[发明专利]锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池，更详细地说，涉及包括阳极中构成阳极活性物质的金属中的一种以上在中心部和表面部的浓度相异的阳极活性物质以及以特定比例混合的两种以上的导电材料，并且稳定性优秀且低温特性及功率特性高的锂二次电池。

背景技术

随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能量来源的二次电池的需求也在急剧增加，这种二次电池中具有高能量密度和电压的锂二次电池被商业化而被广泛使用。

为了将锂二次电池使用为电动汽车、混合动力电动汽车等的动力源，需要具备能够在比手机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)等更苛刻的环境下也能运转的特性。车辆需要在冬季等低气温环境下运转，如所述要件的代表性例子为低温下优异的功率特性。

另外，锂二次电池的构成要素中，阳极活性物质在电池内左右如上所述的电池的容量及功率特性等特性中起到重要作用。

作为阳极活性物质，主要使用具有优异的循环特性等各项物理性质相对优异的锂钴氧化物(LiCoO₂)，但LiCoO₂所用的钴是所谓的稀有金属，其埋藏量少且产地不均，在供应方面存在不稳定的问题。并且，因这种钴的供应不稳定及锂二次电池需求的增加，LiCoO₂存在价格昂贵的问题。

因此，持续进行着对能够代替LiCoO₂的阳极活性物质的研究，尤其，还考虑到用锰或镍来替代钴的技术，但具有难以适用到实际量产工艺或循环特性差的缺点。

为了克服这种缺点，正在研究将包括两种以上过渡金属的锂复合过渡金属氧化物或锂过渡金属磷氧化物利用为阳极活性物质的方法，但仍存在因过渡金属的不稳定性导致的容量减少及高倍率特性低下等问题。尤其，包括铁的复合过渡金属氧化物在具有相同开路电压(OCV：Open Circuit Voltage)的相同状态下，电阻被测定得更高，因此复合过渡金属阳极活性物质虽然存在费用低且高安全性的优点，但尚未解决功率特性不足的问题。尤其，低温下因电化学反应速度的低下导致的电池的容量及功率减少的问题更加严重。

因此，对低温条件下具有高容量且功率特性优异的锂二次电池技术的需求很高。

现有技术文献

专利文献1：韩国授权专利第10-2012-0130715号(2012.12.03)

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为解决现有技术的问题而提出，本发明的目的在于，提供一种稳定性优异且低温特性及功率特性高的锂二次电池，包括构成阳极活性物质的金属中的一种以上在中心部和表面部的浓度相异的阳极活性物质以及以特定比例混合的两种以上的导电材料。

(二)技术方案

本发明涉及一种锂二次电池。

本发明的一实施例涉及一种锂二次电池，作为包括阳极、阴极、电解质及分离膜的锂二次电池，阳极包括中心部和表面部的过渡金属浓度相异的阳极活性物质及碳大表面积结构体与碳小表面积结构体以70至10：30至90重量比相混合的导电材料。

(三)有益效果

本发明的锂二次电池的阳极在构成阳极活性物质的金属中的一种以上的中心部和表面部的浓度相异，同时以特定范围混合两种以上的导电材料，相比现有的锂二次电池，可具有稳定性优异且低温特性及功率特性高的特性。

附图说明

图1是示出本发明一例的阳极活性物质的截面的图。

图2是通过本发明的实施例1至6制造的阳极活性物质的截面SEM图像。

图3是通过本发明的实施例7至12制造的阳极活性物质的截面SEM图像。

图4是通过本发明的比较例1至6制造的阳极活性物质的截面SEM图像。

具体实施方式

下面参照具体例来详细说明本发明的锂二次电池。但本发明中公开的具体例或实施例仅是用于详细说明本发明的一个参照，本发明并不限定于此，而能够体现为多种形态。

并且，若未在说明书中另行定义，所有技术术语及科学术语与本发明所属领域的技术人员所一般理解的具有相同的意思。本发明中的说明所使用的术语仅在于有效描述特定具体例，并不在于限定本发明。

本发明的发明人为解决现有锂二次电池的缺点即较低的放电功率和低温下放电容量的低下而重复进行研究的过程中，通过使用阳极活性物质的中心部和表面部的浓度相异的阳极活性物质来调整阳极所包括的两种以上的导电材料的组合比，确认了能够提高放电功率并能够抑制低温下的放电容量低下而完成了本发明。