[发明专利]复合正极活性材料、包括其的正极和锂电池、以及制备所述复合正极活性材料的方法

说明书

复合正极活性材料、包括其的正极和锂电池、以及制备所述复合正极活性材料的方法。所述复合正极活性材料具有：芯，所述芯包括多个一次颗粒、设置在所述多个一次颗粒的相邻一次颗粒之间的晶界，所述多个一次颗粒包括具有层状晶体结构的含镍的第一锂过渡金属氧化物；以及在所述芯上的壳，所述壳包括具有尖晶石晶体结构的第二锂过渡金属氧化物，其中所述晶界包括具有尖晶石晶体结构的第一成分。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0083607的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，将其内容全部引入本文中作为参考。

技术领域

本公开内容涉及复合正极活性材料、包括所述复合正极活性材料的正极和锂电池、以及制备所述复合正极活性材料的方法。

背景技术

为了实现多种装置的小型化和高性能，除了锂电池的小型化和重量减轻之外，高的能量密度正变得重要。即，锂电池的高的容量正变得重要。

具有高的容量的正极活性材料已经被研究以制造具有上述特性的锂电池。

由于高的残余表面锂的量和由阳离子混合引起的副反应，基于镍的正极活性材料可导致差的寿命特性和差的热稳定性。

因此，对于在包括基于镍的正极活性材料的同时可防止电池性能的恶化的方法存在需要。

发明内容

提供复合正极活性材料，其能够通过抑制在所述复合正极活性材料的表面上和在所述复合正极活性材料内部的副反应来防止电池性能的恶化。

提供包括所述复合正极活性材料的正极。

提供包括所述正极的锂电池。

提供制备所述复合正极活性材料的方法。

额外的方面将部分地在随后的描述中阐明且部分地将由所述描述明晰，或者可通过所呈现的实施方式的实践获悉。

根据一个实施方式的方面，复合正极活性材料包括：芯，所述芯包括多个一次颗粒和设置在所述多个一次颗粒之中的相邻一次颗粒之间的晶界，所述多个一次颗粒包括具有层状晶体结构的含镍的第一锂过渡金属氧化物；以及在所述芯上的壳，所述壳包括具有尖晶石晶体结构的第二锂过渡金属氧化物，其中所述晶界包括具有尖晶石晶体结构的第一成分。

根据一个实施方式的方面，正极包括所述复合正极活性材料。

根据一个实施方式的方面，锂电池包括所述正极。

根据一个实施方式的方面，制备复合正极活性材料的方法包括：提供包括具有尖晶石晶体结构的第二锂过渡金属氧化物的前体的溶液；将所述溶液和具有层状晶体结构的含镍的第一锂过渡金属氧化物混合以制备混合物；将所述混合物干燥以制备干燥产物；和将所述干燥产物热处理以制备所述复合正极活性材料。

附图说明

由结合附图考虑的实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：

图1A为局部地显示复合正极活性材料的实施方式的内部结构的示意图；

图1B为复合正极活性材料的实施方式的示意性横截面图；

图2为强度(任意单位，a.u.)对衍射角(度，2θ)的图，其显示在实施例1-3以及对比例1和2中制备的复合正极活性材料的X-射线衍射(“XRD”)分析的结果；

图3为强度(任意单位)对拉曼位移(cm^-1)的图，其显示在实施例1-4和对比例1中制备的复合正极活性材料的拉曼分析的结果；