【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
相关申请的交叉引用本申请要求于2021年8月24日提交的韩国专利申请第10-2021-0111848号的优先权，所述专利申请的公开内容通过引用并入本文中。本专利技术涉及一种正极活性材料、包含正极活性材料的正极和锂二次电池以及制备正极活性材料的方法。
技术介绍
1、随着移动装置的技术发展和需求的增加，对作为能量来源的二次电池的需求已经增加。在这些二次电池中，具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。
2、已经使用锂过渡金属氧化物作为锂二次电池的正极活性材料，并且在这些氧化物中，主要使用具有高工作电压和优异容量特性的锂钴氧化物如licoo2。然而，因为licoo2由于因脱锂引起的不稳定的晶体结构而具有非常差的热性能并且昂贵，所以在使用大量licoo2作为用于诸如电动车辆的应用的电源方面存在局限。
3、已经开发了锂锰复合金属氧化物(limno2、limn2o4等)、锂铁磷酸盐化合物(lifepo4等)或锂镍复合金属氧化物(linio2等)作为替代licoo2的材料。在这些材料中，已经对由于约200mah/g的高可逆容量而可以容易地实现大容量电池的锂镍复合金属氧化物进行了更积极的研究和开发。然而，linio2的局限在于，与licoo2相比，linio2具有更差的热稳定性，并且当由于外部压力而在充电状态下发生内部短路时，正极活性材料本身分解，从而引起电池的破裂和着火。因此，作为在保持linio2的优异可逆容量的同时改善低热稳定性的方法，已经开发了其中一部分镍被钴置换的lini
4、然而，对于锂镍钴金属氧化物，存在的局限在于容量低。为了提高锂镍钴金属氧化物的容量，已经对增加锂镍钴金属氧化物中所包含的镍的量的方法进行了研究，但是在这种情况下，由于在其表面上存在未反应的残留锂，因此洗涤工序是必需的，并且因为由于洗涤工序而导致正极活性材料发生表面缺陷，所以电池的寿命特性降低。
5、为了克服该问题，通常，已经研究了在洗涤正极活性材料之后，在低温下在正极活性材料的表面上形成涂层的方法，但是在改善高温寿命特性和电阻特性方面仍然存在局限。
6、因此，需要开发一种具有改善的高温寿命特性和电阻特性的正极活性材料。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的一个方面提供一种正极活性材料和制备正极活性材料的方法，所述正极活性材料具有改善的高温寿命特性和电阻特性。
3、然而，本专利技术的目的不限于上述内容，而且本领域技术人员从如下说明将清楚地理解本文中未描述的其它目的。
4、技术方案
5、为了解决上述问题，本专利技术提供一种正极活性材料、制备正极活性材料的方法、正极和锂二次电池。
6、(1)本专利技术提供一种正极活性材料，所述正极活性材料包含：
7、锂过渡金属氧化物，所述锂过渡金属氧化物相对于除锂之外的全部金属含有70摩尔％以上的镍(ni)，并且呈由一次粒子聚集而形成的二次粒子的形式；以及
8、形成在锂过渡金属氧化物上的含硼(b)涂层，
9、其中，存在于锂过渡金属氧化物表面上的一次粒子的平均纵横比在1.8至6.0的范围内。
10、(2)本专利技术提供上述(1)的正极活性材料，其中，锂过渡金属氧化物具有由式1表示的组成。
11、[式1]
12、lixnia1cob1mnc1ald1be1m1f1o2
13、在式1中，
14、m1为选自锆(zr)、钨(w)、镁(mg)、铈(ce)、铪(hf)、钽(ta)、镧(la)、钛(ti)、锶(sr)和钡(ba)中的至少一种，并且
15、0.90≤x≤1.12，0.70≤a1≤1.0，0≤b1≤0.30，0≤c1≤0.30，0≤d1≤0.20，0<e1≤0.20，0≤f1≤0.10且a1+b1+c1+d1+e1+f1＝1。
16、(3)本专利技术提供一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：
17、(a)通过在一次烧结温度下对包含含锂原料和正极活性材料前体的反应混合物进行一次烧结来制备预烧结产物，所述正极活性材料前体相对于全部金属含有70摩尔％以上的镍(ni)；
18、(b)通过将预烧结产物与第一含硼原料混合并在二次烧结温度下进行二次烧结来制备锂过渡金属氧化物；以及
19、(c)将锂过渡金属氧化物与第二含硼原料混合并进行热处理以形成涂层，
20、其中，一次烧结温度与二次烧结温度之比在0.7至0.9的范围内。
21、(4)本专利技术提供上述(3)的制备正极活性材料的方法，其中，正极活性材料前体具有由式2-1或式2-2表示的组成。
22、[式2-1]
23、nia2cob2mnc2m2d2(oh)2
24、[式2-2]
25、nia2cob2mnc2m2d2o·oh
26、在式2-1和式2-2中，
27、m2为选自zr、硼(b)、w、mg、ce、hf、ta、la、ti、sr、ba、ce、hf、氟(f)、磷(p)、硫(s)和la中的至少一种，并且
28、0.70≤a2≤1.0，0≤b2≤0.30，0≤c2≤0.30且0≤d2≤0.10。
29、(5)本专利技术提供上述(3)或(4)的制备正极活性材料的方法，其中，反应混合物进一步包含含铝原料。
30、(6)本专利技术提供上述(3)至(5)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，一次烧结温度在300℃至750℃的范围内。
31、(7)本专利技术提供上述(3)至(6)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，第一含硼原料为选自h3bo3、h4bo4、b2o3、libo2、li2b4o7、b4c、albo2和alb2o4中的至少一种。
32、(8)本专利技术提供上述(3)至(7)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，二次烧结温度在500℃至900℃的范围内。
33、(9)本专利技术提供上述(3)至(8)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，第二含硼原料为选自h3bo3、h4bo4、b2o3、libo2、li2b4o7、b4c、albo2和alb2o4中的至少一种。
34、(10)本专利技术提供上述(3)至(9)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，基于100重量份的锂过渡金属氧化物，第二含硼原料的混合量为0.1重量份至2.0重量份。
35、(11)本专利技术提供上述(3)至(10)中任一项的制备正极活性材料的方法，其中，热处理在200℃至400℃的温度下进行。
36、(12)本专利技术提供一种正极，所述正极包含(1)或(2)的正极活性材料。
37、(13)本专利技术提供一种锂二次电池，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极活性材料，所述正极活性材料包含：
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，所述锂过渡金属氧化物具有由式1表示的组成：
3.一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述正极活性材料前体具有由式2-1或式2-2表示的组成：
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应混合物进一步包含含铝原料。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一次烧结温度在300℃至750℃的范围内。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一含硼原料为选自H3BO3、H4BO4、B2O3、LiBO2、Li2B4O7、B4C、AlBO2和AlB2O4中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述二次烧结温度在500℃至900℃的范围内。
9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二含硼原料为选自H3BO3、H4BO4、B2O3、LiBO2、Li2B4O7、B4C、AlBO2和AlB2O4中的至少一种。
10.根据权利要求3所述的
11.根据权利要求3所述的方法，其中，所述热处理在200℃至400℃的温度下进行。
12.一种正极，所述正极包含权利要求1所述的正极活性材料。
13.一种锂二次电池，所述锂二次电池包含权利要求12所述的正极。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种正极活性材料，所述正极活性材料包含：
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，所述锂过渡金属氧化物具有由式1表示的组成：
3.一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述正极活性材料前体具有由式2-1或式2-2表示的组成：
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应混合物进一步包含含铝原料。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一次烧结温度在300℃至750℃的范围内。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一含硼原料为选自h3bo3、h4bo4、b2o3、libo2、li2b4o7、b4c、albo2和alb2o4中的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李峻远，严浚浩，郭鲁优，金芝慧，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：
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