本实施例涉及一种正极活性物质及包括该正极活性物质的锂二次电池。根据一实施例可提供一种锂二次电池用正极活性物质，该锂二次电池用正极活性物质包括：锂金属氧化物粒子，包括锂、镍、钴、锰及掺杂元素，在所述锂金属氧化物粒子的内部包括第一域及第二域。物粒子的内部包括第一域及第二域。物粒子的内部包括第一域及第二域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Diffraction Pattern)图案的结果。
[0017]图1c是对图1a中的区域1得到SAED(选定区域衍射图案，Selected Area Diffraction Pattern)图案的结果。
[0018]图2a表示通过FIB对根据比较例2制备的正极活性物质进行铣削处理后的剖面。
[0019]图2b是对图2a中的区域1得到SAED(选定区域衍射图案，Selected Area Diffraction Pattern)图案的结果。
[0020]图2c是对图2a中的区域1得到SAED(选定区域衍射图案，Selected Area Diffraction Pattern)图案的结果。
[0021]图3a表示通过FIB对根据比较例3制备的正极活性物质进行铣削处理后的剖面。
[0022]图3b是对图3a中的区域1得到SAED(选定区域衍射图案，Selected Area Diffraction Pattern)图案的结果。
[0023]图3c是对图3a中的区域1得到SAED(选定区域衍射图案，Selected Area Diffraction Pattern)图案的结果。
具体实施方式
[0024]虽然第一、第二及第三等的用语为了说明多种部分、成分、区域、层及/或分段而使用，但并不限于这些。这些用语只是为了将某一部分、成分、区域、层或分段与其他部分、成分、区域、层或分段区别而使用。因此，下面所描述的第一部分、成分、区域、层或分段在不超出本专利技术范围的情况下也用第二部分、成分、区域、层或分段来描述。
[0025]在此使用的专业术语只是用来提到特定实施例，并不是用来限制本专利技术。在此使用的单数形式在没有表示明确相反的含义的情况下也包括复数形式。在说明书中使用的“包括”的含义用于将特定的特性、区域、整数、步骤、操作、要素及/或成分具体化，并不排除其他特定的特性、区域、整数、步骤、操作、要素及/或成分的存在或附加。
[0026]当提到某部分位于另一部分的“上方”或“上侧”时，这表示该某部分可以位于该另一部分的直接上方或上侧，也可以表示在两者之间存在其他部分。与此相对，当提到某部分位于另一部分的“直接上方”时，表示两者之间不存在其他部分。
[0027]虽然不作不同的定义，在此使用的包括技术术语及科学术语在内的所有术语具有与本专利技术所属
的技术人员一般理解的含义相同的含义。在一般使用的词典中定义的术语进一步被解释为符合相关技术文献和当前公开的内容的含义，除非有定义，并不被解释为理想的或者非常正式的含义。
[0028]此外，除非有特殊说明，％表示wt％，1ppm为0.0001wt％。
[0029]下面，对本专利技术的实施例进行详细的说明，以便本专利技术所属
的技术人员能够容易实施。但是，本专利技术可用多种不同的形式来实现，并不限于在此说明的实施例。
[0030]一实施例的锂二次电池用正极活性物质包括锂金属氧化物粒子，该锂金属氧化物粒子包括镍、钴、锰及掺杂元素。
[0031]所述锂金属氧化物粒子由包括一次粒子的二次粒子构成。
[0032]在本实施例中，所述锂金属氧化物粒子在内部可包括第一域及第二域，更为具体地，所述一次粒子可包括第一域及第二域。
[0033]在此，所述域意味着在锂金属氧化物粒子内，即在一次粒子内具有分别独立的晶
体结构的各区域。
[0034]在本实施例中，由于在锂金属氧化物内如此包括多个域，因此即使在充放电过程中随着Li的移动而部分晶体结构有变化，也能保持域区域的总数量，因此能够保持稳定的结构。
[0035]所述掺杂元素包括Zr、Al、Ti及B。
[0036]为了通过掺杂锂金属氧化物来确保寿命及多种电化学性能，选定掺杂元素很重要。作为至今公开的掺杂元素例如有如Ag
+
及Na
+
的一价离子(mono
‑
valent)和如Co
2+
、Cu
2+
、Mg
2+
、Zn
2+
、Ba
2+
、Al
3+
、Fe
3+
、Cr
3+
、Ga
3+
、Zr
4+
及Ti
4+
的二价以上的多价离子(multi
‑
valent)等。这种元素分别对电池的寿命及输出特性起到不同的影响。
[0037]在本实施例中，包括这种掺杂元素中的Zr、Al、Ti及B，从而能够确保高容量的同时提高常温及高温寿命特性和热稳定性，且能够显著降低初始电阻特性及电阻增加率。
[0038]具体地，在Ti
4+
掺杂到NCM层状结构内时，能够抑制Ni
2+
移动到Li位置，从而稳定正极活性物质的结构。
[0039]此外，关于Al
3+
，Al离子移动到四方晶格位(tetragonal lattice site)，从而抑制层状结构劣化为尖晶石结构。层状结构易于Li离子的嵌入及脱嵌，但尖晶石结构不便于Li离子的移动。
[0040]关于Zr
4+
，由于Zr离子占据锂位置(Li site)，因此Zr
4+
执行一种填充剂(pillar)作用，且在充放电过程中缓解锂离子路径(lithium ion path)的收缩而带来层状结构的稳定化。即，这种现象能够减少阳离子混合(cation mixing)，增加锂扩散系数(lithium diffusion coefficient)，从而增加循环寿命。
[0041]在与所述掺杂元素一起掺杂B(硼，Boron)时，在烧成正极活性物质时能够减小晶粒尺寸来降低初始电阻。而且，能够提高寿命特性及热分解温度。
[0042]即，与掺杂单质元素的情况不同，本实施例的正极活性物质至少一并包括四种掺杂元素，因此能够表现出协同效果。
[0043]在本实施例中，相对于100mol％的镍、钴、锰及掺杂元素，所述Zr的掺杂量可为0.2mol％～0.5mol％，更加具体可为0.25mol％～0.45mol％或0.3mol％～0.4mol％。当Zr的掺杂量满足所述范围时，能够确保优异的常温及高温寿命特性和热稳定性，且能够降低初始电阻值。
[0044]相对于100mol％的镍、钴、锰及掺杂元素，所述Al的掺杂量可为0.5mol％～1.2mol％，更加具体可为0.7mol％～1.1mol％或0.8mol％～1.0mol％。当Al的掺杂量满足所述范围时，能够确保高容量的同时提高热稳定性及寿命特性，且能够降低电阻增加率及平均漏电流。
[0045]相对于100mol％的镍、钴、锰及掺杂元素，所述Ti的掺杂量可为0.05mol％～0.13mol％，更加具体可为0.07mol％～0.12mol％或0.08mol％～0.11mol％。当Ti的掺杂量满足所述范围时，能够确保优异的放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂二次电池用正极活性物质，包括：锂金属氧化物粒子，包括锂、镍、钴、锰及掺杂元素，在所述锂金属氧化物粒子的内部包括第一域及第二域。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，金属氧化物粒子由包括一次粒子的二次粒子构成。3.根据权利要求2所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述一次粒子包括所述第一域及所述第二域。4.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述第一域包括层状结构。5.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述第二域包括立方体结构。6.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述锂金属氧化物粒子的晶粒尺寸在127nm～139nm的范围内。7.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，所述掺杂元素包括Zr、Al、Ti及B。8.根据权利要求7所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，相对于100mol％的镍、钴、锰及掺杂元素，所述Zr的掺杂量为0.2mol％～0.5mol％。9.根据权利要求7所述的锂二次电池用正极活性物质，其中，相对于100mol％的镍、钴、锰及掺杂元素，所述Al的掺杂量为0.5mol％～1.2mol％。10.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：南相哲，李尚奕，崔权永，宋定勋，
申请(专利权)人：浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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