[发明专利]正极活性材料及包括其的锂二次电池

说明书

本发明涉及正极活性材料及包括其的锂二次电池，其中，包含在二次粒子中的一次粒子具有纵横比从上述二次粒子的中心部朝向上述二次粒子的表面部逐渐增加的纵横比梯度(aspect ratio gradient)。

技术领域

本发明涉及正极活性材料和使用包括上述正极活性材料的正极的锂二次电池，其中，包含在二次粒子中的一次粒子呈现纵横比从上述二次粒子的中心部朝向上述二次粒子的表面部逐渐增加的纵横比梯度(aspect ratio gradient)。

背景技术

电池利用在正极和负极能够发生电化学反应的物质来存储电力。这样的电池的代表性实例为在正极和负极的锂离子的嵌入/脱嵌过程中由化学势(chemical potential)的变化存储电能的锂二次电池。

上述锂二次电池使用可逆地嵌入或脱嵌锂离子的材料作为正极活性材料和负极活性材料，并在上述正极和负极之间填充有机电解液或聚合物电解液来制成。

作为锂二次电池的正极活性材料，已经研究了锂复合氧化物，例如，LiCoO₂、LiMN₂O₄、LiNiO₂、LiMnO₂等。

在上述正极活性材料中，尽管广泛使用具有优异寿命特性和充放电效率的LiCoO₂，但是上述材料由于用作原料的钴的资源有限而价格高，因此在价格竞争性方面具有局限性。

LiMnO₂、LiMN₂O₄等锂锰氧化物虽然具有热稳定性好，价格低廉的优点，但存在容量小，高温特性不好等问题。另外，LiNiO₂系正极活性材料虽然具有高放电容量的电池特性，但因Li和过渡金属之间的阳离子混排(cation mixing)问题，合成非常难，随之在率(rate)特性方面存在很大的问题。

另外，根据上述阳离子混合的深化程度，产生大量的Li副产物，而因大部分Li副产物由LiOH及Li₂CO₃的化合物构成，从而存在在制造正极浆料时发生凝胶(gel)化的问题和制造电极之后，随着充放电的进行产生气体的问题。残留Li₂CO₃通过增加电池的膨胀现象，不仅减少循环，而且会导致电池的膨胀。

(现有技术文献)

(专利文献)

(专利文献1)韩国公开专利公报号10-2015-0069334

发明内容

技术问题

在锂二次电池市场中，电动汽车用锂二次电池的成长在市场中起主导作用，而锂二次电池中使用的正极材料的需求也在不断变化。

例如，以往从确保安全性的观点上主要使用利用LFP的锂二次电池，但是近来，与LFP相比，具有每单位重量能量容量大的镍基锂复合氧化物的使用得到扩展。

根据这些正极材料的趋势，本发明的目的在于提供一种具有高能量密度和改善的寿命和稳定性的正极活性材料。

另外，本发明的另一目的在于提供包含本文定义的正极活性材料的正极浆料组合物。

另外，本发明的再一目的在于提供锂二次电池，上述锂二次电池包括正极，上述正极通过将本文定义的正极浆组合物涂覆在集电体来形成。

本发明的目的并不限于以上言及的目的(例如，电动汽车用途)，并未言及的本发明的其它目的以及优点能够通过后述的说明进行理解，且通过本发明的实施例能够更清楚地进行理解。另外，可轻易理解本发明的目的以及优点能够通过权利要求书中的手段及其组合来实现。

解决问题的方案