[发明专利]钴氧化物、其制备方法、锂钴氧化物以及锂二次电池

说明书

提供了用于锂二次电池的钴氧化物(Co₃O₄)，其平均粒径(D50)为约14μm至约19μm并且堆积密度为约2.1g/cc至约2.9g/cc；制备钴氧化物的方法；由钴氧化物制备的用于锂二次电池的锂钴氧化物；和包括包含锂钴氧化物的阴极的锂二次电池。

技术领域

本公开涉及用于锂二次电池的钴氧化物、其制备方法、由钴氧化物形成的锂钴氧化物以及具有包括锂钴氧化物的阴极的锂二次电池。

背景技术

具有高能量密度的高电压锂二次电池用于各种应用中。例如，在电动汽车(包括混合电动汽车(HEV)和插电混合电动汽车(PHEV))的领域中，需要在高温下以良好放电容 量可操作的锂二次电池以便充和放大量的电。

锂钴氧化物每单位体积具有高能量密度，并且因此广泛地用作正极活性物质。为了进一步改善锂钴氧化物的容量，需要增加锂钴氧化物的密度。

发明内容

技术问题

提供了具有改善的密度的用于锂二次电池的钴氧化物、制备钴氧化物的方法以及由钴氧化物制备的用于锂二次电池的锂钴氧化物。

通过包括包含上述锂钴氧化物的阴极，提供了具有改善的容量和高倍率特征的锂二次电池。

技术方案

根据本公开的一个方面，提供了用于锂二次电池的钴氧化物(Co₃O₄)，钴氧化物的平均粒径(D50)为约14μm至约19μm并且堆积密度为约2.1g/cc至约2.9g/cc。

根据本公开的另一方面，提供了制备用于锂二次电池的钴氧化物的方法，该方法包括：使包括钴前体、沉淀剂和溶剂的混合物在约40℃至约60℃的温度下反应，以获 得碳酸钴；和在氧化气体气氛下，将所述碳酸钴热处理，以获得上述钴氧化物。

根据本公开的另一方面，提供用于锂二次电池的锂钴氧化物，锂钴氧化物为由式1表示的化合物，并且颗粒密度为约4.0g/cc至约4.2g/cc，平均粒径(D50)为约23μm 至约28μm：

[式1]

Li_aCo_bO_c

其中，在式1中，满足0.9≤a≤1.1，0.98≤b≤1.00，和1.9≤c≤2.1。

根据本公开的另一方面，提供了包括包含上述锂钴氧化物的阴极的锂二次电池。

本公开有益效果

如上述，根据一个或多个实施方式，钴氧化物可具有大的平均粒径，并且因此可用于制备具有大的粒径的锂钴氧化物，而不需要使用过量的锂前体，这与使用根据现 有技术的钴氧化物制备锂钴氧化物不同。从根据一个或多个实施方式的钴氧化物获得 的锂钴氧化物可具有增加的颗粒密度，因此可通过使用根据一个或多个实施方式的锂 钴氧化物制造具有改善的电极密度的电极。通过使用该电极，可制造具有改善的寿命 特征和高倍率特征的锂二次电池。

附图说明

图1是根据实施方式的锂二次电池的示意图；

图2图解了在实施例1和比较例1中制备的钴氧化物(Co₃O₄)的X-射线衍射分析的结果；

图3和图4a分别是实施例1和实施例2中制备的钴氧化物的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图5a是比较例1中制备的钴氧化物的SEM图像。

图4b和图5b分别是实施例2中制备的钴氧化物的5,000倍放大的SEM图像和比 较例1中制备的钴氧化物的2,500倍放大的SEM图像；