【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
相关申请的交叉引用本申请要求于2022年9月2日提交的韩国专利申请第10-2022-0111520号的优先权利益，所述专利申请的公开内容通过引用并入本文中。本专利技术涉及一种正极活性材料前体、其制备方法、使用其制备正极活性材料的方法、以及正极活性材料。
技术介绍
1、近来，随着对移动装置和电动车辆的技术开发和需求的增加，对作为能量来源的二次电池的需求已经显著增加。在这些二次电池中，能量密度高、电压高、循环寿命长且自放电率低的锂二次电池已经被商用化并被广泛使用。
2、作为锂二次电池的正极活性材料，已经开发了锂过渡金属氧化物，例如，锂钴氧化物如licoo2、锂镍氧化物如linio2、锂锰氧化物如limno2或limn2o4、或者锂铁磷酸盐如lifepo4，近来，已经开发并广泛使用包含两种以上过渡金属的锂复合过渡金属氧化物，例如，li[niacobmnc]o2、li[niacobalc]o2和li[niacobmncald]o2。
3、迄今为止开发的锂过渡金属氧化物通常通过将过渡金属氢氧化物与含锂原料混合，然后进行高温热处理来制备。在这种情况下，为了制备强度和热稳定性比二次粒子形式的锂过渡金属氧化物更好的单粒子形式的锂过渡金属氧化物，使用在高温热处理期间略微升高温度的方法。
4、然而，在其中通过将过渡金属氢氧化物与含锂原料混合，然后在比制备常规的二次粒子形式的锂过渡金属氧化物时更高的温度下烧结(过烧结)混合物来制备单粒子形式的锂过渡金属氧化物的情况下，由于对生长为大尺寸单粒子形式存在局限，所得单粒子
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的一个方面提供一种正极活性材料前体，所述正极活性材料前体能够实现可以改善电池的容量保持率的单粒子形式的正极活性材料。
3、本专利技术的另一个方面提供一种制备正极活性材料前体的方法。
4、本专利技术的另一个方面提供一种使用上述正极活性材料前体制备正极活性材料的方法。
5、本专利技术的另一个方面提供一种可以改善电池的容量保持率的单粒子形式的正极活性材料。
6、技术方案
7、本专利技术提供一种正极活性材料前体、其制备方法、使用其制备正极活性材料的方法、以及正极活性材料。
8、(1) 本专利技术提供一种正极活性材料前体，所述正极活性材料前体包含其中锂与全部过渡金属的摩尔比(li/me)在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，并且
9、所述正极活性材料前体的颗粒密度(pellet density)为3.0 g/cm3至4.0 g/cm3。
10、(2) 本专利技术提供上述(1)的正极活性材料前体，其中，所述颗粒密度在3.4 g/cm3至4.0 g/cm3的范围内。
11、(3) 本专利技术提供上述(1)或(2)的正极活性材料前体，其中，其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物的平均粒径(d50)为5.0 μm至15.0 μm。
12、(4) 本专利技术提供上述(1)至(3)中任一项的正极活性材料前体，其中，其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物包含基于除锂之外的全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
13、(5) 本专利技术提供上述(1)至(4)中任一项的正极活性材料前体，其中，其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物具有由化学式1表示的组成。
14、[化学式1]
15、lixniam1bm2coy
16、在化学式1中，
17、m1为选自钴(co)、锰(mn)和铝(al)中的至少一种，
18、m2为选自硼(b)、镁(mg)、钙(ca)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁(fe)、锌(zn)、镓(ga)、钇(y)、锆(zr)、铌(nb)、钼(mo)、钽(ta)、钨(w)、钠(na)和镧(la)中的至少一种，并且
19、0.01≤x≤0.7，0.60≤a<1.0，0<b≤0.40，0≤c≤0.1，1≤y≤2且a+b+c=1。
20、(6) 此外，本专利技术提供一种制备正极活性材料前体的方法，所述方法包括以下步骤：
21、(a) 通过将含锂掺杂材料与选自复合过渡金属氢氧化物和复合过渡金属羟基氧化物中的至少一种混合使得含锂掺杂材料中所包含的锂与选自复合过渡金属氢氧化物和复合过渡金属羟基氧化物中的至少一种中所包含的全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内，从而制备混合物；和
22、(b) 通过在800℃至1,200℃的温度下烧结混合物来制备其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物。
23、(7) 本专利技术提供上述(6)的方法，其中，复合过渡金属氢氧化物和复合过渡金属羟基氧化物包含基于全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
24、(8) 本专利技术提供上述(6)或(7)的方法，其中，含锂掺杂材料为选自碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、硫酸锂、氯化锂、硝酸锂、乙酸锂和磷酸锂中的至少一种。
25、(9) 本专利技术提供上述(6)至(8)中任一项的方法，其中，步骤(b)中的烧结在空气或氧气氛中进行。
26、(10) 此外，本专利技术提供一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括以下步骤：
27、通过将上述(1)至(5)中任一项的正极活性材料前体与含锂原料混合并在700℃至1,100℃的温度下烧结混合物来制备其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，
28、其中混合含锂原料使得正极活性材料前体和含锂原料中所包含的全部锂与正极活性材料前体中所包含的除锂之外的全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内。
29、(11) 本专利技术提供上述(10)的方法，其中，烧结包括在700℃至1,100℃的温度下进行一次烧结之后，在650℃至900℃的温度下进行二次烧结。
30、(12) 此外，本专利技术提供一种正极活性材料，所述正极活性材料包含其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，
31、所述正极活性材料的跨度值([d90-d10]/d50)为0.800至1.00，并且
32、所述正极活性材料的负偏度的绝对值为0.3000至0.7000。
33、(13) 本专利技术提供上述(12)的正极活性材料，其中，其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的锂复合过渡金属氧化物的平均粒径(d50)为5.0 μm至15.0 μm。
34、(14) 本专利技术提供上述(12)或(13)中任一项的正极活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极活性材料前体，所述正极活性材料前体包含其中锂与全部过渡金属的摩尔比(Li/Me)在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，并且
2.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述颗粒密度在3.4 g/cm3至4.0 g/cm3的范围内。
3.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物的平均粒径(D50)为5.0 μm至15.0 μm。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物包含基于除锂之外的全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物具有由化学式1表示的组成：
6.一种制备正极活性材料前体的方法，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述复
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述含锂掺杂材料为选自碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、硫酸锂、氯化锂、硝酸锂、乙酸锂和磷酸锂中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(B)中的所述烧结在空气或氧气氛中进行。
10.一种制备正极活性材料的方法，所述方法包括以下步骤：通过将权利要求1至5中任一项所述的正极活性材料前体与含锂原料混合并在700℃至1,100℃的温度下烧结混合物，制备其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述烧结包括：在800℃至1,100℃的温度下进行一次烧结之后，在700℃至900℃的温度下进行二次烧结。
12.一种正极活性材料，所述正极活性材料包含其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，
13.根据权利要求12所述的正极活性材料，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的锂复合过渡金属氧化物的平均粒径(D50)为5.0 μm至15.0 μm。
14.根据权利要求12所述的正极活性材料，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的锂复合过渡金属氧化物包含基于除锂之外的全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
15.根据权利要求12所述的正极活性材料，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.9至1.1范围内的锂复合过渡金属氧化物具有由化学式4表示的组成：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种正极活性材料前体，所述正极活性材料前体包含其中锂与全部过渡金属的摩尔比(li/me)在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物，并且
2.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述颗粒密度在3.4 g/cm3至4.0 g/cm3的范围内。
3.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物的平均粒径(d50)为5.0 μm至15.0 μm。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物包含基于除锂之外的全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料前体，其中，所述其中锂与全部过渡金属的摩尔比在0.01至0.7范围内的单粒子形式的锂复合过渡金属氧化物具有由化学式1表示的组成：
6.一种制备正极活性材料前体的方法，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述复合过渡金属氢氧化物和所述复合过渡金属羟基氧化物包含基于全部过渡金属为60摩尔%以上的镍。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述含锂掺杂材料为选自碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、硫酸锂、氯化锂、硝酸锂、乙酸锂和磷酸锂中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：丘叡铉，黄朱敬，郑镇厚，沈宗炫，李知英，柳贤模，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
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。