技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電極材料及含有該電極材料的電極。

背景技術(shù)

目前，作為鋰電池的電極使用儲(chǔ)存、釋放鋰的碳材料等，但因?yàn)檠趸€原電位低于電解液的還原電位，所以，有可能會(huì)使電解液分解。因此，正在研究氧化還原電位高于電解液的還原電位的鈦酸鋰，但鈦酸鋰存在輸出特性低的問題。因而，本申請(qǐng)人等對(duì)將鈦酸鋰制成納米粒子來提高輸出特性的技術(shù)提出了申請(qǐng)(參考專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開2008-270795號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Science?Vol.306，p.1362-1364(2004)

非專利文獻(xiàn)2：Chemical?Physics?Letters?403，p.320-323(2005)

非專利文獻(xiàn)3：Journal?of?Physical?Chemistry?B2004，108，p.18395-18397

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，在專利文獻(xiàn)1所述的包含鈦酸鋰納米粒子與科琴黑(KB)的碳材料中，由于碳的含有率的最佳范圍為30～50wt％，因此，不能降低含碳率、提高容量特性。

本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于，提供一種可以降低碳材料含有率，提高容量特性的電極材料及含有該電極材料的電極。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人等為了解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果確認(rèn)，通過在使用本申請(qǐng)人等以前的專利申請(qǐng)的說明書中記載的機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)使用比表面積為600～2600m²/g的碳納米管(以下稱為SGCNT)作為碳材料，可以得到降低碳材料含有率，提高容量特性的電極材料。

(碳材料)

作為構(gòu)成本發(fā)明的電極材料的碳材料，優(yōu)選使用SGCNT。需要說明的是，在本發(fā)明中，著眼于上述SGCNT的理由如下。即，由于比表面積為500m²/g以下的碳納米管利用牢固的范德華力形成捆(束)而微凝聚，因而難以高度分散，但比表面積為600～2600m²/g這樣大的碳納米管(SGCNT)幾乎不會(huì)因范德華力形成捆(束)而微凝聚，因而可以期待高度分散。

如本發(fā)明的電極材料中使用的SGCNT那樣具有大的比表面積的碳納米管可使電化學(xué)電容器的靜電容量更高、且能量密度更高，故優(yōu)選。碳納米管可以為單層、雙層、三層以上的多層，也可以將這些混合。

目前，電化學(xué)電容器的電極所使用的碳納米管的比表面積高達(dá)500m²/g左右，但作為本發(fā)明的電極材料，為了實(shí)現(xiàn)所期待的目的，使用比表面積為600m²/g以上非常大的碳納米管。對(duì)于碳納米管的如此大的比表面積，可以通過選擇性使用碳納米管之間不會(huì)形成捆的碳納米管或者即使形成也非常少的碳納米管來實(shí)現(xiàn)。

這種情況下，沒有捆或捆非常少的碳納米管例如可以通過采用上述非專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)2等所述的方法來得到。另外，也可以對(duì)比表面積為數(shù)百m²/g左右的市售HiPco(Carbon?Nanotechnologies社制)采用實(shí)施例如非專利文獻(xiàn)3中記載的那樣的解開捆結(jié)構(gòu)的手段的方法來得到。需要說明的是，本發(fā)明中使用的SGCNT為單層時(shí)，優(yōu)選直徑為2～4nm、長(zhǎng)度為0.1～10mm、純度為80～99.98％的SGCNT。為雙層以上時(shí)，優(yōu)選直徑為4～10nm、長(zhǎng)度為0.1～10mm、純度為80～99.98％的SGCNT。

另外，作為用于本發(fā)明的電極材料的SGCNT，優(yōu)選使用除了具備上述那樣大的比表面積之外還具有半導(dǎo)體性的SGCNT。其理由為，在制成將SGCNT用于兩極的電容器時(shí)，對(duì)該電容器施加高電壓時(shí)，可得到高容量。

另外，作為用于本發(fā)明的電極材料的SGCNT，優(yōu)選密度為0.2～1.5g/cm³的SGCNT。這是因?yàn)楫?dāng)密度比該范圍過低時(shí)，機(jī)械上變脆，不能得到足夠的機(jī)械強(qiáng)度，每單位體積的容量密度變低。另外還因?yàn)楫?dāng)密度比該范圍過高時(shí)，由于沒有電解液進(jìn)入的空間，其結(jié)果容量密度減少。

(金屬鹽)