[发明专利]阴极活性材料前体和使用其的锂二次电池

说明书

根据本发明实施方案的阴极活性材料前体，其包括镍(Ni)和钴(Co)并且包含过量的Ni。A₁₀₁/A₀₀₁为1以上，且I₁₀₁/I₀₀₁为1以上。通过X射线衍射(XRD)分析，A₁₀₁为(101)面的峰面积，A₀₀₁为(001)面的峰面积，以及通过XRD分析，I₁₀₁为(101)面的峰强度，且I₀₀₁为(001)面的峰强度。使用该阴极活性材料前体的、具有提高的结晶性和长期稳定性的阴极和锂二次电池。

技术领域

本发明涉及阴极活性材料前体和使用该阴极活性材料前体的锂二次电池。更具体地，本发明涉及包括多种金属元素的阴极活性材料前体和使用该阴极活性材料前体的锂二次电池。

背景技术

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用作诸如便携式摄像机、移动电话、便携式计算机等的移动电子设备的电源。二次电池包括例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于工作电压和每单位重量能量密度高、充电率高、尺寸紧凑等而被积极地开发和应用。

例如，锂二次电池可以包括：电极组件以及浸渍电极组件的电解液，电极组件包括阴极、阳极和隔离层(隔膜)。锂二次电池可以进一步包括具有例如袋状的外壳，用于容纳电极组件和电解液。

锂金属氧化物可以用作锂二次电池的阴极的活性材料。锂金属氧化物的实例可以包括镍基锂金属氧化物。为了制备镍基锂金属氧化物，使用了含镍前体化合物。

近来，由于锂二次电池的应用已经从紧凑的电子设备扩展到诸如混合动力车辆的大型设备，因此为了实现足够的容量和功率特性，增加了镍含量。在这种情况下，含镍前体中的镍比率增加。然而，随着镍含量变得更大，由于与锂的不匹配或副反应，阴极活性材料的可靠性可能降低。

例如，韩国注册专利公开第10-0821523号公开了一种使用锂复合金属氧化物制造阴极活性材料的方法，但是没有考虑上述含镍前体。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种提供改进的功率和稳定性的阴极活性材料前体。

根据本发明的一个方面，提供了一种阴极活性材料和由该阴极活性材料前体制造的锂二次电池，该阴极活性材料前体提供了改善的功率和稳定性。

根据示例性实施方案的阴极活性材料前体包括镍(Ni)和钴(Co)，并包含过量的Ni，并且A₁₀₁/A₀₀₁为1以上，且I₁₀₁/I₀₀₁为1以上。通过X射线衍射(XRD)分析，A₁₀₁为(101)面的峰面积，A₀₀₁为(001)面的峰面积，以及通过XRD分析，I₁₀₁为(101)面的峰强度，且I₀₀₁为(001)面的峰强度。

在一些实施方案中，A₁₀₁/A₀₀₁可以在1-2的范围内。

在一些实施方案中，I₁₀₁/I₀₀₁在1-2的范围内。

在一些实施方案中，阴极活性材料前体由化学式1表示。

[化学式1]

Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z(OH)_2+a

在化学式1中，0.02≤x≤0.15、0≤y≤0.15、0≤z≤0.1，-0.5≤a≤0.1，并且M可以包括Mg、Sr、Ba、B、Al、Si、Mn、Ti、Zr或W中的至少一种。