[发明专利]二次电池用正极活性材料和包含其的二次电池

说明书

本发明提供一种二次电池用正极活性材料和包含所述正极活性材料的二次电池，所述正极活性材料包含在包含锂复合金属氧化物的核的表面上的含有碱金属氧化物和碱土金属氧化物的非晶态玻璃的表面处理层，由此降低湿气反应性，从而防止由湿气导致的所述正极活性材料的劣化和在驱动电池时气体的产生。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2015-0169172号的权益，通过参考将其公开内容以其完整形式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种二次电池用正极活性材料和包含其的二次电池，在所述正极活性材料中可以防止由于湿气而造成的正极活性材料的劣化和在电池运行期间气体的产生。

背景技术

随着关于移动设备的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。

然而，随着充放电的进行，锂二次电池存在寿命快速缩短的局限。所述局限对于具有长寿命和高电压的电池更严重。原因在于，由于电池中的湿气或其它影响而导致电解质分解或活性材料劣化，并产生电池内阻的升高现象。特别地，在正极材料的情况中，如果正极活性材料自身的劣化变差，则正极活性材料的构成元素的溶出增加，由此电池的寿命快速劣化或在高电压下电池不能使用。

为了克服上述局限，已经提出了在正极活性材料的表面上形成表面处理层的方法。其中，在其稳定性在高电压下和电解质中得到确认的铝类表面处理层的情况下，在处于结晶状态的粒子表面上施加涂层，且在全部活性材料上均匀涂布是困难的。此外，由于铝类化合物本身的结晶性，发生内阻升高的缺陷。此外，在硼(B)类涂布材料的情况下，获得了非晶态的均匀涂层，并且不会抑制锂离子从正极材料向电解质的转移。然而，由于硼酸盐类玻璃与湿气反应，所以随着与电解质的反应时间的增加涂层不能发挥其作用。

因此，迫切需要开发能够克服上述局限并提高锂二次电池性能的正极活性材料。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是提供一种二次电池用正极活性材料及其制备方法，在所述正极活性材料中可以通过降低湿气反应性来防止由于湿气而导致的正极活性材料的劣化和在电池运行期间气体的产生。

本发明的另一个方面是提供一种包含所述正极活性材料的二次电池用正极、锂二次电池、电池模块以及电池组。

技术方案

为了解决这些任务，根据本发明的一个方面，提供一种锂二次电池用正极活性材料，所述正极活性材料包含：核，所述核包含锂复合金属氧化物；和表面处理层，所述表面处理层位于所述核的表面上，其中所述表面处理层包含含有碱金属氧化物和碱土金属氧化物的非晶态玻璃。

根据本发明的另一个方面，提供一种制备锂二次电池用正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将包含锂复合金属氧化物的核与包含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的非晶态玻璃混合；以及在500℃以下的温度下进行热处理。

根据本发明的另一个方面，提供一种包含上述正极活性材料的正极、锂二次电池、电池模块和电池组。

本发明实施方案的其他特定方面包括在下面的详细描述中。

有益效果

由于在根据本发明的二次电池用正极活性材料的表面上形成有含有碱金属氧化物和碱土金属氧化物的非晶态玻璃的表面处理层，所以可以降低湿气反应性，并可以防止由于湿气而导致的正极活性材料的劣化和在电池运行期间气体的产生。此外，正极活性材料由于其热稳定性和化学稳定性的改善而可以显示出优异的寿命特性和高电压下的稳定性，并且可用作用于4.4V以上高电压的电池的正极活性材料。

附图说明