[發(fā)明專利]正極活性物質(zhì)、包括其的正極和鋰電池、及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310581826.7
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103915610B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金明勛;尹在久;樸珉植;樸晉煥
• 申請（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 金擬粲

1.正極活性物質(zhì)，包括：

包括第一域和第二域且由式1表示的鋰金屬氧化物復(fù)合物：

式1

x[Li_2-y(M1)_1-z(M2)_y+zO₃]-(1-x)[LiMeO₂]

其中

0<x<1，

0<y<1，

0<z<1，

0<y+z<1，

M1包括至少一種過渡金屬，

M2包括選自如下的至少一種金屬：鎂(Mg)、鋁(Al)、釩(V)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鑭(La)、和釕(Ru)，和

Me包括選自如下的至少一種：鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鋯(Zr)、和硼(B)。

2.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中式1中的y的范圍為0<y<0.5。

3.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中式1中的z的范圍為0<z<0.5。

4.權(quán)利要求1-3任一項的正極活性物質(zhì)，其中M1為Mn。

5.權(quán)利要求4的正極活性物質(zhì)，其中所述鋰金屬氧化物復(fù)合物包括具有其中c-軸長度的晶格常數(shù)c為14.24埃或更大的晶體結(jié)構(gòu)的域。

6.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中在所述鋰金屬氧化物復(fù)合物的X-射線衍射譜中對應(yīng)于003面的主峰的峰強度與對應(yīng)于104面的次峰的峰強度之比為1.3或更大。

7.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中當(dāng)通過X-射線衍射譜中對應(yīng)于003面的峰的半寬度的分析確定時，所述鋰金屬氧化物復(fù)合物的結(jié)晶顆粒的粒度為80納米或更大。

8.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中在所述鋰金屬氧化物復(fù)合物的X-射線衍射譜中具有64.5°±0.5°2θ的衍射角的對應(yīng)于108面的峰與具有65.5°±0.5°2θ的衍射角的對應(yīng)于110面的峰之間的間隔距離為0.8°或更大。

9.權(quán)利要求1的正極活性物質(zhì)，其中所述第一域由式2表示：

式2

Li_2-y(M1)_1-z(M2)_y+zO₃，和

其中所述第二域由式3表示：

式3

LiMeO₂。

10.包括權(quán)利要求1-9任一項的正極活性物質(zhì)的正極。

11.鋰電池，包括：

正極；

負(fù)極；以及

設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的電解質(zhì)；

其中所述正極包括權(quán)利要求1-9任一項的正極活性物質(zhì)。

12.權(quán)利要求11的鋰電池，其中所述正極活性物質(zhì)的工作電壓為4.3伏或更大。

13.制備權(quán)利要求1-9任一項的包括鋰金屬氧化物復(fù)合物的正極活性物質(zhì)的方法，所述鋰金屬氧化物復(fù)合物包括第一域和第二域，所述方法包括：

使第一鋰前體、過渡金屬前體和金屬摻雜劑前體接觸以制備第一混合物；

第一熱處理所述第一混合物以制備第一域鋰金屬氧化物；

使所述第一域鋰金屬氧化物與第二鋰前體和金屬前體接觸以制備第二混合物；和

第二熱處理所述第二混合物以制備第二域鋰金屬氧化物從而制備所述鋰金屬氧化物復(fù)合物。

14.權(quán)利要求13的方法，其中在所述第一鋰前體、所述過渡金屬前體和所述金屬摻雜劑前體的接觸中，將所述第一鋰前體、所述過渡金屬前體和所述金屬摻雜劑前體同時接觸。

15.權(quán)利要求13的方法，其中所述第一鋰前體和所述第二鋰前體各自獨立地包括選自如下的至少一種：Li₂CO₃、LiOH、Li₂(CO₂)₂、LiCl、LiOCO₂CH₃、和LiF。