【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种正极活性物质及包括其的锂二次电池，更具体而言，本专利技术涉及用于改善富锂锂锰基氧化物的低单位体积能量密度的双峰型正极活性物质及包括其的锂二次电池。
技术介绍
1、电池在正极和负极使用能够进行电化学反应的物质来存储电能。作为上述电池中的代表性例子，有通过锂离子在正极及负极中嵌入/脱嵌时的化学势(chemicalpotential)差来存储电能的锂二次电池。
2、上述锂二次电池将能够进行锂离子的可逆嵌入/脱嵌的物质用作正极活性物质和负极活性物质，在上述正极与负极之间填充有机电解液或聚合物电解液来制备。
3、用作锂二次电池的正极活性物质的代表性物质包括锂复合氧化物。上述锂复合氧化物的实例包括licoo2、limn2o4、linio2、limn o2或镍、钴、锰或铝等络合的复合氧化物等。
4、在上述正极活性物质中，licoo2具有优异的寿命特性和充放电效率而被最广泛使用，但由于作为原料使用的钴的资源限制，其价格昂贵，因此价格竞争力有限。
5、limno2、limn2o4等的锂锰氧化物具有热稳定性优异且价格低廉的优点，但存在容量小、高温特性差的问题。此外，linio2类正极活性物质呈现高放电容量的电池特性，但由于锂与过渡金属之间的阳离子混合(cation mixing)问题，难以合成，从而在倍率性能方面存在大问题。
6、并且，根据这种阳离子混合的严重程度，产生大量的锂副产物，上述锂副产物的大部分由lioh及li2co3的化合物构成，因此，当制备正极浆料时，导致凝
7、正在讨论用于弥补这些现有正极活性物质的缺点的各种候选物质。
8、例如，正在进行使用在过渡金属中含有过量的锰且锂含量大于过渡金属含量的总和的富锂锂锰基氧化物作为锂二次电池用正极活性物质的研究。这种富锂锂锰基氧化物也被称为富锂层状氧化物(overlithi ated layered oxide；olo)。
9、虽然上述olo在理论上具有在高电压工作环境下表现出高容量的优势，但实际上，由于氧化物中含有过量的锰，其电导率相对较低，因此，存在使用olo的锂二次电池的倍率性能较低的缺点。如上所述，当倍率性能低时，在锂二次电池的循环过程中，充电/放电容量和寿命效率(循环容量保持率；capacity retention)劣化。
10、此外，olo的缺点在于，由于材料的特性，粒子中的孔隙率较高，因此每单位体积的能量密度较低。
11、为了解决上述问题已进行改变olo的组成的研究，但这些尝试还达不到商用化水平。
技术实现思路
1、技术问题
2、在锂二次电池市场中，电动汽车用锂二次电池的成长在市场中起主导作用，而锂二次电池中使用的正极活性物质的需求也在不断变化。
3、例如，在现有技术中，从确保安全性等的观点来看，主要使用利用磷酸铁锂(lithium iron phosphate；lfp)的锂二次电池，但是近来，与lfp相比，具有每单位重量的能量容量大的镍基锂复合氧化物的使用得到扩展。
4、此外，近年来主要用作高容量锂二次电池的正极活性物质的镍基锂复合氧化物中必须使用如镍、钴及锰或镍、钴及铝等的三元金属元素。然而，由于钴不仅供需不稳定，而且与其他原料相比价格过高，因此需要一种能够降低钴含量或不含钴的新组成的正极活性物质。
5、考虑到整个情况，虽然富锂锂锰基氧化物可以满足上述市场的期望，但上述锂锰基氧化物在代替商用化的如镍钴锰(ncm)或镍钴铝(nca)组成的三元锂复合氧化物等的正极活性物质方面仍存在缺乏电化学性能或稳定性的局限性。
6、例如，如上所述，olo由于其材料组成(包括过量的锂)和结构特性(粒子中孔隙率高)而具有较低的单位体积能量密度。
7、然而，本专利技术的专利技术人确认，通过将上述锂锰基氧化物分成小颗粒和大颗粒来准备后作为上述小颗粒和上述大颗粒的混合物提供双峰型正极活性物质，从而可以改善富锂锂锰基氧化物的低单位体积能量密度。
8、因此，本专利技术的目的在于提供一种用于改善富锂锂锰基氧化物的低单位体积能量密度的双峰型正极活性物质。
9、此外，本专利技术的目的在于提供一种正极活性物质，上述正极活性物质能够通过包括诱导至少一个一次粒子的生长而成的二次粒子来进一步改善双峰型正极活性物质的每单位体积的能量密度。
10、尤其，包含在小颗粒和大颗粒中的至少一种的诱导一次粒子的生长而成的二次粒子随着上述二次粒子的内部孔隙率(一次粒子间孔隙率)减少而可以有助于改善双峰型正极活性物质的每单位体积的能量密度。
11、此外，包含在小颗粒和大颗粒中的至少一种的诱导一次粒子的生长而成的二次粒子随着上述二次粒子的比表面积减少而可以防止在高电压条件下的初始电池反应时由于副反应而电池性能急剧下降。
12、此外，本专利技术的目的在于，提供一种锂二次电池，上述锂二次电池通过使用包括本文所定义的双峰型正极活性物质的正极，从而防止由于现有olo中过量存在的锂和锰引起的锂二次电池的包括倍率性能等的电化学性能降低，且减少在高电压驱动时上述正极活性物质和电解液之间发生的副反应，以能够实现高稳定性。
13、解决问题的手段
14、根据用于解决上述技术问题的本专利技术的一个方面，提供一种正极活性物质，其为包括作为小颗粒的第一锂锰基氧化物和作为大颗粒的第二锂锰基氧化物的双峰型正极活性物质。
15、构成上述双峰型正极活性物质的上述第一锂锰基氧化物和上述第二锂锰基氧化物为属于c2/m空间群的相与属于r3-m空间群的相固溶或络合而成的氧化物。
16、通常，商用化的镍钴锰(ncm)或镍钴铝(nca)组成的三元锂复合氧化物中属于r3-m空间群的相以单相(single phase)存在，但是，本文所定义的富锂锂锰基氧化物中属于c2/m空间群的相和属于r3-m空间群的相固溶或络合。
17、在一实施例中，上述第一锂锰基氧化物和上述第二锂锰基氧化物包括多个一次粒子凝聚而成的二次粒子。
18、具体而言，上述第一锂锰基氧化物和上述第二锂锰基氧化物各自独立地包括选自多个大粒径一次粒子凝聚而成的形式的二次粒子和多个小粒径一次粒子凝聚而成的形式的二次粒子中的至少一种形式的二次粒子。
19、此时，通过使选自上述第一锂锰基氧化物和上述第二锂锰基氧化物中的至少一种包括多个大粒径一次粒子凝聚而成的形式的二次粒子来能够提高双峰型正极活性物质的每单位体积的能量密度。
20、在一实施例中，在上述第一锂锰基氧化物中，多个大粒径一次粒子凝聚而成的形式的二次粒子和多个小粒径一次粒子凝聚而成的形式的二次粒子的重量比可以为10:90至100:0。
21、其中，上述大粒径一次粒子的短本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极活性物质，其为包括作为小颗粒的第一锂锰基氧化物和作为大颗粒的第二锂锰基氧化物的双峰型正极活性物质，上述正极活性物质的特征在于，
2.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的正极活性物质，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的正极活性物质，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的正极活性物质，其特征在于，
11.根据权利要求9所述的正极活性物质，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的正极活性物质，其特征在于，
13.根据权利要求9所述的正极活性物质，其特征在于，
14.根据权利要求13所述的正极活性物质，其特征在于，
<...【技术特征摘要】
1.一种正极活性物质，其为包括作为小颗粒的第一锂锰基氧化物和作为大颗粒的第二锂锰基氧化物的双峰型正极活性物质，上述正极活性物质的特征在于，
2.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的正极活性物质，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的正极活性物质，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的正极活性物质，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的正极活性物质，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的正极活性物质，其特征在于，
11.根据权利要求9所述的正极活性物质，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的正极活性物质，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：林罗娜，郑玹洙，林庆民，金成均，朴恩熙，
申请(专利权)人：艾可普罗BM有限公司，
类型：发明
国别省市：
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