[发明专利]锂复合氧化物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂复合氧化物及其制造方法，更详细地涉及在中心部和表面部调节构成锂复合氧化物的锰的浓度，从而，提高锰的含量，而表现热稳定性，并且，即使在高温下烧成，也能够使得1次粒子的形态维持条状，而能够表现高容量的锂复合氧化物及其制造方法。

背景技术

最近，非水系电解质二次电池或镍氢电池等的二次电池作为搭载于以电气为驱动源的车辆搭载用电源或个人电脑及移动终端、其他的电气产品等的电源，其重要性日益提高。

尤其，预测轻量且能够获得高能源密度的非水系电解质二次电池将被广泛应用为车辆搭载用高功率电源。

目前，常用化或开发中的正极材料为LiCoO₂,LiNiO₂,LiMnO₂,LiMn₂O₄,Li_1+X[Mn_2-xM_x]O₄,LiFePO₄等。其中，LiCoO₂为具有稳定的充放电特性、优秀的电子传导性、高电池电压、高稳定性及平坦的放电电压特性的优良物质。但，Co埋藏量少、价格高且对人体具有毒性，因此，期待开发其他正极材料。并且，因充电时的脱使得结晶结构不稳定，使得热性特征非常恶劣。

为了改善上述问题，正试图进行将镍的一部分置换为转移金属元素，将发热初始温度向高温侧移动，或为了防止急剧的发热而将放热峰宽大(broad)。但，没有得到满意的结果。即，将镍的一部分置换为钴的LiNi1-xCoxO2(x＝0.1-0.3)物质，虽显示了优秀的充放电特性和寿命特性，但热稳定性问题尚未解决。并且，在欧洲专利第0872450号中，虽然公开了在Ni位置换成Co和Mn及其他金属的Li_aCo_bMn_cM_dNi_1-(b+c+d)O₂(M＝B,Al,Si.Fe,Cr,Cu,Zn,W,Ti,Ga)型，但仍然未能解决Ni系的热稳定性。

为了解决上述缺点，韩国专利公开第2005-0083869号中，提供了具有金属组成的浓度梯度的锂转移金属氧化物。该方法为先合成一定组成的内部物质后，在外部涂覆具有其他组成的物质，而制作成双重层后，与锂盐混合而进行热处理的方法。所述内部物质可使用在市场中销售的锂转移金属氧化物。但，该方法在生成的内部物质与外部物质的组成之间，正极活物质的金属组成不连续地变化，并且，非连续、非渐进式地变化。并且，通过该发明合成的粉末，因不使用螯合剂即氨，振实密度低，所以，不适合作为锂二次电池用正极活物质使用。

韩国专利公开第第2007-0097923号，提供了形成内部主体部和外部主体部，并在外部主体部金属成分根据位置形成连续的浓度分布的正极活物质。但，该方法中，在内部主体部形成固定的浓度，而只在外部主体部金属组成发生变化，因此，需开发在稳定性即容量方面更加优秀的新结构的正极活物质。

作为正极活性物质，包含锂镍复合氧化物的锂离子二次电池的充放电，是锂离子在正极活性物质与电解液之间移动，使得锂离子可逆性地出入于正极活性物质中而进行。因此，充放电时锂离子的移动的容易度即移动度对于二次电池的充放电特性尤其对于输出特性或比率特性产生较大影响。从而，确保在正极活物质内的锂离子的侵入路径尤其重要。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明为了解决上述的以往的技术问题，提供一种锂复合氧化物及其制造方法，为了提高热稳定性，即使提高锰的含量，也调整粒子内及表面部的锰的浓度，从而，即使在高温下烧成，也能够使得1次粒子维持条状，而确保锂离子的侵入路径。

解决问题的技术方案

本发明为了解决如上所述的问题，提供一种锂复合氧化物，其特征在于，包括：第1内部，形成于从粒子的中心半径r1(0.2um≤r1≤5um)的范围，通过如下化学式1表示；及第2内部，从所述第1内部外廓,从粒子的中心至半径为r2(r2≤10um)的范围形成，通过如下化学式2表示。

[化学式1]Li_a1Ni_x1Co_y1Mn_z1O_2+δ