[發明專利]正極活性物質前體、其制造方法及正極活性物質

有效

• 申請號: 201610356624.6
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN107316984B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 朱?熙;崔權永;潘盛皓;嚴浚浩
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M10/0525
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

本發明提供正極活性物質前體、其制造方法及正極活性物質,所述正極活性物質前體是包含復合過渡金屬氫氧化物系和復合過渡金屬氧化物系的導電性正極活性物質前體,所述二次電池用正極活性物質由上述前體制造。在本發明中，通過提供比表面積大、粉體的電導率得到提高的包含復合過渡金屬氧化物系和氫氧化物系的正極活性物質前體，能夠提高具備由上述前體制造的正極活性物質的二次電池的輸出特性。

技術領域

本發明涉及具有高比表面積和優異的電導率特性的新型正極活性物質前體及其制造方法、通過包含上述前體而改善了電導率和輸出特性的二次電池用正極活性物質。

背景技術

近年來，實際情況是，隨著電子設備的小型化，需要高容量的二次電池，與鎳鎘電池、鎳氫電池相比能量密度高的鋰二次電池尤其受到關注。

作為鋰二次電池的正極活性物質，主要使用含鋰鈷氧化物(LiCoO₂)，除此以外，也考慮使用層狀晶體結構的LiMnO₂、尖晶石晶體結構的LiMn₂O₄等含鋰錳氧化物和作為含鋰鎳氧化物的LiNiO₂。上述正極活性物質中，雖然LiCoO₂因壽命特性和充放電效率而使用最多，但由于容量小且用作原料的鈷的資源限制而導致價格高，因此在像電動車等一樣的中大型電池領域作為動力源而大量使用時在價格競爭力方面存在局限。關于LiMnO₂、LiMn₂O₄等鋰錳氧化物，雖然用作原料的錳具有資源豐富而廉價、環保、熱穩定性優異的優點，但存在容量小，高溫特性和循環特性等差的問題。為了克服這樣的缺點，作為二次電池的正極活性物質，富鎳體系(Ni rich system)的需求開始逐步增多。這樣的富鎳體系的活性物質具有實現高容量的優異的優點，然而出現與電解液反應導致的電池性能的裂化現象。

另一方面，上述鋰復合過渡金屬氧化物系正極活性物質一般利用具有絕緣體性質的復合過渡金屬前體和鋰前體且通過固相合成法制造。由于這樣制造的正極活性物質的電導率不高，因此以其自身提高電池的輸出特性時存在局限。為了解決該問題，使用過導電性高的導電材料作為正極成分，此外也提高過現有導電材料的使用量，在該情況下，會減少導電材料的使用量那么多的正極活性物質的使用量，因此一定會導致電池的容量降低。因而，實際情況是，迫切需要開發在提高正極活性物質自身的導電性的同時，能夠提高鋰二次電池的電化學性能的新構成的正極活性物質。

發明內容

所要解決的課題

本發明是為了解決如上所述的以往技術的問題而提出的，其目的在于，提供一種具有優異的導電性和高比表面積的新型正極活性物質前體及其制造方法，從而代替以往絕緣性復合過渡金屬前體的使用。

此外，本發明的另一目的在于，提供由上述導電性正極活性物質前體和鋰前體制造而能夠發揮電池的高輸出特性的二次電池用正極活性物質。

解決課題的方法

為了實現上述目的，本發明提供包含復合過渡金屬氫氧化物和復合過渡金屬氧化物，并且電導率為0.01～0.1mS/cm范圍的正極活性物質前體。

根據本發明的優選的一例，上述正極活性物質前體的根據氮氣吸附BET法測定的比表面積可以為50～200m²/g的范圍。

此外，上述正極活性物質前體在表面存在大量微孔(micro porous)，小于10nm的氣孔體積以粒子重量計可以為1×10^-3～5×10^-2cm³/g·nm的范圍。

在本發明中，上述復合過渡金屬氫氧化物和復合過渡金屬氧化物優選彼此混在一起，或為固溶體(solid solution)形態。

在本發明中，上述正極活性物質前體優選由下述化學式1表示。

[化學式1]