[发明专利]制备锂二次电池用正极活性材料前体的方法

说明书

本发明提供了一种制备双峰型正极活性材料前体的方法、通过所述制备方法制备且具有改善的堆积密度的正极活性材料前体以及包含所述正极活性材料前体的二次电池用正极和锂二次电池，所述方法不仅能够通过在单个反应器中制备具有小直径和大直径的正极活性材料前体来提高生产率，而且能够改善每单位体积的堆积密度。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2018-0152271的优先权，所述韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及制备锂二次电池用正极活性材料前体的方法、通过所述方法制备的正极活性材料前体以及包含所述正极活性材料前体的锂二次电池。

背景技术

随着移动设备的技术发展和需求增加，对作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。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被广泛使用。

作为锂二次电池的正极活性材料，使用锂过渡金属复合氧化物。在这些锂过渡金属复合氧化物中，主要使用具有高工作电压和优异容量性能的锂钴复合金属氧化物如LiCoO₂。然而，由于因脱锂引起的晶体结构的不稳定，所以LiCoO₂具有非常差的热性能。而且，LiCoO₂昂贵，因此在大量用作电动车辆等的电源方面具有局限性。

作为代替LiCoO₂的材料，已经开发了锂锰复合金属氧化物(LiMnO₂、LiMn₂O₄等)、磷酸铁锂化合物(LiFePO₄等)或锂镍复合金属氧化物(LiNiO₂等)等。在上述材料中，已经积极地研究和开发了具有约200mAh/g的高可逆容量的锂镍复合金属氧化物，从而容易地实现了高容量电池。然而，当与LiCoO₂进行比较时，LiNiO₂具有较低的热稳定性，并且具有以下问题：当在充电状态下由于外部压力等而出现内部短路时，正极活性材料本身分解，从而引起电池破裂和着火。因此，作为改善LiNiO₂的差的热稳定性并同时维持其优异的可逆容量的方法，已经开发了Ni的一部分被Co、Mn或Al置换的锂-镍-钴金属氧化物。

然而，锂-镍-钴金属氧化物具有其容量低的问题。为了提高锂-镍-钴金属氧化物的容量，已经研究了增加镍含量的方法或者增加正极活性材料的每单位体积的堆积密度的方法。

通常，为了制备每单位体积的堆积密度高的高密度正极活性材料，已经使用了制备小直径前体和大直径前体中的每一个、然后将其混合在一起并烧制的方法，或者将所制备的前体分别回收、混合在一起、然后烧制的方法。然而，在这种情况下，需要分离装置、空间等来分离和回收所制备的小直径前体和大直径前体中的每一个，并且需要单独的混合工序，从而存在如下问题：制备成本和制备时间增加。

因此，需要开发一种制备正极活性材料前体的方法，所述方法能够在减少制备成本和制备时间的同时均匀地混合小直径前体和大直径前体。

发明内容

技术问题

本发明的第一方面提供了制备双峰型正极活性材料前体的方法，所述方法不仅能够通过在单个反应器中制备具有小直径和大直径的正极活性材料前体来提高生产率，而且能够改善每单位体积的堆积密度。

本发明的第二方面提供了通过上述方法制备且具有优异的每单位体积的堆积密度的正极活性材料前体。

本发明的第三方面提供了使用所述正极活性材料前体制备且具有优异的烧制均匀性的正极活性材料以及制备正极活性材料的方法。