[發明專利]正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池

在審

• 申請號: 201980018880.6
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN112514117A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 宣良國
• 申請（專利權）人: 漢陽大學校產學協力團
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/052
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有

本文提供了一種正極活性材料。所述正極活性材料包括其中多個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，且鎳的濃度可以為79mol％或更大。

技術領域

本申請涉及正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池，更特別地，涉及一種其中摻雜硼的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

背景技術

隨著便攜式移動電子裝置，如智能手機、MP3播放器、平板電腦的發展，對能夠存儲電能的二次電池的需求也在爆炸式地增長。

特別地，隨著電動車輛、中型和大型能量存儲系統以及需要高能量密度的便攜式裝置的出現，對鋰二次電池的需求正在增長。因此，對鋰二次電池的需求增長，從而正在進行對用于鋰二次電池的正極活性材料的研究和開發。例如，韓國專利申請公開號10-2014-0119621(申請號10-2013-0150315)公開了一種二次電池，其中通過使用用于制備包括過量鋰的正極活性材料的前體并調節所添加的金屬的種類和量來調節前體中取代的金屬的種類和組成，以表現出高電壓容量和長壽命的特性。

發明內容

技術問題

本申請要解決的一個技術問題是提供一種高容量正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種具有長壽命的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種高穩定正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種其中根據充/放電次數的壽命縮短特性被最小化的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種摻雜有硼的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種其中根據充/放電次數的裂紋的產生被最小化的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的另一個技術問題是提供一種具有高鎳濃度的正極活性材料、其制備方法和包括其的鋰二次電池。

本申請要解決的技術問題不限于前述。

技術方案

為了解決上述技術目的，本申請提供一種正極活性材料。

根據一個示例性實施方案，正極活性材料包括其中多個初級顆粒聚集的次級顆粒，其中在正極活性材料中，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。

根據此示例性實施方案，硼的濃度可以小于2mol％。

根據此示例性實施方案，初級顆粒可在從次級顆粒的中心部分到表面部分的方向上延伸，且初級顆粒的縱橫比可通過硼增大。

根據此示例性實施方案，所述活性正極材料可以進一步包括鋁、鈷和錳中的至少一種。

根據此示例性實施方案，硼可以設置在初級顆粒的表面部分上。

根據此示例性實施方案，其中所述正極活性材料可以由以下化學式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)