[发明专利]锂二次电池用正极活性材料、其制备方法和包含其的锂二次电池用正极

权利要求书

1.一种锂二次电池用正极活性材料，其包含：

锂钴氧化物粒子；和

位于所述锂钴氧化物粒子的表面上的表面处理层，

其中所述锂钴氧化物粒子包含所述粒子的表面侧中的贫锂的锂钴氧化物，所述贫锂的锂钴氧化物具有小于1的Li/Co摩尔比、包含在Fd-3m空间群中并且具有立方型晶体结构，并且

所述表面处理层包含锂化合物，所述锂化合物包含选自过渡金属和13族元素中的至少一种元素，所述锂化合物抑制所述锂钴氧化物粒子与电解质的副反应，

其中所述贫锂的锂钴氧化物包含下式1的第一锂钴氧化物：

[式1]Li_1-aCoM_xO₂

式1中，M包含选自W、Mo、Zr、Ti、Mg、Ta、Al、Fe、V、Cr、Ba、Ca和Nb中的至少一种金属元素，且“a”和“x”满足以下关系式：0a≤0.05且0≤x≤0.02。

2.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性材料，其中相对于所述锂钴氧化物粒子的平均粒径，所形成的所述表面处理层的厚度比为0.001～1。

3.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述锂钴氧化物粒子包含所述粒子的表面中以及如下区域中的贫锂的锂钴氧化物，所述区域对应于相对于从所述粒子的表面到中心的距离r从所述粒子的表面起算从0％至小于100％的距离。

4.根据权利要求1所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述锂钴氧化物粒子具有包含核部和位于所述核部的表面上的壳部的核-壳结构，

其中所述壳部包含下式1的第一锂钴氧化物，且

所述核部包含下式2的第二锂钴氧化物：

[式1]Li_1-aCoM_xO₂

[式2]Li_bCoM’_yO₂

式1和2中，M和M’各自独立地包含选自W、Mo、Zr、Ti、Mg、Ta、Al、Fe、V、Cr、Ba、Ca和Nb中的至少一种金属元素，且“a”、“b”、“x”和“y”满足以下关系式：0a≤0.05，1≤b≤1.2，0≤x≤0.02，且0≤y≤0.02。

5.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中

所述第一锂钴氧化物包含在Fd-3m空间群中且具有立方型晶体结构，并且

所述第二锂钴氧化物具有层状晶体结构。

6.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述壳部为如下区域，该区域对应于相对于从所述锂钴氧化物粒子的表面到中心的距离从所述表面起算从0％至99％的距离。

7.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述核部和壳部具有1:0.01～1:0.1的厚度比。

8.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述核部和壳部各自包含在朝向所述锂钴氧化物粒子的中心的方向上以增加的浓度梯度分布的锂。

9.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中所述核部中的锂浓度梯度和所述壳部中的锂浓度梯度具有相同或不同的梯度值。

10.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中

所述核部包含浓度高于所述壳部的锂，并且

所述核部和所述壳部中的至少一者在相应区域中包含以一个浓度值存在的锂。

11.根据权利要求4所述的锂二次电池用正极活性材料，其中

锂从所述锂钴氧化物粒子的表面向中心以逐渐增加的浓度梯度分布，并且

式1和2中，“a”在0a≤0.05的范围内在朝向所述粒子的中心的方向上逐渐减小，且“b”在1≤b≤1.2的范围内在朝向所述粒子的中心的方向上逐渐增大。