KR101130318B1 - Positive active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물을 포함하는 코어; 및 상기 코어 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 표면 처리층을 포함하는 양극 활물질 및 이의 제조방법과, 상기 양극 활물질을 포함하는 양극을 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, a core including a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium; And a positive electrode active material including a surface treatment layer of an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the core, a method of manufacturing the same, and a positive electrode including the positive electrode active material.

상기 표면 처리층의 암모늄-함유 플루오라이드 화합물중의 암모늄 양이온은 양극 활물질 근처에서 생성되는 불산을 제거하여 양극 활물질을 보호하며 양극 활물질 표면에 남아 있는 표면처리원소-함유 플루오라이드 화합물은 전해질로부터 양극 활물질을 보호하거나, 양극 활물질과 전해질과의 반응을 억제함으로써, 양극과 전해질과의 계면저항을 감소시켜 리튬 이차 전지의 충방전특성, 수명특성, 고전압특성, 고율 특성 및 열 안전성을 향상시킨다.The ammonium cation in the ammonium-containing fluoride compound of the surface treatment layer removes hydrofluoric acid generated near the positive electrode active material to protect the positive electrode active material, and the surface treatment element-containing fluoride compound remaining on the surface of the positive electrode active material is obtained from the positive electrode active material. By suppressing or suppressing the reaction between the positive electrode active material and the electrolyte, the interfacial resistance between the positive electrode and the electrolyte is reduced, thereby improving charge / discharge characteristics, lifetime characteristics, high voltage characteristics, high rate characteristics, and thermal stability of the lithium secondary battery.

양극 활물질, 암모늄-함유 플루오라이드 화합물, 고용량, 고율 특성, 고전압 특성 Cathode active material, ammonium-containing fluoride compound, high capacity, high rate characteristic, high voltage characteristic

Description

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY, METHOD OF PREPARING THE SAME, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}A positive electrode active material for a lithium secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same TECHNICAL FIELD

본 발명은 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬 이차 전지의 충방전 특성, 수명 특성, 고전압 특성, 고율 특성 및 열 안정성을 향상시키는 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same. More particularly, the lithium secondary battery improves charge and discharge characteristics, life characteristics, high voltage characteristics, high rate characteristics, and thermal stability. The present invention relates to a cathode active material for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.

PDA, 이동전화, 노트북 컴퓨터 등 정보통신을 위한 휴대용 전자 기기나 전기자전거, 전기자동차 등의 전원으로 충전과 방전을 거듭하며 사용하는 2차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다. 특히, 이들의 제품성능이 핵심부품인 이차전지에 의해 좌우되므로 고성능 전지에 대한 요구는 대단히 크다. The demand for secondary batteries, which are used for charging and discharging with portable electronic devices such as PDAs, mobile phones, notebook computers, and electric bicycles and electric vehicles, is rapidly increasing. In particular, since their product performance depends on secondary batteries, which are key components, the demand for high performance batteries is very large.

전지에 요구되는 특성은 충방전 특성, 수명, 고율 특성과 더불어 고온에서의 안정성 등 여러 가지 측면이 있다. 그중 리튬 이차 전지는 높은 전압과 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 가장 주목받고 있는 전지이다.The characteristics required for the battery have various aspects such as charge and discharge characteristics, lifespan, high rate characteristics, and stability at high temperatures. Among them, lithium secondary batteries have the highest voltage and high energy density and are the most attracting attention.

리튬 이차 전지는 음극을 리튬 금속으로 쓰는 리튬 전지와 리튬 이온이 삽입 과 탈리를 할 수 있는 탄소 등의 층간 화합물을 쓰는 리튬이온전지로 구분한다. 또는, 사용되는 전해질에 따라서 액체를 쓰는 액체형 전지, 액체와 폴리머를 혼용해서 쓰는 젤형 폴리머 전지와 순수하게 고분자만을 사용하는 고체형 폴리머 전지로 구분하기도 한다.Lithium secondary batteries are divided into lithium batteries using a negative electrode as a lithium metal and lithium ion batteries using an interlayer compound such as carbon, which lithium ions can insert and desorb. Alternatively, depending on the electrolyte used, it may be classified into a liquid battery using a liquid, a gel polymer battery using a mixture of a liquid and a polymer, and a solid polymer battery using purely a polymer.

현재 시판되는 소형 리튬 이차 전지는 양극에 LiCoO2를, 음극에 탄소를 사용한다. 일본 몰리 에너지사는 양극으로 LiMn2O4를 사용하고 있지만 그 사용량은 LiCoO2에 비해 무시할 수 있다. 현재 활발하게 연구 개발되고 있는 양극 재료로서 LiNiO2, LiCoxNi1-xO2와 LiMn2O4를 들 수 있다. 더욱 최근에는 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2가 LiCoO2 대체용이나 LiCoO2와 혼합한 복합전극용으로 그 수요가 증가 하고 있다.Commercially available small lithium secondary batteries use LiCoO 2 for the positive electrode and carbon for the negative electrode. Japan's Molly Energy Company uses LiMn 2 O 4 as its anode, but its use is negligible compared to LiCoO 2 . LiNiO 2 , LiCo x Ni 1-x O 2 and LiMn 2 O 4 are the positive electrode materials currently being actively researched and developed. More recently, the demand for Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 is replaced by LiCoO 2 or composite electrode mixed with LiCoO 2 .

그러나 상기 물질들은 LiCoO2에 비해 낮은 전자전도도로 인해 고율특성과 저온특성이 열악하며, 낮은 탭 밀도로 인해 용량이 높음에도 불구하고 전지의 에너지 밀도가 향상되지 않는다. 특히 최근에 각광 받는 Li[Ni1 /2Mn1 /2]O2의 경우 전자전도도가 아주 낮아 실용화하기에는 어려움이 있다 (J. Power Sources, 112(2002) 41-48). 특히 Li[Ni1 /2Mn1 /2]O2와 Li[Ni1 /3Co1 /3Mn1 /3]O2 재료 들을 전기자동차용 하이브리드(hybrid) 전원으로 사용하는 경우 출력 특성이 LiCoO2나 LiMn2O4에 비해 떨어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도전성 카본블랙을 표면에 처리하는 방법(일본특개 제2003-59491호)이나 실란커플링제로 표면처리법이(일본특개 제2002- 367610, 제2007-280830) 제안되곤 하나 많은 개선은 아직 보고되어 있지 않다.However, the materials are poor in high rate and low temperature characteristics due to lower electronic conductivity than LiCoO 2 , and the energy density of the battery is not improved despite the high capacity due to the low tap density. Especially in recent years Li [Ni 1/2 Mn 1 /2] O 2 spotlighted in the electron conductivity is very low, difficult to put to practical use (J. Power Sources , 112 (2002) 41-48). In particular, Li [Ni 1/2 Mn 1 /2] O 2 and Li [Ni 1/3 Co 1 /3 Mn 1/3] O , the output characteristics when used, the second material as a hybrid (hybrid) power for an electric vehicle LiCoO 2 or less than LiMn 2 O 4 . In order to solve this problem, a method of treating conductive carbon black on the surface (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-59491) or a surface treatment method using a silane coupling agent (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-367610, 2007-280830) has been proposed, but many improvements have been made. Is not reported yet.

리튬이차전지는 충방전을 거듭함에 따라서 수명이 급속하게 떨어지는 문제점이 있다. 특히 고온에서는 이러한 문제가 더욱 심각하다. 이러한 이유로는 전지내부의 수분이나 기타 영향으로 인해 전해질이 분해되거나 활물질이 열화되고, 따라서 활물질을 포함한 전극과 전해질사이의 계면 저항이 증가되어 생기는 현상 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 노력들이 진행되고 있다. Lithium secondary batteries have a problem in that their lifespan drops rapidly as they are repeatedly charged and discharged. This problem is particularly acute at high temperatures. This is due to a phenomenon in which the electrolyte is decomposed or the active material is deteriorated due to moisture or other effects in the battery, and thus the interface resistance between the electrode and the electrolyte including the active material is increased. Many efforts have been made to solve this problem.

대한민국 등록특허공보 제10-277796호에는 양극 활물질의 표면에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca 등의 금속을 코팅하여 산화성 분위기에서 열처리하여 금속산화물을 코팅하는 기술이 공지되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-277796 discloses a technique of coating a metal oxide by coating a metal such as Mg, Al, Co, K, Na, Ca on the surface of the positive electrode active material and heat-treating in an oxidizing atmosphere.

또한, LiCoO2 활물질에 TiO2를 첨가하여 에너지 밀도와 고율특성을 개선한 기술이 연구되어 있다(Electrochemical and Solid-State Letters, 4(6) A65-A67 2001). 최근에는 리튬금속 포스페이트 화합물로 양극 활물질 표면을 개질하는 방법(한국특보 제2007-0119929) 이나 양극 활물질 입자 표면 부근에 유황이나 인을 포함하는 기술이(일본특개 제2007-335331) 공지되어 있다. In addition, a technique for improving energy density and high rate characteristics by adding TiO 2 to a LiCoO 2 active material has been studied ( Electrochemical and Solid-State Letters , 4 (6) A65-A67 2001). Recently, a method of modifying the surface of a positive electrode active material with a lithium metal phosphate compound (Korean Patent Publication No. 2007-0119929) and a technique containing sulfur or phosphorus in the vicinity of the surface of a positive electrode active material particle (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-335331) are known.

그러나 아직까지 전해질과 양극 활물질간의 반응이나 불산의 공격에 의한 양극 활물질 표면에서의 구조전이 문제를 해결하지 못하고 있다. 또한, 전지의 용량감소의 원인으로 충전 중에 전해질이 산화되어 생성되는 산에 의해 활물질이 용해되는 현상이 소개된 바 있다(Journal of Electrochemical Society, 143, 2204 1996). 이러한 전해질과 양극 활물질과의 반응성을 억제하기 위해 다양한 전해질 첨가제가 연구 되고 있다. 최근 대한민국 등록특허공보 제2007-0120842호에는 전 지 내에 존재하여 성능저하를 초래하는 불산의 농도를 감소시키는 전해액 첨가제인 벤조에이트, 프탈레이트, 말레이트, 숙시네이트 및 시트레이트 등을 사용하여 전지의 고온 보존특성 및 장수명 특성을 향상시키는 기술이 공지 되어 있다. 불산을 제거하는 또 다른 방법은 양극 활물질 표면에 불산과 반응하여 화합물을 잘 생성하는 산화아연(ZnO)을 코팅하여 고온에서 양극 활물질의 수명특성을 획기적으로 개선한 연구가 보고되고 있다 (Electrochemical and Solid-State Letters, 5( 5), A99-A102 2002). However, the problem of structural transition on the surface of the positive electrode active material due to the reaction between the electrolyte and the positive electrode active material or the attack of hydrofluoric acid has not been solved. In addition, a phenomenon in which an active material is dissolved by an acid generated by oxidation of an electrolyte during charging is introduced as a cause of a decrease in capacity of a battery ( Journal of Electrochemical Society , 143, 2204). 1996). Various electrolyte additives have been studied to suppress the reactivity between the electrolyte and the cathode active material. Recently, the Republic of Korea Patent Publication No. 2007-0120842 discloses the high temperature of the battery using benzoate, phthalate, malate, succinate and citrate, which are electrolyte additives that reduce the concentration of hydrofluoric acid which is present in the battery, resulting in performance degradation. Techniques for improving the preservation characteristics and long life characteristics are known. Another method of removing the hydrofluoric acid has been reported to significantly improve the life characteristics of the positive electrode active material at high temperature by coating zinc oxide (ZnO) which reacts well with the hydrofluoric acid to form a compound ( Electrochemical and Solid). State Letters, 5 ( 5), A99-A102 2002).

최근 대한민국특허공개 제2003-32363호에 양극 활물질 표면에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, 및 Zr의 금속을 포함하는 하이드록사이드, 옥시하이드록사이드, 옥시카보네이트, 하이드록시카보네이트 염을 코팅하는 기술을 공지하고 있다. 그러나 이러한 기술 역시 양극 활물질, 특히 LiCoO2가 고전압에서 수명감소문제를 해결하지 못하고 있다. Recently, Korean Patent Publication No. 2003-32363 discloses a hydride containing a metal of Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, and Zr on the surface of a positive electrode active material. Techniques for coating the hydroxide, oxyhydroxide, oxycarbonate, hydroxycarbonate salts are known. However, this technique also does not solve the problem of reducing the lifetime of the cathode active material, especially LiCoO 2 at high voltage.

더욱 최근에는 LiCoO2 와 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 활물질 표면에 AlF3로 코팅하여 4.5 V Li/Li+에서도 용량이 감소하지 않고 고율 특성이 크게 향상된 기술을 보고하고 있다 (Electrochem. Commun., 8(5), 821-826 2006, Journal of The Electrochemical Society, 154(3) A168-A172 2007). 이러한 우수한 전기화학 특성 증가는 표면에 존재하는 AlF3가 전해질내에 존재하는 HF 로부터 강한 저항력을 가져 양극 활물질 표면의 결정구조를 유지하기 때문에 전해질과의 계면저항이 증가하지 않고 일정하게 유지되기 때문이다. 그러나 AlF3는 공기중에 보관하는 경우 공기중의 수분과 쉽게 반응하여 AlF3ㅇH2O를 생성하기 때문에 AlF3가 코팅된 양극 활물질을 공기중에 오래 노출시키는 경우, 그 전기화학적인 특성이 감소될 뿐만 아니라 전지내에 불산의 농도를 증가시켜 양극 활물질의 수명특성을 감소시킨다. More recently, AlF 3 is coated on the surface of LiCoO 2 and Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 active materials to improve the high rate characteristics without decreasing the capacity even at 4.5 V Li / Li + . ( Electrochem. Commun ., 8 (5), 821-826 2006, Journal of The Electrochemical Society, 154 (3) A168-A172 2007 ). This excellent increase in electrochemical properties is because the AlF 3 present on the surface has a strong resistance from HF present in the electrolyte and maintains the crystal structure of the surface of the positive electrode active material so that the interface resistance with the electrolyte does not increase and remains constant. However, when AlF 3 is stored in air, it reacts easily with moisture in the air to form AlF 3 ㅇ H 2 O. Therefore, when the AlF 3 coated cathode active material is exposed to air for a long time, its electrochemical properties may be reduced. In addition, increasing the concentration of hydrofluoric acid in the battery reduces the life characteristics of the positive electrode active material.

본 발명의 일 구현예는 양극 활물질 근처에서 생성되는 불산의 농도를 감소시켜 양극 활물질을 보호하고, 양극 활물질과 전해질과의 반응을 억제함으로써, 전지의 용량이 줄어드는 현상을 획기적으로 개선시킬 수 있는 양극 활물질 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention is to reduce the concentration of the hydrofluoric acid generated near the positive electrode active material to protect the positive electrode active material, by suppressing the reaction between the positive electrode active material and the electrolyte, the positive electrode that can significantly improve the phenomenon of reducing the capacity of the battery It is to provide an active material and a method for producing the same.

또한 본 발명의 다른 구현예는 상기 양극 활물질을 포함하는 양극을 구비하여 고전위에서의 충방전 특성, 수명 특성, 고율 특성 및 열 안전성이 향상된 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention is to provide a lithium secondary battery having a positive electrode including the positive electrode active material and having improved charge / discharge characteristics, lifetime characteristics, high rate characteristics, and thermal stability at high potential.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물을 포함하는 코어; 및 상기 코어의 표면에 표면처리원소를 포함하는 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 표면 처리층을 포함하는 양극 활물질을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a core including a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium; And it provides a cathode active material comprising a surface treatment layer of the ammonium-containing fluoride compound containing a surface treatment element on the surface of the core.

본 발명의 다른 구현예에 따르면 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 건조시켜 암모늄-함유 플루오라이드 화합물내의 수분을 제거하는 단계; 및 상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/ 디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 건식혼합하여 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 양극 활물질 표면에 코팅하는 단계를 포함하는 양극 활물질의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the invention, the step of drying the ammonium-containing fluoride compound to remove water in the ammonium-containing fluoride compound; And dry mixing a core of a reversible intercalation / deintercalation compound of the ammonium-containing fluoride compound with lithium to coat an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the positive electrode active material. It provides a manufacturing method.

또한 본 발명의 또다른 구현예는 표면처리원소-함유 염을 포함하는 용액과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계; 상기 전구체 용액에 플루오라이드 화합물 용액을 첨가하여 공침 화합물을 얻는 단계; 및 상기 공침 화합물을 여과 후 건조하여 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 포함하는 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 양극 활물질의 제조방법을 제공한다.Still another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a precursor solution by mixing a solution containing a surface-treated element-containing salt and a core of a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium; Adding a fluoride compound solution to the precursor solution to obtain a coprecipitation compound; And forming a surface treatment layer comprising an ammonium-containing fluoride compound by filtration and drying the coprecipitation compound.

또한 본 발명은 상기 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte including the positive electrode active material.

본 발명에 따른 암모늄-함유 플루오라이드 화합물이 코팅된 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 수명특성, 고전압특성, 고율특성 및 열 안전성을 향상시킨다.The positive electrode active material coated with the ammonium-containing fluoride compound according to the present invention improves the life characteristics, high voltage characteristics, high rate characteristics, and thermal stability of the lithium secondary battery.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 충방전 특성, 수명 특성, 고전압 특성, 고율 특성 및 열 안전성을 향상시킨다.The positive electrode active material according to the present invention improves the charge and discharge characteristics, life characteristics, high voltage characteristics, high rate characteristics, and thermal stability of the lithium secondary battery.

상기 양극 활물질은 코어로 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물(이하 '코어'라고 한다)을 사용하고, 이의 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물이 표면 처리층으로 형성된 구조를 가진다. The cathode active material uses a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium (hereinafter referred to as a 'core') as a core, and has a structure in which an ammonium-containing fluoride compound is formed as a surface treatment layer on its surface. Have

상기 코어는 이 분야에서 알려진 양극 활물질로 사용되는 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물이 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다. The core may be a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium used as a cathode active material known in the art, and is not particularly limited in the present invention.

바람직하기로, 상기 코어로는 하기 화학식 1 내지 7의 구조를 가지는 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Preferably, the core includes a compound having a structure of Formulas 1 to 7 or a mixture thereof.

LiaCo1-xMxO2-δXδ Li a Co 1-x M x O 2-δ X δ

(상기 화학식 1에서, M은 Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 1, M is Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, and one of the elements selected from the group consisting of W, X is halogen or sulfur, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 and 0≤δ≤0.2)

LiaNi1-x-y-zCoxMnyMzO2-δXδ Li a Ni 1-xyz Co x Mn y M z O 2-δ X δ

(상기 화학식 2에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0.02≤x≤0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.2, 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 2, M is in the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, and W) One element selected, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0.02 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2)

LiaNixCo1 -2 xMnx - yMyO2 Xδ Li a Ni x Co 1 -2 x Mn x - y M y O 2 X δ

(상기 화학식 3에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.2,및 0≤δ≤0.2 이다).(In Formula 3, M is in the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, and W) One element selected, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2).

Li[Mx/2Nx/2Li(1/3-x/2)Mn(2/3-x/2)]O2-δXδ Li [M x / 2 N x / 2 Li (1 / 3-x / 2) Mn (2 / 3-x / 2) ] O 2-δ X δ

(상기 화학식 4에서, M은 알칼리 토금속(Mg, Ca), Zn, 또는 전이금속(Ni, Co, Cu, Zn)의 2가 원소이고 N은 13족 원소(B, Al, Ga), 또는 전이금속(Ni, Co, Cr, Cu, Sc, V, Y)의 3가 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0≤x≤2/3, 0≤δ≤0.2 이다).(In Formula 4, M is a divalent element of alkaline earth metal (Mg, Ca), Zn, or transition metal (Ni, Co, Cu, Zn) and N is a group 13 element (B, Al, Ga), or transition A trivalent element of a metal (Ni, Co, Cr, Cu, Sc, V, Y), X is halogen or sulfur, and 0 ≦ x ≦ 2/3, 0 ≦ δ ≦ 0.2).

LiaMn2-xMxO4-δXδ Li a Mn 2-x M x O 4-δ X δ

(상기 화학식 5에서, M은 M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 5, M is M is B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, And W is one kind selected from the group consisting of, X is halogen or sulfur, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, and 0≤δ≤0.2)

LiaMxFe1-xPO4-δXδ Li a M x Fe 1-x PO 4-δ X δ

(상기 화학식 6에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, 및 V로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤1 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 6, M is in the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, Bi, and V One element selected, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ δ ≦ 0.2)

Li4Ti5O12-δXδ Li 4 Ti 5 O 12-δ X δ

(상기 화학식 7에서 X는 할로겐 또는 황이며, 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 7, X is halogen or sulfur, and 0 ≦ δ ≦ 0.2)

이때 상기 화학식 1 내지 4의 화합물은 층상 결정 암염 구조를 가지며, 화학식 5와 7의 화합물은 큐빅 결정 구조를 가지는 스피넬 화합물이며, 화학식 6의 화합물은 올리빈(olivine)형 결정 구조를 갖는다.In this case, the compounds of Formulas 1 to 4 have a layered crystal rock salt structure, the compounds of Formulas 5 and 7 are spinel compounds having a cubic crystal structure, and the compound of Formula 6 has an olivine (olivine) crystal structure.

상기 코어의 표면에 표면 처리된(혹은 코팅된) 암모늄-함유 플루오라이드 화합물은 종래 전지의 충방전 과정 중 생성되는 불산에 의해 양극 활물질이 용해되는 문제를 해소할 뿐만 아니라 전해액과 양극 활물질 간의 반응을 억제한다. 암모늄-함유 플루오라이드 화합물 내에 존재하는 암모늄 양이온(NH4 +)은 암모늄-함유 플루오라이드 화합물간의 결합력이 약해 쉽게 분해된다. 예를 들어 암모늄헥산플루오르알루미네이트((NH4)3AlF6) 화합물의 경우 150℃ 근방에서 암모늄 양이온과 암모늄테트라플루오르알루미네이트(NH4AlF4)로 분해되는 것으로 알려져 있다(Chem. Mater., 12, 1148 2000). 이 분해된 암모늄테트라플루오르알루미네이트(NH4AlF4) 화합물은 약 320℃ 전후에서 암모늄 양이온과 γ-AlF3로 분해된다. 이 분해 반응은 상온에서 전기화학반응에 의해 쉽게 일어나는 것으로 추정된다. 이렇게 분해된 암 모늄 양이온(NH4 +)들은 전해질 염인 LiPF6로부터 분해된 플루오르 음이온(F-)과 반응하여 암모늄플루오라이드(NH4F)가 생성된다. 따라서 암모늄 양이온을 가진 암모늄-함유 플루오라이드 화합물들은 전지내에 불산의 생성을 억제할 뿐만 아니라 양극 활물질 표면에 존재하여 전해액과 양극 활물질 표면과의 반응을 억제하여 전지의 저항값을 일정하게 유지 시켜 수명특성, 고율특성, 열 안정성 등을 향상시킨다. The ammonium-containing fluoride compound surface-treated (or coated) on the surface of the core not only solves the problem of dissolving the positive electrode active material by hydrofluoric acid generated during the charge / discharge process of the conventional battery, but also reacts the reaction between the electrolyte solution and the positive electrode active material. Suppress The ammonium cation (NH 4 + ) present in the ammonium-containing fluoride compound is easily decomposed due to the weak bonding force between the ammonium-containing fluoride compound. For example, ammonium hexanefluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ) compounds are known to decompose into ammonium cations and ammonium tetrafluoroaluminate (NH 4 AlF 4 ) around 150 ° C. (Chem. Mater., 12, 1148 2000). This decomposed ammonium tetrafluoroaluminate (NH 4 AlF 4 ) compound is decomposed into ammonium cations and γ-AlF 3 at about 320 ° C. This decomposition reaction is assumed to occur easily by electrochemical reaction at room temperature. Ammonium cations (NH 4 + ) thus decomposed are reacted with fluorine anion (F ) decomposed from the electrolyte salt LiPF 6 to form ammonium fluoride (NH 4 F). Therefore, ammonium-containing fluoride compounds with ammonium cations not only inhibit the formation of hydrofluoric acid in the battery but also exist on the surface of the positive electrode active material to inhibit the reaction between the electrolyte and the surface of the positive electrode active material, thereby maintaining a constant resistance value of the battery, thereby improving its life characteristics. Improves high rate characteristics, thermal stability, etc.

상기 표면 처리층을 구성하는 암모늄-함유 플루오라이드 화합물은 NH4AFx 로 표현되는 화합물로 상기 A는 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 보론(B), 인(P), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 세륨(Ce), 비스무트(Bi) 등의 원소에서 선택될 수 있으며, x는 A의 원자가에 따라 결정된다. The ammonium-containing fluoride compound constituting the surface treatment layer is a compound represented by NH 4 AF x , wherein A is aluminum (Al), yttrium (Y), silicon (Si), germanium (Ge), and boron (B). , Phosphorus (P), titanium (Ti), zirconium (Zr), cerium (Ce), bismuth (Bi) and the like can be selected from, and x is determined according to the valence of A.

상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 구체적인 예로는 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NH4)3AlF6), 암모늄데카플루오르이트륨네이트(NH4Y3F10), 암모늄헥사플루오르실리케이트((NH4)2SiF6), 암모늄헥사플루오르저어맨네이트((NH4)2GeF6), 암모늄테트라플루오르보레이트(NH4BF4), 암모늄헥사플루오르포스페이트(NH4PF6), 암모늄헥사플루오르타이타네이트((NH4)2TiF6), 암모늄헥사플루오르지르코네이트((NH4)2ZrF6), 암모늄헥사플루오르세륨네이트((NH4)2CeF6), 암모늄데카플루오르비스무스네이트(NH4Bi3F10), 암모늄테트라플루오르알루미네이트(NH4AlF4), 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.Specific examples of the ammonium-containing fluoride compound include ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ), ammonium decafluorotriumate (NH 4 Y 3 F 10 ), ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ), ammonium hexafluorogermanate ((NH 4 ) 2 GeF 6 ), ammonium tetrafluoroborate (NH 4 BF 4 ), ammonium hexafluorophosphate (NH 4 PF 6 ), ammonium hexafluoro titanate (( NH 4 ) 2 TiF 6 ), ammonium hexafluorozirconate ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ), ammonium hexafluoroceriumate ((NH 4 ) 2 CeF 6 ), ammonium decafluorobismusate (NH 4 Bi 3 F 10 ), ammonium tetrafluoroaluminate (NH 4 AlF 4 ), or mixtures thereof.

이때 표면 처리되는 암모늄-함유 플루오라이드 화합물은 코어 100 몰에 대해 0.005 내지 10 몰, 바람직하게는 0.01 내지 5 몰, 보다 바람직하게는 0.02 내지 2 몰의 함량으로 함유된다. 만약 상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 함량이 0.01 몰 미만이면 코팅 효과가 충분히 나타나지 않으며, 이와 반대로 10 몰을 초과하면 리튬 이차 전지의 초기 방전 용량과 고율 특성을 충분히 증가시킬 수 없다.The ammonium-containing fluoride compound to be surface treated at this time is contained in an amount of 0.005 to 10 mol, preferably 0.01 to 5 mol, more preferably 0.02 to 2 mol with respect to 100 mol of the core. If the content of the ammonium-containing fluoride compound is less than 0.01 mole, the coating effect is not sufficiently exhibited. On the contrary, if the content of the ammonium-containing fluoride compound exceeds 10 moles, the initial discharge capacity and the high rate characteristic of the lithium secondary battery may not be sufficiently increased.

이러한 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물 코어의 표면에 존재하는 암모늄-함유 플루오라이드 층이 형성된 양극 활물질은 종래 전지의 충전 과정 중 전해질의 산화에 의해 생성되는 산에 의해 양극 활물질이 용해되는 문제를 해소할 뿐만 아니라 전해액과 양극 활물질 간의 반응을 억제시켜 충방전 싸이클에 따른 계면저항을 증가시키지 않고 일정하게 유지시킨다.The positive electrode active material in which the ammonium-containing fluoride layer present on the surface of the compound core capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium is formed by the acid produced by oxidation of the electrolyte during the charging process of the conventional battery. Not only does it solve the problem of dissolving the active material, but also suppresses the reaction between the electrolyte and the positive electrode active material and keeps it constant without increasing the interface resistance according to the charge / discharge cycle.

전술한 바와 같이 코어; 및 상기 코어의 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 포함하는 양극 활물질은 건식법과 습식법에 의하여 제조될 수 있다.A core as described above; And an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the core may be prepared by a dry method and a wet method.

상기 건식법은 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 건조시켜 암모늄-함유 플루오라이드 화합물내의 수분을 제거하는 단계(S11); 상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 건식혼합하여 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 양극 활물질 표면에 코팅하는 단계(S12)를 포함한다.The drying method includes drying the ammonium-containing fluoride compound to remove water in the ammonium-containing fluoride compound (S11); And dry mixing the core of the ammonium-containing fluoride compound with a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium to coat an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the positive electrode active material (S12).

상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 건조(S11)는 100 내지 150℃에서 1시간 내지 24시간 진공건조하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Drying of the ammonium-containing fluoride compound (S11) is preferably vacuum dried at 100 to 150 ℃ for 1 hour to 24 hours, but is not limited thereto.

상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 코어의 건식혼합(S12)은 하이브리 다이제이션(hybridzation), 메카노 퓨전(mechno fusion), 스피드 밀, 또는 볼 밀 등 방법으로 실시할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 혼합 공정에 의하여 코어의 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물이 물리적으로 부착하게 된다. 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 코어의 혼합비는 리튬의 코어 100 몰에 대하여 0.005 내지 10 몰, 바람직하게는 0.01 내지 5 몰, 보다 바람직하게는 0.02 내지 2 몰이 될 수 있도록 그 함량을 조절한다. 일례로 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 코어는 0.01:99.99 내지 10:90의 몰비로 혼합할 수 있다. 볼 밀 공정에 의하여 혼합하는 경우 볼과 혼합물(코어와 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 혼합물)의 중량비는 10:90 내지 60:40일 수 있다. 상기 혼합물이 90중량부보다 크면 혼합물에 압축응력이 충분히 전달되지 않을 수 있으며, 혼합물이 40중량부보다 작으면 필요 이상의 볼이 사용되어 생산량이 저하되게 된다. 또한, 상기 볼은 직경이 0.1 내지 10mm인 스테인레스 볼 또는 지르코니아 볼을 사용할 수 있다.Dry mixing of the ammonium-containing fluoride compound and the core (S12) may be performed by a hybridization method, a mechano fusion, a speed mill, or a ball mill, but is not limited thereto. no. This mixing process causes the ammonium-containing fluoride compound to physically adhere to the surface of the core. The mixing ratio of the ammonium-containing fluoride compound and the core is adjusted to be 0.005 to 10 mol, preferably 0.01 to 5 mol, more preferably 0.02 to 2 mol relative to 100 mol of the core of lithium. In one example, the ammonium-containing fluoride compound and the core may be mixed in a molar ratio of 0.01: 99.99 to 10:90. When mixed by a ball mill process, the weight ratio of the ball and the mixture (mixture of core and ammonium-containing fluoride compound) may be 10:90 to 60:40. If the mixture is greater than 90 parts by weight, the compressive stress may not be sufficiently delivered to the mixture. If the mixture is less than 40 parts by weight, more than necessary balls are used to lower the yield. In addition, the ball may be a stainless ball or zirconia ball of 0.1 to 10mm in diameter.

상기 습식법은 표면처리원소-함유 염을 포함하는 용액과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계(S21); 상기 전구체 용액에 플루오라이드 화합물 용액을 첨가하여 공침 화합물을 얻는 단계(S22); 및 상기 공침 화합물을 여과 후 건조하는 단계(S23)를 포함한다. 상기 습식법은 표면처리원소-함유 염과 플루오라이드 화합물 간의 공침 특성을 이용하여 수행한다. 상기 습식법의 공정순서도를 도 1에 도시하였다. The wet method includes preparing a precursor solution by mixing a solution containing a surface-treated element-containing salt and a core of a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium (S21); Adding a fluoride compound solution to the precursor solution to obtain a coprecipitation compound (S22); And drying the co-precipitation compound after filtration (S23). The wet method is carried out using coprecipitation properties between the surface treatment element-containing salt and the fluoride compound. The process flowchart of the wet method is shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 먼저, 반응기에 용매를 주입하고 표면처리원소-함유 염을 첨가한 후 균일하게 혼합하여 표면처리원소-함유 염 용액을 제조한 후 상기 제조된 표면처리원소-함유 염 용액에 표면 처리하고자 하는 코어로서 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물을 첨가하여 균일하게 혼합하여 전구체 용액을 제조한다(S21).Referring to FIG. 1, first, a solvent is injected into a reactor, a surface treatment element-containing salt is added, and then uniformly mixed to prepare a surface treatment element-containing salt solution, and then to the prepared surface treatment element-containing salt solution. As a core to be surface treated, a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium is added and uniformly mixed to prepare a precursor solution (S21).

이대 표면처리-원소 함유 염과 코어를 동시에 용매가 주입된 반응기에 넣어 전구체 용액을 제조할 수도 있다.It is also possible to prepare the precursor solution by simultaneously placing the surface treatment-element containing salt and the core in a reactor in which a solvent is injected.

상기 표면처리원소-함유 염은 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 보론(B), 인(P), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 세륨(Ce), 비스무트(Bi) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소를 포함하는 알콕사이드, 황산염, 질산염, 탄산염, 초산염, 염화물, 및 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 화합물이 가능하다.The surface treatment element-containing salt is aluminum (Al), yttrium (Y), silicon (Si), germanium (Ge), boron (B), phosphorus (P), titanium (Ti), zirconium (Zr), cerium ( One compound selected from the group consisting of alkoxides, sulfates, nitrates, carbonates, acetates, chlorides, and phosphates comprising one element selected from the group consisting of Ce), bismuth (Bi) and combinations thereof is possible.

이때 사용되는 용매는 상기 염이 용해될 수 있는 용매가 바람직하며, 추후 첨가되는 플루오라이드 화합물 용액과 혼화성이 좋은 용매가 가능하다. 대표적으로, 물, 알코올 및 에테르로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 이들의 혼합 용매가 사용된다. 이때 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 C1 내지 C4의 저급 알코올이 바람직하다. 또한 상기 에테르는 에틸렌 글라이콜 또는 부틸렌 글라이콜이 바람직하다. The solvent used is preferably a solvent in which the salt can be dissolved, and a solvent having good miscibility with a fluoride compound solution to be added later is possible. Typically, single or mixed solvents thereof selected from the group consisting of water, alcohols and ethers are used. At this time, the alcohol is preferably C1 to C4 lower alcohols selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol and combinations thereof. In addition, the ether is preferably ethylene glycol or butylene glycol.

이때 표면처리원소-함유 염은, 최종 제조되는 표면처리원소를 포함하는 암모늄-함유 플루오라이드 화합물이 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물인 코어 100 몰에 대하여 0.005 내지 10 몰, 바람직하게는 0.01 내지 5 몰, 보다 바람직하게는 0.02 내지 2 몰이 될 수 있도록 그 함량을 조절한다. In this case, the surface treatment element-containing salt is 0.005 to 10 mol based on 100 mol of the core, in which the ammonium-containing fluoride compound including the surface treatment element to be prepared is a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium. The content is adjusted to be preferably 0.01 to 5 moles, more preferably 0.02 to 2 moles.

상기 제조된 전구체 용액은 전구체의 농도가 0.001 M 내지 0.1 M이 되도록 조절한다. 만약, 전구체의 농도가 0.001 M 미만이면 후속 공정에서 플루오라이드 화합물과의 반응이 미비하여 코어 상에 충분한 양의 표면 처리층을 형성하기 어렵다. 이와 반대로 0.1 M를 초과하게 되면 코팅되는 후속 공정에서 플루오라이드 화합물과의 과도한 반응으로 인해 표면 처리층을 구성하는 입자의 크기가 커져 코어의 표면에 코팅하기가 어려워지므로 상기 범위 내에서 적절히 선택한다. The prepared precursor solution is adjusted so that the concentration of the precursor is 0.001 M to 0.1 M. If the concentration of the precursor is less than 0.001 M, it is difficult to form a sufficient amount of the surface treatment layer on the core due to insufficient reaction with the fluoride compound in a subsequent process. On the contrary, if the content exceeds 0.1 M, it is difficult to coat the surface of the core due to excessive reaction with the fluoride compound in the subsequent process to be coated, so that the coating is appropriately selected within the above range.

이때 전구체의 제조는 50 내지 100℃의 온도에서 2 내지 48 시간 동안 50 내지 1000 rpm으로 교반하여 수행한다. 이때 상기 반응온도가 50℃ 미만이면 균일한 전구체 용액의 제조가 어려우며, 이와 반대로 100℃ 이상이면 용매가 증발하는 문제가 발생한다. 또한 상기 교반은 통상의 교반 장치를 사용하며, 대표적으로 임펠러가 부착된 반응기 내에서 수행한다.At this time, the preparation of the precursor is carried out by stirring at 50 to 1000 rpm for 2 to 48 hours at a temperature of 50 to 100 ℃. In this case, when the reaction temperature is less than 50 ° C., it is difficult to prepare a uniform precursor solution. On the contrary, when the reaction temperature is 100 ° C. or more, the solvent evaporates. In addition, the stirring is performed using a conventional stirring device, typically in a reactor to which an impeller is attached.

다음으로, 상기에서 제조된 전구체 용액에 플루오라이드 화합물 용액을 첨가한 후, 표면처리원소와의 반응을 통해 공침 화합물을 얻는다(S22).Next, after the fluoride compound solution is added to the precursor solution prepared above, a coprecipitation compound is obtained through reaction with a surface treatment element (S22).

상기 플루오라이드 화합물은 플루오르(F)를 포함하는 NH4F, NH4HF2, HF, AHF(Anhydrous hydrogen fluoride) 등 플루오르(F)가 포함된 것이 사용될 수 있으며 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 미세 분말 불소화합물의 제조방법이 제공된다. 이때 사용되는 용매는 전구체 용액의 용매와 동일하거나, 이와 혼화성이 우수한 용매를 사용한다.The fluoride compound may be one containing fluorine (F), such as NH 4 F, NH 4 HF 2 , HF, AHF (Anhydrous hydrogen fluoride) containing fluorine (F) may be selected from the group consisting of a combination thereof Provided is a method for producing a fine powder fluorine compound, which is at least one compound. At this time, the solvent used is the same as the solvent of the precursor solution, or a solvent having excellent miscibility.

이러한 플루오라이드 화합물은 전구체 용액 중 코어의 주위에 존재하는 표면처리원소와 반응하며 암모늄 플루오라이드 착체 화합물을 형성하고, 코어와 함께 고분산도의 미세 분말을 형성한다. 상기 고분산도의 미세 분말은 용매에 용해되지 않아 공침 화합물로 얻어지며 반응기 하부로 그대로 침전된다. This fluoride compound reacts with the surface treatment element present around the core in the precursor solution to form an ammonium fluoride complex compound and together with the core to form a fine powder of high dispersion. The high dispersion fine powder is not dissolved in a solvent to obtain a coprecipitation compound and precipitates as it is to the bottom of the reactor.

상기 공침 화합물은 고분산도의 미세 분말 특성상 서로 뭉치는 현상이 강해 큰 입자 형태로 얻어질 수 있는데, 이때 입자 크기가 커질수록 양극 활물질로서의 특성이 저하된다. 따라서 고분산도의 미세 분말 형태의 공침 화합물을 얻기 위해선, 반응물의 농도, 적하 속도, 교반 속도 및 반응 온도의 제어가 필수적이다. The coprecipitation compound may be obtained in the form of large particles due to the strong pulverization phenomenon due to the characteristics of the fine powder of high dispersion, wherein the larger the particle size, the lower the properties of the positive electrode active material. Therefore, to obtain co-precipitation compounds in the form of highly dispersed fine powders, it is necessary to control the concentration of the reactants, the dropping rate, the stirring speed and the reaction temperature.

이러한 공침 반응은 50 내지 100℃의 온도에서 50 내지 1000 rpm의 속도로 교반하여 일정한 속도로 플루오라이드 화합물 용액을 적하시켜 3 내지 48 시간 동안 수행한다. 상기 반응 온도가 50℃ 미만이면 공침 반응이 잘 일어나지 않으며, 100℃ 이상이면 반응 속도가 증가하여 표면 처리층을 형성하는 물질의 입자가 크게 성장하여 코팅 효과가 저하된다. This coprecipitation reaction is carried out for 3 to 48 hours by dropping the fluoride compound solution at a constant rate by stirring at a rate of 50 to 1000 rpm at a temperature of 50 to 100 ℃. If the reaction temperature is less than 50 ℃ coprecipitation does not occur well, if more than 100 ℃ reaction rate is increased to greatly increase the particles of the material forming the surface treatment layer to reduce the coating effect.

더욱이 상기 플루오라이드 화합물 용액의 첨가는 전구체 용액 중 코어가 단독으로 반응기 내부에 침전이 생기지 않는 상태로 잘 혼합하면서 플루오라이드 화합물 용액을 일정한 속도로 천천히 첨가한다.Moreover, the addition of the fluoride compound solution is slowly adding the fluoride compound solution at a constant rate while mixing well in a state in which the core alone in the precursor solution does not precipitate inside the reactor.

다음으로, 상기에서 얻어진 공침 화합물을 여과한 후, 건조하여 수분을 제거하면 공침 화합물의 표면에 존재하는 표면처리원소를 포함하는 암모늄-함유 플루오라이드 화합물이 존재하게 된다(S23). 상기 여과 및 건조는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 장치를 이용하여 수행할 수 있다. 이때 건조는 120 내지 200℃에서 상압이나 진공 하에서 15 내지 30 시간 동안 수행한다.Next, when the coprecipitation compound obtained above is filtered and then dried to remove moisture, an ammonium-containing fluoride compound containing a surface treatment element present on the surface of the coprecipitation compound is present (S23). The filtration and drying may be carried out using a device commonly used in this field. At this time, the drying is performed for 15 to 30 hours at atmospheric pressure or vacuum at 120 to 200 ℃.

이러한 단계를 거쳐 코어의 표면에 표면처리원소를 포함하는 암모늄-함유 플 루오라이드 화합물의 표면 처리층이 형성된 양극 활물질을 제조한다(S24).Through this step, a cathode active material having a surface treatment layer of an ammonium-containing fluoride compound containing a surface treatment element on the surface of the core is prepared (S24).

전술한 방법에 의해 제조된, 본 발명에 따른 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 양극의 양극 활물질로 바람직하게 적용한다.The positive electrode active material according to the present invention, prepared by the method described above, is preferably applied as a positive electrode active material of a positive electrode of a lithium secondary battery.

리튬 이차 전지는 양극 활물질을 포함하는 양극; 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 전해질을 포함하며, 이때 상기 양극 활물질로 본 발명에 따른 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물을 포함하는 코어; 및 상기 코어의 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물의 표면 처리층을 포함하는 양극 활물질을 사용한다.The lithium secondary battery may include a positive electrode including a positive electrode active material; A negative electrode including a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions; And an electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, wherein the core comprises a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium according to the present invention as the positive electrode active material; And a surface treatment layer of an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the core.

리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다. The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery according to the type of separator and electrolyte used, and may be classified into a cylindrical shape, a square shape, a coin type, a pouch type, and the like, Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin film type. The structure and the manufacturing method of these cells are well known in the art, and detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 리튬 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 음극(3), 양극(5), 이 음극(3) 및 양극(5) 사이에 세퍼레이터(7)를 배치하여 전극 조립체(9)를 제조하고 이를 케이스(15)에 위치시키고 전해액을 주입하여 상기 음극(3), 상기 양극(5) 및 상기 세퍼레이터(7)가 전해액에 함침되도록 한다. 상기 음극(3) 및 양극(5)은 전지 작용시 발생되는 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성 리드 부재가 각기 부착되고, 이 리드 부재는 각기 양, 음극에서 발생된 전류를 양, 음극 단자로 유도하게 된다. 도면에는 파우치형 이차 전지를 도시한 것이지만 본 발명의 리튬 이차 전지가 이 형상으로 한정되는 것은 아니며, 전지로서 작동할 수 있는 어떠한 형상도 가능함은 당연하다. 2 is a perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the preparation of the electrode assembly 9 by placing the separator 7 between the cathode 3, the anode 5, the cathode 3, and the anode 5 and placing it in the case 15. Injection is performed so that the cathode 3, the anode 5, and the separator 7 are impregnated with the electrolyte. The negative electrode 3 and the positive electrode 5 serve to collect current generated during battery operation, and conductive lead members are respectively attached to each other, and the lead members respectively induce positive and negative currents generated from the positive and negative terminals. Done. Although the pouch type secondary battery is illustrated in the drawings, the lithium secondary battery of the present invention is not limited to this shape, and any shape capable of operating as a battery is possible.

이때 상기 양극은 상기 본 발명에 따른 양극 활물질을 사용하여 제조한다. 상기 양극은 상기 양극 활물질, 도전재, 및 바인더를 혼합하여 양극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후, 이 조성물을 알루미늄 포일 등의 양극 전류 집전체에 도포한 후 압연하여 제조할 수 있다.In this case, the positive electrode is manufactured using the positive electrode active material according to the present invention. The positive electrode may be prepared by mixing the positive electrode active material, the conductive material, and the binder to prepare a composition for forming a positive electrode active material layer, and then rolling the composition after applying the composition to a positive electrode current collector such as aluminum foil.

상기 바인더로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the binder, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene or polypropylene may be used. It may be, but is not limited thereto.

또한 상기 도전재로는 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In addition, in the battery constituted as the conductive material, any electronic conductive material can be used without causing chemical change. For example, natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, copper, nickel , Metal powders such as aluminum and silver, metal fibers, and the like can be used, and conductive materials such as polyphenylene derivatives can be mixed and used.

상기 음극은 음극 활물질을 포함한다. 상기 음극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 음극 활물질의 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질재료를 사용할 수 있다. 또, 상기 탄소질 재료 이외에, 리튬과 합금화가 가 능한 금속질 화합물, 또는 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물도 음극 활물질로 사용할 수 있다. 리튬과 합금화가 가능한 금속으로는, Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si 합금, Sn 합금, 또는 Al 합금 등을 예시할 수 있다. 또, 음극활성물질로서 금속 리튬 박막도 사용할 수 있다. The negative electrode includes a negative electrode active material. As the negative electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Specific examples of the negative electrode active material may be a carbonaceous material such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fiber, amorphous carbon, or the like. In addition to the carbonaceous material, a metal compound capable of alloying with lithium, or a composite containing a metal compound and a carbonaceous material may also be used as the negative electrode active material. As a metal which can be alloyed with lithium, Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloy, Sn alloy, Al alloy, etc. can be illustrated. Moreover, a metal lithium thin film can also be used as a negative electrode active material.

상기 음극은 역시 양극과 마찬가지로 상기 음극 활물질, 바인더 및 선택적으로 도전재를 혼합하여 음극 활물질층 형성용 조성물을 제조한 후 이를 구리 포일 등의 음극 전류 집전체에 도포하여 제조될 수 있다.Like the positive electrode, the negative electrode may be prepared by mixing the negative electrode active material, a binder, and optionally a conductive material to prepare a composition for forming a negative electrode active material layer, and then coating the negative electrode current collector such as copper foil.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하다.As the electrolyte charged in the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a known solid electrolyte may be used.

상기 비수성 유기용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계 또는 케톤계 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate, ester, ether or ketone solvent may be used. As the carbonate solvent, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylmethyl carbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like may be used. As the ester solvent, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, or the like may be used.

리튬 이차 전지의 종류에 따라 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 존재할 수 있다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필 렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.The separator may exist between the positive electrode and the negative electrode according to the type of the lithium secondary battery. 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 / It goes without saying that a mixed multilayer film such as a polypropylene three-layer separator can be used.

이때 양극으로 본 발명에 따른 양극 활물질을 사용함으로써 종래 전지의 충전 과정 중 전해질의 산화에 의해 생성되는 산에 의해 양극 활물질이 용해되는 문제를 해소할 뿐만 아니라 전해액과 양극 활물질 간의 반응을 억제한다. 그 결과 리튬 이차 전지의 충방전 특성, 수명특성, 고전압 특성, 고율 특성 및 열 안전성을 향상시킨다. 특히 고전압에서 사용할 경우 그 효과가 증대된다.At this time, by using the positive electrode active material according to the present invention as a positive electrode not only solves the problem of dissolving the positive electrode active material by the acid generated by the oxidation of the electrolyte during the charging process of the conventional battery, but also suppresses the reaction between the electrolyte solution and the positive electrode active material. As a result, the charge and discharge characteristics, lifespan characteristics, high voltage characteristics, high rate characteristics, and thermal stability of the lithium secondary battery are improved. Especially when used at high voltage, the effect is increased.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred 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.

(실시예 1) 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 1 Ammonium hexafluoroaluminate ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 LiCoO) LiCoO including surface modification layer 22 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄헥사플루오르알루미네이트 ((NH4)3AlF6) 0.5g을 볼밀에 넣고 LiCoO2 (일본화학제품 C5) 100g 첨가하여 상온에서 1시간 볼밀링하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 LiCoO2 활물질 분말위에 코팅시켜 양극 활물질을 제조하였다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 0.25몰% 이었다. 0.5 g of ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ) from which moisture was removed by vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours was added to a ball mill and 100 g of LiCoO 2 (Japan Chemicals C5) was added and ball milled at room temperature for 1 hour. Ammonium hexafluoroaluminate was coated on the LiCoO 2 active material powder to prepare a positive electrode active material. The coating amount of (NH 4 ) 3 AlF 6 in the prepared cathode active material was 0.25 mol%.

(실시예 2) (Example 2)

암모늄헥사플루오르알루미네이트 0.25g을 LiCoO2 활물질 분말 100g에 코팅시킨 것(LiCoO2 1몰 : (NH4)3AlF6 0.00125몰)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리를 실시하여 양극 활물질을 제조하였다.Except 0.25 g of ammonium hexafluoroaluminate coated on 100 g of LiCoO 2 active material powder (1 mol of LiCoO 2 : 0.00125 mol of (NH 4 ) 3 AlF 6 ), and the surface treatment was carried out in the same manner as in Example 1 An active material was prepared.

(실시예 3) (Example 3)

암모늄헥사플루오르알루미네이트 0.15g을 LiCoO2 활물질 분말 100g에 코팅시킨 것(LiCoO2 1몰 : (NH4)3AlF6 0.0008몰)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리를 실시하여 양극 활물질을 제조하였다.The same method as in Example 1, except that 0.15 g of ammonium hexafluoroaluminate was coated on 100 g of LiCoO 2 active material powder (1 mol of LiCoO 2 : 0.0008 mol of (NH 4 ) 3 AlF 6 ). Surface treatment was carried out to prepare a cathode active material.

(실시예 4) (Example 4)

암모늄헥사플루오르알루미네이트 1g을 LiCoO2 활물질 분말 100g에 코팅시킨 것(LiCoO2 1몰 : (NH4)3AlF6 0.005몰)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리를 실시하여 양극 활물질을 제조하였다.Except for coating 1 g of ammonium hexafluoroaluminate on 100 g of LiCoO 2 active material powder (1 mol of LiCoO 2 : 0.005 mol of (NH 4 ) 3 AlF 6 ), the surface treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a positive electrode active material Was prepared.

(실시예 5) (Example 5)

암모늄헥사플루오르알루미네이트 2g을 LiCoO2 활물질 분말 100g에 코팅시킨 것(LiCoO2 1몰 : (NH4)3AlF6 0.01몰)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리를 실시하여 양극 활물질을 제조하였다.Except for coating 2 g of ammonium hexafluoroaluminate on 100 g of LiCoO 2 active material powder (1 mol of LiCoO 2 : 0.01 mol of (NH 4 ) 3 AlF 6 ), the surface treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a cathode active material. Was prepared.

(실시예 6) (Example 6)

암모늄테트라플루오르알루미네이트 0.5g을 LiCoO2 활물질 분말 100g에 코팅시킨 것(LiCoO2 1몰 : NH4AlF4 0.0025몰)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리를 실시하여 양극 활물질을 제조하였다.A cathode active material was prepared by performing the same surface treatment as in Example 1 except that 0.5 g of ammonium tetrafluoroaluminate was coated on 100 g of LiCoO 2 active material powder (1 mol of LiCoO 2 : 0.0025 mol of NH 4 AlF 4 ). It was.

(비교예 1) (Comparative Example 1)

LiCoO2를 (일본화학제품 C5) 양극 활물질로 사용하였다.LiCoO 2 was used as a cathode active material (Japanese Chemical C5).

(실험예 1) 불산의 농도 분석 Experimental Example 1 Concentration Analysis of Hydrofluoric Acid

상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1에서 제조된 양극 활물질 100 mg을 1 M LiPF6가 EC:DEC (1:1 부피%)에 용해된 전해액 10 ml 에 첨가하여 60℃, 1주일간 보관한 후 각각의 시료를 녹인 전해액 용액중에 포함된 불산의 농도를 측정하여 표 1에 나타내었다. 불산의 농도는 중화적정법을 사용하였으며, 이때 사용된 지시약은 BTB(bromothylmol blue)를 사용하였다. 100 mg of the positive electrode active material prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 was added to 10 ml of an electrolyte in which 1 M LiPF 6 was dissolved in EC: DEC (1: 1 vol.%), And stored at 60 ° C. for 1 week. Table 1 shows the concentration of hydrofluoric acid contained in the electrolyte solution in which each sample was dissolved. The concentration of hydrofluoric acid was used for neutralization titration, and the indicator used was bromothylmol blue (BTB).

비교를 위하여 1 M LiPF6가 EC:DEC (1:1 부피%)에 전해액 용액에 대하여 상기와 동일한 방법으로 불산의 농도를 측정하였다.For comparison, the concentration of hydrofluoric acid was measured in the same manner as described above for the electrolyte solution of 1 M LiPF 6 in EC: DEC (1: 1 vol%).

[표 1] [Table 1]

시 료sample 잔류 불산의 농도 (ppm)Concentration of residual hydrofluoric acid (ppm) 실시예 1Example 1 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.25 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 6161 실시예 2Example 2 0.125mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.125 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 8484 실시예 3Example 3 0.08mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.08 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 126126 실시예 4Example 4 0.5mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.5 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 4545 실시예 5Example 5 1mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 1 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 2020 실시예 6Example 6 0.25mol% NH4AlF4로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.25 mol% NH 4 AlF 4 9797 비교예 1Comparative Example 1 LiCoO2 LiCoO 2 250250 referencereference 1M LiPF6가 EC:DEC에 용해된 전해액Electrolyte with 1M LiPF 6 dissolved in EC: DEC 250250

표 1에서 알 수 있듯이 암모늄헥사플루오르알루미네이트의 코팅량이 증가할수록 전해액중에 남아 있는 불산의 농도는 감소함을 알수 있었으며, 같은 코팅량을 사용한 암모늄테트라플루오르알루미네이트의 경우 암모늄헥사플루오르알루미네이트 보다 전해액중에 더 불산이 더 많이 남아 있는 것을 알 수 있었다. 이는 암모늄헥사플루오르알루미네이트중에 더 많은 양의 암모늄 양이온을 포함하고 있기 때문에 플루오르 음이온과 더 많이 반응하여 불산의 농도를 낮추기 때문이다. As can be seen from Table 1, the concentration of hydrofluoric acid remaining in the electrolyte decreased as the coating amount of ammonium hexafluoroaluminate increased. It was found that more Foshan remained. This is because the ammonium hexafluoroaluminate contains a greater amount of ammonium cation, so it reacts more with the fluorine anion to lower the concentration of hydrofluoric acid.

(실시예 7 내지 13) 반쪽 전지(Half cell)의 제조(Examples 7 to 13) Preparation of Half Cells

실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 양극 활물질의 특성을 평가하기 위하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 양극 활물질 및 도전재로 아세틸렌블랙, 흑연(KS6, Lonza 사 제품), 결합제로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 85:3.75:3.75:7.5의 중량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 20 ㎛ 두께의 알루미늄박에 균일하게 도포한 후 110℃에서 건조한 다음, 롤 프레스로 가압하여 양극을 제조하였다. In order to evaluate the properties of the positive electrode active materials prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, acetylene black, graphite (KS6, manufactured by Lonza), bonding as the positive electrode active materials and conductive materials of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 A slurry was prepared by mixing zero polyvinylidene fluoride (PVdF) in a weight ratio of 85: 3.75: 3.75: 7.5. The slurry was uniformly coated on an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried at 110 ° C., and pressed by a roll press to prepare a positive electrode.

상기 제조된 양극과 리튬 메탈을 상대 전극으로 하며, 에틸렌 카보네이트: 디메틸 카보네이트(1:1 부피비) 혼합용매에 1몰 LiPF6가 용해된 전해액을 사용하여 리튬 전지의 통상적인 제조공정에 따라 실시예 7 내지 13 및 비교예 2의 2032 규격의 코인 전지(coin cell)를 제조하였다. Example 7 according to a conventional manufacturing process of a lithium battery using an electrolyte prepared by using a positive electrode and a lithium metal as a counter electrode, and an electrolyte solution in which 1 mol LiPF 6 is dissolved in an ethylene carbonate: dimethyl carbonate (1: 1 volume ratio) mixed solvent. To 2032 standard coin cell (coin cell) of 13 to Comparative Example 2 were prepared.

(실험예 2) 반쪽 코인 전지의 수명 특성 평가 (Experimental example 2) Life characteristic evaluation of the half coin battery

상기 실시예 7 내지 13 및 비교예 2에 따라 제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 사이클 수명 특성은 3.0 내지 4.5 V의 전압 범위에서 0.5 C-rate(50 mA/g)의 전류 밀도로 평가되었으며, 평가 온도는 25℃였다. 수명 특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 실시예 7 내지 10, 11 및 비교예 2의 결과를 표 2에 나타내었다. The cycle life characteristics were evaluated using half coin cells prepared according to Examples 7-13 and Comparative Example 2 above. Cycle life characteristics were evaluated at a current density of 0.5 C-rate (50 mA / g) in the voltage range of 3.0 to 4.5 V, and the evaluation temperature was 25 ° C. The life characteristics were obtained from the following equations and the results of Examples 7 to 10, 11 and Comparative Example 2 are shown in Table 2.

수명 특성(%) = (50 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life characteristics (%) = (discharge capacity at 50 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 2] TABLE 2

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명 특성(%)Life Characteristics (%) 실시예 7Example 7 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.25 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 182182 97.597.5 실시예 8Example 8 0.125mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.125 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 181181 96.896.8 실시예 9Example 9 0.08mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.08 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 183183 94.394.3 실시예 10Example 10 0.5mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.5 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 180180 89.789.7 실시예 12Example 12 0.25mol% NH4AlF4로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.25 mol% NH 4 AlF 4 182182 92.792.7 비교예 2Comparative Example 2 LiCoO2 LiCoO 2 179179 60.660.6

표 2에서 명확히 알 수 있듯이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 코팅한 양극 활물질을 포함하는 실시예 7 내지 10은 코팅하지 않은 비교예 2에 비하여 수명 특성이 매우 우수함을 알 수 있었으며, 코팅량이 0.25몰% 일 때가 가장 우수한 용량유지율 97.5%를 나타내었다. 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 코팅한 시료들 의 경우 코팅량이 증가할수록 초기용량은 소폭 감소하였으며, 용량 유지율은 0.25몰% 까지 증가하여 극대값을 나타낸 후 감소하였다. 또한 같은 코팅량을 사용한 암모늄테트라플루오르알루미네이트의 경우 암모늄헥사플루오르알루미네이트와 초기 용량은 같았으나, 수명 특성은 약간 감소하였다. 이 결과는 표 1의 불산의 농도 감소정도와 잘 일치하였다. As can be clearly seen in Table 2, Examples 7 to 10 including the positive electrode active material coated with ammonium hexafluoroaluminate were found to have a very good life characteristics as compared to Comparative Example 2 without coating, 0.25 mol% day The best time was 97.5%. In the case of the samples coated with ammonium hexafluoroaluminate, the initial dose decreased slightly as the coating amount increased, and the capacity retention rate increased to 0.25 mol%, and then decreased. In addition, in the case of ammonium tetrafluoroaluminate using the same coating amount, the initial capacity was the same as that of ammonium hexafluoroaluminate, but the life characteristics decreased slightly. This result is in good agreement with the decrease in the concentration of hydrofluoric acid in Table 1.

(실험예 3) 열 안정성 특성 평가 Experimental Example 3 Evaluation of Thermal Stability Characteristics

상기 실시예 7 내지 12 및 비교예 2에 따라 제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 3.0 내지 4.5 V 범위에서 0.2 C-rate (20 mA/g)로 3사이클 충방전 후 4.5 V 까지 정전류 정전압 충전을 행하였다. 이때 정전압 충전시 전류는 정전류 충전 전류의 1/20에 도달할 때 까지 충전을 행하였다. 4.5V 만 충전 코인 전지를 드라이룸에서 해체하여 양극 활물질을 습득한 후 시차중량분석기(differential scanning calorimeter 200 PC Netzs, Germany)에 넣고 상온에서 분당 1℃로 400℃까지 가열하였다. 실시예 7과 비교예 2에서 제조된 시료의 열 안정성 특성을 표 3에 나타내었다. Using a half coin battery prepared according to Examples 7 to 12 and Comparative Example 2, constant current constant voltage charging was performed up to 4.5 V after 3-cycle charging and discharging at 0.2 C-rate (20 mA / g) in the range of 3.0 to 4.5 V. It was. At this time, the charging current was charged until the current reached 1/20 of the constant current charging current. The 4.5V rechargeable coin cell was disassembled in a dry room to obtain a positive electrode active material, and then placed in a differential scanning calorimeter (200 PC Netzs, Germany) and heated to 400 ° C. at 1 ° C. per minute at room temperature. Table 3 shows the thermal stability characteristics of the samples prepared in Example 7 and Comparative Example 2.

[표 3] [Table 3]

시 료sample 발열개시온도(℃)Fever start temperature (℃) 최대발열온도 (℃)Maximum heat generation temperature (℃) 발열량 (J/g)Calorific Value (J / g) 실시예 7Example 7 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.25 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 196196 212.7212.7 21022102 비교예 2Comparative Example 2 LiCoO2 LiCoO 2 178178 198.6198.6 29852985

표 3에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시 료의 발열개시온도는 처리하지 않은 시료에 비해 18℃, 최대발열온도는 14.1℃ 고온으로 이동하였으며, 발열량 또한 883 J/g 이 감소하였다. 이로부터 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료가 우수한 열 안정성 특성을 가짐을 알 수 있었다.As shown in Table 3, the exothermic onset temperature of the sample surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate shifted to 18 ℃ and the maximum exothermic temperature to 14.1 ℃ above the untreated sample, and the calorific value also decreased by 883 J / g. It was. From this, it can be seen that the sample surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate has excellent thermal stability characteristics.

(실시예 14) 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 14 Ammonium hexafluoroaluminate ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 Li[Ni) Li [Ni including surface modification layer 1/31/3 CoCo 1/31/3 MnMn 1/31/3 ]O] O 22 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NH4)3AlF6) 5g과 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (대정화금제품) 1000g 첨가하여 상온에서 본 특허 실험을 위해 자체 제작한 메카노 퓨전 장치를 사용하여 2시간 처리하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 활물질 분말위에 코팅시켰다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 Li[Ni1 /3Co1 /3Mn1 /3]O2 1몰 대비 0.25몰% 이었다. 5 g of ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ) removed from water by vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours and Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 ) Ammonium hexafluoroaluminate was added to Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 active material powder by adding 1000g and processing at room temperature for 2 hours using a Mechano fusion device manufactured for this patent experiment. Coated on. In the prepared anode active material, (NH 4) 3 AlF 6 The coating amount of Li [Ni 1/3 Co 1 /3 Mn 1/3] O 2 was 0.25 mol% 1 mol contrast.

(실험예 4) 표면특성분석Experimental Example 4 Surface Characteristic Analysis

상기 실시예 14에 따른 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 양극 활물질의 표면을 주사전자현미경(SEM, 상표명:JSM 6400, 회사명:JEOL, Japan)으로 관찰하여, 얻어진 결과를 도 3에 나타내었다.Scanning electron microscope (SEM, trade name: JSM 6400, company name) was prepared by scanning the surface of the Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 cathode active material surface treated with ammonium hexafluoroaluminate according to Example 14. : (JEOL, Japan) and the obtained result are shown in FIG.

도 3은 실시예 14에서 제조된 양극 활물질의 주사전자현미경 사진으로, 미세 분말의 (NH4)3AlF6가 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 표면에 균일하게 코팅되었음을 알 수 있다.3 is a scanning electron micrograph of the positive electrode active material prepared in Example 14, wherein (NH 4 ) 3 AlF 6 of the fine powder is uniformly on the surface of Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 It can be seen that it is coated.

(비교예 3) (Comparative Example 3)

Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2(대정화금제품)를 양극 활물질로 사용하였다.Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 (manufactured by Grand Chemical Co., Ltd.) was used as the positive electrode active material.

(실시예 15 및 비교예 4) 반쪽 전지(Half cell)의 제조Example 15 and Comparative Example 4 Preparation of Half Cell

상기 실시예 14 및 비교예 3에 따른 양극 활물질을 사용하여 실시예 7 내지 13 및 비교예 2와 동일한 방법으로 반쪽 전지를 제작하였다.Half batteries were manufactured in the same manner as in Examples 7 to 13 and Comparative Example 2, using the positive electrode active materials according to Example 14 and Comparative Example 3.

(실험예 5) 반쪽 코인 전지의 수명 특성 평가 Experimental Example 5 Evaluation of Life Characteristics of Half Coin Battery

실시예 15 및 비교예 3에 따라 제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 사이클 수명특성은 3.0 내지 4.3 V의 전압 범위에서 0.5 C-rate (50 mA/g)의 전류 밀도로 평가 되었으며, 평가 온도는 25℃였다. 수명 특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 그 결과를 표 4에 나타내었다. The cycle life characteristics were evaluated using half coin cells prepared according to Example 15 and Comparative Example 3. Cycle life characteristics were evaluated at a current density of 0.5 C-rate (50 mA / g) in the voltage range of 3.0 to 4.3 V, the evaluation temperature was 25 ℃. The lifetime characteristics were obtained from the following equations and the results are shown in Table 4.

수명 특성(%) = (90 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life characteristics (%) = (discharge capacity at 90 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

(실험예 6) 반쪽 코인 전지의 부하 특성 평가 Experimental Example 6 Evaluation of Load Characteristics of a Half Coin Battery

실시예 15 및 비교예 3에 따라 제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 부하 특성을 평가하였다. 부하 특성 평가는 25℃와 3.0 내지 4.3 V의 전압 범위에서 각 단계에서 충전전류는 0.2 C-rate (20 mA/g)의 정전류로, 방전 전류는 0.2, 0.5, 1, 2, 및 3 C-rate의 정전류로 평가 하였다. 실시예 15 및 비교예 3에 따fms 양극 활물질의 각 방전전류에서 부하특성은 아래 식으로부터 구하여 표 5에 나타내었다. The load characteristics were evaluated using half coin cells prepared according to Example 15 and Comparative Example 3. The load characteristics were evaluated at a constant current of 0.2 C-rate (20 mA / g) at 25 ° C and a voltage range of 3.0 to 4.3 V, with a discharge current of 0.2, 0.5, 1, 2, and 3 C- Rate constant current was evaluated. According to Example 15 and Comparative Example 3, the load characteristics at each discharge current of the fms positive electrode active material are shown in Table 5 obtained from the following equation.

부하특성(%) = (각 전류에서의 방전용량/전류 0.2 C-rate에서의 방전용량) x 100Load characteristic (%) = (discharge capacity at each current / discharge capacity at 0.2 C-rate) x 100

[표 4] [Table 4]

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명 특성(%)Life Characteristics (%) 실시예 15Example 15 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 0.25 mol% (NH 4 ) 3 Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 coated with AlF 6 154154 91.391.3 비교예 3Comparative Example 3 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 154154 75.575.5

표 4에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료의 수명 특성이 휠씬 우수함을 알 수 있었다. As shown in Table 4, it was found that the life characteristics of the samples surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate were much superior.

[표 5]TABLE 5

Figure 112009022273795-pat00001
Figure 112009022273795-pat00001

표 5에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료의 부하특성이 실험한 전 전류범위에서 우수하였으며, 특히 방전 전류가 증가 할수록 표면처리한 시료와 처리하지 않은 시료의 부하특성차가 증가함을 알 수 있었다.As shown in Table 5, the load characteristics of the samples treated with ammonium hexafluoroaluminate were excellent in the entire current range tested. In particular, as the discharge current increased, the difference in the load characteristics between the surface treated samples and the untreated samples increased. And it was found.

(실시예 16) 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 16 Ammonium hexafluoroaluminate ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 Li[Ni) Li [Ni including surface modification layer 0.80.8 CoCo 0.150.15 AlAl 0.050.05 ]O] O 22 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄헥사플루오르알루미네이트 ((NH4)3AlF6) 0.5g을 볼밀에 넣고 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 (Toda 사) 100g을 첨가하여 상온에서 10시간 볼밀링하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 활물질 분말위에 코팅시켰다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 1몰 대비 0.25몰% 이었다. 0.5 g of ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ) dehydrated by vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours was placed in a ball mill and 100 g of Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 (Toda) was added. Ammonium hexafluoroaluminate was coated on Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 active material powder by ball milling at room temperature for 10 hours. The coating amount of (NH 4 ) 3 AlF 6 in the prepared cathode active material was 0.25 mol% compared to 1 mol of Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 .

(비교예 4) (Comparative Example 4)

Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 (Toda 사)를 양극 활물질로 사용하였다.Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 (Toda) was used as the positive electrode active material.

(실시예 17 및 비교예 5) 반쪽 전지(Half cell)의 제조Example 17 and Comparative Example 5 Preparation of Half Cell

상기 실시예 16 및 비교예 4에 따른 양극 활물질을 사용하여 실시예 7 내지 13 및 비교예 2와 동일한 방법으로 반쪽 전지를 제작하였다.Half batteries were manufactured in the same manner as in Examples 7 to 13 and Comparative Example 2, using the positive electrode active materials according to Example 16 and Comparative Example 4.

(실험예 7) 반쪽 코인 전지의 수명 특성 평가 Experimental Example 7 Evaluation of Life Characteristics of Half Coin Battery

실시예 17 및 비교예 5에 따라 제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 사이클 수명특성은 3.0 내지 4.3 V의 전압 범위에서 0.5 C-rate (50 mA/g)의 전류 밀도로 평가 되었으며, 평가 온도는 25℃였다. 수명특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 그 결과를 표 6에 나타내었다. The cycle life characteristics were evaluated using half coin cells prepared according to Example 17 and Comparative Example 5. Cycle life characteristics were evaluated at a current density of 0.5 C-rate (50 mA / g) in the voltage range of 3.0 to 4.3 V, the evaluation temperature was 25 ℃. The life characteristics were obtained from the following equations and the results are shown in Table 6.

수명 특성(%) = (50 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life characteristics (%) = (discharge capacity at 50 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 6] TABLE 6

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명 특성(%)Life Characteristics (%) 실시예 17Example 17 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 0.25 mol% (NH 4 ) 3 Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 coated with AlF 6 161161 97.197.1 비교예 5Comparative Example 5 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 160160 92.092.0

표 6에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 양 극 활물질을 포함하는 실시예 17에 따른 전지의 초기용량은 비교예 5의 전지와 비슷하였으나 수명 특성은 5% 이상 증가하였다. As shown in Table 6, the initial capacity of the battery according to Example 17 including the positive electrode active material surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate was similar to that of Comparative Example 5, but the lifespan characteristics increased by 5% or more.

(실험예 8) 열 안정성 특성 평가 Experimental Example 8 Evaluation of Thermal Stability Characteristics

실시예 17 및 비교예 5에 따라 제조된 반쪽 코인전지를 사용하여 3.0 내지 4.3 V 범위에서 0.2 C-rate (20 mA/g)로 3사이클 충방전 후 4.3 V 까지 정전류 정전압 충전을 행하였다. 이때 정전압 충전시 전류는 정전류 충전 전류의 1/20에 도달할 때 까지 충전을 행하였다. 4.3V 만 충전 코인전지를 드라이룸에서 해체하여 양극 활물질을 습득한 후 시차중량분석기 (differential scanning calorimeter 200 PC Netzs, Germany)에 넣고 상온에서 분당 1℃로 400℃까지 가열하였다. 실시예 8과 비교예 3에서 제조된 시료의 열 안정성 특성을 표 7에 나타내었다. Using a half coin battery prepared according to Example 17 and Comparative Example 5, constant current constant voltage charging was performed up to 4.3 V after 3-cycle charging and discharging at 0.2 C-rate (20 mA / g) in the range of 3.0 to 4.3 V. At this time, the charging current was charged until the current reached 1/20 of the constant current charging current. Only 4.3V charged coin battery was disassembled in a dry room to obtain a positive electrode active material and then placed in a differential scanning calorimeter 200 PC Netzs, Germany, and heated to 400 ° C. at 1 ° C. per minute at room temperature. The thermal stability characteristics of the samples prepared in Example 8 and Comparative Example 3 are shown in Table 7.

[표 7]TABLE 7

시 료sample 발열개시온도(℃)Fever start temperature (℃) 최대발열온도 (℃)Maximum heat generation temperature (℃) 발열량 (J/g)Calorific Value (J / g) 실시예 17Example 17 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 0.25 mol% (NH 4 ) 3 Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 coated with AlF 6 235235 255255 16561656 비교예 5Comparative Example 5 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 180180 227227 21522152

표 7에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료의 발열개시온도는 처리하지 않은 시료에 비해 55℃, 최대발열온도는 28℃ 고온으로 이동하였으며, 발열량 또한 496 J/g 이 감소하였다. 이로부터 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료가 우수한 열적 안정성을 가짐을 알 수 있었다.As shown in Table 7, the exothermic onset temperature of the sample treated with ammonium hexafluoroaluminate was 55 ℃ and the maximum exothermic temperature was shifted to 28 ℃ higher than the untreated sample, and the calorific value also decreased by 496 J / g. . This shows that the sample surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate has excellent thermal stability.

(실시예 18) 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 18 Ammonium hexafluoroaluminate ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 Li) Li including surface modification layer 1.051.05 [Al[Al 0.080.08 MnMn 1.871.87 ]O] O 44 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄헥사플루오르알루미네이트 ((NH4)3AlF6) 0.25g을 볼밀에 넣고 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 (Toda 사) 100g 첨가하여 상온에서 10시간 볼밀링하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 활물질 분말위에 코팅시켰다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 1몰 대비 0.22몰% 이었다. After vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours, 0.25 g of ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ), from which moisture was removed, was added to a ball mill and 100 g of Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 (Toda) was added. Ammonium hexafluoroaluminate was coated onto Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 active material powder by ball milling for 10 hours at. The coating amount of (NH 4 ) 3 AlF 6 in the prepared cathode active material was 0.22 mol% compared to 1 mol of Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 .

(비교예 6) (Comparative Example 6)

Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4(Toda 사)를 양극 활물질로 사용하였다.Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 (Toda) was used as the positive electrode active material.

(실시예 19 및 비교예 7) 반쪽 전지(Half cell)의 제조Example 19 and Comparative Example 7 Preparation of Half Cell

상기 실시예 18 및 비교예 6에 따른 양극 활물질을 사용하여 실시예 7 내지 13 및 비교예 2와 동일한 방법으로 반쪽 전지를 제작하였다.Half batteries were manufactured in the same manner as in Examples 7 to 13 and Comparative Example 2, using the positive electrode active materials according to Example 18 and Comparative Example 6.

(실험예 9) 반쪽 코인 전지의 수명 특성 평가 Experimental Example 9 Evaluation of Life Characteristics of Half Coin Battery

제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 사이클 수명 특성은 3.0 내지 4.3 V의 전압 범위에서 0.5 C-rate (50 mA/g)의 전류 밀도로 평가 되었으며, 평가 온도는 55℃였다. 수명 특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 그 결과를 표 8에 나타내었다. The cycle life characteristics were evaluated using the prepared half coin cell. Cycle life characteristics were evaluated at a current density of 0.5 C-rate (50 mA / g) in the voltage range of 3.0 to 4.3 V, the evaluation temperature was 55 ℃. The lifetime characteristics were obtained from the following equations and the results are shown in Table 8.

수명특성(%) = (100 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life time characteristic (%) = (discharge capacity at 100 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 8] [Table 8]

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명 특성(%)Life Characteristics (%) 실시예 19Example 19 0.22 mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 0.22 mol% (NH 4 ) 3 Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 coated with AlF 6 101.2101.2 95.095.0 비교예 7Comparative Example 7 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 100.8100.8 82.882.8

표 8에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 양극 활물질을 포함하는 실시예 19에 따른 전지는 비교예 4의 전지와 거의 비슷하였으나 수명특성은 12.2% 향상되었다. As shown in Table 8, the battery according to Example 19 including the positive electrode active material surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate was almost similar to the battery of Comparative Example 4, but the life characteristics were improved by 12.2%.

(실시예 20) 암모늄데카플루오르비스무스네이트(NHExample 20 Ammonium Decafluorobismuthate (NH 44 BiBi 33 FF 1010 ) 표면개질층을 포함하는 Li) Li including surface modification layer 1.051.05 [Al[Al 0.080.08 MnMn 1.871.87 ]O] O 44 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄데카플루오르비스무스네이트(NH4Bi3F10) 0.25g을 볼밀에 넣고 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4(Toda 사) 100g 첨가하여 상온에서 10시간 볼밀링하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 활물질 분말위에 코팅시켰다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 1몰 대비 0.10몰% 이었다. After vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours, 0.25 g of ammonium decafluorobismusate (NH 4 Bi 3 F 10 ), from which moisture was removed, was added to a ball mill and 100 g of Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 (Toda) was added thereto at room temperature. Ammonium hexafluoroaluminate was coated on Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 active material powder by ball milling for 10 hours. The coating amount of (NH 4 ) 3 AlF 6 in the prepared cathode active material was 0.10 mol% compared to 1 mol of Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 .

반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명특성은 실시예 7과 같은 방법으로 행하였다. 수명특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 그 결과를 표 9에 나타내었다. Using a half coin battery, cycle life characteristics were performed in the same manner as in Example 7. The lifetime characteristics were obtained from the following equations and the results are shown in Table 9.

수명특성(%) = (100 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life time characteristic (%) = (discharge capacity at 100 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 9] TABLE 9

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명특성(%)Life characteristic (%) 실시예 20Example 20 0.25mol% NH4Bi3F10로 코팅된 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 coated with 0.25 mol% NH 4 Bi 3 F 10 99.899.8 92.392.3 비교예 6Comparative Example 6 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4 Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 100.8100.8 82.882.8

표 9에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 시료의 초기용량은 비교예 4의 Li1.05[Al0.08Mn1.87]O4와 거의 비슷하였으나 수명특성은 9.5% 향상되었다. As shown in Table 9, the initial capacity of the sample treated with ammonium hexafluoroaluminate was almost similar to that of Li 1.05 [Al 0.08 Mn 1.87 ] O 4 of Comparative Example 4, but the lifespan was improved by 9.5%.

(실시예 21) 습식법을 이용한 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 21 Ammonium hexafluoroaluminate using the wet method ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 LiCoO) LiCoO including surface modification layer 22 양극 활물질의 제조  Preparation of Cathode Active Material

반응기에 0.013 M의 Al(NO3)3ㅇ9H2O 수용액을 주입한 후 양극 활물질인 LiCoO2 4 kg을 첨가하였다. 이때 반응기의 온도를 80℃로 유지시키면서 임펠러 속도 600 rpm으로 2시간 교반하였다. 이어서, 6 M NH4F 수용액 2 L를 1 ㎖/min의 유량으로 서서히 반응기에 연속적으로 투입한 다음, 24시간 동안 교반하여 미 반응물을 모두 침전시켜 공침 화합물을 얻었다.An aqueous 0.013 M Al (NO 3 ) 3 9H 2 O solution was injected into the reactor, and then 4 kg of LiCoO 2 , a positive electrode active material, was added. At this time, the reactor was stirred at an impeller speed of 600 rpm while maintaining the temperature at 80 ° C for 2 hours. Subsequently, 2 L of 6 M NH 4 F aqueous solution was slowly added to the reactor at a flow rate of 1 ml / min, and stirred for 24 hours to precipitate all unreacted materials to obtain a coprecipitation compound.

상기 공침 화합물을 여과하여 회수하고, 이를 110℃ 온풍 항온조에서 12시간 건조시켰다. 이 건조된 화합물을 140℃로 진공중에서 12시간 처리하여 (NH4)3AlF6가 코팅된 LiCoO2 양극 활물질 분말을 제조하였다. 이때 제조된 양극 활물질 분말은 LiCoO2 1 몰에 대해 (NH4)3AlF6가 0.02 몰로 코팅되었다.The coprecipitation compound was collected by filtration and dried in a 110 ° C. warm air thermostat for 12 hours. The dried compound was treated at 140 ° C. under vacuum for 12 hours to prepare a LiCoO 2 positive electrode active material powder coated with (NH 4 ) 3 AlF 6 . In this case, the prepared cathode active material powder was coated with 0.02 mol of (NH 4 ) 3 AlF 6 per 1 mol of LiCoO 2 .

반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명특성은 실시예 7과 같은 방법으로 평가하였다. 실시예 11과 비교예 1로부터 제조된 양극 활물질의 수명특성은 아래의 식으로부터 구하였으며 그 결과를 표 10에 나타내었다. Using a half coin battery, the cycle life characteristics were evaluated in the same manner as in Example 7. The lifetime characteristics of the positive electrode active materials prepared from Example 11 and Comparative Example 1 were obtained from the following equations and the results are shown in Table 10.

수명특성(%) = (50 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life time characteristic (%) = (discharge capacity at 50 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 10] TABLE 10

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명특성(%)Life characteristic (%) 실시예 21Example 21 0.2mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 LiCoO2 LiCoO 2 coated with 0.2 mol% (NH 4 ) 3 AlF 6 181181 93.793.7 비교예 2Comparative Example 2 LiCoO2 LiCoO 2 179179 60.660.6

표 10에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 양극 활물질을 포함하는 실시예 21에 따른 전지의 초기용량은 비교예 2의 LiCoO2와 거의 비슷하였으나 수명특성은 33.1% 향상되었다. As shown in Table 10, the initial capacity of the battery according to Example 21 including the cathode active material surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate was almost similar to that of LiCoO 2 of Comparative Example 2, but the lifetime characteristics were improved by 33.1%.

(실시예 22) 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NHExample 22 Ammonium Hexafluoroaluminate ((NH 44 )) 33 AlFAlF 66 ) 표면개질층을 포함하는 Li[Ni) Li [Ni including surface modification layer 1/31/3 CoCo 1/31/3 MnMn 1/31/3 ]O] O 22 양극 활물질의 고온 수명특성 평가  High Temperature Life Evaluation of Cathode Active Material

120℃, 15시간 진공건조시켜 수분이 제거된 암모늄헥사플루오르알루미네이트 ((NH4)3AlF6) 0.5g을 볼밀에 넣고 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (대정화금제품) 100g 첨가하여 상온에서 12시간 볼밀링하여 암모늄헥사플루오르알루미네이트를 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 활물질 분말위에 코팅시켰다. 상기 제조된 양극 활물질에서 (NH4)3AlF6의 코팅량은 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 1몰 대비 0.25몰% 이었다. 0.5 g of ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ) dehydrated by vacuum drying at 120 ° C. for 15 hours was placed in a ball mill and Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 ( 100 g of large purified gold) was added and ball milled at room temperature for 12 hours to coat ammonium hexafluoroaluminate on the powder of Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 active material. The coating amount of (NH 4 ) 3 AlF 6 in the prepared cathode active material was 0.25 mol% compared to 1 mol of Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 .

(실험예 10) 반쪽 코인 전지의 수명 특성 평가 Experimental Example 10 Evaluation of Life Characteristics of Half Coin Battery

제조된 반쪽 코인 전지를 사용하여 사이클 수명 특성을 평가하였다. 사이클 수명특성은 3.0 내지 4.5 V의 전압 범위에서 0.5 C-rate (50 mAh/g)의 전류 밀도로 평가 되었으며, 평가 온도는 55℃였다. 수명 특성은 아래의 식으로부터 그 결과를 표 11에 나타내었다. The cycle life characteristics were evaluated using the prepared half coin cell. Cycle life characteristics were evaluated at a current density of 0.5 C-rate (50 mAh / g) in the voltage range of 3.0 to 4.5 V, the evaluation temperature was 55 ℃. The life characteristics are shown in Table 11 as a result from the following equation.

수명특성(%) = (100 사이클 째의 방전용량/1 사이클 째의 방전용량) x 100Life time characteristic (%) = (discharge capacity at 100 cycles / 1 discharge capacity at cycles) x 100

[표 11] TABLE 11

시 료sample 초기용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 수명특성(%)Life characteristic (%) 실시예 22Example 22 0.25mol% (NH4)3AlF6로 코팅된 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 0.25 mol% (NH 4 ) 3 Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 coated with AlF 6 162.4162.4 92.392.3 비교예 3Comparative Example 3 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 157.4157.4 5252

표 11에 나타낸 바와 같이 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 양극 활물질을 포함하는 실시예 22에 따른 전지의 초기용량은 비교예 3의 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2보다 우수할 뿐만 아니라 수명특성은 40% 이상 증가하였다. As shown in Table 11, the initial capacity of a battery according to Example 22 including a cathode active material surface-treated with ammonium hexafluoroaluminate was Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O of Comparative Example 3. Not only is it better than 2 , its lifespan is increased by more than 40%.

일반적으로 전지의 사이클 특성은 양극 활물질 표면과 전해액과의 반응 및 양극 활물질에 포함되어 불산에 의한 양극 활물질 전이금속의 용해로 인한 구조적인 변화가 큰 원인이 된다. 이에 대하여 상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 암모늄헥사플루오르알루미네이트 화합물로 표면개질 된 실시예 1 내지 6의 양극 활물질은 전해액중의 불산과 반응하여 불산의 농도를 대폭적으로 감소시켰으며, 표 2 내지 11에 나타낸 바와 같이 이에 따라 사이클 특성이 현저하게 개선된 결과가 보였다. In general, the cycle characteristics of the battery are largely caused by the reaction between the surface of the positive electrode active material and the electrolyte and the structural change due to the dissolution of the positive electrode active material transition metal by hydrofluoric acid. On the other hand, as shown in Table 1, the positive electrode active material of Examples 1 to 6 surface-modified with ammonium hexafluoroaluminate compound reacted with the hydrofluoric acid in the electrolyte solution to significantly reduce the concentration of the hydrofluoric acid, Tables 2 to 11 As shown in FIG. 2, the cycle characteristics were significantly improved.

이에 이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 일 구현예에 따른 양극 활물질의 습식 제조공정을 보여주는 순서도. 1 is a flow chart showing a wet manufacturing process of a positive electrode active material according to an embodiment according to the present invention.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 사시도.2 is a perspective view of a lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예 14에서 제조된 암모늄헥사플루오르알루미네이트로 표면처리한 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 양극 활물질의 표면을 주사전자현미경 사진.3 is a scanning electron microscope photograph of the surface of a Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 positive electrode active material surface treated with ammonium hexafluoroaluminate prepared in Example 14 of the present invention.

Claims (21)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 건조시켜 암모늄-함유 플루오라이드 화합물내의 수분을 제거하는 단계; 및Drying the ammonium-containing fluoride compound to remove moisture in the ammonium-containing fluoride compound; And 상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 건식혼합하여 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 상기 코어 표면에 코팅하여 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 양극 활물질의 제조방법.Dry mixing a core of the ammonium-containing fluoride compound and a compound capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium to coat an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the core to form a surface treatment layer Method for producing a positive electrode active material comprising. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 표면 처리층의 암모늄-함유 플루오라이드 화합물은 암모늄헥사플루오르알루미네이트((NH4)3AlF6), 암모늄데카플루오르이트륨네이트(NH4Y3F10), 암모늄헥사플루오르실리케이트((NH4)2SiF6), 암모늄헥사플루오르저어맨네이트((NH4)2GeF6), 암모늄테트라플루오르보레이트(NH4BF4), 암모늄헥사플루오르포스페이트(NH4PF6), 암모늄헥사플루오르타이타네이트((NH4)2TiF6), 암모늄헥사플루오르지르코네이트((NH4)2ZrF6), 암모늄헥사플루오르세륨네이트((NH4)2CeF6), 암모늄데카플루오르비스무스네이트(NH4Bi3F10), 암모늄테트라플루오르알루미네이트(NH4AlF4) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The ammonium-containing fluoride compound of the surface treatment layer is ammonium hexafluoroaluminate ((NH 4 ) 3 AlF 6 ), ammonium decafluorotriumate (NH 4 Y 3 F 10 ), ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ), ammonium hexafluorogernate ((NH 4 ) 2 GeF 6 ), ammonium tetrafluoroborate (NH 4 BF 4 ), ammonium hexafluorophosphate (NH 4 PF 6 ), ammonium hexafluoro titanate ( (NH 4 ) 2 TiF 6 ), ammonium hexafluorozirconate ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ), ammonium hexafluoroceriumate ((NH 4 ) 2 CeF 6 ), ammonium decafluorobismusate (NH 4 Bi 3 F 10 ), ammonium tetrafluoroaluminate (NH 4 AlF 4 ) and a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery which is one kind selected from the group consisting of these. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 건식 혼합은 하이브리다이제이션(hybridzation), 메카노 퓨전(mechno fusion), 스피드 밀, 볼 밀 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 공정에 의하여 실시되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The dry mixing is a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery, which is carried out by a process selected from the group consisting of hybridization, mechano fusion, speed mill, ball mill, and combinations thereof. 표면처리원소-함유 염 용액과 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 화합물의 코어를 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계;Preparing a precursor solution by mixing a surface treatment element-containing salt solution with a core of a reversible intercalation / deintercalation compound of lithium; 상기 전구체 용액에 플루오라이드 화합물 용액을 첨가하여 공침 화합물을 얻는 단계; 및 Adding a fluoride compound solution to the precursor solution to obtain a coprecipitation compound; And 상기 공침 화합물을 여과 후 건조하여 상기 코어 표면에 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 포함하는 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.Filtering the dried coprecipitation compound and forming a surface treatment layer including an ammonium-containing fluoride compound on the surface of the core. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 표면처리원소-함유 염은 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 보론(B), 인(P), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 세륨(Ce), 비스무트(Bi) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 표면처리원소를 포함하는 알콕사이드, 황산염, 질산염, 초산염, 염화물, 인산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The surface treatment element-containing salt is aluminum (Al), yttrium (Y), silicon (Si), germanium (Ge), boron (B), phosphorus (P), titanium (Ti), zirconium (Zr), cerium ( Lithium secondary selected from the group consisting of alkoxides, sulfates, nitrates, acetates, chlorides, phosphates and combinations thereof comprising one surface treatment element selected from the group consisting of Ce), bismuth (Bi) and combinations thereof Method for producing a positive electrode active material for batteries. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 표면처리원소의 염 용액은 물, 알코올, 에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 용매로 사용하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The salt solution of the surface treatment element is a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery using one selected from the group consisting of water, alcohol, ether and combinations thereof as a solvent. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 전구체 용액은 0.005 M 내지 0.1 M의 농도로 사용하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The precursor solution is a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery that is used at a concentration of 0.005 M to 0.1 M. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 전구체 용액의 제조는 50 내지 100 ℃에서 수행하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.Preparation of the precursor solution is to be carried out at 50 to 100 ℃ a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 플루오라이드 화합물은 NH4F, NH4HF2, HF, AHF(Anhydrous hydrogen fluoride) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 화합물을 사용하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The fluoride compound is a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery using one compound selected from the group consisting of NH 4 F, NH 4 HF 2 , HF, AHF (Anhydrous hydrogen fluoride) and combinations thereof. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 플루오라이드 화합물 용액은 물, 알코올, 에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 용매로 사용하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The fluoride compound solution is a method of producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery using one selected from the group consisting of water, alcohol, ether and combinations thereof as a solvent. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 건조는 120 내지 200 ℃에서 상압이나 진공하에서 수행하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.The drying is a method of producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery that is carried out at atmospheric pressure or vacuum at 120 to 200 ℃. 삭제delete 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 코어는 하기 화학식 1 내지 7로 표시되는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법:The core is a method of producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery which is one selected from the group consisting of a compound represented by the formula 1 to 7 and mixtures thereof: [화학식 1][Formula 1] LiaCo1-xMxO2-δXδ Li a Co 1-x M x O 2-δ X δ (상기 화학식 1에서, M은 Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 1, M is Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, and one of the elements selected from the group consisting of W, X is halogen or sulfur, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 and 0≤δ≤0.2) [화학식 2][Formula 2] LiaNi1-x-y-zCoxMnyMzO2-δXδ Li a Ni 1-xyz Co x Mn y M z O 2-δ X δ (상기 화학식 2에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0.02≤x≤0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.2, 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 2, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0.02 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 3](3) LiaNixCo1-2xMnx-yMyO2-δXδ Li a Ni x Co 1-2x Mn xy M y O 2-δ X δ (상기 화학식 3에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.2,및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 3, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 4][Formula 4] Li[Mx/2Nx/2Li(1/3-x/2)Mn(2/3-x/2)]O2-δXδ Li [M x / 2 N x / 2 Li (1 / 3-x / 2) Mn (2 / 3-x / 2) ] O 2-δ X δ (상기 화학식 4에서, M은 알칼리 토금속, Zn, 또는 전이금속의 2가 원소이고 N은 13족 원소, 또는 전이금속의 3가 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0≤x≤2/3, 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 4, M is a divalent element of alkaline earth metal, Zn, or transition metal, N is a group 13 element, or a trivalent element of transition metal, X is halogen or sulfur, 0≤x≤2 / 3 , 0≤δ≤0.2) [화학식 5][Chemical Formula 5] LiaMn2-xMxO4-δXδ Li a Mn 2-x M x O 4-δ X δ (상기 화학식 5에서, M은 M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 5, M is M is B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W in the group consisting of 1 species selected, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 0.5, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 6][Formula 6] LiaMxFe1-xPO4-δXδ Li a M x Fe 1-x PO 4-δ X δ (상기 화학식 6에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 V로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤1 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Chemical Formula 6, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and V) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 7][Formula 7] Li4Ti5O12-δXδ Li 4 Ti 5 O 12-δ X δ (상기 화학식 7에서, X는 할로겐 또는 황이며, 0≤δ≤0.2 이다).(In Formula 7, X is halogen or sulfur, and 0 ≦ δ ≦ 0.2). 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 건식혼합할 때, 상기 코어 100 몰에 대해 상기 암모늄-함유 플루오라이드 화합물을 0.005 몰 내지 10 몰로 혼합하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법.In the dry mixing, the ammonium-containing fluoride compound is mixed in an amount of 0.005 to 10 mol with respect to 100 mol of the core. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 코어는 하기 화학식 1 내지 7로 표시되는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조방법:The core is a method of producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery which is one selected from the group consisting of a compound represented by the formula 1 to 7 and mixtures thereof: [화학식 1][Formula 1] LiaCo1-xMxO2-δXδ Li a Co 1-x M x O 2-δ X δ (상기 화학식 1에서, M은 Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 1, M is Ni, Mn, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Si, Ge, Sn, Sb, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, and one of the elements selected from the group consisting of W, X is halogen or sulfur, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.2 and 0≤δ≤0.2) [화학식 2][Formula 2] LiaNi1-x-y-zCoxMnyMzO2-δXδ Li a Ni 1-xyz Co x Mn y M z O 2-δ X δ (상기 화학식 2에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0.02≤x≤0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.2, 및 0≤δ≤0.2이다)(In Formula 2, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0.02 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 3](3) LiaNixCo1-2xMnx-yMyO2-δXδ Li a Ni x Co 1-2x Mn xy M y O 2-δ X δ (상기 화학식 3에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.2,및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 3, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 4][Formula 4] Li[Mx/2Nx/2Li(1/3-x/2)Mn(2/3-x/2)]O2-δXδ Li [M x / 2 N x / 2 Li (1 / 3-x / 2) Mn (2 / 3-x / 2) ] O 2-δ X δ (상기 화학식 4에서, M은 알칼리 토금속, Zn, 또는 전이금속의 2가 원소이고 N은 13족 원소, 또는 전이금속의 3가 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0≤x≤2/3, 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 4, M is a divalent element of alkaline earth metal, Zn, or transition metal, N is a group 13 element, or a trivalent element of transition metal, X is halogen or sulfur, 0≤x≤2 / 3 , 0≤δ≤0.2) [화학식 5][Chemical Formula 5] LiaMn2-xMxO4-δXδ Li a Mn 2-x M x O 4-δ X δ (상기 화학식 5에서, M은 M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤0.5, 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Formula 5, M is M is B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and W in the group consisting of 1 species selected, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 0.5, and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 6][Formula 6] LiaMxFe1-xPO4-δXδ Li a M x Fe 1-x PO 4-δ X δ (상기 화학식 6에서, M은 B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, 및 V로 이루어진 군에서 선택된 1종의 원소이고, X는 할로겐 또는 황이며, 0.9≤a≤1.2, 0≤x≤1 및 0≤δ≤0.2 이다)(In Chemical Formula 6, M is 1 selected from the group consisting of B, Al, Ga, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Zn, Si, Y, Zr, Nb, In, Sn, Mo, and V) Element of species, X is halogen or sulfur, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ δ ≦ 0.2) [화학식 7][Formula 7] Li4Ti5O12-δXδ Li 4 Ti 5 O 12-δ X δ (상기 화학식 7에서, X는 할로겐 또는 황이며, 0≤δ≤0.2 이다).(In Formula 7, X is halogen or sulfur, and 0 ≦ δ ≦ 0.2).
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