CN1989640A - 电化学装置用电极材料及其制造方法以及电化学装置用电极和电化学装置 - Google Patents

电化学装置用电极材料及其制造方法以及电化学装置用电极和电化学装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了使用钛酸锂作为活性物质且具有充分输出特性的电化学装置。另外，还提供了该电化学装置中使用的电极材料、电极以及电极材料的制造方法。通过将钛酸锂与有机物质混合后进行热处理，得到含有90％以上的钛酸锂、堆积密度为1.5g/cm3以上且体积电阻率为16Ω·cm以下的电化学装置用电极材料。

Description

电化学装置用电极材料及其制造方法以及电化学装置用电极和电化学装置
技术领域
本发明涉及以钛酸锂为主体的电化学装置用电极材料及其制造方法，以及使用上述电极材料的电化学装置用电极和电化学装置，特别是涉及赋予钛酸锂粒子电子传导性的技术。这里所述的电化学装置是指锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池等非水系电池、水系电池、燃料电池、双电荷层电容器等具有一对电极和电解质的电化学电池。
背景技术
锂二次电池等非水电解质电池显示出高的能量密度和高电压，因此被广泛用作小型携带终端、移动通讯装置等的电源。锂二次电池具有正极、负极以及由锂盐和有机溶剂构成的电解质，其中，所述的正极是以伴随着充放电可以释放/吸藏锂离子的正极活性物质为主要构成成分，所述的负极伴随着充放电可以吸藏/释放锂离子。
以往，曾有人提出过提高活性物质粒子表面的电子传导性的方法。
在专利文献1中，公开了通过在VBO3、TiBO3等过渡金属硼配位化合物中添加沥青，进行烧成，形成导电性高的电极活性物质粒子的技术。在专利文献2中，公开了将LiFePO4的前体和碳的前体混合，然后进行干燥、烧成，得到表面被碳素物质覆盖的LiFePO4的方法。
此外，人们还知道，可以使用钛酸锂作为锂二次电池用负极活性物质(例如参照专利文献3)。
专利文献1：特开2003-157842号公报
专利文献2：特开2003-292309号公报
专利文献3：特开2004-095325号公报
发明内容
伴随锂离子的吸藏/释放，钛酸锂的晶体结构变化小，体积应变也小，因此，使用钛酸锂作为活性物质的锂二次电池的反复充放电性能极为优异，适合于与高能量密度特性相比更重视长时间使用、不需要更换的长寿命特性的不间断电源用电池和用于储存电能的电池等用途，是今后工业上利用可能性极高的电池系。但是，使用钛酸锂作为活性物质的电池，输出特性不充分。
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的是，提供使用钛酸锂作为活性物质且具有充分输出特性的电化学装置。此外，本发明的另一目的是，提供能够形成具有充分输出特性的电化学装置的、使用钛酸锂作为活性物质的电极。
至于使用钛酸锂作为活性物质的电池的输出特性不充分的原因，有如下的考虑。由于构成钛酸锂的Ti4+不具有d电子，属于绝缘体。因此，为了将其用于电化学装置用电极，需要与大量的导电剂相混合，但是，电极活性物质使用仅与大量导电剂混合的钛酸锂的电化学装置的输出特性仍不充分。为了解决上述问题，必须在钛酸锂的粒子表面上高密度地覆盖导电性材料。本发明人等尝试使用了上述专利文献1、2记载的赋予导电性的技术，但对于钛酸锂即使使用这些技术，仍不能有效地赋予导电性。在此，提供有效赋予导电性的钛酸锂也是本发明要解决的一个课题。
本发明的构成和作用效果如下所述。关于本发明的作用机理，还包含有推理的成分，但无论该作用机理是否成立，均不限定本发明。
本发明是电化学装置用电极材料，其中，含有90％以上的钛酸锂，堆积密度为1.5g/cm3以上，并且体积电阻率为16Ω·cm以下。
在本说明书中，体积电阻率和堆积密度的测定条件如下所述。测定在室温20～25℃的空气中进行。图1中示出用于测定体积电阻率的装置的示意图。准备一对测量探头1A、1B。测量探头1A、1B具有将直径6.0mm(±0.05mm)的不锈钢(SUS304)制圆柱的一端进行平面加工、然后进行表面精加工的测定面2A、2B，圆柱的另一端垂直固定在不锈钢制的台座3A、3B上。另外，在上述台座3A、3B上，设置易于连接测定用导线的测定用端子4A、4B。准备一横块6，在由聚四氟乙烯制的圆柱的中心部设置研磨加工的贯通孔5，调整其内径，使得上述不锈钢制圆柱可以通过重力在空气中缓慢地下降到贯通孔5中。横块6的上表面和下表面也研磨加工至平滑。
在测定之前，研磨上述测定面2A、2B，最终用1500号砂纸研磨，干燥。该操作在每次不同的测定试样之前都要进行。将上述测定探头之一的1A放置在水平的桌子上，使测定面2A向上，将上述测定探头1A的圆柱部插入横块6的贯通孔5中，从上方盖上上述横块6。将另一个测定探头1B的测定面2B向下，从上述贯通孔5的上方插入，形成上述测定面2A、2B之间的距离为零的状态。这时，测定在探头1B的台座3B与横块6之间产生的间隙。
然后，拔出测定探头1B，使用试剂匙从贯通孔5的上部投入已知重量的被测定样品的粉末，再次将测定探头1B的测定面2B向下，从贯通孔5的上方插入。被测定样品的投入量，要能完全覆盖上述的平面部，且要使得插入测定探头1B后的测定面2A、2B间的距离小于大约3mm。在测定探头1B的台座3B和横块6之间夹持不足2.5mm的隙规7，使用带有压力计的手动式油压压力机，从上述测定探头1B的上方加压。此时，一面观察压力机的压力刻度显示值，一面在不超过100kgf/cm2的范围内加压，直至达到100kgf/cm2，保持100kgf/cm2的压力刻度值。此刻，由于是在测定探头1B的台座3B和横块6之间夹持着隙规7的状态下进行加压，压力机的压力并未全部施加到测定样品上。在测定用端子4A、4B之间连接可以在频率1kHz下进行交流阻抗测定的接点电阻计，测定电阻。记录此刻的接点电阻计所显示的电阻值以及测定面2A、2B之间的距离。然后，依次使用更薄的隙规，依次递减上述测定面2A、2B之间的距离，使得每次测定比上次减少0.2mm，在可能的范围内重复同样的测定，直到测定面2A、2B间的距离减小到0.4mm的限度。
根据下述式1计算出体积电阻率ρ(Ω·cm)。此外，根据下述式2计算出堆积密度(g/cm3)。其中，S是测定面的面积(cm2)，d是测定面2A、2B间的距离(cm)，R是接点电阻计显示的电阻值(Ω)，w是投入的测定样品的重量(g)。
体积电阻率ρ(Ω·cm)＝R·S/d    (式1)
堆积密度(g/cm3)＝w/(S·d)    (式2)
采用这样的构成，含有钛酸锂的电极材料的堆积密度大，且体积电阻率小，因此可以提供能够适用于提供具有充分输出特性的电化学装置的电化学装置用电极材料。其中，优选的材料是按上述测定方法堆积密度达到1.6g/cm3以上，体积电阻率达到12Ω·cm以下，更优选的是，堆积密度达到1.7g/cm3以上，体积电阻率达到10Ω·cm以下。
此外，所述电化学装置用电极材料的特征是，在钛酸锂的粒子表面存在碳素材料。即，在由钛酸锂构成的粒子表面上，附着碳素材料或者由碳素材料所覆盖。
由于在钛酸锂的粒子表面存在碳素材料，有效地赋予钛酸锂的粒子以导电性。此外，由于在钛酸锂的粒子表面存在碳素材料，表面积增大，可以与电解质良好地接触，可以提高高速充放电性能。
此外，上述钛酸锂的特征是，具有尖晶石结构，由组成式Li4Ti5O12来表示。
通过这样的构成，有效地发挥充放电循环性能优异的Li4Ti5O12的特征，能够提供可以形成长寿命的电化学装置的电化学装置用电极材料。
此外，尽管由组成式Li4Ti5O12表示的各元素的系数会随着合成钛酸锂时使用的原料的添加量的误差而改变，但在进行X射线衍射测定时，以最强峰为满刻度(full scale)的X射线衍射图上，只要作为单独的相观察不到由TiO2产生的峰，这样的改变仍然属于本发明的范围内。
另外，本发明是含有上述电化学装置用电极材料的电化学装置用电极。
采这样的构成，可以提供能形成具有充分输出特性的电化学装置的电化学装置用电极。
此外，本发明是使用上述电化学装置用电极的电化学装置。
采这样的构成，可以提供具有充分输出特性的电化学装置。
另外，本发明是电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，将钛酸锂与有机物质混合，通过热处理来获得上述电化学装置用电极材料。
通过这样的构成，可以提供能提供具有充分输出特性的电化学装置的、电化学装置用电极材料的简便的制造方法。
另外，本发明的制造方法的特征是，上述热处理是在存在溶剂的情况下进行的热处理工序。
用于进行热处理的钛酸锂和有机物质的混合物，可以通过干式混合来获得，也可以是将有机物质溶解或分散在溶剂中再与钛酸锂进行湿式混合后干燥而获得，在湿式混合后，通过在溶剂存在的状态下直接进行热处理，可以特别良好地实现在钛酸锂粒子表面上赋予碳素材料。据推测，这是因为，通过在存在溶剂的状态下直接进行热处理工序，可以降低热处理时钛酸锂粒子周边有机材料偏聚的可能性，从而提高在钛酸锂粒子表面赋予碳素材料的均一性。这一效果与专利文献1和2等现有技术中强调在烧成前要将溶剂认真除去的要点形成对照，据推测，该效果与钛酸锂粒子的表面状态与用于锂电池用活性物质的其他一般活性物质间的差异很大相关联。这里所述的溶剂，只要是可以溶解或分散上述有机物质即可，其中，优先选择可以溶解上述有机物质的溶剂，因为这样可以使上述有机物质与溶剂一起均匀地被覆在钛酸锂粒子的表面上。作为有机溶剂没有特别的限制，例如可以是水、乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、甲苯等。
此外，本发明的制造方法的特征在于，上述溶剂是非水溶剂。
虽然上述溶剂也可以是水，但通过选择非水溶剂，可以大幅度降低构成钛酸锂的锂元素由于与质子的离子交换反应而在水溶液中溶出的可能性，从而降低因上述离子交换反应在钛酸锂表面形成作为电阻成分的层的可能。从这一点来看，优选的是，热处理时与钛酸锂混合的有机物质从可以溶解于非水溶剂者中选择。
此外，本发明的制造方法的特征在于，上述有机物质具有酚结构。
通过这样的构成，可以确实且高密度地在钛酸锂粒子表面进行碳素材料的赋予。尽管不必完全了解在使用具有酚结构的有机物质作为上述有机物时可以取得特别良好效果的理由，但据推测，这可以与具有酚结构的有机物质分子的碳原子密度有关，或者与具有酚结构的有机物质的分子结构在碳化时容易形成电子传导路径相关。在上述有机物质的分子中酚结构所占的比例(分子量比)优选为20％以上，更优选40％以上。具有酚结构的有机物质优选为树脂，其中更优选双酚型树脂。
根据本发明，使用钛酸锂作为活性物质，可以提供具有充分输出特性的电化学装置。此外，可以提供使用钛酸锂作为活性物质的、可以用于提供具有充分输出特性的电化学装置的电极。另外，还可以提供由钛酸锂制成的电化学用电极材料及其制造方法，所述电极材料可以用于具有充分输出特性的电化学装置。
附图说明
图1是用于测定体积电阻率的装置的示意图。
图2是表示本发明电化学装置和比较电化学装置的输出特性的图。
图中，
1A、1B：测定探头；  2A、2B：  测定面；  3A、3B：  台座；
4A、4B：测定端子；  5：       贯通孔：  6：       横块；
7：     隙规。
具体实施方式
用于进行热处理的钛酸锂和有机物质的混合物中，二者的混合比例优选的是，在二者的混合物中有机物质所占的比例为5～70重量％。有机物质的比例为5％以上时，可以避免钛酸锂粒子表面的碳素材料的赋予量过少，可以充分地赋予钛酸锂粒子以导电性。更优选的是10％以上。有机物质的比例为70％以下时，则可以降低由于碳素材料的赋予量过多而引起电极的体积能量密度减小的可能性，更优选的是60％以下。
在用于进行热处理的钛酸锂和有机物质的混合物中存在溶剂的情况下，优选的溶剂的量会随着有机物质的种类而有很大不同，但优选适度调整使得钛酸锂和有机物质的混合物在外观上形成均匀的淤浆状。
热处理时与钛酸锂相混合的有机物质，优选的是气化温度为500℃以上的有机物质，这样可以大幅降低在热处理时由于有机物质气化阻碍在钛酸锂表面的碳素材料的赋予的可能性。此外，优选上述有机物质的碳化温度为550℃以下，这样可以大幅降低热处理时有机材料的碳化不充分、阻碍在钛酸锂表面的碳素材料的赋予的可能性。
对于热处理时与钛酸锂混合的有机物质没有特别限制，例如可以适合使用聚乙烯醇、具有酚结构的树脂。其中，与水溶性的聚乙烯醇相比，优选可以溶解于有机溶剂中的具有酚结构的树脂。
热处理最好是在氩气、氮气等惰性气体中进行。如果热处理气氛含有大量的氧，有机物质的氧化分解反应容易进行(理论上可以分解成二氧化碳)，结果，不能用碳素材料被覆钛酸锂粒子的表面。在活性物质使用钛酸锂的本发明中，由于钛元素在d轨道上不具有电子，即使在惰性气氛中进行热处理，钛酸锂也不会被还原。从这个角度考虑，优选热处理气氛中的氧浓度为10％以下，更优选5％以下。
热处理温度如果过低，有机物质的碳化不能充分进行，导电性的赋予不充分，有可能使堆积密度不能充分提高。另外，如果热处理温度过高，则有机物质的分解反应容易进行，结果，钛酸锂粒子的表面披不能被碳素材料覆盖。从这一角度考虑，优选热处理温度为350～600℃。
对于热处理的时间没有特别限制，在使用钛酸锂的本发明中，即使热处理时间过长，对电化学性能产生不良影响的可能性也很小。对于热处理时的升温时间也没有特别限制，在存在溶剂的情况下进行热处理工序时，优选为10℃/分以上。
实施例
以下实施例和比较例中使用的钛酸锂，是将LiOH·H2O与TiO2(锐钛矿型)按照Li∶Ti＝4∶5(摩尔比)相混合，在空气气氛中、800℃下烧成而成，具有尖晶石结构，由组成式Li4Ti5O12表示。其中，平均粒径为0.92μm，BET比表面积值为3.46m2/g，呈白色。
比较例1
以上述钛酸锂作为比较电极材料1。
实施例1
作为与钛酸锂混合的有机物质，使用双酚A型树脂(ナガセケムテツクス公司制造，商品编号：CY230，酚结构的分子量比推算约为54％)，得到按照15∶15∶3的重量比含有上述钛酸锂、上述有机物质和溶剂的淤浆状混合物。这里所说的溶剂是甲苯与邻苯二甲酸二丁酯的混合物，其中，邻苯二甲酸二丁酯原本就包含在上述双酚A型树脂中。将20g淤浆状的上述混合物注入不锈钢制的烧成用舟血中，放入内径70mm的管状炉内，形成氮气气流(流速500ml/min)气氛，以10℃/min的升温速度升温至600℃，在该温度下保温12小时，然后在氮气气流的气氛中自然冷却，用玛瑙研钵粉碎烧成用舟血内的物质。这样，得到本发明的电化学装置用电极材料。以其作为本发明电极材料1。
该电极材料呈黑色，在空气中用热重-差热法(TG-DTA)测定的结果，在400℃附近以下观察到放热反应峰以及重量开始减少。由TG测定的结果和TG测定时流出气体分析的结果可知，本发明电极材料1是在钛酸锂的表面被覆8.3wt％的碳素材料。此外，由BET一点校准线法测定的比表面积的结果可知，本发明电极材料1的比表面积为68.5m2/g，与原料所使用的钛酸锂相比增加大约20倍。此外，X射线衍射测定的结果，只观察到与具有尖晶石结构的Li4Ti5O12相对应的峰。此外，使用上述双酚A型树脂作为与钛酸锂混合的有机物质时，优选混合物中的溶剂的量为2～10重量％。
实施例2
使用钛酸锂、有机物质和溶剂的重量比为19∶12∶3的淤浆状混合物，除此之外，采用与实施例1相同的配方，得到本发明的电化学装置用电极材料，以其作为本发明电极材料2。
该电极材料呈黑色，用热重-差热法(TG-DTA)测定的结果，在400℃附近以下观察到放热反应峰以及重量开始减少。由TG测定的结果和TG测定时流出气体分析的结果可知，本发明电极材料1是在钛酸锂的表面被覆5.3wt％的碳素材料。此外，由采用BET一点校准线法测定的比表面积的结果可知，本发明电极材料1的比表面积为57.4m2/g，与原料所使用的钛酸锂相比增加大约17倍。此外，X射线衍射测定的结果，只观察到与具有尖晶石结构的Li4Ti5O12对应的峰。
体积电阻率的测定
对于上述本发明电极材料1、2和比较例电极材料1，使用上述测定装置在23℃的空气中测定体积电阻率。测定探头的测定面的面积为0.272cm2。用于测定电极材料的粉末样品的质量为0.35～0.40g。
表1中示出对于本发明电极材料1、2和比较例电极材料1所测定的体积电阻率及与堆积密度的关系。
表1
    堆积密度(g/cc)     体积电阻率(Ω·cm)
实施例1      1.54     12
     1.57     8
     1.61     7
     1.64     5
     1.68     4
实施例2      1.61     16
     1.64     13
     1.68     9
    比较例1      1.57     无法测定
     1.61     无法测定
比较例2      1.51     32
     1.55     28
     1.59     24
     1.63     20
     1.68     17
比较例3      1.30     26
     1.32     22
     1.35     19
     1.39     18
     1.42     16
由这些结果可知，钛酸锂粒子表面上被赋予碳素材料的本发明的电极材料1、2得到了高的导电性。此外，由于比较例的电极材料1的体积电阻率的值超过了测定的极限(100Ω·cm)，因而无法求出。这里，作为参考，另外准备了以下两种测定样品。
比较例2
将上述钛酸锂和乙炔炭黑按照9∶1的重量比进行干式混合。以其作为比较电极材料2。
比较例3
将上述钛酸锂和乙炔炭黑按照8∶1的重量比进行干式混合。以其作为比较电极材料3。
对于比较电极材料2、3，同样进行体积电阻率的测定。测定结果一并示于表1中。由这一结果可知，添加较多的乙炔炭黑，虽然在一定程度上可以降低体积电阻率，但同时也降低了堆积密度。尽管少量添加乙炔炭黑可以抑制堆积密度的下降，但其降低体积电阻率的效果很有限。此外，在比较电极材料2、3的测定中，在堆积密度的值进一步增大的条件下测定时，电阻值反而上升，超过测定极限(100Ω·cm)，因而无法求得体积电阻率的值。其原因尚不十分清楚，据推测，这是由于测定样品被过度压缩，使得作为乙炔炭黑的电子传导的链被切断所致。因此可知，采用钛酸锂和乙炔炭黑的混合物，无法获得堆积密度1.5g/cm3以上且体积电阻率16Ω·cm以下的材料。
本发明电极1
将上述本发明电极材料1、乙炔炭黑和聚偏氟乙烯(PVdF)按照80∶10∶10的重量比混合，加入N-甲基吡咯烷酮作为分散剂进行混炼分散，制成涂布液。另外，上述PVdF是使用固形成分溶解分散后的溶液，换算成固形成分重量。将该涂布液涂布在厚度20μm的铝箔集电体上，进行辊压，制成包括集电体的厚度为79(±1)μm的负极板。以其作为本发明电极1。
比较电极1
将上述比较电极材料1、乙炔炭黑和聚偏氟乙烯(PVdF)按照80∶10∶10的重量比混合，除此之外，按照与上述本发明电极1同样的操作，制作比较电极1。
电化学装置的制作
按以下所述制作正极板。将LiCoO2、乙炔炭黑和聚偏氟乙烯(PVdF)按照90∶5∶5的重量比混合，加入N-甲基吡咯烷酮作为分散剂进行混炼分散，制成涂布液。另外，上述PVdF是使用固形成分溶解分散后的溶液，换算成固形成分重量。将该涂布液涂布在厚度20μm的铝箔集电体上，进行压制，制成正极板。
按以下所述制备非水电解质。将碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二甲酯按照6∶7∶7的体积比例混合，在所得到的混合溶剂中以1mol/l的浓度溶解六氟化磷酸锂，形成非水电解质(电解质)。
使负极板隔着隔膜与上述正极板相对，制作电化学装置。其中，裁剪负极板和正极板使得负极板的工作面积为9cm2。上述隔膜使用由聚丙烯酸酯表面改性、提高电解质的保持性的聚丙烯制的微孔膜。外包装体使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(15μm)/铝箔(50μm)/金属粘接性聚丙烯膜(50μm)构成的金属树脂复合薄膜。在其中容纳电极对，使得在正极板上设置的正极端子和在负极板上设置的负极端子的开放端部露在外边，注入非水电解质后，进行气密密封。其中，为了监测负极板的单电极行为，设置由金属锂制成的参比电极。这样，制成作为电化学装置的锂离子电池。这里，分别使用本发明电极1和比较电极1作为负极板分别制作本发明电化学装置1和比较电化学装置1。
初期充放电试验
对于本发明电化学装置1和比较电化学装置1，进行5个循环的初期充放电试验。第一循环的充电是以0.1ItA的电流对负极进行充电，直到相对于参比电极的负极电位上升至2.5V。然后的放电是以与上述充电相同的电流进行，直到正、负极间的电压下降到2.5V。第2～5循环的充放电，对于负极将电流值改变为0.2ItA，除此之外按照与第一循环同样的条件进行。此外，在所有的循环中，由充电向放电转换时以及从放电向充电转换时设置各自30分钟的休止时间。根据第5循环的放电结果证实，对于本发明电池1和比较电池1中任何一个，均得到作为钛酸锂的理论容量(150mAh/g)的负极容量。将第5循环的放电容量作为“初期容量”。
输出特性试验
然后，对本发明电化学装置1和比较电化学装置1进行输出特性试验。放电是相对负极以0.2It到50It的各种放电率下进行的。放电中，监测相对于参比电极的负极电位，评价负极的单电极性能。各放电结束后，设置30分钟休止时间，相对负极以0.2ItA的电流值充电，直至上升到相对参比电极的负极电位为2.5V。求出各放电条件下的放电容量相对于上述初期容量的百分比，以其作为相对于各放电率的“放电容量率(％)”。
图2中示出输出特性试验的结果。由图2的结果可知，与比较电化学装置1相比，本发明电化学装置的输出特性大为提高。
实施例3
使用聚乙烯醇树脂(重均分子量1500)粉末作为与钛酸锂混合的有机物，将上述钛酸锂与聚乙烯醇的17％水溶液混合，得到以1∶1∶5的重量比含有上述有机物和水的淤浆状混合物。除了使用该混合物之外，与实施例1同样操作，得到本发明的电化学装置用电极材料。以该材料作为本发明的电极材料3。此外，在使用上述聚乙烯醇树脂作为与钛酸锂混合的有机物质时，优选树脂溶液的浓度为10重量％以上、饱和浓度以下。
实施例4
使用聚乙烯醇树脂粉末作为与钛酸锂混合的有机物质，不使用溶剂，将上述钛酸锂和聚乙烯醇粉末按照1∶1的重量比进行干式混合，除了使用该混合物之外，与实施例1同样操作，得到本发明的电化学装置用电极材料。以其作为本发明的电极材料4。
分别使用本发明电极材料3和本发明电极材料4，按照与上述本发明电化学装置1同样的操作，制作电化学装置，分别作为本发明电化学装置3、4。使用本发明电化学装置3、4，按照与上述同样的条件进行初期充放电试验时，证实对于本发明电化学装置3、4中任何一个均得到作为钛酸锂的理论容量(150mAh/g)的负极容量。但是，比较第5循环的负极充电行为时观察到，在本发明电化学装置3中，直至达到充电容量的约90％，充电电位以大约1.5V极平坦地推移，与此相对，在本发明电化学装置4中，从充电容量的大约60％附近开始，平坦的放电电位推移发生崩溃，落入基础电位。其原因尚不十分清楚，据推测是由于，与将钛酸锂和树脂进行干式混合并进行热处理而得到的本发明电极材料4相比，对于将钛酸锂和树脂溶液混合并在存在溶剂的条件下进行热处理而得到的本发明电极材料3，在钛酸锂粒子表面更加均匀地配置了碳素材料。因此可知，将钛酸锂与有机物质混合、通过热处理来得到本发明的电化学装置用电极材料时，优选在存在溶剂的条件下进行热处理。
产业上的利用可能性
本发明的电极材料、含有该电极材料的电极、使用该电极的电化学装置以及该电极材料的制造方法，使用钛酸锂作为活性物质，可以提供具有充分输出特性的电化学装置，因此，可以用于锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池等非水性电池、水系电池、燃料电池、双电荷层电容等中。

Claims (11)

1.电化学装置用电极材料，含有90％以上的钛酸锂，堆积密度为1.5g/cm3以上，并且体积电阻率为16Ω·cm以下。
2.根据权利要求1所述的电化学装置用电极材料，其特征在于，上述电化学装置用电极材料是在钛酸锂的粒子表面存在碳素材料而构成。
3.根据权利要求1所述的电化学装置用电极材料，其特征在于，上述钛酸锂具有尖晶石结构，由组成式Li4Ti5O12表示。
4.根据权利要求2所述的电化学装置用电极材料，其特征在于，上述钛酸锂具有尖晶石结构，由组成式Li4Ti5O12表示。
5.电化学装置用电极，其特征在于，含有权利要求1～4中任一项所述的电化学装置用电极材料。
6.使用权利要求5所述的电化学装置用电极的电化学装置。
7.电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，通过将钛酸锂与有机物质混合，并进行热处理，得到权利要求1～4中任一项所述的电化学装置用电极材料。
8.根据权利要求7所述的电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，所述热处理是在存在溶剂的条件下进行的热处理。
9.根据权利要求8所述的电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，所述的溶剂是非水溶剂。
10.根据权利要求7所述的电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，所述的有机物质具有酚结构。
11.根据权利要求8所述的电化学装置用电极材料的制造方法，其特征在于，所述的有机物质具有酚结构。
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