[发明专利]锂二次电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池

说明书

本发明涉及一种正极活性材料以及包含所述正极活性材料的锂二次电池用正极和锂二次电池，在所述正极活性材料中，锂钴氧化物掺杂有包含金属元素和卤族元素的掺杂元素，其中所述正极活性材料由化学式1表示且满足方程式1：[化学式1]Li(Co_{1‑x‑y‑z}M¹_xM²_yM³_z)O_2‑aH_a[方程式1](2x+3y+4z‑a)/(x+y+z+a)2.5在化学式1中，M¹包含选自如下中的至少一种氧化数为2的金属元素：Mg、Ca、Fe、Ni、Co、Cu、Zr、Sr、Cd和Ba，M²包含选自如下中的至少一种氧化数为3的金属元素：Al、Sc、Y、Nb、In、Sb、Ta、Ir和La，M³包含选自如下中的至少一种氧化数为4的金属元素：Mn、Ti、Sn、Ge、Mo、Tc、Hf、W和Pb，H是选自如下中的至少一种卤族元素：F^‑、Cl^‑、Br^‑、I^‑和At^‑，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤x+y+z≤0.1，且0a≤0.3，并且在方程式1中，x是氧化数为2的金属元素的摩尔数，y是氧化数为3的金属元素的摩尔数，z是氧化数为4的金属元素的摩尔数，并且a是卤族元素的摩尔数。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请2017-0115473号的权益，其公开内容通过引用被整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及锂二次电池用正极活性材料、制备所述正极活性材料的方法、包含所述正极活性材料的锂二次电池用正极以及包含所述正极的锂二次电池。

背景技术

随着关于移动设备的技术发展和需求的增加，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被商业化并被广泛使用。

已经使用锂过渡金属复合氧化物作为锂二次电池的正极活性材料，并且在这些氧化物中，已经使用了各种锂过渡金属氧化物，例如锂钴氧化物(如LiCoO₂)、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、锂镍钴锰类氧化物和Li(Ni_aCo_bMn_c)O₂(其中a、b和c是各个独立的氧化物组成元素的原子分数，其中0a1，0b1，0c1，且a+b+c＝1)。

在这些锂过渡金属氧化物中，已经主要使用具有高工作电压和优异容量特性的锂钴复合金属氧化物LiCoO₂。然而，因为LiCoO₂由于因脱锂引起的不稳定的晶体结构而具有非常差的热性能并且昂贵，所以在使用大量LiCoO₂作为用于诸如电动车辆的应用的电源方面存在限制。

由此，需要开发一种即使在高电压下也可以提供优异的电池稳定性并且可以改善高温下的寿命特性的正极活性材料。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种锂二次电池用正极活性材料，所述正极活性材料具有改善的结构稳定性。

本发明的另一个方面提供了一种制备包含所述正极活性材料的锂二次电池用正极活性材料的方法。

本发明的另一个方面提供了一种包含所述正极活性材料的锂二次电池用正极。