[发明专利]锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含其的正极以及包含所述正极的二次电池

说明书

本发明涉及一种制备锂钴类正极活性材料的方法和由其制备的正极活性材料，所述方法包括如下步骤：将由化学式1表示的锂钴氧化物粒子和一种或多种锂金属氧化物粒子干混合，然后热处理，所述锂金属氧化物粒子选自：锂铝氧化物、锂锆氧化物和锂钛氧化物。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2017年11月13日提交的韩国专利申请10-2017-0150922号和于2018年11月13日提交的韩国专利申请10-2018-0138704号的权益，其公开内容通过引用被整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含其的正极以及包括所述正极的锂二次电池，并且更具体地，涉及一种通过能够即使在4.45V以上的高电压驱动期间也抑制钴的溶出而实现优异的高温储存性能的锂钴类正极活性材料、其制备方法、包含其的正极以及包含所述正极的锂二次电池。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。在这些二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经被商业化并被广泛使用。

已经积极开发并使用的锂二次电池用正极活性材料的一个实例是层状结构的LiCoO₂。LiCoO₂是最广泛使用的，因为其合成容易实现，并且其电化学性能(包括寿命性能)是优异的。然而，由于其结构稳定性差，所以在将LiCoO₂应用到高容量电池技术的方面存在限制。

因此，已经提出了通过在锂钴氧化物粒子的表面上涂覆例如Al和Zr的金属氧化物来改善锂钴氧化物的结构稳定性的技术。如上所述的涂覆有金属氧化物的锂钴氧化物在驱动电压低于4.45V的电池中表现出优异的电化学性能。然而，根据本发明人的研究，当将涂覆有金属氧化物的锂钴氧化物应用到驱动电压为4.45V以上的电池时，迅速发生了气体的产生和钴的溶出，因此寿命性能和高温储存性能显著劣化。

当涂覆金属氧化物时，锂在金属氧化物和锂钴氧化物的表面上发生反应，从而在锂钴氧化物的表面上形成Li/co摩尔比小于1的锂缺陷层。当存在这种锂缺陷层时，改善了寿命性能和输出性能。然而，在高电压驱动期间，由于与电解质的反应性的增加，所以发生了气体的产生和钴的溶出，并且高温储存性能劣化。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种即使在以4.45V以上的高电压驱动的期间也能够有效地抑制钴溶出的锂钴类正极活性材料。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种制备锂钴类正极活性材料的方法，所述方法包括如下步骤：将由下式1表示的锂钴氧化物粒子和锂金属氧化物粒子干混合，然后热处理。

[式1]

LiCo_1-xM_xO₂

在式1中，M是选自如下中的一种或多种：Al、Mg、W、Mo、Zr、Ti、Fe、V、Cr、Ba、Ca和Nb，并且0≤x≤0.2。

此时，锂金属氧化物粒子可以是选自如下中的一种或多种：锂铝氧化物、锂锆氧化物和锂钛氧化物。

优选的是，热处理在300℃至800℃下进行。

优选的是，基于100重量份的锂钴氧化物粒子和锂金属氧化物粒子的总重量，以0.01重量份至0.5重量份的量混合锂金属氧化物粒子。