[发明专利]正极活性物质及其制备方法、正极和可再充电锂电池

说明书

本发明提供了一种用于可再充电锂电池的正极活性物质、一种包括所述正极活性物质的正极、一种包括所述正极的可再充电锂电池和一种用于制备用于可再充电锂电池的正极活性物质的方法，用于可再充电锂电池的正极活性物质包括多孔材料，所述多孔材料包括：初级颗粒；以及次级颗粒，包括多个初级颗粒的聚集体。所述多孔材料具有大于或等于0.3g/cc且小于1.0g/cc的振实密度。

技术领域

实施例的各方面涉及一种用于可再充电锂电池的正极活性物质以及一种包括该正极活性物质的正极和可再充电锂电池。

背景技术

近来，由于便携式电子设备的尺寸和重量的减小，已经对具有高性能和大容量的可再充电锂电池进行了研究以供在便携式电子设备中使用。

可以通过将电解质注入到包括正极和负极的电池单元中来制造可再充电锂电池，其中，正极包括能够使锂离子嵌入/脱嵌的正极活性物质，负极包括能够使锂离子嵌入/脱嵌的负极活性物质。

作为正极活性物质，已经广泛地使用LiCoO₂，但是LiCoO₂的制造成本高，并且由于钴(Co)的稀缺而导致供应不稳定。

发明内容

一个实施例的各方面涉及一种在高倍率下的充电和放电过程中具有良好的高倍率特性和良好的循环寿命特性的用于可再充电锂电池的正极活性物质。

另一个实施例的各方面涉及一种用于可再充电锂电池的正极，该正极包括用于可再充电锂电池的正极活性物质。

又一个实施例的各方面涉及一种包括用于可再充电锂电池的正极活性物质的可再充电锂电池。

根据一个实施例的各方面，一种用于可再充电锂电池的正极活性物质包括多孔材料，多孔材料包括：初级颗粒；以及次级颗粒，包括多个初级颗粒的聚集体。多孔材料可以具有大于或等于0.3g/cc且小于1.0g/cc的振实密度。

多孔材料的振实密度可以小于或等于多孔材料的真密度的1/4。

初级颗粒可以具有50nm到300nm的平均粒径(D₅₀)。次级颗粒可以具有2μm到7μm的平均粒径(D₅₀)。

多孔材料的振实密度可以大于或等于多孔材料的真密度的1/6并且小于或等于多孔材料的真密度的1/4。

在一些实施例中，初级颗粒和次级颗粒各自包括从锂锰氧化物、掺杂的锂锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、掺杂的锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物和掺杂的锂镍钴铝氧化物中选择的化合物。

在一些实施例中，初级颗粒和次级颗粒各自包括由化学式1到3中的一个化学式所表示的化合物：

化学式1

LiMn_2-xM¹_xO₄

在化学式1中，M¹是Mg、Na、Ca、Sr、Ti、Al、Co、Ni、Fe、Cu、Si、Sn或它们的组合，且0≤x<2。

化学式2

LiNi_aCo_bMn_cM²_dO₄

在化学式2中，M²是Mg、Na、Ca、Sr、Ti、Al、Fe、Cu、Si、Sn或它们的组合，0<a<1，0<b<1，0<c<1，0≤d<1，且a+b+c+d＝1。

化学式3