【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本实施例涉及一种锂二次电池正极活性材料及其制备方法和包含该正极活性材料的锂二次电池。
技术介绍
1、近来，随着电动汽车需求的爆炸性增长以及要求增加行驶里程，全球正在积极开发符合要求的具有高容量及高能量密度的二次电池。
2、为了满足这些要求，使用ni含量高的ncm正极材料，但积极研发采用大颗粒和小颗粒按一定分数混合的双峰(bimodal)形式正极活性材料的二次电池，以提高电极极板的密度。
3、然而，对于一次颗粒凝聚而成的二次颗粒形式的正极材料形式，因为粉末的比表面积较大，与电解液接触的面积较宽，所以产生气体的可能性较高，存在由此导致的寿命劣化的问题。
4、另外，由于二次颗粒的强度弱，存在压制工艺中小颗粒碎裂成一次颗粒形状的问题，这也导致寿命特性劣化。
5、为了解决这些问题，提出了增加一次颗粒大小的方法。
6、然而，当通过烧结剂(sintering agent)、保护渣(flux)或高温下过度煅烧使一次颗粒的大小增加时，颗粒表面整体上形成岩盐(rocksalt)结构。在此情况下，存在电化学性能如放电容量、寿命、室温电阻、电阻增加率等下降的问题。
7、因此，需要开发一种技术，在使一次颗粒的大小增加的情况下，也能制备电化学性能优异的正极活性材料。
技术实现思路
1、技术问题
2、本实施例中旨在提供一种单颗粒形式且电化学性能优异的正极活性材料及其制备方法和包含该正极活性材料的锂二次电池。
3、技术
4、根据一个实施例的正极活性材料可以是金属氧化物颗粒，其包含中心部和位于所述中心部表面的表面部，所述金属氧化物颗粒可以包含镍、钴、锰和掺杂元素，并且由单颗粒组成，所述金属氧化物颗粒可以在表面部包含属于r-3m空间群的层状结构结晶相，平均晶粒大小可为以上。
5、所述正极活性材料的平均粒径(d50)可为3μm以上。
6、所述表面部还可以包含属于fm-3m空间群的岩盐结构结晶相，其厚度为10nm以下。
7、所述掺杂元素可以包含选自al、zr、nb、mo、w、ti、ce、mg、b、p、v、sr和b中的两种以上。
8、以所述镍、钴、锰和掺杂元素的总和1摩尔计，所述掺杂元素的含量可为0.0005摩尔至0.04摩尔。
9、在本实施例的正极活性材料中，所述掺杂元素可以包含al和zr。
10、以所述镍、钴、锰和掺杂元素的总和1摩尔计，所述al的含量可为0.001摩尔至0.04摩尔。
11、另外，以所述镍、钴、锰和掺杂元素的总和1摩尔计，所述zr的含量可为0.0016摩尔至0.0064摩尔。
12、以所述镍、钴和锰的总和1摩尔计，所述金属氧化物颗粒中镍的含量可为0.8摩尔以上。
13、在本实施例中，所述正极活性材料可以包含所述单颗粒以及由包含一次颗粒的二次颗粒组成的大粒径活性材料。
14、以重量比(单颗粒:大粒径)计，所述单颗粒正极活性材料和所述大粒径正极活性材料的混合比可为30:70至10:90。
15、所述单颗粒正极活性材料和所述大粒径正极活性材料可以具有不同组分。
16、根据又一个实施例的正极活性材料的制备方法可以包含：制备金属盐水溶液的步骤，所述金属盐水溶液包含镍原料物质、钴原料物质、锰原料物质和水；向共沉淀反应器供应所述金属盐水溶液，以得到金属氢氧化物的步骤；将所述金属氢氧化物颗粒、锂原料物质、掺杂原料物质和硼化合物混合后进行一次煅烧，以得到锂金属氧化物的步骤；以及将所述一次煅烧后的锂金属氧化物和锂原料物质混合进行二次煅烧的步骤。
17、在所述得到锂金属氧化物的步骤中，最终得到的正极活性材料中，以镍、钴、锰和掺杂元素的总和1摩尔计，可以加入0.05摩尔至0.015摩尔所述硼化合物进行混合。
18、在所述得到锂金属氧化物的步骤中，锂(li)与除锂以外的总金属(me)的摩尔比(li/me)可为1.01至1.1。
19、所述一次煅烧可以是在820℃至890℃下进行8小时至20小时。
20、所述二次煅烧可以是在600℃至800℃下进行3小时至10小时。
21、在所述二次煅烧的步骤中，以所述一次煅烧后的锂金属氧化物1摩尔计，所述锂原料物质的混合量可为0.004摩尔至0.053摩尔。
22、所述二次煅烧的步骤可以是通过进一步加入并混合钴原料物质、锆原料物质、铌原料物质、铝原料物质、钛原料物质、锰原料物质和镍原料物质中至少一种来进行。
23、在所述二次煅烧的步骤中，以所述一次煅烧后的锂金属氧化物1摩尔计，所述钴原料物质、锆原料物质、铌原料物质、铝原料物质、钛原料物质、锰原料物质和镍原料物质中至少一种的加入量可为0.001摩尔至0.02摩尔。
24、根据又一个实施例的锂二次电池可以包含：正极，其包含根据一个实施例的正极活性材料；负极；以及非水电解质。
25、有益效果
26、根据一个实施例的正极活性材料，降低电阻增加率，同时显著减少气体产生量，从而可以实现电化学性能非常优异的锂二次电池。
27、另外，采用本实施例的所述正极活性材料时，可以增加锂二次电池的寿命，并提高热稳定性。
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1.一种正极活性材料，其中，
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其中，
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其中，
9.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
10.根据权利要求1所述的正极活性材料，其包含：
11.根据权利要求10所述的正极活性材料，其中，
12.根据权利要求11所述的正极活性材料，其中，
13.一种正极活性材料的制备方法，其包含：
14.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其中，
15.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其中，
16.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其中，
17.根据权利要求13所述的正
18.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其中，
19.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其中，
20.根据权利要求19所述的正极活性材料的制备方法，其中，
21.一种锂二次电池，其包含：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种正极活性材料，其中，
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其中，
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其中，
9.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
10.根据权利要求1所述的正极活性材料，其包含：
11.根据权利要求10所述的正极活性材料，其中，
12.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔权永，宋定勋，李尚奕，朴寅彻，权五珉，俞炳龙，洪起柱，南相哲，
申请(专利权)人：浦项控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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