用于锂二次电池的阴极活性物质和包括其的锂二次电池的制作方法

allin2026-05-02  6


涉及用于锂二次电池的阴极活性物质和包括其的锂二次电池。


背景技术:

1、随着开发便携式电子装置和通信装置等,需要开发具有高能量密度的锂二次电池。

2、该锂二次电池包括阴极和阳极,阴极和阳极包括形成在电极集电器上的包含电极活性物质的电极活性物质层。阴极活性物质大部分是锂离子的嵌入材料,并且可为氧化物,比如锂钴氧化物(lixcoo2)、锂镍氧化物(lixnio2)、锂镍钴氧化物(lix(nico)o2)、锂镍钴锰氧化物(lix(nicomn)o2)、尖晶石型锂锰氧化物(lixmn2o4)、二氧化锰(mno2),或橄榄石型或nasicon型磷酸盐,比如锂铁磷酸盐(lixfepo4)和锂锰磷酸盐(lixmnpo4)等,硅酸盐,聚合物材料等。

3、阳极活性物质可为能够嵌入锂金属、其合金或锂离子的化合物,并且可为聚合物材料或碳材料,例如石墨类材料(比如人造石墨或天然石墨等)、非可石墨化碳或可石墨化碳、碳纳米管(cnt)、碳纳米纤维(cnf)和碳纳米壁(cnw)等。


技术实现思路

1、【技术问题】

2、实施方式提供了用于锂二次电池的阴极活性物质,其在充电和放电期间具有改善的锂扩散性并且缓解了由于体积改变造成的应力,从而改善充电和放电容量、效率和循环寿命特性。

3、另一实施方式提供了包括用于锂二次电池的阴极活性物质的锂二次电池。

4、【技术方案】

5、根据实施方式,用于锂二次电池的阴极活性物质包括二级颗粒,其中聚集了多个初级颗粒的,其中二级颗粒具有预定的布置结构,在该预定的布置结构中,初级颗粒的(003)表面相对于点(p)处的切线在垂直方向上对齐,初级颗粒的(003)表面与二级颗粒的表面在点(p)处相交。

6、约50%或更多的初级颗粒可相对于在(003)表面与二级颗粒的表面相交的点(p)处的切线在垂直方向上布置。

7、初级颗粒在c轴方向上的平均长度可在100nm至200nm的范围内。

8、垂直于初级颗粒的(003)表面的平面的长侧和短侧的长度之比可在1:2至1:10的范围内。

9、二级颗粒可具有:具有一个中心的径向阵列结构或具有多个中心的多核径向阵列结构。

10、二级颗粒的小于或等于10nm的微孔的孔体积分数可大于或等于总孔体积的10%。

11、二级颗粒可具有从核至表面部分依次减小的孔径。

12、二级颗粒可具有从核至表面部分依次减小的孔隙率。

13、根据另一实施方式,提供了锂二次电池,其包括上述的阴极、阳极和它们之间的电解质。

14、【有益效果】

15、根据实施方式的用于锂二次电池的阴极活性物质可在充电和放电期间具有改善的锂扩散性并且缓解了由于体积改变造成的应力,从而提供具有改善的充电和放电容量、效率和循环寿命特性的锂二次电池。



技术特征:

1.一种用于锂二次电池的阴极活性物质,包括:

2.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中约50%或更多的所述初级颗粒相对于所述点(p)处的所述切线在垂直方向上布置,所述(003)表面与所述二级颗粒的所述表面在所述点(p)处相交。

3.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中所述初级颗粒在c轴方向上的平均长度在100nm至200nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中垂直于所述初级颗粒的所述(003)表面的平面的长侧和短侧的长度之比在1:2至1:10的范围内。

5.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中所述二级颗粒具有:具有一个中心的径向阵列结构或具有多个中心的多核径向阵列结构。

6.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中所述二级颗粒具有从所述核至所述表面依次减小的孔径。

7.根据权利要求1所述的用于锂二次电池的阴极活性物质,其中所述二级颗粒具有从所述核至所述表面部分依次减小的孔隙率。

8.一种锂二次电池,包括:


技术总结
公开了用于锂二次电池的阴极活性物质和包括其的锂二次电池,阴极活性物质包括二级颗粒,其中聚集了多个初级颗粒,其中二级颗粒具有包括初级颗粒的预定的布置结构,初级颗粒相对于点(P)处的切线在垂直方向上对齐,初级颗粒的(003)表面与二级颗粒的表面在点(P)处相交。

技术研发人员:金钟珉,金秀玄,金珍和,尹弼相
受保护的技术使用者:三星SDI株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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