[发明专利]正极活性材料及包括其的锂二次电池

权利要求书

1.一种正极活性材料，其特征在于，包括能够进行锂的嵌入和脱嵌的锂复合氧化物，

上述锂复合氧化物中的至少一种金属元素呈现包括从上述锂复合氧化物的最外表面朝向中心部具有(+)斜率的第一浓度梯度区间和具有(-)斜率的第二浓度梯度区间的浓度梯度。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

从上述锂复合氧化物的最外表面连续存在上述第一浓度梯度区间和上述第二浓度梯度区间。

3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，

当将上述锂复合氧化物的平均直径定义为d时，从上述锂复合氧化物的最外表面到0.05d至0.33d的深度范围内存在上述第一浓度梯度区间和上述第二浓度梯度区间。

4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，

从上述锂复合氧化物的最外表面到1μm深度内存在上述第一浓度梯度区间和上述第二浓度梯度区间。

5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

从上述锂复合氧化物的最外表面到预定深度处存在上述第一浓度梯度区间，上述第二浓度梯度区间位于上述第一浓度梯度区间的内侧，

上述第一浓度梯度区间内上述锂复合氧化物中镍的浓度从上述锂复合氧化物的表面部朝向中心部减少，选自钴、锰及铝中的至少一种的浓度增加，

上述第二浓度梯度区间内上述锂复合氧化物中镍的浓度从上述锂复合氧化物的表面部朝向中心部增加，选自钴、锰及铝中的至少一种的浓度减少。

6.根据权利要求5所述的正极活性材料，其特征在于，还存在浓度保持区间，上述浓度保持区间位于上述第二浓度梯度区间的内侧且从上述锂复合氧化物的表面部朝向中心部保持上述锂复合氧化物中至少一种金属元素的浓度。

7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，

上述浓度保持区间内至少一种金属元素的浓度变化率的绝对值为5摩尔％以下。

8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，

作为上述锂复合氧化物中的镍的浓度，上述浓度保持区间内的浓度大于上述第一浓度梯度区间和上述第二浓度梯度区间内的浓度。

9.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，

作为上述锂复合氧化物中选自钴、锰及铝中的至少一种的浓度，上述第一浓度梯度区间和上述第二浓度梯度区间内的浓度大于上述浓度保持区间内的浓度。

10.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

上述锂复合氧化物由下述化学式1表示：

Li_wNi_1-(x+y+z)Co_xM1_yM2_zO_2+δ

(其中，

M1为选自Mn或Al中的至少一种，

M2为选自P、Sr、Ba、B、Ti、Zr、Mn、Al、W、Ce、Hf、Ta、F、Mg、Cr、V、Fe、Zn、Si、Y、Ga、Sn、Mo、Ge、Nd、Gd及Cu中的至少一种，

M1和M2为相互不同的元素，

0.5≤w≤1.5，0≤x≤0.50，0≤y≤0.20，0≤z≤0.20，0≤δ≤0.02)。

11.根据权利要求10所述的正极活性材料，其特征在于，

上述锂复合氧化物中Ni、Co、M1及M2的浓度(摩尔％)满足下述式1：

[式1]

Ni/(Ni+Co+M1+M2)≥80.0。

12.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，

上述锂复合氧化物包括具有层状结晶结构的一次粒子以及将上述一次粒子凝聚而成的二次粒子。