[发明专利]用于锂二次电池的正极活性物质和包含其的锂二次电池

说明书

本发明提供了一种用于锂二次电池的正极活性物质，该正极活性物质包括锂‑过渡金属复合氧化物颗粒。通过XRD分析测得该锂‑过渡金属复合氧化物颗粒的晶粒尺寸为250nm以上，并且该锂‑过渡金属复合氧化物颗粒的XRD峰强度比为9.8％以下。提供了一种锂二次电池，该锂二次电池包括锂‑过渡金属复合氧化物颗粒并具有改善的寿命和倍率性能。

相关申请的交叉引用和优先权要求

本申请要求于2020年6月4日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2020-0067818号和于2021年2月8日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2021-0017376号韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于锂二次电池的正极活性物质和包含该正极活性物质的锂二次电池。更具体地，本发明涉及一种包括用于锂二次电池的锂-过渡金属复合氧化物的正极活性物质和包括该正极活性物质的锂二次电池。

背景技术

随着信息技术和显示技术的发展，可重复充电和放电的二次电池已被广泛用作例如便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等的移动电子设备的电源。近来，还开发了包括二次电池的电池组并将其应用于例如混合动力车辆的环保汽车作为其电源。

二次电池包括例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于工作电压和每单位重量能量密度高、充电率高、尺寸紧凑等而备受关注。

例如，锂二次电池可以包括电极组件，该电极组件包括正极、负极和隔膜层(隔膜)；和浸没该电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括具有例如软包(pouch)形的外壳。

锂金属氧化物可用作优选具有高容量、功率和寿命的锂二次电池的正极活性物质。然而，如果锂金属氧化物被设计成具有高功率组成(high-power composition)，锂二次电池的热稳定性和机械稳定性可能会降低，从而寿命特性和操作可靠性也会劣化。

例如，韩国专利申请第10-2017-0093085号公开了一种包含过渡金属化合物和离子吸附粘合剂的正极活性物质，但是其可能无法提供足够的寿命和稳定性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于锂二次电池的正极活性物质，其具有改善的操作稳定性和可靠性。

根据本发明的一个方面，提供了一种锂二次电池，其包括具有改善的操作稳定性和可靠性的正极活性物质。

根据示例性实施方案，一种用于锂二次电池的正极活性物质包括锂-过渡金属复合氧化物颗粒。通过XRD分析测得的锂-过渡金属复合氧化物颗粒的晶粒尺寸为250nm以上，并且由公式2限定的锂-过渡金属复合氧化物颗粒的XRD峰强度比为9.8％以下。

[公式2]

XRD峰强度比(％)＝100×I(110)/{I(110)+I(003)}

在公式2中，I(110)为通过锂-过渡金属复合氧化物颗粒的XRD分析得到的对应于(110)面的峰的最大高度，而I(003)为通过锂-过渡金属复合氧化物颗粒的XRD分析得到的对应于(003)面的峰的最大高度。

在一些实施方案中，晶粒尺寸可以通过以下公式1来测得：

在上述公式1中，L为晶粒尺寸，λ为X射线的波长，β为对应于(003)面的峰的半宽，θ为衍射角。

在一些实施方案中，锂-过渡金属复合氧化物颗粒的晶粒尺寸可以在250nm至1000nm的范围内。

在一些实施方案中，锂-过渡金属复合氧化物颗粒的晶粒尺寸可以在300nm至1000nm的范围内。