[发明专利]表面涂覆的正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池

说明书

本发明涉及表面涂覆的正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池。更具体地，本发明涉及表面涂覆有含有聚酰亚胺(PI)和炭黑的纳米膜的正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池。表面涂覆有所述纳米膜的所述正极活性材料能防止正极活性材料与电解质之间的直接接触，因而能抑制所述正极活性材料和所述电解质之间的副反应，能显著改进使用含有所述正极活性材料的正极的锂二次电池的寿命特性，并且尤其能改进在高温和高电压条件下的寿命特性和传导性。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年8月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No.10-2014-0111504和2015年8月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0117752的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部内容通过参考并入本文中。

技术领域

本发明涉及表面涂覆的正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池，更特别地，涉及表面涂覆有包含聚酰亚胺(PI)和炭黑的纳米膜的正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池。

背景技术

自从锂二次电池在1991年作为小、轻且大容量的电池出现，锂二次电池已经被广泛用作移动装置的电源。近来，随着电子、通讯和计算机工业的迅速发展，摄像机、移动电话、膝上型电脑已经出现并有显著的进展，而对于作为驱动这些移动电子信息通讯装置的电源的锂二次电池的需求日益增加。

锂二次电池的问题在于，随着反复充电和放电，寿命迅速降低。

这种寿命降低是由正极(positive electrode)和电解质之间的副反应造成的，并且这种现象在高电压和高温条件下可变得更严重。

因此，需要开发用于高电压的二次电池，为此，控制正极活性材料和电解质之间的副反应或电极界面反应的技术是非常重要的。

为了解决这种问题，已经开发了在正极活性材料的表面上涂覆包含 Mg、Al、Co、K、Na、Ca等的金属氧化物的技术。

特别地，一般知道氧化物例如Al₂O₃、ZrO₂和AlPO₄能够涂覆在正极活性材料的表面上。还确定了所述涂层提高正极活性材料的稳定性。

然而，在使用所述氧化物涂层的表面涂层中，所述氧化物涂层采取以纳米尺寸的粒子形式微细分散的形式，而不是覆盖正极活性材料整个表面的氧化物涂层。

结果，所述氧化物涂层对正极活性材料的表面改性效果受限。另外，所述氧化物涂层是一种类型的离子绝缘层，其中锂离子迁移困难并可能引起离子传导性降低。

鉴于以上，本发明的发明人研究出了即使在高电压条件下也能够表现出优异的寿命性质同时具有优异的安全性的正极活性材料，并且确认了，通过在所述正极活性材料的表面上形成包含聚酰亚胺和具有特定碘值和吸油值的炭黑的纳米膜而制备的表面涂覆的正极活性材料，可以由于所述纳米膜而有效地抑制所述正极活性材料和电解质之间的副反应，并且即使在高电压条件下也可以表现出优异的寿命性质和传导性同时具有优异的安全性，并且完成了本发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：KR2009-0018981A

发明内容

技术问题