[发明专利]锂二次电池用锂复合氧化物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂复合氧化物及其制备方法，更详细地，涉及一种由于在二次粒子内部和表面部中晶体结构晶面间距不同，从而锂残留量减少的同时具有改善容量特性、阻抗特性和寿命特性的效果的锂复合氧化物及其制备方法。

技术领域

本发明涉及一种锂复合氧化物及其制备方法，更详细而言，涉及如下的锂复合氧化物及其制备方法：在以往的沿晶体的a轴和c轴方向形成锂离子扩散路径(Li ionpathway)的正极活性物质中，为改善锂残留量，在制备工序中实施洗涤，其结果，虽然锂残留量减少，但导致性能下降，根据这种情况，通过对表面进行异种元素涂层，使得在位于二次粒子内部的一次粒子和位于二次粒子表面部的一次粒子中晶体结构晶面间距有差异，并且具有改善容量特性、阻抗特性和寿命特性的效果。

背景技术

随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求快速增长。在这些二次电池中，可商购获得并广泛使用具有高能量密度和工作电压、长循环寿命和低自放电的锂二次电池。

锂二次电池通常使用含锂的钴氧化物(LiCoO₂)作为正极活性物质。此外，还考虑使用含锂的锰氧化物，如具有层状晶体结构的LiMnO₂和具有尖晶石晶体结构的LiMn₂O₄，以及含锂的镍氧化物LiNiO₂。

上文提及的正极活性物质中，LiCoO₂由于其优越的寿命特性和充放电效率目前被广泛使用，但存在如下缺点，如容量小，由于作为原料使用的钴的有限来源之故较昂贵，因此在大规模用作中大型电池领域(如电动车辆)的动力源时，价格竞争力受到限制等。并且，上文提及的正极活性物质中，锂锰氧化物如LiMnO₂、LiMn₂O₄等具有如下优点，如因作为原料使用的锰来源丰富而廉价、环保和热稳定性优异等，但也存在一些问题如容量小、高温特性和循环特性差等。

制备锂复合氧化物的方法通常包括以下阶段：制备过渡金属前驱体，将所述过度金属前驱体与锂化合物混合，随后烧成所述混合物。这时，使用Li OH和/或Li₂CO₃作为所述锂化合物。通常优选，当正极活性物质的Ni含量为65％以下时使用Li₂CO₃，当Ni含量为65％以上时由于是低温反应而使用LiOH。

但是，由于Ni含量为65％以上的镍富系统(Ni rich system)是低温反应，因此具有在正极活性物质表面以LiOH、Li₂CO₃形态存在的锂残留量较高的问题。这种残存锂，也就是未反应的LiOH和Li₂CO₃在电池中与电解液等反应，引起气体的产生及膨胀现象，从而导致高温安全性严重下降的问题。另外，在制备极板前混合浆料时，由于未反应的LiOH粘度高而导致凝胶化。

为去除这种未反应的Li，通常在制备活性物质后实施洗涤工序，使锂残留量大幅减少，但这种情况下，在洗涤工序中正极活性物质的表面发生损伤，导致容量和率特性下降，并且还引起另一种问题，如在高温储存时阻抗增加。因此现状是，需要用于既减少锂残留量又改善容量特性、效率特性和寿命特性的方法。

发明内容

技术问题

为解决上述的课题，本发明的目的在于提供一种锂残留量减少的同时具有改善容量特性、阻抗特性和寿命特性的效果的新型锂复合氧化物。

技术方案

为解决上述的课题，本发明提供一种锂复合氧化物二次粒子，是由多个一次粒子凝集而成的，且包含：Co浓度梯度部，形成于所述二次粒子的表面部；以及Co浓度恒定部，形成于所述表面部的内侧。

本发明的锂复合氧化物二次粒子，其特征在于，形成于所述二次粒子表面部的Co浓度梯度部的厚度为50至150nm。