[发明专利]正极活性材料的制备方法以及使用所述方法制备的正极活性材料和锂二次电池

权利要求书

1.一种具有保护层的正极活性材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(a)制备包含金属-磷-氮氧化物的前体的涂布组合物；

(b)使用溶液法利用所述涂布组合物在正极活性材料上形成前体层；以及

(c)通过对形成有前体层的正极活性材料进行热处理，在所述正极活性材料上形成金属-磷-氮氧化物保护层，其中所述金属-磷-氮氧化物保护层不包含碳，

其中在步骤(c)中，所述热处理在150℃至500℃的温度范围内实施，

其中通过含有磷-氮键的化合物与金属盐化合物的反应来制备所述金属-磷-氮氧化物的前体，

其中所述含有磷-氮键的化合物包括选自由如下化学式1和3表示的化合物中的至少一种：

[化学式1]

其中X₁彼此相同或不同，并且各自独立地为OR₁、F、Cl、Br或I，其中R₁为具有1～5个碳原子的烷基；

[化学式3]

其中X₂彼此相同或不同，并且各自独立地为R₄、OR₅、NR₆R₇、F、Cl、Br或I，其中R₄～R₇彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1～10个碳原子的烷基或具有6～20个碳原子的芳基，并且

n是100至100,000的整数。

2.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中所述金属盐化合物包含选自如下元素中的至少一种：锂、钠、镁、钙、锌和铝。

3.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中所述涂布组合物包括含有磷-氮键的化合物、金属盐化合物和有机溶剂。

4.根据权利要求3所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中基于所述涂布组合物的总重量，所述涂布组合物包含0.002重量％至27重量％的量的所述含有磷-氮键的化合物、0.0005重量％至12重量％的量的所述金属盐化合物和70重量％至99.99重量％的量的所述有机溶剂。

5.根据权利要求3所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中所述涂布组合物还包含硫属元素化合物。

6.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中所述正极活性材料包含锂过渡金属氧化物。

7.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中所述正极活性材料具有球形、椭圆形、纺锤形、鳞片形、板形、纤维形、棒形、核-壳形或不规则形状。

8.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中在步骤(b)中，所述溶液法使用如下方法中的至少一种方法：喷涂、旋涂、浸涂、喷墨印刷、胶版印刷、反向胶版印刷、凹版印刷和辊筒印刷。

9.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中在步骤(c)中，所述热处理在150℃以上且低于500℃的温度范围内实施。

10.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，在步骤(c)之前，还包括除去由步骤(b)形成的所述前体层中包含的有机溶剂的步骤。

11.根据权利要求1所述的具有保护层的正极活性材料的制备方法，其中由步骤(c)形成的所述金属-磷-氮氧化物保护层包含无定形的金属-磷-氮氧化物或其衍生物。

12.一种具有保护层的正极活性材料，所述具有保护层的正极活性材料使用权利要求1至11中任一项所述的方法制备，

其中所述具有保护层的正极活性材料包含在所述正极活性材料的至少一部分上形成的金属-磷-氮氧化物保护层，

其中所述正极活性材料为粒子形式。