[发明专利]用于可再充电锂电池的正极和包括其的可再充电锂电池

说明书

技术领域

公开了一种用于可再充电锂电池的正极和一种包括所述正极的可再充电锂电池。

背景技术

近来，可再充电锂电池作为用于小型便携式电子装置的电源已经受到关注。可再充电锂电池使用有机电解质溶液，因此具有比使用碱性水溶液的传统电池高两倍或更高的放电电压，所以可再充电锂电池具有高能量密度。

对于可再充电锂电池的正极活性材料，已经使用具有能够嵌入锂离子的结构的锂-过渡金属氧化物(诸如LiCoO₂、LiMn₂O₄和LiNi_1-xCo_xO₂(0<x<1)等)。

对于负极活性材料，已经使用嵌入和脱嵌锂离子的诸如人造石墨、天然石墨和硬碳的各种碳基负极活性材料以及诸如氧化锡和锂钒基氧化物等的氧化物负极活性材料。

发明内容

一个实施例提供了一种具有提高的锂利用率的用于可再充电锂电池的正极。

另一实施例提供了一种由于所述正极而具有高容量的可再充电锂电池。

根据一个实施例，一种用于可再充电锂电池的正极包括集流体和设置在集流体上的正极活性材料层，其中，所述正极活性材料层包括正极活性材料和含Fe氧化物，基于100重量份的正极活性材料，以大约0.015重量份至大约8.5重量份的量包括所述含Fe氧化物。

含Fe氧化物可以是Li₅FeO₄、LiFeO₂、LiFe₅O₈或它们的组合。

按每100重量份的正极活性材料计，正极活性材料层可以包括大约0.08重量份至大约4.0重量份的含Fe氧化物。

含Fe氧化物的粒径(D50)可以在大约0.5μm至大约3μm的范围。

正极活性材料可以是由化学式1表示的化合物。

[化学式1]

Li_aCo_1-bM_bO₂

在化学式1中，0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，并且M选自于Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素和它们的组合。

根据另一实施例，一种可再充电锂电池包括正极、负极和电解质，所述正极包括正极活性材料和Fe，所述负极包括负极活性材料，其中，基于100wt％的正极活性材料，Fe的含量在大约0.005wt％至大约3wt％的范围。

可再充电锂电池包括正极，所述正极包括集流体和设置在集流体上的正极活性材料层，其中，正极活性材料层包括正极活性材料和含Fe氧化物，基于100重量份的正极活性材料，以大约0.015重量份至大约8.5重量份的量包括所述含Fe氧化物，所述可再充电锂电池是通过在大约0.05C至大约0.1C执行充电和放电1至3次来制造的。

负极活性材料可以是碳基负极活性材料。

其他实施例被包括在下面的详细描述中。

根据实施例的用于可再充电锂电池的正极呈现出改善了的锂利用率并提供具有高容量的可再充电锂电池。

附图说明

图1是示出根据实施例的正极活性材料的结构的示意图。

图2是示出根据示例1至示例10与对比示例1、对比示例4和对比示例6的单体的容量利用率的图。

具体实施方式

在下文中，详细地描述实施例。然而，这些实施例是示例性的，本公开不限于此。

根据实施例的用于可再充电锂电池的正极包括集流体和设置在集流体上的正极活性材料层，其中，所述正极活性材料层包括正极活性材料和含Fe氧化物，基于100重量份的正极活性材料，以大约0.015重量份至大约8.5重量份的量的包括所述含Fe氧化物。

基于100重量份的正极活性材料，可以以大约0.08重量份至大约4.0重量份的量包括含Fe氧化物。

通常，当通过使用锂钴基氧化物作为正极活性材料并且使用诸如石墨的碳基材料作为负极活性材料制造电池时，由于负极的初始效率比正极的初始效率低，因此基于负极的初始效率将电池设计为具有初始充电和放电效率，但是为了获得最大的电池容量，将正极和负极设计为具有相似的不可逆容量。换言之，可以通过从正极的充电容量中减去正极或负极的最大不可逆容量获得电池容量，本发明在于减小正极的不可逆容量。