[发明专利]正极活性材料及其制备方法

说明书

本发明提供正极活性材料和制造其的方法，所述正极活性材料的特征在于包含：锂过渡金属氧化物粒子；和在所述锂过渡金属氧化物粒子表面上的至少一种导电氧化物粒子。根据本发明实施方式的正极活性材料包含锂过渡金属氧化物粒子和具有单相的特定导电氧化物粒子，由此具有优异的电子传导性，具有优异的离子传输能力，使得诸如锂离子的金属离子能够传输到锂过渡金属氧化物粒子，而且能够使二次电池的容量降低和输出降低最小化。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求于2014年9月30日提交的韩国专利申请号10-2014-0131747和于2015年9月24日提交的韩国专利申请号10-2015-0135492的权益，将所述专利申请的全部内容通过参考并入到本文中。

技术领域

本发明涉及正极活性材料、其制备方法及包含所述正极活性材料的锂二次电池。

背景技术

锂二次电池是自1991年起已被广泛用作移动装置电源的小的、轻质的高容量电池。近来，随着电子、通讯和计算机工业的快速进步，摄像机、移动电话、笔记本PC等已经出现且继续以惊人的步伐继续发展。对于作为用于驱动这种移动电子通讯装置的电源的锂二次电池的需求继续增加。

锂二次电池受限于寿命随着重复充电和放电迅速降低。特别地，该限制在高温下更加严重。这是因为，由于诸如电池内的水分等的影响或因为随着电池的内电阻增加而出现的现象，电解质分解或活性材料降解。

正在研究和开发的锂二次电池正极活性材料的实例因此包括氧化锂镍(LiNiO₂)、氧化锂锰(LiMn₂O₄)、磷酸锂铁(LiFePO₄)、氧化锂镍钴锰(Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂)。然而，在LiNiO₂的情况下，不仅难以合成，而且在热稳定性方面存在限制，因此难以商业化。在LiMn₂O₄的情况下，尽管已经存在一些廉价产品的商业化，但是由于由Mn³⁺引起的结构畸变(Jahn-Teller畸变)，寿命性质不好。另外，尽管LiFePO₄具有低成本和良好的稳定性且因此关于在混合动力车辆(HEV)中的使用而被广泛研究，但是在其它领域中的应用当前由于低导电性而受到限制。

因此，在被视为LiCoO₂的替代物的正极活性材料中，近来最为突出的是Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂。这种材料比LiCoO₂更廉价且具有容量高和能够在高电压下使用的优点，但是具有在高温下倍率性能差和寿命性质差的缺点。已经例如对于用金属氧化物涂层涂覆电极活性材料表面的方法进行了广泛研究以克服这样的限制。

例如，韩国专利号10-277796公开了通过在正极活性材料的表面上涂覆诸如镁(Mg)、铝(Al)、钴(Co)、钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)等金属且接着在氧化气氛下进行热处理来涂覆金属氧化物的技术。

然而，在克服电解质与正极活性材料之间的反应和由于在正极活性材料表面上存在杂质而引起的正极活性材料表面上的结构转变的限制方面仍然存在困难。因此，需要能够使容量或输出的降低最小化且通过降低充电和放电期间电解质和活性材料的加成反应而改进二次电池的寿命性质以及降低电池的内电阻的正极活性材料。

[现有技术文件]

[专利文件]

韩国专利号10-277796

发明内容

技术问题