[發明專利]用于可再充電鋰電池的正極活性材料、其制備方法及包括其的可再充電鋰電池

有效

• 申請號: 201911058362.5
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111146437B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 洪明子;金榮基;樸晸浚;李淳律;蔡榮周;崔益圭;洪淳基
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.用于可再充電鋰電池的正極活性材料，包括：

由化學式1表示的第一化合物和由化學式2表示并且具有比所述第一化合物小的平均粒徑D50的第二化合物，

所述第一化合物和所述第二化合物的至少一種包括芯和圍繞所述芯的表面層，

所述表面層的除Li之外的金屬中的以原子%計的Ni原子濃度高于所述芯的除Li之外的金屬中的以原子%計的Ni原子濃度，且

陽離子混合小于或等于3%：

[化學式1]

Li_a1Ni_x1Co_y1M¹_1-x1-y1O₂

其中，在化學式1中，0.9?≤?a1?≤?1.05，0.3?≤?x1?≤?0.95，0.1?≤?y1?≤?0.3，以及M¹為選自如下的至少一種金屬元素：Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La、和Ce，

[化學式2]

Li_a2Ni_x2Co_y2M²_1-x2-y2O₂

其中，在化學式2中，0.9?≤?a2?≤?1.05，0.3?≤?x2?≤?0.95，0.1?≤?y2?≤?0.3，以及M²為選自如下的至少一種金屬元素：Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La、和Ce，

其中所述表面層的除Li之外的金屬中的Ni原子濃度相對于所述芯的除Li之外的金屬中的Ni原子濃度的比率為1.03至1.20，

其中所述第二化合物具有針狀、片狀、或其組合。

2.如權利要求1所述的正極活性材料，其中所述正極活性材料具有范圍30原子%至60原子%的除Li之外的金屬中的Ni原子濃度。

3.如權利要求1所述的正極活性材料，其中所述第一化合物具有15μm至20μm的平均粒徑D50。

4.如權利要求1所述的正極活性材料，其中所述第二化合物具有2μm至5μm的平均粒徑D50。

5.如權利要求1所述的正極活性材料，其中所述第一化合物和所述第二化合物以90：10至50：50的重量比混合。

6.如權利要求1所述的正極活性材料，其中所述表面層為對應于距表面200?nm的深度的區域。

7.制備正極活性材料的方法，包括：

將由化學式1A表示的化合物1A、具有比化合物1A小的粒徑的由化學式2A表示的化合物2A、和鋰鹽混合以制備混合物；

在快速升溫的條件下對所述混合物進行第一熱處理以制備包括殘留鋰的第一燒制產物；以及

對所述第一燒制產物進行第二熱處理以制備如權利要求1-6任一項所述的正極活性材料，

[化學式1A]

Ni_x1Co_y1M¹_1-x1-y1(OH)₂

其中，在化學式1A中，0.3?≤?x1?≤?0.95，0.1?≤?y1?≤?0.3，以及M¹為選自如下的至少一種金屬元素：Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La、和Ce，

[化學式2A]

Ni_x2Co_y2M²_1-x2-y2(OH)₂

其中，在化學式2A中，0.3?≤?x2?≤?0.95，0.1?≤?y2?≤?0.3，以及M²為選自如下的至少一種金屬元素：Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La、和Ce，

其中化合物2A具有針狀、片狀、或其組合。