專利名稱：可充電鋰電池的正極活性物質及其制備方法以及包含它的可充電鋰電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于可充電鋰電池的正極活性物質及其制備方法以及包含它的可充電鋰電池。更具體地，本發(fā)明涉及具有優(yōu)異電化學性能和突出抑制高溫膨脹性能的用于可充電鋰電池的正極活性物質及其制備方法以及包含它的可充電鋰電池。
背景技術：
隨著如今電子工業(yè)的發(fā)展，電子設備越來越小、越來越輕，便攜式電子設備的使用已經越來越普遍。對具有更高能量密度的作為便攜式電子設備電源的電池的研究也相應地愈加深入。
可充電鋰電池是在正極和負極之間通過加入有機電解質溶液或聚合物電解液制得的。電極可逆地嵌入和脫出鋰離子，并且通過鋰離子嵌入和脫出過程中的氧化和還原反應產生電能。
鋰通常用作可充電鋰電池的負極活性物質。已經采用碳基材料如結晶碳或無定形碳代替鋰金屬，因為鋰會因樹枝狀結晶的形成而導致電池內部短路，并且還可能引起爆炸。
我們知道，正極活性物質在可充電鋰電池的安全和性能方面起最重要的作用。正因如此，所以正在硫屬化物或復合氧化物材料，如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNi1-xCoxO2(0＜x＜1)、LiMnO2等。作為正極活性物質而得到廣泛驗證的是包括LiCoO2在內的鈷基材料，因為它具有高能量密度(LiCoO2的理論容量為274mAh/g)和優(yōu)異的循環(huán)壽命特性(容量保持率)。
然而，由于其結構的不穩(wěn)定性，實際上僅能獲得LiCoO2理論容量的約50％，即在4.2V充電電壓下約140mAh/g的容量。換言之，LixCoO2中未被利用的鋰的量超過50％(x＞0.5)。為了獲取大于50％的LiCoO2的理論容量，充電電壓必須增加到4.2V以上。但是當電壓升高時，代表LixCoO2中鋰的量的可潛在利用的x值就會降低到0.5以下，而且因晶相從六角形結構到單斜結構的轉變而導致的結構不穩(wěn)定性又顯著地降低其容量保持率。
因此，人們一直在尋求這樣的正極活性物質，以用于在高于4.2V的高充電電壓下仍具有高能密度和優(yōu)異的循環(huán)壽命的可充電鋰電池。例如，人們正在研究其中Ni、Co、Mn等元素被改性的正極活性物質LiNixCo1-xO2(0＜x＜1)，LiNixMn1-xO2(0＜x＜1)，Li(NixCo1-2xMnx)O2(0＜x＜1)，LiCoO2，及LiCoO2的衍生物(Solid State Ionics，57，311(1992)；J.Power.Sources，43-44，595(1993)；日本待審專利Pyung 8-213015(Sony公司(1996))；美國專利5993998(Japan Storage Battery)(1997))。然而，這些正極活性物質的缺點是對高溫膨脹的抑制性差。

發(fā)明內容
一方面，本發(fā)明提供一種用于可充電鋰電池的正極活性物質，其特征在于具有優(yōu)異的電化學性能和突出的抑制高溫膨脹性能。
本發(fā)明還提供一種用于可充電鋰電池的正極活性物質的制備方法。
此外，本發(fā)明還提供包括前述正極活性物質的可充電鋰電池。
為了達成上述目標，本發(fā)明提供的用于可充電鋰電池的正極活性物質為鋰/鎳基材料，其中平均直徑為1～4μm的初級顆粒凝聚形成二級顆粒。
本發(fā)明提供一種制備用于可充電鋰電池的正極活性物質的方法，所述可充電鋰電池包括由平均粒徑為1～4μm的初級顆粒構成的二級顆粒。該制備方法的過程如下通過熱處理氫氧化物制備氧化物材料，該氫氧化物包含鎳和鈷，鎳、鈷和金屬(如鋁，鉻，鐵，鎂，鍶，釩及稀土元素)，鎳、鈷和錳，或者鎳、鈷、錳和金屬(如鋁，鉻，鐵，鎂，鍶，釩及稀土元素)；將氧化物材料與含鋰化合物混合，并實施第一次熱處理，得到混合物；及對第一次熱處理的混合物實施第二次熱處理。本發(fā)明提供一種可充電鋰電池，其包括含有正極活性物質的正極，含有負極活性物質的負極，以及電解液。負極活性物質可以包括鋰金屬，含鋰合金，能夠可逆地嵌入和脫出鋰離子的材料，或者可通過與鋰的可逆反應形成含鋰化合物的材料。


參考下面對本發(fā)明及其優(yōu)點的詳述，并結合附圖可以更好的理解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的可充電鋰電池的示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例1～5的正極活性物質中的碳含量相對于鋰∶(鎳+鈷+錳)摩爾比的圖表。
圖3A～圖3E是對比例1以及實施例1～4的正極活性物質的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
圖4是實施例1～5以及對比例1～2的可充電電池的放電容量圖表。
具體實施例方式
本發(fā)明的用于可充電鋰電池的正極活性物質是鋰/鎳基化合物，其具有由平均直徑為1～4μm的初級顆粒構成的二級顆粒。包含初級顆粒的二級顆粒的平均直徑優(yōu)選為5～20μm，更優(yōu)選為7～14μm。當二級顆粒的平均直徑小于5μm時，在包含它的可充電鋰電池中會發(fā)生一些副反應。然而，當二級顆粒的平均直徑大于20μm時，正極混合物的密度降低，且二級顆粒容易碎裂，導致電解液分解和氣體產生。
根據本發(fā)明，碳可以存在于正極活性物質的表面上，其中按正極活性物質的總重量計，優(yōu)選碳的量小于0.1％，更優(yōu)選為0.05～0.07，最優(yōu)選為0.05～0.06％。
存在于正極活性物質表面的碳是在制備過程中引入的雜質。在煅燒過程中，碳酸鋰通過CO2與正極活性物質中未反應的鋰之間的反應而在表面形成。當碳的量增加時，由碳酸鋰導致的膨脹也增加。當碳的量超過正極活性物質總重量的0.1％時，不能改進對高溫膨脹的抑制。
當本發(fā)明的正極活性物質的初級顆粒的平均直徑小于1μm時，在制備正極過程中的碳量增加，導致對膨脹的抑制作用降低。然而，如果使用平均直徑超過4μm的初級顆粒，則會引起諸如容量降低等問題。
在采用CuKα的X射線衍射圖中，鋰/鎳基化合物具有1.04～1.15的X射線衍射強度比I(003)/I(104)，及0.14～0.16的半最大值寬度。當半最大值寬度小于0.14時，正極活性物質的結晶度高，妨礙鋰離子嵌入到正極中。當半最大值寬度超過0.16時，正極活性物質的結晶度低，阻礙鋰離子在正極中定位。因此，使用半最大值寬度超出0.14～0.16范圍的正極活性物質，會導致諸如容量降低等問題。
鋰/鎳基化合物用下列化學式(1)至(5)之一表示
LixNi1-yCoyO2-zAz(1)LixNi1-y-zCoyMzA2(2)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(3)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(4)LixNi1-y-zCoyMnzMWO2-αAα(5)式中x，y，z，w及α范圍為0.94≤x≤1.1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，0≤w≤0.5，0≤α≤2；M為選自Al，Cr，Fe，Mg，Sr，V及稀土元素中的至少一種元素；A為選自O，F，S和P中的至少一種元素。
本發(fā)明的正極活性物質是通過下列方法制備的通過熱處理氫氧化物制備氧化物材料，該氫氧化物包含鎳和鈷，或者包含鎳、鈷和金屬(如Al、Cr、Fe、Mg、Sr、V和稀土元素)，或者包含鎳、鈷和錳，或者包含鎳、鈷、錳和金屬(如Al、Cr、Fe、Mg、Sr、V和稀土元素)；接著，將氧化物材料與含鋰化合物混合，并對所得混合實施第一次熱處理；及對第一次熱處理的混合物實施第二次熱處理。
傳統(tǒng)上，鋰/鎳基正極活性物質是這樣制備的將氫氧化物與含鋰化合物混合，并對該混合物進行熱處理，而不是對氫氧化物單獨進行熱處理。該方法導致初級顆粒的平均直徑達不到1μm，并在表面上留下顯著量的碳，這會引起高溫下的膨脹。
本發(fā)明改進了傳統(tǒng)方法，其使初級顆粒的平均直徑上升到1μm，并使表面上的碳量降低至總重量的0.1％以下。這是通過加熱氫氧化物形成氧化物，然后使之與鋰化合物反應，并使所得混合物經受兩次熱處理而實現的。
優(yōu)選氧化物是通過在500～1200℃下加熱氫氧化物5～10小時而形成的，更優(yōu)選其是通過在700～1000℃下加熱氫氧化物5～10小時而形成的。如果加熱溫度低于500℃或者熱處理時間小于5小時，則初級顆粒生長不良。相反，如果加熱溫度高于1200℃或熱處理時間大于10小時，則初級顆粒會生長良好，但所得正極活性物質的容量會在最終熱處理時候降低。
下一步就是將所得到的氧化物和含鋰化合物混合，并進行第一次熱處理。優(yōu)選第一次熱處理在500～1000℃下進行5～20小時，更優(yōu)選在700～800℃下進行10～15小時。如果溫度低于500℃或者時間小于5小時，則碳量增加。相反，如果溫度高于1000℃或時間超過20小時，則顆粒變得太大，而且其功能惡化，因為很難破碎這些顆粒。
然后，對正極活性物質進行第二次熱處理，該第二次熱處理優(yōu)選在700～1000℃下進行10～40小時，更優(yōu)選在800～900℃下加熱20～40小時。如果處理溫度低于700℃或者處理時間小于10小時，存在于表面上的碳的量增加；如果處理溫度超過1000℃或處理時間超過40小時，則可加工性惡化，因為材料難于破碎。
被轉化成氧化物的氫氧化物是通過共沉淀鎳、鈷以及任選的錳和金屬(如Al，Cr，Fe，Mg，Sr，V以及稀土元素)等的鹽而制備的。該方法是眾所周知的，詳見韓國專利申請2002-26200，其中氫氧化物是通過混合含有原料的水溶液并控制pH而制備的。作為原料，可以使用含有鎳、鈷以及任選的錳和金屬的氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和硫酸鹽。與所得氧化物反應的含鋰化合物包括但不限于氫氧化鋰、乙酸鋰和硝酸鋰。
圖1示出了包含本發(fā)明的正極活性物質的可充電鋰電池。本發(fā)明提供的可充電鋰電池1包括負極2，正極3，安裝在負極2和正極3之間的隔板4，浸漬負極2、正極3和隔板4的電解液，及圓筒形的電池容器?？沙潆婁囯姵?是這樣構建的層壓負極2、正極3和隔板4，將其螺旋盤繞，并最終將這些組件裝到電池容器中。然而，本發(fā)明所述的可充電鋰電池并不限定于圖1所述的范圍內，也還可以是棱形或袋狀的。
負極活性物質包括鋰金屬，含鋰合金，能夠可逆地嵌入和脫出鋰離子的材料，或者可通過與鋰的可逆反應而形成含鋰化合物的材料。能夠可逆地嵌入和脫出鋰離子的示例性材料是碳質材料(如結晶碳或無定型碳)或者碳復合物。另外，能夠與鋰可逆反應進而形成含鋰化合物的材料的代表性實例有錫氧化物(SnO2)，硝酸鈦，硅(Si)等，但并不限于此。含鋰合金是通過鋰與包括但不限于Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al和Sn的金屬化合而形成的合金。
電解液包括溶解于非水有機溶劑中的鋰鹽。鋰鹽通過提供鋰離子來源并促進鋰離子在正負極之間移動而確保可充電鋰電池工作。代表性鋰鹽的實例包括選自下列中的一種或兩種以上LiPF6，LiBF4，LiSbF6，LiAsF6，LiCF3SO3，LiN(CF3SO2)3，Li(CF3SO2)2N，LiC4F9SO3，LiClO4，LiAlO4，LiAlCl4，LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)(m和n為整數)，LiCl，及LiI。優(yōu)選鋰鹽的濃度為0.6～2.0M。當鋰鹽的濃度低于0.6M的時候，電解液的導電性降低，電解液的性能總體變差。當鋰鹽的濃度高于2.0M的時候，電解液的粘度增加，使鋰離子的運動能力降低。
非水有機溶劑充當電池電化學反應期間供離子流動的介質。非水有機溶劑可以包括諸如碳酸酯、酯、醚或酮中的至少一種。作為碳酸酯，可以使用環(huán)狀碳酸酯或鏈狀碳酸酯。當使用一種以上的溶劑時，本領域的技術人員可以根據所需電池容量來調整混合比?？捎玫沫h(huán)狀碳酸酯包括但不限于碳酸亞乙酯，碳酸亞丙酯及其混合物。可用的鏈狀碳酸酯包括但不限于碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸甲丙酯?？捎玫孽グǖ欢ㄓ讦?丁內酯，戊內酯，癸交酯(decanolide)，及甲羥戊內酯(mevalotatone)。酮的實例可以是聚甲基乙烯基酮。
下面的實施例進一步說明本發(fā)明。只是本發(fā)明并不僅限于此。
對比例1制備初級顆粒平均粒徑為0.3μm的正極活性物質Li1.02Ni0.8Co0.1Mn0.1O2按照Li∶(Ni+Co+Mn)為1.02∶1的摩爾比將Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2與LiOH混合，在700℃下熱處理該混合物10小時，并進行破碎，然后在780℃下對其進行20小時的第二次熱處理。
對比例2通過在700℃下將Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2燒結10小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2與LiOH按Li∶(Ni+Co+Mn)摩爾比為1.02∶1的混合物在800℃下熱處理10小時。然后將其破碎，接著將其在1050℃進行50小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級顆粒直徑為5μm的正極活性物質Li1.02Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。
實施例1在700℃下燒結Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)210小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiOH以Li∶(Ni+Co+Mn)為0.94∶1的摩爾比例混合成混合物，該混合物在700℃下加熱處理10小時。然后將其破碎，接著在810℃下對其進行15小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級顆粒直徑為1μm的正極活性物質Li0.94Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。
實施例2在700℃下焚燒Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)210小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2與LiOH分別按摩爾比Li∶(Ni+Co+Mn)為0.94∶1和0.96∶1的比例混合成混合物，并在700℃下加熱處理10小時。然后將其破碎，接著在810℃下對其進行20小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級粒徑為2μm的正極活性物質Li0.94Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和Li0.96Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。
實施例3在700℃下燒結Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)210小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiOH分別以摩爾比Li∶(Ni+Co+Mn)為0.94∶1、0.96∶1和0.98∶1的比例混合成混合物，并在800℃下熱處理10小時。然后將其破碎，接著在810℃下對其進行20小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級粒徑為3μm的正極活性物質Li0.94Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、Li0.96Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和Li0.98Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。
實施例4在700℃下焚燒Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)210小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiOH分別以摩爾比Li∶(Ni+Co+Mn)為0.94∶1、0.96∶1、0.98∶1和1.00∶1的比例混合成混合物，并在800℃下加熱處理10小時。然后將其破碎，接著在830℃下對其進行20小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級粒徑為3μm的正極活性物質Li0.94Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、Li0.96Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、Li0.98Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
實施例5在700℃下焚燒Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)210小時，制得Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。接下來，將Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiOH分別以摩爾比Li∶(Ni+Co+Mn)為0.94∶1、0.96∶1、0.98∶1和1.00∶1的比例混合成混合物，并在800℃下熱處理10小時。然后將其破碎，接著在830℃下對其進行40小時的第二次熱處理。所得化合物是平均初級粒徑為4μm的正極活性物質Li0.94Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、Li0.96Ni0.8Co0.1Mn0.1O2、Li0.98Ni0.8Co0.1Mn0.1O2和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
圖2是用CS化學測定儀(CS-444)測得的對比例1和實施例1～5的正極活性物質表面存在的碳量。與對比例1相比，本發(fā)明實施例1～5的正極活性物質表面存在的碳量顯著降低。
圖3A～圖3E分別為對比例1以及實施例1～4的正極活性物質之初級顆粒的電子掃描顯微鏡(SEM)照片。實施例1～4的初級顆粒的平均粒徑比對比例1的大，如圖3A～圖3E所示。
為了將正極活性物質涂布在正極上，應首先形成漿料。該漿料是通過用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，以94∶3∶3的重量比分別將對比例1和2以及實施例1～5的正極活性物質、導電劑(super P)和粘結劑(PVDF)混合而制備的。正極是通過在鋁箔上涂布該漿料，干燥，并用輥壓機壓制而得到的。
相似地，負極是通過在鋁箔上涂布漿料，然后干燥該鋁箔并用輥壓機壓制而得到的，所述漿料由重量比為89.8∶0.2∶10的用作負極活性物質的人造石墨(PHS)、草酸和粘結劑(PVDF)以及NMP構成的。接下來，在前述正極與負極之間插入由聚乙烯(PE)多孔膜制成的隔板，并置于電池容器中。最后，向電池容器中注入電解液，其是通過將LiPF6以1mol/L的濃度溶解于碳酸亞丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸亞乙酯(EC)的混合溶劑(PC∶DEC∶EC＝1∶1∶1)中而得到的，得到棱形可充電鋰電池。
通過檢查以0.5C(庫侖)充電至4.2V之前和之后的厚度，并于85℃以上的高溫室中放置4個小時，檢驗根據前述方法制備的鋰電池的膨脹程度。包含實施例1～5的碳含量小于總重量的0.01％的正極活性物質的可充電鋰電池，具有優(yōu)異的抑制高溫膨脹性能，其顯示厚度僅有微小的增加。
實施例1～5所述的可充電鋰電池的放電能力經過測量，結果如圖4所示。從圖4可知，可充電鋰電池有相對較高的放電能力。相反地，含對比例1中初級顆粒平均粒徑為5μm的正極活性物質的可充電鋰電池具有較低的放電能力。
本發(fā)明所述的正極活性物質不僅具有優(yōu)異的抗高溫膨脹性能還具有突出的電化學性能。本發(fā)明通過減少鋰/鎳基正極活性物質表面的碳含量和調節(jié)其初級顆粒平均粒徑來達到上述性能。
以上僅為本發(fā)明的原理性說明。此外，對本領域技術人員來說很容易對其進行修改和變化，因此不希望本發(fā)明僅限于前文表述的嚴格的框架和操作之內。從而，所有適當的修改和等效替換均屬于本發(fā)明及其從屬的權利要求的范圍。
權利要求
1.一種用于可充電鋰電池的正極活性物質，其包括鋰/鎳基化合物，其中平均粒徑為1～4μm的正極活性物質的初級顆粒凝聚成鋰/鎳基化合物的二級顆粒。
2.根據權利要求1的正極活性物質，其中所述二級顆粒的平均直徑為5～20μm。
3.根據權利要求1的正極活性物質，其中其表面上的碳含量小于正極活性物質總重量的0.1％。
4.根據權利要求3的正極活性物質，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.07％。
5.根據權利要求4的正極活性物質，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.06％。
6.根據權利要求1的正極活性物質，其中所述鋰/鎳基化合物在采用CuKα的X-射線衍射圖樣中具有1.04～1.15的X-射線衍射強度比I(003)/I(104)，及0.14～0.16的半最大值寬度。
7.根據權利要求1的正極活性物質，其中該正極活性物質由下面化學式(1)至(5)中的至少一個來表示LixNi1-yCoyO2-zAz(1)LixNi1-y-zCoyMzA2(2)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(3)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(4)LixNi1-y-zCoyMnzMwO2-αAα(5)式中x，y，z，w，及α的范圍為0.94≤x≤1.1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，0≤w≤0.5，0≤α≤2；M為選自Al，Cr，Fe，Mg，Sr，V，及稀土元素中的至少一種元素；A為選自O，F，S，及P中的至少一種元素。
8.一種制備正極活性物質的方法，包括加熱氫氧化物，以得到氧化物材料，該氫氧化物包含鎳和鈷；或者包含鎳，鈷，及選自Al、Cr、Fe、Mg、Sr、V和稀土元素中的至少一種金屬；或者包含鎳，鈷，及錳；或者包含鎳，鈷，錳，及選自Al、Cr、Fe、Mg、Sr、V和稀土元素中的至少一種金屬；混合該氧化物材料和含鋰化合物；對所得混合物進行第一次熱處理；及對已進行第一次熱處理的混合物進行第二次熱處理，得到鋰/鎳基化合物，其中，平均粒徑為1～4μm的正極活性物質的初級顆粒凝聚成鋰/鎳基化合物的二級顆粒。
9.根據權利要求8的方法，其中所述二級顆粒的平均直徑為5～20μm。
10.根據權利要求8的方法，其中所述氫氧化物的熱處理是在500～1200℃下進行的。
11.根據權利要求8的方法，其中所述第一次熱處理是在500～1000℃下進行的。
12.根據權利要求8的方法，其中所述第二次熱處理是在700～1000℃下進行的。
13.根據權利要求8的方法，其中所述正極活性物質表面上的碳含量小于正極活性物質總重量的0.1％。
14.根據權利要求13的方法，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.07％。
15.根據權利要求14的方法，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.06％。
16.根據權利要求8的方法，其中所述鋰/鎳基化合物在采用CuKα的X-射線衍射圖樣中具有1.04～1.15的X-射線衍射強度比I(003)/I(104)，及0.14～0.16的半最大值寬度。
17.根據權利要求8的方法，其中所述正極活性物質由下面化學式(1)至(5)中的至少一個來表示LixNi1-yCoyO2-zAz(1)LixNi1-y-zCoyMzA2(2)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(3)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(4)LixNi1-y-zCoyMnzMwO2-αAα(5)式中x，y，z，w，及α的范圍為0.94≤x≤1.1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，0≤w≤0.5，0≤α≤2；M為選自Al，Cr，Fe，Mg，Sr，V，及稀土元素中的至少一種元素；A為選自O，F，S，及P中的至少一種元素。
18.一種可充電鋰電池，包括含正極活性物質的正極；含負極活性物質的負極；及電解液，其中所述正極活性物質為鋰/鎳基化合物，其中平均粒徑為1～4μm的初級顆粒凝聚成鋰/鎳基化合物的二級顆粒；其中所述負極活性物質包括鋰金屬，含鋰合金，能可逆地嵌入和脫出鋰離子的物質，或者通過與鋰的可逆反應形成含鋰化合物的物質。
19.根據權利要求18的可充電鋰電池，其中所述二級顆粒的平均直徑為5～20μm。
20.根據權利要求18的可充電鋰電池，其中所述負極活性物質為碳質材料。
21.根據權利要求18的可充電鋰電池，其中所述正極活性物質表面上的碳含量小于正極活性物質總重量的0.1％。
22.根據權利要求21的可充電鋰電池，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.07％。
23.根據權利要求21的可充電鋰電池，其中所述碳含量為正極活性物質總重量的0.05～0.06％。
24.根據權利要求18的可充電鋰電池，其中所述鋰/鎳基化合物在采用CuKα的X-射線衍射圖樣中具有1.04～1.15的X-射線衍射強度比I(003)/I(104)，及0.14～0.16的半最大值寬度。
25.根據權利要求18的可充電鋰電池，其中所述正極活性物質由下面化學式(1)至(5)中的至少一個來表示LixNi1-yCoyO2-zAz(1)LixNi1-y-zCoyMzA2(2)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(3)LixNi1-y-zCoyMnzO2-αAα(4)LixNi1-y-zCoyMnzMwO2-αAα(5)式中x，y，z，w，及α的范圍為0.94≤x≤1.1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，0≤w≤0.5，0≤α≤2；M為選自Al，Cr，Fe，Mg，Sr，V，及稀土元素中的至少一種元素；A為選自O，F，S，及P中的至少一種元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于可充電鋰電池的正極活性物質及其制備方法，以及包含它的可充電鋰電池。該正極活性物質包含鋰/鎳基化合物，其中平均粒徑為1～4μm的初級顆粒凝聚成二級顆粒。本發(fā)明的正極活性物質具有優(yōu)異的電化學性能和突出的抑制高溫膨脹性能。
文檔編號C01G1/02GK1652375SQ200510051830
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月6日 優(yōu)先權日2004年2月6日
發(fā)明者丁元一, 徐晙源, 樸容徹, 金根培 申請人:三星Sdi株式會社