锂二次电池用阳极活性物质、其制备方法及包括其的锂二次电池技术

根据示例性实施例的锂二次电池用阳极活性物质包括锂金属氧化物颗粒；以及形成于所述锂金属氧化物颗粒的表面上，含有第一金属及第二金属的涂层，所述涂层可包括所述第一金属及所述第二金属具有预定的浓度变化倾向的区域。提供所述锂二次电池用阳极活性物质的制备方法。从而锂二次电池具有提高的容量、寿命特性及高温稳定性。及高温稳定性。及高温稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池用阳极活性物质、其制备方法及包括其的锂二次电池


[0001]本专利技术涉及锂二次电池用阳极活性物质、其制备方法及包括其的锂二次电池。更具体来讲，涉及一种包括表面上形成有涂层的锂金属氧化物颗粒的阳极活性物质、其制备方法及包括其的锂二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池是可反复充电及放电的电池，广泛用作手机、笔记本电脑等便携电子通信设备的动力源。
[0003]二次电池例如有锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等，其中锂二次电池的工作电压及每单位重量能量密度高，有利于充电速度及轻量化，因此在积极开发及应用。
[0004]锂二次电池的阳极可包含锂离子能够可逆地嵌入及脱嵌的锂金属氧化物颗粒作为阳极活性物质。
[0005]例如，所述锂金属氧化物颗粒可包含镍、钴、锰、铝等金属。
[0006]另外，随着锂二次电池的应用范围扩大到混合动力汽车等大型设备，正在积极研究及开发为确保锂二次电池的高容量而提高镍含量的高镍系锂金属氧化物颗粒。
[0007]然而高镍系锂金属氧化物颗粒具有化学稳定性低，反复充放电时寿命特性下降的问题。
[0008]例如，韩国公开专利公报第10
‑
2016
‑
0126840号为了解决上述问题而提出了一种在表面上形成涂层的锂金属氧化物颗粒。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本专利技术的一个课题是提供一种具有提高的容量及化学稳定性的阳极活性物质及其制备方法。
[0011]本专利技术的一个目的是提供一种具有提高的容量、寿命特性及高温稳定性的锂二次电池。
[0012]技术方案
[0013]根据示例性实施例的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法可包括：准备锂金属氧化物颗粒的步骤；向涂覆溶剂投入所述锂金属氧化物颗粒及含有第一金属的第一涂覆源以初次涂覆所述锂金属氧化物颗粒的步骤；以及在初次涂覆的所述锂金属氧化物颗粒分散于所述涂覆溶剂的状态下向所述涂覆溶剂投入含有第二金属的第二涂覆源对初次涂覆的所述锂金属氧化物颗粒进行二次涂覆的步骤。
[0014]根据一个实施例，在所述初次涂覆的步骤中，可以在预定时间期间以一定的量向所述涂覆溶剂投入所述第一涂覆源。
[0015]根据一个实施例，在所述二次涂覆的步骤中，可以在预定时间期间以一定的量向
所述涂覆溶剂投入所述第二涂覆源。
[0016]根据一个实施例，所述锂金属氧化物颗粒可相对于除锂及氧以外的所有元素含有80mol％以上的镍。
[0017]根据一个实施例，所述涂覆溶剂可以是去离子水。
[0018]根据一个实施例，所述第一金属及所述第二金属可独立地是Al、Ti、Zr、Mg、Zn、W、Nb、Sr、Ta及Cu中任意一种。
[0019]根据一个实施例，所述第二金属可以是Al。
[0020]根据一个实施例，在所述二次涂覆的步骤以后，可进一步包括涂覆包括B、Si、Ge、As、Te、Sb、Po及At中至少一种的准金属的步骤。
[0021]根据示例性实施例的锂二次电池用阳极活性物质可包括：锂金属氧化物颗粒；以及形成于所述锂金属氧化物颗粒的表面上且含有第一金属及第二金属的涂层，所述涂层可包括以所述锂金属氧化物颗粒的半径方向为基准具有所述第一金属的浓度减小的倾向且具有所述第二金属的浓度增大的倾向的浓度变化区域。
[0022]根据一个实施例，所述涂层可具有海洋(sea)形状。
[0023]根据一个实施例，所述涂层包括形成于所述锂金属氧化物颗粒的表面上的第一涂层；形成于所述第一涂层上的第二涂层；以及形成于所述第一涂层及所述第二涂层之间的中介层，在所述中介层中，所述第一金属具有沿着所述锂金属氧化物颗粒的半径方向减小的浓度变化倾向，所述第二金属可具有沿着所述锂金属氧化物颗粒的半径方向增大的浓度变化倾向。
[0024]根据一个实施例，所述第一涂层中所述第一金属具有向所述锂金属氧化物颗粒的半径方向增大的浓度变化倾向，所述第二涂层中所述第二金属可具有向所述锂金属氧化物颗粒的半径方向减小的浓度变化倾向。
[0025]根据一个实施例，所述第二涂层包括形成于所述中介层上的下部涂层；以及形成于所述下部涂层上的上部涂层，所述上部涂层可含有第二金属，不含有第一金属。
[0026]根据一个实施例，所述锂金属氧化物颗粒相对于除锂及氧以外的所有元素可含有80mol％以上的镍。
[0027]根据一个实施例，所述第一金属及第二金属可独立地是Al、Ti、Zr、Mg、Zn、W、Nb、Sr、Ta及Cu中任意一种。
[0028]根据一个实施例，还可以包括形成于所述涂层上且包括B、Si、Ge、As、Te、Sb、Po及At中至少一种的准金属涂层。
[0029]根据示例性实施例的锂二次电池可包括包含所述锂二次电池用阳极活性物质的阳极；以及与所述阳极相对的阴极。
[0030]技术效果
[0031]根据示例性实施例的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，可在锂金属氧化物颗粒表面上形成含有第一金属及第二金属且包括所述第一金属及所述第二金属具有预定的浓度变化倾向的区域的涂层。
[0032]根据示例性实施例的锂二次电池用阳极活性物质包括所述涂层，从而可具有提高的化学稳定性、离子导电性及低电阻。并且，所述阳极活性物质包括所述涂层，从而即使包括高镍系(Ni 80mol％以上)锂金属氧化物颗粒也能够防止寿命特性下降。
[0033]根据示例性实施例的锂二次电池包括上述阳极活性物质，从而可具有提高的容量、输出特性、寿命特性及高温稳定性。
附图说明
[0034]图1为根据示例性实施例的阳极活性物质的制备方法的简要流程图；
[0035]图2为简要示出根据示例性实施例的阳极活性物质颗粒的剖面图；
[0036]图3为简要示出根据示例性实施例的锂二次电池的剖面图；
[0037]图4为简要示出根据示例性实施例的锂二次电池的平面图；
[0038]图5为根据实施例的阳极活性物质颗粒的剖面中，沿着从锂金属氧化物颗粒的表面至涂层的线测量的TEM
‑
EDS线扫描分析图像。
具体实施方式
[0039]本说明书中第一金属及第二金属表示不同的金属。
[0040]本专利技术的示例性实施例提供一种包括锂金属氧化物颗粒及形成于所述锂金属氧化物颗粒表面上的涂层的锂二次电池用阳极活性物质、其制备方法及包括其的锂二次电池。
[0041]二次电池用阳极活性物质的制备方法
[0042]图1为简要示出根据示例性实施例的阳极活性物质制备方法的流程图。
[0043]参见图1，可准备锂金属氧化物颗粒(例如，S10)。
[0044]例如，在S10步骤中，可制备金属氢氧化物颗粒，混合所述金属氢氧化物颗粒和锂源并烧成以准备所述锂金属氧化物颗粒。
[0045]例如，在S10步骤中，可准备包含金属盐、螯合剂及共沉淀剂的反应溶液(例如，水溶液)。可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中，包括：准备锂金属氧化物颗粒的步骤；向涂覆溶剂投入所述锂金属氧化物颗粒及含有第一金属的第一涂覆源以初次涂覆所述锂金属氧化物颗粒的步骤；以及在初次涂覆的所述锂金属氧化物颗粒分散于所述涂覆溶剂的状态下，向所述涂覆溶剂投入含有第二金属的第二涂覆源对初次涂覆的所述锂金属氧化物颗粒进行二次涂覆的步骤。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中：在所述初次涂覆的步骤中，在预定时间期间以一定的量向所述涂覆溶剂投入所述第一涂覆源，在所述二次涂覆的步骤中，在预定时间期间以一定的量向所述涂覆溶剂投入所述第二涂覆源。3.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中：所述锂金属氧化物颗粒相对于除锂及氧以外的所有元素含有80mol％以上的镍。4.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中：所述涂覆溶剂为去离子水(deionized water)。5.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中：所述第一金属及所述第二金属独立地是Al、Ti、Zr、Mg、Zn、W、Nb、Sr、Ta及Cu中任意一种。6.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中：所述第二金属为Al。7.根据权利要求1所述的锂二次电池用阳极活性物质的制备方法，其中，还包括：在所述二次涂覆的步骤以后，涂覆包括B、Si、Ge、As、Te、Sb、Po及At中至少一种的准金属的步骤。8.一种锂二次电池用阳极活性物质，其中，包括：锂金属氧化物颗粒；以及形成于所述锂金属氧化物颗粒的表面上，含有第一金属及第二金属的涂层，所述涂层包括以所述锂金属氧化物颗粒的半径方向为基准具有所述第一金属的浓度减小的倾向且...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴晟淳，崔智勋，李智善，李泰景，张东一，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：