用于锂二次电池的正极活性物质、制备其的方法和包括其的锂二次电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911296A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211184231.3(22)申请日2022.09.27(30)优先权数据10-2021-01301962021.09.30KR(71)申请人SK新能源株式会社地址韩国首尔(72)发明人崔载灏金直洙卢美正吉孝植李智善(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师安玉刘翠娥(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称用于锂二次电池的正极活性物质、制备其的方法和包括其的锂二次电池(57)摘要本发明的用于锂二次电池的正极活性物质包括锂‑镍复合金属氧化物颗粒，每个锂‑镍复合金属氧化物颗粒都具有其中一次颗粒聚集的二次颗粒结构。锂‑镍复合金属氧化物颗粒包括第一元素和第二元素，第一元素包括选自B、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Mo和W中的至少一种元素，第二元素的离子半径为80pm以上。第二元素不同于镍和第一元素。第二元素存在于二次颗粒的外表面上、一次颗粒之间的晶界处以及一次颗粒的内部。CN115911296ACN115911296A权利要求书1/2页1.一种用于锂二次电池的正极活性物质，其包括锂‑镍复合金属氧化物颗粒，每个所述锂‑镍复合金属氧化物颗粒均具有其中一次颗粒聚集的二次颗粒结构，其中所述锂‑镍复合金属氧化物颗粒包括：第一元素，所述第一元素包括选自B、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Zr、Mo和W中的至少一种元素；和第二元素，所述第二元素的离子半径为80pm以上，所述第二元素不同于镍和所述第一元素，其中所述第二元素存在于所述二次颗粒的外表面上、所述一次颗粒之间的晶界处，以及所述一次颗粒的内部。2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，所述第二元素包括选自Na、K、Ca、Cr、Mn、Rb、Sr、Y、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、Pt、Au和Ce中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中所述锂‑镍复合金属氧化物颗粒具有由化学式1表示的化学结构：[化学式1]LixNiyM11‑yM2zOw其中，在化学式1中，M1代表所述第一元素，M2代表所述第二元素，0<x≤1.1，0.8≤y≤0.98，0.001≤z≤0.02，并且1.8≤w≤2.02。4.根据权利要求3所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，在化学式1中，0.85≤y≤0.95。5.根据权利要求3所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，在化学式1中，0.001≤z≤0.01。6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，基于所述第二元素的总量，所述第二元素存在于所述二次颗粒的外表面的量和所述一次颗粒之间的晶界处的量之和大于存在于所述一次颗粒的内部的量。7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，基于所述第二元素的总量，所述第二元素存在于所述一次颗粒之间的晶界处的量大于存在于所述一次颗粒的内部的量。8.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，基于所述第二元素的总重量，存在于所述一次颗粒内部的所述第二元素的比例为5重量％至20重量％。9.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，基于所述第二元素的总重量，存在于所述一次颗粒内部的所述第二元素的比例为7重量％至20重量％。10.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其进一步包括选自含有所述第二元素的硫化物、硫酸盐、氟氧化物、水合物、氢氧化物、碳酸盐和氧化物中的至少一种。11.根据权利要求10所述的用于锂二次电池的正极活性物质，其中，所述含有所述第二元素的硫化物、硫酸盐、氟氧化物、水合物、氢氧化物、碳酸盐或氧化物存在于所述一次颗粒之间的晶界处。12.一种锂二次电池，其包括：正极，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包含根据权利要求1所述的2CN115911296A权利要求书2/2页用于锂二次电池的正极活性物质；和与所述正极相对设置的负极。13.一种制备用于锂二次电池的正极活性物质的方法，其包括：制备含镍的活性物质前体；使所述活性物质前体、离子半径为80pm以上的异质元素源与锂化合物反应以形成初级正极活性物质；和在50体积％以上的氧气气氛中热处理所述初级正极活性物质。14.根据权利要求13所述的方法，其中，在70体积％至90体积％的氧气气氛中进行所述热处理。15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述热处理的温度为600℃至850℃。16.根据权利要求13所述