[发明专利]二次电池用正极活性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种二次电池用正极活性材料及其制备方法，所述正极活性材料包括：含有锂复合金属氧化物的核，和位于所述核上并包括含有锂(Li)氧化物、硼(B)氧化物和铝(Al)氧化物的非晶氧化物的表面处理层，其中，基于总重量，表面上存在的锂副产物的量小于0.55重量％。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2017-0015158号和2018年2月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2018-0013454号的权益，通过援引将其公开内容完整并入本文。

本发明涉及一种降低了电阻并减少了二次电池中气体产生的二次电池用正极活性材料及其制备方法。

背景技术

随着技术发展和对移动设备需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经显著增加。在这些二次电池中，具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商品化并得到广泛使用。

然而，锂二次电池的局限性在于，随着重复充电和放电，寿命迅速降低。特别是，这些局限性在长寿命或高电压电池中更为严重。其原因是由于电池中的水分或其他影响导致电解质分解或活性材料劣化并且电池的内阻增加时发生的现象。具体而言，对于正极材料，如果正极材料本身的劣化加剧，则正极活性材料组分的溶解增加，结果，电池寿命迅速降低或者无法在高电压下使用电池。

为了解决这些局限性，已经提出了在正极活性材料的表面上形成表面处理层的方法。在这些方法中，对于在高电压下和在电解质溶液中的稳定性得到确认的铝基表面处理层，由于铝基表面处理层以结晶状态涂覆在颗粒的表面上，因此难以用铝基表面处理层均匀地涂覆整个活性材料。而且，局限性还在于，由于铝基化合物本身的结晶性，电阻可能会增加。此外，对于硼(B)基涂层，由于硼(B)基涂层以非晶态均匀地形成，因此它不会干扰锂离子从正极材料到电解质溶液的移动。然而，由于硼(B)基涂层与水分反应，因此存在以下局限：当与电解质溶液的反应延长时，它不能用作涂层。

因此，迫切需要开发一种能够在解决上述局限性的同时提高锂二次电池性能的正极活性材料。

发明内容

[技术问题]

本发明的一个方面提供了一种正极活性材料及其制备方法，在所述正极活性材料中，由于电阻的降低而导致输出特性优异，并且减少了二次电池中的气体产生。

[技术方案]

根据本发明的一个方面，提供了一种二次电池用正极活性材料，其包括：含有锂复合金属氧化物的核；和设置在所述核上并包括含有锂(Li)氧化物、硼(B)氧化物和铝(Al)氧化物的非晶氧化物的表面处理层，其中所述锂氧化物、硼氧化物和铝氧化物彼此化学键合，并且在所述表面处理层中的所述非晶氧化物中，所述铝氧化物的量大于所述硼氧化物的量，并且基于所述正极活性材料的总重量，所述正极活性材料表面上存在的锂副产物的量小于0.55重量％。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备二次电池用正极活性材料的方法，其包括：第一步，通过混合锂复合金属氧化物、含硼原料和含铝原料来制备混合物；和第二步，在氧气气氛中对所述混合物进行热处理，从而在含有所述锂复合金属氧化物的核上形成含有非晶氧化物的表面处理层，其中，所述非晶氧化物的形成是通过使存在于所述锂复合金属氧化物的表面上的锂副产物与所述含硼原料和所述含铝原料反应而形成含锂、硼和铝的非晶氧化物，所述含铝原料的含量是所述含硼原料的含量的大于1倍至小于2.5倍，并且所述热处理在500℃至800℃的温度范围内进行。

根据本发明的另一方面，提供了包含上述正极活性材料、粘合剂、导电剂和正极集电体的二次电池用正极和二次电池。

根据本发明的另一方面，提供了一种二次电池，其包括上述正极、设置为与所述正极相对的负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜以及电解质。

[有益效果]