【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及提高构成正极活性材料的锂复合氧化物的结构稳定性的正极活性材料及包括其的锂二次电池。
技术介绍
1、与其他可充电电池系统相比，锂二次电池具有工作电压高、轻量化、小型化、无记忆效应、自放电率低、循环寿命长、能量密度高等优点，因此，被广泛用于手机、笔记本电脑、平板电脑及其他广移动终端。
2、此外，近年来，从环境保护的角度出发，在政府和汽车制造商的宣传下，电动汽车得到了快速发展，锂二次电池由于其出色的性能被认为是下一代电动汽车的理想电源。
3、锂基复合氧化物用作这种锂二次电池的正极活性材料，其中，主要使用具有高工作电压和优异的容量特性的锂钴复合氧化物(licoo2)。但是，licoo2由于脱锂导致的晶体结构的不稳定而在高温稳定性方面较差，且昂贵，因此在如电动汽车等需要大容量的电池系统的领域中用作动力源的方面存在局限性。
4、作为用于代替licoo2的材料，已开发出锂锰复合氧化物(limno2或limn2o4等)、磷酸铁锂(lifepo4等)或锂镍复合氧化物(linio2等)，其中锂镍复合物氧化物由于具有约200mah/g的高可逆容量而可以实现大容量电池，因此对此进行更加积极的研究和开发。
5、然而，与licoo2相比，linio2的高温稳定性差，并且若在充电状态下由于外部压力等发生内部短路，则正极活性材料会自行分解，或由于在电解液和正极活性材料的界面和表面之间发生副反应而导致电池破裂和着火。
6、因此，需要开发一种正极活性物质，该正极活性物质能够在保持linio2
7、另一方面，锂二次电池根据电池盒的形状可分类为电极组件嵌入在金属罐中的罐型二次电池和电极组件嵌入在由如铝层压板等的片材制成的袋中的袋型二次电池。
8、袋型二次电池具有以下优点：重量轻，电解液泄漏(leakage)可能性较低，通过相对小的体积和质量可实现相同数量的二次电池，与此相反，如果电池盒内部压力迅速增加，则有爆炸的危险，因此通过控制作为电池盒内部压力增加的主要原因的气体产生来确保稳定性是重要技术课题之一。
9、例如，当超过极限的过电流(overcharge)流过二次电池时，电池的内部温度迅速升高，从而会引起电解液的分解反应以产生气体，或者，由于电解液和正极活性材料的界面和表面之间副反应而会产生气体。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的目的在于提供可以在保持linio2的优异可逆容量的同时改善低热稳定性或结构稳定性的正极活性材料及包括其的锂二次电池。
3、并且，本专利技术的目的在于提供通过减少在电解液和正极活性材料的界面和表面间发生副反应的可能性来能够防止由于二次电池中产生气体引起的电池膨胀(swelling)现象的正极活性材料及包括其的锂二次电池。
4、此外，本专利技术的目的在于提供通过覆盖一次粒子的表面的阳离子混合层可以提高锂复合氧化物的结构稳定性正极活性材料及包括其的锂二次电池。
5、本专利技术的目的并不限于以上言及的目的，并未言及的本专利技术的其它目的以及优点能够通过后述的说明进行理解，且通过本专利技术的实施例能够更清楚地进行理解。另外，可轻易理解本专利技术的目的以及优点能够通过权利要求书中的手段及其组合来实现。
6、解决问题的方案
7、根据本专利技术的一个方面，提供一种正极活性材料，包括作为锂基复合氧化物的一次粒子凝聚多个而成的二次粒子，上述二次粒子的平均粒径x2和上述一次粒子的平均粒径x1的比率x2/x1为1.9以上且10.3以下，通过上述二次粒子的x射线衍射的rietveld分析获得的li 3a位中的ni占有率大于0.53％且小于6.44％。
8、根据本专利技术的一个方面，提供一种包括具有单晶结构的锂基复合氧化物的正极活性材料。
9、上述正极活性材料包括存在于上述锂基复合氧化物的表面的阳离子混合层，上述阳离子混合层的厚度(d1)相对于上述一次粒子的平均粒径(x1)可以在大于0.0008且小于0.0052的范围内。
10、并且，根据本专利技术的另一方面，提供包括上述正极活性材料的用于锂二次电池的正极。
11、并且，根据本专利技术的再一方面，提供包括上述正极的锂二次电池。
12、专利技术的效果
13、锂基复合氧化物和/或至少两个上述锂基复合氧化物凝聚而成的二次粒子的表面和晶粒边界表面是在正极活性材料和电解液之间会发生副反应的区域。
14、根据本专利技术，作为构成上述二次粒子的一次粒子的锂基复合氧化物具有单晶结构，从而可以减少在正极活性材料和电解液之间发生副反应。
15、也就是说，可以通过减少上述锂基复合氧化物和/或上述二次粒子的表面积和晶粒边界表面来提高正极活性材料的高温稳定性和存储稳定性等。通过不仅提高上述正极活性材料的高温稳定性，还提高存储稳定性，可以减少在上述正极活性材料的操作和/或保管中由于上述正极活性材料发生的气体。
16、并且，根据本专利技术，通过存在于构成满足本文中定义的晶界密度条件的正极活性材料的锂复合氧化物的表面的阳离子混合层，不仅可以提高锂复合氧化物的结构稳定性，还可以提高正极活性材料的结构稳定性。
17、以下对用于实施专利技术的具体事项进行说明，同时对本专利技术的具体效果与上述的效果进行记述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种正极活性材料，包括作为锂基复合氧化物的一次粒子凝聚多个而成的二次粒子，
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其中，
4.根据权利要求2所述的正极活性材料，其中，
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
6.根据权利要求5所述的正极活性材料，其中，
7.根据权利要求5所述的正极活性材料，其中，
8.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
9.根据权利要求8所述的正极活性材料，其中，
10.根据权利要求9所述的正极活性材料，其中，
11.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
12.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
13.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
14.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
15.根据权利要求14所述的正极活性材料，其中，
16.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
17.根据权利要
18.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
19.一种正极，包括权利要求1至18中任一项所述的正极活性材料。
20.一种锂二次电池，包括权利要求19所述的正极。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，包括作为锂基复合氧化物的一次粒子凝聚多个而成的二次粒子，
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其中，
4.根据权利要求2所述的正极活性材料，其中，
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
6.根据权利要求5所述的正极活性材料，其中，
7.根据权利要求5所述的正极活性材料，其中，
8.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，
9.根据权利要求8所述的正极活性材料，其中，
10.根据权利要求9所述的正极活性材料，其中，
【专利技术属性】
技术研发人员：崔文豪，庾炫钟，朴正培，
申请(专利权)人：艾可普罗BM有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。