[发明专利]具有定向性结构的锂电池用正极活性物质及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池用正极活性物质及其制备方法，上述锂电池用正极活性物质的特征在于，通过烧成密度从由初级粒子的聚集体形成的二级粒子内部向粒子外部逐渐变化的密度梯度型前体来形成定向性。本发明的锂电池用正极活性物质可以通过具有定向性结构来具有高寿命及高容量特性。

技术领域

本发明涉及锂电池用正极活性物质及其制备方法，上述锂电池用正极活性物质的特征在于，通过烧成密度从由初级粒子的聚集体形成的二级粒子内部向粒子外部逐渐变化的密度梯度型前体来形成定向性。本发明的锂电池用正极活性物质可以通过具有定向性结构来具有高寿命及高容量特性。

背景技术

随着有关电动汽车的技术的开发和需求的增加，作为能量来源的二次电池的需求也急剧增加。在这些二次电池中，具有高能量密度和电压、循环寿命长、自放电率低的锂二次电池的商用化使其被广泛使用。将锂镍钴锰复合氧化物用作锂二次电池的正极活性物质，其中，钴提供作用电压高且速率特性优秀的正极活性物质。然而，钴含量高的正极活性物质的成本高，因此在电动车等领域中大量用作动力源是受到限制的。并且，由于近来钴价格的急剧上升，钴的含量也呈日益缩减的趋势，因此，需要能够弥补速率特性及寿命的解决对策。

关于用于改善正极活性物质的稳定性的其他方法，提出了具有过渡金属成分的浓度从正极活性物质表面向内部逐渐变化的浓度梯度的锂过渡金属复合氧化物。然而，迄今开发的具有浓度梯度的正极活性物质具有从粒子内部向表面无法形成完全的定向性的问题，并且，还具有为解决这一问题需使用复杂的工序而使加工成本昂贵且质量管理困难等缺点。

发明内容

技术问题

为解决上述现有的技术问题，本发明人为制备加工成本低廉且具有完全的定向性的正极活性物质而几经努力的结果，确认到在制备正极活性物质的时加入木糖醇作为粒子形状调节剂可以制备不但具有完全的定向性而且容量特性及寿命特性得到提高的正极活性物质，从而完成本发明。

技术方案

本发明的目的在于，提供提高容量特性及寿命特性的正极活性物质，上述正极活性物质由初级粒子的聚集体形成二级粒子，从上述二级粒子内部向上述二级粒子外部具有定向性。本发明的正极活性物质的特征在于，通过烧成密度从由初级粒子的聚集体形成的二级粒子内部向粒子外部逐渐变化的密度梯度型前体来形成定向性。

本发明的再一目的在于，提供通过上述方法制备的提高容量特性及寿命特性的正极活性物质的制备方法。

并且，本发明提供包含提高容量特性及寿命特性的正极活性物质的锂二次电池。

本说明书中使用的术语“定向性”是指通过从由初级粒子的聚集体形成的二级粒子的内部区域整体上连续形成密度变化的密度梯度型前体，上述密度梯度在烧成过程中扩散并从二级粒子的内部向二级粒子外部逐渐变化。

在本说明书中使用的术语“初级粒子”是指粒子的一级结构体，“二级粒子”是指初级粒子通过物理或化学结合使多个初级粒子间相互凝集形成的聚集体。

发明的效果

本发明的锂二次电池用正极活性物质通过烧成密度从由初级粒子的聚集体形成的二级粒子内部向粒子外部逐渐变化的密度梯度型前体来形成定向性，减少锂离子的移动阻抗，从而可以制备具有高输出功率及高寿命特性的二次电池。

附图说明

图1为拍摄通过实施例1的制备方法制备的密度梯度型前体的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图2为拍摄通过实施例1制备方法制备的锂二次电池用活性物质的剖面的扫描电子显微镜图像。

图3为拍摄通过实施例2的制备方法制备的密度梯度型前体的扫描电子显微镜图像。

图4为拍摄通过实施例2的制备方法制备的锂二次电池用活性物质的剖面的扫描电子显微镜图像。