本申请要求于2022年4月20日提交的韩国专利申请第10-2022-0049176号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。本发明涉及正极和二次电池，所述正极包含单颗粒形式或伪单颗粒形式的正极活性材料以及包括少壁碳纳米管和单壁碳纳米管的导电剂。
背景技术：
1、锂二次电池通常由正极、负极、分隔件和电解质构成，并且正极和负极分别包含能够嵌入和脱嵌锂离子的活性材料。
2、已使用锂钴氧化物(licoo2)、锂镍氧化物(linio2)、锂锰氧化物(limno2或limno4)或磷酸铁锂化合物(lifepo4)作为锂二次电池的正极活性材料。其中，锂钴氧化物具有高运行电压和优异的容量特性的优点，但是由于作为原材料的钴的高价格和供应不稳定性而难以在商业上用于大容量电池。由于锂镍氧化物具有差的结构稳定性，因此难以实现足够的寿命特性。锂锰氧化物具有优异的稳定性，但具有容量特性差的问题。因此，已经开发了包含两种或更多种类型的过渡金属的锂复合过渡金属氧化物来弥补仅包含镍(ni)、钴(co)或锰(mn)的锂过渡金属氧化物的问题，以及其中，包含ni、co和mn的锂镍钴锰氧化物已广泛用于电动车辆电池领域中。
3、常规的锂镍钴锰氧化物通常为其中聚集有数百个初级颗粒的球形次级颗粒的形式。然而，关于如上所述的其中聚集有许多初级颗粒的次级颗粒形式的锂镍钴锰氧化物，存在这样的问题：可能发生其中在正极制备期间初级颗粒在辊压过程中脱落的颗粒破裂，以及在充电和放电期间颗粒中出现裂纹。在发生正极活性材料的颗粒破裂或开裂的情况下，因为与电解质溶液的接触面积增加，由于与电解质溶液的副反应导致的活性材料降解和气体产生增加，并因此存在寿命特性降低的问题。特别地，关于具有高镍含量的正极活性材料，由于如果重复电池的充电和放电则产生大量高反应性的ni4+离子，发生正极活性材料的结构坍塌，并因此存在正极活性材料的降解进一步增加以及电池的寿命特性和安全性进一步降低的问题。
4、因此，已尝试使用具有优异的颗粒强度的单颗粒形式的正极活性材料。然而，由于单颗粒形式的正极活性材料的表面积相对大，因此需要较大量的导电剂来用导电剂充分覆盖单颗粒形式的正极活性材料的表面。换句话说，在使用与相关技术相同的量的导电剂的情况下，正极活性材料的表面可能无法被导电剂有效地覆盖，因为导电剂的数目小。当使用常规的多壁碳纳米管作为导电剂时，尤其出现这样的问题。常规主要使用的多壁碳纳米管是壁数为8或更大的碳纳米管，其中，由于包含在正极中的多壁碳纳米管的数目不大，除非多壁碳纳米管的量增加，否则正极活性材料的表面可能无法被多壁碳纳米管有效地覆盖。因此，存在正极的电阻由于正极活性材料的导电性降低而增加的问题。在增加常规使用的导电剂的量以解决该问题的情况下，由于正极活性材料的量相对减少，因此正极的容量可能降低。
5、因此，需要开发能够在使用单颗粒形式的正极活性材料的同时确保具有低电阻和高容量的正极的技术。
技术实现思路
1、技术问题
2、本发明的一个方面提供了正极和二次电池。具体地，在正极中使用单颗粒形式或伪单颗粒形式的锂复合过渡金属氧化物时，本发明的一个目的是提供能够通过改善正极的导电性来降低正极的电阻，同时将正极的容量保持在高水平的技术。
3、技术方案
4、根据本发明的一个实施方案，提供了包括正极活性材料层的正极，其中所述正极活性材料层包含正极活性材料和导电剂，其中正极活性材料包括由一个初级颗粒构成的单颗粒形式或者作为10个或更少个初级颗粒的聚集体的伪单颗粒形式的第一锂复合过渡金属氧化物，以及导电剂包括少壁碳纳米管和单壁碳纳米管，其中少壁碳纳米管的壁数在2至7的范围内。
5、根据本发明的另一个实施方案，提供了包括所述正极的二次电池。
6、有益效果
7、由于根据本发明的正极包含单颗粒形式或伪单颗粒形式的第一锂复合过渡金属氧化物，因此可以改善正极的容量和输出。此外，关于壁数在2至7的范围内的少壁碳纳米管，与常规的多壁碳纳米管(例如，壁数为8或更大)相比，可以以相同的量包含更大数目的碳纳米管。因此，壁数在2至7的范围内的少壁碳纳米管可以有效地吸附在单颗粒和/或伪单颗粒的表面上，并且可以显著改善第一锂复合过渡金属氧化物的导电性。此外，单壁碳纳米管可以保持第一锂复合过渡金属氧化物之间的电连接。因此，由于正极的电阻可以显著降低，因此二次电池的电阻可以降低，并且可以改善容量、寿命和储存性能。
8、此外，在组合使用壁数在2至7的范围内的少壁碳纳米管和单壁碳纳米管的情况下，由于正极中的粘结剂可以均匀分散和存在，因此用于确保正极粘合性的粘结剂含量可以为低的。因此，由于正极活性材料的量可以相对增加，因此可以改善正极的容量。
1.一种正极，包括正极活性材料层，
2.根据权利要求1所述的正极，其中所述少壁碳纳米管的平均直径为3nm至7nm。
3.根据权利要求1所述的正极，其中所述少壁碳纳米管的布鲁诺-埃梅特-特勒(bet)比表面积为300m2/g至500m2/g。
4.根据权利要求1所述的正极，其中所述第一锂复合过渡金属氧化物包括由[式1]表示的化合物，
5.根据权利要求1所述的正极，其中包含在所述第一锂复合过渡金属氧化物中的所述初级颗粒的平均粒径在1μm至10μm的范围内。
6.根据权利要求1所述的正极，其中所述第一锂复合过渡金属氧化物的bet比表面积为0.1m2/g至3m2/g。
7.根据权利要求1所述的正极，其中基于所述正极活性材料层的总重量，所述少壁碳纳米管以0.1重量％至3重量％的量包含在内。
8.根据权利要求1所述的正极，其中所述单壁碳纳米管的bet比表面积为800m2/g至1600m2/g。
9.根据权利要求1所述的正极，其中基于所述正极活性材料层的总重量，所述单壁碳纳米管以0.005重量％至0.15重量％的量包含在内。
10.根据权利要求1所述的正极，其中所述少壁碳纳米管与所述单壁碳纳米管的重量比在5:1至50:1的范围内。
11.根据权利要求1所述的正极，其中所述少壁碳纳米管与所述单壁碳纳米管的重量比在10:1至30:1的范围内。
12.根据权利要求1所述的正极，其中，在所述正极活性材料层中，
13.根据权利要求1所述的正极，其中所述正极活性材料包括第二锂复合过渡金属氧化物，
14.根据权利要求13所述的正极，其中所述第二锂复合过渡金属氧化物包括由[式2]表示的化合物，
15.根据权利要求1所述的正极，其中所述正极具有3或更大的由等式(1)限定的a值，
16.一种包括根据权利要求1所述的正极的二次电池。
