[發明專利]正極活性物質、用于制備其的方法和包含其的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201310656381.4
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103855380B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 金志允;金岐泰;申東旭;沈炯哲;李昰淵;趙偗任;曺海印
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.一種正極活性物質，包含：

由下式表示的鋰過量的層狀結構復合氧化物：Li[Li_x-z(Ni_aCo_bMn_c)_1-x]O_2-yF_y，其中，a+b+c＝1，0.05≤x≤0.33，0≤y≤0.08和0<z≤0.05，

涂覆在所述復合氧化物表面上的金屬氟化物涂覆層，和

涂覆在所述金屬氟化物涂覆層上的金屬磷酸鹽涂覆層，

其中基于正極活性物質的含量，金屬氟化物涂覆層和金屬磷酸鹽涂覆層的總含量是0.5wt％至2.0wt％，

其中金屬磷酸鹽是選自AlPO₄、Mg₃(PO₄)₂、Co₃(PO₄)₂及其混合物中的一種。

2.根據權利要求1所述的正極活性物質，還包含：

具有立方尖晶石結構的氧化鋰錳LiMn₂O₄，其因所述復合氧化物中所述復合氧化物表面附近的一部分單斜晶Li₂MnO₃的變化而形成。

3.根據權利要求2所述的正極活性物質，其中具有立方尖晶石結構的氧化鋰錳在2.8V至3.0V發生還原反應。

4.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中所述復合氧化物包含菱面體晶LiMO₂和單斜晶Li₂MnO₃，這里，M是Ni、Co和Mn。

5.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中金屬氟化物涂覆層和金屬磷酸鹽涂覆層的重量比處于1.0<金屬氟化物涂覆層/金屬磷酸鹽涂覆層<5.0的范圍內。

6.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中金屬氟化物是選自AlF₃、MgF₂、CoF₃、NaF及其混合物中的一種。

7.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中基于正極活性物質的含量，金屬磷酸鹽涂覆層的含量是1.0wt％以下。

8.根據權利要求7所述的正極活性物質，其中基于正極活性物質的含量，金屬磷酸鹽涂覆層的含量是0.2wt％至0.4wt％。

9.一種用于制備正極活性物質的方法，包括：

制備由下式表示的鋰過量的層狀結構復合氧化物：Li[Li_x-z(Ni_aCo_bMn_c)_1-x]O_2-yF_y，其中，a+b+c＝1，0.05≤x≤0.33，0≤y≤0.08和0<z≤0.05，

在復合氧化物的表面上用金屬氟化物進行一次涂覆，和

在金屬氟化物涂覆層上用金屬磷化物進行二次涂覆，

其中基于正極活性物質的含量，通過一次涂覆和二次涂覆所涂覆的涂覆層的總含量是0.5wt％至2.0wt％，

其中金屬磷酸鹽是選自AlPO₄、Mg₃(PO₄)₂、Co₃(PO₄)₂及其混合物中的一種。

10.根據權利要求9所述的方法，還包括：

在復合氧化物和金屬氟化物涂覆層之間形成具有立方尖晶石結構的氧化鋰錳LiMn₂O₄。