[发明专利]镍基活性物质前驱体及其制备方法、镍基活性物质以及锂二次电池

说明书

公开了一种用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体、一种用于制备该镍基活性物质前驱体的方法、通过该方法制备的用于锂二次电池的镍基活性物质以及一种具有包含该镍基活性物质的正极的锂二次电池，该镍基活性物质前驱体包括：多孔的第一核；第二核，布置在多孔的第一核上，第二核的密度高于多孔的第一核的密度；以及壳，布置在第二核上，并且具有径向排列结构，其中，第一核中的镍含量大于或等于第二核中的镍含量，并且第二核中的镍含量大于壳中的镍含量。

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、由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和通信设备等的发展，对具有高能量密度的锂二次电池的需求不断增加。

锂镍锰钴复合氧化物和锂钴氧化物等已用作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，随着重复的充电和放电，在初级颗粒单元中出现裂缝，从而缩短了锂二次电池的长寿命，增大了电池电阻，并且不能满足期望的电池容量特性。因此，需要改善这些特性。此外，当增加镍的量以制备具有高容量的正极活性物质时，在表面上形成NiO，该形成导致电池充电和放电时的结构塌陷和寿命的劣化。

发明内容

技术问题

提供了一种具有稳定的表面的用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体，该锂二次电池具有增大的锂离子利用率和增加的寿命。

提供了一种制备镍基活性物质前驱体的方法。

提供了一种从该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该镍基活性物质的正极的锂二次电池。

技术方案

根据本公开的一个方面，一种用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体包括：

多孔的第一核；

第二核，位于第一核上并且具有比第一核的密度高的密度；以及

壳，位于第二核上并且具有径向排列结构，

其中，包括在第一核中的镍的量大于或等于第二核中的镍的量，并且包括在第二核中的镍的量大于壳中的镍的量。

根据本公开的另一方面，一种制备用于二次锂电池的镍基活性物质前驱体的方法包括：

形成多孔的第一核的第一步骤；以及

形成位于第一核上并且具有比第一核的密度高的密度的第二核的第二步骤，

其中，镍基活性物质前驱体包括位于第二核上并且具有径向排列结构的壳，

第一核中的镍的量大于或等于第二核中的镍的量，并且第二核中的镍的量大于壳中的镍的量，

i)每个步骤中的反应混合物具有10至12的pH，并且在第三步骤中以与在第一步骤和第二步骤中供应镍原材料的速度相比减小的速度供应镍原材料，或者

ii)每个步骤中的反应混合物具有10至12的pH，并且在第二步骤中以与在第一步骤中供应金属原材料的速度相比增大的速度供应金属原材料，而在第三步骤中以等于在第二步骤中供应金属原材料的速度或与在第二步骤中供应金属原材料的速度相比减小的速度供应镍原材料。

在制备镍基活性物质前驱体的方法中，当在第三步骤中供应金属原材料的速度等于在第二步骤中供应金属原材料的速度时，第三步骤中反应混合物的pH比第二步骤中反应混合物的pH低0.4至0.6。

根据本公开的另一方面，从镍基活性物质前驱体获得镍基活性物质。

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。