[發明專利]鋰二次電池用正極活性材料、其制備方法以及包含其的鋰二次電池用正極和鋰二次電池

有效

• 申請號: 201880014472.9
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN110366791B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 許赫;柳玟圭;趙治皓;樸星彬;黃進泰;鄭王謨
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/485;H01M4/131;H01M10/052;C01G51/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;陳海濤

1.一種正極活性材料，其中鋰鈷氧化物摻雜有包含金屬元素和鹵族元素的摻雜元素，

其中所述正極活性材料由化學式1表示且滿足方程式1，

其中所述正極活性材料具有1.5至2.0的(D₉₅-D₅)/D₅₀，

[化學式1]

Li(Co_1-x-y-zM¹_xM²_yM³_z)O_2-aH_a

[方程式1]

(2x+3y+4z-a)/(x+y+z+a)2.5

其中，在化學式1中，

M¹包含選自如下中的至少一種氧化數為2的金屬元素：鎂、鈣、鐵、鎳、鈷、銅、鋯、鍶、鎘和鋇，

M²包含選自如下中的至少一種氧化數為3的金屬元素：鋁、鈧、釔、鈮、銦、銻、鉭、銥和鑭，

M³包含選自如下中的至少一種氧化數為4的金屬元素：錳、鈦、錫、鍺、鉬、锝、鉿、鎢和鉛，

H包含選自如下中的至少一種鹵族元素：F^-、Cl^-、Br^-、I^-和At^-，

0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤x+y+z≤0.1，且0a≤0.3，并且

其中，在方程式1中，

x是所述氧化數為2的金屬元素的摩爾數，y是所述氧化數為3的金屬元素的摩爾數，z是所述氧化數為4的金屬元素的摩爾數，并且a是所述鹵族元素的摩爾數。

2.根據權利要求1所述的正極活性材料，其中所述摻雜元素包含選自M¹、M²和M³中的至少兩種金屬元素和所述鹵族元素。

3.根據權利要求1所述的正極活性材料，其中所述正極活性材料中所述摻雜元素的總量在100ppm至10,000ppm的范圍內。

4.根據權利要求1所述的正極活性材料，其中所述正極活性材料具有4μm至24μm的平均粒徑D₅₀。

5.一種制備權利要求1所述的正極活性材料的方法，所述方法包括：通過將鈷氧化物、含鋰原料和摻雜原料混合并燒結來制備正極活性材料，所述正極活性材料由化學式1表示且滿足方程式1：

[化學式1]

Li(Co_1-x-y-zM¹_xM²_yM³_z)O_2-aH_a

[方程式1]

(2x+3y+4z-a)/(x+y+z+a)2.5

其中，在化學式1中，

M¹包含選自如下中的至少一種氧化數為2的金屬元素：鎂、鈣、鐵、鎳、鈷、銅、鋯、鍶、鎘和鋇，

M²包含選自如下中的至少一種氧化數為3的金屬元素：鋁、鈧、釔、鈮、銦、銻、鉭、銥和鑭，

M³包含選自如下中的至少一種氧化數為4的金屬元素：錳、鈦、錫、鍺、鉬、锝、鉿、鎢和鉛，

H包含選自如下中的至少一種鹵族元素：F^-、Cl^-、Br^-、I^-和At^-，

0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤x+y+z≤0.1，且0a≤0.3，并且

其中，在方程式1中，

x是所述氧化數為2的金屬元素的摩爾數，y是所述氧化數為3的金屬元素的摩爾數，z是所述氧化數為4的金屬元素的摩爾數，并且a是所述鹵族元素的摩爾數。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述摻雜原料包含金屬和金屬鹵化物。