[發明專利]正極活性材料及其制備方法、正極以及鋰離子二次電池

無效

• 申請號: 201310061762.8
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103337618A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 李美善;尹弼相;李斗均;趙允珠;崔信政
• 申請（專利權）人: 三星精密化學株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;劉燦強

技術領域

實施例涉及一種用于鋰離子二次電池的正極活性材料、一種制備所述正極活性材料的方法以及一種包括所述正極活性材料的鋰離子二次電池，更具體地說，涉及一種通過包括銻而能夠抑制高溫下的阻抗增加并改善壽命特性的正極活性材料、一種制備所述正極活性材料的方法以及一種包括所述正極活性材料的鋰離子二次電池。

背景技術

近來，為了滿足便攜式電子設備例如移動電話、筆記本電腦和個人數字助理(PDA)的小型化和質量輕的需求，需要改善用作這些電子設備的電源的鋰(Li)離子二次電池的諸如高容量、長壽命和高安全性的特性。另外，對汽車電氣化的關注已經增加，用作電動車輛的電源的鋰離子二次電池已經作為強有力的替代物出現。

因為LiNiCoMnO₂氧化物是工業上最多地用作鋰離子二次電池的正極活性材料，相對地環境友好，比LiCoO₂便宜，并且具有比LiMn₂O₄高的容量，所以LiNiCoMnO₂氧化物已經在需要具有高功率和高能量密度的電池的領域(例如移動電話和電動汽車)中受到了關注。

最近受到關注的正極活性材料是組成為Li₂MnO₃-LiMO₂(M是鎳(Ni)、鈷(Co)或錳(Mn))的固溶體材料，該固溶體材料可表現出比一般的正極的活性材料高的容量并可在高電壓下使用，因此可制備出具有高能量密度的鋰離子二次電池。

然而，因為基本上層狀結構的正極活性材料在鋰離子脫嵌之后在結構上不穩定，并且由于在高溫下充電和放電的過程中電阻(阻抗)的增加導致其壽命會迅速下降，所以層狀結構的正極活性材料會難以在電動車輛中使用。

發明內容

本發明的一個方面提供了一種改善了在高溫下充放電過程中的壽命特性并抑制了阻抗增加的正極活性材料。

本發明的另一方面提供了一種制備上述正極活性材料的方法和一種使用該正極活性材料的鋰離子二次電池。

根據至少一個實施例，一種用于鋰離子二次電池的正極活性材料由下面的化學式1表示并且包含銻：

yLi₂MnO₃-(1-y)LiM_(1-x)Sb_xO₂??(1)

其中，M是選自于由鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)組成的組中的一種或多種，并且，0＜x＜1，0＜y＜1。

銻的含量可在基于全部正極活性材料的0.1mol％至2mol％的范圍內。

根據另一個實施例，一種制備本公開的用于鋰離子二次電池的正極活性材料的方法包括：用醇稀釋含銻化合物；將yLi₂MnO₃-(1-y)LiMO₂(其中M是選自于由鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)組成的組中的一種或多種，0＜y＜1)加入到所得到的稀釋后的含銻化合物溶液中，然后進行攪拌；在完成攪拌后加熱該溶液以使醇揮發；執行熱處理。

含銻化合物可以是氧化銻。

可加入yLi₂MnO₃-(1-y)LiMO₂以使包括的銻的含量在0.1mol％至2mol％的范圍內。

可在500℃至750℃的范圍內的溫度下執行熱處理3小時到10小時。

根據另一個實施例，一種鋰離子二次電池包括含有本公開的正極活性材料的正極、電解質和負極。

附圖說明

包括附圖以提供對本公開的進一步理解，附圖并入到本說明書中，并構成本說明書的一部分。附圖示出了本公開的示例性實施例，并與描述一起用于解釋本公開的原理。在附圖中：

圖1是對比根據本公開的正極活性材料的高溫壽命特性的曲線。

具體實施方式