正电极活性物质、其制备方法和可再充电锂电池与流程

公开正电极活性物质、其制备方法和可再充电锂电池。

背景技术：

1、便携式信息设备例如蜂窝电话(移动电话)、膝上型计算机、智能电话等典型地使用具有高能量密度和易携带性的可再充电锂电池作为驱动电源。近来，具有高能量密度的可再充电锂电池作为用于混合动力或电动车辆的驱动电源或电力存储电源可为有利的。

2、存在多种正电极活性物质以实现用于以上用途的可再充电锂电池。例如，主要使用锂镍基氧化物、锂镍锰钴复合氧化物、锂镍钴铝复合氧化物和锂钴氧化物作为正电极活性物质。

3、随着关于具有期望的或改善的性质例如导电性(导电率)和密度的正电极活性物质的研究正在增加，开发呈现出高的导电性和密度的正电极活性物质可为有利的。

技术实现思路

1、一些实例实施方式包括能够改善导电性和密度的正电极活性物质、用于制备所述正电极活性物质的方法和可再充电锂电池。

2、在一些实例实施方式中，正电极活性物质包括：包括锂钴基复合氧化物的芯颗粒；和在芯颗粒的表面上的碳包覆层(涂层)。碳包覆层包括碳纳米管和具有在2个层至50个层的范围内的层状结构的石墨烯。

3、在一些实例实施方式中，用于制备正电极活性物质的方法包括：(i)准备(制备)包括锂钴基复合氧化物的芯颗粒，(ii)将具有在约3 μm至约25 μm的范围内的平均尺寸(d50)的片状(鳞片状)石墨粉碎以制备具有小于或等于约2.5 μm的平均尺寸(d50)的微粒状石墨(微粒石墨)，以及(iii)将芯颗粒、微粒状石墨和碳纳米管干式混合(干混)以获得正电极活性物质。

4、在一些实例实施方式中，可再充电锂电池包括正电极；负电极；和电解质，正电极包括集流体和在集流体上的正电极活性物质层，正电极活性物质层包括所述正电极活性物质。

5、根据一些实例实施方式的正电极活性物质可呈现出高的团粒(圆片)密度和低的粉末电阻，并且可具有改善的导电性。另外，包括所述正电极活性物质的正电极和可再充电锂电池可具有改善的容量和能量密度。

6、根据一些实例实施方式的用于制备正电极活性物质的方法可在使制造成本降低或最小化的同时提供具有期望的或改善的导电性的正电极活性物质。

1.正电极活性物质，包括：

2.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述层状结构的层间距d002在0.320 nm至0.350 nm的范围内。

3.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中：

4.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述石墨烯具有在0.15至0.50的范围内的在拉曼光谱中在1350 cm-1附近的峰强度id对在1580 cm-1附近的峰强度ig的比率id/ig。

5.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中基于100重量%的所述正电极活性物质的总重量，以在0.02重量%至3.0重量%的范围内的量包括所述碳包覆层的所述石墨烯。

6.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述碳包覆层的所述石墨烯源自具有小于或等于2.5 μm的平均尺寸d50的微粒状石墨。

7.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、薄壁碳纳米管和多壁碳纳米管的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中基于100重量%的所述正电极活性物质的总重量，以在0.02重量%至3.0重量%的范围内的量包括所述碳包覆层的所述碳纳米管。

9.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述芯颗粒包括由化学式1表示的锂钴基复合氧化物：

10.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述芯颗粒包括具有在8 μm至20 μm的范围内的平均粒径d50的第一颗粒和具有在0.5 μm至6 μm的范围内的平均粒径d50的第二颗粒。

11.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述碳包覆层的厚度在3 nm至50 nm的范围内。

12.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中所述碳包覆层为连续地包围所述芯颗粒的表面的膜的形式。

13.根据权利要求1所述的正电极活性物质，其中：

14.用于制备根据权利要求1至13任一项所述的正电极活性物质的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的用于制备正电极活性物质的方法，其中：

16.根据权利要求14所述的用于制备正电极活性物质的方法，其中基于100重量%的所述芯颗粒、所述微粒状石墨和所述碳纳米管的总重量，以在0.02重量%至3.0重量%的范围内的量混合所述微粒状石墨。

17.根据权利要求14所述的用于制备正电极活性物质的方法，其中基于100重量%的所述芯颗粒、所述微粒状石墨和所述碳纳米管的总重量，以在0.02重量%至3.0重量%的范围内的量混合所述碳纳米管。

18.根据权利要求14所述的用于制备正电极活性物质的方法，其中：

19.可再充电锂电池，包括：

20.根据权利要求19所述的可再充电锂电池，其中：