或铝合金箔形成。层压膜通过利用热熔合进行密封，从而可以成型为外包装部件的形状。
金属制容器的壁的厚度例如为1mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.2mm以下。
金属制容器例如，由铝或铝合金等来制成。铝合金优选包含镁、锌和硅等元素。在铝合金包含铁、铜、镍和铬等过渡金属的情况下，其含量优选为100质量ppm以下。
外包装部件的形状不受特别限定。外包装部件的形状可以为例如，扁平型(薄型)、方型、圆筒型、硬币型或纽扣型等。外包装部件可以根据电池尺寸、电池的用途来适当选择。
(6)负极端子
负极端子可以由在上述负极活性物质的Li吸留放出电位电化学上稳定，并且具有导电性的材料来形成。具体而言，作为负极端子的材料，可举出铜、镍、不锈钢或铝、或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的至少1种元素的铝合金。作为负极端子的材料，优选使用铝或铝合金。负极端子为了降低与负极集电体的接触电阻，优选由与负极集电体同样的材料形成。
(7)正极端子
正极端子可以由相对于锂的氧化还原电位在3V以上5V以下的电位范围(vs.Li/Li+)电稳定，且具有导电性的材料来形成。作为正极端子的材料，可举出铝、或者包含选自Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu和Si中的至少1种元素的铝合金。正极端子为了降低与正极集电体的接触电阻，优选由与正极集电体同样的材料来形成。
接下来，对于第3实施方式涉及的二次电池，一边参照附图一边更具体地进行说明。
图3为大致地表示第3实施方式涉及的二次电池的一例的截面图。图4为将图3所示的二次电池的A部放大了的截面图。
图3和图4所示的二次电池100具备图3所示的袋状外包装部件2、图3和图4所示的电极组1以及未图示的电解质。电极组1和电解质收纳于袋状外包装部件2内。电解质(未图示)保持于电极组1中。
袋状外包装部件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜形成。
如图3所示那样，电极组1为扁平状的卷绕型电极组。扁平状且卷绕型的电极组1如图4所示那样，包含负极3、分隔体4和正极5。分隔体4夹在负极3与正极5之间。
负极3包含负极集电体3a和负极活性物质含有层3b。负极3中，位于卷绕型的电极组1的最外壳的部分如图4所示那样仅在负极集电体3a的内面侧形成有负极活性物质含有层3b。负极3中的其它部分，在负极集电体3a的两面形成有负极活性物质含有层3b。
正极5包含正极集电体5a、以及在其两面所形成的正极活性物质含有层5b。
如图3所示那样，负极端子6和正极端子7位于卷绕型的电极组1的外周端附近。该负极端子6与位于负极集电体3a的最外壳的部分连接。此外，正极端子7与位于正极集电体5a的最外壳的部分连接。这些负极端子6和正极端子7从袋状外包装部件2的开口部向外部延伸。袋状外包装部件2的内面设置有热塑性树脂层，通过将其热熔合，从而关闭开口部。
第3实施方式涉及的二次电池不限于图3和图4所示的构成的二次电池，可以为例如图5和图6所示的构成的电池。
图5为示意性示出第3实施方式涉及的二次电池的其它例的局部切取立体图。图6为将图5所示的二次电池的B部放大了的截面图。
图5和图6所示的二次电池100具备图5和图6所示的电极组1、图5所示的外包装部件2以及未图示的电解质。电极组1和电解质收纳于外包装部件2内。电解质保持于电极组1中。
外包装部件2由包含2个树脂层和夹在它们之间的金属层的层压膜形成。
电极组1如图6所示那样为层叠型的电极组。层叠型的电极组1具有使负极3和正极5以在它们之间夹着分隔体4的同时交替地层叠的结构。
电极组1包含多个负极3。多个负极3分别具备负极集电体3a、负载于负极集电体3a的两面的负极活性物质含有层3b。此外，电极组1包含多个正极5。多个正极5分别具备正极集电体5a、负载于正极集电体5a的两面的正极活性物质含有层5b。
各负极3的负极集电体3a包含在其一边上，任一表面都未负载有负极活性物质含有层3b的部分3c。该部分3c作为负极集电片起作用。如图6所示那样，作为负极集电片起作用的部分3c没有与正极5重叠。此外，多个负极集电片(部分3c)与带状的负极端子6电连接。带状的负极端子6的前端被引出至外包装部件2的外部。
此外，虽未图示，但各正极5的正极集电体5a包含在其一边上，任一表面都未负载有正极活性物质含有层5b的部分。该部分作为正极集电片起作用。正极集电片与负极集电片(部分3c)同样地，没有与负极3重叠。此外，正极集电片相对于负极集电片(部分3c)位于电极组1的相反侧。正极集电片与带状的正极端子7电连接。带状的正极端子7的前端位于负极端子6相反侧，被引出至外包装部件2的外部。
第3实施方式涉及的二次电池包含第1实施方式涉及的活性物质作为负极活性物质。因此，该二次电池可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度。
(第4实施方式)
根据第4实施方式，提供电池模块。第4实施方式涉及的电池模块具备多个第3实施方式涉及的二次电池。
第4实施方式涉及的电池模块中，各单电池可以电串联或并联地连接来配置，或可以将串联连接和并联连接组合来配置。
接下来，对于第4实施方式涉及的电池模块的一例，一边参照附图一边进行说明。
图7为大致地表示第4实施方式涉及的电池模块的一例的立体图。图7所示的电池模块200具备5个单电池100a～100e、4个汇流排21、正极侧引线22以及负极侧引线23。5个单电池100a～100e各自为第3实施方式涉及的二次电池。
汇流排21例如，将1个单电池100a的负极端子6与位于相邻的单电池100b的正极端子7进行连接。这样操作，5个单电池100被4个汇流排21串联地连接。即，图7的电池模块200为5串联的电池模块。
如图7所示那样，5个单电池100a～100e中，位于左端的单电池100a的正极端子7与外部连接用的正极侧引线22连接。此外，5个单电池100a～100e中，位于右端的单电池100e的负极端子6与外部连接用的负极侧引线23连接。
第4实施方式涉及的电池模块具备第3实施方式涉及的二次电池。因此，该电池模块可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度。
(第5实施方式)
根据第5实施方式，提供电池组。该电池组具备第4实施方式涉及的电池模块。该电池组可以代替第4实施方式涉及的电池模块，具备单一的第3实施方式涉及的二次电池。
第5实施方式涉及的电池组可以进一步具备保护电路。保护电路具有控制二次电池的充放电的功能。或者可以使用将电池组用作电源的装置(例如，电子设备、车等)所包含的电路作为电池组的保护电路。
此外，第5实施方式涉及的电池组也可以进一步具备通电用的外部端子。通电用的外部端子是用于向外部输出来自二次电池的电流，和/或用于向二次电池输入来自外部的电流的端子。换句话说，在将电池组作为电源使用时，电流通过通电用的外部端子而供给至外部。此外，在将电池组进行充电时，充电电流(包含车等动力的再生能量)通过通电用的外部端子而供给至电池组。
接下来，对于第5实施方式涉及的电池组的一例，一边参照附图一边进行说明。
图8为大致地表示第5实施方式涉及的电池组的一例的分解立体图。图9为表示图8所示的电池组的电路的一例的框图。
图8和图9所示的电池组300具备收容容器31、盖32、保护片33、电池模块200、印刷配线基板34、配线35以及未图示的绝缘板。
图8所示的收容容器31为具有长方形的底面的有底方型容器。收容容器31以能够收容保护片33、电池模块200、印刷配线基板34以及配线35来构成。盖32具有矩形的形状。盖32通过覆盖收容容器31来收容上述电池模块200等。收容容器31和盖32未图示，但设置有用于与外部设备等连接的开口部或连接端子等。
电池模块200具备多个单电池100、正极侧引线22、负极侧引线23以及胶粘带24。
单电池100具有图3和图4所示的结构。多个单电池100的至少1种为第3实施方式涉及的二次电池。多个单电池100以向外部延伸的负极端子6和正极端子7成为相同朝向的方式聚齐并层叠。多个单电池100的各自如图9所示那样电串联地连接。多个单电池100可以并联地电连接，也可以将串联连接和并联连接组合来电连接。如果将多个单电池100并联连接，则与串联连接的情况相比，电池容量增大。
胶粘带24连结多个单电池100。可以代替胶粘带24，而使用热收缩带来固定多个单电池100。在该情况下，在电池模块200的两侧面配置保护片33，使热收缩带旋转之后，使热收缩带热收缩来捆扎多个单电池100。
正极侧引线22的一端在单电池100的层叠体中，与位于最下层的单电池100的正极端子7连接。负极侧引线23的一端在单电池100的层叠体中，与位于最上层的单电池100的负极端子6连接。
印刷配线基板34在收容容器31的内侧面中，沿一方的短边方向的面来设置。印刷配线基板34具备：正极侧连接器341、负极侧连接器342、热敏电阻343、保护电路344、配线345和346、通电用的外部端子347、正侧配线348a以及负侧配线348b。印刷配线基板34的一方的主面与电池模块200中负极端子6和正极端子7延伸的面相对。印刷配线基板34与电池模块200之间夹着未图示的绝缘板。
正极侧连接器341设置有贯通孔。该贯通孔中通过插入正极侧引线22的另一端，从而正极侧连接器341与正极侧引线22电连接。负极侧连接器342设置有贯通孔。通过在该贯通孔中插入负极侧引线23的另一端，从而负极侧连接器342与负极侧引线23电连接。
热敏电阻343固定于印刷配线基板34的一方的主面。热敏电阻343检测单电池100的各自的温度，将其检测信号发送至保护电路344。
通电用的外部端子347固定于印刷配线基板34的另一方的主面。通电用的外部端子347与电池组300的外部所存在的设备电连接。
保护电路344固定于印刷配线基板34的另一方的主面。保护电路344介由正侧配线348a而与通电用的外部端子347连接。保护电路344介由负侧配线348b而与通电用的外部端子347连接。此外，保护电路344介由配线345而与正极侧连接器341电连接。保护电路344介由配线346而与负极侧连接器342电连接。进一步，保护电路344介由配线35与多个单电池100的各个电连接。
保护片33配置于收容容器31的长边方向这两者的内侧面，以及隔着电池模块200与印刷配线基板34相对的短边方向的内侧面。保护片33由例如树脂或橡胶形成。
保护电路344控制多个单电池100的充放电。此外，保护电路344基于从热敏电阻343发送的检测信号，或从各个单电池100或电池模块200发送的检测信号，阻断保护电路344与向外部设备通电用的外部端子347的电连接。
作为从热敏电阻343发送的检测信号，可举出例如检测到单电池100的温度为规定的温度以上的信号。作为从各个单电池100或电池模块200发送的检测信号，可举出例如检测到单电池100的过充电、过放电和过电流的信号。在对于各个单电池100检测过充电等的情况下，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，将作为参比电极使用的锂电极插入至各个单电池100。
予以说明，作为保护电路344，可以使用将电池组300作为电源使用的装置(例如，电子设备、车等)所包含的电路。
此外，该电池组300如上述那样具备通电用的外部端子347。因此，该电池组300可以介由通电用的外部端子347，将来自电池模块200的电流向外部设备输出的同时，将来自外部设备的电流输入至电池模块200。换句话说，在将电池组300作为电源使用时，来自电池模块200的电流通过通电用的外部端子347来供给至外部设备。此外，在将电池组300进行充电时，来自外部设备的充电电流通过通电用的外部端子347供给至电池组300。在将该电池组300作为车载用电池使用的情况下，作为来自外部设备的充电电流，可以使用车辆的动力的再生能量。
予以说明，电池组300可以具备多个电池模块200。在该情况下，多个电池模块200可以串联地连接，也可以并联地连接，还可以将串联连接和并联连接组合来连接。此外，印刷配线基板34和配线35可以省略。在该情况下，可以将正极侧引线22和负极侧引线23作为通电用的外部端子来使用。
这样的电池组用于例如取出大电流时要求循环性能优异的用途。该电池组具体而言，例如，作为电子设备的电源、固定用电池、各种车辆的车载用电池来使用。作为电子设备，可举出例如数字照像机。该电池组特别适合用作车载用电池。
第5实施方式涉及的电池组具备第3实施方式涉及的二次电池或第4实施方式涉及的电池模块。因此，该电池组可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度。
(第6实施方式)
根据第6实施方式，提供车辆。该车辆搭载有第5实施方式涉及的电池组。
第6实施方式涉及的车辆中，电池组回收例如车辆的动力的再生能量。车辆可以包含将该车辆的动能转变为再生能量的机构。
作为第6实施方式涉及的车辆的例子，可举出例如，二轮至四轮的混合动力车、二轮至四轮的电动车、助力自行车和铁道用车辆。
第6实施方式涉及的车辆中的电池组的搭载位置不受特别限定。例如，在将电池组搭载于车的情况下，电池组可以搭载于车辆的发动机室、车体后方或座位下。
第6实施方式涉及的车辆可以搭载多个电池组。在该情况下，电池组可以串联地电连接，可以并联地电连接，还可以将串联连接和并联连接组合来电连接。
接下来，对于第6实施方式涉及的车辆的一例，一边参照附图一边进行说明。
图10为大致地表示第6实施方式涉及的车辆的一例的截面图。
图10所示的车辆400包含车辆主体40、以及第4实施方式涉及的电池组300。图10所示的例子中，车辆400为四轮的车。
该车辆400可以搭载多个电池组300。在该情况下，电池组300可以串联地连接，可以并联地连接，还可以将串联连接和并联连接组合来连接。
图10中，图示电池组300搭载于位于车辆主体40的前方的发动机室内的例子。如上述那样，电池组300可以搭载于例如，车辆主体40的后方或座位下。该电池组300可以作为车辆400的电源使用。此外，该电池组300可以回收车辆400的动力的再生能量。
接下来，一边参照图11，一边对于第6实施方式涉及的车辆实施方式进行说明。
图11为大致地表示第6实施方式涉及的车辆的一例的图。图11所示的车辆400为电动车。
图11所示的车辆400具备：车辆主体40、车辆用电源41、作为车辆用电源41的上位控制手段的车辆ECU(ECU：Electric Control Unit；电控制装置)42、外部端子(用于连接外部电源的端子)43、逆变器44以及驱动马达45。
车辆400中，在例如发动机室，车的车体后方或座位下搭载有车辆用电源41。另外，图11所示的车辆400中，对于车辆用电源41的搭载位置进行了示意地表示。
车辆用电源41具备多个(例如3个)电池组300a、300b和300c，电池管理装置(BMU：Battery Management Unit)411，以及通信总线412。
3个电池组300a、300b和300c电串联地连接。电池组300a具备电池模块200a和电池模块监视装置301a(例如，VTM：Voltage Temperature Monitoring)。电池组300b具备电池模块200b和电池模块监视装置301b。电池组300c具备电池模块200c和电池模块监视装置301c。电池组300a、300b和300c能够各自独立地取下，可以与其它电池组300进行更换。
电池模块200a～200c各自具备串联地连接的多个单电池。多个单电池的至少1种为第3实施方式涉及的二次电池。电池模块200a～200c各自通过正极端子413和负极端子414进行充放电。
电池管理装置411为了收集与车辆用电源41的保全相关的信息，在与电池模块监视装置301a～301c之间进行通信，收集车辆用电源41所包含的电池模块200a～200c所包含的单电池100的电压、和温度等相关的信息。
在电池管理装置411与电池模块监视装置301a～301c之间，连接有通信总线412。通信总线412以将1组通信线在多个节点(电池管理装置和1个以上的电池模块监视装置)共有的方式来构成。通信总线412例如是基于CAN(Control Area Network)标准来构成的通信总线。
电池模块监视装置301a～301c基于来自电池管理装置411的通信所得到的指令，计量构成电池模块200a～200c的各个单电池的电压和温度。其中，温度可以对于1个电池模块仅在数个位置进行测定，可以不测定全部单电池的温度。
车辆用电源41也可以具有用于将正极端子413与负极端子414的连接进行接通断开的电磁接触器(例如图11所示的开关装置415)。开关装置415包含对电池模块200a～200c进行充电时闭合的预充电开关(未图示)，以及对负荷供给电池输出时闭合的主开关(未图示)。预充电开关和主开关具备根据对于开关元件的附近所配置的线圈所供给的信号而被闭合或断开的继电器电路(未图示)。
逆变器44将输入的直流电压转变成马达驱动用的3相的交流(AC)的高电压。逆变器44的3相的输出端子连接于驱动马达45的各3相的输入端子。逆变器44基于电池管理装置411，或来自用于控制车辆整体的动作的车辆ECU42的控制信号，从而控制输出电压。
驱动马达45通过由逆变器44供给的电力进行旋转。该旋转介由例如差动齿轮而传达至车轴和驱动轮W。
此外，没有图示，但车辆400具备再生制动机构。再生制动机构在制动车辆400时使驱动马达45旋转，将动能转变为作为电能的再生能量。被再生制动机构回收了的再生能量被输入至逆变器44，转变成直流电流。直流电流被输入至车辆用电源41。
车辆用电源41的负极端子414中，连接线L1的一方的端子介由电池管理装置411内的电流检测部(未图示)来连接。连接线L1的另一方的端子连接于逆变器44的负极输入端子。
车辆用电源41的正极端子413中，连接线L2的一方的端子介由开关装置415来连接。连接线L2的另一方的端子连接于逆变器44的正极输入端子。
外部端子43连接于电池管理装置411。外部端子43例如，可以连接于外部电源。
车辆ECU42响应驾驶人等的操作输入与其它装置一起协调控制电池管理装置411，进行车辆整体的管理。在电池管理装置411与车辆ECU42之间，通过通信线，进行车辆用电源41的残容量等与车辆用电源41的保全相关的数据转送。
第6实施方式涉及的车辆搭载有第5实施方式涉及的电池组。因此，根据本实施方式，能够提供搭载有可以显示优异的快速充放电性能和高能量密度的电池组的车辆。
实施例
以下，基于实施例来进一步详细地说明上述实施方式。
＜合成方法＞
(实施例1～34和比较例1)
对于各例，采用以下步骤，合成出下述表3和表4的“组成”的列所示的化合物。
首先，作为起始原料，准备了作为市售的氧化物试剂的TiO2、Nb2O5、NiO、CuO、V2O5、ZnO、Fe2O3、Co2O3、Mn2O3、Al2O3、SnO2、MgO、Ta2O5和MoO3。将这些粉末以成为表3和表4所示的“组成”的列所记载的化合物的构成摩尔比的方式进行了混合，将所得的粉末投入至研钵中。在该研钵中添加乙醇，进行1小时湿式混合。另外，表1和表2中，归纳各例所使用的起始原料和原料摩尔比。
接下来，将所得的混合物加入至电炉中，在800℃的温度进行12小时临时烧成。将供于临时烧成之后的粉末用研钵粉碎1小时，再次加入至电炉中，在1200℃的温度进行12小时正式烧成(第2次烧成)。由此，烧成的合计时间共计24小时。
然后，为了获得目标的组成和结晶相的活性物质，对于正式烧成后的粉末，进一步在700℃的温度进行2小时退火处理，获得了目标的活性物质粉末。但是，在实施例2中，实施例2a采用与上述实施例1同样的方法来制作，但实施例2b中，代替进行退火处理，而在氢还原气氛中在700℃的温度进行2小时还原处理。这是为了研究Nb和元素M2还原所带来的对于倍率特性带来的影响。
(比较例2)
通过以往公知的合成方法，合成Fe0.8Cr0.2Nb11O29。具体而言，使用作为市售的氧化物试剂准备的Fe2O3、Nb2O5和Cr2O3，与非专利文献1“Xiaoming Lou,Zhihao Xu,Zhibin Luo,Chunfu Lin,Chao Yang,Hua Zhao,Peng Zheng,Jianbao Li,Ning Wang,Yongjun Chen,and Hui Wu,Electrochimica Acta 245(2017)482-488”所记载的制造方法同样地操作进行了合成。首先，将以成为目标化合物的构成摩尔比的方式称量了的原料加入至研钵中，在该研钵中进行使用了乙醇的湿式混合1小时。然后，将所得的混合物加入至白金坩埚中，在1300℃的温度进行4小时烧成。由此，获得了比较例2涉及的活性物质粉末。
(比较例3)
采用以下步骤合成出组成式为TiNb1.875Mo0.1Mg0.025O7的单斜晶型复合氧化物。作为起始原料，使用了作为市售的氧化物试剂的Nb2O5、TiO2、MoO3和MgO。以成为TiNb1.875Mo0.1Mg0.025O7的构成摩尔比的方式称量这些粉末，用研钵进行了混合。将所得的混合物加入至电炉中，在1000℃的温度烧成合计36小时。由此，获得了比较例3涉及的活性物质粉末。
(比较例4)
采用以下步骤合成出组成式为TiNb2O7的单斜晶型复合氧化物。作为起始原料，使用了作为市售的氧化物试剂的Nb2O5和TiO2。将这些原料粉末以成为1:1的摩尔比的方式进行称量，用研钵进行了混合。将所得的混合物加入至电炉中，在1200℃的温度烧成2小时。由此，获得了比较例4涉及的活性物质粉末。
下述表1和表2中示出各实施例和各比较例所使用的原料以及原料摩尔比。
[表1]
Figure BDA0001792040210000371
[表2]
Figure BDA0001792040210000381
＜粉末X射线衍射测定、ICP分析、TEM-EDX测定、XAFS＞
(实施例1～34)
对于由各实施例合成的粉末，结晶相的鉴定、晶体结构的推定和空间群的决定通过使用了Cu-Kα射线的粉末X射线衍射法来进行。通过粉末X射线衍射，可知由实施例1～34合成的活性物质为具有正交晶型的晶体结构。此外，将生成物的组成利用ICP法进行分析，确认到获得了上述表3和表4的“组成”的列所记载的目标物质。此外，实施了TEM-EDX测定得到的结果可知，添加的元素(元素M1和M2)进入晶格中，生成了固溶体。进一步，实施X射线吸收端微细结构解析(XAFS)来调查各例涉及的Nb和元素M2的平均价数。
另外，粉末X射线衍射测定、ICP分析和XAFS按照第1实施方式所记载的方法来实施。
(比较例1)
对于由上述合成方法获得的粉末试样，采用与对于实施例的测定同样的方法实施了粉末X射线衍射测定、ICP分析、TEM-EDX测定和XAFS。通过粉末X射线衍射，可知由比较例1合成的活性物质具有正交晶型的晶体结构，获得了目标的晶体结构。由TEM-EDX测定确认到获得了目标化合物的单相。
(比较例2)
对于由上述合成方法获得的粉末试样，采用与对于实施例的测定同样的方法实施了粉末X射线衍射测定、ICP分析、TEM-EDX测定和XAFS。通过粉末X射线衍射，可知由比较例2合成的活性物质具有正交晶型的晶体结构。此外，主要的XRD峰与FeNb11O29基本上一致。通过TEM-EDX测定，可知添加的元素进入晶格中，生成了固溶体。
(比较例3)
对于由上述合成方法获得的粉末试样，采用与对于实施例的测定同样的方法实施了粉末X射线衍射测定、ICP分析、TEM-EDX测定和XAFS。其结果是主要的XRD峰与TiNb2O7全部一致。
(比较例4)
对于由上述合成方法获得的粉末试样，采用与对于实施例的测定同样的方法实施了粉末X射线衍射测定、ICP分析、TEM-EDX测定和XAFS。其结果是主要的XRD峰与TiNb2O7全部一致。
＜电化学测定＞
(电化学测定单元(cell)的制作)
首先，采用以下步骤制作出与各实施例和各比较例对应的电化学测定单元。
在由各例获得的活性物质粉末中混合作为导电剂的乙炔黑。混合比是相对于活性物质100重量份使乙炔黑为10重量份。将该混合物分散于NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)中。在所得的分散液中，混合作为粘着剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)，制作出电极浆料。PVdF相对于活性物质100重量份使用了10重量份。在由铝箔形成的集电体的两面使用刮刀来涂布浆料。然后，在真空下，在130℃干燥12小时，获得了电极。
另一方面，将碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯以体积比1:1计进行混合，调制出混合溶剂。在该混合溶剂中，使六氟磷酸锂以1M的浓度溶解，调制出非水电解质。
使用由上述制作的电极、作为对电极的金属锂箔、以及调整的非水电解质，制作出电化学测定单元。
(25℃倍率性能评价)
使用制作的各电化学测定单元，在25℃的恒温槽中进行了充放电试验。将锂的氧化还原电位作为基准在1.0V以上3.0V以下(vs.Li/Li+)的电位范围内，使充放电电流值成为0.2C(小时放电率)来进行。由此，测定出0.2C放电容量。另外，为了使各电化学测定单元的内部的温度一定，在充放电试验之前，将单元在25℃恒温槽中静置3小时。
进一步，在25℃的温度以0.2C进行充电，然后以5C进行放电，测定出5C放电容量。算出25℃的5C放电容量相对于先前测定的25℃的0.2C放电容量的比(5C放电容量[25℃]/0.2C放电容量[25℃]×100％)。
(-20℃倍率性能评价)
在25℃的温度以0.2C进行充电，然后将单元在-20℃的恒温槽内静置3小时。然后，在-20℃的温度以5C进行放电，测定出5C放电容量。算出-20℃的5C放电容量相对于先前测定的25℃的0.2C放电容量的比(5C放电容量[-20℃]/0.2C放电容量[25℃]×100％)。
将以上结果归纳于下述表3和表4中。表3中记载了实施例1～18的结果。表4中记载了实施例19～34和比较例1～4的结果。表3和表4中示出由粉末X射线衍射测定决定的“空间群”、通过电化学测定测定得到的“0.2C放电容量[mAh/g]”、“5C/0.2C放电容量比＠25℃”和“5C/0.2C放电容量比＠-20℃”，以及由XAFS解析得到的“5价元素平均价数”。所谓5价元素平均价数，是指Nb、和通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29中的金属元素M2的平均价数。
[表3]
Figure BDA0001792040210000421
[表4]
Figure BDA0001792040210000431
如实施例所示那样，以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29表示、该通式中0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2的各自包含选自Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种的活性物质，即具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物，对于放电容量、25℃倍率性能和-20℃倍率性能而言，平衡良好地优异。
例如，实施例1是包含0.01摩尔作为M2位点的Ta的例子，与M2位点未被置换的比较例1相比，对于0.2C放电容量和倍率性能而言，显著地优异。可知即使M2位点的置换为少量，也获得大的效果。
实施例2a与实施例1相比，对于0.2C放电容量、25℃倍率性能和-20℃倍率性能的全部而言是优异的。认为这是因为Fe的一部分被金属元素(这里为Co)置换了。
例如，由实施例2a与实施例3～7的比较可知，如果通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29中的z为0.1≤z≤6.0，则倍率性能更优异。但是，z＞3.0时，充放电容量大幅降低。
如实施例8～10所示那样，如果通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29的M2位点包含选自Ti、V和Sn中的至少一种，则能够实现235mAh/g以上这样的高0.2C放电容量。这是因为作为置换元素的Ti、V和Sn通过充放电而有助于氧化还原。
M2位点包含价数彼此不同的元素的实施例9～18与例如实施例3相比，25℃倍率性能和-20℃倍率性能这两者显著地优异。即使对于M1位点也观察到同样的倾向，可知M2位点包含价数彼此不同的元素时，效果高。
此外，由实施例2a与实施例2b的对比明确可知，如果Nb和金属元素M2的平均价数低于4.95价，则容量降低，M1位点和M2位点的元素置换效果也降低。认为这是因为，Nb和金属元素M2被预先还原，因此电化学活性变低。
例如，由比较例1与比较例2的对比可知，即使Fe的一部分被Cr置换，也不太获得容量提高和倍率性能提高的效果。此外，低温倍率性能没有提高。
比较例3和比较例4是都具有单斜晶系的晶体结构的活性物质。比较例3是在作为比较例4的组成的TiNb2O7中Nb的一部分被Mo和Mg置换了的例子。以下，将具有单斜晶系的晶体结构的比较例3和4、与具有正交晶型的晶体结构的实施例3和比较例1进行对比。
对于作为比较例1的组成的FeNb11O29，实施例3是M2位点被0.1摩尔的Ta置换了的例子。实施例3中，M1位点也被0.01摩尔的Co置换了，但M1位点被置换所带来的倍率性能提高的效果由实施例1和实施例2a的对比可知不那么大。即，能看出实施例3与比较例1相比，倍率性能显著地提高了的主要原因是M2位点被0.1摩尔的Ta置换了。这样，在具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物中，由M2位点被特定的金属置换所带来的效果大。
另一方面，如上述那样，比较例3是在作为比较例4的组成的TiNb2O7中Nb的一部分被Mo和Mg置换了例子。比较例3与比较例4相比，虽然容量大幅提高了，但倍率性能的提高效果不那么大。这样，在具有单斜晶系的晶体结构的活性物质的情况下，即使Nb的一部分被特定的金属置换，也预料不到大的倍率性能的提高。这是因为，在单斜晶系的晶体结构的情况下，由氧化物离子构成的瓶颈部的应变而锂离子易于移动的传导通路变得明确，不需要由不同价数的元素置换带来的局部应变。
根据以上说明的至少1个实施方式和实施例，提供活性物质。该活性物质包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物。通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。该活性物质能够实现可以显示优异的低温倍率性能和高能量密度的二次电池。
另外，可以将上述实施方式归纳于以下技术案中。
技术方案1
一种活性物质，其包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物，
上述通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种。
技术方案2
根据上述技术方案1，
上述通式(1)中，0＜y≤1。
技术方案3
根据上述技术方案1或2，
上述通式(1)中，0＜z≤3.0。
技术方案4
根据上述技术方案1～3中的任一项，
上述M2包含价数彼此不同的元素。
技术方案5
根据上述技术方案1～4中的任一项，
上述M1包含价数彼此不同的元素。
技术方案6
根据上述技术方案1～5中的任一项，
上述M1和上述M2的至少一者包含选自Ti、V和Sn中的至少1种。
技术方案7
根据上述技术方案1～6中的任一项，
上述锂铌复合氧化物具有以Amma为代表的空间群的结晶系。
技术方案8
一种电极，其包含权利要求1～7中的任一项涉及的活性物质。
技术方案9
根据上述技术方案8，
上述电极包含含有上述活性物质的活性物质含有层。
技术方案10
一种二次电池，其具备正极，
负极，以及
电解质，
上述负极为上述技术方案8或9涉及的电极。
技术方案11
一种电池组，其具备上述技术方案10涉及的二次电池。
技术方案12
根据上述技术方案11，
其进一步包含通电用的外部端子和保护电路。
技术方案13
根据上述技术方案11或12，
其具备多个上述二次电池，上述二次电池串联、并联、或者将串联和并联组合来电连接。
技术方案14
一种车辆，其搭载有上述技术方案11～13中的任一项涉及的电池组。
技术方案15
根据上述技术方案14，
其包含将上述车辆的动能转变为再生能量的机构。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例示而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式来实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内，进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨中的同时，包含于权利要求所记载的发明和其等同的范围内。

Claims (14)

1.一种活性物质，其包含以通式LixFe1-yM1yNb11-zM2zO29(1)表示、具有正交晶型的晶体结构的锂铌复合氧化物，
所述通式(1)中，0≤x≤23，0≤y≤1和0＜z≤6，M1和M2各自独立地包含选自Fe、Mg、Al、Cu、Mn、Co、Ni、Zn、Sn、Ti、Ta、V和Mo中的至少1种，
所述M2包含价数彼此不同的元素。
2.根据权利要求1所述的活性物质，其中，所述通式(1)中，0＜y≤1。
3.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述通式(1)中，0＜z≤3.0。
4.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述M1包含价数彼此不同的元素。
5.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述M1和所述M2的至少一者包含选自Ti、V和Sn中的至少1种。
6.根据权利要求1或2所述的活性物质，其中，所述锂铌复合氧化物具有以Amma为代表的空间群的结晶系。
7.一种电极，其包含权利要求1～6中的任一项所述的活性物质。
8.根据权利要求7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。
9.一种二次电池，其具备：
正极，
负极，以及
电解质，
所述负极为权利要求7或8所述的电极。
10.一种电池组，其具备权利要求9所述的二次电池。
11.根据权利要求10所述的电池组，其进一步包含通电用的外部端子以及保护电路。
12.根据权利要求10或11所述的电池组，其具备多个所述二次电池，所述二次电池串联、并联、或者将串联和并联组合进行电连接。
13.一种车辆，其搭载有权利要求10所述的电池组。
14.根据权利要求13所述的车辆，其包含将所述车辆的动能转变为再生能量的机构。
CN201811040762.9A 2018-03-16 2018-09-07 活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆 Active CN110277556B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049342A JP6933597B2 (ja) 2018-03-16 2018-03-16 二次電池用負極活物質、電極、二次電池、電池パック、及び車両
JP2018-049342 2018-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110277556A CN110277556A (zh) 2019-09-24
CN110277556B true CN110277556B (zh) 2022-04-19

Family

ID=63452530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811040762.9A Active CN110277556B (zh) 2018-03-16 2018-09-07 活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10910648B2 (zh)
EP (1) EP3539927B1 (zh)
JP (1) JP6933597B2 (zh)
CN (1) CN110277556B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11121408B2 (en) 2019-03-14 2021-09-14 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
JP7271376B2 (ja) * 2019-09-13 2023-05-11 株式会社東芝 複合酸化物、活物質複合材料、電極、電池、電池パック、及び車両
GB202013576D0 (en) 2020-08-28 2020-10-14 Echion Tech Limited Active electrode material
CN114946047A (zh) 2019-10-18 2022-08-26 艾绮阳技术有限公司 Li/Na离子电池阳极材料
JP2021082420A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 負極活物質、負極、電池セル
CA3183484C (en) * 2020-06-03 2023-10-31 Echion Technologies Limited An electrode and electrochemical device comprising same
WO2022050356A1 (ja) * 2020-09-02 2022-03-10 三菱ケミカル株式会社 金属酸化物、酸素吸蔵材、酸素吸脱着装置、酸素吸脱着方法、酸素濃縮装置、及び酸素濃縮方法
WO2022080083A1 (ja) 2020-10-16 2022-04-21 マクセル株式会社 電気化学素子用電極活物質およびその製造方法、電気化学素子用電極材料、電気化学素子用電極、電気化学素子、並びに移動体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102089A (zh) * 2014-03-18 2015-11-25 株式会社东芝 电池用活性物质、非水电解质电池及电池包
CN105826554A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种锂离子二次电池的铌酸盐复合负极材料
JP2017059392A (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 株式会社東芝 電池用活物質、非水電解質電池及び電池パック
CN107068985A (zh) * 2015-09-16 2017-08-18 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆
CN107195898A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆
CN107204439A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5595145A (en) 1979-01-10 1980-07-19 Nec Corp Rotating method for pattern
JP2010287496A (ja) 2009-06-12 2010-12-24 Mitsubishi Chemicals Corp 非水電解質二次電池用負極材、非水電解質二次電池用負極及びそれを用いた非水電解質二次電池
US10096826B2 (en) 2012-10-26 2018-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material, nonaqueous electrolyte battery, battery pack, and method of producing active material
US20140120380A1 (en) 2012-10-30 2014-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material
FR3001725B1 (fr) * 2013-02-06 2017-10-20 Commissariat Energie Atomique Oxyde mixte de titane et de niobium comprenant un metal trivalent
US9806338B2 (en) * 2013-08-23 2017-10-31 Ut-Battele, Llc Nanoporous titanium niobium oxide and titanium tantalum oxide compositions and their use in anodes of lithium ion batteries
CN105428619A (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 南阳师范学院 一种高性能Ti2Nb10O29/C复合电极材料的制备方法
JP6126191B1 (ja) * 2015-12-10 2017-05-10 太平洋セメント株式会社 二次電池用酸化物系負極活物資及びその製造方法
JP6200533B2 (ja) 2016-02-25 2017-09-20 太平洋セメント株式会社 二次電池用負極活物質の製造方法
JP6577396B2 (ja) * 2016-03-16 2019-09-18 株式会社東芝 活物質、電極、非水電解質電池、電池パック、及び車両
JP6779820B2 (ja) * 2017-03-24 2020-11-04 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック及び車両
CN107742716B (zh) * 2017-10-12 2020-04-07 海南大学 一种锂离子电池的电极材料及其制备方法
US11037738B2 (en) * 2018-02-13 2021-06-15 Nanotek Instruments Group, Llc Hybrid supercapacitor containing a niobium composite metal oxide as an anode active material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102089A (zh) * 2014-03-18 2015-11-25 株式会社东芝 电池用活性物质、非水电解质电池及电池包
CN105826554A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种锂离子二次电池的铌酸盐复合负极材料
JP2017059392A (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 株式会社東芝 電池用活物質、非水電解質電池及び電池パック
CN107068985A (zh) * 2015-09-16 2017-08-18 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆
CN107195898A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆
CN107204439A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bulk Ti2Nb10O29 as long-life and high-power Li-ion battery anodes;Qiushi Cheng等;《Journal of Materials Chemistry A》;20140903;第2卷;第17258-17262页 *
Lithium insertion in V3Nb9O29, a wadsley-roth type phase;E．Wang等;《Journal of the Electrochemical Society》;19850630;第132卷(第6期);第1505-1506页 *
Neutron diffraction and electrochemical study of FeNb11O29/Li11FeNb11O29 for Lithium battery anode applications;Ilya Pinus等;《Chemistry of Materials》;20140305;第26卷(第6期);第2203-2209页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190288283A1 (en) 2019-09-19
JP6933597B2 (ja) 2021-09-08
CN110277556A (zh) 2019-09-24
EP3539927B1 (en) 2020-04-08
US10910648B2 (en) 2021-02-02
EP3539927A1 (en) 2019-09-18
JP2019160729A (ja) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110277556B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池组以及车辆
CN109524632B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池组和车辆
CN110299536B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池组和车辆
CN110911658B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
CN110299533B (zh) 电极、二次电池、电池组及车辆
CN109516498B (zh) 活性物质、活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组和车辆
CN110911659B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
CN110364724B (zh) 活性物质、活性物质复合材料、电极、二次电池、电池组和车辆
CN110364696B (zh) 电极、二次电池、电池组和车辆
CN110299534B (zh) 电极、二次电池、电池组和车辆
CN108630934B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
CN113745495A (zh) 电极材料、电极、二次电池、电池包及车辆
CN108630907B (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
JP6622242B2 (ja) 電極構造体、電極、二次電池、組電池、電池パック、及び車両
CN107195856B (zh) 活性物质、非水电解质电池、电池包及车辆
CN112531153A (zh) 电极、二次电池、电池包及车辆
EP3379612A1 (en) Active material, electrode, secondary battery, battery module, battery pack, and vehicle
CN110797526B (zh) 二次电池用电极、二次电池、电池包及车辆
CN110880584B (zh) 二次电池用电极、二次电池、电池包及车辆
US20240088385A1 (en) Niobium-titanium oxide, active material, electrode, secondary battery, battery pack, and vehicle
EP3968413A1 (en) Active material, electrode, secondary battery, battery pack, and vehicle
CN115775870A (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
CN112236400A (zh) 活性物质、电极、二次电池、电池包及车辆
CN112510171A (zh) 复合氧化物、活性物质复合材料、电极、电池、电池包及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant