[发明专利]正极活性物质、制造该正极活性物质的方法和锂二次电池

说明书

技术领域

一个或多个实施方式涉及用于锂二次电池的正极活性物质和使用此物质的锂二次电池。

背景技术

作为小型便携式电子装置电源的锂二次电池最近已引人关注，其中锂二次电池使用有机电解液，因此其具有的放电电压是使用常规水性碱液电池的2倍，因此具有高能量密度。

锂二次电池可通过将可嵌入或解嵌锂离子的材料用作负极和正极，并将电解液加入正极和负极之间来制备，且可通过在正极和负极处嵌入和解嵌锂离子时发生氧化反应和还原反应来产生电能。

将碳类材料用作形成锂二次电池负极的电极活性物质。

另一方面，如果将碳类材料换成氧化硅类材料，可改善锂二次电池的性能。然而，由于氧化硅类材料中会存在不可逆性，所以氧化硅类材料可在第一次充电时吸收锂离子，其后在放电期间约20％的锂离子不释放。因此，第一次充电中所用的约20％的正极活性物质在第一次充电后不会参与充电和放电，因此电池的性能会恶化。

因此，已建议在每单位重量或体积的电池中加入含大量锂Li的正极材料。然而，这种正极材料在充电期间产生气体，因此电池的稳定性会恶化。

发明内容

一个或多个实施方式包括一种用于锂二次电池的正极活性物质以及使用所述正极活性物质的锂二次电池，在所述正极活性物质中充电期间的气体产生被抑制。

根据一个或多个实施方式，提供了一种用于锂二次电池的正极活性物质，包括含以下通式1所示的锂铝氧化物和锂镍氧化物的复合物。

[通式1]

Li_aAl_xO_b

在通式1中，a为约0.1至约5.5的数，x为约1至约5的数，且b为约1.5至约8的数。

所述用于锂二次电池的正极活性物质可进一步包括锂过渡金属氧化物。

根据一个或多个实施方式，提供了一种锂二次电池，包括正极、负极和插入在所述正极和所述负极之间的隔板，其中所述正极包括所述用于锂二次电池的正极活性物质。

根据一个或多个实施方式，提供了一种制备用于锂二次电池的正极活性物质的方法，包括：混合锂氧化物、镍氧化物和铝前体以产生混合物；和对所述混合物进行热处理以形成锂镍氧化物和锂铝氧化物的复合物。

在用于锂二次电池的正极活性物质中，可抑制重复充电和放电条件下的气体产生。因此，可制造具有改进的可靠性和稳定性的锂二次电池。

附图说明

图1为根据一个实施方式的锂二次电池的图；且

图2为显示根据合成例1制备的正极活性物质的X射线衍射分析的图。

具体实施方式

用于锂二次电池的正极活性物质包括含以下通式1所示的锂铝氧化物和锂镍氧化物的复合物。

通式1

Li_aAl_xO_b

在通式1中，a为约0.1至约5.5的数，x为约1至约5的数，且b为约1.5至约8的数。

锂镍氧化物可为Li₂NiO₂。

锂铝氧化物可为Li₅AlO₄、LiAlO₂或LiAl₅O₈。

锂铝氧化物可包括选自由Li₅AlO₄、LiAlO₂、LiAl₅O₈和其混合物组成的组中的至少一种。

基于100重量份的锂镍氧化物，所述锂铝氧化物的含量可为约15至约100重量份。

如果锂铝氧化物和锂镍氧化物(Li₂NiO₂)的重量比在上述范围内，可有效地抑制因未反应的锂氧化物产生的二氧化碳导致的电池的可靠性和稳定性恶化，且可改善电池的容量。

以下将说明制备根据一个实施方式的用于锂二次电池的正极活性物质的方法。

首先，将锂氧化物、镍氧化物和铝前体彼此混合并热处理。

锂氧化物可为Li₂O，且镍氧化物可为NiO。

铝前体为用于形成复合物的起始材料，且可为γ-氧化铝(Al₂O₃)、氢氧化铝(Al(OH)₃)等。