[发明专利]正极活性材料粒子和包含其的二次电池

说明书

本发明涉及正极活性材料粒子和包含其的二次电池，且特别地涉及提供如下正极活性材料粒子，所述正极活性材料粒子包含：包含第一锂过渡金属氧化物的核；以及围绕所述核的壳，其中所述壳处于其中金属氧化物粒子嵌入第二锂过渡金属氧化物中，并且所述金属氧化物粒子的至少一部分以在所述壳的表面露出的方式存在的形式。根据本发明的正极活性材料粒子通过在所述活性材料的表面露出一部分具有低反应性的金属氧化物来防止过渡金属和电解质发生副反应，从而提高安全性和寿命。此外，随着所述活性材料的电导率降低，即使在高温下和在电池击穿的情况下也能够保持优异的稳定性。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月30日提交的韩国专利申请10-2015-0092949号以及于2016年6月28日提交的韩国专利申请10-2016-0080564号的优先权和权益，将其内容通过参考以其完整形式并入本文中。

技术领域

本发明涉及正极活性材料粒子和包含其的二次电池。

背景技术

锂二次电池的使用已被应用于各种领域。近来，作为能够驱动便携式电子通信装置如摄像机、移动电话、笔记本PC等的电源的小型锂二次电池几乎已经替代了需要高性能的便携式设备的电池，并且作为电力供应装置占据了一个牢固的位置。此外，近年来，用作混合动力电动车辆(HEV)、电动车辆(EV)等的利用高输出特性的中大型锂二次电池的开发正在积极开展。另外，在韩国、日本、欧洲、美国等地关于锂二次电池的各种应用领域正积极进行研究和开发，所述锂二次电池作为电动工具、船舶、人造卫星、军用无线电和武器系统的电源以及作为环保电源的不间断电源(UPS)。

锂二次电池是具有高能量和高功率的能量存储装置，并且与其他电池相比具有高容量或高工作电压的优点，但是由于由高能量引起的电池安全问题而具有爆炸或火灾的危险。特别地，由于作为近年来焦点的混合动力电动车辆等需要高的能量和输出特性，因此安全性被视为更重要。

作为与具有改善稳定性的锂二次电池有关的常规技术，韩国注册专利10-1274829号提供了一种具有改善的寿命特性的二次电池。具体地，提供了一种正极，其中在包含正极活性材料、导电材料和粘合剂的正极混合物的羟基(-OH)上形成氧化物，并且氧化物形成为具有1～50nm的厚度。然而，当正极涂布有如上所述的金属氧化物时，锂离子不会自由脱嵌和嵌入，由此二次电池的性能降低。

因此，本发明人在对具有优异的安全性和寿命特性的正极活性材料的研究中证实，通过在正极活性材料的表面中嵌入由具有低稳定性元素构成的金属氧化物能够提供优异化学稳定性的活性材料，并完成了本发明。

现有技术文献

(专利文献1)韩国注册专利10-1274829号

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是提供具有改善的稳定性和寿命特性的正极活性材料粒子，这是因为通过在锂过渡金属氧化物的表面中嵌入金属氧化物并由此减少锂过渡金属氧化物和电解质的反应面积，从而能够防止副反应。

此外，本发明的另一个方面是提供一种包含正极活性材料粒子的二次电池、电池模块和电池组。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供正极活性材料粒子，所述正极活性材料粒子包含：包含第一锂过渡金属氧化物的核和围绕所述核的壳，其中所述壳为如下形式：其中金属氧化物粒子嵌入第二锂过渡金属氧化物中，并且各种金属氧化物粒子的至少一部分在壳的表面露出。

另外，本发明提供一种二次电池、包含所述二次电池的电池模块和电池组，所述二次电池包含涂布有包含正极活性材料粒子的正极混合物的正极、涂布有包含负极活性材料的负极混合物的负极、和电解质。

有益效果