[发明专利]二次电池用正极活性物质以及包含该物质的二次电池

权利要求书

1.一种二次电池用正极活性物质，所述正极活性物质为包含以下化学式1的锂复合金属氧化物的具有整体式结构的一次颗粒，

其中，所述一次颗粒的平均粒径(D₅₀)为2μm～20μm，布鲁诺-埃梅特-特勒(BET)比表面积为0.15m²/g以上且低于0.5m²/g；

[化学式1]

Li_aNi_1-x-yCo_xM1_yM3_zM2_wO₂

在化学式1中，M1是选自由Al和Mn组成的组中的至少一种，M2是选自由Zr、Ti、Mg、Ta和Nb组成的组中的任意一种或两种或更多种元素，M3是选自由W、Mo和Cr组成的组中的任意一种或两种或更多种元素，并且1.0≤a≤1.5、0≤x≤0.5、0≤y≤0.5、0.005≤z0.01、0≤w≤0.04、0x+y≤0.7；

其中，所述正极活性物质在2ton·f的压力下具有3.0g/cc以上的压延密度。

2.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，在化学式1中，0.4x+y≤0.7。

3.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，镍、M1和钴中的至少一种金属元素表现出在所述活性物质中变化的浓度梯度。

4.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中：

镍、M1和钴独立地表现出在整个所述活性物质中变化的浓度梯度；

镍的浓度以从所述活性物质的中心至其表面的方向的浓度梯度降低；并且

钴和M1的浓度以从所述活性物质的中心至其表面的方向的浓度梯度独立地增加。

5.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，所述M1是锰(Mn)。

6.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，所述正极活性物质具有多面体形状。

7.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，所述正极活性物质具有0.5～1.0的由以下数学式1定义的粒径分布值Dcnt：

[数学式1]

Dcnt＝[Dn90-Dn10]/Dn50

在数学式1中，Dn90、Dn10和Dn50分别是在90％、10％和50％下测量的数均粒径。

8.如权利要求1所述的二次电池用正极活性物质，其中，所述正极活性物质在2ton·f的压力下具有3.0g/cc至4.5g/cc的压延密度。

9.一种权利要求1所述的二次电池用正极活性物质的制造方法，所述方法包括：

通过混合镍原料、钴原料和M1原料然后进行反应来制备前体的步骤；此处，M1是选自由Al和Mn组成的组中的至少一种元素；

将所述前体与锂原料和M3原料混合以使Li/Me的摩尔比为2.0以上，然后在硼类烧结添加剂的存在下在700℃～900℃下烧结的步骤；此处，M3是选自由W、Mo和Cr组成的组中的任意一种或两种或更多种元素，Me＝所述前体中的金属元素和元素M3的总和；和

对作为所述烧结的结果获得的产物进行洗涤以使在最终制造的正极活性物质中Li/Me’的摩尔比为1.0～1.5，然后在150℃～400℃下干燥的步骤；Me’＝所述正极活性物质中除锂之外的金属元素的总和。

10.如权利要求9所述的二次电池用正极活性物质的制造方法，其中，在所述前体的制备或所述烧结中进一步添加M2原料；M2是选自由Zr、Ti、Mg、Ta和Nb组成的组中的任意一种或两种或更多种元素。