表面的电子传导性，测量根据实施例1的正极活性物质 的AFM(原子力显微镜）并将其提供在图9A中，且另外，测量其EFM(电子力显微镜）并将 其提供在图9B中。换句话说，根据实施例1的活性物质的切口表面的AFM测量结果提供在 图9A中，和当向该活性物质中注入电子时，测量能够使电流通过的电压的EFM结果提供在 图9B中。在图9B中，与右边的条中标记的颜色对应的电压表示电流在所述电压下流动。换 句话说，参考图9A和9B，所述活性物质在表面上具有非常优异的电子传导性。
[0187] 6.在宰淵（25°C )下的放电容量和效率
[0188] 将分别使用根据实施例1和4至11以及对比例2的正极活性物质的各半单元电 池在25°C的室温和0. 1C下充电和放电，测量其充电和放电容量，且仅放电容量提供在图10 中（图10的鲁）。另外，计算其充电和放电效率并将其提供在图10中（图10的_)。如 图10中所示，与对比例2相比，实施例1和4至11显示出优异的容量和效率特性。
[0189] 7.在高淵（60°C )下的放电容量和效率
[0190] 将分别使用根据实施例1和4至11以及对比例2的正极活性物质的各半单元电 池在60°C的高温和0. 1C下充电和放电，测量其充电和放电容量，且仅放电容量提供在图11 中（图11的鲁）。另外，计算其充电和放电效率并将其提供在图11中（图11的_)。如 图11中所示，与对比例2相比，实施例1和4至11显示出优异的容量和效率特性。
[0191] 8.在宰淵（25°C )下的容量特件和容量保持力
[0192] 将分别使用根据实施例1和4至11以及对比例2的正极活性物质的各半单元电 池在25°C的室温和0. 1C下充电和放电一次，然后在1C下充电和放电50次。将所述半单元 电池的容量特性计算为1C放电容量相对于0. 1C放电容量的比率（％)并提供于图12中。 另外，将所述半单元电池的容量保持力（％)计算为在1C下在第50次充电和放电期间的放 电容量相对于在1C下在第1次充电和放电期间的放电容量的百分比并提供于图12中。
[0193] 如图12中所示，与对比例2相比，实施例1和4至11显示出优异的在室温下的容 量特性和容量保持力。
[0194] 9.在高淵（60°C )下的容量特件和容量保持力
[0195] 将分别根据实施例1和4至11以及对比例2的正极活性物质的可再充电锂电池单 元在高温（60°C )和0. 1C下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电50次。将容量特性 计算为1C放电容量相对于0. 1C放电容量的比率的百分数（％)并提供于图13中。另外， 将所述单元的容量保持力（％)计算为在第50次充电和放电期间的1C放电容量相对于在 第1次充电和放电期间的1C放电容量的百分比且提供于图13中。
[0196] 如图13中所示，与对比例2相比，实施例1和4至11显示出优异的在高温下的容 量特性和容量保持力。
[0197] 10.在宰淵（25°C )下的倍率件能
[0198] 将分别使用根据实施例1和对比例1的正极活性物质的各半单元电池分别在 0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C以及25°C的室温下在3V至4. 5V的范围内在于0. 05C截止条件以及 恒电流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后在1C下充电和放电。进 行相同的实验两次，并测量在各倍率下的放电容量且将其提供在图14中。如图14中所示， 与对比例1的相比，使用实施例1的正极活性物质的可再充电锂电池单元显示出在每一倍 率下的优异的放电容量。
[0199] 11.在高淵（60°C )下的倍率件能
[0200] 将分别使用根据实施例1和对比例1的正极活性物质的半单元电池各自在0. 1C、 0. 2C、0. 5C和1C下在60°C的高温下在3V至4. 5V的范围内在于0. 05C截止的条件以及恒电 流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电50次。 测量在各倍率下的放电容量并将其提供于图15中。如图15中所示，与对比例1相比，使用 实施例1的正极活性物质的可再充电锂电池单元显示出在各倍率下优异的放电容量。
[0201] 12.在宰淵（25 °C )下的循环寿命特件
[0202] 将分别使用根据实施例1和对比例1的正极活性物质的各半单元电池各自在 0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C下在25°C的室温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及 恒电流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96 次。在各循环时的放电容量提供于图16中。如图16中所示，与使用对比例1的正极活性 物质的半单元电池相比，使用实施例1的正极活性物质的半单元电池显示出优异的循环寿 命特性。
[0203] 13.在高淵（60°C )下的循环寿命特件
[0204] 将分别使用根据实施例1和对比例1的正极活性物质的各半单元电池各自在 0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C下在60°C的高温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及恒 电流和恒电压充电及恒电流放电条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96次。 测量在各循环时的放电容量并将其提供于图17中。如图17中所示，与使用对比例1的正 极活性物质的半单元电池相比，使用实施例1的正极活性物质的半单元电池显示出优异的 循环寿命特性。
[0205] 14.在宰淵（25°C )下的倍率件能
[0206] 将分别使用根据实施例2和3以及对比例2的正极活性物质的各半单元电池各自 在0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C下在25°C的室温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及 恒电流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96 次。进行相同的实验两次，并测量在各倍率下的放电容量且将其提供于图18中。如图18 中所示，与使用对比例2的正极活性物质的单元相比，使用实施例2和3的正极活性物质的 可再充电锂电池单元显示出在每个倍率下优异的放电容量。
[0207] 15.在高淵（60°C )下的倍率件能
[0208] 将分别使用实施例2和3以及对比例2的正极活性物质的各半单元电池在0. 1C、 0. 2C、0. 5C和1C下在60°C的高温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及恒电流 和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96次。测 量在各倍率下的放电容量并将其提供于图19中。如图19中所示，与使用对比例2的正极 活性物质的单元相比，使用实施例2和3的正极活性物质的可再充电锂电池单元显示出在 每一倍率下优异的放电容量。
[0209] 16.在宰淵（25°C )下的循环寿命特件
[0210] 将分别使用实施例2和3以及对比例2的正极活性物质的各半单元电池各自在 0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C下在25°C的室温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及 恒电流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96 次。测量在各循环时的放电容量并将其提供于图20中。如图20中所示，与使用对比例2 的正极活性物质的半单元电池相比，使用实施例2和3的正极活性物质的半单元电池显示 出优异的循环寿命特性。
[0211] 17.在高淵（60°C )下的循环寿命特件
[0212] 将分别使用实施例2和3以及对比例2的正极活性物质的各半单元电池各自在 0. 1C、0. 2C、0. 5C和1C下在60°C的高温下在3V至4. 5V的范围内在0. 05C截止条件以及 恒电流和恒电压充电及恒电流放电的条件下充电和放电一次，然后，在1C下充电和放电96 次。测量在各循环时的放电容量并将其提供于图21中。如图21中所示，与使用对比例2 的正极活性物质的半单元电池相比，使用实施例2和3的正极活性物质的半单元电池显示 出优异的循环寿命特性。
[0213] 在本公开内容中，术语"实施例"和"对比例"被任意地使用来简单地识别具体实 施例或实验且不应被解释为对现有技术的承认。尽管已结合目前被认为是实践性的示例性 实施方式的内容描述了本公开内容，但将理解，本发明不限于所公开的实施方式且意图覆 盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。
【主权项】
1. 用于可再充电锂电池的正极活性物质，其在7LiNMR测量中具有至少一个单重峰。2. 权利要求1的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中所述正极活性物质在27A1 NMR测量中具有在_18ppm、18ppm、40ppm和80ppm处的主峰。3. 权利要求1的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中所述正极活性物质在31P NMR测量中具有在-29ppm至9ppm处的主峰。4. 权利要求1的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中所述正极活性物质包含包 括能够可逆地嵌入和脱嵌锂的化合物的芯和由下列化学式1表示且附着到所述芯的表面 的化合物： 化学式1 Li1+xim)xM(II)2xSiyP3y012 其中，M(I)和M(II)选自Al、Zr、Hf、Ti、Ge、Sn、Cr、Nb、Ga、Fe、Sc、In、Y、La、Lu、Mg和Si, 0〈x彡0· 7,和0彡y彡l〇5. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中M(I)为A1且M(II)为Ti。6. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中由以上化学式1表示的化 合物以层和/或岛的形式存在于所述芯上。7. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中所述用于可再充电锂电池 的正极活性物质包含96重量％至99. 9重量％的所述芯、和0. 1重量％至4重量％的由以 上化学式1表示的化合物。8. 权利要求1的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中所述正极活性物质进一步 包含在所述芯的表面上的Li3P04。9. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中包括能够可逆地嵌入和脱 嵌锂的化合物的芯为：LiaC〇1bGb02，其中0· 90彡a彡L8,0· 001彡b彡（λ1 ;LiaMnibGb02， 其中 0· 90 彡a彡 1· 8,0· 001 彡b彡 0· 1 ;或LiaNibCocMndG e02,其中 0· 90 彡a彡 1· 8， 0 彡b彡 0· 9,0 彡c彡 0· 5,0 彡d彡 0· 5,0· 001 彡e彡 0· 1，和G选自Al、Cr、Μη、Fe、Mg、 La、Ce、Sr、V、及其组合。10. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中由化学式1表示的化合物 以层的形式附着在所述芯的表面上，其厚度为l〇〇nm至150nm。11. 权利要求4的用于可再充电锂电池的正极活性物质，其中由化学式1表示的化合物 以岛的形状附着到所述芯，其尺寸为〇. 01μm至5μm。12. 可再充电锂电池，包括 包括权利要求1-11任一项的正极活性物质的正极， 包括负极活性物质的负极，和 电解质。
【专利摘要】本发明涉及用于可再充电锂电池的正极活性物质和可再充电锂电池。根据一种实施方式的正极活性物质在7Li？NMR测量中具有至少一个单重峰。根据一种实施方式的正极活性物质具有结构稳定性，且因此具有改善的电化学性质例如循环寿命特性等。
【IPC分类】H01M4/525, H01M4/58, H01M4/36, H01M4/505, H01M10/052, H01M4/485
【公开号】CN105374995
【申请号】CN201510492803
【发明人】李俊亨, 沈载玹, 李基树, E.曼希科夫, I.曼希科娃
【申请人】三星Sdi株式会社
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月12日
【公告号】EP2985819A1, US20160049644