CN105322223B - 锂二次电池 - Google Patents

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Abstract

本文中公开的是一种锂二次电池。所述锂二次电池包括正电极、负电极和非水性电解质，并且更特别地，所述正电极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括其中至少一种金属具有从中心至表面的连续浓度梯度的锂‑金属氧化物，并且所述非水性电解质包括锂盐、多腈化合物和有机溶剂，从而改进在高电压/高温下的存储特性和寿命特性。

Description

锂二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月7日提交的韩国专利申请No.2015-0063878和于2014年6月2日提交的韩国专利申请No.2014-0067150的优先权及权益，其公开内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
本发明涉及锂二次电池，并且更特别地，涉及具有优异的寿命特性以及在高电压/高温下的充电特性的锂二次电池。
背景技术
随着电子、通信和计算机工业的快速发展，便携式电子通信设备例如摄像机、手机、笔记本电脑等得到显著地改进。因此，对作为驱动以上设备的电源的锂二次电池的需求日渐增大。特别地，关于应用例如电动车辆、不间断电源装置、电动工具、卫星等的环保电源的研究和开发在日本、欧洲、美国等以及韩国正在积极进展。
当前所应用的二次电池中在20世纪90年代早期研究的锂二次电池包括由碳材料等形成的负电极、由锂基氧化物等形成的正电极以及非水性电解质，所述负电极能够吸收和释放锂离子，在非水性电解质中锂盐溶于适量的复合有机溶剂中。
然而，随着锂二次电池的应用范围的增大，需要更长的寿命，并且随着电池容量的增大，对在高电压下充电的需求也增大了。然而，当在高电压/高温下对电池进行充电时，锂离子的量大大增加，并且正极活性材料的结构的不稳定性会大大增大，并且加速了电解质在正电极表面上的分解，从而降低了电池的寿命。用于锂二次电池的正极活性材料的传统的锂过渡金属氧化物或复合氧化物在寿命特性和在高电压/高温下充电上存在限制。
为了解决上述问题，韩国专利公开No.10-2006-0134631公开了用于锂二次电池的具有高容量和高安全性的核-壳结构的正极活性材料及其制备方法，但是寿命特性没有充分提高并且在高电压/高温下的充电问题仍未得到解决。
[现有技术文献]
现有技术文献1：韩国专利公开No.10-2006-0134631(公开日期为2006年12月28日)
发明内容
本发明涉及提供具有优异的寿命特性和在高电压/高温下的充电特性的锂二次电池。
1.一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：
正电极；
负电极；和
非水性电解质，
其中所述正电极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括其中至少一种金属具有从所述正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度的锂-金属氧化物，并且
其中所述非水性电解质包括锂盐、多腈化合物和有机溶剂。
2.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物包括具有从所述正极活性材料的中心至表面的恒定浓度的至少一种金属。
3.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物包括具有其中浓度从所述正极活性材料的中心至表面增大的浓度梯度范围的第一金属以及具有其中浓度从所述正极活性材料的中心至表面减小的浓度梯度范围的第二金属。
4.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物由以下化学式1表示，并且在所述以下化学式1中的M1、M2和M3中的至少一种具有从所述正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度。
[化学式1]
LixM1aM2bM3cOy
(其中，M1、M2和M3选自Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga和B，
并且0＜x≤1.1，2≤y≤2.02，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1且0＜a+b+c≤1。)
5.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3中的至少一种具有其中浓度从所述中心至所述表面增大的浓度梯度范围，并且其余的具有其中浓度从所述中心至所述表面减小的浓度梯度范围。
6.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3中的一种具有其中浓度从所述中心至所述表面增大的浓度梯度范围，并且另一种具有其中浓度从所述中心至所述表面减小的浓度梯度范围，并且其余一种具有从所述中心至所述表面的恒定浓度。
7.在项4的锂二次电池中，其中所述M1、M2和M3分别为Ni、Co和Mn。
8.在项4至项7中任一项的锂二次电池中，其中M1为Ni，并且0.6≤a≤0.95且0.05≤b+c≤0.4。
9.在项4至项7中任一项的锂二次电池中，M1可以为Ni，并且0.7≤a≤0.9且0.1≤b+c≤0.3。
10.在项1的锂二次电池中，其中所述锂-金属氧化物的初级颗粒的形状为棒状。
11.在项1的锂二次电池中，其中所述多腈化合物包括二腈化合物、三腈化合物或其混合物。
12.在项1的锂二次电池中，其中所述多腈化合物包括选自以下中的至少一种：丁二腈、癸二腈、戊二腈、己二腈、1，5-二氰基戊烷、1，6-二氰基己烷、1，7-二氰基庚烷、1，8-二氰基辛烷、1，9-二氰基壬烷、1，10-二氰基癸烷、1，12-二氰基十二烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2，4-二甲基戊二腈、2，2，4，4-四甲基戊二腈、1，4-二氰基戊烷、2，5-二甲基-2，5-二氰基己烷、2，6-二氰基庚烷、2，7-二氰基辛烷、2，8-二氰基壬烷、1，6-二氰基癸烷、1，3，5-三氰基己烷和1，3，6-三氰基己烷。
13.在项1的锂二次电池中，其中所述多腈化合物包括选自以下中的至少一种：丁二腈、戊二腈、己二腈、1，3，5-三氰基己烷和1，3，6-三氰基己烷。
14.在项1的锂二次电池中，其中基于所述非水性电解质的总量，所述多腈化合物以0.1wt％至10wt％被包含在所述非水性电解质中。
15.在项1的锂二次电池中，其中基于所述非水性电解质的总量，所述多腈化合物以0.5wt％至7wt％被包含在所述非水性电解质中。
16.在项1的锂二次电池中，基于所述非水性电解质的总量，所述多腈化合物以1wt％至7wt％的浓度被包含在所述非水性电解质中。
17.在项1的锂二次电池中，其中所述充电电压为4.3V至4.5V。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，对本领域普通技术人员而言，本发明的以上和其他目标、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是简要示出用于测量根据本发明的实施例的锂-金属氧化物的浓度的测量位置的视图；
图2是根据本发明的实施例1的锂-金属氧化物的TEM图像；以及
图3是根据本发明的比较例1的锂-金属氧化物的TEM图像。
具体实施方案
根据本发明，在包括正电极、负电极和非水性电解质的锂二次电池中，正电极包括正极活性材料，正极活性材料包括其中至少一种金属具有从中心至表面的连续浓度梯度的锂-金属氧化物，并且非水性电解质包括锂盐、多腈化合物和有机溶剂，并且因此提高了在高电压/高温下的存储特性和寿命特性。
在下文中，将详细描述本发明。
正极活性材料
本发明的正极活性材料包括其中至少一种金属具有从所述正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度的锂-金属氧化物。与具有恒定浓度的正极活性材料相比，上述正极活性材料具有优异的存储特性以及寿命特性。
在本发明中，锂-金属氧化物中的金属具有从所述正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度，并且因此，除锂之外的金属具有从锂-金属氧化物颗粒的中心至表面以恒定趋势变化的浓度分布。恒定趋势表示总体浓度变化的减小或增大的趋势，但不排除在一些点处与以上趋势相反的值。
本发明的颗粒的中心是指从材料颗粒的中心至0.2μm的半径内的范围，并且颗粒的表面是指从颗粒的最外表面至0.2μm内的范围。
本发明的正极活性材料包括具有浓度梯度的至少一种金属。因此，正极活性材料可以包括具有从中心至表面增大的浓度梯度范围的第一金属以及具有从中心至表面减小的浓度梯度范围的第二金属。第一金属和第二金属可以独立地为一种或更多种类型。
根据本发明的另一实施方式，本发明的正极活性材料可以包括具有从所述正极活性材料的中心至表面的恒定浓度的至少一种金属。
本发明的正极活性材料的具体实例可以包括由以下化学式1表示的锂-金属氧化物，并且在以下的化学式1中，M1、M2和M3中的至少一种具有从所述正极活性材料的中心至表面的连续浓度梯度。
[化学式1]
LixM1aM2bM3cOy
(其中M1、M2和M3选自：Ni、Co、Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga和B，
并且0＜x≤1.1，2≤y≤2.02，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1以及0＜a+b+c≤1。)
在本发明的实施方案中，M1、M2和M3中的至少一种具有从所述正极活性材料的中心至表面增大的浓度梯度范围，并且其余的可以具有从所述正极活性材料的中心至表面减小的浓度梯度范围。
在本发明的另一个实施方案中，M1、M2和M3中的一种具有从中心至表面增大的浓度梯度范围，并且另一种可以具有从中心至表面减小的浓度梯度范围，并且另一种可以具有从中心至表面的恒定浓度。
在本发明的具体实例中，M1、M2和M3可以分别为Ni、Co和Mn。
本发明的锂-金属氧化物可以包括相对高含量的镍(Ni)。当使用镍时，可以增大电池容量，并且，在传统的正极活性材料结构中，当镍含量高时，会减少寿命，但是本发明的正极活性材料即使镍含量高也不会减少寿命。因此，本发明的正极活性材料在保持高容量的同时具有优异的寿命特性。
例如，在本发明的锂-金属氧化物中，镍的摩尔比为0.6至0.95，并且优选地为0.7至0.9。也就是说，当化学式1中的M1为Ni时，化学式1可以包括0.6≤a≤0.95和0.05≤b+c≤0.4，并且优选地0.7≤a≤0.9和0.1≤b+c≤0.3。
本发明的锂-金属氧化物不限于锂-金属氧化物的特定颗粒形状，但是优选地，初级颗粒可以为棒状。
本发明的锂-金属氧化物不限于锂-金属氧化物的特定颗粒尺寸，例如，锂-金属氧化物可以具有3μm至20μm的颗粒尺寸。
本发明的正极活性材料可以还包括锂-金属氧化物上的涂层。涂层可以包括金属或金属氧化物，并且例如可以包括Al、Ti、Ba、Zr、Si、B、Mg、P及其合金，或者包括其金属氧化物。
本发明的正极活性材料可以为掺杂有金属或金属氧化物的上述锂-金属氧化物。适于掺杂的金属或金属氧化物可以包括Al、Ti、Ba、Zr、Si、B、Mg、P及其合金，或者其金属氧化物。
本发明的锂-金属氧化物可以使用共沉淀来制备。
在下文中，将描述制备根据本发明的实施方案的正极活性材料的方法。
首先，制备具有不同浓度的金属前体溶液。金属前体溶液包括待包括在正极活性材料中的至少一种类型的一种或更多种前体。金属前体的实例可以包括金属卤化物、金属氢氧化物、金属的酸盐等。
待制备的金属前体溶液包括两种类型的前体溶液，所述两种类型的前体溶液包括生成正极活性材料的中心的浓度的前体溶液和生成表面的浓度的前体溶液。例如，当制备包括镍、锰、钴以及锂的金属氧化物正极活性材料时，制备具有与正极活性材料的中心对应的镍、锰、钴的浓度的前体溶液以及具有与表面对应的镍、锰、钴的浓度的前体溶液。
然后，混合两种类型的金属前体溶液以形成沉淀。在混合期间，两种类型的金属前体溶液的混合比连续变化以对应于期望活性材料中的浓度梯度。因此，沉淀具有活性材料的浓度梯度。在混合期间通过添加螯合剂和碱来进行沉淀。
所制备的沉淀物被热处理，与锂盐混合，并且然后被再次热处理，从而获得本发明的正极活性材料。
负极活性材料
本发明的负极活性材料可以不受限制地使用能够吸收和释放锂离子的任何现有技术中公开的材料。例如，可以使用：碳材料例如结晶碳、无定形碳、碳复合物、碳纤维等；锂金属、锂和其他元素的合金、硅、锡等。无定形碳可以包括硬碳、焦炭、在小于或等于1500℃的温度烧制的中间相碳微球(MCMB)、基于中间相沥青的碳纤维(MPCF)等。结晶碳可以包括基于石墨的材料，特别是例如天然石墨、石墨化焦炭、石墨化MCMB、石墨化MPCF等。与锂形成合金的其他元素可以包括铝、锌、铋、镉、锑、硅、铅、锡、镓或铟。
非水性电解质
非水性电解质包括作为电解质的锂盐、和有机溶剂，并且还包括多腈化合物。
多腈化合物包括具有至少两个腈基的化合物，并且例如可以为二腈化合物、三腈化合物或其混合物。
当将多腈化合物与本发明的正极活性材料一起使用时，在优异地保持寿命特性的同时大大改进了在高电压/高温下的充电特性，并且理论上，这是由多腈化合物在正极活性材料的表面上的吸附以防止电解质分解引起，但本发明不应当限于以上描述。
多腈化合物的具体实例可以包括以下中的一种或者两种或更多种的混合物：丁二腈、癸二腈、戊二腈、己二腈、1，5-二氰基戊烷、1，6-二氰基己烷、1，7-二氰基庚烷、1，8-二氰基辛烷、1，9-二氰基壬烷、1，10-二氰基癸烷、1，12-二氰基十二烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2，4-二甲基戊二腈、2，2，4，4-四甲基戊二腈、1，4-二氰基戊烷、2，5-二甲基-2，5-二氰基己烷、2，6-二氰基庚烷、2，7-二氰基辛烷、2，8-二氰基壬烷、1，6-二氰基癸烷、1，3，5-三氰基己烷和1，3，6-三氰基己烷等，但不限于此。优选地，多腈化合物可以包括选自以下中的至少一种：丁二腈、戊二腈、己二腈、1，3，5-三氰基己烷和1，3，6-三氰基己烷。
基于非水性电解质的总量，多腈化合物以0.1wt％至10wt％，优选0.5wt％至7wt％，并且更优选1wt％至7wt％包括在非水性电解质中。在以上范围内，在高电压/高温下的充电性能可以是优异的。
可以将用于锂二次电池的电解质中的常规锂盐不受限制地用于所述锂盐，并且可以由Li+X-表示。不特别限制以上锂盐的阴离子，例如可以包括F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-、(CF3CF2SO2)2N-等。
可以将有机溶剂不受限制地用于锂二次电池中的常规电解质，并且通常可以使用选自以下中的任何一种或者两种或更多种的混合物：碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸亚乙烯酯、环丁砜、γ-丁内酯、亚硫酸亚丙酯和四氢呋喃。
二次电池
本发明提供了使用包括上述正极活性材料的正电极、包括负极活性材料的负电极以及上述非水性电解质制备的锂二次电池。
本发明的包括上述正极活性材料和非水性电解质的锂二次电池能够通过现有技术中应用的充电电压充电，并且特别地，具有在大于或等于4.3V的高电压下的优异的充电特性。例如，锂二次电池在充电电压为4.3V至4.5V时具有优异的寿命特性。
可以通过将本发明的上述正极活性材料和负极活性材料与根据需要的粘合剂、导电材料、分散剂进行混合和搅拌以制备组合物来制备正电极和负电极，并且将以上混合物涂覆在金属材料的集流器上并且进行压制和干燥，从而制备正电极和负电极。
可以不受限制地使用众所周知的粘合剂，例如，基于有机物的粘合剂例如聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-共聚-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯等，或者基于水性的粘合剂例如丁苯橡胶(SBR)等可以与增稠剂例如羧甲基纤维素(CMD)等一起使用。
常规导电碳材料可以用作导电材料而不受限制。
金属材料的集流器可以使用具有高导电性并且可以容易地附接至正极活性材料或负极活性材料的化合物，并且在电池的电压范围内不反应的任何金属。正电极集流器的非限制实例可以包括由铝、镍或其组合制备的箔，并且负电极集流器的非限制实例可以包括由铜、金、镍、铜合金或其组合制备的箔。
隔板介于正电极与负电极之间，并且隔板可以包括使用以下的单层或多层结构：普通多孔高分子膜例如基于聚烯烃的高分子例如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等；或者普通多孔非织造织物例如包括具有高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等的非织造织物，但不限于以上。隔板可以通过普通卷绕方法、隔板和电池的层叠(堆叠)、折叠方法等应用于电池。
将非水性电解质注入至由正电极、负电极以及介于正电极和负电极之间的隔板形成的电极结构中，从而制备锂二次电池。本发明的锂二次电池的形状不受限制，而且可以具有使用罐的圆柱形状、棱柱形状、口袋形状、硬币形状等。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的用于燃料电池的集电板(charge collecting plate)和具有其的堆叠结构。重要的是应理解，本发明可以以许多可替代的形式实施并且不应当被理解为限于本文中所提及的实施例。虽然本发明允许多种变型和可替代形式，但本发明的具体实施例通过附图中的实施例示出并且将会在本文中详细描述。然而，应当理解，不意图将本发明限于所公开的特定形式，相反地，本发明意图涵盖落入本发明的精神和范围内的所有的变化方案、等同方案和替代方案。
实施例1
<正电极>
使用具有LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2作为总体组成的材料，也就是说，具有从中心组成LiNi0.84Co0.11Mn0.05O2至表面组成LiNi0.78Co0.10Mn0.12O2的浓度梯度的锂-金属氧化物(在下文中，CAM-10)作为正极活性材料，并且使用丹卡黑(Denka Black)作为导电材料，并且使用PVDF作为粘合剂，从而制备具有92∶5∶3的重量比的组成的正极活性材料混合物，并且然后在铝基底上对正极活性材料混合物进行涂覆、干燥和压制，从而制备正电极。
此处，制备的锂-金属氧化物的浓度梯度与以下表1中相同，并且在图1中示出测量浓度的位置。相对于锂-金属氧化物颗粒测量位置彼此间隔5/7μm，所述锂-金属氧化物颗粒从中心至表面具有5μm半径。
[表1]
位置 镍 锰 锆
1 77.97 11.96 10.07
2 80.98 9.29 9.73
3 82.68 7 10.32
4 82.6 7.4 10
5 82.55 7.07 10.37
6 83.24 5.9 10.86
7 84.33 4.84 10.83
<负电极>
在铜基底上对包括93wt％的用作负极活性材料的天然石墨(
Figure BDA0000730002100000102
Figure BDA0000730002100000101
)、5wt％的用作导电材料的片状导电材料KS6、1wt％的用作粘合剂的SBR以及1wt％的用作增稠剂的CMC的负极活性材料混合物进行涂覆、干燥和压制，从而制备负电极。
<制备电池以及室温下的寿命特性评估>
正电极板和负电极板刻有合适大小的槽并且被堆叠，并且使隔板(聚乙烯，厚度25μm)介于正电极板和负电极板之间以形成电池，并且使每个正电极的接头部分和负电极的接头部分焊接。焊接的正电极/隔板/负极活性材料混合物被插入袋中，并且除用于注入电解质的注入侧之外的三侧均被密封。此处，设置有接头的部分包括在密封部分中。通过剩余的未密封侧注入电解质，并且使所述剩余侧密封，然后将以上结构浸渍多于12小时。电解质由使用EC/EMC/DEC(25/45/30；体积比)的混合溶剂的1M LiPF6溶液来制备，然后添加1wt％的碳酸亚乙烯酯(VC)、0.5wt％的1，3-丙烯基磺内酯(PRS)、0.5wt％的二草酸硼酸锂(LiBOB)以及0.5wt％的丁二腈(SN)以被使用。
然后，施加对应于0.25C的预充电电流(2.5A)36分钟。在1小时之后，对以上结构进行除气，并且老化多于24小时，然后进行形成充电-放电(充电条件CC-CV 0.2C 4.2V 0.05CCUT-OFF，放电条件CC 0.2C2.5V CUT-OFF)。然后，进行标准充电-放电(充电条件CC-CV0.5C 4.2V 0.05C CUT-OFF，放电条件CC 0.5C 2.5V CUT-OFF)。
对制备的电池重复充电(CC-CV 2.0C 4.2V 0.05C CUT-OFF)和放电(CC 2.0C2.75V CUT-OFF)500次，然后相对于一次放电容量的百分比(％)计算第500次放电容量，以测量室温下的寿命特性。结果示于表3中。
结果示于表2中。
实施例2至24
除使用根据表2的丁二腈的含量和充电电压之外，以与实施例1相同的方法制备电池，并且评估寿命特性，然后结果示于表2中。
比较例1
除将在全部颗粒中具有恒定组成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(在下文中，CAM-20)用作正极活性材料之外，以与实施例1相同的方法制备电池，并且评估寿命特性，然后结果示于表3中。
比较例2至28
除丁二腈的含量和充电电压根据表2变化之外，以与比较例1相同的方法制备电池，并且评估寿命特性，然后结果示于表3中。
[表2]
Figure BDA0000730002100000121
[表3]
Figure BDA0000730002100000131
Figure BDA0000730002100000141
参照表2和表3，与比较例相比，实施例的电池具有优异的寿命特性和在高温下的充电特性。
特别地，当充电电压为4.2V时，实施例具有比比较例更大的寿命绝对值，特别地，实施例中的寿命减少小于比较例中的寿命减少，并且在4.3V、4.4V、4.5V时分别进行比较，寿命增加以及寿命绝对值是突出的。
另外，当在大于或等于4.3V的充电电压下的SN的含量为1wt％至7wt％时，寿命特性增大，并且特别地，实施例中的寿命增大比比较例中的寿命增大得更大。
另外，图2和图3分别示出实施例1和比较例1的正极活性材料颗粒的TEM图像。参照图2(实施例1)和图3(比较例1)，实施例1的正极活性材料的初级颗粒具有棒状，而比较例1的正极活性材料的初级颗粒具有基本球形状。
实施例24和25
除多腈化合物(戊二腈(GN)、己二腈(AN)、1，3，5-三氰基己烷和1，3，6-三氰基己烷(HTCN))的类型和充电电压根据表4而变化之外，以与实施例9相同的方法制备电池，并且评估寿命特性，然后结果示于表4中。
[表4]
Figure BDA0000730002100000151
参照表4，多种多腈化合物具有与丁二腈相似的性能，并且具有优异的寿命特性和在高电压/高温下的充电特性。
根据本发明的锂二次电池，包括具有连续浓度梯度的金属的正极活性材料与包括特定添加剂的非水性电解质进行组合，并且因此大大改进了寿命特性，并且在高电压/高温下的充电特性优异。
对本领域技术人员而言明显的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出对本发明的上述示例性实施方案的各种变型。因此，旨在使本发明涵盖所有这样的变型，前提是所有这样的变型落入所附权利要求及其等同方式的范围内。

Claims (8)

1.一种锂二次电池，包括：
正电极；
负电极；以及
非水性电解质，
其中所述正电极包括正极活性材料，所述正极活性材料为含有Ni、Co和Mn的锂-金属氧化物，
其中Mn具有其中浓度从中心至表面的方向上连续增大的、范围在0.05至0.12内的连续浓度梯度范围，以及Ni具有其中浓度从所述中心至所述表面的方向上减小的连续浓度梯度范围，以及Co具有从所述中心至所述表面的恒定浓度，
其中所述非水性电解质包括锂盐、多腈化合物和有机溶剂，
其中基于所述非水性电解质的总量，所述多腈化合物以3wt％至7wt％的浓度被包含在所述非水性电解质中，以及
其中Ni，Co和Mn的各浓度表示为相对于总原子数或总摩尔数的原子比或摩尔比。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中Ni具有0.78至0.84的其中浓度从所述中心至所述表面减小的浓度梯度范围。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中Co具有0.1的从所述中心至所述表面的恒定浓度。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述锂-金属氧化物的初级颗粒的形状为棒状。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述多腈化合物包括二腈化合物、三腈化合物或其混合物。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述多腈化合物包括选自以下中的至少一种：丁二腈、癸二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、1,7-二氰基庚烷、1,8-二氰基辛烷、1,9-二氰基壬烷、1,10-二氰基癸烷、1,12-二氰基十二烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、2,5-二甲基-2,5-二氰基己烷、2,6-二氰基庚烷、2,7-二氰基辛烷、2,8-二氰基壬烷、1,6-二氰基癸烷、1,3,5-三氰基己烷和1,3,6-三氰基己烷。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中所述多腈化合物包括选自以下中的至少一种：丁二腈、戊二腈、己二腈、1,3,5-三氰基己烷和1,3,6-三氰基己烷。
8.根据权利要求1所述的锂二次电池，其中锂二次电池的充电电压为4.3V至4.5V。
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