[发明专利]锂二次电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月7日提交的韩国专利申请No.2015-0063764和于2014年6月2日提交的韩国专利申请No.2014-0067149的优先权及权益，其公开内容通过引用其全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及锂二次电池，并且更特别地，涉及具有优异的高温下储存特性以及优异的寿命特性的锂二次电池。

背景技术

随着电子、通信和计算机工业的快速发展，便携式电子通信设备例如摄像机、手机、笔记本电脑等得到显著地改进。因此，对作为驱动以上设备的电源的锂二次电池的需求日渐增大。特别地，关于应用例如电动车辆、不间断电源装置、电动工具、卫星等的环保电源的研究和开发在日本、欧洲、美国等以及韩国正在积极进展。

当前所应用的二次电池中在20世纪90年代早期研究的锂二次电池包括由碳材料等形成的负电极、由锂基氧化物等形成的正电极以及非水性电解质，所述负电极能够吸收和释放锂离子，在非水性电解质中，锂盐以合适的量溶于复合有机溶剂中。

然而，随着锂二次电池的应用范围的增大，在更恶劣的环境条件例如高温条件或低温条件下使用锂二次电池的情况增多。

然而，用作锂二次电池的正极活性材料的锂过渡金属氧化物或复合氧化物的金属组分在高温存储期间在完全充电的状态下与正电极分离，并且因此变得热不稳定。

为了解决以上问题，韩国专利公开No.10-2006-0134631公开了用于锂二次电池的具有高容量和高安全性的芯-壳结构的正极活性材料及其制备方法，但是寿命特性没有充分提高。

[现有技术文献]

现有技术文献1：韩国专利公开No.10-2006-0134631(公开日期为2006年12月28日)

发明内容

本发明涉及提供具有优异的高温下储存特性和优异的寿命特性的锂二次电池。

1.一种锂二次电池，所述锂二次电池包括正电极、负电极和非水性电解质，

其中所述正电极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括其中至少一种金属具有从正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度的锂-金属氧化物，

其中所述负电极包括负极活性材料，所述负极活性材料包括平均晶格间距(d₀₀₂)在至范围内的石墨。

2.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物包括具有从正极活性材料的中心至表面的恒定浓度的至少一种金属。

3.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物包括具有其中浓度从正极活性材料的中心至表面增大的浓度梯度范围的第一金属以及具有其中浓度从正极活性材料的中心至表面减小的浓度梯度范围的第二金属。

4.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物可以由以下化学式1表示，并且在所述以下化学式1中的M1、M2和M3中至少之一具有从正极活性材料的中心至表面连续的浓度梯度。

[化学式1]

Li_xM1_aM2_bM3_cO_y

(其中，M1、M2和M3选自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga和B，

并且0<x≤1.1，2≤y≤2.02，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1且0<a+b+c≤1。

5.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3中至少之一具有其中浓度从中心至表面增大的浓度梯度范围，并且其余的具有其中浓度从中心至表面减小的浓度梯度范围。

6.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3中之一具有其中浓度从正极活性材料的中心至表面增大的浓度梯度范围，并且另一种可以具有其中浓度从正极活性材料的中心至表面减小的浓度梯度范围，并且其余一种可以具有从正极活性材料的中心至表面恒定的浓度。

7.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3分别为Ni、Co和Mn。

8.在项4至项7中任一项的锂二次电池中，其中M1为Ni，并且0.6≤a≤0.95且0.05≤b+c≤0.4。

9.在项4至项7中任一项的锂二次电池中，其中M1为Ni，并且0.7≤a≤0.9且0.1≤b+c≤0.3。

10.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物的初级颗粒的形状为棒状。