[發(fā)明專(zhuān)利]鋰二次電池正極活性材料及其制備方法、鋰二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880090247.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111771302B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔盛煥;金禎漢;宋定勛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浦項(xiàng)控股股份有限公司;浦項(xiàng)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院;浦項(xiàng)化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/525
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/525;H01M4/505;C01G53/00;H01M10/052
• 代理公司: 北京市集佳律師事務(wù)所 16095
• 代理人: 鄭毅

本發(fā)明公開(kāi)一種鋰二次電池正極活性材料，其包含由下述化學(xué)式1表示的化合物。[化學(xué)式1]Lisubgt;1+m/subgt;Nisubgt;1?w?x?y?z/subgt;Cosubgt;w/subgt;Mnsubgt;x/subgt;M1subgt;y/subgt;M2subgt;z/subgt;0subgt;2?p/subgt;Xsubgt;p/subgt;在所述化學(xué)式1中，M1和M2互不相同，分別為選自Al、Mg、Zr、Sn、Ca、Ge、Ti、Cr、Fe、Zn、Y、Ba、La、Ce、Sm、Gd、Yb、Sr、Cu和Ga中的任何一種元素，X為選自F、N、S和P中的任何一種元素，w、x、y、z、p和m分別為0.125＜w＜0.202、0.153＜x＜0.225、0≤y≤0.1、0≤z≤0.1、0.34≤w+x≤0.36、0≤p≤0.1、?0.1≤m≤0.2。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種良好的鋰二次電池正極活性材料前體、鋰二次電池正極活性材料及鋰二次電池。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著AV設(shè)備和PC等電子設(shè)備的便攜化和無(wú)線化迅速發(fā)展，作為這些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電源，對(duì)小型、輕量具有高能量密度的二次電池的要求越來(lái)越高。另外，近年來(lái)，為了全球環(huán)境，已經(jīng)針對(duì)電動(dòng)車(chē)輛和混合動(dòng)力車(chē)輛進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和實(shí)用化，因此對(duì)中大型儲(chǔ)存性能良好的鋰離子二次電池的要求越來(lái)越高。在這種情況下，充放電容量大以及具有壽命優(yōu)點(diǎn)的鋰離子二次電池受到關(guān)注。

以往，作為可用于具有4V級(jí)電壓的高能型鋰離子二次電池的正極活性材料，通常已知尖晶石型結(jié)構(gòu)的LiMn₂O₄、鋸齒形層狀結(jié)構(gòu)的LiMnO₂、層狀巖鹽型結(jié)構(gòu)的LiCoO₂、LiNiO₂等，而使用其中的LiNiO₂的鋰離子二次電池作為具有較高的充放電容量的電池受到關(guān)注。然而，該材料在充電時(shí)的熱穩(wěn)定性和充放電循環(huán)耐久性差，因此需要進(jìn)一步改善性能。

也就是說(shuō)，LiNiO₂在脫出鋰時(shí)，Ni³⁺成為Ni⁴⁺產(chǎn)生姜-泰勒(Jahn-Teller)形變，如果從脫出了0.45摩爾鋰的區(qū)域再脫出鋰，則晶體結(jié)構(gòu)會(huì)從單斜晶變成六方晶。

因此，重復(fù)充放電反應(yīng)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，循環(huán)特性會(huì)變差。

為了解決該問(wèn)題，已經(jīng)對(duì)加入Co和Al取代LiNiO₂的一部分Ni的材料進(jìn)行了研究，但是尚未獲得解決這種問(wèn)題的材料，需要結(jié)晶性更高的Li-Ni基復(fù)合氧化物。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明旨在提供一種鋰二次電池正極活性材料，其抑制殘留在表面上的鋰的量，可以預(yù)期二次電池的良好的電化學(xué)性能。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鋰二次電池正極活性材料，其包含由下述化學(xué)式1表示的化合物。

[化學(xué)式1]

Li_1+mNi_1-w-x-y-zCo_wMn_xM1_yM2_zO_2-pX_p

在所述化學(xué)式1中，M1和M2互不相同，分別為選自Al、Mg、Zr、Sn、Ca、Ge、Ti、Cr、Fe、Zn、Y、Ba、La、Ce、Sm、Gd、Yb、Sr、Cu和Ga中的任何一種元素，X為選自F、N、S和P中的任何一種元素，w、x、y、z、p和m分別為0.125＜w＜0.202、0.153＜x＜0.225、0≤y≤0.1、0≤z≤0.1、0.34≤w+x≤0.36、0≤p≤0.1、-0.1≤m≤0.2。

所述正極活性材料可包含由下述化學(xué)式2表示的化合物。

[化學(xué)式2]