[發明專利]用于鋰二次電池的正極活性物質、其制造方法以及包括其的鋰二次電池

在審

• 申請號: 201980051951.2
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN112514115A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 盧美正;金直洙;韓國炫
• 申請（專利權）人: SK新技術株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/505;H01M10/052;C01G53/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 安玉;孫永梅

一種根據本發明的實施方案的用于鋰二次電池的正極活性物質，所述正極活性物質包括鋰金屬氧化物顆粒，所述鋰金屬氧化物顆粒包括核部分和殼部分并且包含鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)。基于Ni、Co和Mn的總量為100mol％，所述鋰金屬氧化物顆粒的總Ni含量為70mol％以上。所述殼部分包括從所述鋰金屬氧化物顆粒的表面10?100nm范圍內的深度區域，并且該深度區域中的Co含量是所述核部分中的Co含量的1.4倍至6倍。通過高Co含量表面處理，可以提高鋰二次電池的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種用于鋰二次電池的正極活性物質、其制造方法以及包括其的鋰二次電池，更具體地，涉及一種鋰金屬氧化物基正極活性物質、其制造方法以及包括其的鋰二次電池。

背景技術

二次電池是可以重復充電和放電的電池。隨著信息和通信以及顯示器工業的飛速發展，二次電池已被廣泛地應用于諸如便攜式攝像機、手機、筆記本電腦的各種便攜式電信電子設備中作為其電源。近來，還開發了包括二次電池的電池組并將其應用于諸如混合動力車輛的環保汽車中作為其電源。

二次電池的實例可包括鋰二次電池、鎳鎘電池和鎳氫電池等。其中，鋰二次電池具有較高的工作電壓和較高的每單位重量能量密度，并且在充電速度和重量輕方面是有利的。就此而言，鋰二次電池已經被積極地開發并應用。

例如，鋰二次電池可包括：電極組件，其包括正極、負極和隔膜(隔離膜)；和電解液，所述電極組件浸漬在所述電解液中。鋰二次電池可進一步包括例如袋狀護套，電極組件和電解液容納在袋狀護套中。

在鋰二次電池中，鋰金屬氧化物用作正極活性物質，并且優選具有高容量、高輸出和高壽命特性。因此，需要即使在對鋰金屬氧化物反復充電和放電的情況下也維持化學穩定性。

然而，當鋰金屬氧化物暴露于大氣或與電解液接觸時，由于鋰金屬氧化物顆粒的表面上的副反應，可能產生鋰或鎳的副產物。在這種情況下，鋰二次電池的壽命和操作穩定性可能劣化。

例如，韓國公開專利第10-2017-0093085號公開了包括過渡金屬化合物和離子吸附粘合劑的正極活性物質，但是如上所述在確保正極活性物質的足夠的穩定性方面存在限制。

發明內容

[本發明要解決的技術問題]

本發明的一個目的是提供一種具有優異的操作穩定性和可靠性的用于鋰二次電池的正極活性物質。

另外，本發明的另一個目的是提供一種具有優異的操作穩定性和可靠性的用于鋰二次電池的正極活性物質的制造方法。

此外，本發明的另一個目的是提供一種鋰二次電池，其包括具有優異的操作穩定性和可靠性的正極活性物質。

[解決技術問題的手段]

根據本發明的一個方面，提供了一種用于鋰二次電池的正極活性物質，其包括：鋰金屬氧化物顆粒，鋰金屬氧化物顆粒包括核部分和殼部分并且包含鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)，其中，基于Ni、Co和Mn的總量為100mol％，所述鋰金屬氧化物顆粒的總Ni含量為70mol％以上，所述殼部分包括從所述鋰金屬氧化物顆粒的表面10-100nm范圍內的深度區域，并且所述深度區域中的Co含量是所述核部分的Co含量的1.4倍至6倍。

在某些實施方案中，鋰金屬氧化物顆粒的總平均組成可以由下面的化學式1表示：

[化學式1]

LiNi_txCo_tyMn_1-tx–ty-tzM1_tzO_2-a