本发明专利技术公开锂二次电池用正极活性物质前驱体、锂二次电池用正极活性物质及锂二次电池。根据本发明专利技术的实施例的锂二次电池用正极活性物质前驱体具有包含包括镍的2种以上的过渡金属的氢氧化物结构，第一峰强度比率为0.5以上，由式2表示的第二峰强度比率为0.7以上。能够通过正极活性物质前驱体实现结晶结构稳定的正极活性物质及锂二次电池。的正极活性物质及锂二次电池。的正极活性物质及锂二次电池。
【技术实现步骤摘要】
锂二次电池用正极活性物质前驱体、锂二次电池用正极活性物质及锂二次电池
[0001]本专利技术涉及锂二次电池用正极活性物质前驱体、锂二次电池用正极活性物质及锂二次电池。更具体来讲涉及含镍锂二次电池用正极活性物质前驱体、含锂及镍的锂二次电池用正极活性物质及包括所述正极活性物质的锂二次电池。
技术介绍
[0002]二次电池是可反复充电及放电的电池，随着信息通信及显示器产业的发展，广泛用作摄像机、手机、笔记本电脑等便携式电子通信设备的动力源。并且，最近在开发及使用包括二次电池的电池包以作为电动汽车、混合动力汽车之类的环保汽车的动力源。
[0003]二次电池例如有锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等，其中锂二次电池的工作电压及每单位重量能量密度高，有利于充电速度及轻量化，因此在积极研发。
[0004]锂二次电池可包括具有正极、负极及隔膜(隔离部)的电极组件及浸渍所述电极组件的电解质。所述锂二次电池还可以包括收容所述电极组件及电解质的例如袋型的外包装件。
[0005]随着锂二次电池的应用范围扩展到电动汽车等大型设备，正在使用提高镍含量的高镍(High
‑
Ni)系锂氧化物作为用于确保锂二次电池的高容量的正极活性物质。所述正极活性物质可通过将含镍前驱体及锂源进行反应来制造。
[0006]但是，所述高镍系锂氧化物由于与电解液的副反应、化学结构的不稳定性可能劣化锂二次电池的寿命及工作稳定性。因此，为了提高正极活性物质的稳定性，有必要改善所述含镍前驱体的结构稳定性。
[0007]例如，韩国注册专利公报第10
‑
0821523号公开了包含高镍系锂复合氧化物的正极活性物质，但如上所述的并没有考虑到含镍前驱体的结构稳定性。
技术实现思路
[0008]技术问题
[0009]本专利技术的一个目的是提供具有提升的结构、化学稳定性的锂二次电池用正极活性物质前驱体。
[0010]本专利技术的一个目的是提供具有提升的结构、化学稳定性的锂二次电池用正极活性物质。
[0011]本专利技术的一个目的是提供包括所述正极活性物质的锂二次电池。
[0012]技术方案
[0013]根据示例性实施例的锂二次电池用正极活性物质前驱体具有镍复合氢氧化物结构，由以下式1表示的第一峰强度比率为0.5以上，由以下式2表示的第二峰强度比率为0.7以上。
[0014][式1][0015]第一峰强度比率＝I(101)/I(001)
[0016][式2][0017]第二峰强度比率＝I(101)/I(100)
[0018]其中，式1及式2中，I(101)、I(001)及I(100)分别是通过X
‑
线衍射分析的(101)面、(001)面及(100)面的峰强度或峰的最大高度。
[0019]在部分实施例中，所述锂二次电池用正极活性物质前驱体可以由以下化学式1表示。
[0020][化学式1][0021]Ni1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Mn
y
M
z
(OH)
2+a
[0022]其中，化学式1中，M包括选自由Mg、Sr、Ba、B、Al、Si、Ti、Zr及W构成的群的至少一种，0.02≤x≤0.15，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，
‑
0.5≤a≤0.1。
[0023]在部分实施例中，除了氢氧根以外的元素中镍的摩尔比可以是0.8以上。
[0024]在部分实施例中，所述第一峰强度比率可以是0.5至1.3。
[0025]在部分实施例中，所述第二峰强度比率可以是0.7至1.4。
[0026]根据示例性实施例的锂二次电池用正极活性物质具有锂
‑
镍系复合氧化物结构，由以下式3定义的层间距离比率是0.80以上。
[0027][式3][0028]层间距离比率＝TM slab/Li slab
[0029]其中，式3中，TM厚块(slab)是用通过X
‑
线衍射分析的里德伯尔德法获得的包含过渡金属(TM)的八面体结构(TMO6)中O
‑
TM
‑
O层的厚度，Li slab是用通过X
‑
线衍射分析的里德伯尔德法获得的包含Li的八面体结构(LiO6)中O
‑
Li
‑
O层的厚度。
[0030]在部分实施例中，所述锂
‑
镍系复合氧化物可以由以下化学式2表示。
[0031][化学式2][0032]Li
b
Ni1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Mn
y
M
z
O
2+a
[0033]其中，化学式2中，0.02≤x≤0.15，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，
‑
0.5≤a≤0.1，0.9≤b≤1.2，M包括选自由Mg、Sr、Ba、B、Al、Si、Ti、Zr及W构成的群的至少一种。
[0034]在部分实施例中，所述层间距离比率可以是0.815至1.0。
[0035]在部分实施例中，TM slab可以是2.110至
[0036]在部分实施例中，Li slab可以是2.580至
[0037]在部分实施例中，TM slab可以是2.120至
[0038]在部分实施例中，Li slab可以是2.590至
[0039]根据示例性实施例的锂二次电池包括正极、与所述正极相对的负极，所述正极包括含上述实施例的锂二次电池用正极活性物质的正极活性物质层。
[0040]技术效果
[0041]根据本专利技术的实施例的锂二次电池用正极活性物质前驱体包括高含量的镍，从而能够具有预定范围的XRD峰比率。所述正极活性物质前驱体具有提升的结晶结构稳定性，因此能够提高从所述正极活性物质前驱体合成的正极活性物质的结晶结构稳定性。
[0042]根据示例性实施例，所述正极活性物质通过所述正极活性物质前驱体及锂源进行
反应而生成，其能够稳定地保持过渡金属
‑
氧的层状结构，能够嵌入锂离子。因此，整个正极活性物质能够稳定地保持氧
‑
锂
‑
氧的层状结构及氧
‑
过渡金属
‑
氧的层状结构。
[0043]因此，在高温下充/放电时也能够保持正极活性物质的化学、结构稳定性，能够有效实现抑制与电解液的副反应的高容量锂二次电池。
附图说明
[0044]图1是根据示例性实施例的正极活性物质的结晶结构的模式图；
[0045]图2及图3是分别示出根据示例性实施例的锂二次电池的简要平面图及剖面图；
[0046]图4是根据实施例1及比较例1的正极活性物质前驱体的XRD分析曲线图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池用正极活性物质前驱体，其中：所述锂二次电池用正极活性物质前驱体具有镍复合氢氧化物结构，由以下式1表示的第一峰强度比率为0.5以上，由以下式2表示的第二峰强度比率为0.7以上，[式1]第一峰强度比率＝I(101)/I(001)[式2]第二峰强度比率＝I(101)/I(100)其中，式1及式2中，I(101)、I(001)及I(100)分别为通过X
‑
线衍射分析的(101)面、(001)面及(100)面的峰强度或峰的最大高度。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质前驱体，其中：所述镍复合氢氧化物由以下化学式1表示，[化学式1]Ni1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Mn
y
M
z
(OH)
2+a
其中，化学式1中，M包括选自由Mg、Sr、Ba、B、Al、Si、Ti、Zr及W构成的群的至少一种，0.02≤x≤0.15，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，
‑
0.5≤a≤0.1。3.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质前驱体，其中：除了氢氧根以外的元素中镍的摩尔比为0.8以上。4.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质前驱体，其中：所述第一峰强度比率是0.5至1.3。5.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质前驱体，其中：所述第二峰强度比率是0.7至1.4。6.一种锂二次电池用正极活性物质，其中：所述锂二次电池用正极活性物质具有锂
‑
镍系复合氧化物结构，由以下式3定义的层间距离比率是0.80以上，[式3]层间距离比率＝TM slab/Li slab其中，式3中，TM slab为在通过X
【专利技术属性】
技术研发人员：卢美正，尹祯培，崔弟男，金相墣，崔载灏，河东昱，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：
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