[发明专利]表面涂布的正极活性材料粒子和包含其的二次电池

说明书

本发明涉及表面涂布的正极活性材料粒子和包含所述表面涂布的正极活性材料粒子的二次电池，具体地，本发明提供表面涂布的正极活性材料粒子，所述表面涂布的正极活性材料粒子包含正极活性材料粒子和涂布在所述正极活性材料粒子的表面上的涂层，其中所述涂层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包括选自如下结构中的一种或多种结构：吡咯、苯胺和咔唑。根据本发明的表面涂布的正极活性材料粒子包含包括聚酰亚胺和金属离子的涂层；并且因为能够防止所述正极活性材料粒子与电解质之间的直接接触，所以能够抑制它们之间的副反应，并且能够表现出优异的锂离子迁移率和优异的电子传导性两者。因此，能够得到在高电压和高温条件下具有改善的电池寿命和循环特性的二次电池。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年3月21日提交的韩国专利申请10-2016-0033193号的优先权和权益，通过参考将其内容以其完整形式并入本文中。

技术领域

本发明涉及表面涂布的正极活性材料粒子和包含所述表面涂布的正极活性材料粒子的二次电池。

背景技术

作为小型、轻质和高容量电池的锂二次电池，自1991年出现以来，已被广泛用作移动装置的电源。近来，随着电子、通信和计算机产业的迅速发展，诸如便携式摄像机、移动电话和笔记本个人计算机(PC)的装置已经出现并取得了显著的进展，因此，对于作为驱动这些移动电子信息通信装置的电源的锂二次电池的需求与日俱增。

然而，锂二次电池的问题在于，它们的电池寿命因反复充电和放电而迅速缩短。

这种电池寿命的缩短是由正极与电解质之间的副反应引起的，并且所述现象在高电压和高温条件下可能变得更严重。

因此，需要开发一种用于高电压应用的二次电池，为此目的，用于控制电极界面处的反应或正极活性材料与电解质之间的副反应的技术是非常重要的。

为了解决这些问题，已经开发了利用包括Mg、Al、Co、K、Na、Ca等的金属氧化物对正极活性材料的表面进行涂布的技术。

特别地，通常已知的是，能够利用诸如例如Al₂O₃、ZrO₂和AlPO₄的氧化物对正极活性材料的表面进行涂布。人们还广泛接受的是，涂层改善了正极活性材料的稳定性。

然而，当将上述氧化物涂层涂布在正极活性材料的表面上时，氧化物涂层以纳米级粒子的形式细微分散在正极活性材料的表面上，而不是整体上覆盖整个表面。

结果，通过涂布氧化物层对正极活性材料进行表面改性的效果受到限制。另外，氧化物涂层是一种离子绝缘层，其不允许锂离子容易地迁移，并且可能导致离子传导性的劣化。

同时，已经有一项关于涂布技术的专利，所述涂布技术在正极材料的表面上涂布聚酰亚胺涂层，所述聚酰亚胺涂层比氧化物涂层具有更高的离子传导性，并通过均匀覆盖正极材料的表面来防止与电解质的直接接触，由此减少正极与电解质之间的副反应。

然而，仅由聚酰亚胺构成的涂层难以具有电子传导性。因此，可以将诸如炭黑的导电材料添加到聚酰亚胺涂层中以补充其导电性，但是从分子的观点来看，炭黑是尺寸为至少10nm的大分子，并且形成二次粒子的炭黑聚集体可能不均匀地分散在整个聚酰亚胺涂层中。

现有技术文献

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利10-1105342号

发明内容

技术问题

为了解决上述问题而设计了本发明。