锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种锂二次电池，更具体地，涉及一种包括正极、负极及非水电解液，其中，所述正极包括含有锂-金属氧化物的正极活性物质，所述锂-金属氧化物是金属中至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，且掺杂过渡金属，因此，在低温下的充电/放电容量和输出明显上升，从而在低温环境下也能够显示优异的性能的锂二次电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂二次电池，更为具体地，涉及一种低温性能优异的锂二次电池。
技术介绍
随着电子、通信、计算机产业的快速发展，如便携式摄像机、手机、笔记本电脑等的便携式电子通讯设备取得了令人瞩目的发展。由此，对作为能够驱动所述设备的动力源的锂二次电池的需求日益增加。特别是对于作为环保动力源应用于电动汽车，不间断电源、电动工具及人造卫星等的方面，不仅在国内，日本、欧洲及美国等地也积极进行研究开发。目前使用的二次电池中，1990年代初开发的锂二次电池由如能够吸附和脱附锂离子的碳材料等的负极、由如含有锂的氧化物等构成的正极以及混合有机溶剂中溶解有适当量的锂盐的非水电解液构成。但是，随着锂二次电池的应用范围的扩大，还可用作如电动汽车等的动力源，在这种情况下，比起应用于如手机、笔记本电脑等中，需要能够在如高温或低温环境等恶劣的环境中运行的性能。车辆应能够在如冬天等的低气温下运行，作为代表性的性能可举出低温下的优异的充电/放电性能及输出性能。但是，在低温下由电化学的反应速度低下导致输出和充电/放电性能下降的问题严重，因此，目前迫切需要具有优异的低温性能的锂二次电池技术。在韩国公开专利第2004-118517号中公开了一种锂二次电池用非水电解液添加剂。现有技术文献专利文献韩国公开专利第2004-118517号
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种低温性能明显改善的锂二次电池。(二)技术方案一种锂二次电池，其可包括正极、负极、及非水电解液，其中，所述正极包括含有锂-金属氧化物的正极活性物质，所述锂-金属氧化物是金属中至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，且掺杂有过渡金属。所述锂二次电池中，所述过渡金属可以是从由Ti、Zr、Mg、Al、V、B、Na、Ca、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ba、Nb及Ga组成的群中选择的一种以上。所述锂二次电池中，所述过渡金属是可以以500至7000ppm的浓度掺杂。所述锂二次电池中，所述过渡金属是可以以500至3000ppm的浓度掺杂。所述锂二次电池中，所述锂-金属氧化物在其表面还包括Al、Ti、Ba、Zr、Si、B、Mg、P及其合金或所述金属氧化物的镀敷层。所述锂二次电池中，形成所述锂-金属氧化物的金属中的另一种可以是从中心部到表面部具有规定的浓度。所述锂二次电池中，所述锂-金属氧化物可包括从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区间的第一金属和从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区间的第二金属。所述锂二次电池中，所述锂-金属氧化物可用以下化学式1表示，以下化学式1中的M1、M2及M3中至少一个是从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，[化学式1]LixM1aM2bM3cOy化学式中，M1、M2及M3是选自由Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga及B组成的群，且0<x≤1.1、2≤y≤2.02、0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0<a+b+c≤1。所述锂二次电池中，所述M1、M2及M3中至少一个可以是从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区间，其余的可以是从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区间。所述锂二次电池中，所述M1、M2及M3中的一个是从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区间，另一个是从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区间，其余的一个是从中心部到表面部具有规定的浓度。所述锂二次电池中，所述M1、M2及M3分别为Ni、Co及Mn。所述锂二次电池中，所述M1为Ni，且0.6≤a≤0.95以及0.05≤b+c≤0.4。所述锂二次电池中，所述M1为Ni，且0.7≤a≤0.9以及0.1≤b+c≤0.3。所述锂二次电池中，所述锂-金属氧化物的一次粒子为棒状(rod-type)。(三)有益效果本专利技术的锂二次电池通过包括含有连续的浓度梯度且掺杂过渡金属的锂-金属氧化物的正极活性物质，从而能够显示低温性能明显改善的效果。更具体地，由于在低温下的充电/放电容量和输出明显上升，在低温环境下也能够显示优异的性能。附图说明图1是示意表示实施例的锂-金属氧化物的浓度测量位置的图。具体实施方式本专利技术涉及一种锂二次电池，所述锂二次电池包括正极、负极及非水电解液，所述正极是金属中的至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，且包括含有掺杂过渡金属的锂-金属氧化物的正极活性物质，因此在低温下的充电/放电容量和输出明显上升，从而在低温环境下也显示出优异的性能。下面，对本专利技术进行更详细的说明。正极活性物质本专利技术的正极活性物质包括金属中的至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度的锂-金属氧化物。这种正极活性物质与无浓度变化的正极活性物质相比其寿命特性卓越。在本专利技术中，锂-金属氧化物中的金属从中心部到表面部具有连续的浓度梯度指的是，除了锂以外的金属在锂-金属氧化物粒子的中心部到表面部具有以规定的趋势变化的浓度分布。其中，规定的趋势指的是整个浓度变化趋势减少或者增加，而并不排除在部分地点具有与所述趋势相反的值。根据本专利技术，粒子的中心部是指从活性物质粒子的正中央至半径0.2μm以内，粒子的表面部是指从粒子的最外面至0.2μm以内。本专利技术的正极活性物质至少包括一种具有浓度梯度的金属。因此，其中一个实施例为，可包括从中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区间的第一金属和从中心部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区间的第二金属。所述第一金属或者第二金属可单独具有一种以上的金属。本专利技术的另一个实施例为，本专利技术的正极活性物质可包括从中心部到表面部具有规定浓度的金属。本专利技术的正极活性物质的具体例子可以是用以下化学式1表示的锂-金属氧化物，以下化学式1中的M1、M2及M3中至少一个是从中心部到表面部具有连续的浓度梯度：[化学式1]LixM1aM2bM3cOy化学式中，M1、M2及M3是选自由Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga及B组成的群，且0<x≤1.1、2≤y≤2.02、0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0<a+b+c≤1。本专利技术的一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池，其包括正极、负极及非水电解液，其中，所述正极包括含有锂‑金属氧化物的正极活性物质，所述锂‑金属氧化物是金属中至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，且掺杂有过渡金属。

【技术特征摘要】
2014.11.21 KR 10-2014-01635241.一种锂二次电池，其包括正极、负极及非水电解液，其中，
所述正极包括含有锂-金属氧化物的正极活性物质，所述锂-金属氧化
物是金属中至少一种从中心部到表面部具有连续的浓度梯度，且掺杂
有过渡金属。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述过渡金属是从由Ti、
Zr、Mg、Al、V、B、Na、Ca、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ba、Nb及Ga
组成的群中选择的一种以上。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述过渡金属是以500至
7000ppm的浓度掺杂。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述过渡金属是以500至
3000ppm的浓度掺杂。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述锂-金属氧化物在其表
面还包括Al、Ti、Ba、Zr、Si、B、Mg、P及其合金或所述金属氧化
物的镀敷层。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，形成所述锂-金属氧化物的
金属中的另一种是从中心部到表面部具有规定的浓度。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述锂-金属氧化物包括从
中心部到表面部具有浓度增加的浓度梯度区间的第一金属和从中心
部到表面部具有浓度减少的浓度梯度区间的第二金属。
8.根据权利要求1所述的锂二次电池，所述锂-金属氧化物用以
下化学式1表示，以下化学式1中的M...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炅傧，黄德哲，林真燮，韩国炫，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR