[发明专利]正极活物质及包含其的二次电池

说明书

根据本发明的正极活物质，镍的浓度高，但能够减少残留锂，从而，寿命特性和充放电特性优异，表现高容量的同时，晶体结构也稳定，以高电压使用时，也能够表现结构稳定性。并且，根据本发明的正极活物质，在镍、锰、钴形成浓度梯度的芯片部的表面，形成镍的浓度调整为固定范围，剩余金属的浓度固定的外壳部，从而，镍的浓度高，也能够减少残留锂，从而，寿命特性和充放电特性优异，表现高容量的同时，晶体结构也稳定，以高电压使用时，也能够表现结构稳定性。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活物质，更详细地涉及一种锂二次电池用正极活物质，包括：芯片部，从中心向表面方向的镍、锰及钴的浓度形成梯度或镍、锰及钴的浓度为固定的；浓度梯度部，形成于所述芯片部外廓，镍、锰及钴的浓度形成梯度；及外壳部，形成于所述浓度梯度部外廓，镍、锰及钴的浓度为固定的。

并且，本发明涉及锂二次电池用正极活物质，更详细地涉及一种锂二次电池用正极活物质，包括：芯片部，从中心向表面方向的镍、锰及钴的浓度形成梯度；及外壳部，镍、锰及钴的浓度固定的。

并且，本发明涉及正极活物质及包含其的二次电池，更详细地涉及一种正极活物质及包含其的二次电池，包括：浓度梯度部及浓度维持部。

背景技术

随着智能手机、MP3播放器、平板电脑等便携式移动电子设备的发展，对于能够存储电能源的二次电池需要也骤增。尤其，电动车、中大型能源存储系统及需要高能源密度的便携式设备等的问世，也增加了对于锂二次电池的需求。

因如上述的对于锂二次电池的需求增加，进行对用于锂二次电池的正极活物质的研发。例如，韩国专利公开公报10-2014-0119621(申请号10-2013-0150315)中，公开了一种二次电池，利用以Ni_αMn_βCo_γ-δA_δCO₃(A为从由B,Al,Ga,Ti及In形成的组中选择的1个或2个以上，α为0.05至0.4，β为0.5至0.8，γ为0至0.4，δ为0.001至0.1)表示的富锂正极活物质制造用前驱体，调整前驱体中置换的金属的种类及组成，并调整添加的金属的种类及添加量，而具有高电压容量及长寿命特性。

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。