[發(fā)明專(zhuān)利]制備用于改善電池特性的電極活性物質(zhì)的方法，及包括由其制備的電極活性物質(zhì)的鋰二次電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201280030562.X | 申請(qǐng)日： | 2012-04-18 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN103636036A | 公開(kāi)（公告）日： | 2014-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 金千中;崔善珠;金樹(shù)燦;張東圭;金建一;梁佑榮 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 三星精密化學(xué)株式會(huì)社 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/485 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/485;H01M4/1391;H01M10/052;C01G23/04 |
| 代理公司： | 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243 | 代理人： | 鐘晶;於毓楨 |
| 地址： | 韓國(guó)蔚*** | 國(guó)省代碼： | 韓國(guó);KR |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 制備 用于 改善 電池 特性 電極 活性 物質(zhì) 方法 包括 二次 | ||
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
本申請(qǐng)要求在2011年6月21日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?011-0060109的優(yōu)先權(quán)和其利益，且通過(guò)參考它的全文將其公開(kāi)的內(nèi)容并入本文。
背景技術(shù)
1.技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及制備用于鋰二次電池的電極活性物質(zhì)的方法并且涉及包括由該方法制備的電極活性物質(zhì)的鋰二次電池，所述鋰二次電池甚至在高速充放電循環(huán)期間顯示穩(wěn)定的充放電效率和壽命周期特性。更具體地，本發(fā)明涉及在電極活性物質(zhì)的表面控制元素組成比和組成的方法。
2.相關(guān)領(lǐng)域的詳述
隨著電子設(shè)備、通信和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，如便攜式攝像機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦等的便攜式電子設(shè)備和通信裝置正在引人注目的發(fā)展。因此，具有對(duì)能夠驅(qū)動(dòng)上述裝置的鋰二次電池作為動(dòng)力來(lái)源的需求正在增加。尤其，在韓國(guó)、日本、歐洲和美國(guó)，在電動(dòng)汽車(chē)、不間斷電源、機(jī)械工具和人造衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域，鋰二次電池作為環(huán)境友好動(dòng)力來(lái)源正在活躍地發(fā)展。
目前，用作鋰二次電池負(fù)極的負(fù)極活性物質(zhì)的材料，包括如天然石墨、合成石墨的結(jié)晶碳和如非石墨化的碳和易石墨化的非結(jié)晶碳。
同時(shí)，為了滿(mǎn)足安全和高速充放電的需求，現(xiàn)在鈦酸鋰被受關(guān)注。鈦酸鋰是具有如尖晶石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的電極活性物質(zhì)，是例如具有好的循環(huán)性能的電極材料。另外，鈦酸鋰在充電和放電過(guò)程期間由于獨(dú)特的低體積變化而具有優(yōu)異的循環(huán)特性。即，能夠進(jìn)行多次的充電和放電循環(huán)，而不會(huì)劣化電池性能。
然而，雖然使用具有比較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰作為電極材料的鋰二次電池在低速充放電循環(huán)期間也顯示優(yōu)異的電池特性，但是隨著高速充放電循環(huán)可能會(huì)有充放電效率退化或者放電容量劣化的問(wèn)題。特別是，由于在活性物質(zhì)中存在的過(guò)量鋰元素，會(huì)在電極材料表面析出非晶的Li2CO3或者Li2TiO3。這些Li2CO3或者Li2TiO3在電池的高速和長(zhǎng)期的充放電循環(huán)期間產(chǎn)生氣體，從而導(dǎo)致電池的膨脹。
因此，正在進(jìn)行努力用于制備鋰二次電池的電極活性物質(zhì)的材料的開(kāi)發(fā)，使得在使用鈦酸鋰作為電極材料的鋰二次電池中甚至在高速充放電循環(huán)期間不會(huì)形成離析物，并且顯示穩(wěn)定的充放電效率以及還具有優(yōu)異的壽命周期特性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于鋰二次電池的電極活性物質(zhì)，其中所述電極活性物質(zhì)被用作鋰二次電池的電極材料時(shí)，甚至在高速和長(zhǎng)期的充放電循環(huán)之后在電極的表面不會(huì)形成析出物。
另外，本發(fā)明涉及一種制造鋰二次電池，所述鋰二次電池在高速充放電循環(huán)期間顯示高的充放電效率和壽命周期特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制備鈦酸鋰（LTO）的方法。這里，將在LTO表面的鈦元素相對(duì)于鋰元素的組成比控制為大于或等于0.8。
優(yōu)選地，在所述方法中，可以將在LTO表面的鋰元素的組成控制為小于20%。
優(yōu)選地，制備LTO的方法可以包括：將鋰化合物和鈦化合物進(jìn)行混合，并將反應(yīng)混合物在700℃～900℃的溫度熱處理4～8小時(shí)。
優(yōu)選地，所述鋰化合物和鈦化合物的混合可以是通過(guò)在溶劑中引入所述鋰化合物和所述鈦化合物并且在漿料相中攪拌所述鋰化合物和鈦化合物來(lái)進(jìn)行的。
優(yōu)選地，所述鋰化合物和所述鈦化合物的混合可以是通過(guò)均勻地混合粉狀的鋰化合物和鈦化合物來(lái)進(jìn)行的。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)混合物的熱處理可以在一般的環(huán)境大氣下在封閉的容器內(nèi)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括通過(guò)上述的方法制備的鈦酸鋰（LTO）作為電極活性物質(zhì)。
附圖說(shuō)明
就通過(guò)參考例示性實(shí)施方式及其附圖將詳細(xì)描述本發(fā)明的上述及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)而言，對(duì)那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)變得更顯而易見(jiàn)，其中：
圖1表示在實(shí)施例中制備的鈦酸鋰的X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）光譜結(jié)果的圖表；
圖2表示在實(shí)施例中制備的鈦酸鋰的X射線(xiàn)衍射（XRD）光譜結(jié)果的圖表；
圖3表示在比較例中制備的鈦酸鋰的XPS光譜結(jié)果的圖表；以及
圖4表示在比較例中制備的鈦酸鋰的XRD光譜結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施方式
以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的例示性實(shí)施方式。雖然由本發(fā)明的例示性實(shí)施方式來(lái)表示和描述本發(fā)明，但就本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不脫離發(fā)明范圍的情況下，能進(jìn)行各種各樣的變型是顯而易見(jiàn)的。
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