[发明专利]锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池，其包括由包含第一正极活性材料颗粒和第二正极活性材料颗粒的正极活性材料形成的正极、负极和介于正极和负极之间的隔离层。第一正极活性材料颗粒包括锂金属氧化物，其中的至少一种金属形成浓度梯度。第二正极活性材料颗粒包括具有彼此不同的形状或晶体结构的初级颗粒。

相关申请的交叉引用和要求优先权

本申请要求于2018年7月6日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2018-0078843号和第10-2018-0078844号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及锂二次电池。更具体地，本发明涉及包含锂金属氧化物的锂二次电池。

背景技术

随着信息技术和显示技术的发展，可重复充电和放电的二次电池已被广泛地用作诸如便携式摄像机(camcorder)、移动电话、便携式计算机等的移动电子设备的电源。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保汽车的电源。

二次电池包括例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于操作电压和每单位重量能量密度高、充电率高、尺寸小巧等而备受关注。

例如，锂二次电池可包括电极组件以及浸渍电极组件的电解液，电极组件包括正极(cathode)、负极(anode)和隔离层(separation layer)。锂二次电池还可包括具有例如袋形的外壳。

锂金属氧化物可以用作优选具有高的容量、功率和寿命的锂二次电池的正极活性材料。此外，随着锂二次电池的工业应用的扩展，还需要锂二次电池或正极活性材料在高温或低温下的苛刻条件下的稳定性。此外，当锂二次电池或正极活性材料被外部物体穿透时，还可能需要对诸如短路、着火或爆炸的故障的抵抗力。

然而，具有所有上述性能的正极活性材料可能不容易得到。例如，第10-2017-0093085号韩国专利申请公开了一种包含过渡金属化合物和离子吸附粘合剂的正极活性材料，其可能无法提供足够的寿命和稳定性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种锂二次电池，其具有改善的电气和机械可靠性和安全性。

根据示例性实施方案，锂二次电池包括由包含第一正极活性材料颗粒和第二正极活性材料颗粒的正极活性材料形成的正极、负极以及介于正极和负极之间的隔离层。第一正极活性材料颗粒包括锂金属氧化物，该锂金属氧化物中至少一种金属形成浓度梯度。第二正极活性材料颗粒包括具有彼此不同的形状或晶体结构的初级颗粒。

在一些实施方案中，第二正极活性材料颗粒可包括布置在中心区域中的第一颗粒和布置在外围区域中的第二颗粒，并且第一颗粒和第二颗粒具有彼此不同的形状或晶体结构。

在一些实施方案中，第一颗粒可具有粒状结构或球形结构，并且第二颗粒可具有棒状或针状形状。

在一些实施方案中，第二正极活性材料颗粒的中心区域可以包括在对应于距所述第二正极活性材料颗粒的中心的半径的20％-80％的区域内的区域。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可包括芯部分、壳部分和位于芯部分和壳部分之间的浓度梯度区域，可在浓度梯度区域中形成浓度梯度。

在一些实施方案中，芯部分和壳部分各自可包括固定的组成。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可包括从第一正极活性材料颗粒的中心到第一正极活性材料颗粒的表面形成的连续浓度梯度。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可由以下化学式1表示。

[化学式1]

Li_xM1_aM2_bM3_cO_y