[发明专利]锂二次电池用正极和包含所述正极的锂二次电池

说明书

本发明提供一种正极和包含所述正极的锂二次电池，所述正极包含：正极活性材料层，所述正极活性材料层形成在正极集电器的表面上并且包含平均粒径(D₅₀)不同的两种正极活性材料、导电材料和粘合剂；和碳纳米管涂层，所述碳纳米管涂层形成在所述正极活性材料层的表面上并包含碳纳米管和粘合剂，其中所述平均粒径不同的两种正极活性材料包含具有8μm～20μm的平均粒径(D₅₀)的第一正极活性材料粒子和单个粒子形式的第二正极活性材料粒子，所述第二正极活性材料粒子具有比所述第一正极活性材料粒子的平均粒径(D₅₀)小的平均粒径(D₅₀)，并且所述正极活性材料层和所述碳纳米管涂层以90:10～99:1的厚度比形成。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月12日提交的韩国专利申请第10-2019-0098426号的优先权和权益，通过引用将其发明内容以其完整的形式并入本文中。

本发明涉及一种锂二次电池用正极和包含所述锂二次电池用正极的锂二次电池。

背景技术

随着移动装置的技术的发展和对移动装置的需求的增加，对作为能量来源的二次电池的需求急剧增加。在二次电池中，具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。

作为锂二次电池的正极活性材料，已经使用了锂过渡金属复合氧化物，并且在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的容量特性的锂钴复合金属氧化物LiCoO₂。然而，因为LiCoO₂不仅由于因锂脱嵌引起的其晶体结构的不稳定而具有非常差的热性能，而且昂贵，所以它在大量用作电动汽车领域等的电源方面存在限制。

作为替代LiCoO₂的材料，已经开发了锂锰复合金属氧化物(LiMnO₂、LiMn₂O₄等)、锂铁磷酸盐氧化物(LiFePO₄等)、锂镍复合金属氧化物(LiNiO₂等)等。其中，已经积极地对锂镍复合金属氧化物进行了研究和开发，所述锂镍复合金属氧化物具有约200mAh/g的高可逆容量并由此容易获得大容量电池。然而，LiNiO₂比LiCoO₂具有更低的热稳定性，并且当在充电状态下由于从外部施加的压力而发生内部短路时，因为正极活性材料自身分解而引起电池破裂和着火。因此，作为改善LiNiO₂的低热稳定性并同时保持其优异的可逆容量的方法，已经开发了其中一部分镍(Ni)被钴(Co)和金属元素(M)(此处，M为Mn和Al中的至少一种)置换的锂镍钴金属氧化物。

然而，在锂镍钴金属氧化物的情况下，粒子的辊压密度低，特别是当增加Ni含量以提高容量特性时，粒子的辊压密度进一步降低。此外，当对电极进行强烈辊压以提高辊压密度时，集电器断裂，并且正极材料破裂。

特别地，通过常规方法制得的锂镍钴金属氧化物为通过将至少数十个一次粒子聚集而形成的球形二次粒子的形式，并且这种二次粒子形式的正极活性材料具有诸如上述破裂和由所述破裂引起的寿命劣化、气体产生等的问题。

为了克服上述问题，已经对应用比二次粒子具有更高的粒子硬度的单个粒子形式的正极活性材料的方法进行了研究。然而，当将单个粒子形式的正极活性材料用于制造二次电池时，电池的输出特性降低。

因此，需要开发一种二次电池，其不仅能够抑制正极活性材料的破裂，而且当将正极材料应用于所述二次电池时还能防止性能劣化并改善输出特性。

现有技术文献

[专利文献]

(专利文献1)韩国未决的专利公布第10-2015-0093539号

发明内容