锂二次电池用正极及包括该正极的锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂二次电池用正极。锂二次电池用正极包括正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包含具有一次颗粒聚集的二次颗粒形式的第一锂金属氧化物颗粒和具有单颗粒形式的第二锂金属氧化物颗粒，并且通过扫描电子显微镜测量的所述正极活性物质层的截面满足所述式1和所述式2。述式1和所述式2。述式1和所述式2。

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池用正极及包括该正极的锂二次电池


[0001]本专利技术涉及一种锂二次电池用正极及包括该正极的锂二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池是可以重复充电和放电的电池，广泛用作如手机、笔记本电脑等的便携式电子设备的动力源。
[0003]锂二次电池具有高的工作电压和每单位重量的能量密度，并且有利于充电速度和轻量化，因此正积极地进行开发和应用。
[0004]例如，锂二次电池可以包括：电极组件，其包括正极、负极和介于所述正极和所述负极之间的隔膜；和电解液，其浸渍所述电极组件。
[0005]所述正极可以包括正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极活性物质层。例如，所述正极活性物质层可以包含锂金属氧化物颗粒作为正极活性物质。
[0006]通常，所述锂金属氧化物颗粒可以具有多个一次颗粒聚集的二次颗粒形式。
[0007]另外，所述锂金属氧化物颗粒在锂二次电池的反复的充放电时，随着锂的嵌入和脱嵌，颗粒内可能会产生裂纹。此外，在制造正极的工艺中进行压制时，可能会产生颗粒破裂引起的裂纹。
[0008]由此，可能会发生所述锂金属氧化物颗粒和电解液的副反应引起的气体的产生、锂二次电池的寿命特性降低等的问题。此外，在高温环境下上述问题可能会进一步加剧。
[0009]例如，韩国公开专利公报第10
‑
2021
‑
0052320号公开了一种通过使用具有不同的粒径的两种锂金属氧化物颗粒来改善锂二次电池的寿命特性的方法。
[0010][现有技术文献][0011][专利文献][0012]韩国公开专利公报第10
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2021
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0052320号

技术实现思路

要解决的技术问题
[0013]本专利技术的目的是提供一种具有提高的高温寿命特性的锂二次电池用正极。
[0014]本专利技术的目的是提供一种具有提高的高温寿命特性的锂二次电池。技术方案
[0015]锂二次电池用正极包括正极集流体和形成在所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包含具有一次颗粒聚集的二次颗粒形式的第一锂金属氧化物颗粒和具有单颗粒形式的第二锂金属氧化物颗粒，并且满足以下式1和式2。
[0016][式1][0017]40≤[A2/(A1+A2)]×
100≤98
[0018][式2][0019]A
C
/A1×
100≤2
[0020]式1和式2中，A1是从所述正极活性物质层的扫描电子显微镜(SEM)截面图像测量的所述第一锂金属氧化物颗粒的面积，A2是从所述SEM截面图像测量的所述第二锂金属氧化物颗粒的面积，A
C
是从所述SEM截面图像测量的所述第一锂金属氧化物颗粒内的裂纹的面积。
[0021]在一个实施方案中，所述第一锂金属氧化物颗粒和所述第二锂金属氧化物颗粒可以分别含有镍，所述第一锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度可以大于所述第二锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度。
[0022]在一个实施方案中，所述第一锂金属氧化物颗粒中，相对于除了锂和氧之外的所有元素的总摩尔数，镍的浓度可以为85摩尔％以上。
[0023]在一个实施方案中，所述第一锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度和所述第二锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度之差可以为1
‑
20摩尔％。
[0024]在一个实施方案中，所述第一锂金属氧化物颗粒的平均粒径可以为10
‑
20μm，所述第二锂金属氧化物颗粒的平均粒径可以为3
‑
10μm。
[0025]在一个实施方案中，所述第二锂金属氧化物颗粒的平均粒径与所述第一锂金属氧化物颗粒的平均粒径之比可以为0.2至0.5。
[0026]在一个实施方案中，所述第一锂金属氧化物颗粒的比表面积可以为0.3
‑
1.3m2/g，所述第二锂金属氧化物颗粒的比表面积可以为0.1
‑
1.0m2/g。
[0027]在一个实施方案中，所述第二锂金属氧化物颗粒的比表面积与所述第一锂金属氧化物颗粒的比表面积之比可以为0.3至1.3。
[0028]在一个实施方案中，所述第二锂金属氧化物颗粒的强度与所述第一锂金属氧化物颗粒的强度之比可以为1.5
‑
2.5。
[0029]在一个实施方案中，所述正极的电极密度可以为3.5g/cm3(g/CC)以上。
[0030]在一个实施方案中，可以为[A2/(A1+A2)]×
100>50。
[0031]在一个实施方案中，可以为A
C
/A1×
100<1。
[0032]根据示例性的实施方案的锂二次电池可以包括上述正极和与所述正极相对设置的负极。
[0033]在一个实施方案中，所述负极包括负极集流体和形成在所述负极集流体上的负极活性物质层，并且所述负极活性物质层可以包含硅基活性物质。
[0034]在一个实施方案中，所述负极活性物质层的总重量中，硅原子的含量可以为1
‑
20重量％。有益效果
[0035]示例性的实施方案的正极包含具有二次颗粒结构的第一锂金属氧化物颗粒和具有单颗粒结构的第二锂金属氧化物颗粒，并且满足以下式1和式2。由此，可以提高锂二次电池的高温寿命特性和抑制高温气体产生的效果。
[0036]根据示例性的实施方案的锂二次电池包括所述正极，从而可以提高高温寿命特性，并减少高温气体的产生量。
附图说明
[0037]图1是示出根据示例性的实施方案的锂二次电池用正极的截面示意图。
[0038]图2是利用扫描电子显微镜(SEM)测量的实施例1的正极活性物质的截面的SEM图像。
[0039]图3是示出根据示例性的实施方案的锂二次电池的平面示意图。
[0040]图4是示出根据示例性的实施方案的锂二次电池的截面示意图。附图标记的说明
[0041]100：正极
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105：正极集流体
[0042]106：正极极耳
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107：正极引线
[0043]110：正极活性物质层
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120：负极活性物质层
[0044]125：负极集流体
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126：负极极耳
[0045]127：负极引线
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130：负极
[0046]140：隔膜
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150：电极组件
[0047]160：壳体
具体实施方式
[0048]本专利技术的实施方案提供一种满足预定参数的锂二次电池用正极。此外，提供一种包括所述锂二次电池用正极的锂二次电池。
[0049]以下，参照具体的实验例和附图，对本专利技术的实施方案进行更具体的说明。但是，实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池用正极，其包括：正极集流体；以及形成在所述正极集流体上的正极活性物质层，其中，所述正极活性物质层包含具有一次颗粒聚集的二次颗粒形式的第一锂金属氧化物颗粒和具有单颗粒形式的第二锂金属氧化物颗粒，并且满足以下式1和式2，[式1]40≤[A2/(A1+A2)]
×
100≤98[式2]A
C
/A1×
100≤2式1和式2中，A1是从所述正极活性物质层的扫描电子显微镜(SEM)截面图像测量的所述第一锂金属氧化物颗粒的面积，A2是从所述SEM截面图像测量的所述第二锂金属氧化物颗粒的面积，A
C
是从所述SEM截面图像测量的所述第一锂金属氧化物颗粒内的裂纹的面积。2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极，其中，所述第一锂金属氧化物颗粒和所述第二锂金属氧化物颗粒分别含有镍，所述第一锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度大于所述第二锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度。3.根据权利要求2所述的锂二次电池用正极，其中，所述第一锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度和所述第二锂金属氧化物颗粒中的镍的浓度之差为1
‑
20摩尔％。4.根据权利要求2所述的锂二次电池用正极，其中，所述第一锂金属氧化物颗粒中，相对于除了锂和氧之外的所有元素的总摩尔数，镍的浓度为85摩尔％以上。5.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极，其中，所述第一锂金属氧化物颗粒的平均粒径为10
‑
20μm，所述第二锂金属氧化物颗粒的平均粒径为3
‑
10μm。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正焕，河东昱，朴秀珉，李相翰，李钟爀，赵仁行，
申请(专利权)人：SK新能源株式会社，
类型：发明
国别省市：