[發明專利]正極活性材料、正極和鋰可充電電池

在審

• 申請號: 201210061679.6
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102683696A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 金俊植;李宗勛;金性洙;李棲宰;申政淳
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/525
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王占杰

1.一種用于鋰可充電電池的正極活性材料，所述正極活性材料包括：

70wt％至99wt％的具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物；以及

1wt％至30wt％的鋰鎳復合氧化物。

2.如權利要求1所述的正極活性材料，其中，所述具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物包括由式1表示的化合物：

式1

LiMPO₄

其中，M選自于由Fe、Mn、Ni、Co、V和它們的組合組成的組。

3.如權利要求2所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽化合物包括LiFePO₄。

4.如權利要求2所述的正極活性材料，其中，M包括Fe和至少一種異質元素的組合。

5.如權利要求4所述的正極活性材料，其中，所述異質元素選自于由Mn、Ni、Co、V和它們的組合組成的組。

6.如權利要求1所述的正極活性材料，其中，所述鋰鎳復合氧化物包括由式2表示的含鎳的鋰過渡金屬氧化物：

式2

Li_xNi_1-yM′_yO_2-zX_z

其中：

M′是從由Co、Al、Mn、Mg、Cr、Fe、Ti、Zr、Mo和它們的合金組成的組中選擇的至少一種金屬；

X是從由O、F、S、P和它們的組合組成的組中選擇的元素；

0.9≤x≤1.1；

0≤y≤0.5；以及

0≤z≤2。

7.如權利要求6所述的正極活性材料，其中，0≤y≤0.2。

8.如權利要求6所述的正極活性材料，其中，所述鋰鎳復合氧化物包括由式3表示的化合物：

式3：

Li_xNi_1-y′-y″Co_y′Al_y″O₂

其中：

0.9≤x≤1.1；

0＜y′+y″≤0.2；以及

0＜y″≤0.1。

9.如權利要求6所述的正極活性材料，其中，所述鋰鎳復合氧化物選自于由LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和它們的組合組成的組。

10.如權利要求1所述的正極活性材料，其中，所述具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物包括平均粒徑為50nm至2000nm的初級粒子。

11.如權利要求1所述的正極活性材料，其中，所述具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物包括次級粒子，所述次級粒子包括初級粒子的聚集體，其中，所述次級粒子的平均聚集粒徑D50為1μm至30μm。

12.如權利要求1所述的正極活性材料，所述正極活性材料還包括位于所述具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物的表面上的非晶包覆層。

13.如權利要求12所述的正極活性材料，其中，所述非晶包覆層包括碳材料或金屬氧化物材料。

14.如權利要求1所述的正極活性材料，其中，所述鋰鎳復合氧化物包括平均粒徑D50為0.2μm至20μm的粒子。

15.一種用于可充電鋰電池的正極，所述正極包括如權利要求1-14中的任一項所述的正極活性材料。

16.一種用于可充電鋰電池的正極，所述正極包括正極活性材料，所述正極活性材料包括：

70wt％至99wt％的具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物；以及

1wt％至30wt％的鋰鎳復合氧化物，

其中，所述正極的活性質量密度為2.1g/cc或更大。

17.一種鋰可充電電池，所述鋰可充電電池包括正極、負極和電解質，所述正極包括如權利要求1-14中的任一項所述的正極活性材料，所述負極包括負極活性材料。

18.一種鋰可充電電池，所述鋰可充電電池包括正極、負極和電解質，所述正極包括正極活性材料，所述負極包括負極活性材料，所述正極活性材料包括：

70wt％至99wt％的具有橄欖石結構的磷酸鹽化合物；以及

1wt％至30wt％的鋰鎳復合氧化物，

其中，所述正極具有2.1g/cc或更大的活性質量密度。