[发明专利]锂二次电池及其制造方法

说明书

本发明公开了一种锂二次电池，其包括：阴极，由包括第一阴极活性材料颗粒和第二阴极活性材料颗粒的阴极活性材料形成；阳极；以及插设在阴极和阳极之间的隔膜。第一阴极活性材料颗粒包括在中心部分和表面部分之间的至少一个区域中包括连续浓度梯度的锂金属氧化物。第二阴极活性材料颗粒包括恒定的浓度组成。

相关申请的交叉引用和优先权要求

本申请要求于2016年11月18日向韩国知识产权局(KIPO)提交的申请号为10-2016-0154283的韩国专利申请以及于2017年9月19日向韩国知识产权局(KIPO)提交的申请号为10-2017-0120352的韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种锂二次电池及其制造方法。更特别地，本发明涉及一种包括锂金属氧化物的锂二次电池及其制造方法。

背景技术

根据信息和显示技术的发展，可重复地充电和放电的二次电池已经被广泛地用作诸如便携式摄像机、移动电话、膝上型计算机等的移动电子装置的电源。近来，正在开发包括二次电池的电池组并将其用作诸如混合动力汽车的环境友好型车辆的电源。

例如，二次电池包括锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于高的操作电压和每单位重量的能量密度、高充电率、紧凑的尺寸等而突出。

例如，锂二次电池可以包括包含阴极、阳极和分离层的电极组件以及浸渍电极组件的电解质。锂二次电池可以进一步包括具有例如袋状的外壳。

锂金属氧化物可以用作优选地具有高容量、功率和使用寿命的锂二次电池的阴极活性材料。另外，随着锂二次电池的工业应用被扩大，还需要锂二次电池或阴极活性材料在高温或低温的苛刻条件下的稳定性。此外，当锂二次电池或阴极活性材料被外部物体穿透时，也可能需要抵抗诸如短路、着火或爆炸等故障。

然而，可能不容易获得具有所有上述性能的阴极活性材料。例如，专利申请号为10-2017-0093085的韩国刊物公开了包括过渡金属化合物和离子吸附粘结剂的阴极活性材料，其可能不具有足够的使用寿命和稳定性。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种具有改善的电和机械可靠性和稳定性的锂二次电池。

根据本发明的方面，提供一种具有改善的电和机械可靠性和稳定性的锂二次电池的制造方法。

根据示例性实施例，锂二次电池包括：阴极，由包括第一阴极活性材料颗粒和第二阴极活性材料颗粒的阴极活性材料形成；阳极；和隔膜，插设在阴极和阳极之间。第一阴极活性材料颗粒包括在中心部分和表面部分之间的至少一个区域中包括连续浓度梯度的锂金属氧化物。第二阴极活性材料颗粒包括具有恒定浓度组成的锂金属氧化物。

在一些实施例中，第一阴极活性材料颗粒可以包括在中心部分和表面部分之间具有连续减小的浓度的第一金属以及在中心部分和表面部分之间具有连续增大的浓度的第二金属。

在一些实施例中，第一阴极活性材料颗粒可以进一步包括从中心部分到表面部分具有恒定浓度的第三金属。

在一些实施例中，第一阴极活性材料颗粒可以由以下化学式1表示。

[化学式1]

Li_xM1_aM2_bM3_cO_y

在上述化学式1中，M1、M2和M3各自表示第一金属、第二金属和第三金属，并且可以选自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga或B，并且0x≤1.1，2≤y≤2.02，0a1，0b1，0c1，且0a+b+c≤1。

在一些实施例中，化学式1中0.6≤a≤0.95且0.05≤b+c≤0.4。