[发明专利]正极活性物质组合物及包含该组合物的锂二次电池

说明书

本发明涉及正极活性物质组合物及在正极中包含该正极活性物质组合物的锂二次电池，上述正极活性物质组合物包含：i)下列化学式1的复合物，化学式1：xLi₂MnO₃·(1‑x)LiMeO₂(在上述式中，0＜x＜1，Me为Ni、Co和Mn)；ii)传导性聚合物材料，所述传导性聚合物材料为聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚(苯乙烯磺酸)；iii)粘合剂；以及iv)导电材料，所述导电材料为炭黑，其中相对于所述正极活性物质组合物的总重量，所述传导性聚合物材料为0.7wt％至1wt％。本发明的锂二次电池能够通过改善传导性来提高锂二次电池的寿命、输出特性及倍率特性。

本发明专利申请是基于申请日为2013年11月19日，发明名称为“正极活性物质组合物及包含该组合物的锂二次电池”，申请号为201380015019.7的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包含锂金属复合物(化学式1)及传导性聚合物材料的正极活性物质组合物及在正极中包含该正极活性物质组合物的锂二次电池。

背景技术

随着对移动设备的技术研发和需求的增加，作为能源的二次电池的需求正急剧增加。在这种二次电池中，具有高能量密度和电压的锂二次电池正实现商用化且被广泛使用。通常，锂二次电池使用锂过渡金属氧化物作为正极活性物质，使用石墨类物质作为负极活性物质。

虽然一直使用LiCoO₂为这种锂二次电池的代表性的正极活性物质，但存在价格相对高，充放电电流量约为150mAh/g左右，较低，在4.3V以上的电压条件下，结晶结构不稳定，并因与电解液发生反应而具有危险性等多种问题。而且，LiCoO₂具有对制备工序中的一部分参数的变化也呈现出非常大的物性变化的缺点。尤其，在高电位条件下，循环特性和高温储存特性因工序参数的一部分变化而存在发生大改变的倾向。

与此相关地，虽然提出了以能够在高电位条件下工作的方式利用金属(铝等)对LiCoO₂的外表面进行涂覆的技术、对LiCoO₂进行热处理或使LiCoO₂与其他物质相混合的技术等，但由这种正极材料构成的二次电池在高电位条件下呈现脆弱的安全性或在适用于批量生产工序方面存在界限。

除此之外，使用LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiNi_xCo_x-1O₂(x＝1，2)及LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)等过渡金属化合物作为锂电池用正极活性物质。并且，随着需要高容量的趋势，提出含有过量的锂的复合氧化物作为应对方案。

但是，在含有过量的锂的复合氧化物的情况下，存在因在活性化步骤中所呈现的过量的正极活性物质的局部性结构变化而使电导率变低，从而使倍率性能变低的缺点。因此，为了有效地使用将这种复合氧化物作为活性物质，迫切需要解决传导性方面的问题。

发明内容

技术问题

本发明要解决的问题在于，提供能够通过改善传导性来提高二次电池的寿命、输出特性及倍率性能的正极活性物质组合物及在正极中包含该正极活性物质组合物的锂二次电池。

技术方案

为了解决如上所述的目的，本发明提供正极活性物质组合物，包含：

ⅰ)下列化学式1的复合物，

化学式1：

xLi₂MO₃·(1-x)LiMeO₂，