[发明专利]二次电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池

权利要求书

1.一种二次电池用正极活性材料，所述二次电池用正极活性材料是包含选自如下中的至少两种过渡金属的锂过渡金属氧化物：镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)，其中

所述锂过渡金属氧化物中含有的全部过渡金属中的镍(Ni)的含量为80mol％以上，

所述锂过渡金属氧化物中含有的镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)中的至少一种具有在锂过渡金属氧化物粒子的中心与粒子的表面之间的浓度差为2原子％以上的浓度梯度，

所述锂过渡金属氧化物含有选自如下中的至少一种掺杂元素：W、Mo、Ta、Nb、La和Bi，并且所述掺杂元素的含量为2,000ppm以上，

当通过差示扫描量热法(DSC)进行热分析时，所述二次电池用正极活性材料具有在235℃以上测得的热流为最大的主峰。

2.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述掺杂元素是钨(W)。

3.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述锂过渡金属氧化物中含有的镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)中的至少一种具有从所述锂过渡金属氧化物粒子的中心到粒子的表面逐渐变化的浓度梯度。

4.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述掺杂元素具有从所述锂过渡金属氧化物粒子的表面到粒子的中心逐渐减少的浓度梯度。

5.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述镍(Ni)具有从所述锂过渡金属氧化物粒子的中心到所述粒子的表面逐渐减少的浓度梯度。

6.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述镍(Ni)在所述锂过渡金属氧化物粒子的中心与粒子的表面之间具有3原子％以上的浓度差。

7.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述锰(Mn)和所述钴(Co)中的至少一种具有从所述锂过渡金属氧化物粒子的中心到粒子的表面逐渐增加的浓度梯度。

8.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料，其中所述锂过渡金属氧化物的晶体粒子尺寸以平均粒径(D₅₀)计为50nm至200nm。

9.一种制备二次电池用正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：

将正极活性材料前体、含锂原料和掺杂元素的原料混合；以及

通过在所述混合之后进行烧制来形成锂过渡金属氧化物，其中

所述正极活性材料前体包含选自如下中的至少两种过渡金属：镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)，

所述正极活性材料前体中包含的全部过渡金属中的镍(Ni)的含量为80mol％以上，

所述正极活性材料前体中含有的镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)中的至少一种在正极活性材料前体粒子中具有浓度梯度，并且

所述掺杂元素原料包含选自如下中的至少一种掺杂元素：W、Mo、Ta、Nb、La和Bi，

其中所述烧制在850℃至950℃的温度下进行。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述掺杂元素原料包含钨(W)。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述镍(Ni)具有从所述正极活性材料前体粒子的中心到粒子的表面逐渐减少的浓度梯度。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述锰(Mn)和所述钴(Co)中的至少一种具有从所述正极活性材料前体粒子的中心到所述粒子的表面逐渐增加的浓度梯度。

13.根据权利要求9所述的方法，其中在通过所述烧制形成锂过渡金属氧化物后还包括如下步骤：

用水洗涤所述锂过渡金属氧化物。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述用水洗涤之后所述锂过渡金属氧化物中含有的所述掺杂元素为2,000ppm以上。