正极活性物质、制备其的方法、正电极和锂二次电池技术

本申请提供了用于锂二次电池的正极活性物质、制备正极活性物质的方法、包括正极活性物质的用于锂二次电池的正电极和包括包含正极活性物质的正电极的锂二次电池，其中正极活性物质可包括：包括多个大的初级颗粒的镍类锂金属氧化物次级颗粒，镍类锂金属氧化物次级颗粒可具有内部具有孔的中空结构，大的初级颗粒中的每一个的尺寸可在约2微米(μm)至约6μm的范围内，并且镍类锂金属氧化物次级颗粒的尺寸可在约10μm至约18μm的范围内。寸可在约10μm至约18μm的范围内。寸可在约10μm至约18μm的范围内。

【技术实现步骤摘要】
正极活性物质、制备其的方法、正电极和锂二次电池
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在韩国知识产权局于2021年6月29日提交的韩国专利申请第10
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2021
‑
0084965号以及于2022年6月21日提交的第10
‑
2022
‑
0075679号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开的一个或多个实施方式涉及用于锂二次电池的正极活性物质、制备正极活性物质的方法、包括正极活性物质的用于锂二次电池的正电极和包括包含正极活性物质的正电极的锂二次电池。

技术介绍

[0004]随着便携式电子装置和通信装置等的发展，非常需要开发具有高能量密度的锂二次电池。然而，具有高能量密度的锂二次电池可能具有降低的安全性，并且因此，在这方面需要改进。
[0005]为了制造具有长寿命且产生或具有较少气体的锂二次电池，大的初级颗粒正极活性物质被认为可用作用于锂二次电池的正极活性物质。大的初级颗粒正极活性物质的问题在于，由于在高温下进行热本文档来自技高网...

【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，所述正极活性物质包括：包括多个大的初级颗粒的镍类锂金属氧化物次级颗粒，其中所述镍类锂金属氧化物次级颗粒具有内部具有孔的中空结构，所述大的初级颗粒中的每一个的尺寸在2μm至6μm的范围内，并且所述镍类锂金属氧化物次级颗粒的尺寸在10μm至18μm的范围内。2.如权利要求1所述的正极活性物质，其中在所述正极活性物质内部的所述孔的尺寸在2μm至7μm的范围内。3.如权利要求1所述的正极活性物质，其中所述镍类锂金属氧化物包括由式1表示的化合物：式1Li
a
(Ni1‑
x
‑
y
M1
x
M2
y
)O2±
α1
其中，在式1中，M1包括选自钴、锰和铝中的至少一种元素，M2包括选自由硼、镁、钙、锶、钡、钛、钒、铬、铁、铜和锆组成的组中的至少一种元素，并且0.95≤a≤1.1，0.6≤(1
‑
x
‑
y)<1，0≤x<0.4，0≤y<0.4，并且0≤α1≤0.1，不包括其中x和y均为0的情况。4.如权利要求3所述的正极活性物质，其中所述镍类锂金属氧化物包括由式2表示的化合物：式2Li
a
(Ni1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
M3
y
M4
z
)O2±
α1
其中，在式2中，M3包括选自Mn和Al中的至少一种元素，M4包括选自由B、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Cr、Fe、Cu和Zr组成的组中的至少一种元素，并且0.95≤a≤1.1，0.6≤(1
‑
x
‑
y
‑
z)<1，0≤x<0.4，0≤y<0.4，0≤z<0.4，并且0≤α1≤0.1，不包括其中x、y和z均为0的情况。5.如权利要求1所述的正极活性物质，其中所述大的初级颗粒中的每一个的尺寸在2μm至4μm的范围内，并且所述镍类锂金属氧化物次级颗粒的尺寸在12μm至18μm的范围内。6.如权利要求1所述的正极活性物质，其中通过X
‑
射线衍射分析测量的所述正极活性物质的峰强度比I
(003)
/I
(104)
在1.2至4.0的范围内，并且其中I
(003)
为(003)平面的峰强度，并且I
(104)
为(104)平面的峰强度。7.如权利要求1所述的正极活性物质，其中通过X
‑
射线衍射分析测量的所述正极活性物质的面积比A
(003)
/A
(104)
在1.1至1.4的范围内，其中A
(003)
为对应于(003)平面的峰的面积，并且A
(104)
为对应于(104)平面的峰的面积。8.如权利要求1所述的正极活性物质，其中通过X
‑
射线衍射分析测量的所述正极活性物质的FWHM
(003)
/FWHM
(104)
在0.80至0.87的范围内，其中FWHM
(003)
为对应于(003)平面的峰的半峰全宽，并且FWHM
(104)
为对应于(104)平面的峰的半峰全宽。9.如权利要求1所述的正极活性物质，其中所述镍类锂金属氧化物次级颗粒包括2个或更少的大的初级颗粒层。10.一种制备用于锂二次电池的正极活性物质的方法，所述方法包括：
通过将选自镍前体、M1前体和M2前体中的至少一种与碱性溶液混合在一起而获得第一混合物，随后共沉淀所述第一混合物并且干燥所得物，从而获得内部具有孔的镍类金属前体；获得内部具有孔的所述镍类金属前体和锂前体的第二混合物；对所述第二混合物进行初次热处理；和对所述初次热处理的产物进行二次热处理，从而制备根据权利要求1至9中任一项所述的正极活性物质，其中所述初次热处理在高于所述二次热处理的温度下进行，所述M1前体包括选自钴前体、锰前体和铝前体中的至少一种，并且所述M2前体包括包含选自由硼、镁、钙、锶、钡、钛、钒、铬、铁、铜和锆组成的组中的至少一种元素的前体。11.如权利要求10所述的方法，其中内部具有孔的所述镍类金属前体处于非晶态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜秉旭，梁祐荣，崔益圭，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：