[發明專利]鋰二次電池用正極活性材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201880064115.3
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN111164806A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 柳泰求;樸英旭;黃進泰;鄭王謨;樸星彬
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/485;C01G53/00;H01M10/052
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 武胐;龐東成

1.一種鋰二次電池用正極活性材料，所述正極活性材料包含鎳基鋰復合金屬氧化物單體顆粒，其中，所述單體顆粒包含多個晶粒和2500?ppm至6000?ppm的摻雜在所述單體顆粒的晶格中的金屬M，所述金屬M是選自由M?=?Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B組成的組的一種或多種金屬，每個晶粒的尺寸為180?nm至300?nm，所述尺寸通過使用Cu?Kα?X射線(X-rα)的X射線衍射分析測得；

其中，所述單體顆粒在其晶格結構中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有從所述單體顆粒的表面到所述鋰復合金屬氧化物單體顆粒的半徑的0.13%至5.26%的深度處的巖鹽結構、尖晶石結構或其混合結構，所述中心部分具有從與所述單體顆粒的表面部分的界面到所述單體顆粒中心的層狀結構。

2.一種鋰二次電池用正極活性材料，所述正極活性材料包含：鎳基鋰復合金屬氧化物單體顆粒，和涂覆在所述單體顆粒的表面上的金屬M’化合物，其中所述金屬M’是選自由M’=?Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B組成的組的一種或多種金屬；其中，所述單體顆粒包含多個晶粒和摻雜在所述單體顆粒的晶格中的金屬M，所述金屬M是選自由M?=?Al、Ti、Mg、Zr、W、Y、Sr、Co、F、Si、Mg、Na、Cu、Fe、Ca、S和B組成的組的一種或多種金屬，每個晶粒的尺寸為180?nm至300?nm，所述尺寸通過使用Cu?Kα?X射線(X-rα)的X射線衍射分析測得；其中，摻雜在所述單體顆粒的晶格中的金屬M和涂覆在所述單體顆粒的表面上的所述金屬M’化合物中的金屬M’的總含量為2500?ppm至6000?ppm；

其中，所述單體顆粒在其晶格結構中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有從所述單體顆粒的表面到所述鋰復合金屬氧化物單體顆粒的半徑的0.13%至5.26%的深度處的巖鹽結構、尖晶石結構或其混合結構，所述中心部分具有從與所述單體顆粒的表面部分的界面到所述單體顆粒中心的層狀結構。

3.如權利要求1或2所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，所述單體顆粒在其晶格結構中包含表面部分和中心部分，所述表面部分具有從所述單體顆粒的表面到所述鋰復合金屬氧化物單體顆粒的半徑的0.13%至2.63%的深度處的巖鹽結構、尖晶石結構或其混合結構，所述中心部分具有從與所述單體顆粒的表面部分的界面到所述單體顆粒中心的層狀結構。

4.如權利要求1或2所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，所述單體顆粒的平均粒徑D50為3.5?μm以上至8?μm以下。

5.如權利要求1或2所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，所述鎳基鋰復合金屬氧化物由下述化學式1表示：

Li_a(Ni_xMn_yCo_z)O_2+b????(1)

其中，在化學式1中，0.95≤a≤1.2，0≤b≤0.02，0x0.6，0≤y≤0.4，0≤z0，并且x?+y?+?z?=?1。

6.如權利要求5所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，在化學式1中，a?=1，0≤b≤0.02，0.4≤x0.6，0.1≤y0.4，0.1≤z0.4，且x?+?y?+?z?=?1。

7.如權利要求5所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，化學式1為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂或LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂。

8.如權利要求5所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，所述金屬M為Ti、Mg或Zr。

9.如權利要求5所述的鋰二次電池用正極活性材料，其中，所述金屬M為Zr。