[发明专利]制备锂二次电池用正极活性材料的方法和由此制备的正极活性材料

说明书

本发明涉及：一种制备正极活性材料的方法；通过所述制备方法制备的正极活性材料；包含所述正极活性材料的锂二次电池用正极和锂二次电池，所述方法包括以下步骤：通过使用含有涂布元素M¹(M¹包含选自Na和Al中的至少一者)的碱性水溶液在由式1表示的锂过渡金属氧化物的表面上形成第一涂层；以及通过对在其上形成有所述第一涂层的所述锂过渡金属氧化物与含有涂布元素M²(M²包含B)的材料进行干混和热处理来形成第二涂层。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月22日提交的韩国专利申请10-2019-0088560号的优先权和权益，通过引用将其发明内容以其全体并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种制备锂二次电池用正极活性材料的方法、包含通过所述制备方法制备的正极活性材料的锂二次电池用正极和锂二次电池。

背景技术

随着移动装置的技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能量来源的二次电池的需求急剧增加。在二次电池中，表现出高能量密度和高电压并且具有更长的循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。

作为锂二次电池用正极活性材料，已经使用了锂过渡金属氧化物，其中主要使用具有高工作电压和优异容量特性的锂钴氧化物LiCoO₂。然而，LiCoO₂不仅由于因锂脱嵌引起的其晶体结构的不稳定而具有非常差的热性能，而且昂贵，由此它在大量用作电动车辆领域等的电源方面存在限制。

作为LiCoO₂的替代物，已经开发了锂锰复合金属氧化物(LiMnO₂、LiMn₂O₄等)、锂铁磷酸盐化合物(LiFePO₄等)或锂镍复合金属氧化物(LiNiO₂等)。在这些材料中，更积极地进行了对锂镍复合金属氧化物的研究和开发，由于其约200mAh/g的高可逆容量而容易实现大容量电池。然而，与LiCoO₂相比，LiNiO₂具有诸如热稳定性更差的问题，并且当由于从外部施加的压力等而在充电状态下发生内部短路时，正极活性材料自身分解，从而引起电池的破裂和着火。因此，作为在维持LiNiO₂的优异可逆容量的同时改善低的热稳定性的方法，已经开发了其中一部分镍(Ni)被钴(Co)置换的LiNi_1-αCo_αO₂(α＝0.1～0.3)或其中一部分Ni被锰(Mn)、Co或Al置换的锂镍钴金属氧化物。

然而，在锂镍钴金属氧化物的情况下，存在容量低的问题。为了增加锂镍钴金属氧化物的容量，已经研究了增加锂镍钴金属氧化物中所包含的Ni的含量的方法，但在这种情况下，由于在锂镍钴金属氧化物的表面上存在未反应的残留的锂而需要洗涤工序，并且由于洗涤工序而在正极活性材料的表面上产生缺陷，从而使电池的寿命特性劣化。

为了克服这些问题，常规上已经研究了在对正极活性材料进行洗涤之后在低温下在正极活性材料的表面上形成涂层的方法，但所述方法在高温寿命特性和高温电阻特性方面仍存在局限性。

因此，需要开发一种不仅具有高容量特性而且具有改善的高温寿命特性和高温电阻特性的正极活性材料。

发明内容

技术问题

为了克服上述问题，本发明的第一目的旨在提供一种制备正极活性材料的方法，所述方法能够在正极活性材料的表面上均匀地形成涂层。

本发明的第二个目的旨在提供一种通过上述制备方法制备的并由此包含在其表面上均匀形成的涂层的正极活性材料，所述正极活性材料表现出改善的高温寿命特性和高温电阻特性。