[發(fā)明專利]二次電池用正極活性材料、其制造方法以及包括其的鋰二次電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201780048071.0 | 申請(qǐng)日： | 2017-12-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN109562957B | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 金智惠;樸炳天;白韶螺;柳泰求;鄭王謨 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 株式會(huì)社LG化學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01G53/00 | 分類號(hào)： | C01G53/00;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127 | 代理人： | 解延雷;龐東成 |
| 地址： | 韓國(guó)*** | 國(guó)省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 二次 電池 正極 活性 材料 制造 方法 以及 包括 | ||
本發(fā)明涉及一種二次電池用正極活性材料，其包括含有鎳(Ni)和鈷(Co)、以及選自由鋁(Al)和錳(Mn)組成的組中的至少一種的鋰過渡金屬氧化物，其中，在鋰過渡金屬氧化物的全部過渡金屬元素中，鎳(Ni)的含量為80摩爾％以上，并且在所述鋰過渡金屬氧化物結(jié)構(gòu)的鋰層中，Ni陽離子的陽離子混合比為1.1％以下。
技術(shù)領(lǐng)域
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2016年12月28日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2016-0181022號(hào)和2017年12月18日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2017-0174131號(hào)的權(quán)益，通過援引將其公開內(nèi)容完整并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及二次電池用正極活性材料，其制造方法以及包括其的鋰二次電池。
背景技術(shù)
隨著技術(shù)發(fā)展和對(duì)移動(dòng)設(shè)備需求的增加，對(duì)作為能源的二次電池的需求迅速增加。在這些二次電池中，具有高能量密度和電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低自放電率的鋰二次電池已經(jīng)商品化并廣泛使用。
作為鋰二次電池的正極活性材料，已經(jīng)使用鋰過渡金屬?gòu)?fù)合氧化物。在這些氧化物中，主要使用具有高工作電壓和優(yōu)異容量特性的LiCoO2鋰鈷復(fù)合金屬氧化物。然而，LiCoO2由于鋰脫嵌引起的不穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)而具有非常差的熱性能，并且價(jià)格昂貴，因此使用大量LiCoO2作為電動(dòng)車輛等應(yīng)用的電源存在限制。
作為替代LiCoO2的材料，已經(jīng)開發(fā)了鋰錳復(fù)合氧化物(LiMnO2或LiMn2O4)、磷酸鐵鋰化合物(LiFePO4等)和鋰鎳復(fù)合氧化物(LiNiO2等)。在這些材料中，已經(jīng)積極地研究和開發(fā)了具有約200mAh/g的高可逆容量從而更容易實(shí)現(xiàn)更大容量電池的鋰鎳復(fù)合氧化物。然而，與LiCoO2相比，LiNiO2具有以下限制：其熱穩(wěn)定性較差，并且當(dāng)在充電狀態(tài)下由于來自外部的壓力等發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)，正極活性材料本身分解，導(dǎo)致電池破裂和著火。
因此，作為在保持LiNiO2的優(yōu)異可逆容量的同時(shí)改善低熱穩(wěn)定性的方法，開發(fā)出其中一部分Ni由Mn和Co取代的鎳鈷錳基鋰復(fù)合金屬氧化物(在下文中，簡(jiǎn)稱為“NCM基鋰氧化物”)。然而，目前開發(fā)出的傳統(tǒng)NCM基鋰氧化物沒有足夠的容量，因此其應(yīng)用受到限制。
為了解決這樣的問題，最近進(jìn)行了許多研究來增加NCM基鋰氧化物中的鎳含量。然而，在具有高鎳含量的高濃度鎳正極活性材料的情況下，活性材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性劣化，從而使熱穩(wěn)定性迅速劣化。另外，隨著活性材料中鎳含量的增加，以LiOH和Li2CO3形式存在于正極活性材料表面上的鋰副產(chǎn)物的殘留量增加，導(dǎo)致氣體產(chǎn)生和膨脹。還會(huì)出現(xiàn)諸如電池的壽命和穩(wěn)定性劣化等問題。
因此，需要開發(fā)一種符合高容量要求、具有較少的鋰副產(chǎn)物的殘留量、并且高溫穩(wěn)定性優(yōu)異的高濃度富Ni正極活性材料。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
為了解決上述限制，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、優(yōu)異的容量特性和高溫穩(wěn)定性且具有較少的鋰副產(chǎn)物殘留量的高濃度鎳正極活性材料，其制造方法，包括其的二次電池用正極以及鋰二次電池。
技術(shù)方案
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