[发明专利]锂钴类正极活性材料、其制造方法、包含所述锂钴类正极活性材料的正极和二次电池

说明书

本发明涉及一种锂钴类正极活性材料，包含钠和钙，其中基于所述锂钴类正极活性材料的总重量，钠和钙的总量是150ppm至500ppm；和其制造方法。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2017-0168694的权益，该韩国专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含所述锂钴类正极活性材料的正极和二次电池，更具体地，涉及即使在4.45V以上的高电压驱动期间也具有优异的循环特性的锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含所述锂钴类正极活性材料的正极和二次电池。

背景技术

随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在这样的二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经被商业化并且被广泛使用。

已经积极开发和使用的锂二次电池用正极活性材料的一个实例是具有层状结构的LiCoO₂。LiCoO₂由于其合成容易实现并且其电化学性能包括寿命特性优异而被最广泛使用。然而，由于LiCoO₂具有不佳的结构稳定性，因此在将LiCoO₂应用于高容量电池技术时存在局限。

因此，已经提出了通过将诸如Al、Zr等金属的氧化物涂布在锂钴氧化物粒子的表面上来改善锂钴氧化物的结构稳定性的技术。如上文所述涂有金属氧化物的锂钴氧化物在具有小于4.45V的驱动电压的电池中表现出优异的电化学性能。然而，根据本发明人的研究，当将涂有金属氧化物的锂钴氧化物应用于具有4.45V以上的驱动电压的电池时，循环特性迅速劣化。

因此，需要开发即使在应用于高电压时也具有优异的循环特性的锂钴类正极活性材料。

发明内容

技术问题

本发明正是为解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种锂钴类正极活性材料，所述锂钴类正极活性材料即使在4.45V以上的高电压下被驱动的情形下，也显示出优异的循环性能。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种锂钴类正极活性材料，包含钠和钙，其中基于所述锂钴类正极活性材料的总重量，钠和钙的总量是150ppm至500ppm。

此时，所述钠和钙可以被包含在锂位点中。

具体地，所述锂钴类正极活性材料可以由下式1表示。

[式1]

Li_1-xM¹_xCo_1-yM²_yO₂

在式1中，M¹包含Na和Ca，M²是选自由Al、Mg、W、Mo、Zr、Ti、Fe、V、Cr、Ba、Ca和Nb组成的组中的一种以上，并且0x≤0.1并且0≤y≤0.2。

根据本发明的另一个方面，提供了一种锂钴类正极活性材料的制备方法，所述方法包括将含有钠和钙并且钠和钙的总量为600ppm以下的钴前体与锂原料混合以制备混合物；以及烧制所述混合物以制备锂钴类正极活性材料，其中基于所述锂钴类正极活性材料的总重量，钠和钙的总量是150ppm至500ppm。

根据需要，所述锂钴类正极活性材料的制备方法还可以包括在所述制备混合物之前，测量钴前体中钠和钙的含量的步骤。