本发明专利技术涉及一种制备用于制造锂二次电池的电极活性物质的方法，所述锂二次电池甚至在高速充放电时具有稳定的充放电效率和寿命周期特性。具体地，本发明专利技术涉及一种在已知为具有比较稳定结构的电极活性物质的钛酸锂中用于控制表面元素的组成比（Ti/Li）和锂元素组成的方法。根据本发明专利技术制造的使用电极活性物质的锂二次电池甚至在高速充放电时显示维持充放电效率和充电容量，从而能够被稳定地使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用于改善电池特性的电极活性物质的方法，及包括由其制备的电极活性物质的锂二次电池相关申请的交叉参考本申请要求在2011年6月21日提交的韩国专利申请号2011-0060109的优先权和其利益，且通过参考它的全文将其公开的内容并入本文。
技术介绍
1.
本专利技术涉及制备用于锂二次电池的电极活性物质的方法并且涉及包括由该方法制备的电极活性物质的锂二次电池，所述锂二次电池甚至在高速充放电循环期间显示稳定的充放电效率和寿命周期特性。更具体地，本专利技术涉及在电极活性物质的表面控制元素组成比和组成的方法。2.相关领域的详述随着电子设备、通信和计算机产业的迅速发展，如便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等的便携式电子设备和通信装置正在引人注目的发展。因此，具有对能够驱动上述装置的锂二次电池作为动力来源的需求正在增加。尤其，在韩国、日本、欧洲和美国，在电动汽车、不间断电源、机械工具和人造卫星的应用领域，锂二次电池作为环境友好动力来源正在活跃地发展。目前，用作锂二次电池负极的负极活性物质的材料，包括如天然石墨、合成石墨的结晶碳和如非石墨化的碳和易石墨化的非结晶碳。同时，为了满足安全和高速充放电的需求，现在钛酸锂被受关注。钛酸锂是具有如尖晶石结构的稳定结构的电极活性物质，是例如具有好的循环性能的电极材料。另外，钛酸锂在充电和放电过程期间由于独特的低体积变化而具有优异的循环特性。即，能够进行多次的充电和放电循环，而不会劣化电池性能。然而，虽然使用具有比较稳定结构的钛酸锂作为电极材料的锂二次电池在低速充放电循环期间也显示优异的电池特性，但是随着高速充放电循环可能会有充放电效率退化或者放电容量劣化的问题。特别是，由于在活性物质中存在的过量锂元素，会在电极材料表面析出非晶的Li2CO3或者Li2TiO315这些Li2CO3或者Li2TiO3在电池的高速和长期的充放电循环期间产生气体，从而导致电池的膨胀。因此，正在进行努力用于制备锂二次电池的电极活性物质的材料的开发，使得在使用钛酸锂作为电极材料的锂二次电池中甚至在高速充放电循环期间不会形成离析物，并且显示稳定的充放电效率以及还具有优异的寿命周期特性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于锂二次电池的电极活性物质，其中所述电极活性物质被用作锂二次电池的电极材料时，甚至在高速和长期的充放电循环之后在电极的表面不会形成析出物。另外，本专利技术涉及一种制造锂二次电池，所述锂二次电池在高速充放电循环期间显示高的充放电效率和寿命周期特性。根据本专利技术的一个方面，提供一种制备钛酸锂(LTO)的方法。这里，将在LTO表面的钛元素相对于锂元素的组成比控制为大于或等于0.8。优选地，在所述方法中，可以将在LTO表面的锂元素的组成控制为小于20%。优选地，制备LTO的方法可以包括:将锂化合物和钛化合物进行混合，并将反应混合物在700°C?900°C的温度热处理4?8小时。优选地，所述锂化合物和钛化合物的混合可以是通过在溶剂中引入所述锂化合物和所述钛化合物并且在浆料相中搅拌所述锂化合物和钛化合物来进行的。优选地，所述锂化合物和所述钛化合物的混合可以是通过均匀地混合粉状的锂化合物和钛化合物来进行的。优选地，所述反应混合物的热处理可以在一般的环境大气下在封闭的容器内进行。根据本专利技术的另一个方面，提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包括通过上述的方法制备的钛酸锂(LTO)作为电极活性物质。【附图说明】就通过参考例示性实施方式及其附图将详细描述本专利技术的上述及其他的目的、特征和优点而言，对那些本领域的普通技术人员来说变得更显而易见，其中:图1表示在实施例中制备的钛酸锂的X射线光电子能谱(XPS)光谱结果的图表；图2表示在实施例中制备的钛酸锂的X射线衍射(XRD)光谱结果的图表；图3表示在比较例中制备的钛酸锂的XPS光谱结果的图表；以及图4表示在比较例中制备的钛酸锂的XRD光谱结果的图表。【具体实施方式】以下将参考附图详细描述本专利技术的例示性实施方式。虽然由本专利技术的例示性实施方式来表示和描述本专利技术，但就本领域技术人员而言，不脱离专利技术范围的情况下，能进行各种各样的变型是显而易见的。本专利技术提供一种制备用于锂二次电池的电极活性物质的制备方法，其中所述电极活性物质尤其在高速充放电循环期间能够改善电池特性。应用于本专利技术的优选的电极活性物质是具有相对稳定结构的活性物质，其中，所述稳定结构在通常的充放电循环期间不会被破坏，由此电池特性不会被退化。代表性的电极活性物质是钛酸锂(LT0)。因此，本专利技术提供一种制备LTO的方法，所述LTO在高速充放电循环期间具有优异的充放电效率和寿命周期特性。更具体地，本专利技术提供一种制备电极活性物质的方法，通过使用控制在电极活性物质中的组成比和表面元素的组成的方法，在锂二次电池的高速充放电时能够改善电池特性。在电池的高速充放电循环期间发生电池特性劣化的原因是，当重复充放电循环时，通过在电极活性物质的表面析出的材料引起电池的膨胀。另外，电极表面的析出物被认为与在活性物质的表面存在的表面元素的组成有关。在LTO的情况下，当重复充放电循环时，在LTO的表面过量存在的锂元素以非晶的Li2CO3或者Li2TiO3形式析出。这些Li2CO3或者Li2TiO3引起导致电池特性劣化的电池的膨胀。因此，控制在LTO表面上存在的锂元素的量可以是防止电池劣化的一个方法。本专利技术中，控制LTO表面上的钛元素相对于锂元素的组成比(Ti/Li)和锂元素的组成的方法被用于控制LTO表面上存在的锂元素的量。本专利技术的目的在于，通过在LTO的制备中制备满足上述要求的LTO来作为电极活性物质来改善锂二次电池的高速充放电特性。优选地，本专利技术提供一种将LTO表面上的钛元素相对于锂元素的组成比(Ti/Li)控制为0.8以上的方法。本专利技术中使用的语述LTO的“表面”是指通过使用本专利技术中用以测定化合物表面上的元素组成的X射线光电子能谱(XPS)来测定的表面层的范围。即，本专利技术提供一种制备LTO的方法，其中当采用XPS来分析LTO中的表面元素的组成时，将钛元素相对于锂元素的组成比(Ti/Li)控制为0.8以上。包括如此制备的钛酸锂的锂二次电池，尤其在高速充放电循环期间显示改善的充放电效率和寿命周期特性。另外，本专利技术提供一种锂二次电池，所述锂二次电池通过使用控制LTO表面上的锂元素的组成的方法而具有更加改善的高速充放电特性。优选地，本专利技术提供一种控制LTO表面上的锂元素的组成小于20%的方法。使用上述方法控制表面元素的组成比和其表面上的锂元素的组成的LTO具有在高速充放电循环期间不会发生由于LTO的表面上过量存在锂元素引起的在电极表面析出如Li2CO3或者Li2TiO3的外部物质的优点。另外，甚至在长期重复充放电循环时，电极活性物质的内部结构也不会变形。因此，包括根据本专利技术制备的LTO作为电极活性物质的锂二次电池显示高的高速充放电效率和优异的寿命周期特性。根据本专利技术的一个例示性实施方式，提供通过以下操作制备钛酸锂(LTO)的方法:将锂化合物和钛化合物进行混合，并将反应混合物在700°C~900°C的温度热处理4~8小时。在LTO中作为锂的供应来源的锂化合物可以选自由Li2C03、Li2C2O4、 LiHC03、LiO2,Li00CCH3&其组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备钛酸锂（LTO）的方法，其中，将在LTO表面的钛元素相对于锂元素的组成比（Ti/Li）控制为0.8以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.21 KR 10-2011-00601091.一种制备钛酸锂(LTO)的方法，其中，将在LTO表面的钛元素相对于锂元素的组成比(Ti/Li)控制为0.8以上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将LTO表面的锂元素的组成控制为小于20%。3.根据权利要求1所述的方法，包含: 将锂化合物和钛化合物进行混合，以及 将所述反应混合物在700°C?900°C的温度热处理4?8小时。4.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：金千中，崔善珠，金树灿，张东圭，金建一，梁佑荣，
申请(专利权)人：三星精密化学株式会社，
类型：
国别省市：
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