[发明专利]锂二次电池用正极活性物质、其制造方法及包括其的锂二次电池

说明书

本发明的一实施例所涉及的锂二次电池用正极活性物质包括：锂过渡金属复合氧化物；以及掺杂金属，掺杂于上述锂过渡金属复合氧化物，上述掺杂金属至少包括2种以上，上述掺杂金属的平均氧化数大于3.5。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性物质、其制造方法以及包括其的锂二次电池。

背景技术

最近，作为便携型小型电子设备的电源而备受关注的锂二次电池随着使用有机电解液，相比于使用现有的碱性水溶液的电池表现出高2倍以上的高放电电压，最终成为表现出高能量密度的电池。

作为锂二次电池的正极活性物质亦即锂过渡金属复合氧化物，主要使用LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂(0＜x＜1)等这样具有能够实现锂离子的嵌入的结构的由锂和过渡金属构成的氧化物。如今，在相关产业上最广泛使用的正极活性物质是LiCoO₂，在将其用于锂二次电池时，能够改善充电放电以及放电电压的特性。

但是，包括LiCoO₂的锂二次电池存在随着重复进行充电放电其特性(例如，寿命特性、高温特性、热稳定性等)急速下降的问题。这是因为，随着锂二次电池的使用其内部的LiCoO₂有热化的趋势，在高温下这种问题会更严峻。

为了解决该问题，正在进行试图在已经商业化的LiCoO₂的表面上进行金属氧化物或者氟氧化物的涂布等，用于改善锂二次电池的活性物质的许多研究。

发明内容

技术课题

本发明的目的在于，提供一种向锂过渡金属复合氧化物掺杂平均氧化数大于3.5的金属的正极活性物质。

另外，本发明所要解决的技术课题并不局限于上面提及的技术课题，未提及的其它技术课题能够通过下述描述被本领域技术人员明确理解。

解决课题的手段

本发明的一实施例所涉及的锂二次电池用正极活性物质包括：锂过渡金属复合氧化物；以及掺杂金属，掺杂于上述锂过渡金属复合氧化物，上述掺杂金属至少包括2种以上，上述掺杂金属的平均氧化数大于3.5。

上述掺杂金属可以包括：选自包括铝，硼、镓、铟、钛、锆、铪、钒、铌、钽以及铊的组中的至少1种(M¹)；以及选自包括钼、铬以及钨的组中的至少1种(M²)。

上述锂二次电池用正极活性物质可以由下述化学式1表示。

[化学式1]

Li_a(Ni_xCo_yMn_1-x-y)_b(M¹_zM²_1-z)_cO₂

上述化学式1中，0.95≤a≤1.1，0＜b＜1，0＜c＜0.02，0.5≤x＜1，0≤y≤0.2，0.5≤z＜1。

上述z可以为0.7以上。

上述x可以为0.8以上。

上述c可以为约0.01以下。

本发明的一实施例所涉及的锂二次电池用正极活性物质的制造方法包括：步骤1)，向过渡金属前驱体和锂前驱体的混合物混合平均氧化数大于+3.5的掺杂金属前驱体；以及步骤2)，将上述步骤1)中制造的上述混合物烧结而形成正极活性物质，上述正极活性物质可以由下述化学式1表示。

[化学式1]