[发明专利]锂二次电池用正极材料以及包含该材料的锂二次电池用正极和锂二次电池

说明书

本发明涉及一种锂二次电池用正极材料，本发明的锂二次电池用正极材料包含第一正极活性材料和第二正极活性材料，其中，第一正极活性材料和第二正极活性材料是其包含如镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)等过渡金属的锂复合过渡金属氧化物，第一正极活性材料的平均粒径(D₅₀)大于第二正极活性材料，第一正极活性材料的锂的摩尔数相对于过渡金属的总摩尔数之比(Li/Me)₁为大于1且小于或等于1.5，第二正极活性材料的锂(Li)的摩尔数相对于过渡金属的总摩尔数之比(Li/Me)₂为0.9至1，并且第二正极活性材料的晶粒尺寸为180nm以上。

[技术领域]

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月23日提交的韩国专利申请10-2018-0058423号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极材料以及包含该材料的锂二次电池用正极和锂二次电池。

[背景技术]

近来，随着使用电池的电子设备(诸如移动电话、笔记本计算机和电动车辆)的迅速普及，对具有小尺寸和轻重量以及相对较高容量的二次电池的需求迅速增长。特别是，由于锂二次电池具有小尺寸和轻重量以及高能量密度，因此其作为用于便携式设备的驱动电源受到关注。结果，已经积极地进行了研究和开发工作以改善锂二次电池的性能。

锂二次电池包括填充在正极和负极之间的有机电解液或聚合物电解液，其由能够使锂离子嵌入和脱嵌的活性材料构成，并且当锂离子在正极和负极中嵌入/脱嵌时，通过氧化和还原而产生电能。

锂二次电池的正极活性材料或正极材料通常使用锂钴氧化物(LiCoO₂)，除此之外，还考虑了使用具有层状晶体结构的LiMnO₂或具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄或锂镍氧化物(LiNiO₂)。

近来，为了实现高容量和高压下的高输出，已经公开了使用含有过量锂的锂过渡金属氧化物(其中锂含量高于过渡金属含量)作为正极活性材料的技术。但是，由于含有过量锂的锂过渡金属氧化物具有较高的不可逆容量，并且在利用多余锂的高压活化中，锂以外的氧释放到活性材料结构的外部，因此存在下述问题：活性材料结构坍塌并出现电压骤降现象，从而加速电池电芯的劣化。

因此，现有技术亟需能够显示出改善的输出和容量特性并改善结构稳定性的正极活性材料。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国专利第10-1510940号

[发明内容]

[技术问题]

本发明旨在提供一种锂二次电池用正极材料，其使用特定的大颗粒和小颗粒而具有增强的输出和循环特性以及改善的热稳定性。

本发明还旨在提供包含上述锂二次电池用正极材料的锂二次电池用正极和锂二次电池。

[技术方案]

本发明提供了一种锂二次电池用正极材料，其包含第一正极活性材料和第二正极活性材料，其中，第一正极活性材料和第二正极活性材料是包含如镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)等过渡金属的锂复合过渡金属氧化物，第一正极活性材料的平均粒径(D₅₀)大于第二正极活性材料，第一正极活性材料的锂的摩尔数相对于过渡金属的总摩尔数之比(Li/Me)₁为大于1且小于或等于1.5，第二正极活性材料的锂(Li)的摩尔数相对于过渡金属的总摩尔数之比(Li/Me)₂为0.9至1，并且第二正极活性材料的晶粒尺寸为180nm以上。