[发明专利]锂二次电池用正极活物质的制造方法及通过其制造的锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活物质的制造方法及通过其制造的锂二次电池。

背景技术

最近，随着电子、通信、电脑产业等快速发展，便携式摄像机、手机、手提电脑等便携式电子产品的使用开始普遍化，从而，对轻便耐用并且信任度高的电池的需求也在增加。

尤其，锂二次电池的工作电压为3.7V以上，相比镉镍电池或镍氢电池，单位重量的能源密度高，因此，作为便携式电子信息通信设备的驱动动力源，增加了对于锂二次电池的需求。

最近，在美国、欧洲等积极开展为了将内燃机关和锂二次电池进行混合(hybrid)，而作为电动汽车的动力源使用的研究。以美国为中心，正积极开展适用于一日行使少于60英里的汽车的混合动力电动汽车插头(P-HEV)电池开发。所述P-HEV用电池为具有几乎接近电动汽车的特性的电池，有关高容量电池的开发为有待解决的最大问题。尤其，最棘手的问题是开发具有2.0g/cc以上的高振实密度和230mAh/g以上的高容量特性的正极材料。

目前普遍化或正在开发的正极材料为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、Li_1+X[Mn_2-xM_x]O₄、LiFePO₄等。其中，LiCoO₂为具有稳定的充放电特性、优秀的电子导电性、高电池电压、较高稳定性及平坦的放电电压特性的优良物质。但，Co的埋藏量少、价格高，并且，具有对人体有害的毒性，因此，需要开发其他正极材料。并且，因在充电时的脱锂，晶体结构不稳定，使得热特性非常恶劣。

为了改善上述问题，正试图进行将镍的一部分置换为转移金属元素，将发热初始温度向高温侧移动，或为了防止急剧的发热而将放热峰宽大(broad)。但，没有得到满意的结果。即，将镍的一部分置换为钴的LiNi1-xCoxO2(x＝0.1-0.3)物质，虽显示了优秀的充放电特性和寿命特性，但热稳定性问题尚未解决。并且，在欧洲专利第0872450号中，虽然公开了在Ni位置换成Co和Mn及其他金属的Li_aCo_bMn_cM_dNi_1-(b+c+d)O₂(M＝B、Al、Si、Fe、Cr、Cu、Zn、W、Ti、Ga)型，但仍然未能解决Ni系的热稳定性。

为了解决上述缺点，韩国专利公开第2005-0083869号中，提供了具有金属组成的浓度梯度的锂转移金属氧化物。该方法为先合成一定组成的内部物质后，在外部涂覆具有其他组成的物质，而制作成双重层后，与锂盐混合而进行热处理的方法。所述内部物质可使用在市场中销售的锂转移金属氧化物。但，该方法在生成的内部物质与外部物质的组成之间，正极活物质的金属组成不连续地变化，并且，非连续、非渐进式地变化。并且，通过该发明合成的粉末，因不使用螯合剂即氨，振实密度低，所以，不适合作为锂二次电池用正极活物质使用。

为了改善上述问题，韩国专利公开第第2007-0097923号，提供了形成内部主体部和外部主体部，并在外部主体部金属成分根据位置形成连续的浓度分布的正极活物质。但，该方法中，在内部主体部形成固定的浓度，而只在外部主体部金属组成发生变化，因此，需开发在稳定性即容量方面更加优秀的新结构的正极活物质。

发明内容

发明要解决的问题

本发明为了解决上述的以往技术问题，提供一种形成浓度梯度的锂二次电池用正极活物质的新制造方法。

解决问题的技术方案

本发明为了解决上述的问题，提供一种锂二次电池用正极活物质的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：准备转移金属氧化物；混合所述转移金属氧化物和锂化合物；及进行热处理。

根据一实施例，所述进行热处理的步骤至少1次以上变更热处理温度。例如，所述进行热处理的步骤以第1温度进行第1小时的热处理，并以与第1温度不同的第2温度，进行第2小时的热处理。从所述第1温度向第2温度变化，可在进行热处理的反应器内连续进行。