[发明专利]正极活性材料、制造它的方法以及包括它的全固体电池

说明书

本申请公开一种能够抑制芯和固体电解质之间的反应的正极活性材料、一种制造该正极活性材料的方法以及一种包括该正极活性材料的全固体电池。本申请提供一种用于全固体电池的正极活性材料，其包括：包含含锂金属氧化物的芯、和涂覆至芯的表面的包含LiI的涂层。

技术领域

本公开内容涉及一种正极活性材料、一种制造该正极活性材料的方法以及一种包括该正极活性材料的全固体电池。更具体地，本公开内容涉及一种能够抑制芯和固体电解质之间的反应的正极活性材料，一种制造该正极活性材料的方法以及一种包括该正极活性材料的全固体电池。

背景技术

锂二次电池可以用作从手机、笔记本电脑和小型家用电子设备到车辆和大容量电力存储设备等的各种电子装置的电源，因此对锂二次电池的需求正在增加。

现有的锂二次电池通常使用含有有机物的液体电解质。这些液体电解质有利地具有高的锂离子导电性，但由于高温下的液体泄漏、着火或爆炸的危险，所以需要额外的安全特性。

为了解决与液体电解质相关的安全问题，近来已经开发了使用固体电解质的全固体电池。

一般的全固体电池大致包括正极层、固体电解质层和负极层。

正极层包含正极活性材料和固体电解质，并且还包含导电材料和粘合剂。

固体电解质层包含固体电解质并且还包含聚合物。

与正极层类似，负极层包含负极活性材料和固体电解质，并且还包含导电材料和粘合剂。

然而，全固体电池的问题在于，构成正极层的正极活性材料和固体电解质不稳定，并且相互反应而形成新层，这导致电池性能显著劣化。

为了防止这个问题，通过用能够改善界面稳定性的材料涂覆正极活性材料的表面来改善电池性能的研究已在持续进行中。

发现通过用Li₃BO₃涂覆正极活性材料的表面，可以改善界面稳定性，同时促进锂离子的传输，从而提高能量密度和功率特性，所述Li₃BO₃是代表性的基于氧化物的固体电解质。

然而，与基于硫化物的固体电解质相比，Li₃BO₃的离子导电性低且柔性差。因此，需要改进的正极活性材料。

发明内容

本发明通过提供能够抑制电极芯和固体电解质之间的反应的正极活性材料、制造该电极活性材料以及包括该电极活性材料的全固体电池的方法来解决以上问题。

根据本公开内容，以上和其它目的可以通过提供一种用于全固体电池的正极活性材料来实现，该正极活性材料包括：包含含锂金属氧化物的芯和涂覆至芯的表面的包含LiI的的涂层。

芯可包含LiCoO₂，并且涂层可包含Li₃BO₃和LiI的混合物。

基于芯和涂层的总重量，涂层可以以约0.001wt％至约20wt％的量存在。

涂层优选以约0.05wt％至约0.1wt％的量存在。

以摩尔为基准，涂层可包含比例为约9:1至约8:2的Li₃BO₃和LiI。

本发明还提供一种制造用于全固体电池的正极活性材料的方法，该方法包括以下步骤：制备包含含锂金属氧化物的芯；将氢氧化锂(LiOH)、硼酸(H₃BO₃)和碘化锂(LiI)作为涂料组合物与溶剂混合以制备涂料溶液；以及使涂料溶液与芯以湿法进行反应以在芯表面上形成包含Li₃BO₃和LiI的混合物的涂层。