[发明专利]锂二次电池

说明书

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、负极和介于正极和负极之间的隔膜。第一正极活性材料颗粒包括在中心部分和表面部分之间的至少一个区域中具有连续浓度梯度的锂金属氧化物。第二正极活性材料颗粒包括含有与第一正极活性材料颗粒相同的元素的锂金属氧化物，并且第二正极活性材料颗粒从中心部分到表面具有均一的组成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月16日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2016-0172712号韩国专利申请以及2017年11月23日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0157138号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景

1.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。

2.相关技术的描述

随着信息和显示技术的发展，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(laptop computer)等的移动电子设备的电源。近来，包括二次电池的电池组正在被开发并用作诸如混合动力汽车的环境友好的车辆的电源。

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、尺寸紧凑等而被重点关注。

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)(或隔膜(separator))。锂二次电池还可包括具有例如袋(pouch)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。而且，随着锂二次电池的工业应用的扩大，还需要在高温或低温的苛刻条件下稳定的锂二次电池或正极活性材料。此外，当锂二次电池或正极活性材料被外部物体穿透时，还需要抵抗短路、着火或爆炸等故障。

例如，用作锂二次电池的正极活性材料的锂金属氧化物或锂复合氧化物可能因完全充电时在高温下金属成分的损失而变得热不稳定。此外，由于外部冲击引起的内部短路，电池中的发热会急剧增加，从而导致电池爆炸或着火。

然而，具有所有上述性能的正极活性材料不容易实现。例如，第10-2017-0093085号韩国专利申请公布公开了包含过渡金属化合物和离子吸附粘合剂的正极活性材料，其不具有足够的寿命和稳定性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种具有改善的电可靠性和稳定性以及机械可靠性和稳定性的锂二次电池。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造具有改善的电可靠性和稳定性以及机械可靠性和稳定性的锂二次电池的方法。

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膜。第一正极活性材料颗粒包括在中心部分和表面部分之间的至少一个区域中具有连续浓度梯度的锂金属氧化物。第二正极活性材料颗粒包括含有与第一正极活性材料颗粒相同的元素的锂金属氧化物，并且第二正极活性材料颗粒从中心部分到表面具有均一的组成。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可包括在中心部分与表面部分之间具有连续递减浓度的第一金属，以及在中心部分与表面部分之间具有连续递增浓度的第二金属。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可进一步包括从中心部分到表面部分具有恒定浓度的第三金属。

在一些实施方案中，第一正极活性材料颗粒可以由以下化学式1表示。

[化学式1]