[发明专利]镍活性物质前驱体、其制备方法、镍活性物质以及锂二次电池

说明书

公开了用于锂二次电池的镍活性物质前驱体、用于制备镍活性物质前驱体的方法、通过方法制备的用于锂二次电池的镍活性物质和具有包含镍活性物质的正极的锂二次电池，镍活性物质前驱体包括核、布置在核上的中间层和布置在中间层上的壳，其中，核、中间层和壳的孔隙率顺序地减小，并且中间层和壳具有径向布置结构。

技术领域

本公开涉及用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体、制备该镍基活性物质前驱体的方法、通过该镍基活性物质前驱体制备的用于锂二次电池的镍基活性物质以及包括包含该镍基活性物质的正极的锂二次电池。

背景技术

随着便携式电子设备、通信设备等的发展，对具有高能量密度的锂二次电池的需求不断增加。

已经使用锂镍锰钴复合氧化物、锂钴氧化物等作为锂二次电池的正极活性物质。然而，当使用这样的正极活性物质时，随着反复充电和放电，在初级颗粒单元中产生了裂纹，从而减少了锂二次电池的长寿命，增大了电池电阻，并且无法满足期望的电池容量特性。因此，需要改善这些特性。

发明内容

技术问题

提供了一种具有提高的锂离子利用率的用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体。

提供了一种制备镍基活性物质前驱体的方法。

提供了一种由镍基活性物质前驱体获得的镍基活性物质和一种包括包含镍基活性物质的正极的锂二次电池。

技术方案

根据本公开的一方面，用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体包括：核；中间层，位于核上；以及壳，位于中间层上，其中，孔隙率按照核、中间层和壳的顺序逐渐减小，并且中间层和壳中的每个具有径向布置结构。

根据本公开的另一方面，制备用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体的方法包括以下步骤：第一步骤，通过将络合剂、pH调节剂和用于形成镍基活性物质前驱体的金属原材料反应来形成镍基活性物质前驱体的核；第二步骤，在第一步骤中获得的核上形成中间层；第三步骤，在第二步骤中获得的中间层上形成壳，其中，第二步骤和第三步骤的搅拌功率低于第一步骤的搅拌功率。

第一步骤、第二步骤和第三步骤的反应混合物的pH水平相同，并且络合剂的浓度按照第一步骤、第二步骤和第三步骤的顺序逐渐增大。

根据本公开的另一方面，锂二次电池包括包含用于锂二次电池的镍基活性物质的正极。

有益效果

根据示例实施例的用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体具有从核到壳的密度梯度，因此减小了锂扩散的阻力。通过使用包括由镍基活性物质前驱体获得的镍基活性物质的正极，可以制造具有增加的放电容量和改善的充电/放电效率的锂二次电池。

附图说明

图1a示意性地示出根据示例实施例的镍基活性物质前驱体的结构。

图1b是示出板颗粒的形状的示意图。

图1c是用于描述根据示例实施例的镍基活性物质的次级颗粒中的径向布置的定义的图。

图2示意性地示出根据示例实施例的锂二次电池的结构。

图3和图4是示出在评价高温寿命特性之后根据制造示例1和制造示例2以及对比示例1制备的币型半电池的正极的状态的扫描电镜图像。

[附图标记]

10：核 11：中间层

12：壳

21：锂二次电池 22：负极

23：正极 24：隔膜