[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池，该锂二次电池包括正电极、包括负极活性物质的负电极以及电解质，其中正电极包括化学式1中的锂锰钴氧化物的第一正极活性物质，以及吸收和释放锂离子的锂过渡金属氧化物的第二正极活性物质；第一正极活性物质的平均颗粒直径(D50)小于第二正极活性物质的平均颗粒直径(D50)；并且第一正极活性物质具有比负极活性物质的第1次充电/放电效率更低的第1次充电/放电效率，并且在第1次充电/放电期间具有的不可逆容量大于负极活性物质在第1次充电/放电期间的不可逆容量。

技术领域

公开了锂二次电池。

背景技术

便携式信息装置(比如移动电话、笔记本电脑、智能电话等)或电动汽车已经使用锂二次电池。

锂二次电池由正电极、负电极和电解质组成。就正电极的正极活性物质而言，已经使用具有能够嵌入锂离子的结构的锂-过渡金属氧化物，比如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNi_1-xCo_xO₂(0x1)等。其中，锂钴氧化物(LiCoO₂)是最广泛使用的正极活性物质。

最近，对于增加锂二次电池的能量密度的需求快速增加。因为锂二次电池的能量密度由正极活性物质和负极活性物质的可逆容量决定，所以为了增加正极活性物质和负极活性物质的可逆容量，已经进行了各种研究。

为了增加锂二次电池的可逆容量，应增加目前使用的充电电压(相对于Li/Li的4.3V)，并且为了该目的，已经进行了具有大于或等于相对于Li/Li⁺的4.5V的充电电压的锂二次电池的开发。

另外，因为正极活性物质，例如LiCoO₂的第一次循环的充电和放电效率高至98％至99％，而负极活性物质，例如石墨的第一次循环的充电和放电效率稍微低至92％至94％，所以锂二次电池的可逆容量可由负电极的可逆容量决定。

因此，为了增加锂二次电池的可逆容量，必须增加负电极的充电和放电效率。

发明内容

技术问题

实施方式是提供表现出卓越的能量密度的锂二次电池。

技术方案

本发明的实施方式包括锂二次电池，该锂二次电池包括正电极、包括负极活性物质的负电极以及电解质，其中正电极包括化学式1的锂锰钴类氧化物的第一正极活性物质以及嵌入和脱嵌锂离子的锂过渡金属氧化物的第二正极活性物质，第一正极活性物质的平均颗粒直径(D50)小于第二正极活性物质的平均颗粒直径(D50)，并且

第一正极活性物质具有比负极活性物质的第1次充电/放电效率更低的第1次充电/放电效率，并且在第1次充电/放电期间具有的不可逆容量大于负极活性物质在第1次充电/放电期间的不可逆容量。

[化学式1]

Li_aMn_xCo_yM¹_kO₂

在化学式1中，a＝1.2-b，x＝0.4-2b，y＝0.4-k+3b，0≤b≤0.03，0≤k≤0.4，a+x+y+k＝2，并且M¹为Cr、Ru或其组合。

第二正极活性物质可为由化学式2表示的锂钴氧化物类。

[化学式2]

Li_1-uMg_uCo_1-tM²_tO_2-zM³_z