相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2022年6月7日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2022-0069033號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中。本發(fā)明涉及制備正極活性材料的方法和正極活性材料。

背景技術(shù)：

1、近來(lái)，隨著電動(dòng)車輛的快速市場(chǎng)擴(kuò)張，在全世界范圍內(nèi)，鋰離子電池的開(kāi)發(fā)也在加速。相應(yīng)地，要求電動(dòng)車輛性能(例如行駛里程和輸出)高。因此，研究正朝著如下方向進(jìn)行：提高作為鋰離子電池中所包括的正極活性材料的主要材料ncm類鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的鎳含量。然而，由于隨著鎳含量增加，根據(jù)充電狀態(tài)發(fā)生從ni2+到ni3+或ni4+的氧化，因此進(jìn)行快速氧解吸，并且存在解吸的氧和ni4+引起與電解液的副反應(yīng)，從而使電池的性能如壽命和電阻降低的問(wèn)題。

2、為了解決該問(wèn)題，存在如下方法：通過(guò)在將正極活性材料前體和含鋰原料混合并燒結(jié)時(shí)混合摻雜原料或涂覆原料來(lái)進(jìn)行摻雜或涂覆，但由于難以控制摻雜元素和涂覆元素均勻分布，并且存在因不均勻反應(yīng)而導(dǎo)致電池的多種性能降低的問(wèn)題，因此需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問(wèn)題

2、本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種制備正極活性材料的方法，其中，具體地，存在較少的以團(tuán)聚狀態(tài)存在于表面上的鋯，并且存在于內(nèi)部中的鋁和鋯各自的量高于存在于表面上的鋁和鋯各自的量。

3、技術(shù)方案

4、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種制備正極活性材料的方法、一種正極活性材料、一種正極和一種鋰二次電池。

5、(1)?本發(fā)明提供了一種制備正極活性材料的方法，所述方法包括以下步驟：

6、(a)?通過(guò)在反應(yīng)器中加入含有選自鎳、鈷和錳中的至少一種的含過(guò)渡金屬的溶液，含鋯原料，銨陽(yáng)離子絡(luò)合劑，以及堿性溶液的同時(shí)進(jìn)行共沉淀反應(yīng)來(lái)制備含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物；以及

7、(b)?通過(guò)將含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物與含鋰原料和含鋁原料混合并將混合物燒結(jié)來(lái)制備鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物，

8、其中鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物包括鋯，鋁，以及選自鎳、鈷和錳中的至少一種。

9、(2)?本發(fā)明提供了上述(1)的制備正極活性材料的方法，其中含鋯原料是選自氫氧化鋯、硫酸鋯、乙酸鋯、硝酸鋯、鹵化鋯、硫化鋯和羥基氧化鋯中的至少一種。

10、(3)?本發(fā)明提供了上述(1)或(2)的制備正極活性材料的方法，其中加入含鋯原料，使得基于含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物的總重量，鋯的量為1,000?ppm至9,000?ppm。

11、(4)?本發(fā)明提供了上述(1)至(3)中任一項(xiàng)的制備正極活性材料的方法，其中含鋁原料是選自氫氧化鋁、氧化鋁、硫酸鋁、乙酸鋁、硝酸鋁、鹵化鋁、硫化鋁和羥基氧化鋁中的至少一種。

12、(5)?本發(fā)明提供了上述(1)至(4)中任一項(xiàng)的制備正極活性材料的方法，其中加入含鋁原料，使得基于鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的總重量，鋁的量為1,000?ppm至9,000?ppm。

13、(6)?本發(fā)明提供了上述(1)至(5)中任一項(xiàng)的制備正極活性材料的方法，其中步驟(b)的燒結(jié)在700℃至800℃的溫度下進(jìn)行。

14、(7)?本發(fā)明提供了一種正極活性材料，所述正極活性材料包括鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物，所述鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物包括鋯，鋁，以及選自鎳、鈷和錳中的至少一種，

15、其中存在于內(nèi)部中的鋁與存在于表面上的鋁的重量比大于1.0，并且

16、存在于內(nèi)部中的鋯與存在于表面上的鋯的重量比大于1.0。

17、(8)?本發(fā)明提供了上述(7)的正極活性材料，其中鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的鋯含量為基于總重量的1,000?ppm至9,000?ppm。

18、(9)?本發(fā)明提供了上述(7)或(8)的正極活性材料，其中鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的鋁含量為基于總重量的1,000?ppm至9,000?ppm。

19、(10)?本發(fā)明提供了上述(7)至(9)中任一項(xiàng)的正極活性材料，其中正極活性材料的平均粒徑(d50)為3?μm至20?μm。

20、(11)?本發(fā)明提供了一種正極，所述正極包括上述(7)至(10)中任一項(xiàng)的正極活性材料。

21、(12)?本發(fā)明提供了一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括上述(11)的正極。

22、有益效果

23、根據(jù)本發(fā)明的制備正極活性材料的方法，可以提供一種正極活性材料，其中存在較少的以團(tuán)聚狀態(tài)存在于表面上的鋯，并且存在于內(nèi)部中的鋁和鋯各自的量高于存在于表面上的鋁和鋯各自的量。

24、此外，根據(jù)本發(fā)明的正極活性材料在用于電池中時(shí)可以改善電池的性能。

技術(shù)特征：

1.一種制備正極活性材料的方法，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含鋯原料是選自氫氧化鋯、硫酸鋯、乙酸鋯、硝酸鋯、鹵化鋯、硫化鋯和羥基氧化鋯中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加入所述含鋯原料，使得基于所述含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物的總重量，鋯的量為1,000?ppm至9,000?ppm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含鋁原料是選自氫氧化鋁、氧化鋁、硫酸鋁、乙酸鋁、硝酸鋁、鹵化鋁、硫化鋁和羥基氧化鋁中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加入所述含鋁原料，使得基于所述鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的總重量，鋁的量為1,000?ppm至9,000?ppm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)的所述燒結(jié)在700℃至800℃的溫度下進(jìn)行。

7.一種正極活性材料，所述正極活性材料包含鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物，所述鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物包括鋯，鋁，以及選自鎳、鈷和錳中的至少一種，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極活性材料，其中所述鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的鋯含量為基于總重量的1,000?ppm至9,000?ppm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極活性材料，其中所述鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物的鋁含量為基于總重量的1,000?ppm至9,000?ppm。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極活性材料，其中所述正極活性材料的平均粒徑(d50)為3μm至20?μm。

11.一種正極，所述正極包含權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的正極活性材料。

12.一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包含權(quán)利要求11所述的正極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種制備正極活性材料的方法和一種正極活性材料，并且涉及如下的一種制備正極活性材料的方法和一種通過(guò)該制備方法制備的正極活性材料，所述方法包括以下步驟：(A)通過(guò)在反應(yīng)器中加入含有選自鎳、鈷和錳中的至少一種的含過(guò)渡金屬的溶液，含鋯原料，銨陽(yáng)離子絡(luò)合劑，以及堿性溶液的同時(shí)進(jìn)行共沉淀反應(yīng)來(lái)制備含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物；以及(B)通過(guò)將含鋯的復(fù)合過(guò)渡金屬氫氧化物與含鋰原料和含鋁原料混合并將混合物燒結(jié)來(lái)制備鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物，其中鋰復(fù)合過(guò)渡金屬氧化物包含鋯，鋁，以及選自鎳、鈷和錳中的至少一種。

技術(shù)研發(fā)人員：河昇哲,李晟珉,柳玟圭,李俊雨,李炅錄,慎志娥,許云善,都重?zé)?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG化學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19