[发明专利]用于可再充电锂电池的正极活性物质、其制造方法以及包括其的可再充电锂电池

说明书

提供了用于可再充电锂电池的正极活性物质，正极活性物质包括相对于除锂之外的总金属量含有大于或等于60mol％的镍含量的镍类复合氧化物以及设置在镍类复合氧化物的表面上的涂层，其中涂层包括氟化锂(LiF)和通过燃烧金属氧化物和氟类有机材料产生的金属氟化物。

技术领域

公开了用于可再充电锂电池的正极活性物质、用于制备该正极活性物质的方法以及包括该正极活性物质的可再充电锂电池。

背景技术

随着便携电子设备、通信设备等的发展，需要开发具有高能量密度的可再充电锂电池。

可再充电锂电池包括正电极和负电极，该正电极和负电极包括形成在电极集电器上的包括电极活性物质的电极活性物质层。正极活性物质主要是锂离子的嵌入材料，并且可以是诸如锂钴氧化物(Li_xCoO₂)、锂镍氧化物(Li_xNiO₂)、锂镍钴氧化物(Li_x(NiCoMn)O₂)、锂镍钴锰氧化物(Li_x(NiCoMn)O₂)、尖晶石型锂锰氧化物(Li_xMn₂O₄)、二氧化锰(MnO₂)的氧化物，或诸如锂铁磷酸盐(Li_xFePO₄)、锂锰磷酸盐(Li_xMnPO₄)等的橄榄石型或NASICON型磷酸盐，硅酸盐，聚合物材料等。

负极活性物质可以是能够嵌入金属锂、其合金或锂离子的化合物，并且可以是聚合物材料或碳材料，例如诸如人造或天然石墨等的石墨类材料，非石墨化碳，或石墨化碳，碳纳米管(CNT)，碳纳米纤维(CNF)，碳纳米壁(CNW)。

发明内容

[技术问题]

实施方式提供了用于可再充电锂电池的正极活性物质，该正极活性物质能够在充电和放电期间促进锂的嵌入/脱嵌，并且具有优异的循环寿命特性和表面上残余锂的低存量。

另一实施方式提供了制备用于可再充电锂电池的正极活性物质的方法。

另一实施方式提供了包括用于可再充电锂电池的正极活性物质的可再充电锂电池。

[技术方案]

根据实施方式，用于可再充电锂电池的正极活性物质包括镍类复合氧化物和镍类复合氧化物的表面上的涂层，镍类复合氧化物相对于除锂以外的金属总量具有大于或等于60mol％的镍含量，

其中涂层包括氟化锂(LiF)；以及通过燃烧金属氧化物和氟类有机材料而产生的金属氟化物。

镍类复合氧化物可以是由化学式1表示的复合氧化物。

[化学式1]

Li_a(Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z)O₂

在化学式1中，M是选自硼(B)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锆(Zr)以及铝(Al)的元素，

0.95≤a≤1.3，x≤(1-x-y-z)，y≤(1-x-y-z)，0x1，0≤y1，并且0≤z1。

氟化锂和金属氟化物可以以纳米级微粒的形式存在。

涂层可以包括10wt％至90wt％的氟化锂和10wt％至90wt％的金属氟化物。

金属氧化物可以是包括选自除镍以外的过渡金属中的元素、能够与氟反应的第13族元素以及能够与氟反应的第14族元素的氧化物。