[發(fā)明專利]陰極活性材料前體和使用其的鋰二次電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980023350.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN112219297A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧美正;金直洙;金相墣;河?xùn)|昱
• 申請（專利權(quán)）人: SK新技術(shù)株式會社
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M10/052;C01G53/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 劉成春;安玉

根據(jù)本發(fā)明實施方案的陰極活性材料前體，其包括鎳(Ni)和鈷(Co)并且包含過量的Ni。A₁₀₁/A₀₀₁為1以上，且I₁₀₁/I₀₀₁為1以上。通過X射線衍射(XRD)分析，A₁₀₁為(101)面的峰面積，A₀₀₁為(001)面的峰面積，以及通過XRD分析，I₁₀₁為(101)面的峰強度，且I₀₀₁為(001)面的峰強度。使用該陰極活性材料前體的、具有提高的結(jié)晶性和長期穩(wěn)定性的陰極和鋰二次電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陰極活性材料前體和使用該陰極活性材料前體的鋰二次電池。更具體地，本發(fā)明涉及包括多種金屬元素的陰極活性材料前體和使用該陰極活性材料前體的鋰二次電池。

背景技術(shù)

隨著信息和顯示技術(shù)的發(fā)展，可重復(fù)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、便攜式計算機等的移動電子設(shè)備的電源。二次電池包括例如鋰二次電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等。鋰二次電池由于工作電壓和每單位重量能量密度高、充電率高、尺寸緊湊等而被積極地開發(fā)和應(yīng)用。

例如，鋰二次電池可以包括：電極組件以及浸漬電極組件的電解液，電極組件包括陰極、陽極和隔離層(隔膜)。鋰二次電池可以進一步包括具有例如袋狀的外殼，用于容納電極組件和電解液。

鋰金屬氧化物可以用作鋰二次電池的陰極的活性材料。鋰金屬氧化物的實例可以包括鎳基鋰金屬氧化物。為了制備鎳基鋰金屬氧化物，使用了含鎳前體化合物。

近來，由于鋰二次電池的應(yīng)用已經(jīng)從緊湊的電子設(shè)備擴展到諸如混合動力車輛的大型設(shè)備，因此為了實現(xiàn)足夠的容量和功率特性，增加了鎳含量。在這種情況下，含鎳前體中的鎳比率增加。然而，隨著鎳含量變得更大，由于與鋰的不匹配或副反應(yīng)，陰極活性材料的可靠性可能降低。

例如，韓國注冊專利公開第10-0821523號公開了一種使用鋰復(fù)合金屬氧化物制造陰極活性材料的方法，但是沒有考慮上述含鎳前體。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種提供改進的功率和穩(wěn)定性的陰極活性材料前體。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種陰極活性材料和由該陰極活性材料前體制造的鋰二次電池，該陰極活性材料前體提供了改善的功率和穩(wěn)定性。

根據(jù)示例性實施方案的陰極活性材料前體包括鎳(Ni)和鈷(Co)，并包含過量的Ni，并且A₁₀₁/A₀₀₁為1以上，且I₁₀₁/I₀₀₁為1以上。通過X射線衍射(XRD)分析，A₁₀₁為(101)面的峰面積，A₀₀₁為(001)面的峰面積，以及通過XRD分析，I₁₀₁為(101)面的峰強度，且I₀₀₁為(001)面的峰強度。

在一些實施方案中，A₁₀₁/A₀₀₁可以在1-2的范圍內(nèi)。

在一些實施方案中，I₁₀₁/I₀₀₁在1-2的范圍內(nèi)。

在一些實施方案中，陰極活性材料前體由化學(xué)式1表示。

[化學(xué)式1]

Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z(OH)_2+a

在化學(xué)式1中，0.02≤x≤0.15、0≤y≤0.15、0≤z≤0.1，-0.5≤a≤0.1，并且M可以包括Mg、Sr、Ba、B、Al、Si、Mn、Ti、Zr或W中的至少一種。