[發明專利]鋰二次電池

在審

• 申請號: 201910043644.1
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN110048117A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 劉炅儐;韓國炫;黃德哲
• 申請（專利權）人: SK新技術株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;鐘錦舜

一種鋰二次電池，包括正極、負極以及插入在正極和負極之間的隔膜層，該正極由包含具有特定濃度比的正極活性材料顆粒的正極活性材料形成。該鋰二次電池具有改善的化成放電量、化成放電效率和功率輸出。

相關申請的交叉引用和優先權聲明

本申請要求于2018年1月17日在韓國知識產權局(KIPO)提交的韓國專利申請第10-2018-0006188號的優先權，其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及鋰二次電池。更具體地，本發明涉及包含鋰金屬氧化物的鋰二次電池。

背景技術

隨著信息和顯示技術的發展，可以反復充電和放電的二次電池已被廣泛用作諸如便攜式攝像機、移動電話、膝上型計算機等移動電子設備的電源。近來，正在開發包括二次電池的電池組并將其用作諸如混合動力汽車的環保型車輛的電源。

二次電池包括例如鋰二次電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等。鋰二次電池由于高工作電壓和每單位重量的能量密度、高充電率、緊湊尺寸等而突出。

例如，鋰二次電池可包括電極組件以及浸沒該電極組件的電解質，其中該電極組件包括正極、負極和隔膜層。鋰二次電池還可包括具有例如袋狀的外殼。

鋰金屬氧化物可以用作優選具有高容量、功率和壽命的鋰二次電池的正極活性材料。此外，隨著鋰二次電池的工業應用的擴展，還要求鋰二次電池或正極活性材料在高溫或低溫下的苛刻條件下的穩定性。另外，當鋰二次電池或正極活性材料被外部物體穿刺時，還可能需要對諸如短路、燃燒或爆炸的故障的抗性。

然而，具有所有上述性質的正極活性材料可能不容易實現。例如，韓國專利申請公開第10-2017-0093085號公開了一種包含過渡金屬化合物和離子吸附粘合劑的正極活性材料，其可能無法提供足夠的壽命和穩定性。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種鋰二次電池，其具有改善的電學和機械可靠性和穩定性。

根據示例性實施方式，鋰二次電池包括正極、負極以及插入在正極和負極之間的隔膜層，該正極由含有由化學式1表示的正極活性材料顆粒的正極活性材料形成。

[化學式1]

Li_xM1_aM2_bM3_cO_y

在化學式中，M1、M2和M3分別代表第一金屬、第二金屬和第三金屬，并且選自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga和B。

在化學式1中，0<x≤1.1，2≤y≤2.02，0.8≤a≤0.9，0.01≤b≤0.2，0.04≤c≤0.2，0.075≤c/(a+c)≤0.115，且a+b+c＝1。

在一些實施方式中，在化學式1中，0.090≤c/(a+c)≤0.111。

在一些實施方式中，第一金屬、第二金屬和第三金屬中的至少一種可以在正極活性材料顆粒的中心部分和正極活性材料顆粒的表面之間包括濃度梯度區域。

在一些實施方式中，第一金屬可在正極活性材料顆粒的中心部分和正極活性材料顆粒的表面之間包括濃度降低梯度區域。第二金屬可以在正極活性材料顆粒的中心部分和正極活性材料顆粒的表面之間包括濃度增加梯度區域。

在一些實施方式中，第三金屬可以從正極活性材料顆粒的中心部分到正極活性材料顆粒的表面具有恒定濃度。

在一些實施例中，第一金屬可以是Ni，第二金屬可以是Mn，且第三金屬可以是Co。