KR100542195B1 - Negative active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 상기 음극 활물질은 리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스(matrix) 금속; 및 Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 상기 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 물질을 포함한다.The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same, wherein the negative electrode active material includes: a matrix metal capable of forming an alloy with lithium; And a material forming an intermetallic bond with the matrix metal selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca and H.

본 발명의 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 충방전시 리튬이온이 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속내에 포착될 수 있는 구조적으로 불안정한 반응자리에 첨가물질을 첨가하여 화합물을 형성하게 함으로써 비가역 용량을 감소시키고 이로써 전지의 초기 효율 및 용량 특성을 향상시킨다.The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention reduces the irreversible capacity by adding an additive to a structurally unstable reaction site in which lithium ions can be trapped in a metal capable of forming an alloy with lithium during charge and discharge, thereby reducing the irreversible capacity. This improves the initial efficiency and capacity characteristics of the battery.

리튬이차전지,금속간 화합물,음극,매트릭스 금속Lithium secondary battery, intermetallic compound, cathode, matrix metal

Description

리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{NEGATIVE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING SAME}Negative active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same TECHNICAL FIELD

도 1은 리튬 이차 전지의 일예를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an example of a lithium secondary battery.

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1의 충방전 특성을 보인 도면이다.2 is a view showing the charge and discharge characteristics of Example 1 and Comparative Example 1 according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 리튬 이차 전지 2: 음극1: lithium secondary battery 2: negative electrode

3: 양극 4: 세퍼레이터3: anode 4: separator

5: 전지 용기 6: 봉입부재5: battery container 6: sealing member

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 충방전 효율과 용량 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, to a negative electrode active material for a lithium secondary battery having excellent initial charge and discharge efficiency and capacity characteristics, and a lithium secondary battery including the same.

[종래 기술][Prior art]

최근의 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지는 유기 전해액을 사용하여 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 보임으로써 높은 에너지 밀도를 나타내는 전지이다.Lithium secondary batteries, which are in the spotlight as power sources of recent portable small electronic devices, exhibit high energy density by showing a discharge voltage that is twice as high as that of a battery using an alkaline aqueous solution using an organic electrolyte solution.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1-x CoxO2 (0 < X < 1)등과 같이 리튬이 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물을 주로 사용하였다.As a cathode active material of a lithium secondary battery, an oxide composed of lithium and a transition metal having a structure capable of intercalating lithium, such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNi 1-x Co x O 2 (0 <X <1) Was mainly used.

음극 활물질로는 초기에는 리튬 금속을 사용하였으나, 덴드라이트가 발생되어 수명이 매우 짧은 문제 등으로 인하여, 최근에는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조 흑연, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 사용되고 있다. 그러나 상기 탄소 계열의 음극 활물질은 덴드라이트 발생 문제는 해결할 수 있고, 저전위에서 전압 평탄성이 우수하고 양호한 수명 특성을 가지고 있으나, 유기 전해액과의 높은 반응성, 물질내 리튬의 낮은 확산 속도 등으로 인해 전력(power) 특성, 초기 비가역 제어, 충방전 중의 전극 부풀림 현상(swelling) 등의 문제점이 있다.Lithium metal was initially used as a negative electrode active material. However, due to a problem of dendrites occurring and a very short lifespan, various types of carbon-based carbonaceous materials including artificial graphite, natural graphite, and hard carbon, which can be inserted / desorbed of lithium, have recently been used. The material is being used. However, the carbon-based anode active material can solve the problem of dendrites and has excellent voltage flatness and good life characteristics at low potential, but due to high reactivity with the organic electrolyte and low diffusion rate of lithium in the material, power ( There are problems such as power characteristics, initial irreversible control, and electrode swelling during charging and discharging.

이에 따라, 덴드라이트 문제를 해결하여 장수명을 갖도록 리튬 합금을 음극 활물질로 사용하기 위한 연구가 진행되었다. 미국 특허 제6,051,340호에는 리튬과 합금되지 않는 금속과 리튬과 합금이 되는 금속을 포함하는 음극이 기술되어 있다. 이 특허에서 상기 리튬과 합금되지 않는 금속은 집전체의 역할을 하며, 상기 리튬 과 합금이 되는 금속은 충전시 양극으로부터 빠져나온 리튬 이온과 합금을 형성하고, 이 합금이 음극 활물질로 작용하게 되며, 음극은 충전시 리튬을 포함하게 된다. Accordingly, researches for using lithium alloy as a negative electrode active material to solve the problem of dendrites have a long life. U. S. Patent No. 6,051, 340 describes a negative electrode comprising a metal that is not alloyed with lithium and a metal that is alloyed with lithium. In this patent, the metal that is not alloyed with lithium serves as a current collector, and the metal that is alloyed with lithium forms an alloy with lithium ions that are released from the positive electrode during charging, and the alloy serves as a negative electrode active material, The negative electrode contains lithium during charging.

그러나 상술한 리튬 합금으로도 만족할만한 전지 특성을 얻기는 어려웠다. 특히 리튬 이온과 합금을 형성하는 경우 충전시 리튬 이온이 합금 내로 들어오면서 금속간 화합물을 형성하며 방전시에는 리튬 이온이 빠져나가면서 화합물상이 변하는 반응을 한다. 그러나 방전이 끝나도 합금에서 리튬이 완전히 빠져나가지 못하고 남아 있는 경우가 생기며, 이 남아 있는 리튬은 금속간 화합물을 이루며 금속 상태로 돌아가지 못하고 최종 방전 상태로 남아 있게 된다. 이와 같이 합금내의 구조적으로 불안정한 자리에 포획(trap)된 리튬은 비가역 용량을 증가시킨다. 이런 비가역 용량의 증가는 상기 리튬 합금의 초기 충방전 효율을 80% 정도로 낮추는 문제점이 있다. 초기 충방전 효율이 낮은 경우 그에 따른 과다한 양극 사용이 유발되어 이로 인해 전지 용량이 저하된다. However, even with the lithium alloy described above, it was difficult to obtain satisfactory battery characteristics. Particularly, in the case of forming an alloy with lithium ions, lithium ions enter the alloy during charging to form an intermetallic compound, and during discharging, the compound phase changes as lithium ions escape. However, even after the discharge is completed, there is a case in which lithium does not completely escape from the alloy, and the remaining lithium forms an intermetallic compound and does not return to the metal state and remains in the final discharge state. As such, lithium trapped in structurally unstable sites in the alloy increases the irreversible capacity. This increase in irreversible capacity has a problem of lowering the initial charge and discharge efficiency of the lithium alloy to about 80%. When the initial charge and discharge efficiency is low, the excessive use of the positive electrode is caused, thereby lowering the battery capacity.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 초기 충방전 효율과 용량 특성이 우수한 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a negative electrode active material for a lithium secondary battery excellent in initial charge and discharge efficiency and capacity characteristics, and a lithium secondary battery comprising the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스(matrix) 금속; 및 Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 상기 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 물질을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a matrix metal capable of forming an alloy with lithium; And a material forming an intermetallic bond with the matrix metal selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca, and H.

본 발명은 또한 리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스(matrix) 금속; 및 Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 상기 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 물질로 이루어진 음극 활물질을 포함하는 음극;리튬 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The invention also provides a matrix metal capable of forming an alloy with lithium; And a negative electrode active material including a material forming a metal-to-metal bond with the matrix metal selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca, and H; intercalation and deintercalation of lithium ions A positive electrode comprising a cathode active material; And it provides a lithium secondary battery comprising an electrolyte.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스 금속과 상기 매트릭스 금속과 리튬의 반응자리에 특정 첨가물질을 반응시켜 제조된 매트릭스 금속의 비가역 용량을 감소시킬 수 있는 금속간 화합물이다. The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is an intermetallic compound capable of reducing the irreversible capacity of a matrix metal prepared by reacting a matrix metal capable of forming an alloy with lithium and a specific additive to the reaction site of the matrix metal and lithium. to be.

상기 매트릭스 금속은 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 사용가능하며, 구체적인 예로 Sn, Sb, Si, Zn, Pb, Cd, Ag 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 금속이 사용가능하고, 이중 Sn, Si, Zn, Pb, 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 금속이 바람직하고, 이중 Al이 가장 바람직하다. 상기 첨가물질은 Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. As the matrix metal, a metal capable of forming an alloy with lithium may be used. Specifically, a metal selected from the group consisting of Sn, Sb, Si, Zn, Pb, Cd, Ag, and Al may be used. Metals selected from the group consisting of Si, Zn, Pb, and Al are preferred, of which Al is most preferred. The additive is preferably selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca and H.

상기 매트릭스 금속은 전체 음극 활물질에 대하여 60 내지 99.95 중량%, 바람직하게는 60 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 80 내지 98 중량%의 양으로 사용되고 상기 첨가물질은 0.05 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 중량%의 양으로 사용된다. 상기 첨가물질은 매트릭스 금 속의 리튬과의 반응자리에 삽입되어 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 것이므로 입경이 작을수록 바람직하다. 바람직게는 0.1 마이크로미터 내지 30 마이크로미터의 평균 입경을 가지며, 더욱 바람직하게는 0.5마이크로미터 내지 30마이크로미터의 평균입경을 가진다.The matrix metal is used in an amount of 60 to 99.95% by weight, preferably 60 to 99% by weight, more preferably 80 to 98% by weight, based on the total anode active material, and the additive material is 0.05 to 40% by weight, preferably It is used in an amount of 1 to 40% by weight, more preferably 2 to 20% by weight. Since the additive material is inserted into the reaction site with lithium in the matrix metal to form a bond between the matrix metal and the metal, the smaller the particle size, the more preferable. Preferably it has an average particle diameter of 0.1 micrometers-30 micrometers, More preferably, it has an average particle diameter of 0.5 micrometers-30 micrometers.

본 발명의 음극 활물질은 매트릭스 금속과 첨가물질을 혼합한 뒤 볼밀형 교반기 등을 이용해 기계적인 충돌과 마찰을 일으켜 합금을 형성하도록 하는 기계적인 밀링을 통하여 제조될 수 있다. 이때 매트릭스 금속과 첨가물질을 아르곤이나 질소 같은 불활성 분위기에서 제조하며 두 물질의 혼합 및 효율적인 분쇄를 돕기 위해 용매로서 알코올류나 벤젠류를 사용할 수도 있다. 또한 매트릭스 금속에 첨가물질을 증착(vaporazation)시켜 매트릭스 금속 표면에 달라 붙게 한 뒤 확산해 들어가 합금이 이루어 지도록 하는 방법이 사용될 수 있다. 그러나 반드시 이들 방법에 한정되는 것은 아니다 The negative electrode active material of the present invention may be manufactured through mechanical milling to form an alloy by causing mechanical collision and friction by mixing a matrix metal and an additive material and then using a ball mill type stirrer. In this case, the matrix metal and the additive material may be prepared in an inert atmosphere such as argon or nitrogen, and alcohols or benzenes may be used as a solvent to help the mixing and efficient grinding of the two materials. In addition, a method of vaporizing an additive material on the matrix metal to adhere to the surface of the matrix metal and then diffusing it to form an alloy may be used. However, it is not necessarily limited to these methods.

상기 금속계 음극 활물질은 집전체에 코팅하여 음극으로 제조된다. 금속계 음극 활물질의 코팅 공정은 어떠한 방법으로도 실시할 수 있다. 그 대표적인 예로는 음극 활물질을 고분자 바인더와 혼합하여 이를 코팅하는 방법이 이용될 수 있다. 이외에도 스퍼터링법, 전자 빔 증발법(electron beam evaporation), 진공 열 증발법(vaccum thermal evaporation), 레이저 어블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법, 열 증발(thermal evaporation), 플라즈마 화학 기상 증착법, 레이저 화학 기상 증착법 및 젯트 기상 증착법, 전해도금 또는 무전해 도금법과 같은 도금 법, 압연법 등을 들 수 있다. 상기 증착 공정은 10-6 토르 이상의 고진공에서 가열하여 실시하고, 증착 분위기는 수분이 거의 없는 드라이룸에서 실시한다.The metal-based negative electrode active material is coated on a current collector to prepare a negative electrode. The coating process of the metal-based negative electrode active material can be performed by any method. As a representative example thereof, a method of mixing a negative electrode active material with a polymer binder and coating the same may be used. In addition, sputtering, electron beam evaporation, vacuum thermal evaporation, laser ablation, chemical vapor deposition, thermal evaporation, plasma chemical vapor deposition, laser chemistry A vapor deposition method, a jet vapor deposition method, a plating method such as an electroplating or electroless plating method, a rolling method, and the like. The deposition process is carried out by heating in a high vacuum of 10 -6 Torr or more, the deposition atmosphere is carried out in a dry room with little moisture.

상기 집전체로는 Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W 및 Mo로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 집전체로는 필름 형태 등의 고분자 기재의 일면 또는 양면에 집전체 물질을 코팅한 것을 사용할 수도 있다. 이러한 고분자로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 고분자가 사용가능하다.The current collector may be selected from the group consisting of Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W and Mo. In addition, the current collector may be coated with a current collector material on one side or both sides of a polymer substrate such as a film form. The polymer may be a polymer selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, and polyester.

상기 고분자 기재에 집전체 물질을 코팅시키는 공정은 어떠한 방법으로도 실시할 수 있다. 그 대표적인 예로는 스퍼터링법, 전자 빔 증발법(electron beam evaporation), 진공 열 증발법(vaccum thermal evaporation), 레이저 어블레이션(laser ablation), 화학 기상 증착법, 열 증발(thermal evaporation), 플라즈마 화학 기상 증착법, 레이저 화학 기상 증착법 및 젯트 기상 증착법, 전해도금 또는 무전해 도금법과 같은 도금법, 압연법 등을 들 수 있다. 상기 증착 공정은 10-6 토르 이상의 고진공에서 가열하여 실시하고, 증착 분위기는 수분이 거의 없는 드라이룸에서 실시한다.Coating the current collector material on the polymer substrate may be carried out by any method. Representative examples include sputtering, electron beam evaporation, vacuum thermal evaporation, laser ablation, chemical vapor deposition, thermal evaporation, and plasma chemical vapor deposition. , A plating method such as a laser chemical vapor deposition method and a jet vapor deposition method, an electroplating method or an electroless plating method, and a rolling method. The deposition process is carried out by heating in a high vacuum of 10 -6 Torr or more, the deposition atmosphere is carried out in a dry room with little moisture.

본 발명의 금속계 음극 활물질은 리튬 이차 전지의 음극 활물질로 사용된다. 이하, 본 발명의 일 실시 형태인 리튬 이차 전지를 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 리튬 이차 전지는, 이하 도면에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다.The metal-based negative electrode active material of the present invention is used as a negative electrode active material of a lithium secondary battery. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the lithium secondary battery which is one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. The lithium secondary battery of the present invention is not limited to the form shown in the following figures.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 리튬 이차 전지(1)의 사시도이다. 이 리튬 이차 전지(1)는 원통형으로, 음극(2), 양극(3), 상기 음극(2)과 양극(3) 사이에 배치된 세퍼레이터(4), 음극(2), 양극(3) 및 세퍼레이터(4)에 함침된 전해질, 원통상의 전지 용기(5), 전지 용기(5)를 봉입하는 봉입부재(6)를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 이러한 리튬 이차 전지(1)는, 음극(2), 양극(3) 및 세퍼레이터(4)를 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기(5)에 수납하여 구성된다.1 is a perspective view of a lithium secondary battery 1 which is an embodiment of the present invention. The lithium secondary battery 1 is cylindrical and has a negative electrode 2, a positive electrode 3, a separator 4 disposed between the negative electrode 2 and the positive electrode 3, a negative electrode 2, a positive electrode 3, and The main part consists of the sealing member 6 which encloses the electrolyte, the cylindrical battery container 5, and the battery container 5 impregnated with the separator 4 as a main part. The lithium secondary battery 1 is configured by stacking the negative electrode 2, the positive electrode 3, and the separator 4 in order, and then storing the lithium secondary battery 1 in the battery container 5 in a state of being wound in a spiral shape.

상기 리튬 이차 전지는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극을 포함한다. 이 양극 활물질의 대표적인 예로는 하기 화학식 1 내지 12로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The lithium secondary battery includes a cathode including a cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions. Representative examples of the positive electrode active material may be selected from the group consisting of the following formula (1) to (12).

[화학식 1]
LixMn1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0< y≤0.5)
[화학식 1a]
[Formula 1]
Li x Mn 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 1a]

LixMnA2 (0.90≤x≤1.1)Li x MnA 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 2]
LixMn1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 2a]
LixMnO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 2b]
LixMn1-yMyO2 (0.90≤ x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 2c]
[Formula 2]
Li x Mn 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 2a]
Li x MnO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 2b]
Li x Mn 1-y M y O 2 (0.90≤ x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 2c]

LixMnO2 (0.90≤x≤1.1)Li x MnO 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 3]
LixMn2O4-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 3a]
[Formula 3]
Li x Mn 2 O 4-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 3a]

LixMn2O4 (0.90≤x≤1.1)Li x Mn 2 O 4 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 4]
LixCo1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 4a]
[Formula 4]
Li x Co 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 4a]

LixCoA2 (0.90≤x≤1.1)Li x CoA 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 5]
LixCo1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 5a]
LixCoO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 5b]
LixCo1-yMyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 5c]
[Formula 5]
Li x Co 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 5a]
Li x CoO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 5b]
Li x Co 1-y M y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 5c]

LixCoO2 (0.90≤x≤1.1)Li x CoO 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 6]
LixNi1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 6a]
[Formula 6]
Li x Ni 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 6a]

LixNiA2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiA 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 7]
LixNi1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 7a]
LixNiO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0 < z ≤0.5)
[화학식 7b]
LixNi1-yMyO2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5)
[화학식 7c]
[Formula 7]
Li x Ni 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 7a]
Li x NiO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z ≤0.5)
[Formula 7b]
Li x Ni 1-y M y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5)
[Formula 7c]

LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 8]
LixNi1-yCoyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5, 0<z ≤0.5)
[화학식 8a]
LixNiO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 8b]
LixNi1-yCoyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 8c]
[Formula 8]
Li x Ni 1-y Co y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5, 0 <z ≤0.5)
[Formula 8a]
Li x NiO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 8b]
Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 8c]

LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 9]
LixNi1-y-zCoyMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 9a]
LixNi1-zMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 9b]
LixNi1-yCoyAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 9c]
LixNi1-y-zCoyMz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 9d]
LixNiAα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)
[화학식 9e]
LixNi1-yCoy (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 9f]
LixNi1-zMz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 9g]
[Formula 9]
Li x Ni 1-yz Co y M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 9a]
Li x Ni 1-z M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 9b]
Li x Ni 1-y Co y A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 9c]
Li x Ni 1-yz Co y M z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 9d]
Li x NiA α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2)
[Formula 9e]
Li x Ni 1-y Co y (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 9f]
Li x Ni 1-z M z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 9g]

LixNi (0.90≤x≤1.1)Li x Ni (0.90≤x≤1.1)

[화학식 10]
LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 10a]
LixNi1-zMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 10b]
LixNi1-yCoyO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 10c]
LixNi1-y-zCoyMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 10d]
LixNiO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)
[화학식 10e]
LixNi1-zMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 10f]
LixNi1-yCoyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 10g]
[Formula 10]
Li x Ni 1-yz Co y M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 10a]
Li x Ni 1-z M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 10b]
Li x Ni 1-y Co y O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 10c]
Li x Ni 1-yz Co y M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 10d]
Li x NiO 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2)
[Formula 10e]
Li x Ni 1-z M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 10f]
Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 10g]

LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1)

[화학식 11]
LixNi1-y-zMnyMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 11a]
LixNi1-zMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 11b]
LixNi1-yMnyAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 11c]
LixNi1-y-zMnyMz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 11d]
LixNiAα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)
[화학식 11e]
LixNi1-zMz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 11f]
LixNi1-yMny (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 11g]
[Formula 11]
Li x Ni 1-yz Mn y M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 11a]
Li x Ni 1-z M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 11b]
Li x Ni 1-y Mn y A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 11c]
Li x Ni 1-yz Mn y M z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
Formula 11d]
Li x NiA α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2)
[Formula 11e]
Li x Ni 1-z M z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 11f]
Li x Ni 1-y Mn y (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 11g]

LixNi (0.90≤x≤1.1)Li x Ni (0.90≤x≤1.1)

[화학식 12]
LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 12a]
LixNi1-zMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 12b]
LixNi1-yMnyO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)
[화학식 12c]
LixNi1-y-zMnyMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)
[화학식 12d]
LixNiO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)
[화학식 12e]
LixNi1-zMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)
[화학식 12f]
LixNi1-yMnyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)
[화학식 12g]
[Formula 12]
Li x Ni 1-yz Mn y M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 12a]
Li x Ni 1-z M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 12b]
Li x Ni 1-y Mn y O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2)
[Formula 12c]
Li x Ni 1-yz Mn y M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5)
[Formula 12d]
Li x NiO 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2)
[Formula 12e]
Li x Ni 1-z M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5)
[Formula 12f]
Li x Ni 1-y Mn y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5)
[Formula 12g]

LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1)

(상기 식들에서, M는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, X는 F, S 또는 P이다.)(In the above formula, M is at least one element selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V and rare earth elements, A is composed of O, F, S and P) Is an element selected from the group, X is F, S or P.)

상기 양극과 음극에 충전되는 전해질로는 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등이 사용가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다. As the electrolyte filled in the positive electrode and the negative electrode, an organic liquid electrolyte, an inorganic liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, a gel polymer electrolyte, a solid inorganic electrolyte, a molten inorganic electrolyte, and the like may be used, but are not limited thereto.

상기 유기계 액체 전해질은 유기 용매와 리튬염을 포함한다. 상기 유기 용매로는 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, ν-부티로락톤, 디옥솔란, 4-메틸디옥솔란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 에틸부틸카보네이트, 디프로필카보네이트, 디이소프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 디에틸렌 글리콜, 디메틸에테르 등의 비프로톤성 용매, 또는 이들 용매 중 2종 이상을 혼합한 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택되는 것을 하나 이상 사용할 수 있다. 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The organic liquid electrolyte includes an organic solvent and a lithium salt. The organic solvent is propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, ν-butyrolactone, dioxolane, 4-methyldioxolane, N, N -Dimethylformamide, dimethylacetoamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate , Aprotic solvents such as methyl isopropyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diethylene glycol, dimethyl ether, or a mixed solvent in which two or more of these solvents are mixed. One or more selected from the group may be used. The mixing ratio in the case of mixing more than one can be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which can be widely understood by those skilled in the art.

상기 리튬염으로는 LiPF6, LIBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO 4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF 6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2 )(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 염을 하나 이상 사용할 수 있다. 이들은 유기 용매에 용해되며, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이온 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진한다.Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LIBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 At least one salt selected from the group consisting of, LiN (C × F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, and LiI may be used. They are dissolved in organic solvents and act as a source of lithium ions in the cell to enable operation of the basic lithium ion secondary battery and to promote the movement of lithium ions between the positive and negative electrodes.

본 발명의 리튬 이차 전지는 전해질에 따라 세퍼레이터를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들어 고체 전해질의 경우에는 전해질이 세퍼레이터의 역할도 수행할 수 있으므로 세퍼레이터를 사용하지 않을 수 있다. 상기 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다. The lithium secondary battery of the present invention may or may not include a separator depending on the electrolyte. For example, in the case of a solid electrolyte, since the electrolyte may also play a role of a separator, a separator may not be used. As the separator, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or two or more multilayer films thereof may be used, and polyethylene / polypropylene two-layer separator, polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, polypropylene / polyethylene / poly It goes without saying that a mixed multilayer film such as a propylene three-layer separator can be used.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only one preferred embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

음극 활물질로 Sn을 구리 집전체 위에 증착하여 음극판을 제조하였다. LiCoO2 양극 활물질, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 및 슈퍼-P 도전재를 94/3/3 중량비로 N-메틸피롤리돈 혼합 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 알루미늄 집전체 위에 코팅하고, 건조한 후, 압연기로 압연 을 실시하여 양극판을 제조하였다.Sn was deposited on a copper current collector as a negative electrode active material to prepare a negative electrode plate. A positive electrode active material slurry was prepared by mixing a LiCoO 2 positive electrode active material, a polyvinylidene fluoride binder, and a super-P conductive material in an N-methylpyrrolidone mixed solvent at a 94/3/3 weight ratio. The slurry was coated on an aluminum current collector, dried, and rolled using a rolling mill to prepare a positive electrode plate.

상기 양극판과 음극판을 사용하여 전지를 조립하였다. 제조된 전지는 높이 4.9cm, 폭 3.4cm, 두께 0.4cm의 사양을 가지고 용량은 850mAh이었다. 이때, 전해액은 1.0M LiPF6가 용해된 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트 및 에틸메틸 카보네이트(3/3/4 부피비)의 혼합 용액을 사용하였다.The battery was assembled using the positive plate and the negative plate. The battery produced had a specification of 4.9 cm high, 3.4 cm wide and 0.4 cm thick and had a capacity of 850 mAh. In this case, a mixed solution of ethylene carbonate / dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate (3/3/4 volume ratio) in which 1.0 M LiPF 6 was dissolved was used.

(실시예 1)(Example 1)

Sn과 Li를 1:1로 반응시켜 금속간 화합물을 제조하였다. 5㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 증착하였다. 구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 상기 금속간 화합물을 증착하여 음극판을 제조하였다. 상기 음극을 이용하여 비교예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다. 전지는 높이 4.9cm, 폭 3.4cm, 두께 0.4cm의 사양을 가지고 용량은 850mAh이다.Intermetallic compounds were prepared by reacting Sn and Li in a 1: 1 ratio. Copper was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 5 μm. The intermetallic compound was deposited on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film to prepare a negative electrode plate. Using the negative electrode, a battery was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1. The battery measures 4.9cm high, 3.4cm wide and 0.4cm thick and has a capacity of 850mAh.

(실시예 2)(Example 2)

Sn과 B를 1:1로 반응시켜 금속간 화합물을 제조하였다. 5㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 구리를 증착하였다. 구리가 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면 위에 상기 금속간 화합물을 증착하여 음극판을 제조하였다. 상기 음극을 이용하여 비교예 1과 동일한 방법으로 전지를 제조하였다. 전지는 높이 4.9cm, 폭 3.4cm, 두께 0.4cm의 사양을 가지고 용량은 850mAh이다. Intermetallic compounds were prepared by reacting Sn and B in a 1: 1 ratio. Copper was deposited on both sides of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 5 μm. The intermetallic compound was deposited on both sides of a copper-deposited polyethylene terephthalate film to prepare a negative electrode plate. Using the negative electrode, a battery was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1. The battery measures 4.9cm high, 3.4cm wide and 0.4cm thick and has a capacity of 850mAh.

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 전지를 2.75-4.2V의 컷-오프 전압에서 충방전하였다. 이중 실시예 1과 비교예 1의 충방전 곡선을 도 2에 도시하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 실시예 1의 방전용량이 비교예 1에 비하여 월등히 우수함을 알 수 있다.The batteries of Examples 1, 2 and Comparative Example 1 were charged and discharged at a cut-off voltage of 2.75-4.2V. The charge and discharge curves of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. 2. As shown in Figure 2 it can be seen that the discharge capacity of Example 1 is significantly superior to Comparative Example 1.

본 발명의 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 충방전시 리튬이온이 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속내에 포착될 수 있는 구조적으로 불안정한 반응자리에 첨가물질을 첨가하여 화합물을 형성하게 함으로써 비가역 용량을 감소시키고 이로써 전지의 초기 효율 및 용량 특성을 향상시킨다.The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention reduces the irreversible capacity by adding an additive to a structurally unstable reaction site in which lithium ions can be trapped in a metal capable of forming an alloy with lithium during charge and discharge, thereby reducing the irreversible capacity. This improves the initial efficiency and capacity characteristics of the battery.

Claims (19)

리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스(matrix) 금속; 및 Matrix metals capable of forming alloys with lithium; And Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 상기 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 물질A material for forming an intermetallic bond with the matrix metal selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca and H 을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질.A negative electrode active material for a lithium secondary battery comprising a. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 금속은 Sn, Sb, Si, Zn, Pb, Cd, Ag 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질.The negative active material of claim 1, wherein the matrix metal is selected from the group consisting of Sn, Sb, Si, Zn, Pb, Cd, Ag, and Al. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스 금속은 전체 음극 활물질에 대하여 60 내지 99 중량%의 양으로 사용되고 상기 첨가물질은 1 내지 40 중량%의 양으로 사용되는 리튬 이차 전지용 음극 활물질.The negative active material of claim 1, wherein the matrix metal is used in an amount of 60 to 99 wt% based on the total anode active material and the additive material is used in an amount of 1 to 40 wt%. 제3항에 있어서, 상기 매트릭스 금속은 전체 음극 활물질에 대하여 80 내지 98 중량%의 양으로 사용되고 상기 첨가물질은 2 내지 20 중량%의 양으로 사용되는 리튬 이차 전지용 음극 활물질.The negative active material of claim 3, wherein the matrix metal is used in an amount of 80 to 98 wt% with respect to the entire negative active material, and the additive material is used in an amount of 2 to 20 wt%. 제1항에 있어서, 상기 첨가물질은 0.1 마이크로미터 내지 30 마이크로미터의 평균 입경을 가지는 리튬 이차 전지용 음극 활물질.The negative active material of claim 1, wherein the additive material has an average particle diameter of about 0.1 micrometers to about 30 micrometers. 리튬과 합금을 형성할 수 있는 매트릭스(matrix) 금속 및 Mg, K, Li, B, Na, Ca 및 H로 이루어진 군에서 선택되는 상기 매트릭스 금속과 금속간 결합을 형성하는 물질로 이루어진 음극 활물질을 포함하는 음극; A negative electrode active material including a matrix metal capable of forming an alloy with lithium and a material forming an intermetallic bond with the matrix metal selected from the group consisting of Mg, K, Li, B, Na, Ca and H Cathode; 리튬 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 A positive electrode comprising a positive electrode active material capable of intercalation and deintercalation of lithium ions; And 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.Lithium secondary battery comprising an electrolyte. 제6항에 있어서, 상기 매트릭스 금속은 전체 음극 활물질에 대하여 60 내지 99 중량%의 양으로 사용되고 상기 첨가물질은 1 내지 40 중량%의 양으로 사용되는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 6, wherein the matrix metal is used in an amount of 60 to 99 wt% based on the total anode active material, and the additive material is used in an amount of 1 to 40 wt%. 제7항에 있어서, 상기 매트릭스 금속은 전체 음극 활물질에 대하여 80 내지 98 중량%의 양으로 사용되고 상기 첨가물질은 2 내지 20 중량%의 양으로 사용되는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 7, wherein the matrix metal is used in an amount of 80 to 98 wt% based on the total negative active material, and the additive material is used in an amount of 2 to 20 wt%. 제6항에 있어서, 상기 첨가물질은 0.1 마이크로미터 내지 30 마이크로미터의 평균 입경을 가지는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 6, wherein the additive has an average particle diameter of about 0.1 micrometers to about 30 micrometers. 제6항에 있어서, 상기 음극은 음극 활물질을 집전체에 코팅하여 제조되는 것 인 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 6, wherein the negative electrode is manufactured by coating a negative electrode active material on a current collector. 제10항에 있어서, 상기 집전체는 Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W 및 Mo로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속으로 이루어진 것인 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 10, wherein the current collector is made of at least one metal selected from the group consisting of Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W, and Mo. 제10항에 있어서, 상기 집전체는 고분자 기재에 Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W 및 Mo로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 코팅하여 제조되는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 10, wherein the current collector is prepared by coating at least one metal selected from the group consisting of Ni, Ti, Cu, Ag, At, Pt, Fe, Co, Cr, W and Mo on a polymer substrate Phosphorus Lithium Secondary Battery. 제12항에 있어서, 상기 고분자 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 12, wherein the polymer substrate is selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, and polyester. 제6항에 있어서, 상기 양극 활물질은 하기 화학식 1 내지 12로 이루어진 군에서 선택되는 화합물인 리튬 이차 전지:The lithium secondary battery of claim 6, wherein the cathode active material is a compound selected from the group consisting of Chemical Formulas 1 to 12: [화학식 1][Formula 1] LixMn1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0< y≤0.5)Li x Mn 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 1a][Formula 1a] LixMnA2 (0.90≤x≤1.1)Li x MnA 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 2][Formula 2] LixMn1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Mn 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 2a][Formula 2a] LixMnO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x MnO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 2b][Formula 2b] LixMn1-yMyO2 (0.90≤ x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Mn 1-y M y O 2 (0.90≤ x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 2c][Formula 2c] LixMnO2 (0.90≤x≤1.1)Li x MnO 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 3][Formula 3] LixMn2O4-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x Mn 2 O 4-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 3a][Formula 3a] LixMn2O4 (0.90≤x≤1.1)Li x Mn 2 O 4 (0.90≤x≤1.1) [화학식 4][Formula 4] LixCo1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Co 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 4a][Formula 4a] LixCoA2 (0.90≤x≤1.1)Li x CoA 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 5][Formula 5] LixCo1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Co 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 5a][Formula 5a] LixCoO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x CoO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 5b][Formula 5b] LixCo1-yMyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Co 1-y M y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 5c][Formula 5c] LixCoO2 (0.90≤x≤1.1)Li x CoO 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 6][Formula 6] LixNi1-yMyA2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y M y A 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 6a][Formula 6a] LixNiA2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiA 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 7][Formula 7] LixNi1-yMyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-y M y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 7a][Formula 7a] LixNiO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x NiO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 7b][Formula 7b] LixNi1-yMyO2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5)Li x Ni 1-y M y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5) [화학식 7c][Formula 7c] LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 8][Formula 8] LixNi1-yCoyO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5, 0<z ≤0.5)Li x Ni 1-y Co y O 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <y ≤0.5, 0 <z ≤0.5) [화학식 8a][Formula 8a] LixNiO2-zXz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x NiO 2-z X z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 8b][Formula 8b] LixNi1-yCoyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 8c][Formula 8c] LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 9][Formula 9] LixNi1-y-zCoyMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-yz Co y M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 9a][Formula 9a] LixNi1-zMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-z M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 9b][Formula 9b] LixNi1-yCoyAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-y Co y A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 9c][Formula 9c] LixNi1-y-zCoyMz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-yz Co y M z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 9d][Formula 9d] LixNiAα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)Li x NiA α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2) [화학식 9e][Formula 9e] LixNi1-yCoy (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y Co y (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 9f][Formula 9f] LixNi1-zMz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5,)Li x Ni 1-z M z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5,) [화학식 9g][Formula 9g] LixNi (0.90≤x≤1.1)Li x Ni (0.90≤x≤1.1) [화학식 10][Formula 10] LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-yz Co y M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 10a][Formula 10a] LixNi1-zMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-z M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 10b][Formula 10b] LixNi1-yCoyO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-y Co y O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 10c][Formula 10c] LixNi1-y-zCoyMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-yz Co y M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 10d][Formula 10d] LixNiO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)Li x NiO 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2) [화학식 10e][Formula 10e] LixNi1-zMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-z M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 10f][Formula 10f] LixNi1-yCoyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 10g][Formula 10g] LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1) [화학식 11][Formula 11] LixNi1-y-zMnyMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-yz Mn y M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 11a][Formula 11a] LixNi1-zMzAα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-z M z A α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 11b][Formula 11b] LixNi1-yMnyAα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-y Mn y A α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 11c][Formula 11c] LixNi1-y-zMnyMz (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-yz Mn y M z (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 11d]Formula 11d] LixNiAα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)Li x NiA α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2) [화학식 11e][Formula 11e] LixNi1-zMz (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-z M z (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 11f][Formula 11f] LixNi1-yMny (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y Mn y (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 11g][Formula 11g] LixNi (0.90≤x≤1.1)Li x Ni (0.90≤x≤1.1) [화학식 12][Formula 12] LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-yz Mn y M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 12a][Formula 12a] LixNi1-zMzO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-z M z O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 12b][Formula 12b] LixNi1-yMnyO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<α≤2)Li x Ni 1-y Mn y O 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <α≤2) [화학식 12c][Formula 12c] LixNi1-y-zMnyMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-yz Mn y M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5, 0 <z≤0.5) [화학식 12d][Formula 12d] LixNiO2-αXα (0.90≤x≤1.1, 0<α≤2)Li x NiO 2-α X α (0.90≤x≤1.1, 0 <α≤2) [화학식 12e][Formula 12e] LixNi1-zMzO2 (0.90≤x≤1.1, 0<z≤0.5)Li x Ni 1-z M z O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <z≤0.5) [화학식 12f][Formula 12f] LixNi1-yMnyO2 (0.90≤x≤1.1, 0<y≤0.5)Li x Ni 1-y Mn y O 2 (0.90≤x≤1.1, 0 <y≤0.5) [화학식 12g][Formula 12g] LixNiO2 (0.90≤x≤1.1)Li x NiO 2 (0.90≤x≤1.1) (상기 식들에서, M는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소이고, X는 F, S 또는 P이다.)(In the above formula, M is at least one element selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V and rare earth elements, A is composed of O, F, S and P) Is an element selected from the group, X is F, S or P.) 제6항에 있어서, 상기 전해질은 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 및 용융형 무기 전해질로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 6, wherein the electrolyte is selected from the group consisting of an organic liquid electrolyte, an inorganic liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, a gel polymer electrolyte, a solid inorganic electrolyte, and a molten inorganic electrolyte. 제15항에 있어서, 상기 유기계 액체 전해질은 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, ν-부티로락톤, 디옥솔란, 4-메틸디옥솔란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 에틸부 틸카보네이트, 디프로필카보네이트, 디이소프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 디에틸렌 글리콜, 및 디메틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 유기용매를 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 15, wherein the organic liquid electrolyte is propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, v-butyrolactone, dioxolane, 4-methyl Dioxolane, N, N-dimethylformamide, dimethylacetoamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, di At least one organic solvent selected from the group consisting of ethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diethylene glycol, and dimethyl ether The lithium secondary battery. 제15항에 있어서, 상기 유기계 액체 전해질은 LiPF6, LIBF4, LiSbF6, LiAsF 6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC 4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수), LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택되는 리튬염을 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The method of claim 15, wherein the organic liquid electrolyte is LiPF 6 , LIBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN (C x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, and LiI A lithium secondary battery comprising a. 제6항에 있어서, 상기 리튬 이차 전지는 세퍼레이터를 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 6, wherein the lithium secondary battery further comprises a separator. 제18항에 있어서, 상기 세퍼레이터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 및 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지.19. The separator according to claim 18, wherein the separator is polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene / polypropylene bilayer separator, polyethylene / polypropylene / polyethylene three layer separator, and polypropylene / polyethylene / polypropylene three layer separator. A lithium secondary battery selected from the group consisting of.
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