【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求基于2021年11月2日提交的韩国专利申请10-2021-0149123号和2022年11月1日提交的韩国专利申请10-2022-0143856号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及一种用于二次电池的正极活性材料。
技术介绍
1、全固态锂电池是指一种通过使用基于硫化物的或基于氧化物的固体电解质，并通过将全固态材料氧化或还原锂离子，从而可以将化学能直接转化为电能的电池。特别是，由于全固态锂电池具有环保、安全、高能量密度容量存储等优点，可以解决目前使用的锂二次电池所存在的能量密度低、成本高、毒性大等问题，因此全固态锂电池作为可持续二次电池的需求正在增加。
2、然而，全固态电池存在例如以下等问题：由于充/放电反应期间基于硫化物的或基于氧化物的固体电解质和正极之间的界面副反应的不可逆性，电池容量降低；以及由于界面电阻和空间电荷层的形成，导致电极中电荷分布不均匀。另外，全固态材料本身的低离子导电性也阻碍了作为下一代电池的全固态锂电池的商业化进程。
3、为了解决这些问题，开发了以金属氧化物为介质的正极活性材料。然而，迄今为止开发的正极活性材料与作为新的正极活性材料的基于氧化物的正极活性材料相比，虽然在充放电性能方面的容量显著增加，但是其问题在于，与现有的正极活性材料或负极活性材料相比，由于充放电进行时电阻的增加，容量保持率显著降低。
4、此外，已经开发了用金属氧化物等对正极活性材料进行表面处理然后将其应用于全固态电池的技术，但是其在改善充放电性能方面也不显著，而且由于所用原
5、[现有技术文献]
6、[专利文献]
7、(专利文献1)韩国专利公开10-1582394号
技术实现思路
1、技术问题
2、因此，本专利技术的目的是提供一种用于二次电池的正极活性材料，其可以防止在正极活性材料和固体电解质之间可能发生的接触面处的空隙现象的发生，或者防止引发它们之间的副反应，并且可以通过抑制充放电期间电极电阻的增加以改善电池的寿命。
3、技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术的一个实施方式中提供了一种用于二次电池的正极活性材料，其包含：
5、包含锂金属氧化物的芯；以及
6、吸附在芯的表面上并含有铌氧化物的壳，
7、其中所述铌氧化物包括碱土金属。
8、另外，锂金属氧化物由下式1表示：
9、[式1]
10、lix[niycozmnwm1v]ou
11、其中
12、m1是选自由w、cu、fe、v、cr、ti、zr、zn、al、in、ta、y、la、sr、ga、sc、gd、sm、ca、ce、nb、mg、b和mo组成的组的至少一种元素，以及
13、x、y、z、w、v和u分别为1.0≤x≤1.30、0.1≤y<0.95、0.01<z≤0.5、0.01<w≤0.5、0≤v≤0.2、1.5≤u≤4.5。
14、另外，包含碱土金属的铌氧化物选自由以下组成的组：srnbo、srnbo2、srnbo3、sr(nbo3)2、banbo、banbo2、banbo3、ba(nbo3)2、ranbo、ranbo2、ranbo3和ra(nbo3)2。
15、另外，基于铌氧化物的总重量，碱土金属的含量可以为0.01重量％至10重量％。
16、另外，基于正极活性材料的总重量，铌氧化物的含量可以为0.1重量％至10重量％。
17、另外，用于二次电池的正极活性材料的平均粒径是0.5μm至10μm。
18、另外，基于芯的总面积，所述芯的超过60％的面积上吸附有所述包含铌氧化物的壳。
19、另外，用于二次电池的正极活性材料还包括壳上的含碳的涂层。
20、另外，基于正极活性材料的总重量，涂层中包含的碳的含量为0.1重量％至2.0重量％。
21、此外，本专利技术在一个实施方式中提供了一种用于二次电池的正极活性材料的制备方法，所述方法包括制备包含锂金属氧化物、铌氧化物和碱土金属的混合物的步骤；并对混合物进行热处理。
22、另外，锂金属氧化物由下式1表示：
23、[式1]
24、lix[niycozmnwm1v]ou
25、其中
26、m1是选自由w、cu、fe、v、cr、ti、zr、zn、al、in、ta、y、la、sr、ga、sc、gd、sm、ca、ce、nb、mg、b和mo组成的组的至少一种元素，以及
27、x、y、z、w、v和u分别为1.0≤x≤1.30、0.1≤y<0.95、0.01<z≤0.5、0.01<w≤0.5、0≤v≤0.2、1.5≤u≤4.5。
28、另外，相对于混合物总重量，该混合物包含0.1重量％至10重量％的铌氧化物。
29、另外，热处理步骤在300℃至900℃进行。
30、另外，热处理步骤在0.1atm至10.0atm的范围内进行。
31、另外，热处理步骤进行1小时至10小时。
32、另外，制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，所述热处理步骤由所述混合物形成包含锂金属氧化物的芯；以及吸附在所述芯的表面上并包含铌氧化物的壳，所述方法还包括在热处理步骤之后，在壳的表面的至少一部分上形成含碳的涂层。
33、另外，基于正极活性材料的总重量，涂层中包含的碳的含量为0.1重量％至2.0重量％。
34、此外，本专利技术在一个实施方式中提供了一种全固态锂二次电池，其包含：包含如上所述的本专利技术的正极活性材料的正极；负极；以及设置在正极和负极之间的基于硫化物的固体电解质。
35、在这种情况下，基于硫化物的固体电解质可以包括选自由以下组成的组中的至少一种：li2s-sis2、lii-li2s-sis2、lii-li2s-p2s5、lii-li2s-b2s3、li3po4-li2s-si2s、li3po4-li2s-sis2、lipo4-li2s-sis、lii-li2s-p2o5、lii-li3po4-p2s5和li2s-p2s5。
36、另外，本专利技术在一个实施方式中提供了一种包含如上所述的本专利技术的全固态锂二次电池的装置。
37、另外，该装置是电动车辆。
38、此外，本专利技术在一个实施方式中提供一种用于二次电池的正极活性材料，包括，包含锂金属氧化物的芯；以及
39、吸附在所述芯的表面并含有铌氧化物的壳，其中所述铌氧化物包括碱土金属，
40、其中所述锂金属氧化物由下式1表示：
41、[式1]
42、lix[niycozmnwm1v]ou
43、其中
44、m1是选自由w、cu、fe、v、cr、ti、zr、zn、al、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于二次电池的正极活性材料，其包含：
2.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，
3.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，包含碱土金属的所述铌氧化物选自由以下组成的组：SrNbO、SrNbO2、SrNbO3、Sr(NbO3)2、BaNbO、BaNbO2、BaNbO3、Ba(NbO3)2、RaNbO、RaNbO2、RaNbO3和Ra(NbO3)2。
4.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述铌氧化物的总重量，所述碱土金属的含量为0.01重量％至10重量％。
5.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述铌氧化物的含量为0.1重量％至10重量％。
6.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述正极活性材料的平均粒径为0.5μm至10μm。
7.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述芯的总面积，所述芯的超过60％的面积上吸附有所述包含铌氧化物的壳。
8.如权利要求1所述的
9.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述涂层中包含的碳的含量为0.1重量％至2.0重量％。
10.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述二次电池为全固态电池。
11.如权利要求10所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述全固态电池是基于硫化物的全固态电池。
12.一种制备用于二次电池的正极活性材料的方法，所述方法包括以下步骤：
13.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，
14.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，相对于所述混合物的总重量，所述混合物包含0.1重量％至10重量％的铌氧化物。
15.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，所述热处理步骤在300℃至900℃进行。
16.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，所述热处理步骤在0.1atm至10.0atm的压力下进行。
17.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，所述热处理步骤进行1小时至10小时。
18.如权利要求12所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，所述方法还包括以下步骤：
19.如权利要求18所述的制备用于二次电池的正极活性材料的方法，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述涂层中包含的碳的含量为0.1重量％至2.0重量％。
20.一种全固态锂二次电池，其包含：
21.如权利要求20所述的全固态锂二次电池，其中，所述基于硫化物的固体电解质包含选自由以下组成的组中的至少一种：Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-B2S3、Li3PO4-Li2S-Si2S、Li3PO4-Li2S-SiS2、LiPO4-Li2S-SiS、LiI-Li2S-P2O5、LiI-Li3PO4-P2S5和Li2S-P2S5。
22.一种包含权利要求20所述的全固态锂二次电池的装置。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述装置是电动车辆。
24.一种用于二次电池的正极活性材料，其包含：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于二次电池的正极活性材料，其包含：
2.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，
3.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，包含碱土金属的所述铌氧化物选自由以下组成的组：srnbo、srnbo2、srnbo3、sr(nbo3)2、banbo、banbo2、banbo3、ba(nbo3)2、ranbo、ranbo2、ranbo3和ra(nbo3)2。
4.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述铌氧化物的总重量，所述碱土金属的含量为0.01重量％至10重量％。
5.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述铌氧化物的含量为0.1重量％至10重量％。
6.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述正极活性材料的平均粒径为0.5μm至10μm。
7.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述芯的总面积，所述芯的超过60％的面积上吸附有所述包含铌氧化物的壳。
8.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其还包括在所述壳上的含碳的涂层。
9.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，基于所述正极活性材料的总重量，所述涂层中包含的碳的含量为0.1重量％至2.0重量％。
10.如权利要求1所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述二次电池为全固态电池。
11.如权利要求10所述的用于二次电池的正极活性材料，其中，所述全固态电池是基于硫化物的全固态电池。
12.一种制备用于二次电池的正极活性材料的方法，所述方法包括以下步骤：
13.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大珍，金志暎，崔洛永，河会珍，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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