KR101018659B1 - Silicon anode active material for lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ⅰ) 실리콘에 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속을 혼합시켜 1차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 실리콘 금속 합금 혼합물 100 중량부; ⅱ) 흑연 분말, 탄소 무기물 분말 또는 탄소 분말에서 선택된 탄소 소재 분말 화합물 1∼20 중량부; 및 ⅲ) 탄소나노섬유, 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물 1∼20 중량부; iv) X2CO3로 표시되는(X는 Li, Na, K에서 선택된 알칼리 금속이다) 화합물 1∼10 중량부를 2차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 0.5∼30 ㎛ 크기의 평균 입경을 지닌 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물을 400∼1200℃에서 1∼10시간 열처리시켜 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질을 제공한다. 또한 본 발명의 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 기계적 가공시 응집된 SiM 분말을 흑연 내지 탄소 분말에 의해 SiM 분말의 미립화 효과 및 표면 개선 효과가 발생되고, 탄소나노소재에 의해 전도성 향상 효과가 발생되며, 또한, X2CO3에 의해 전지내 충방전시 표면 부반응을 억제해주게 되어서, 실리콘계 음극활물질의 단점인 부피 팽창 문제, 전도성 저하 문제, 표면 부반응 문제 등을 크게 개선시켜주는 효과가 있는 것이다.The present invention comprises: 100 parts by weight of a silicon metal alloy mixture, i.e., a silicon-based metal alloy mixture which is primarily mechanically processed by mixing at least one metal selected from transition metals, Group 2, Group 13, Group 14 and Group 15 elements with silicon; Ii) 1 to 20 parts by weight of a carbon material powder compound selected from graphite powder, carbon inorganic powder or carbon powder; And iii) 1 to 20 parts by weight of carbon nanofibers, carbon nanotubes or mixtures thereof; iv) a silicon alloy having an average particle size of 0.5 to 30 μm, powdered by secondary mechanically processing 1 to 10 parts by weight of a compound represented by X 2 CO 3 (X is an alkali metal selected from Li, Na and K); And it provides a negative electrode active material for a lithium secondary battery prepared by heat-treating the carbon material mixture at 400 to 1200 ℃ 1 to 10 hours. In addition, the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is agglomerated SiM powder during mechanical processing by graphite or carbon powder, the atomization effect and surface improvement effect of the SiM powder is generated, the carbon nano material to improve the conductivity, and also By suppressing the surface side reactions during charging and discharging in the battery by X 2 CO 3 , there is an effect of greatly improving the volume expansion problem, the conductivity deterioration problem, the surface side reaction problem, etc., which are disadvantages of the silicon-based negative electrode active material.

리튬 이차 전지, 음극 활물질, 탄소나노소재, 합금, 실리콘 Lithium secondary battery, negative electrode active material, carbon nanomaterial, alloy, silicon

Description

리튬 이차전지용 실리콘계 음극 활물질{Silicon anode active material for lithium secondary battery}Silicon anode active material for lithium secondary battery {Silicon anode active material for lithium secondary battery}

본 발명은 실리콘 및 금속 원소간의 기계적 합금법으로 합금화하여 제조된 리튬 이차전지용 음극재에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 실리콘 및 금속 원소와의 합금 형태로 공존하는 SiM 분말에 흑연 탄소 무기물과 같은 탄소 분말, 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소나노 소재 및 알칼리 금속으로 구성된 X2CO3 형태의 화합물(X는 알칼리 금속)을 첨가함으로써 충방전 용량 및 사이클 특성이 개선된 리튬 이차전지용 음극재에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode material for a lithium secondary battery prepared by alloying with a mechanical alloying method between silicon and metal elements. More specifically, in the form of X 2 CO 3 composed of alkali metals and carbon nanomaterials such as carbon nanofibers, carbon nanofibers or carbon nanotubes, and carbon powders such as graphite carbon inorganic in the SiM powder coexisting in the form of alloys with silicon and metal elements The present invention relates to a negative electrode material for a lithium secondary battery in which charge and discharge capacity and cycle characteristics are improved by adding a compound (X is an alkali metal).

전자기기의 구동용 전원으로서 리튬이온 이차전지가 주목을 받고 있다. 리튬이온 이차전지의 음극 재료로서는 흑연이 주로 이용되고 있지만, 흑연은 단위질 량당의 용량이 372 mAh/g로 작고, 리튬이온 이차전지의 고용량화가 어렵다.Li-ion secondary batteries have attracted attention as power sources for driving electronic devices. Graphite is mainly used as a negative electrode material of the lithium ion secondary battery, but graphite has a small capacity of 372 mAh / g per unit mass, and it is difficult to increase the capacity of the lithium ion secondary battery.

흑연보다도 고용량을 나타내는 음극 재료로서는, 예를 들면 실리콘, 주석 및 이들의 산화물 등의 리튬과 금속간 화합물을 형성하는 재료가 유망하다. 그러나 이들 재료는 리튬을 흡수저장할 때에 결정구조의 변화를 야기시켜 체적이 팽창하는 문제점이 있다. 실리콘의 경우 리튬을 최대량 흡수저장하면, Li4.4Si로 전환되어, 충전에 의한 부피 팽창이 이루어지며 이 경우 충전에 의한 체적 증가율은 부피 팽창 전 실리콘의 부피에 비해 약 4.12배까지 팽창한다. 한편 현재 음극재료로 사용되고 있는 흑연의 부피 팽창율은 약 1.2배 정도이다.As a negative electrode material exhibiting higher capacity than graphite, for example, a material for forming an intermetallic compound with lithium such as silicon, tin, and oxides thereof is promising. However, these materials cause a change in crystal structure when absorbing and storing lithium, causing a problem of expansion of the volume. In the case of silicon, the maximum amount of lithium is absorbed and stored, which is converted to Li 4.4 Si, whereby volume expansion by charging is performed, and in this case, the volume increase rate by charging expands to about 4.12 times the volume of silicon before volume expansion. On the other hand, the volume expansion rate of graphite which is currently used as a cathode material is about 1.2 times.

따라서 이러한 실리콘 등의 음극 활물질의 고용량화를 위한 많은 연구 즉 실리콘의 합금화 등을 통한 부피 팽창율의 감소를 위한 연구가 행하여지고 있으나 그 실용화에는 문제가 있었던 것으로 그 주된 원인은 충방전시 Si 및 Sn, Al 등의 금속이 리튬과 합금화하여 부피 팽창 및 수축이 발생되어 이는 금속 미분화를 발생시키고 사이클 특성이 저하되는 문제가 있기 때문이다. Therefore, many studies for increasing the capacity of the negative electrode active material such as silicon, that is, researches for reducing the volume expansion rate through alloying of silicon have been conducted, but there was a problem in the practical use, and the main causes are Si, Sn, Al during charge and discharge. This is because metals such as alloying with lithium cause volume expansion and contraction, which causes metal micronization and deterioration in cycle characteristics.

따라서 사이클 특성을 향상시키기 위하여 Y. Idota, et al: Sience, 276, 1395(1997)에 기재되어 있는 것과 같이, 비정질 합금 산화물을 음극 활물질에 사용하는 것이 제안되고 있다. 또한 「제43 회 전지 토론회 예고집」, 사단법인 전기 화학회 전지 기술 위원회, 평성 14년 10월 12일, p.308-309에 기술되어 있는 것과 같이, 비정질 조직을 갖는 합금을 음극 활물질로 사용하는 경우에 사이클 특성이 향상된다는 보고도 있다.Therefore, in order to improve cycle characteristics, it is proposed to use an amorphous alloy oxide as a negative electrode active material, as described in Y. Idota, et al: Sience, 276, 1395 (1997). In addition, an alloy having an amorphous structure was used as a negative electrode active material, as described in the 43rd Battery Debate Preliminary Proceedings, the Korean Electrochemical Society Battery Technical Committee, October 12, 2014, p. 308-309. In some cases, it is reported that the cycle characteristics are improved.

고용량화를 가장 기대할 수 있는 원소로 알려진 실리콘은 종래부터 실리콘 자체를 단독으로 비정질화하는 것이 매우 어렵고 실리콘이 주성분인 합금도 비정질화가 어려운 것임에도 불구하고 최근 기계적인 합금법(mechanical alloy)을 사용하여 실리콘계 재료를 쉽게 비정질화할 수 있는 방법이 개발되었다.Silicon, which is known as the element that can be expected to have the highest capacity, is conventionally made of silicon based on the mechanical alloying method, although it is very difficult to conventionally amorphous silicon alone and it is difficult to amorphize the alloy whose main component is silicon. A method has been developed that can easily amorphous the material.

비정질 재료의 경우, 결정질 재료와 같이 단일 구조가 아니므로 충전에 의한 팽창율이 결정질 재료보다 낮고 결정질 재료에 비하여 충방전에 의한 열화가 적은 것으로 알려져 있다. 이외에 결정질 재료보다 특히 초기 사이클성이 양호하게 나타내는 이유로는 리튬 이온의 확산 통로가 복잡하고, 사이클 수 초기 단계에서는 완전하게 활물질을 충분하게 충전하나 사이클 수가 진행됨에 따라 서서히 활물질 이용율이 증가되어, 상기 미분화에 의한 사이클 열화를 결과적으로 완화되기 때문이다.In the case of the amorphous material, since it is not a single structure like the crystalline material, it is known that the expansion rate due to filling is lower than that of the crystalline material and the deterioration due to charge and discharge is less than that of the crystalline material. In addition, the reason why the initial cycle performance is better than that of the crystalline material is particularly complicated by the diffusion passage of lithium ions, and the active material utilization is gradually increased as the number of cycles progresses. This is because the cycle deterioration due to this is alleviated as a result.

대한민국 특허 등록 제10-529103호 '리튬 이차전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 리튬이차 전지'에서는 이와 같은 비결정질 실리콘 합금을 사용하여 리튬이차 전지용 음극 활물질을 제조하는 방법을 개시하고 있으며 더욱 상세하게는, 실리콘 원소 및 원소 M의 분말이 기계적인 합금법으로 합금화하여 SiM 합금을 형성하고, 상기 SiM 합금을 열처리하여, 열처리 후의 SiM 합금에 원소 X의 분말이 첨가되게 하고, 이를 기계적인 합금법으로 합금화하여 SiMX 합금을 제조하고, 상기 열처리에서 처리 온도보다 낮은 온도에서 상기 SiMX 합금을 열처리하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질로서, 상기 M은 Ni, Co, B, Cr, Cu, Fe, Mn, Ti 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 원소이고, 원소 X는 Ag, Cu 및 Au로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 원소이고, Cu는 원소 M과 원소 X로 동시에 선택되는 않는 것인 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-529103 'Negative Active Material for Lithium Secondary Battery, Manufacturing Method and Lithium Secondary Battery' discloses a method of manufacturing a negative electrode active material for lithium secondary battery using such an amorphous silicon alloy, and more specifically, The silicon and element M powders are alloyed by a mechanical alloying method to form a SiM alloy, and the SiM alloy is heat-treated to cause the powder of element X to be added to the SiM alloy after heat treatment, and alloyed by the mechanical alloying method. A negative electrode active material for a lithium secondary battery, which is manufactured by manufacturing a SiMX alloy and heat treating the SiMX alloy at a temperature lower than a processing temperature in the heat treatment, wherein M is Ni, Co, B, Cr, Cu, Fe. , At least one element selected from the group consisting of Mn, Ti, and Y, and element X is selected from the group consisting of Ag, Cu, and Au. And at least one element selected, Cu discloses a negative active material that is selected at the same time as the element M and the element X.

그러나 상기 방법으로 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질의 경우 충방전 사이클수가 더욱 진행됨에 따라, 실리콘 내부의 열화에 의해 그 충방전 용량이 감소하고 상기 특허문헌에 개시된 기계적인 합금법의 경우, 분쇄·압축을 반복함에 따라 X선 회절 분석에서 구별되지 않는 미소한 합금 조직간의 계면이 부서지고 리튬의 흡장 방출에 의하여 조직의 파괴가 발생함으로써 미분화됨에 따라 사이클 열화가 발생되는 문제가 상존하고 있었던 것이다.However, as the number of charge and discharge cycles is further increased in the case of the negative electrode active material for a lithium secondary battery manufactured by the above method, the charge and discharge capacity decreases due to deterioration of the internal silicon, and in the case of the mechanical alloy method disclosed in the patent document, crushing and compression As a result, the deterioration of the interface between microalloy structures which are not distinguished by X-ray diffraction analysis is broken and microstructures are disrupted by occlusion release of lithium.

물론 이러한 문제점들은 대한민국 특허 등록 제10-529103호에서는 Si 분말 및 원소 M의 분말을 기계적인 합금법으로 합금화하여 SiM 합금화하고, 상기 SiM 합금을 열처리하여 열처리후 SiM 합금에 원소 X의 분말을 가하고, 이를 기계적인 합 금법으로 합금화하여 SiMX 합금을 형성하고, 상기 열처리에서의 온도보다 낮은 온도에서 상기 SiMX 합금을 열처리하는 공정을 도입함으로써 해결하고 있으나, 아직도 실리콘을 합금화하여 사용하는 리튬 이차전지용 음극재는 충분한 충방전 용량과 사이클 특성을 지니지 못한 것으로 흑연 리튬 이차전지의 음극재를 대체하여 사용하기에는 충분치 못한 것이었다.Of course, these problems are Republic of Korea Patent Registration No. 10-529103 alloying the Si powder and the powder of the element M alloyed by mechanical alloying method and SiM alloying, after the heat treatment of the SiM alloy is added to the powder of the element X to the SiM alloy, This is solved by incorporating this into a mechanical alloying method to form a SiMX alloy, and introducing a process of heat-treating the SiMX alloy at a temperature lower than the temperature in the heat treatment, but the anode material for lithium secondary batteries still alloyed with silicon is sufficient. It did not have the charge and discharge capacity and cycle characteristics was not enough to replace the negative electrode material of the graphite lithium secondary battery.

본 발명에서는 이와 같은 실리콘 및 금속 원소간의 기계적 합금법으로 합금화하여 제조된 리튬 이차전지용 음극재의 충방전 용량과 사이클 특성을 획기적으로 개선하기 위해 연구를 계속 하던 중, 종래 알려진 실리콘 및 금속 원소와의 합금 형태로 공존하는 SiM 분말에 흑연 탄소 무기물과 같은 탄소 분말, 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소나노 소재 및 알칼리 금속으로 구성된 X2CO3 형태의 화합물(X는 알칼리 금속)을 첨가시킬 때 리튬 이차전지용 음극재의 충방전 용량 및 사이클 특성이 획기적으로 개선됨을 발견하고 본 발명을 완성하게 된 것이다.In the present invention, while continuing to research to significantly improve the charge and discharge capacity and cycle characteristics of the anode material for lithium secondary batteries prepared by alloying with the mechanical alloying method between the silicon and metal elements, alloys with conventionally known silicon and metal elements When adding a carbon powder such as graphite carbon inorganic material, carbon nanomaterial such as carbon nanofibers or carbon nanotubes, and an X 2 CO 3 compound composed of an alkali metal (X is an alkali metal) The inventors have found that the charge and discharge capacity and cycle characteristics of a negative electrode material for a secondary battery are remarkably improved, and thus, the present invention has been completed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실리콘 및 금속 원소간의 기계적 합금법으로 합금화하여 제조된 리튬 이차전지용 음극재의 충방전 용량과 사이클 특성을 획기적으로 개선한 리튬 이차전지용 음극재를 개발코자 한 것이다. 즉 종래 알려진 실리콘 및 금속 원소와의 합금 형태로 공존하는 SiM 분말에 흑연 탄소 무기물과 같은 탄소 분말, 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소나노 소재 및 알칼리 금속으로 구성된 X2CO3 형태의 화합물(X는 알칼리 금속)을 첨가함으로써 충방전 용량 및 사이클 특성이 획기적으로 개선된 리튬 이차전지용 음극재를 개발코자 한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to develop a negative electrode material for a lithium secondary battery that significantly improved the charge and discharge capacity and cycle characteristics of the negative electrode material for a lithium secondary battery prepared by alloying the mechanical alloy method between silicon and metal elements. That is, a X 2 CO 3 compound composed of an alkali metal and a carbon nano material such as carbon nanofibers, carbon nanofibers or carbon nanotubes, and an SiM powder coexisting in the form of an alloy with a conventionally known silicon and metal element X is an alkali metal) to develop a negative electrode material for a lithium secondary battery that significantly improved the charge and discharge capacity and cycle characteristics.

본 발명의 목적은 ⅰ) 실리콘에 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속을 혼합시켜 1차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 실리콘 금속 합금 혼합물 100 중량부; ⅱ) 흑연 분말, 탄소 무기물 분말 또는 탄소 분말에서 선택된 탄소 소재 분말 화합물 1∼20 중량부; 및 ⅲ) 탄소나노섬유, 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물 1∼20 중량부를 2차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 0.5∼ 30 ㎛ 크기의 평균 입경을 지닌 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물을 400∼1200℃에서 1∼10시간 열처리시켜 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질을 제공하는 것이다.An object of the present invention is iii) 100 parts by weight of a silicon metal alloy mixture which is first mechanically powdered by mixing at least one metal selected from transition metals, Group 2, Group 13, Group 14 and Group 15 elements with silicon; Ii) 1 to 20 parts by weight of a carbon material powder compound selected from graphite powder, carbon inorganic powder or carbon powder; And i) a mixture of silicon alloy and carbon material having an average particle size of 0.5 to 30 μm, powdered by secondary mechanical processing of 1 to 20 parts by weight of carbon nanofibers, carbon nanotubes or mixtures thereof at 400 to 1200 ° C. It is to provide a negative electrode active material for a lithium secondary battery prepared by heat treatment for 1 to 10 hours.

또한 상기 리튬 이차전지용 음극 활물질은 X2CO3로 표시되는(X는 Li, Na, K에서 선택된 알칼리 금속이다) 화합물 1∼10 중량부를 더욱 포함할 수 있음을 특징으로 한다.In addition, the negative electrode active material for a lithium secondary battery is characterized in that it may further comprise 1 to 10 parts by weight of a compound represented by X 2 CO 3 (X is an alkali metal selected from Li, Na, K).

또한 상기 금속은 Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn 및 Fe에서 선택된 전이금속임을 특징으로 한다.In addition, the metal is characterized in that the transition metal selected from Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn and Fe.

한편 상기 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브는 섬경 5∼500 ㎚이고, 아스펙트비는 10∼1000임을 특징으로 한다.Meanwhile, the carbon nanofibers or carbon nanotubes have an island diameter of 5 to 500 nm and an aspect ratio of 10 to 1000.

또한 상기 열처리 온도는 실리콘 합금의 Tm 보다 20∼100℃ 이하인 400∼1200℃ 온도 범위에서 열처리시킴을 특징으로 한다.In addition, the heat treatment temperature is characterized in that the heat treatment in the 400 to 1200 ℃ temperature range of 20 to 100 ℃ or less than the Tm of the silicon alloy.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 리튬 이차전지용 음극 활물질에 바인더, 도전재를 혼합시켜 제조된 리튬 이차전지용 음극을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a negative electrode for a lithium secondary battery prepared by mixing a binder and a conductive material with the negative electrode active material for a lithium secondary battery.

본 발명의 효과는 실리콘 및 금속 원소간의 기계적 합금법으로 합금화하여 제조된 리튬 이차전지용 음극재의 충방전 용량과 사이클 특성을 획기적으로 개선한 리튬 이차전지용 음극재를 제공하는 것이다. 즉 종래 알려진 실리콘 및 금속 원소와의 합금 형태로 공존하는 SiM 분말에 흑연 탄소 무기물과 같은 탄소 분말, 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소나노 소재 및 알칼리 금속으로 구성된 X2CO3 형태의 화합물(X는 알칼리 금속)을 첨가함으로써 충방전 용량 및 사이클 특성이 획기적으로 개선된 리튬 이차 전지용 음극재를 제공하는 것이다.An effect of the present invention is to provide a negative electrode material for a lithium secondary battery that significantly improved the charge and discharge capacity and cycle characteristics of the negative electrode material for a lithium secondary battery prepared by alloying the mechanical alloy between silicon and metal elements. That is, a X 2 CO 3 compound composed of an alkali metal and a carbon nano material such as carbon nanofibers, carbon nanofibers or carbon nanotubes, and an SiM powder coexisting in the form of an alloy with a conventionally known silicon and metal element X is an alkali metal) to provide a negative electrode material for a lithium secondary battery in which charge and discharge capacity and cycle characteristics are remarkably improved.

또한 본 발명의 리튬 이차 전지용 음극 활물질은 기계적 가공시 응집된 SiM 분말을 흑연 내지 탄소 분말에 의해 SiM 분말의 미립화 효과 및 표면 개선 효과가 발생되고, 탄소나노소재에 의해 전도성 향상 효과가 발생되며, 또한, X2CO3에 의해 전지내 충방전시 표면 부반응을 억제해주게 되어서, 실리콘계 음극활물질의 단점인 부피 팽창 문제, 전도성 저하 문제, 표면 부반응 문제 등을 크게 개선시켜주는 효과가 있는 것이다.In addition, the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is agglomerated SiM powder during mechanical processing by graphite or carbon powder, the atomization effect and surface improvement effect of the SiM powder is generated, the carbon nano material to improve the conductivity, and also By suppressing the surface side reactions during charging and discharging in the battery by X 2 CO 3 , there is an effect of greatly improving the volume expansion problem, the conductivity deterioration problem, the surface side reaction problem, etc., which are disadvantages of the silicon-based negative electrode active material.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention is described in more detail below.

본 발명은 리튬이차전지용 음극활물질에 관한 것으로서, 실리콘에 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소들 중 하나인 M을 함께 기계적 가공하여 만들어진 실리콘과 합금이 공존하는 SiM 분말에 흑연 내지 탄소 분말과 탄소나노소재, 그리고, 알칼리 금속 X로 구성된 X2CO3를 혼합한 후 기계적 가공하여 제조된 것이다. The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery, comprising: graphite in SiM powder in which silicon and alloy coexist by mechanically processing M, which is one of transition metal, group 2, group 13, group 14, and group 15 elements in silicon together. To a carbon powder, a carbon nano material, and X 2 CO 3 composed of an alkali metal X, and then manufactured by mechanical processing.

이러한 본 발명의 음극 활물질은 기계적 가공시 응집된 SiM 분말을 흑연 내지 탄소 분말에 의해 SiM 분말의 미립화 효과 및 표면 개선 효과가 발생되고, 탄소나노소재에 의해 전도성 향상 효과가 발생되며, 또한, X2CO3에 의해 전지내 충방전시 표면 부반응을 억제해주게 되어서, 실리콘계 음극활물질의 단점인 부피 팽창 문제, 전도성 저하 문제, 표면 부반응 문제 등을 크게 개선시켜준다. In the negative electrode active material of the present invention, the SiM powder agglomerated during mechanical processing is produced by the atomization effect and surface improvement effect of the SiM powder by graphite or carbon powder, and the conductivity improvement effect is generated by the carbon nanomaterial, and X 2 By suppressing the surface side reactions during the charging and discharging in the battery by CO 3 , it greatly improves the problems of the volume expansion problem, conductivity deterioration problem, surface side reaction problems and the like disadvantages of the silicon-based negative electrode active material.

또한 본 발명의 음극 활물질 조성물로부터 제조된 전극을 포함하는 리튬 이차 전지는 우수한 전지 용량과 수명 특성 및 높은 안전성을 나타낸다.In addition, the lithium secondary battery including an electrode prepared from the negative electrode active material composition of the present invention exhibits excellent battery capacity, lifetime characteristics, and high safety.

본 발명의 실리콘 합금 조성은 Si에 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속을 혼합시켜 기계적으로 가공하여 분말화시킨 것이다. 이 때 실리콘의 양은 금속 원소 M과 화학 용량비 보다도 많이 첨가되는 것이 바람 직하다. 실리콘 양이 M의 화학용량비보다 작으면, 실리콘 양이 부족하여 SiM상과 M상으로 석출되어 충방전시 기여하는 실리콘 상이 석출되지 않으므로 충방전을 실시할 수 없어 바람직하지 않다.In the silicon alloy composition of the present invention, Si is mixed with one or more metals selected from transition metals, Group 2, Group 13, Group 14, and Group 15 elements to be mechanically processed and powdered. At this time, the amount of silicon is preferably added more than the metal element M and the chemical capacity ratio. If the amount of silicon is smaller than the chemical capacity ratio of M, the amount of silicon is insufficient, so that the silicon phase which precipitates into the SiM phase and the M phase and contributes during charging and discharging is not precipitated, so charging and discharging cannot be performed.

한편 실리콘 양이 과잉으로 첨가되면 실리콘 상이 많이 석출되어 충방전시 음극 활물질 전체의 팽창 수축량이 커지게 되고, 음극 활물질이 미분화되기 쉬어 사이클 특성이 저하되는 경우가 있다. 바람직하게는, 실리콘 합금 조성에 있어서 실리콘 조성비가 40 질량% 이상, 80 질량% 이하의 범위가 바람직하다.On the other hand, when the amount of silicon is added excessively, a large amount of silicon phase is precipitated, and the amount of expansion and shrinkage of the entire negative electrode active material increases during charging and discharging, and the negative electrode active material tends to be undifferentiated, resulting in a decrease in cycle characteristics. Preferably, the range of 40 mass% or more and 80 mass% or less of silicon composition ratio in a silicon alloy composition is preferable.

또한 기계적 가공을 통한 합금화 공정에서는, Si 분말 및 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속 분말의 혼합물을 기계적인 합금법으로 분말화시켜 합금화한다. 실리콘 분말로는 예를 들면, 평균 입경이 1 내지 100 ㎛인 것을 사용하고, 금속 분말로는 평균 입경이 1 내지 50 ㎛인 것을 사용한다. 이러한 Si 분말 및 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속 분말을 예를 들면, 볼밀과 습식회분식 등에 투입하고, 분쇄와 압축을 반복 실시하는 기계적인 합금에 의해 합금화를 실시한다. 이에 따라 실리콘과 금속의 합금 분말이 얻어진다. 기계적인 합금은 SiM 합금이 비정질화될때까지 실시하는 것이 바람직하다.In the alloying process through mechanical processing, a mixture of Si powder and one or more metal powders selected from transition metals, Group 2, 13, 14, and 15 elements is powdered and alloyed by a mechanical alloying method. As the silicon powder, for example, an average particle diameter of 1 to 100 µm is used, and as the metal powder, an average particle diameter of 1 to 50 µm is used. Such a Si powder and one or more metal powders selected from transition metals, Group 2, 13, 14, and 15 elements are added to, for example, a ball mill and a wet batch, and subjected to a mechanical alloy that is repeatedly pulverized and compressed. Alloying is carried out. This obtains an alloy powder of silicon and metal. The mechanical alloying is preferably carried out until the SiM alloy is amorphous.

본 발명에 사용되는 리튬 이차전지용 음극 활물질의 조성을 살펴보면 ⅰ) 실 리콘에 전이 금속, 2족, 13족, 14족, 15족 원소에서 선택된 1종 이상의 금속을 혼합시켜 1차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 실리콘 금속 합금 혼합물 100 중량부; ⅱ) 흑연 분말, 탄소 무기물 분말 또는 탄소 분말에서 선택된 탄소 소재 분말 화합물 1∼20 중량부; 및 ⅲ) 탄소나노섬유, 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물 1∼20 중량부; 을 2차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 0.5∼30 ㎛ 크기의 평균 입경을 지닌 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물이다.Looking at the composition of the negative electrode active material for a lithium secondary battery used in the present invention iii) powdered by first mechanically processing by mixing at least one metal selected from transition metals, Group 2, 13, 14, Group 15 elements to silicon 100 parts by weight of the silicon metal alloy mixture; Ii) 1 to 20 parts by weight of a carbon material powder compound selected from graphite powder, carbon inorganic powder or carbon powder; And iii) 1 to 20 parts by weight of carbon nanofibers, carbon nanotubes or mixtures thereof; Is a mixture of silicon alloys and carbon materials having an average particle size of 0.5 to 30 μm, powdered by secondary mechanical processing.

또한 상기 금속은 Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn 및 Fe에서 선택된 전이금속이 바람직하다.In addition, the metal is preferably a transition metal selected from Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn and Fe.

또한 선택적으로 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물에 X2CO3로 표시되는(X는 Li, Na, K에서 선택된 알칼리 금속이다) 화합물 1∼10 중량부를 더욱 포함할 수 있다. 바람직한 화합물은 Li2CO3이며 바람직한 함량은 3∼8 중량부 정도이다.Also optionally, the silicon alloy and carbon material mixture may further include 1 to 10 parts by weight of a compound represented by X 2 CO 3 (X is an alkali metal selected from Li, Na, K). Preferred compounds are Li 2 CO 3 and the preferred content is about 3 to 8 parts by weight.

상기한 조성으로 구성된 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물은 400∼1200℃에서 1∼10시간 열처리 소성시켜 리튬 이차전지용 음극 활물질로 제조한다.The mixture of the silicon alloy and the carbon material having the above composition is thermally baked at 400 to 1200 ° C. for 1 to 10 hours to prepare a negative active material for a lithium secondary battery.

이 때 바람직한 열처리 온도는 실리콘 합금의 Tm 보다 20∼100℃ 이하인 온도 범위이다.At this time, a preferable heat processing temperature is 20-100 degreeC or less than Tm of a silicon alloy.

한편 이 때 사용되는 상기 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브는 섬경 5∼300 ㎚이고, 아스펙트비는 10∼1000인 것이 바람직하다.On the other hand, the carbon nanofibers or carbon nanotubes used at this time are 5 to 300 nm in diameter, and the aspect ratio is preferably 10 to 1000.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these examples do not limit the scope of the present invention.

(제조실시예 1) 음극활물질의 제조Preparation Example 1 Preparation of Anode Active Material

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 15g과 Cu 분말 (Aldrich사, 99% 이상 순도) 15g을 혼합하고, 플래너터리 밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 8시간 분쇄한 후, 흑연 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도) 1.5g과 카본나노섬유 (섬경 100nm) 1.5g을 혼합하여, 스펙스밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하여 음극활물질 분말을 제조하였다. 수득된 분말의 입도를 레이져 회절 입도 분석기 (Symptatec GmbH사, 독일)를 이용하여 분석하였고, 그 결과를 표 1로 나타내었다.15 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, classification of # 270 sieve) and 15 g of Cu powder (Aldrich, more than 99% purity) were mixed and ground for 8 hours in an argon atmosphere with a planetary mill (Fritzch, Germany). Thereafter, 1.5 g of graphite powder (from China, purity of 99.9% or more) and 1.5 g of carbon nanofibers (100 nm of diameter) were mixed, and further ground for 30 minutes under an argon atmosphere with specsmill to prepare a negative electrode active material powder. The particle size of the powder obtained was analyzed using a laser diffraction particle size analyzer (Symptatec GmbH, Germany), and the results are shown in Table 1.

상기 음극활물질을 80 중량부, 바인더로서 N-메틸피롤리돈 용매에 10% 용해된 폴리불화비닐리덴 15 중량부 및 도전재로서 아세틸렌 블랙 10 중량부를 함께 혼합하고, 충분히 교반하여 음극 활물질 슬러리 조성물을 제조하였다.80 parts by weight of the negative electrode active material, 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride dissolved in a 10% N-methylpyrrolidone solvent as a binder, and 10 parts by weight of acetylene black as a conductive material were mixed together and stirred sufficiently to prepare a negative electrode active material slurry composition. Prepared.

슬러리 조성물을 OHP 필름 위에 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 코팅한 후 코팅층을 80℃에서 열풍 건조시키고, 30 kgf/cm2의 압력으로 롤-프레스한 후 표면 저항 분석기(미쯔비시화학, 일본)를 활용하여 전기 저항을 측정하였고, 그 결과를 표 1로 나타내었다. 이 때의 전극 합제 밀도는 1.5±1.0 g/cc가 되도록 제조하였다. The slurry composition was coated on a OHP film with a doctor blade, and the coating layer was hot-air dried at 80 ° C., roll-pressed to a pressure of 30 kgf / cm 2, and then using a surface resistance analyzer (Mitsubishi Chemical, Japan). The electrical resistance was measured, and the results are shown in Table 1. The electrode mixture density at this time was manufactured so that it might be 1.5 +/- 1.0 g / cc.

(제조실시예 2) 음극활물질의 제조Preparation Example 2 Preparation of Anode Active Material

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 18g과 Fe 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 12g을 혼합하고, 스펙스밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 6시간 분쇄한 후, 흑연 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도) 3g과 카본나노튜브 (섬경 25nm) 4g을 혼합하여, 스펙스밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하였다. 분쇄된 분말을 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열처리로에서 780℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다. 18 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 12 g of Fe powder (from China, more than 99.9% purity, # 270 sieve classification) are mixed, and in an argon atmosphere with a specmill (Fritzch, Germany) After grinding for 6 hours, 3 g of graphite powder (made in China, purity of 99.9% or more) and 4 g of carbon nanotubes (25 nm of island diameter) were mixed, and further ground for 30 minutes under an argon atmosphere with a spec mill. The pulverized powder was heat-treated at 780 ° C. for 5 hours in a tube-type heat treatment furnace replaced with a nitrogen atmosphere, thereby preparing a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조실시예 3) 음극활물질의 제조Preparation Example 3 Preparation of Anode Active Material

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 18g과 Ti 분말 (Alfa, 99% 순도, 325 mesh) 12g을 혼합하고, 스펙스밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 6시간 분쇄한 후, 흑연 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도) 4g과 카본나노섬유 (섬경 100 nm) 4g, Li2CO3 2g을 혼합하여, 스펙스밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하여, 음극활물질 분말을 제조하였다. 18 g of Si powder (from China, 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 12 g of Ti powder (Alfa, 99% purity, 325 mesh) were mixed and ground for 6 hours in an argon atmosphere with a Speczmill (Fritzch, Germany). Thereafter, 4 g of graphite powder (made in China, purity of 99.9% or more), 4 g of carbon nanofibers (100 nm of diameter), and 2 g of Li 2 CO 3 were mixed, and further ground for 30 minutes in an argon atmosphere with a specmill to prepare a negative electrode active material powder. .

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조실시예 4) 음극활물질의 제조Preparation Example 4 Preparation of Anode Active Material

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 20g과 Mg 분말 (Aldrich사, 99% 이상 순도) 10g을 혼합하고, 플래너터리 밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 10시간 분쇄한 후, 코크스 분말 (일본산, 니이들 코크스) 2g과 카본나노튜브 (섬경 25nm) 2g을 혼합하여, 플래너터리 밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하였다. 분쇄된 분말을 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열처리로에서 600℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다.20 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 10 g of Mg powder (Aldrich, more than 99% purity) were mixed and ground for 10 hours in an argon atmosphere with a planetary mill (Fritzch, Germany). Thereafter, 2 g of coke powder (made in Japan, needle coke) and 2 g of carbon nanotubes (25 nm of diameter) were mixed, and further ground in an argon atmosphere with a planetary mill for 30 minutes. The pulverized powder was heat-treated at 600 ° C. for 5 hours in a tube-type heat treatment furnace replaced with a nitrogen atmosphere, thereby preparing a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조실시예 5) 음극활물질의 제조Preparation Example 5 Preparation of Anode Active Material

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 20g과 Ni 분말 (Aldrich사, 99% 이상 순도) 10g을 혼합하고, 진동밀(ITOH, 일본)로 아르곤 분위기 하에서 20시간 분쇄한 후, 피치 (중국산, 연화점 2200C) 3g과 카본나노섬유 (섬경 100nm) 3g을 혼합하여, 진동밀로 아르곤 분위기 하에서 2시간 추가 분쇄하였다. 분쇄된 분말을 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열처리로에서 600℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다.20 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, classification of # 270 sieve) and 10 g of Ni powder (Aldrich, more than 99% purity) are mixed and ground in an argon atmosphere with an oscillating mill (ITOH, Japan) for 20 hours. , 3 g of pitch (made in China, softening point 220 0 C) and 3 g of carbon nanofibers (100 nm diameter) were mixed, and further ground in an argon atmosphere with a vibration mill for 2 hours. The pulverized powder was heat-treated at 600 ° C. for 5 hours in a tube-type heat treatment furnace replaced with a nitrogen atmosphere, thereby preparing a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다. The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조비교예 1) 음극활물질의 제조 (흑연, 카본나노섬유 부존재)(Comparative Example 1) Preparation of anode active material (graphite, carbon nanofibers not present)

Si 분말 15g과 Cu 분말 15g을 혼합하고, 플래너터리 밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 8시간 30분 분쇄하여 음극활물질 분말을 제조하였다.15 g of Si powder and 15 g of Cu powder were mixed, and ground with an planetary mill (Fritzch, Germany) for 8 hours and 30 minutes in an argon atmosphere to prepare a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다. The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조비교예 2) 음극활물질의 제조 (카본나노튜브의 부존재)Preparation Example 2 Preparation of Anode Active Material (Presence of Carbon Nanotubes)

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 18g과 Fe 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 12g을 혼합하고, 스펙스밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 6시간 분쇄한 후, 흑연 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도) 7g을 혼합하여, 스펙스밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하였다. 분쇄된 분말을 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열처리로에서 780℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다. 18 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 12 g of Fe powder (from China, more than 99.9% purity, # 270 sieve classification) are mixed, and in an argon atmosphere with a specmill (Fritzch, Germany) After grinding for 6 hours, 7 g of graphite powder (from China, purity of 99.9% or higher) was mixed, and further ground for 30 minutes under an argon atmosphere with a specmill. The pulverized powder was heat-treated at 780 ° C. for 5 hours in a tube-type heat treatment furnace replaced with a nitrogen atmosphere, thereby preparing a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬 러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다. The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, the slurry composition was prepared, the coating layer was prepared, and the electrical resistance was measured. The results are shown in Table 1.

(제조비교예 3) 음극활물질의 제조 (M의 부존재)Preparation Example 3 Preparation of Anode Active Material (M-free)

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 30g을 스펙스밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 6시간 분쇄한 후, 흑연 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도) 4g과 카본나노섬유 (섬경 100nm) 4g, Li2CO3 2g을 혼합하여, 스펙스밀로 아르곤 분위기 하에서 30분 추가 분쇄하여, 음극활물질 분말을 제조하였다.30 g of Si powder (from China, more than 99.9% purity, classification of # 270 sieve) was pulverized for 6 hours in argon atmosphere with speczmill (Fritzch, Germany), and then 4 g of graphite powder (from China, more than 99.9% purity) and carbon nanofiber (100 nm diameter) 4 g and 2 g of Li 2 CO 3 were mixed, and further ground for 30 minutes in an argon atmosphere with a specmill to prepare a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다.The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조비교예 4) 음극활물질의 제조 (코크스, 카본나노튜브의 부존재)Preparation Example 4 Preparation of Cathode Active Material (Presence of Coke and Carbon Nanotubes)

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 20g과 Mg 분말 (Aldrich사, 99% 이상 순도) 10g을 혼합하고, 플래너터리 밀(Fritzch, 독일)로 아르곤 분위기 하에서 10시간 30분 분쇄한 후, 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열 처리로에서 600℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다.20 g of Si powder (from China, 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 10 g of Mg powder (Aldrich, 99% purity or more) were mixed, and the planetary mill (Fritzch, Germany) was used for 10 hours and 30 minutes in an argon atmosphere. After grinding, heat treatment was performed for 5 hours at 600 ° C. in a tube-type heat treatment furnace replaced with a nitrogen atmosphere to prepare a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다. The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

(제조비교예 5) 음극활물질의 제조 (피치, 카본나노섬유의 부존재)Preparation Example 5 Preparation of Negative Electrode Active Material (Presence of Pitch and Carbon Nanofibers)

Si 분말 (중국산, 99.9% 이상 순도, #270 체 분급 처리) 20g과 Ni 분말 (Aldrich사, 99% 이상 순도) 10g을 혼합하고, 진동밀(ITOH, 일본)로 아르곤 분위기 하에서 22시간 분쇄한 후, 질소 분위기로 치환된 튜브 형태의 열처리로에서 600℃ 5시간 동안 열처리를 시행하여, 음극활물질 분말을 제조하였다. 20 g of Si powder (from China, 99.9% purity, # 270 sieve classification) and 10 g of Ni powder (Aldrich, 99% purity or more) are mixed and pulverized for 22 hours in an argon atmosphere with a vibrating mill (ITOH, Japan). In a tube-type heat treatment furnace substituted with a nitrogen atmosphere, heat treatment was performed at 600 ° C. for 5 hours to prepare a negative electrode active material powder.

상기 음극활물질을 제조실시예 1과 동일한 방법으로 입도 분석을 하였고, 슬러리 조성물 제조, 코팅층 제조 및 전기 저항을 측정하였으며, 그 결과를 표 1로 나타내었다. The negative electrode active material was analyzed for particle size in the same manner as in Preparation Example 1, slurry composition preparation, coating layer preparation and electrical resistance were measured, and the results are shown in Table 1.

Figure 112008019763323-pat00002
Figure 112008019763323-pat00002

(실시예 1∼5) 이차전지 충방전 시험(Examples 1 to 5) secondary battery charge and discharge test

제조실시예 1 내지 제조실시예 5에서 제조된 상기 음극 활물질 슬러리 조성물을 구리 집전체의 표면 위에 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 코팅한 후 코팅층을 120℃에서 열풍 건조시키고, 30 kgf/cm2의 압력으로 롤-프레스한 후 120℃ 진공 오븐에서 12시간 동안 진공 건조시켜서 음극판을 제조하였다.The negative electrode active material slurry composition prepared in Preparation Examples 1 to 5 was coated on the surface of a copper current collector using a doctor blade, and then the coating layer was hot-air dried at 120 ° C., 30 kgf / cm 2. The negative electrode plate was prepared by roll-pressing under pressure and then vacuum drying in a 120 ° C. vacuum oven for 12 hours.

제조된 이차전지 음극의 방전 용량, 초기 효율, 1C/0.2C 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다. 1C 전류량은 1,000mAh를 적용하였고, 방전 용량은 0.2C 첫 번째 충방전에서 음극활물질만의 부피 대비 전기 용량으로 계산하였고, 용량 감소율은 0.2C에서 첫 번째 방전 용량 대비 세 번째 방전 용량의 비를 백분율로 나타낸 것이다.After measuring the discharge capacity, the initial efficiency, the 1C / 0.2C high rate, the capacity reduction rate, etc. of the prepared secondary battery negative electrode is shown in Table 2. The amount of 1C current was 1,000mAh, and the discharge capacity was calculated as the volumetric capacity of the cathode active material only at 0.2C first charge and discharge, and the capacity reduction rate was the percentage of the third discharge capacity to the first discharge capacity at 0.2C. It is represented as.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

상기 제조비교예 1에서 제조된 음극 활물질에 대한 분석 결과 입도가 1 um 이하 부피 함량은 9.6%, d50, 즉, 평균 입도는 9.2um, dmax, 즉, 최대 입자 크기는 46.6um이고, 전기 저항은 135 ohm/sq임을 알 수 있었다. 제조실시예 1에 비해 입도와 전기 저항이 모두 큰 것을 알 수 있다. 이는 인상 흑연에 의한 분말 미립화 효과와 CNF에 의한 도전성 향상 효과의 차이로 인한 것이며, 이로 인해 전반적인 이차전지 전기 특성 저하를 나타내었다. As a result of analysis of the negative electrode active material prepared in Comparative Preparation Example 1, the volume content of the particle size of 1 um or less is 9.6%, d 50 , that is, the average particle size is 9.2um, d max , that is, the maximum particle size is 46.6um. The resistance was found to be 135 ohm / sq. It can be seen that both the particle size and the electrical resistance are larger than in Preparation Example 1. This is due to the difference between the powder atomization effect by the impression graphite and the conductivity improvement effect by the CNF, thereby exhibiting a decrease in the overall secondary battery electrical properties.

상기 음극 활물질 슬러리 조성물을 구리 집전체의 표면 위에 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 코팅한 후 코팅층을 120℃에서 열풍 건조시키고, 30kgf/cm2의 압력으로 롤-프레스한 후 120℃ 진공 오븐에서 12시간 동안 진공 건조시켜서 음극판을 제조하였다.The negative electrode active material slurry composition was coated on a surface of a copper current collector using a doctor blade, and the coating layer was hot-air dried at 120 ° C., roll-pressed at a pressure of 30 kgf / cm 2, and then in a 120 ° C. vacuum oven. The negative electrode plate was prepared by vacuum drying for a time.

제조된 이차전지 음극의 방전용량, 초기 효율, 1C/0.2 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다.The discharge capacity, initial efficiency, 1C / 0.2 high rate, capacity reduction rate, and the like of the manufactured secondary battery negative electrode were measured and shown in Table 2 below.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

제조비교예 2에서 제조된 음극 활물질에 대한 분석 결과 입도가 1 um 이하 부피 함량은 22.4%, d50은 4.9um, dmax는 38.9um이고, 전기 저항은 189 ohm/sq임을 알 수 있었다. 제조실시예 2에 비해 입도는 유사하나, 전기 저항이 2배 이상 큰 것을 알 수 있다. 이는 CNF에 의한 도전성 향상 효과의 차이로 인한 것이며, 이로 인해 이차전지 전기 특성 중 고율 특성의 저하가 두드러지게 나타났다.As a result of analysis of the negative electrode active material prepared in Comparative Example 2, it was found that the volume content of the particles having a particle size of 1 μm or less was 22.4%, d 50 was 4.9 μm, d max was 38.9 μm, and the electrical resistance was 189 ohm / sq. Although the particle size is similar to that of Preparation Example 2, it can be seen that the electrical resistance is more than two times larger. This is due to the difference in the conductivity improvement effect by CNF, and due to this the degradation of the high rate characteristics of the secondary battery electrical properties was noticeable.

제조된 이차전지 음극의 방전용량, 초기 효율, 1C/0.2 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다.The discharge capacity, initial efficiency, 1C / 0.2 high rate, capacity reduction rate, and the like of the manufactured secondary battery negative electrode were measured and shown in Table 2 below.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

제조비교예 3에서 제조된 음극 활물질에 대한 분석 결과 입도가 1 um 이하 부피 함량은 18.2%, d50은 2.6um, dmax는 29.4um이고, 전기 저항은 56 ohm/sq임을 알 수 있었다. 제조실시예 3에 비해 입도와 전기전도도는 유사하다. 그러나, 전기 특성 중 초기 효율의 차이가 큰 편인데, 이는 Li2CO3에 의해 발생되었음을 알 수 있다.As a result of analysis of the negative electrode active material prepared in Comparative Example 3, it was found that the volume content of the particle size of 1 um or less is 18.2%, d 50 is 2.6um, d max is 29.4um, and the electrical resistance is 56 ohm / sq. The particle size and electrical conductivity are similar to those of Preparation Example 3. However, the difference in the initial efficiency of the electrical properties tends to be large, which can be seen to be caused by Li 2 CO 3 .

제조된 이차전지 음극의 방전용량, 초기 효율, 1C/0.2 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다.The discharge capacity, initial efficiency, 1C / 0.2 high rate, capacity reduction rate, and the like of the manufactured secondary battery negative electrode were measured and shown in Table 2 below.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

제조비교예 4에서 제조된 음극 활물질에 대한 분석 결과 입도가 1 um 이하 부피 함량은 8.2%, d50은 9.0um, dmax는 49.2um이고, 전기 저항은 350 ohm/sq임을 알 수 있었다. 제조실시예 4에 비해 전기 저항이 큰 차이가 난 것을 알 수 있다. 이는 CNT에 의한 도전성 향상 효과의 차이로 인한 것이며, 이로 인해 고율 특성이 큰 차이가 나고, 코크스에 의한 표면 물성 차이로 인해 초기 효율의 차이가 발생되었으며, 이로 인해 방전 용량과 용량 감소율의 차이도 발생되었다. As a result of analysis of the negative electrode active material prepared in Comparative Example 4, the volume content of the particle size was less than 1 um, 8.2%, d 50 was 9.0um, d max was 49.2um, and the electrical resistance was 350 ohm / sq. It can be seen that the electrical resistance is a large difference compared to the manufacturing example 4. This is due to the difference in conductivity enhancement effect by CNTs, which results in a large difference in high-rate characteristics and a difference in initial efficiency due to surface properties due to coke, resulting in a difference in discharge capacity and capacity reduction rate. It became.

제조된 이차전지 음극의 방전용량, 초기 효율, 1C/0.2 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다.The discharge capacity, initial efficiency, 1C / 0.2 high rate, capacity reduction rate, and the like of the manufactured secondary battery negative electrode were measured and shown in Table 2 below.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

제조비교예 5에서 제조된 음극 활물질에 대한 분석 결과 입도가 1 um 이하 부피 함량은 4.2%, d50은 10.2um, dmax는 55.9um이고, 전기 저항은 368 ohm/sq임을 알 수 있었다. 제조실시예 5에 비해 입도의 소폭 증가와 전기 저항의 큰 증가를 알 수 있다. CNF에 의한 도전성 향상 효과의 차이로 인해, 고율 특성이 큰 차이가 났고, 피치에 의한 표면 물성 차이로 인해 초기 효율의 차이가 발생되었으며, 이로 인해 방전 용량과 용량 감소율의 차이도 발생되었다.As a result of analysis of the negative electrode active material prepared in Comparative Example 5, it was found that the volume content of the particles having a particle size of less than 1 um was 4.2%, d 50 was 10.2 um, d max was 55.9 um, and the electrical resistance was 368 ohm / sq. It can be seen that the small increase in particle size and the large increase in electrical resistance compared to Preparation Example 5. Due to the difference in the conductivity enhancement effect by the CNF, the high rate characteristic was a big difference, the difference in the initial efficiency due to the difference in the surface properties by the pitch, resulting in a difference in discharge capacity and capacity reduction rate.

제조된 이차전지 음극의 방전용량, 초기 효율, 1C/0.2 고율, 용량 감소율 등을 측정한 후 표 2에 나타내었다.The discharge capacity, initial efficiency, 1C / 0.2 high rate, capacity reduction rate, and the like of the manufactured secondary battery negative electrode were measured and shown in Table 2 below.

구분division 방전용량
(mAh/cc)
Discharge capacity
(mAh / cc)
초기효율
(%)
Initial efficiency
(%)
1C/0.2C 고율
(%)
1C / 0.2C high rate
(%)
용량 감소율
(%)
Capacity reduction rate
(%)
실시예 1Example 1 10321032 81.381.3 87.587.5 4.54.5 비교예 1Comparative Example 1 12211221 70.570.5 31.231.2 70.270.2 실시예 2Example 2 10801080 80.280.2 83.583.5 7.37.3 비교예 2Comparative Example 2 10751075 79.979.9 83.283.2 25.825.8 실시예 3Example 3 11051105 86.586.5 87.787.7 4.74.7 비교예 3Comparative Example 3 14621462 45.345.3 15.515.5 86.386.3 실시예 4Example 4 12151215 73.373.3 81.381.3 9.89.8 비교예 4Comparative Example 4 837837 65.965.9 45.245.2 61.361.3 실시예 5Example 5 902902 74.674.6 84.784.7 7.17.1 비교예 5Comparative Example 5 721721 65.665.6 35.535.5 72.172.1

도 1은 제조 실시예 1에 의해 제조된 분말을 구리 집전체 위 코팅한 후 건조시킨 코팅층을 FE-SEM으로 분석한 사진임1 is a photograph of the powder prepared in Example 1 coated on a copper current collector and dried and then coated with FE-SEM.

Claims (6)

ⅰ) 실리콘에 Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn 또는 Fe에서 선택된 1종 이상의 금속을 혼합시켜 1차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 실리콘 금속 합금 혼합물 100 중량부;Iii) 100 parts by weight of a silicon metal alloy mixture which is first mechanically powdered by mixing at least one metal selected from Cu, Zr, Ni, Ti, Co, Cr, V, Mn or Fe with silicon; ⅱ) 흑연 분말, 탄소 무기물 분말 또는 탄소 분말에서 선택된 탄소 소재 분말 화합물 1∼20 중량부; Ii) 1 to 20 parts by weight of a carbon material powder compound selected from graphite powder, carbon inorganic powder or carbon powder; ⅲ) 탄소나노섬유, 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물 1∼20 중량부; 및V) 1 to 20 parts by weight of carbon nanofibers, carbon nanotubes or mixtures thereof; And ⅳ) X2CO3로 표시되는(X는 Li, Na, K에서 선택된 알칼리 금속이다) 화합물 1∼10 중량부;V) 1 to 10 parts by weight of a compound represented by X 2 CO 3 (X is an alkali metal selected from Li, Na, K); 를 2차 기계적으로 가공하여 분말화시킨 0.5∼30 ㎛ 크기의 평균 입경을 지닌 실리콘 합금 및 탄소 소재 혼합물을 실리콘 합금의 Tm 보다 20 내지 100℃ 이하인 400∼1300℃ 온도 범위에서 1∼10 시간 열처리시켜 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질The silicon alloy and carbon material mixture having a mean particle size of 0.5 to 30 占 퐉 powdered by secondary mechanical processing was heat-treated for 1 to 10 hours in the temperature range of 400 to 1300 ° C., which is 20 to 100 ° C. or less than the Tm of the silicon alloy. Manufactured negative electrode active material for lithium secondary battery 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브는 섬경 5∼500 ㎚이고, 아스펙트비는 10∼1000 임을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극 활물질The negative electrode active material of claim 1, wherein the carbon nanofibers or carbon nanotubes have an island diameter of 5 to 500 nm and an aspect ratio of 10 to 1000. 삭제delete 제 1항의 리튬 이차전지용 음극 활물질에 바인더, 도전재를 혼합시켜 제조된 리튬 이차전지용 음극The negative electrode for a lithium secondary battery manufactured by mixing a binder and a conductive material in the negative electrode active material for a lithium secondary battery of claim 1
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014148849A1 (en) * 2013-03-20 2014-09-25 주식회사 아모그린텍 Anode active material for secondary battery, anode, secondary battery using anode, and method for manufacturing secondary battery
KR20160059740A (en) 2014-11-19 2016-05-27 엠케이전자 주식회사 Anode active material for secondary battery and method of manufacturing the same
CN111755680B (en) * 2020-07-06 2022-09-20 马鞍山科达普锐能源科技有限公司 Silicon-carbon negative electrode material for lithium ion battery and preparation method thereof
CN113422015B (en) * 2021-06-15 2023-05-02 浙江开化元通硅业有限公司 Preparation method and application of silicon-graphite-carbon nanotube negative electrode composite material
KR102540786B1 (en) 2022-10-21 2023-06-07 한국세라믹기술원 Negative active material, negative electrode and lithium secondary battery comprising thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294100A (en) * 1997-04-21 1998-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Lithium ion non-aqueous electrolyte secondary cell
KR100529103B1 (en) * 2003-08-22 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same and recahrgeable lithium battery
JP2006100244A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Pionics Co Ltd Negative electrode active material particle for lithium secondary battery, negative electrode and manufacturing method thereof
KR20080019801A (en) * 2006-08-29 2008-03-05 주식회사 엘지화학 Electrode active material for rechargeable battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294100A (en) * 1997-04-21 1998-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd Lithium ion non-aqueous electrolyte secondary cell
KR100529103B1 (en) * 2003-08-22 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same and recahrgeable lithium battery
JP2006100244A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Pionics Co Ltd Negative electrode active material particle for lithium secondary battery, negative electrode and manufacturing method thereof
KR20080019801A (en) * 2006-08-29 2008-03-05 주식회사 엘지화학 Electrode active material for rechargeable battery

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