[發(fā)明專利]正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980018880.6
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN112514117A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣良國
• 申請（專利權(quán)）人: 漢陽大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有

1.一種正極活性材料，其包含：

其中多個(gè)初級顆粒聚集的次級顆粒，其中含有鎳、鋰和氧的化合物摻雜有硼(B)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鎢(W)、鉬(Mo)、錫(Sn)和鉭(Ta)中的至少一種，且鎳的濃度為79mol％或更大。

2.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中硼的濃度小于2mol％。

3.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中所述初級顆粒在從所述次級顆粒的中心部分到表面部分的方向上延伸，且所述初級顆粒的縱橫比通過硼增大。

4.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其進(jìn)一步包含：鋁、鈷和錳中的至少一種。

5.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中硼提供在所述初級顆粒的表面部分上。

6.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中所述正極活性材料由以下化學(xué)式1表示，且由于硼，所述初級顆粒的(003)表面增大且(014)表面和(104)表面減小，

[化學(xué)式1]

Li_aM1_xM2_yB_zO₂

(1≤a≤1.1，0.79≤x1，0≤y≤0.2，且0z0.02，且M1是鎳，且M2包括鋁、鈷和錳中的至少一種)。

7.如權(quán)利要求6所述的正極活性材料，其中所述初級顆粒的所述(003)表面被布置成平行于從所述次級顆粒的中心部分到表面部分的方向。

8.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中隨著鎳的濃度增大，硼的濃度減小。

9.如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中位于所述次級顆粒的最外部分處的初級顆粒的延伸方向與從次級顆粒的中心部分到表面部分的輻射方向之間的平均角度為10°或更小。

10.一種鋰二次電池，其包含：

正極，其包括如權(quán)利要求1所述的正極活性材料，

負(fù)極，其與所述正電極間隔開；和

在所述正極與所述負(fù)極之間的電解質(zhì)。

11.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述正極活性材料的所述多個(gè)初級顆粒的晶體結(jié)構(gòu)的a軸在從所述次級顆粒的中心部分到表面部分的方向上延伸，在充/放電過程中，所述初級顆粒在c軸方向上收縮和膨脹，并且在相鄰的初級顆粒之間產(chǎn)生的裂紋是對齊的。

12.一種制備正極活性材料的方法，其包含：

通過使用鎳前體制備正極活性材料前體，所述正極活性材料前體包括含有80mol％或更多鎳的氫氧化物；和

通過將所述正極活性材料前體、鋰鹽和硼前體混合并煅燒來制備正極活性材料，在所述正極活性材料中，含有鎳、鋰和氧的化合物摻雜有硼。

13.一種制備正極活性材料的方法，其包含：

通過使用鎳前體和硼前體制備正極活性材料前體，在所述正極活性材料前體中，含有79mol％或更多鎳的氫氧化物摻雜有硼；和

通過將所述正極活性材料前體和鋰鹽混合并煅燒來制備正極活性材料，在所述正極活性材料中，含有鎳、鋰和氧的化合物摻雜有硼。

14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述正極活性材料的制備包括一起加入鋁前體和所述正極活性材料前體，和將所述正極活性材料前體、所述鋰鹽和所述鋁前體混合并煅燒。