阅读说明：本技术 正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池 (Positive active material, preparation method and the lithium secondary battery comprising it ) 是由 宣良国 金云赫 于 2018-04-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供正极活性物质。在上述正极活性物质中,镍为60摩尔百分比以上,包含锂及添加金属,具有第一结晶结构,上述第一结晶结构沿着c轴方向具有固有的晶格常数,在充放电过程中,生成第二结晶结构及第三结晶结构,上述第二结晶结构具有沿着c轴方向长于上述第一结晶结构的晶格常数,上述第三结晶结构具有沿着c轴方向短于上述第一结晶结构的晶格常数,通过上述添加金属,减少在充放电过程中生成的上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率的变化量。(The present invention provides positive active material.In above-mentioned positive active material, nickel is 60 molar percentages or more, include lithium and addition metal, with the first crystalline texture, above-mentioned first crystalline texture has intrinsic lattice constant along c-axis direction, in charge and discharge process, generate the second crystalline texture and third crystalline texture, above-mentioned second crystalline texture has the lattice constant for being longer than above-mentioned first crystalline texture along c-axis direction, above-mentioned third crystalline texture has the lattice constant for being shorter than above-mentioned first crystalline texture along c-axis direction, pass through above-mentioned addition metal, reduce the variable quantity of the generation ratio of above-mentioned second crystalline texture and above-mentioned third crystalline texture that generate in charge and discharge process.)

正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池

技术领域

本申请涉及正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

背景技术

随着如智能手机、MP3播放器、平板电脑的便携式移动电子设备的发展，对能够存储电能的二次电池的需求急剧增加。尤其，随着推出电动汽车、中大型能源存储系统及需要能源密度的便携设备，锂二次电池的需求逐渐增加。

由于锂二次电池的需求的增加，正在研究研发用于锂二次电池的正极活性物质。例如，在韩国专利公开公报10-2014-0119621(申请号10-2013-0150315)中揭示了一种二次电池，利用包含镍、锰、钴的锂过量正极活性物质制备用前体，调节在前体被取代的金属的种类及组成，调节添加的金属的种类及添加量来具有高容量及长寿命的特性。

发明内容

技术问题

本申请所要实现的一技术目的在于，提供高可靠性的正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

本申请所要实现的再一技术目的在于，提供高容量的正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

本申请所要实现的另一技术目的在于，提供长寿命的正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

本申请所要实现的还有一技术目的在于，提供热稳定性得到提高的正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

本申请所要实现的又一技术目的在于，使高浓度的由包含镍的正极活性物质制备的锂二次电池的寿命特性降低最小化。

本申请所要实现的又一技术目的在于，提供电动汽车用正极活性物质、其制备方法及包含其的锂二次电池。

本申请所要解决的技术目的并不局限于此。

技术方案

为了实现上述技术目的，本申请提供正极活性物质。

根据一实施例，在上述正极活性物质中，镍为60摩尔百分比以上，包含锂及添加金属，具有第一结晶结构，上述第一结晶结构沿着c轴方向具有固有的晶格常数，在充放电过程中，生成第二结晶结构及第三结晶结构，上述第二结晶结构具有沿着c轴方向长于上述第一结晶结构的晶格常数，上述第三结晶结构具有沿着c轴方向短于上述第一结晶结构的晶格常数，通过上述添加金属，减少在充放电过程中生成的上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率的变化量。

根据一实施例，在基于充放电次数的微分电容(Differential capacity：微分电容)检测图表中，在充放电次数为100次的情况下，在4.1～4.3V的范围内，积分面积的减少量为10％以下。

根据一实施例，上述添加金属包含锆、钛、铝、钨、钼、铌、钽、铋、钌、镁、锌、镓、钒、铬、钙、锶或锡中的至少一种。

根据一实施例，上述添加金属包含钛，上述添加金属小于3摩尔百分比。

根据一实施例，上述添加金属包含锆，上述添加金属小于2摩尔百分比。

根据一实施例，上述添加金属包含铝，上述添加金属小于2摩尔百分比。

根据一实施例，上述第一结晶结构为三方晶系结晶结构。

根据一实施例，上述添加金属在粒子内具有均匀的浓度。

根据一实施例，在上述正极活性物质中，镍为60摩尔百分比以上，包含锂及添加金属，具有第一结晶结构，上述第一结晶结构沿着c轴方向具有固有的晶格常数，在充放电过程中，生成第二结晶结构及第三结晶结构，上述第二结晶结构具有沿着c轴方向长于上述第一结晶结构的晶格常数，上述第三结晶结构具有沿着c轴方向短于上述第一结晶结构的晶格常数，根据上述镍浓度及上述添加金属的浓度，控制在充放电过程中生成的上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率的变化量，来在4.1～4.3V的范围内控制充放电容量。

根据一实施例，在上述正极活性物质中，包含凝聚多个一次粒子的二次粒子，上述多个一次粒子沿着从上述二次粒子的中心放射的方向延伸。

为了实现上述技术目的，本申请提供锂二次电池。

根据一实施例，上述锂二次电池包括：正极，包含上述实施例所述的正极活性物质；负极，与上述正极隔开；以及电解质，位于上述正极与上述负极之间。

为了实现上述技术目的，本申请提供正极活性物质的制备方法。

根据一实施例，上述正极活性物质的制备方法包括：制备包含镍、钴、锰或铝中的至少一种的正极活性物质前体的步骤；混合包含添加金属的添加金属源和上述正极活性物质前体的步骤；以及对混合的上述正极活性物质前体及上述添加金属源、锂盐进行烧制的步骤。

根据一实施例，上述正极活性物质前体包含镍，镍为60摩尔百分比以上。

根据一实施例，在上述正极活性物质的制备方法中，在对混合的上述正极活性物质前体及上述添加金属源、锂盐进行烧制之前，还包括对混合的上述正极活性物质前体及上述添加金属源、上述锂盐进行混合的步骤。

根据一实施例，上述添加金属源以上述添加金属的氧化物及上述添加金属的氢氧化物形态提供。

技术效果

在本发明实施例的正极活性物质中，可包含60摩尔百分比以上的高浓度镍，可具有第一结晶结构，上述第一结晶结构沿着c轴方向具有固有的晶格常数。在包含上述正极活性物质的锂二次电池的充放电过程中，在上述正极活性物质生成第二结晶结构及第三结晶结构，上述第二结晶结构具有沿着c轴方向长于上述第一结晶结构的晶格常数，上述第三结晶结构具有沿着c轴方向短于上述第一结晶结构的晶格常数，通过上述添加金属，减少在充放电过程中生成的上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率的变化量。

因此，可提供提高充放电容量并具有长寿命的锂二次电池。

附图说明

图1为用于说明本发明实施例的正极活性物质的图；

图2用于说明包含于本发明实施例的正极活性物质的一次粒子，示出沿着图1的A-B截取的截面；

图3为本发明实施例1-2的正极活性物质前体的能谱仪(EDS)映射数据；

图4为本发明比较例2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据；

图5为本发明实施例1-2的正极活性物质前体的扫描电子显微镜(SEM)照片；

图6为本发明比较例2的正极活性物质前体的扫描电子显微镜照片；

图7为本发明比较例2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据及扫描电子显微镜照片；

图8为检测包含本发明实施例1-2及比较例2的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图9为检测包含本发明实施例1-1至实施例1-4及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表；

图10为检测包含本发明实施例1-1至实施例1-4及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图11至图15为检测包含本发明比较例1及实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表；

图16为用于说明根据包含本发明比较例1及实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表；

图17为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表；

图18为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图19至图21为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表；

图22至图24为拍摄本发明实施例2-2及比较例1的正极活性物质的截面的扫描电子显微镜照片；

图25为检测本发明实施例2-2的正极活性物质的表面电阻的图表；

图26为检测本发明比较例1的正极活性物质的表面电阻的图表；

图27为比较本发明实施例2-2及比较例1的正极活性物质的Rct值的图表；

图28为检测本发明实施例2-1、实施例2-2及比较例1的正极活性物质的热稳定性的图表；

图29为检测包含本发明实施例3-1至实施例3-3及比较例3的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表；

图30为检测包含本发明实施例3-1至实施例3-3及比较例3的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图31至图35为检测包含本发明比较例3、实施例3-1至实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表；

图36至图39为检测本发明比较例3、实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质的表面电阻的图表；

图40为检测本发明比较例3、实施例3-1及实施例3-3的正极活性物质的热稳定性的图表；

图41为检测包含本发明比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表；

图42为检测包含本发明的比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图43及图44维用于说明根据包含本发明比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表；

图45为检测本发明比较例1、实施例1-1至实施例1-4及实施例2-2的正极活性物质的粒子强度的图表；

图46至图49为用于说明根据镍的含量的H2及H3相位(phase)的变化量的微分电容图表；

图50为用于说明根据利用图47的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表；

图51为根据镍浓度检测包含本发明实施例的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表；

图52为示出本发明一实施例的电动汽车的框图；

图53为本发明一实施例的电动汽车的立体图；

图54为用于说明本发明一实施例的电池组的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。但是，本发明的技术思想并不局限于在此说明的实施例，可具体化为其他形态。反而，在此介绍的实施例使所揭示的内容变得更全面且完整，并使普通技术人员充分的理解本发明的思想。

在本说明书中，当提及一个结构要素位于另一结构要素上时，意味着可直接形成于另一结构要素上或它们之间介入其他结构要素。并且，在附图中，为了有效地说明技术内容，膜及区域的厚度有所夸张。

并且，在本说明书的各种实施例中，第一、第二、第三等术语用于记述各种结构要素，但这些结构要素并不局限于这些术语。这些术语仅用于区别一个结构要素与另一结构要素。因此，在一实施例中提及的第一结构要素可以为另一实施例中提及的第二结构要素。在此说明且例示的各个实施例还包括其的互补实施例。并且，本说明书中的“和/或”意味着包括前后罗列的结构要素中的至少一个。

在说明书中，除非在文脉上明确表示不同，则单数的表达包括复数的表达。并且，应当理解的是，“包括”或“具有”等的术语用于指定在说明书上记载的特征、数字、步骤、结构要素或它们的组合的存在，而不是排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、结构要素或它们的组合的存在或附加可能性。

并且，在下述内容中说明本发明的过程中，当判断为与相关公知功能或结构有关的具体说明不必要地混淆本发明的主旨时，将省略其详细说明。

并且，在本说明书中，晶系(crystal system)可由三斜晶系(triclinic)、单斜晶系(monoclinic)、斜方晶系(orthorhombic)、正方晶系(tetragonal)、三方晶系(trigonal或rhombohedral)、六方晶系(hexagonal)及立方晶系(cubic)7个构成。

并且，在本说明书中，“摩尔百分比”意味着在假设正极活性物质或正极活性物质前体中的除锂和氧之外的剩余金属的和为100％的情况下的包含于正极活性物质或正极活性物质前体的任一金属的含量。

并且，在本说明书中，“在特定范围内控制充放电容量”意味着在包括相应特定范围的范围内控制充放电容量，并不意味着局限在相应特定范围内来控制充放电容量。

图1为用于说明本发明实施例的正极活性物质的图，图2用于说明包括于本发明实施例的正极活性物质的一次粒子，示出沿着图1的A-B截取的截面。

参照图1，本发明实施例的正极活性物质100可包含镍。上述正极活性物质100除镍之外，可包含钴、锰或铝中的至少一种，可包含锂及添加金属。换言之，上述正极活性物质可以为包含钴、锰或铝中的至少一种、镍、锂及添加金属的氧化物。

例如，上述添加金属可包含锆、钛或铝中的至少一种。或者，如再一例，上述添加金属可包含钨、钼、铌、钽、铋、钌、镁、锌、镓、钒、铬、钙、锶或锡中的至少一种。

例如，上述正极活性物质100可以为包含镍、锂、上述添加金属及氧的金属氧化物。或者，如再一例，上述正极活性物质100可以为包含镍、钴、锂、上述添加金属及氧的金属氧化物。或者，如再一例，上述正极活性物质100可以为包含镍、钴、锰、锂、上述添加金属及氧的金属氧化物。或者，如另一例，上述正极活性物质100可以为包含镍、钴、铝、锂、上述添加金属及氧的金属氧化物。本发明实施例的技术思想可适用于包含各种物质的正极活性物质。

根据一实施例，上述正极活性物质100可包含60摩尔百分比以上的镍。

根据一实施例，上述添加金属能够以氧化物或氢氧化物形态提供。例如，上述添加金属可包含钛氧化物、铝氧化物、铝氢氧化物或锆氧化物中的至少一种。

根据一实施例，上述添加金属可在上述正极活性物质100粒子内具有实质性的均匀的浓度。换言之，如后所述，即使通过混合包含上述添加金属的添加金属源和正极活性物质前体的方法制备上述正极活性物质100，上述添加金属也可在上述正极活性物质100粒子内实质性地均匀地分布。

根据一实施例，镍、钴、锰或铝中的至少一种浓度可在上述正极活性物质100内实质性地恒定。或者，根据再一实施例，在上述正极活性物质100内，镍、钴、锰或铝中的至少一种浓度可从粒子的中心向上述粒子的表面方向，在整个上述粒子中具有浓度梯度或在上述粒子的一部分具有浓度梯度。或者，根据另一实施例，上述正极活性物质100可包括：芯部；以及壳部，金属(镍、钴、锰或铝中的至少一种)的浓度与上述芯部不同。本发明实施例的技术思想可适用于各种结构及形态的正极活性物质。

根据一实施例，上述正极活性物质100可由如下的化学式1表示。

化学式1

LiNi_aM1_bM2_cM3_dO₂

在上述化学式1中，M1、M2、M3为选自钴、锰或铝中的一种，0.5≤a<1，0≤b<1，0≤c<1，0<d≤0.01，M1、M2及M3可以为互不相同的金属。

在上述化学式1中，M3可以为上述添加金属。

上述正极活性物质100可包含：多个一次粒子30；以及二次粒子，凝聚上述多个一次粒子30。

上述多个一次粒子30可在上述二次粒子内部的一区域朝向上述二次粒子的表面20放射(radiate)的方向延伸。上述二次粒子内部的一区域可以为上述二次粒子的中心10。换言之，上述一次粒子30可以为在上述二次粒子内部的上述一区域向上述二次粒子的上述表面20延伸的杆状(rod shape)形态。

可在上述呈杆形态的上述多个一次粒子30之间，换言之，在上述二次粒子的上述中心部10向上述表面部20方向D延伸的上述多个一次粒子30之间提供金属离子(例如，锂离子)及电解质的移动路径。因此，本发明实施例的正极活性物质可提高二次电池的充放电效率。

根据一实施例，相比于相对邻近上述二次粒子内部的上述中心10的上述一次粒子30，相对邻近上述二次粒子的上述表面20的上述一次粒子30可沿着从上述二次粒子内部的上述中心10向上述二次粒子的上述表面20的方向具有更长的长度。换言之，在从上述二次粒子的上述中心10向上述表面20延伸的上述二次粒子的至少一部分，上述多个一次粒子30的长度越邻近上述二次粒子的上述表面20越增加。

根据一实施例，上述正极活性物质100可具有三方晶系(trigonal或rhombohedral)结晶结构。上述正极活性物质100的结晶结构可具有a轴及c轴。上述正极活性物质100可沿着c轴方向具有固有的晶格常数(lattice constant)。

在包含上述正极活性物质100的锂二次电池的充放电过程中，可沿着c轴方向增加或减少固有的晶格常数。换言之，在上述正极活性物质100具有第一结晶结构的情况下，上述第一结晶结构沿着c轴方向具有固有的第一长度的晶格常数，可生成第二结晶结构和/或第三结晶结构，上述第二结晶结构具有沿着c轴方向长于上述第一长度的第二长度，上述第三结晶结构具有沿着c轴方向短于上述第一长度的第三长度。沿着c轴方向的晶格常数的增加及减少可大大改变上述正极活性物质100的体积。因此，在晶格常数沿着c轴方向增加或减少的上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率不恒定且根据充放电次数减少或增加的情况下，二次电池的寿命特性可显著降低。尤其，在为了提高锂二次电池的容量而以包含高浓度(例如，60摩尔百分比以上)的镍的方式制备上述正极活性物质100的情况下，上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率可根据充放电次数显著减少，因此，锂二次电池的寿命特性可显著降低。

但是，本发明实施例的上述正极活性物质100可使晶格常数沿着c轴方向增加或减少的结晶结构的生成比率实质性恒定维持或晶格常数沿着c轴方向增加或减少的结晶结构的生成比率的变化最小化。换言之，即使以包含高浓度(例如，60摩尔百分比以上)的镍的方式制备上述正极活性物质100，也可通过包含于上述正极活性物质100的上述添加金属防止上述第二结晶结构及上述第三结晶结构的生成比率根据充放电次数显著减少。因此，可提供具有高容量和长寿命特性的正极活性物质、包含其的锂二次电池。

以下，说明本发明实施例的正极活性物质的制备方法。

准备包含镍、钴、锰或铝中的至少一种的底液。在上述底液包含镍的情况下，例如，上述底液可以为硫酸镍。在上述底液包含钴的情况下，例如，上述底液可以为硫酸钴。在上述底液包含锰的情况下，上述底液可以为硫酸锰。在上述底液包含镍、钴、锰或铝中的多个金属的情况下，上述底液可包含多个金属盐水溶液。

可向上述官能团提供上述底液来制备包含金属氢氧化物的正极活性物质前体，上述金属氢氧化物包含镍、钴、锰或铝中的至少一种。除上述底液之外，还可向上述官能团提供氨溶液。

可准备包含添加金属的添加金属源。根据一实施例，上述添加金属源可以为上述添加金属的氧化物或上述添加金属的氢氧化物。可通过物理混合上述添加金属源及上述正极活性物质前体(例如，球磨(Ball mill)、手动混合(hand mix))来制备掺杂上述添加金属的正极活性物质前体。上述添加金属能够以涂敷于上述正极活性物质前体，换言之，上述金属氢氧化物的状态提供。

可通过对掺杂上述添加金属的上述正极活性物质前体及锂盐进行烧制来制备正极活性物质，上述正极活性物质包含镍、钴、锰或铝中的至少一种及锂，并包含掺杂上述添加金属的金属氧化物。

根据一实施例，混合上述正极活性物质前体及上述添加金属源，之后，可与混合上述锂盐的上述正极活性物质前体及上述添加金属源混合。因此，可防止上述添加金属源先与上述锂盐反应，并使上述正极活性物质前体及上述添加金属源容易反应。

并且，根据一实施例，对混合的上述正极活性物质前体及上述添加金属源、锂盐进行烧制之前，可混合混合的上述正极活性物质前体及上述添加金属源、上述锂盐。例如，上述正极活性物质前体及上述添加金属源、上述锂盐能够以物理混合(例如，球磨、手动混合)工序混合前体。

以下，说明如上所述的本发明实施例的正极活性物质的具体制备方法。

制备实施例1-1～实施例1-4的正极活性物质

向共沉淀官能团(容量为17L，旋转马达的功率为750W以上)添加4.5L的蒸馏水后，以2.5L/min的速度向官能团供给N₂气体，使官能团的温度维持在45℃并以350rpm搅拌。将2M浓度的硫酸镍水溶液、硫酸钴水溶液及硫酸锰水溶液以0.187L/hr、4M浓度的氢氧化钠水溶液以0.187L/hr、10.5M浓度的氨溶液以0.043L/hr向官能团连续投入15～35个小时，来制备了Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物。

过滤所制备的Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物并用水清洗后，在110℃的真空干燥机干燥12个小时。利用包含添加金属Ti的添加金属源准备了TiO₂。

根据实施例1-1，在100rpm的条件下以7个小时的时间球磨混合Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物和TiO₂，来制备了掺杂0.5摩尔百分比的Ti的实施例1-1的正极活性物质前体。

通过与如上所述的实施例1-1相同的条件及方法制备了掺杂1.0、2.0、3.0摩尔百分比的Ti的实施例1-2、实施例1-3及实施例1-4的正极活性物质前体。

以1：1的摩尔比在200rpm的条件下以1个小时的时间球磨混合实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质前体和氢氧化锂(LiOH·H₂O)后，以2℃/min的升温速度加热，在450℃的温度条件下维持5个小时来执行了预烧制，之后，在750℃的温度条件下烧制10个小时，来制备了如下述表1的实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质粉末。

表1

区分	化学式
		实施例1-1	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.995</sub>Ti<sub>0.005</sub>]O<sub>2</sub>
实施例1-2	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.99</sub>Ti<sub>0.01</sub>]O<sub>2</sub>
		实施例1-3	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.98</sub>Ti<sub>0.02</sub>]O<sub>2</sub>
实施例1-4	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.97</sub>Ti<sub>0.03</sub>]O<sub>2</sub>

制备比较例1的正极活性物质

在如上所述的实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质的制备方法中，省略作为上述添加金属源的TiO₂的球磨工序来制备了Li[Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05-]O₂正极活性物质。

制备比较例2的正极活性物质

与如上所述的实施例1-2的正极活性物质的制备方法相同的方法制备正极活性物质，在100rpm的条件下以7个小时混合制备的Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物、TiO₂添加金属源及锂盐并进行烧制，来制备了比较例2的Li[(Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05-)_0.99Ti_0.01]O₂正极活性物质。

图3为本发明实施例1-2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据，图4为本发明比较例2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据，图5为本发明实施例1-2的正极活性物质前体的扫描电子显微镜照片，图6为本发明比较例2的正极活性物质前体的扫描电子显微镜照片，图7为本发明比较例2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据及扫描电子显微镜照片。

参照图3至图7，确认实施例1-2及比较例2的正极活性物质前体的能谱仪映射数据并拍摄扫描电子显微镜照片。图7的(b)部分为图7的(a)部分的能谱仪映射数据。

如图3至图7所示，在实施例1-2的情况下，在正极活性物质前体(制备的Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物)的表面可大量存在作为添加金属源的TiO₂。相反，在比较例2的情况下，相比于正极活性物质前体(制备的Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物)的表面，在LiOH的表面可大量存在作为添加金属源的TiO₂。尤其，从图7的(a)部分及(b)部分可知，在存在LiOH的区域(以黄色虚线显示的区域)存在大量的TiO₂。

图8为检测包含本发明实施例1-2及比较例2的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图8，利用实施例1-2及比较例2的正极活性物质制备半电池(half cell)，并在截止点(cut off)2.7～4.3V、0.5C、30℃的条件下检测了根据充放电循环次数的放电容量。

如图8所示，相比于包含比较例2的正极活性物质的情况，包含实施例1-2的正极活性物质的情况下的放电容量及寿命特性显著优秀。

最终，相比于一次性混合正极活性物质前体、添加金属源及锂盐并烧制，如本发明的实施例，混合正极活性物质前体及添加金属源后与锂盐混合并烧制的方法为均匀地掺杂添加金属的有效方法，因此，锂二次电池的容量特性及寿命特性得到提高。

图9为检测包含本发明实施例1-1至实施例1-4及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表，图10为检测包含本发明实施例1-1至实施例1-4及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图9及图10，利用比较例1、实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质制备半电池，在截止点2.7～4.3V、0.1C、25℃的条件下检测放电容量，在截止点2.7～4.3V、0.5C、25℃的条件下检测根据充放电循环次数的放电容量。检测结果如图9、图10及下述表2。

表2

从图9、图10及表2可知，相比于利用比较例1的正极活性物质制备的锂二次电池，利用实施例1-1至实施例1-3的正极活性物质制备的二次电池的放电容量及寿命特性显著优秀。

尤其，相比于根据实施例1-1至实施例1-3掺杂0.5～2.0摩尔百分比的作为添加金属的Ti的情况，在根据实施例1-4掺杂3.0摩尔百分比的作为添加金属的Ti的情况下，寿命特性显著降低。换言之，在高浓度镍的正极活性物质中掺杂添加金属Ti并将浓度控制在小于3.0摩尔百分比的范围内的方法为提高寿命特性及容量特性的有效方法。

图11至图15为检测包含本发明比较例1及实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表，图16为用于说明根据包含本发明比较例1及实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表。

参照图11至图16，如上所述，利用比较例1及实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质制备半电池，在2.7～4.3V的范围、30℃的评价温度、0.5C的充电条件下检测根据充放电次数的微分电容。并且，如图16所示，在图11至图15的微分电容检测图表的基于充放电次数的4.1～4.3V中，使积分面积归一化(normalized)。

从图11至图15可知，随着进行充放电，实施例1-1至实施例1-4及比较例1的正极活性物质依次具有H1相位、H1+M相位、M相位、M+H2相位、H2相位、H2+H3相位、H3相位、H2+H3相位、M+H2相位、M相位、H1+M相位、H1相位。在图11至图15中，H1相位表示实施例及比较例的正极活性物质具有沿着c轴方向具有固有的晶格常数的结晶结构，H2相位表示实施例及比较例的正极活性物质具有沿着c轴方向具有长于固有的晶格常数的结晶结构，H3相位表示实施例及比较例的正极活性物质具有沿着c轴方向具有短于固有的晶格常数的晶格常数的结晶结构，M相位表示单斜晶系结晶结构。

并且，在掺杂3摩尔百分比的作为添加金属的Ti的情况下，如参照图9及图10详述的内容，相比于掺杂小于3摩尔百分比的Ti的情况，4.1～4.3V范围内的峰值小，4.1～4.3V范围内的积分面积窄，因此，容量小。

并且，在未掺杂作为添加金属的Ti的情况下，如图11所示，随着进行充放电次数，H2及H3相位的峰值急剧减少。换言之，在4.1～4.3V范围内，积分面积急剧减少，如参照图9及图10详述的内容，在比较例1的情况下，容量根据充放电次数急剧减少。

相反，在实施例1-1至实施例1-3的情况下，如图12至图14所示，随着进行充放电次数，可将H2及H3相位的峰值实质性地恒定维持。即，根据充放电次数，H2及H3相位的生成比率的变化量通过作为添加金属的Ti显著减少。换言之，在4.1～4.3V的范围内，积分面积实质性地恒定维持，如参照图9及图10详述的内容，在根据实施例的情况下，可使容量根据充放电次数减少的现象最小化。具体地，如图16所示，在本发明实施例1-1至实施例1-4的情况下，在100次的充放电条件下，4.1～4.3V范围内的积分面积地减少量为10％以下。

制备实施例2-1至实施例2-3的正极活性物质

根据实施例1-1制备Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物，在100rpm的条件下以7个小时的时间球磨混合Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物和Al(OH)₃，来制备了掺杂0.5摩尔百分比的Al的实施例2-1的正极活性物质前体。

通过与如上所述的实施例2-1相同的条件及方法制备了掺杂1.0摩尔百分比、2.0摩尔百分比的Al的实施例2-2及实施例2-3的正极活性物质前体。

在200rpm的条件下以1个小时的时间球磨混合1：1摩尔比的实施例2-1至2-3的正极活性物质前体和氢氧化锂后，以2℃/min的升温速度加热，并在450℃的温度条件下维持5个小时来执行了预烧制，接着，在750℃的温度条件下烧制10个小时，来制备了如下述表3的实施例2-1至实施例2-3的正极活性物质粉末。

表3

区分	化学式
		实施例2-1	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.995</sub>Al<sub>0.005</sub>]O<sub>2</sub>
实施例2-2	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.99</sub>Al<sub>0.01</sub>]O<sub>2</sub>
		实施例2-3	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.98</sub>Al<sub>0.02</sub>]O<sub>2</sub>

图17为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表，图18为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3及比较例1的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图17及图18，利用比较例1、实施例1-1至实施例1-4的正极活性物质制备半电池，在截止点2.7～4.3V、0.1C、25℃的条件下检测放电容量，在截止点2.7～4.3V、0.5C、25℃的条件下检测根据充放电循环次数的放电容量。检测结果如图17、图18及下述表4。

表4

从图17、图18及表4可知，相比于利用比较例1的正极活性物质制备的锂二次电池，利用实施例2-1至2-3的正极活性物质制备的二次电池的放电容量及寿命特性显著优秀。

尤其，相比于根据实施例2-1至实施例2-2掺杂0.5～1.0摩尔百分比的作为添加金属的Al的情况，根据实施例2-3掺杂2.0摩尔百分比的作为添加金属的Al的情况下的寿命特性显著降低。换言之，在高浓度镍的正极活性物质掺杂添加金属Al并将浓度控制在小于2.0摩尔百分比的范围内的方法为提高寿命特性及容量特性的有效方法。

图19至图21为检测包含本发明实施例2-1至实施例2-3的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表。

参照图11、图19至图21，如上所述，利用比较例1及实施例2-1至实施例2-3的正极活性物质制备半电池，在2.7～4.3V的范围、30℃的评价温度、0.5C的充电条件下检测充放电次数的微分电容。

从图11、图19至图21可知，随着进行充放电，实施例2-1至2-3及比较例1的正极活性物质依次具有H1相位、H1+M相位、M相位、M+H2相位、H2相位、H2+H3相位、H3相位、H2+H3相位、M+H2相位、M相位、H1+M相位、H1相位。

并且，如参照图17及图18详述的内容，相比于掺杂小于2摩尔百分比的Al的情况，在掺杂2摩尔百分比的作为添加金属的Al的情况下，4.1～4.3V范围内的峰值小，在4.1～4.3V的范围内的积分面积窄，因此，容量小。

并且，如参照图11说明的内容，在未掺杂作为添加金属的Ti的情况下，随着进行充放电次数，H2及H3相位的峰值急剧减少。

相反，如图19至图20所示，在根据实施例2-1至实施例2-2的情况下，随着进行充放电次数，H2及H3相位的峰值实质性恒定维持。即，根据充放电次数，H2及H3相位的生成比率的变化量通过作为添加金属的Al显著减少。换言之，在4.1～4.3V的范围内，积分面积实质性恒定维持，如参照图17及图18详述的内容，在根据实施例的情况下，可使容量根据充放电次数显著减少的情况最小化。

图22至图24为拍摄根据本发明实施例2-2及比较例1的正极活性物质的截面的扫描电子显微镜照片。

参照图22至图24，图22的(a)部分及(b)部分分别为利用实施例2-2及比较例1的正极活性物质制备纽扣电池并充电4.3V后拍摄实施例2-2及比较例1的正极活性物质的扫描电子显微镜照片，图23的(a)部分及(b)部分分别为利用实施例2-2及比较例1的正极活性物质制备纽扣电池并充电4.3V、在60℃的温度条件下的电解液保存5日之后拍摄实施例2-2及比较例1的正极活性物质的扫描电子显微镜照片，图24的(a)部分及(b)部分分别为利用实施例2-2及比较例1的正极活性物质制备纽扣电池并充电4.3V、在60℃的温度条件下的电解液保存10日之后拍摄实施例2-2及比较例1的正极活性物质的扫描电子显微镜照片。

从图22至图24可知，比较例1的正极活性物质的粒子结构容易衰变，相反，实施例2-2的正极活性物质在高温条件下也不衰变。

最终，可知，根据本发明的实施例向正极活性物质掺杂添加金属的方法为提高正极活性物质粒子的结构、机械、化学稳定性的有效方法。

图25为检测本发明实施例2-2的正极活性物质的表面电阻的图表，图26为检测本发明比较例1的正极活性物质的表面电阻的图表，图27为比较本发明实施例2-2及比较例1的正极活性物质的Rct值的图表。

参照图25至图27，通过电化学阻抗谱(EIS)分析方法检测实施例2-2及比较例1的正极活性物质的表面电阻。在1～50次的充放电次数过程中，检测出比较例1的正极活性物质的表面电阻微细地小于实施例2-2的正极活性物质的表面电阻。但是，在50次以上的充放电次数过程中，相比于比较例1的正极活性物质的表面电阻，实施例2-2的正极活性物质的表面电阻降低，且其差异显著增加。

最终，根据本发明的实施例向正极活性物质掺杂添加金属的方法为减少根据充放电次数的正极活性物质粒子的表面电阻来提高寿命特性及容量特性的有效方法。

图28为检测本发明实施例2-1、实施例2-2及比较例1的正极活性物质的热稳定性的图表。

参照图28，通过差示扫描量热法(DSC)(扫描速率(scan rate)为5℃/min，截止点为4.3V的条件)检测实施例2-1、实施例2-2及比较例1的正极活性物质的热稳定性。

表5

如图28及表5所示，相比于比较例1的正极活性物质，在实施例2-1及实施例2-2的正极活性物质中发生峰值的温度显著地高。

最终，根据本发明的实施例向正极活性物质掺杂添加金属的方法为提高正极活性物质粒子的热稳定性的有效方法。

制备实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质

向共沉淀官能团(容量为17L、旋转马达的功率为750W以上)添加4.5L的蒸馏水后，以2.5L/min的速度向官能团供给N₂气体，使官能团的温度维持在45℃并以350rpm搅拌。将2M浓度的硫酸镍水溶液以0.187L/hr、4M浓度的氢氧化钠水溶液以0.187L/hr、10.5M浓度的氨溶液以0.043L/hr向官能团连续投入15～35个小时，来制备了Ni(OH)₂金属复合氢氧化物。

过滤所制备的Ni(OH)₂金属复合氢氧化物并用水清洗后，在110℃的真空干燥机干燥12个小时。利用包含添加金属Zr的添加金属源准备了ZrO₂。

根据实施例3-1，在100rpm条件下以7个小时的时间球磨混合Ni(OH)₂金属复合氢氧化物和ZrO₂，来制备掺杂了0.5摩尔百分比的Zr的实施例3-1的正极活性物质前体。

通过与如上所述的实施例3-1相同的条件及方法制备了掺杂1.0摩尔百分比、2.0摩尔百分比的Zr的实施例3-2及实施例3-3的正极活性物质前体。

以1：1的摩尔比在200rpm的条件下以1个小时的时间球磨混合实施例3-1至3-3的正极活性物质前体和氢氧化锂后，以2℃/min的升温速度加热，在450℃的温度条件下维持5个小时来执行了预烧制，之后，在650～670℃的温度条件下烧制10个小时，来制备了实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质粉末。

制备实施例3-4的正极活性物质

根据实施例1-1制备Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物，在100rpm的条件下以7个小时的时间球磨混合Ni_0.90Co_0.05Mn_0.05(OH)₂金属复合氢氧化物和ZrO₂，来制备了掺杂0.5摩尔百分比的Zr的实施例3-4的正极活性物质前体。

之后，在与实施例3-1至实施例3-3中的详述的方法相同的方法及条件将实施例3-4的正极活性物质前体与锂盐混合并进行烧制来制备了实施例3-4的正极活性物质粉末。

表6

区分	化学式
		实施例3-1	LiNi<sub>0.995</sub>Zr<sub>0.005</sub>O<sub>2</sub>
实施例3-2	LiNi<sub>0.99</sub>Zr<sub>0.01</sub>O<sub>2</sub>
		实施例3-3	LiNi<sub>0.98</sub>Zr<sub>0.02</sub>O<sub>2</sub>
实施例3-4	Li[(Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05-</sub>)<sub>0.995</sub>Zr<sub>0.005</sub>]O<sub>2</sub>

制备比较例3的正极活性物质

在如上所述的实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质的制备方法中省略与作为上述添加金属源的ZrO₂的球磨工序来制备了LiNiO₂正极活性物质。

图29为检测包含本发明实施例3-1至实施例3-3及比较例3的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表，图30为检测包含本发明实施例3-1至实施例3-3及比较例3的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图29及图30，利用比较例3、实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质制备半电池，在截止点2.7～4.3V、0.1C、25℃的条件下检测放电容量，在截止点2.7～4.3V、0.5C、25℃的条件下检测根据充放电循环次数的放电容量。检测结果如图29、图30及下述表7。

表7

从图29、图30及表7可知，相比于利用比较例3的正极活性物质制备的锂二次电池，利用实施例3-1至3-2的正极活性物质制备的二次电池的放电容量及寿命特性显著优秀。

尤其，相比于根据实施例3-1至实施例3-2掺杂0.5～1.0摩尔百分比的作为添加金属的Zr的情况，在根据实施例3-3掺杂2.0摩尔百分比的作为添加金属的Zr的情况下，寿命特性显著降低。换言之，在高浓度镍的正极活性物质掺杂添加金属Zr并将浓度控制在小于2.0摩尔百分比的范围内的方法为提高寿命特性及容量特性的有效方法。

并且，如实施例3-1及实施例3-4，即使掺杂相同浓度的添加金属的情况，在镍的含量高的情况下，根据充放电次数的容量减少问题更大。换言之，在为了提高容量而增加镍的含量的情况下，可发生根据充放电次数的容量减少问题，在此情况下，如本发明的实施例，掺杂添加金属的方法为有效地解决方法。

图31至图35为检测包含本发明比较例3、实施例3-1至实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的微分电容的图表。

参照图31至图35，如上所述，利用比较例3及实施例3-1至实施例3-4的正极活性物质制备半电池，在2.7～4.3V的范围、30℃的评价温度、0.5C的充电条件下检测根据充放电次数的微分电容。

从图31至图35可知，随着进行充放电，实施例3-1至3-4及比较例3的正极活性物质依次具有H1相位、H1+M相位、M相位、M+H2相位、H2相位、H2+H3相位、H3相位、H2+H3相位、M+H2相位、M相位、H1+M相位、H1相位。

并且，在未掺杂作为添加金属的Zr的情况下，随着进行充放电次数，H2及H3相位的峰值急剧减少。

相反，在实施例3-1职实施例3-2及实施例3-4的情况下，如图29至图30所示，随着进行充放电次数，相比于比较例3，H2及H3相位的峰值的变化量减少。即，随着进行充放电次数，H2及H3相位的生成比率的变化量通过作为添加金属的Zr减少。

图36至图39为检测本发明比较例3、实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质的表面电阻的图表。

参照图36至图39，通过电化学阻抗谱分析方法检测实施例3-1至实施例3-3及比较例3的正极活性物质的表面电阻。

表8

从图36至图39及表8可知，相比于比较例3的正极活性物质的表面电阻，实施例3-1至实施例3-3的正极活性物质的表面电阻显著小。并且，随着充放电次数增加，其差异显著增加。最终，根据本发明的实施例向正极活性物质掺杂添加金属的方法为减少根据充放电次数的正极活性物质粒子的表面电阻来提高寿命特性及容量特性的有效方法。

图40为检测本发明比较例3、实施例3-1及实施例3-3的正极活性物质的热稳定性的图表。

参照图40，通过差示扫描量热法(扫描速率为5℃/min，截止点为4.3V的条件)检测比较例3、实施例3-1及实施例3-3的正极活性物质的热稳定性。

表9

如图40及表9所示，相比于比较例3的正极活性物质，在实施例3-1及实施例3-3的正极活性物质中发生峰值的温度显著地高。

最终，根据本发明的实施例向正极活性物质掺杂添加金属的方法为提高正极活性物质粒子的热稳定性的有效方法。

图41为检测包含本发明比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的容量特性的图表，图42为检测包含本发明比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图41及图42，利用比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质制备半电池，在截止点2.7～4.3V、0.1C、25℃的条件下检测放电容量，在截止点2.7～4.3V、0.5C、25℃的条件下检测根据充放电循环次数的放电容量。

从图41及图42可知，相比于利用比较例1的正极活性物质制备的锂二次电池，利用实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质制备的二次电池的放电容量及寿命特性显著优秀。

尤其，相比于实施例2-2及实施例3-4的添加金属为Al及Zr的情况，实施例1-1及实施例1-2的添加金属为Ti的情况下的寿命特性提高效果显著优秀。

图43及图44为用于说明根据包含本发明比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表。

参照图43及图44，利用比较例1、实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的正极活性物质制备半电池，在图11、图12、图13、图20及图35的实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的微分电容检测图表中的基于充放电次数的4.1～4.3V中，使积分面积归一化。并且，在图11、图12、图13、图20及图35的实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4的微分电容检测图表中，在4.1～4.3V的范围内以如下述表10至表14的方式检测最高峰值并归一化。

表10

表11

表12

表13

表14

从图43可知，在根据实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4包含掺杂添加金属的正极活性物质的二次电池的情况下，在基于充放电次数的4.1～4.3V中的积分面积(容量)的减少量为10％以下，相反，在根据比较例1包含未掺杂添加金属的正极活性物质的二次电池的情况下，根据充放电次数，4.1～4.3V中的积分面积(容量)显著减少。

并且，从图43可知，在根据实施例1-1、实施例1-2、实施例2-2及实施例3-4包含掺杂添加金属的正极活性物质的二次电池的情况下，根据充放电次数的最高峰值的减少量显著低，相反，在根据比较例1包含未掺杂添加金属的正极活性物质的二次电池的情况下，最高峰值根据充放电次数显著减少。

图45为检测本发明比较例1、实施例1-1至实施例1-4及实施例2-2的正极活性物质的粒子强度的图表。

参照图45，比较例1、实施例1-1至实施例1-4及实施例2-2的正极活性物质的粒子强度检测结果如下述表15。

表15

从表15及图45可知，相比于根据比较例1未掺杂添加金属的正极活性物质，在根据实施例1-1至实施例1-4及实施例2-2掺杂添加金属的正极活性物质的情况下，粒子强度显著优秀。

最终，如参照图22至图24说明的内容，根据本发明的实施例，向正极活性物质掺杂添加金属的方法为提高正极活性物质粒子的结构、机械、化学稳定性的有效方法。

图46至图49为用于说明根据镍的含量的H2及H3相位的变化量的微分电容的图表，图50为用于说明根据利用图47的正极活性物质的锂二次电池的充放电次数的容量变化的图表。

参照图46至图50，制备比较例1的正极活性物质，将镍、钴及锰的浓度控制在95：2.5：2.5、90：5：5、80：1：1、6：2：2来制备正极活性物质，并在2.7～4.3V的范围、30℃的评价温度、0.5C的充电条件下检测根据充放电次数的微分电容。并且，如图50所示，在图47的微分电容检测图表中的基于充放电次数的4.1～4.3V中，使积分面积归一化。

从图46至图49可知，在镍的浓度大于60摩尔百分比的情况下，在4.1～4.3V的范围内生成H2及H3相位。并且，随着镍浓度的增加，在初始充放电循环中，H2及H3相位的峰值高。换言之，随着镍浓度的增加，容量在4.1～4.3V的范围内大大增加。

相反，随着进行充放电次数，镍浓度越高，4.1～4.3V范围内的H2及H3相位的峰值急剧减少。换言之，随着镍浓度的增加，4.1～4.3V范围内的容量急剧减少。

因此，在根据本发明的实施例制备包含添加金属的正极活性物质的情况下，如上所述，可使H2及H3相位的峰值在4.1～4.3V的范围内减少的情况最小化，最终，可使在具有高浓度镍的正极活性物质中熔炼根据充放电次数减少的情况最小化。

图51为根据镍浓度检测包含本发明实施例的正极活性物质的锂二次电池的寿命特性的图表。

参照图51，如下述表16，通过如上所述的实施例的方法制备根据实验例1-1至实验例4-2的正极活性物质及包含其的锂二次电池，控制镍、钴、锰及添加金属Ti的浓度，根据充放电次数的寿命维持特性的检测结果如表17。

表16

表17

如图51及表17所示，随着镍浓度的增加，根据添加金属的容量增加比例，换言之，寿命特性维持效率显著提高。即，在镍浓度高的，镍浓度为60摩尔百分比以上的高浓度正极活性物质中，表达根据本发明实施例的技术思想的添加金属的寿命维持效果，镍浓度越增加，寿命维持效果显著提高。

图52为示出本发明一实施例的电动汽车的框图。

本发明一实施例的电动汽车1000可包括马达1010、变速器1020、车轴1030、电池组1040、能量控制部1050及充电部1060中的至少一个。

上述马达1010可将上述电池组1040的电能转换为动能。上述马达1010可通过上述变速器1020向上述车轴1030提供转换的动能。上述马达1010可由单一马达或多个马达形成。例如，在上述马达1010由多个马达形成的情况下，上述马达1010可包括向前轮车轴供给动能的前轮马达和向后轮车轴供给动能的后轮马达。

上述变速器1020位于上述马达1010与上述车轴1030之间，能够以符合驾驶人员所要的驾驶环境的方式对从上述马达1010的动能进行变速来向上述车轴1030提供。

上述电池组1040可存储从上述充电部1060的电能，并可向上述马达1010提供存储的电能。上述电池组1040可向上述马达1010直接供给电能，还可通过上述能量控制部1050供给电能。

在此情况下，上述电池组1040可包括至少一个单元电池来形成。并且，单元电池可包括锂二次电池，上述锂二次电池包含如上所述的本发明实施例的正极活性物质，但并不限定于此，可包括锂类二次电池等各种方式的二次电池。另一方面，单元电池可以为代指各个电池的术语，电池组可以为以具有所要的电压和/或容量的方式每个单元电池相连接的单元电池集合体。

上述能量控制部1050可控制上述电池组1040。换言之，上述能量控制部1050能够以使从上述电池组1040向上述马达1010的能量具有所需的电压、电流、波形等的方式进行控制。为此，上述能量控制部1050可包括无源电力器件及有源电力器件中的至少一个。

上述充电部1060可从图46所示的外部电源1070接收电力来向上述电池组1040提供。上述充电部1060可整体控制充电状态。例如，上述充电部1060可控制充电的开启/关闭(on/off)及充电速度等。

图53为本发明一实施例的电动汽车的立体图。

参照图53，上述电池组1040可与电动汽车1000的下面相结合。例如，上述电池组1040可呈具有沿着上述电动汽车1000的宽幅方向的宽度且沿着上述汽车1000的长度方向延伸的形状。更具体地，上述电池组1040可从前方悬架延伸至后方悬架。因此，上述电池组1040可提供可封装更多的单元电池的空间。并且，上述电池组1040与车体下端结合设置，因此，降低车体的重量中心，从而提高电动汽车1000的行驶安全性。

图54为用于说明本发明一实施例的电池组额图。

参照图54，上述电池组1040可保存多个单元电池1043。

上述电池组1040可包括下部壳体1041和上部壳体1042。上述下部壳体1041可包括凸缘1044，通过设置于上述上部壳体1045的孔使螺栓1045与上述凸缘1044连接，来使上述下部壳体1041与上述上部壳体1042相结合。

在此情况下，为了提高上述电池组1040的稳定性，上述下部壳体及上部壳体可由使水分及氧渗透最小化的物质制造。例如，上述下部壳体及上部壳体可由铝、铝合金、塑料、碳化合物中的至少一种物质形成。并且，在上述下部壳体1041与上述上部壳体1042之间可设置有不渗透性的密封剂1049。

并且，上述电池组1040可包括用于控制上述单元电池1043或提高稳定性的结构。例如，上述电池组1040可包括用于控制上述电池组1040内部的单元电池1043的控制端子1047。并且，例如，为了防止上述单元电池1043的热失控(thermal runaway)或控制上述单元电池1043的温度，上述电池组1040可包括冷却线1046。并且，例如，上述电池组1040可包括用于喷出上述电池组1040内部的气体的气体喷出口1048。

以上，通过优选实施例详细说明了本发明，本发明的范围并不限定于特定实施例，需通过发明要求保护范围解释。并且，只要是本技术领域的普通技术人员可在不超出本发明的范围内进行修改和变形。

产业上的可利用性

本发明实施例的正极活性物质及包含其的锂二次电池可利用于电动车、便携式移动设备、能源存储装置等的各种产业领域。