用于锂二次电池的正极活性物质及包含其的锂二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种根据示例性实施方案的用于锂二次电池的正极活性物质，其包括在除锂和氧之外的所有元素中含有80摩尔％以上的镍的锂金属氧化物，并且具有满足预定范围的粒度分布变化率值和比表面积变化率值。分布变化率值和比表面积变化率值。

【技术实现步骤摘要】
用于锂二次电池的正极活性物质及包含其的锂二次电池


[0001]本专利技术涉及用于锂二次电池的正极活性物质及包含该正极活性物质的锂二次电池，更具体地，涉及包含高镍基锂金属氧化物的正极活性物质及包含该正极活性物质的锂二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池是可重复充电和放电的电池，并已广泛用作如移动电话、笔记本电脑等的便携式电子设备的电源。
[0003]二次电池的实例可以包括锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。其中，锂二次电池的工作电压和每单位重量能量密度高，并且在充电速度和重量轻的方面是有利的。就此而言，锂二次电池已经被积极开发并应用为电源。
[0004]锂二次电池的正极包括能够使锂离子可逆地嵌入和脱嵌的正极活性物质。例如，正极活性物质可以包括锂复合氧化物(lithium composite oxide)。
[0005]锂复合氧化物可以包括例如金属元素，如镍、钴、锰、铝等。
[0006]随着锂二次电池的应用领域扩大到例如混合动力汽车等的大型设备，已经积极进行(conducted)研究和开发具有增加的镍含量以确保其高容量的高镍基锂复合氧化物(high nickel
‑
based lithium composite oxide)。
[0007]例如，韩国专利登记公布第10
‑
0821523号公开了一种制造包括高镍基锂复合氧化物的正极活性物质的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的是提供一种具有优异的机械稳定性和化学稳定性的用于锂二次电池的正极活性物质。
[0009]此外，本专利技术的另一个目的是提供一种具有高容量特性和优异的寿命特性的锂二次电池。
[0010]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于锂二次电池的正极活性物质，其包括：在除锂和氧之外的所有元素中含有80摩尔％以上的镍的锂金属氧化物，其中该正极活性物质具有由下面的等式1表示的60％以下的粒度分布变化率(particle size distribution change rate)(ΔX)，以及由下面的等式2表示的50％以下的比表面积变化率(specific surface area change rate)(ΔY)：
[0011][等式1][0012]ΔX(％)＝(X
4.5t
‑
X)/X
×
100
[0013][等式2][0014]ΔY(％)＝(Y
4.5t
‑
Y)/Y
×
100
[0015](在等式1中，X是在未对正极活性物质进行施压处理(pressure
‑
treating)的情况下测得的正极活性物质的(D
90
‑
D
10
)/D
50
值，X
4.5t
是在4.5t/cm2下对正极活性物质进行施压处
理1分钟后测得的正极活性物质的(D
90
‑
D
10
)/D
50
值，并且
[0016]在等式2中，Y是在未对正极活性物质进行施压处理的情况下测得的正极活性物质的BET(比表面积)值，Y
4.5t
是在4.5t/cm2下对正极活性物质进行施压处理1分钟后测得的正极活性物质的BET值)。
[0017]在一个实施方案中，X可以为1至2。
[0018]在一个实施方案中，X
4.5t
可以大于1且小于等于3。
[0019]在一个实施方案中，粒度分布变化率(ΔX)可以为40％以下，并且比表面积变化率(ΔY)可以为30％以下。
[0020]在一个实施方案中，在未对正极活性物质进行施压处理的情况下测得的正极活性物质的粒度D
10
、D
50
和D
90
分别为3μm至6μm、8μm至15μm和15μm至22μm。
[0021]在一个实施方案中，在以4.5t/cm2对正极活性物质进行施压处理1分钟后测得的正极活性物质的粒度D
10
、D
50
和D
90
分别为2μm至4μm、5μm至14μm和14μm至20μm。
[0022]在一个实施方案中，由下面的等式3表示的在4.5t/cm2下进行施压处理1分钟之前和之后正极活性物质的粒度D
50
的变化率(ΔD
50
)为50％以下：
[0023][等式3][0024]ΔD
50
(％)＝(未进行施压处理时测得的D
50
‑
施压处理后测得的D
50
)/未进行施压处理时测得的D
50
×
100。
[0025]在一个实施方案中，锂金属氧化物可以由下面的式1表示：
[0026][式1][0027]Li
x
Ni
a
Co
b
M
c
O
y
[0028](在式1中，M为Al、Zr、Ti、B、Mg、Mn、Ba、Si、Y、W和Sr中的至少一种，并且x、y、a、b和c分别在0.9≤x≤1.2、1.9≤y≤2.1、0.8≤a≤1、0≤c/(a+b)≤0.13和0≤c≤0.11的范围内)。
[0029]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种锂二次电池，其包括：包含正极活性物质的正极；和设置为与该正极相对的负极。
[0030]根据示例性实施方案的用于锂二次电池的正极活性物质具有高镍含量，使得可以实现具有高容量的锂二次电池。
[0031]根据示例性实施方案的用于锂二次电池的正极活性物质具有分别满足预定范围的在施压之前和之后的粒度分布变化率和比表面积变化率，使得可以实现具有改善的高温寿命特性和高温储存性能的锂二次电池。
附图说明
[0032]根据以下结合附图的详细说明，将更清楚地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0033]图1为示出根据本专利技术的一个实施方案的锂二次电池的示意性剖视图。
具体实施方式
[0034]如本文所用，术语“锂金属氧化物(lithium metal oxide)”指能够使锂离子嵌入和脱嵌的氧化物，并且可以包括锂和金属元素。
[0035]在下文中，将更详细地描述本专利技术。
[0036]根据本专利技术，提供了一种用于锂二次电池的正极活性物质，其包括含有预定含量以上的镍的锂金属氧化物，并具有分别满足预定范围(predetermined range)的粒度分布变化率和比表面积变化率，粒度分布变化率和比表面积变化率由以下将要描述的等式1和等式2表示。此外，提供了一种包括用于锂二次电池的正极活性物质的锂二次电池。
[0037]用于锂二次电池的正极活性物质
[0038]根据示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂二次电池的正极活性物质，其包括：在除锂和氧之外的所有元素中含有80摩尔％以上的镍的锂金属氧化物，其中所述正极活性物质具有由下面的等式1表示的60％以下的粒度分布变化率ΔX，以及由下面的等式2表示的50％以下的比表面积变化率ΔY：[等式1]ΔX(％)＝(X
4.5t
‑
X)/X
×
100[等式2]ΔY(％)＝(Y
4.5t
‑
Y)/Y
×
100在等式1中，X是在未对所述正极活性物质进行施压处理的情况下测得的所述正极活性物质的(D
90
‑
D
10
)/D
50
值，X
4.5t
是在4.5t/cm2下对所述正极活性物质进行施压处理1分钟后测得的所述正极活性物质的(D
90
‑
D
10
)/D
50
值，并且在等式2中，Y是在未对所述正极活性物质进行施压处理的情况下测得的所述正极活性物质的BET值，Y
4.5t
是在4.5t/cm2下对所述正极活性物质进行施压处理1分钟后测得的所述正极活性物质的BET值。2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中X为1至2。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中X
4.5t
大于1且小于等于3。4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中所述粒度分布变化率ΔX为40％以下，并且所述比表面积变化率ΔY为30％以下。5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中在未对所述正极活性物质进行所述施压处理的情况下测得的所述正极活性物质的粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：都永勋，李相旭，赵镛显，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：