[发明专利]正极活性材料、制备其的方法、包括其的正极和包括该正极的二次电池有效
申请号: | 201980024477.4 | 申请日: | 2019-04-05 |
公开(公告)号: | CN111937191B | 公开(公告)日: | 2023-07-21 |
发明(设计)人: | 金瑟己;全惠林;金泰坤;郑王谟;李尙昱 | 申请(专利权)人: | 株式会社LG新能源 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525;C01G51/00;C01B32/182 |
代理公司: | 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 | 代理人: | 徐金国 |
地址: | 韩国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 正极 活性 材料 制备 方法 包括 二次 电池 | ||
本发明涉及一种正极活性材料、一种制备所述正极活性材料的方法、一种包括所述正极活性材料的正极和一种包括所述正极的二次电池,所述正极活性材料包括核和设置在所述核上的涂层,其中所述核包括Lisubgt;1+x/subgt;MOsubgt;2+y/subgt;,其中M是选自由镍(Ni)、钴(Co)和铜(Cu)构成的组中的至少一种元素,且1≤x≤5和0≤y≤2,并且所述涂层包括碳基颗粒,所述碳基颗粒包括其中多个石墨烯片被连接的结构,所述碳基颗粒具有1重量%或更大的所述碳基颗粒中的氧含量,并且在拉曼光谱测量期间碳基颗粒的D/G峰比为1.55或更小。
本申请要求于2018年4月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0040575号的权益,通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种正极活性材料、一种制备所述正极活性材料的方法、一种包括所述正极活性材料的正极和一种包括所述正极的二次电池,所述正极活性材料包括核和设置在所述核上的涂层,其中所述核包括Li1+xMO2+y,其中M是选自由镍(Ni)、钴(Co)和铜(Cu)构成的组中的至少一种元素,且1≤x≤5和0≤y≤2,并且所述涂层包括碳基颗粒,所述碳基颗粒包括其中多个石墨烯片被连接的结构,所述碳基颗粒具有1重量%或更大的所述碳基颗粒中的氧含量,并且在拉曼光谱测量期间碳基颗粒的D/G峰比为1.55或更小。
背景技术
随着近来关于移动装置的技术开发和需求的增加,对作为能源的电池的需求已经显著增加,并且已经对能够满足各种需求的电池进行了各种研究。特别地,作为用于这些装置的电源,已经积极地对具有优异的寿命和循环特性以及高能量密度的锂二次电池进行了研究。
锂二次电池指在电极组件中包括含锂离子的非水电解质的电池,所述电极组件包括:正极,其包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料;负极,其包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性材料;以及设置在正极与负极之间的微孔隔板。
具有高容量的SiO可以用作负极活性材料以制备具有高容量的电池。然而,由于SiO具有低的充放电效率,因此在初始充电期间从正极传输的锂离子被消耗,因此存在难以将电池的容量提高至期望水平的限制。
为了解决该限制,尝试通过将锂添加到负极活性材料层中来解决上述不可逆容量问题(中国专利申请待审公开第102916165号)。然而,在通过这些技术在负极活性材料层上设置由锂构成的单独的层的情况下,由于锂的高反应性而形成了原生氧化物(nativeoxide),因此无法顺畅地解决不可逆容量问题。
或者,已经研究了一种通过使用可以用作锂离子源或锂离子存储器并且可以在第一次循环之后表现出电化学活性的材料作为正极活性材料来解决上述不可逆容量问题的方法。具体地,有一种使用含有过量锂的锂金属氧化物(诸如Li6CoO4)作为正极活性材料的方法。然而,由于大多数这些正极活性材料非常容易受潮,因此当暴露于大气中时可能发生结构塌陷。
因此,需要一种正极活性材料,其可以高水平地向负极提供锂,并且可以通过有效地阻止与湿气的接触来使结构塌陷最小化。
发明内容
本发明的一方面提供一种正极活性材料、一种制备所述正极活性材料的方法、一种包括所述正极活性材料的正极和一种包括所述正极的二次电池,所述正极活性材料可以高水平地向负极提供锂,并且可以通过有效地阻止与湿气的接触来使结构塌陷最小化,并且,具体地,可以改善二次电池的寿命特性和充电容量。
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