KR101211568B1 - Active material for Anode, Method for manufacturing the same, And Secondary Battery and Super Capacitor including the Same - Google Patents

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Abstract

실시예는 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터에 관한 것이다.
실시예에 따른 음극활물질은 실리콘산화물; 상기 실리콘산화물 표면에 결합된 리튬타이타늄산화물 최종상; 및 상기 실리콘산화물과 상기 리튬타이타늄산화물 최종상에 혼합된 CNT(카본나노튜브);를 구비하는 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 복합 음극활물질을 포함할 수 있다.Embodiments relate to a negative electrode active material, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a super capacitor including the negative electrode active material.
An anode active material according to the embodiment is silicon oxide; A lithium titanium oxide final phase bonded to the silicon oxide surface; And CNTs (carbon nanotubes) mixed with the silicon oxide and the lithium titanium oxide final phase; and a composite anode active material of a lithium titanium oxide final phase, silicon oxide and CNT.

Description

음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터{Active material for Anode, Method for manufacturing the same, And Secondary Battery and Super Capacitor including the Same}Active material for Anode, Method for manufacturing the same, And Secondary Battery and Super Capacitor including the Same}

실시예는 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터에 관한 것이다.Embodiments relate to a negative electrode active material, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a super capacitor including the negative electrode active material.

최근 노트북, 휴대폰과 같은 휴대용 전자기기의 보편화 및 전기자동차, 스마트 그리드 등의 대용량 에너지 저장장치의 필요성에 따라 에너지 소자영역에서 리튬이온 2차 전지(LIB: Lithium Ion Secondary Battery) 및 슈퍼 커패시터(super capcitor)에 대한 관심이 높아지고 있다.Recently, in the field of energy devices, Lithium Ion Secondary Batteries (LIBs) and super capacitors (super capcitors) are used in the field of energy devices according to the generalization of portable electronic devices such as laptops and mobile phones and the necessity of large-capacity energy storage devices such as electric vehicles and smart grids. ) Is growing in interest.

리튬이온 2차 전지는 고출력 밀도(W/Kg)와 고에너지 밀도(Wh/Kg)를 요구하는 분야가 많아짐에 따라 용량특성(mAh/g), 충방전 속도특성, 전기화학적 안정성을 만족시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 리튬이온 2차 전지는 양극재료, 음극재료, 분리막, 전해액 등으로 구성되며, 리튬이온이 삽입/탈리(intercalation/ deintercalation)되는 과정을 통해 충방전이 일어난다.As Li-ion secondary batteries have increased the demand for high power density (W / Kg) and high energy density (Wh / Kg), the capacity characteristics (mAh / g), charge / discharge rate characteristics, and electrochemical stability The research is active. The lithium ion secondary battery is composed of a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, an electrolyte, and the like, and charge and discharge occur through a process in which lithium ions are intercalated / deintercalated.

또한, 슈퍼 커패시터는 전력밀도가 높고 크기가 작고 가벼우며, 안전하고 사이클 수명이 길어 반영구적으로 사용할 수 있는 데다 친환경적인 특성으로 인해 신재생에너지원의 동특성 보상 및 배터리의 동작시간이나 수명연장을 목적으로 널리 사용되고 있고, 현재는 주로 전자기기의 메모리 백업용 전원으로 사용되고 있지만 중, 대용량 제품이 속속 개발됨에 따라 향후 운송, 우주항공, 대체에너지 등의 차세대 에너지 저장장치로서 무한한 시장 잠재력이 있다.In addition, the super capacitor has high power density, small size, light weight, safe and long cycle life, and can be used semi-permanently.The eco-friendly nature of the super capacitor is for the purpose of compensating the dynamic characteristics of renewable energy sources and extending the operating time or life of the battery. It is widely used and is currently used mainly as a power supply for memory backup of electronic devices, but as medium and large-capacity products are developed one after another, there is infinite market potential as next-generation energy storage devices such as transportation, aerospace, and alternative energy.

한편, 슈퍼 커패시터에서 전극 구성 물질이 에너지밀도를 결정하기 때문에 제품의 용량과 출력을 높이기 위해서는 전극재료 기술 향상이 핵심요건이다.On the other hand, since the electrode constituent material determines the energy density in the super capacitor, the improvement of the electrode material technology is a key requirement to increase the capacity and output of the product.

또한, 전지성능에 있어서 음극재료의 역할이 큰 비중을 차지하고 있으며, 음극재료는 가역적인 리튬 이온의 삽입,탈리가 가능한 구조이어야 하고, 부피당, 무게당 에너지 밀도가 높아야 하고, 뛰어난 사이클 안정성이 보장돼야하고, 고속 충방전에 견딜 수 있어야 하며, 안정성이 보장되고 전해질과의 반응성이 낮아야 하는 등의 요건을 만족해야한다.In addition, the negative electrode material plays a large role in battery performance, and the negative electrode material must be capable of reversible insertion and removal of lithium ions, high energy density per volume and weight, and excellent cycle stability must be ensured. It must be able to withstand high-speed charging and discharging, and satisfies requirements such as stability and low reactivity with an electrolyte.

2차 전지 또는 슈퍼 커패시터의 음극재료는 흑연계(Graphite) 물질이 가장 많이 사용되고 있으나 결정성이 잘 발달하여도 이론적으로 6개의 탄소원자당 최대 1개의 리튬이온만을 저장(LiC6)할 수 있기 때문에 약 372 mAh/g이라는 제한된 용량의 한계가 있다.Graphite materials are the most commonly used as anode materials for secondary batteries or supercapacitors. However, even though crystallinity is well developed, they can theoretically store up to one lithium ion per six carbon atoms (LiC 6 ). There is a limited capacity limit of 372 mAh / g.

한편, 실리콘(Si), 주석(Sn) 등과 같은 합금계 음극활물질은 기존 흑연계에 비하여 Sn은 약 990 mAh/g, Si은 약 4200 mAh/g의 높은 이론용량을 가진다. 합금계 음극활물질은 흑연계의 삽입탈리반응과는 다르게 리튬이온 충전 시 합금상을 형성하고 방전 시 원래의 단원소 물질로 돌아가는 합급비합금반응으로 리튬이온의 이동이 일어난다.Meanwhile, alloy negative electrode active materials such as silicon (Si) and tin (Sn) have a higher theoretical capacity of about 990 mAh / g Sn and about 4200 mAh / g Si than that of conventional graphite. Unlike the graphite-based intercalation reaction of the alloy-based negative electrode active material, lithium ions are moved by a alloy non-alloy reaction that forms an alloy phase upon lithium ion charging and returns to the original unsubstituted material upon discharge.

그런데, 합금계 음극활물질은 합급비합금반응 과정에서 복잡한 결정구조를 변화를 수반하며, 실리콘의 경우 약 4배의 부피팽창이 일어나고, 충방전 사이클을 반복함에 따라 실리콘 입자의 파괴가 일어나며, 실리콘과 리튬의 결합에 의해 실리콘이 가지고 있던 리튬 결합사이트가 손상되어 사이클 특성이 급격하게 감소하는 단점이 있다.However, the alloy-based negative electrode active material is accompanied by a complex crystal structure change during the alloying alloying process, about 4 times the volume expansion of silicon, and the destruction of silicon particles as the charge and discharge cycles repeat, Due to the bonding of lithium, the lithium bonding site of silicon is damaged and the cycle characteristics are drastically reduced.

이러한 흑연계 음극활물질, 합금계 음극활물질의 단점을 보완하기 위해 대체 음극 활물질로써 구조적으로 안정한 스피넬(Spinel) 구조의 리튬타이타늄 산화물(LTO:lithium-titanium oxide)에 대한 연구가 진행되고 있다.In order to compensate for the disadvantages of the graphite-based negative electrode active material and the alloy-based negative electrode active material, research on lithium-titanium oxide (LTO) having a structurally stable spinel structure as an alternative negative electrode active material is being conducted.

리튬타이타늄산화물(LTO)의 경우, 충방전시 부피팽창이 거의 일어나지 않는 “Zero-Strain” 특성으로 높은 사이클 특성의 장점이 있기 때문에 최근 고출력, 장수명 음극재료로 2차 전지뿐만 아니라 하이브리드 초고용량의 슈퍼 커패시터의 전극재료로 주목받고 있다.Lithium Titanium Oxide (LTO) has the advantage of high cycle characteristics due to its “Zero-Strain” characteristic, which hardly causes volume expansion during charging and discharging. It is attracting attention as an electrode material of a capacitor.

그러나, 리튬타이타늄산화물은 이론적인 용량이 약 175mAh/g로 낮은 한계가 있으며, 산화물인 유전체의 특성상 전자전도성이 낮아 고속 충방전에 어려움이 있다.However, lithium titanium oxide has a low theoretical capacity of about 175 mAh / g, and has a low electronic conductivity due to the characteristics of the dielectric, which is an oxide, and thus has difficulty in fast charging and discharging.

실시예는 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높고, 고속 충방전이 가능한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a negative electrode active material having a high cycle characteristics, high charge and discharge capacity, high-speed charge and discharge, a manufacturing method thereof, and a secondary battery and a supercapacitor including the negative electrode active material.

실시예에 따른 음극활물질은 실리콘산화물; 및 상기 실리콘산화물 표면에 결합된 리튬타이타늄산화물;을 포함할 수 있다.An anode active material according to the embodiment is silicon oxide; And lithium titanium oxide bonded to the silicon oxide surface.

또한, 실시예에 따른 음극활물질의 제조방법은 리튬타이타늄산화물 중간상을 형성하는 단계; 상기 리튬타이타늄산화물 중간상을 열처리하여 리튬타이타늄산화물 최종상을 제조하는 단계; 실리콘산화물을 준비하는 단계; 및 상기 리튬타이타늄산화물 최종상과 상기 실리콘산화물을 결합하여 리튬타이타늄산화물 최종상 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the method for producing a negative electrode active material according to the embodiment comprises the steps of forming a lithium titanium oxide intermediate phase; Heat treating the lithium titanium oxide intermediate phase to produce a lithium titanium oxide final phase; Preparing a silicon oxide; And combining the lithium titanium oxide final phase and the silicon oxide to prepare a final composite of the lithium titanium oxide final phase and the CNT.

또한, 실시예에 따른 2차 전지는 상기 음극활물질을 구비하는 음극; 상기 음극과 대향하는 양극; 상기 음극과 양극 사이에 구비된 세퍼레이터; 및 상기 세퍼레이터에 구비되는 전해질;을 포함할 수 있다.In addition, the secondary battery according to the embodiment includes a negative electrode having the negative electrode active material; An anode facing the cathode; A separator provided between the cathode and the anode; And an electrolyte provided in the separator.

또한, 실시예에 따른 슈퍼 커패시터는 상기 음극활물질을 구비하는 음극; 상기 음극과 대향하는 양극; 상기 음극과 양극 사이에 구비된 세퍼레이터; 및 상기 세퍼레이터에 구비되는 전해질;을 포함할 수 있다.In addition, the supercapacitor according to the embodiment includes a negative electrode having the negative electrode active material; An anode facing the cathode; A separator provided between the cathode and the anode; And an electrolyte provided in the separator.

실시예에 따르면 사이클 특성이 우수한 리튬타이타늄산화물(LTO:lithium-titanium oxide)과 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물의 복합 음극활물질을 제공할 수 있고 이에 따라 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높은 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a composite anode active material of lithium-titanium oxide (LTO) having excellent cycle characteristics and silicon oxide having excellent charge and discharge capacities, and thus a cathode active material having excellent cycle characteristics and high charge / discharge capacity. And it can provide a secondary battery and a super capacitor comprising the manufacturing method and the negative electrode active material.

또한, 실시예에 의하면 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 CNT(카본나노튜브)와 혼합하여 안정한 실리콘산화물을 형성하고, 이를 리튬타이타늄산화물과 결합하여 복합음극활물질을 제조함으로써 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 개선된 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, the silicon oxide having improved cycle characteristics is mixed with CNT (carbon nanotube) to form a stable silicon oxide, and combined with lithium titanium oxide to prepare a composite cathode active material, thereby providing excellent charge and discharge capacity. A negative electrode active material having improved cycle characteristics, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a super capacitor including the negative electrode active material can be provided.

또한, 실시예는 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제하여 전자 전도성을 개선하고, 전도성이 우수한 CNT(카본나노튜브)와의 복합 음극활물질을 제공함으로써 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment improves the electronic conductivity by inhibiting grain growth of lithium titanium oxide, and provides a composite anode active material with CNT (carbon nanotube) excellent in conductivity to enable high-speed charging and discharging and excellent cycle characteristics and its active material A secondary battery and a super capacitor including the manufacturing method and the negative electrode active material can be provided.

이에 따라 실시예는 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높고, 고속 충방전이 가능한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.Accordingly, the embodiment can provide a negative active material, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a supercapacitor including the negative active material, which have excellent cycle characteristics, high charge and discharge capacity, and are capable of high-speed charge and discharge.

도 1a은 실시예에 따른 음극활물질의 개념도.
도 1b은 실시예에 따른 음극활물질의 단면도.
도 2는 실시예에 따른 음극활물질 제조방법의 순서도.
도 3 내지 도 6은 실시예에 따른 음극활물질 제조방법의 공정 예시도.1A is a conceptual diagram of a negative electrode active material according to an embodiment.
Figure 1b is a cross-sectional view of the negative electrode active material according to the embodiment.
2 is a flow chart of a method for producing a negative electrode active material according to the embodiment.
3 to 6 is an exemplary view showing a process of manufacturing a negative electrode active material according to the embodiment.

이하, 실시예에 따른 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 설명한다.Hereinafter, a negative electrode active material according to an embodiment, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a super capacitor including the negative electrode active material will be described.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for above or below each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

(실시예)(Example)

도 1a은 실시예에 따른 음극활물질(300)의 개념도이며, 도 1b은 실시예에 따른 음극활물질의 단면도이다.1A is a conceptual diagram of an anode active material 300 according to an embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view of an anode active material according to an embodiment.

실시예는 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높고, 고속 충방전이 가능한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a negative electrode active material having a high cycle characteristics, high charge and discharge capacity, high-speed charge and discharge, a manufacturing method thereof, and a secondary battery and a supercapacitor including the negative electrode active material.

이를 위해 실시예에 따른 음극활물질(300)은 실리콘산화물(120) 및 상기 실리콘산화물(120) 표면에 결합된 리튬타이타늄산화물 최종상(115)을 구비하는 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 복합 음극활물질을 포함할 수 있다.To this end, the negative electrode active material 300 according to the embodiment is a composite anode of a lithium titanium oxide final phase, silicon oxide and CNT having a silicon oxide 120 and a lithium titanium oxide final phase 115 bonded to the silicon oxide 120 surface It may include an active material.

또한, 실시예는 상기 실리콘산화물(120)과 상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)에 혼합된 CNT(카본나노튜브)(130)를 더 포함할 수 있다.In addition, the embodiment may further include a CNT (carbon nanotube) 130 mixed in the silicon oxide 120 and the lithium titanium oxide final phase (115).

실시예는 음극활물질로 구조적으로 안정한 스피넬(Spinel) 구조의 리튬타이타늄 산화물(LTO:lithium-titanium oxide)을 채용할 수 있다. The embodiment may employ a lithium-titanium oxide (LTO) having a spinel structure that is structurally stable as a negative electrode active material.

상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)은 LixTiyOz의 조성식(단,0<X<7, 0<Y<6, 0<Z<15 )을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)은 Li4Ti5O12의 조성식을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The lithium titanium oxide final phase 115 may have a composition formula of LixTiyOz (where 0 <X <7, 0 <Y <6, 0 <Z <15), but is not limited thereto. For example, the lithium titanium oxide final phase 115 may have a composition formula of Li 4 Ti 5 O 12 , but is not limited thereto.

상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)은 입자성장이 억제됨에 따라 약 20nm~약 100nm의 직경을 가짐으로써 전자 전도성을 개선되어 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수하다.The lithium titanium oxide final phase 115 has a diameter of about 20 nm to about 100 nm as particle growth is suppressed, thereby improving electronic conductivity, thereby enabling high-speed charging and discharging and excellent cycle characteristics.

상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)은 상기 실리콘산화물(120) 표면에 물리화학적으로 결합(Mechano-Chemical Bonding)할 수 있다. 실시예에 의하면, 사이클 특성이 우수한 리튬타이타늄산화물(LTO:lithium-titanium oxide)과 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물의 복합 음극활물질을 제공할 수 있고, 이에 따라 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높은 음극활물질 및 이를 포함하는 2차 전지를 제공할 수 있다.The lithium titanium oxide final phase 115 may be physically and chemically bonded to the surface of the silicon oxide 120 (Mechano-Chemical Bonding). According to the embodiment, it is possible to provide a composite anode active material of lithium-titanium oxide (LTO) having excellent cycle characteristics and silicon oxide having excellent charge and discharge capacities, thereby providing excellent cycle characteristics and high charge and discharge capacities. An anode active material and a secondary battery including the same can be provided.

한편, 합금계 음극활물질인 실리콘 음극활물질은 합급비합금반응 과정에서 복잡한 결정구조를 변화를 수반하며, 약 4배의 부피팽창이 일어나고, 충방전 사이클을 반복함에 따라 실리콘 입자의 파괴가 일어나고, 실리콘과 리튬의 결합에 의해 실리콘이 가지고 있던 리튬 결합사이트가 손상되어 사이클 특성이 급격하게 감소하는 단점이 있다.On the other hand, the silicon anode active material of the alloy-based anode active material is accompanied by a complex crystal structure change in the alloying alloying process, about four times the volume expansion occurs, the silicon particles are destroyed by repeating the charge and discharge cycle, Due to the combination of lithium and lithium damage the lithium bonding site that has had a disadvantage that the cycle characteristics are drastically reduced.

이에 실시예는 충방전 용량이 우수하고, 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 리튬티타늄산화물 결합한 형태로 복합 음극활물질로 채용할 수 있다.Therefore, the embodiment can be employed as a composite anode active material in the form of lithium titanium oxide combined with silicon oxide having excellent charge and discharge capacity and improved cycle characteristics.

실리콘산화물은 실리콘과 산소의 공유결합 상태이며, 실리콘이 리튬이온과 결합을 위해서는 실리콘과 산소의 공유결합을 절단하고, 결합이 절단된 실리콘과 리튬이온의 결합이 진행됨에 따라 실리콘산화물의 골격이 유지될 수 있다.Silicon oxide is a covalent bond state of silicon and oxygen. In order to bond silicon with silicon ions, silicon oxide breaks covalent bonds of silicon and oxygen, and the skeleton of silicon oxide is maintained as the bond is broken. Can be.

실시예에 의하면 종래 실리콘에 의해 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 리튬타이타늄산화물과 결합한 복합 음극활물질을 제공함으로써 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.According to the embodiment, by providing a composite anode active material in which a silicon oxide having improved cycle characteristics by lithium is combined with lithium titanium oxide, a cathode active material, a secondary battery, and a super capacitor having excellent charge and discharge capacity and excellent cycle characteristics can be provided. Can be.

상기 실리콘산화물(120)은 실리콘산화물 단일입자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실리콘산화물(120)이 단일입자로 이루어진 경우 복수의 입자로 이루어진 실리콘산화물에 비해 충방전시 발생할 수 있는 팽창 및 수축에 따른 파괴가 덜 일어날 수 있다.The silicon oxide 120 may be a silicon oxide single particle, but is not limited thereto. When the silicon oxide 120 is composed of a single particle, less destruction may occur due to expansion and contraction that may occur during charging and discharging, compared to a silicon oxide including a plurality of particles.

상기 실리콘산화물(120)은 리튬의 충방전이 가능하고, 전기화학적으로 활성상을 구성할 수 있다. 상기 실리콘산화물(120)에서 산소의 비율이 지극히 적은 경우 사이클 특성이 저하될 수 있으며, 산소의 비율이 너무 높은 경우에는 방전용량이 작아질 수 있으므로 상기 실리콘산화물(120)은 SiOx의 조성식(단, 0＜x＜2)을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실리콘산화물(120) SiO일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The silicon oxide 120 may be charged and discharged of lithium, and may constitute an electrochemically active phase. If the ratio of oxygen in the silicon oxide 120 is very small, the cycle characteristics may be lowered. If the ratio of oxygen is too high, the discharge capacity may be reduced, so that the silicon oxide 120 is a composition formula of SiO x . , 0 <x <2), but is not limited thereto. For example, the silicon oxide 120 may be SiO, but is not limited thereto.

또한, 상기 실리콘산화물(120)에는 실리콘 또는 산소 외에 소량의 분순물이 첨가될 수도 있다.In addition, a small amount of impurities may be added to the silicon oxide 120 in addition to silicon or oxygen.

또한, 상기 실리콘산화물(120)은 약 1㎛ ~ 약 40㎛의 직경을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실리콘산화물(120)은 상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)에 비해 직경이 클 수 있다. 이에 따라 리튬타이타늄산화물 최종상(115)이 상기 실리콘산화물(120)의 표면에 물리화학적으로 결합하여 코팅할 수 있고, 이에 따라 실시예에 의하면, 사이클 특성이 우수한 리튬타이타늄산화물과 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물의 복합 음극활물질을 제공하여 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높은 음극활물질, 이를 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다. In addition, the silicon oxide 120 may have a diameter of about 1 μm to about 40 μm, but is not limited thereto. The silicon oxide 120 may be larger in diameter than the lithium titanium oxide final phase 115. Accordingly, the lithium titanium oxide final phase 115 may be coated on the surface of the silicon oxide 120 by physicochemical bonding, and according to an embodiment, the lithium titanium oxide having excellent cycle characteristics and silicon having excellent charge and discharge capacity may be coated. By providing a composite anode active material of an oxide, it is possible to provide a cathode active material having excellent cycle characteristics and high charge and discharge capacity, a secondary battery and a super capacitor including the same.

실시예는 전자 전도성 개선을 위해 실리콘산화물(120) 및 리튬타이타늄산화물 최종상(115)의 복합물에 CNT(카본나노튜브)(130)를 혼합할 수 있다. 상기 CNT는 약 1wt%~약 3wt%가 혼합될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In an embodiment, the CNT (carbon nanotube) 130 may be mixed with the composite of the silicon oxide 120 and the lithium titanium oxide final phase 115 to improve the electronic conductivity. The CNT may be mixed with about 1 wt% to about 3 wt%, but is not limited thereto.

이에 따라 실시예는 전자 전도성이 우수한 CNT와의 복합 음극활물질을 제공함으로써 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 이를 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.Accordingly, the embodiment can provide a negative electrode active material capable of high-speed charging and discharging and excellent cycle characteristics by providing a composite negative electrode active material with CNT having excellent electronic conductivity, a secondary battery and a supercapacitor including the same.

또한, 상기 CNT(130)는 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제함으로써 리튬타이타늄산화물의 전자 전도성을 개선하여 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 이를 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.In addition, the CNT 130 provides a negative electrode active material having excellent cycle characteristics while enabling fast charging and discharging by improving the electronic conductivity of lithium titanium oxide by suppressing particle growth of lithium titanium oxide, and providing a secondary battery and a supercapacitor including the same. can do.

실시예에 의하면 사이클 특성이 개선되면서 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물이 리튬타이타늄산화물과 결합한 복합 음극활물질을 제공하여 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있고, 나아가 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제하여 전자 전도성을 개선하고, 전도성이 우수한 CNT와의 복합 음극활물질을 제공함으로써 고속 충방전이 가능하면서, 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.According to the embodiment, the silicon oxide having excellent charge and discharge capacity with improved cycle characteristics provides a composite anode active material combined with lithium titanium oxide to provide a cathode active material having excellent charge and discharge capacity and excellent cycle characteristics, a secondary battery and a super capacitor. Furthermore, by suppressing particle growth of lithium titanium oxide, improving electron conductivity, and providing a composite anode active material with CNTs having excellent conductivity, high-speed charging and discharging is possible, while having excellent charge and discharge capacity and excellent cycle characteristics. An active material, a secondary battery, and a super capacitor can be provided.

이에 따라 실시예는 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높고, 고속 충방전이 가능한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.Accordingly, the embodiment can provide a negative active material, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a supercapacitor including the negative active material, which have excellent cycle characteristics, high charge and discharge capacity, and are capable of high-speed charge and discharge.

도 2는 실시예에 따른 음극활물질 제조방법의 순서도이며, 도 3 내지 도 6은 실시예에 따른 음극활물질 제조방법의 공정 예시도다.Figure 2 is a flow chart of a method for producing a negative electrode active material according to the embodiment, Figures 3 to 6 is a view illustrating a process of the method for producing a negative electrode active material according to the embodiment.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 실시예에 따른 음극활물질 제조방법을 설명한다. 실시예의 음극활물질의 제조방법은 이하의 설명 및 도면의 순서에 한정된 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing an anode active material according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 6. The manufacturing method of the negative electrode active material of the embodiment is not limited to the following description and the order of the drawings.

우선, 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 리튬타이타늄산화물 중간상(110)을 형성하는 단계(S110)를 설명한다.First, the step (S110) of forming the lithium titanium oxide intermediate phase 110 will be described with reference to FIGS. 3A to 3B.

실시예는 리튬타이타늄산화물 최종상(115)의 입자성장을 제어하여 전자 전도성 개선을 하고자 리튬타이타늄산화물 중간상(110) 공정을 진행하나 이에 한정되는 것은 아니다.The embodiment proceeds with the process of lithium titanium oxide intermediate phase 110 to control particle growth of the lithium titanium oxide final phase 115 to improve electronic conductivity, but is not limited thereto.

먼저, 도 3a와 같이 타이타늄 소스(112)와 리튬소스(114)를 준비하고, 상기 타이타늄 소스(112)와 상기 리튬소스(114)를 혼합한다. 예를 들어, 나노셋 밀이나 볼밀 등으로 혼합 및 분쇄할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.First, as shown in FIG. 3A, a titanium source 112 and a lithium source 114 are prepared, and the titanium source 112 and the lithium source 114 are mixed. For example, the nanoset mill or the ball mill may be mixed and pulverized, but is not limited thereto.

상기 타이타늄 소스(112)는 타아타늄산화물(TiO2)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 타이타늄산화물은 약 20nm ~약 100nm 의 직경을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The titanium source 112 may be titanium oxide (TiO 2 ), but is not limited thereto. The titanium oxide may have a diameter of about 20 nm to about 100 nm, but is not limited thereto.

상기 리튬소스(114)는 Li2CO3 or LiOH-H2O 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The lithium source 114 may be Li 2 CO 3 or LiOH-H 2 O, but is not limited thereto.

다음으로, 도 3b와 같이 상기 타이타늄 소스(112), 상기 리튬소스(114)를 혼합물을 열처리(Calcination)하여 리튬타이타늄산화물 중간상(110)을 형성한다. 예를 들어, 리튬티타늄산화물이 최종상인 스피넬상이 되지 않는 온도, 예를 들어 약 300℃ 내지 700℃, 예를 들어, 약 500℃에서 열처리하여 중간상을 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Next, as shown in FIG. 3B, the mixture of the titanium source 112 and the lithium source 114 is heat treated to form a lithium titanium oxide intermediate phase 110. For example, the intermediate phase may be formed by heat treatment at a temperature at which the lithium titanium oxide does not become a spinel phase as the final phase, for example, about 300 ° C. to 700 ° C., for example, about 500 ° C.

이때, 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)은 Li2TiO3를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, the lithium titanium oxide intermediate phase 110 may include Li 2 TiO 3 , but is not limited thereto.

또한, 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)은 약 20nm ~약 100nm의 직경을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예는 중간상 과정을 통해 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제함으로써 리튬타이타늄산화물의 전자 전도성을 개선하여 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질을 제공할 수 있다.In addition, the lithium titanium oxide intermediate phase 110 may have a diameter of about 20 nm to about 100 nm, but is not limited thereto. The embodiment can provide a negative electrode active material having excellent cycle characteristics while enabling high-speed charging and discharging by improving the electronic conductivity of lithium titanium oxide by suppressing particle growth of lithium titanium oxide through an intermediate phase process.

다음으로, 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 및 제1 CNT(131)의 제1 복합물(100)을 제조단계(S120)을 설명한다.Next, a step (S120) of manufacturing the first composite 100 of the lithium titanium oxide final phase 115 and the first CNT 131 will be described.

우선, 도 3c와 같이 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)과 제1 CNT(카본나노튜브)(131)를 혼합한다. First, as shown in FIG. 3c, the lithium titanium oxide intermediate phase 110 and the first CNT (carbon nanotube) 131 are mixed.

예를 들어, 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)과 제1 CNT(131)를 혼합하는 단계는, 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)과 제1 CNT(131)를 유기용매에서 초음파 혼합하여 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110) 표면에 상기 제1 CNT(131)가 결합될 수 있다.For example, in the mixing of the lithium titanium oxide intermediate phase 110 and the first CNT 131, the lithium titanium oxide intermediate phase 110 and the first CNT 131 are ultrasonically mixed in an organic solvent to form the lithium titanium oxide. The first CNT 131 may be bonded to a surface of the oxide intermediate phase 110.

상기 제1 CNT(131)는 약 1wt% ~ 약 3wt% 첨가될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first CNT 131 may be added in an amount of about 1 wt% to about 3 wt%, but is not limited thereto.

이후, 상기 결합된 리튬타이타늄산화물 중간상(110)과 제1 CNT(131)를 약 750℃ 내지 약 900 ℃의 온도에서 열처리하여 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 및 제1 CNT(131)의 제1 복합물(100)을 제조할 수 있다.Thereafter, the combined lithium titanium oxide intermediate phase 110 and the first CNT 131 are heat treated at a temperature of about 750 ° C. to about 900 ° C. to form a first composite of the lithium titanium oxide final phase 115 and the first CNT 131. 100 can be manufactured.

예를 들어, 상기 리튬타이타늄산화물 중간상(110)상에 제1 CNT(131) 약 1~3wt%를 첨가하고, 에탄올, 아세톤 등의 유기용매에서 초음파 혼합 후 N2 등의 환원분위기 및 약 750~900 ℃에서 열처리하여 Li4Ti5O12/제1 CNT의 제1 복합물(100)을 제조할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, about 1 to 3 wt% of the first CNT 131 is added to the lithium titanium oxide intermediate phase 110, and then reduced in an atmosphere of N 2 after ultrasonic mixing in an organic solvent such as ethanol or acetone. And a first composite 100 of Li 4 Ti 5 O 12 / first CNT by heat treatment at about 750 to 900 ° C., but is not limited thereto.

실시예는 리튬타이타늄산화물 중간상에 CNT를 첨가하여 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제함으로써 리튬타이타늄산화물의 전자 전도성을 개선하여 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질을 제공할 수 있다.The embodiment can provide a negative electrode active material having excellent cycle characteristics while enabling high-speed charging and discharging by improving the electronic conductivity of lithium titanium oxide by suppressing particle growth of lithium titanium oxide by adding CNT on the intermediate layer of lithium titanium oxide.

한편, 실시예는 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 제어하고 전자 전도성의 개선을 위해 리튬타이타늄산화물 중간상(110)에 제1 CNT(131)를 혼합하는 공정을 진행하나 이러한 제1 CNT(131) 혼합공정이 필수적인 공정은 아닐 수 있다.On the other hand, the embodiment proceeds to the process of mixing the first CNT 131 in the lithium titanium oxide intermediate phase 110 in order to control the grain growth of the lithium titanium oxide and improve the electronic conductivity, but the first CNT 131 mixing process This may not be an essential process.

실시예는 전자 전도성 개선을 위해 리튬타이타늄산화물 최종상(115)과 제1 CNT(131)을 결합함으로써 음극활물질 내부 전자 전도성이 향상되어 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질 및 이를 포함하는 2차 전지를 제공할 수 있다.Embodiment is to combine the lithium titanium oxide final phase 115 and the first CNT (131) to improve the electronic conductivity to improve the electronic conductivity inside the negative electrode active material to enable high-speed charging and discharging, while having excellent cycle characteristics 2 A secondary battery can be provided.

또한, 리튬타이타늄산화물에 혼합된 CNT는 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제함으로써 리튬타이타늄산화물의 전자 전도성을 개선하여 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질 및 이를 포함하는 2차 전지를 제공할 수 있다.In addition, the CNT mixed with the lithium titanium oxide improves the electron conductivity of the lithium titanium oxide by inhibiting grain growth of the lithium titanium oxide, thereby providing a negative active material having excellent cycle characteristics and a secondary battery including the same, which enables high-speed charging and discharging. Can be.

다음으로, 도 4와 같이 실리콘산화물(120) 및 제2 CNT(132)의 제2 복합물(200)을 제조단계(S140)을 설명한다.Next, a manufacturing step (S140) of manufacturing the second composite 200 of the silicon oxide 120 and the second CNT 132 as shown in FIG. 4.

실시예는 충방전 용량이 우수하고, 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 리튬티타늄산화물과 함께 복합 음극활물질로 채용할 수 있다.According to the embodiment, silicon oxide having excellent charge and discharge capacity and improved cycle characteristics may be employed as a composite anode active material together with lithium titanium oxide.

상기 실리콘산화물(120)은 실리콘산화물 단일입자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실리콘산화물(120)이 단일입자로 이루어진 경우 복수의 입자로 이루어진 실리콘산화물에 비해 충방전시 발생할 수 있는 팽창 및 수축에 따른 파괴가 덜 일어날 수 있다.The silicon oxide 120 may be a silicon oxide single particle, but is not limited thereto. When the silicon oxide 120 is composed of a single particle, less destruction may occur due to expansion and contraction that may occur during charging and discharging, compared to a silicon oxide including a plurality of particles.

실시예에 의하면 종래 실리콘에 비해 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 리튬타이타늄산화물과 결합한 복합 음극활물질을 제공함으로써 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 우수한 음극활물질, 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.According to the embodiment, by providing a composite anode active material combining silicon oxide having improved cycle characteristics with lithium titanium oxide, compared to conventional silicon, a cathode active material having excellent charge and discharge capacity and excellent cycle characteristics, a secondary battery, and a super capacitor can be provided. Can be.

상기 실리콘산화물(120)은 리튬의 충방전이 가능하고, 전기화학적으로 활성상을 구성할 수 있다. 상기 실리콘산화물(120)에서 산소의 비율이 지극히 적은 경우 사이클 특성이 저하될 수 있으며, 산소의 비율이 너무 높은 경우에는 방전용량이 작아질 수 있으므로 상기 실리콘산화물(120)은 SiOx의 조성식(단, 0＜x＜2)을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실리콘산화물(120) SiO일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The silicon oxide 120 may be charged and discharged of lithium, and may constitute an electrochemically active phase. If the ratio of oxygen in the silicon oxide 120 is very small, the cycle characteristics may be lowered. If the ratio of oxygen is too high, the discharge capacity may be reduced, so that the silicon oxide 120 is a composition formula of SiO x . , 0 <x <2), but is not limited thereto. For example, the silicon oxide 120 may be SiO, but is not limited thereto.

또한, 상기 실리콘산화물(120)은 실리콘 또는 산소 외에 소량의 분순물이 첨가될 수도 있다.In addition, the silicon oxide 120 may be added with a small amount of impurities in addition to silicon or oxygen.

또한, 상기 실리콘산화물(120)은 약 1㎛ ~ 약 40㎛의 직경을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.  In addition, the silicon oxide 120 may have a diameter of about 1 μm to about 40 μm, but is not limited thereto.

상기 실리콘산화물(120)은 상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115)에 비해 직경이 클 수 있다. 이에 따라 리튬타이타늄산화물 최종상(115)이 상기 실리콘산화물(120)의 표면에 물리화학적으로 결합하여 코팅할 수 있고, 이에 따라 실시예에 의하면, 사이클 특성이 우수한 리튬타이타늄산화물과 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물의 복합 음극활물질을 제공하여 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높은 음극활물질, 이를 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.The silicon oxide 120 may be larger in diameter than the lithium titanium oxide final phase 115. Accordingly, the lithium titanium oxide final phase 115 may be coated on the surface of the silicon oxide 120 by physicochemical bonding, and according to an embodiment, the lithium titanium oxide having excellent cycle characteristics and silicon having excellent charge and discharge capacity may be coated. By providing a composite anode active material of an oxide, it is possible to provide a cathode active material having excellent cycle characteristics and high charge and discharge capacity, a secondary battery and a super capacitor including the same.

실시예는 실리콘산화물(120)의 전자 전도성의 개선을 개선하고, 실리콘 산화물의 안정성을 높이기 위해 실리콘산화물(120)에 제2 CNT(132)와의 혼합공정을 진행할 수 있으나, 제2 CNT(132)와 실리콘산화물(120)간의 혼합공정이 필수적인 것은 아니다.According to the embodiment, the process of mixing the silicon oxide 120 with the second CNT 132 may be performed to improve the electron conductivity of the silicon oxide 120 and to increase the stability of the silicon oxide. And the mixing process between the silicon oxide 120 is not essential.

상기 제2 CNT(132)는 약 1wt% ~ 약 3wt% 첨가될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second CNT 132 may be added in an amount of about 1 wt% to about 3 wt%, but is not limited thereto.

이후, 상기 실리콘산화물(120)과 제2 CNT(132)를 혼합하여 실리콘산화물(120) 및 제2 CNT(132)의 제2 복합물(200)을 제조한다.Thereafter, the silicon oxide 120 and the second CNT 132 are mixed to manufacture the second composite 200 of the silicon oxide 120 and the second CNT 132.

예를 들어, 상기 실리콘산화물(120)과 제2 CNT(132)를 유기용매에서 초음파 혼합하여 상기 실리콘산화물(120) 표면에 상기 제2 CNT(132)가 결합하는 실리콘산화물(120) 및 제2 CNT(132)의 제2 복합물(200)을 제조할 수 있다.For example, the silicon oxide 120 and the second CNT 132 are bonded to the surface of the silicon oxide 120 by ultrasonically mixing the silicon oxide 120 and the second CNT 132 in an organic solvent. The second composite 200 of the CNTs 132 may be manufactured.

예를 들어, 상기 실리콘산화물(120) 상에 제2 CNT(132) 약 1~3wt%를 첨가하고, 에탄올, 아세톤 등의 유기용매에서 초음파 혼합하여 실리콘산화물(120) 상기 제 2 CNT(132)를 분산 후 질소(N2)가스 등의 환원분위기에서 열처리하여 실리콘산화물(120) 표면에 상기 제2 CNT(132)가 결합하는 실리콘산화물(120) 및 제2 CNT(132)의 제2 복합물(200)을 제조할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, about 1 to 3 wt% of the second CNT 132 is added onto the silicon oxide 120, and ultrasonically mixed in an organic solvent such as ethanol or acetone to form the silicon oxide 120 and the second CNT 132. After dispersing the heat treatment in a reducing atmosphere such as nitrogen (N 2 ) gas, the second composite of the silicon oxide 120 and the second CNT 132 to which the second CNT 132 is bonded to the surface of the silicon oxide 120 ( 200) may be manufactured, but is not limited thereto.

실시예는 전자 전도성 개선을 위해 실리콘산화물(120)과 제2 CNT(132)을 결합함으로써 음극활물질 내부 전자 전도성이 향상되어 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질 및 이를 포함하는 2차 전지를 제공할 수 있다.Embodiment is to combine the silicon oxide 120 and the second CNT 132 to improve the electronic conductivity is improved electron conductivity inside the negative electrode active material to enable high-speed charging and discharging and excellent cycle characteristics and a secondary battery comprising the same Can be provided.

또한, 실리콘산화물(120)에 혼합된 CNT는 실리콘산화물의 안정성을 높일 수 있어 이후 공정에서 리튬타아타늄산화물 최종상과의 결합공정에서 리튬타아타늄산화물 최종상의 스피넬 상이 변화되는 것을 방지할 수 있고, 실리콘산화물의 전기, 화확적인 상태를 유지하게 함으로써 충방전 용량을 극대화하면서 안정성이 우수한 음극활물질 및 이를 포함하는 2차 전지를 제공할 수 있다.In addition, the CNT mixed in the silicon oxide 120 may increase the stability of the silicon oxide to prevent the spinel phase of the final phase of the lithium titanium oxide in the bonding process with the final phase of the lithium titanium oxide in a subsequent process. By maintaining the electrical and chemical state of the silicon oxide, it is possible to provide a negative electrode active material having excellent stability while maximizing charge and discharge capacity and a secondary battery including the same.

다음으로, 도 5 및 도 6과 같이 리튬타이타늄산화물 최종상(115), 실리콘산화물(120) 및 CNT(130)의 최종 복합물(300)을 제조하는 단계(S140)를 설명한다.Next, a step (S140) of manufacturing the final composite 300 of the lithium titanium oxide final phase 115, the silicon oxide 120, and the CNT 130 as shown in FIGS. 5 and 6 will be described.

예를 들어, 상기 실리콘산화물(120) 및 제2 CNT(132)의 제2 복합물(200)의 표면에 상기 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 및 제1 CNT(131)의 제1 복합물(100)이 물리화학적으로 결합(Mechano-Chemical Bonding)하여 리튬타이타늄산화물 최종상(115), 실리콘산화물(120) 및 CNT(130)의 최종 복합물(300)을 제조할 수 있다.For example, the first composite 100 of the lithium titanium oxide final phase 115 and the first CNT 131 may be formed on a surface of the second composite 200 of the silicon oxide 120 and the second CNT 132. The final composite 300 of the lithium titanium oxide final phase 115, the silicon oxide 120, and the CNT 130 may be manufactured by physicochemical bonding.

예를 들어, 실리콘산화물(120) 분말입자 표면에 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 및 제1 CNT(131)의 제1 복합물(100)을 강한 물리적 힘 또는 에너지로 물리-화학적 결합(Mechano-Chemical Bonding)을 진행한다. 이때, 실리콘산화물(120) 분말입자가 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 분말입자에 비해 크기가 더 클 수 있으며, 입자성장이 제어된 리튬타이타늄산화물 최종상(115) 분말입자를 사용함으로써 입성장이 거의 일어 나지 않아 작은 입자크기로 실리콘산화물(120) 표면에 결합할 수 있고 최종상 상태에서 전자 전도성이 개선될 수 있다.For example, on the surface of the silicon oxide 120 powder particles, the lithium-titanium oxide final phase 115 and the first composite 100 of the first CNT 131 may be physically-chemically bonded with strong physical force or energy. Proceed). At this time, the silicon oxide (120) powder particles may be larger than the lithium titanium oxide final phase (115) powder particles, and the grain growth is almost caused by using the lithium titanium oxide final phase (115) powder particles with controlled particle growth. Therefore, the small particle size may be bonded to the surface of the silicon oxide 120 and the electronic conductivity may be improved in the final phase state.

실시예에 따르면 사이클 특성이 우수한 리튬타이타늄산화물(LTO:lithium-titanium oxide)과 충방전 용량이 우수한 실리콘산화물의 복합 음극활물질을 제공할 수 있고 이에 따라 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높은 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a composite anode active material of lithium-titanium oxide (LTO) having excellent cycle characteristics and silicon oxide having excellent charge and discharge capacities, and thus a cathode active material having excellent cycle characteristics and high charge / discharge capacity. And it can provide a secondary battery and a super capacitor comprising the manufacturing method and the negative electrode active material.

또한, 실시예에 의하면 사이클 특성이 개선된 실리콘산화물을 CNT(카본나노튜브)와 혼합하여 안정한 실리콘산화물을 형성하고, 이를 리튬타이타늄산화물과 결합하여 복합음극활물질을 제조함으로써 충방전 용량이 우수함과 동시에 사이클 특성이 개선된 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, the silicon oxide having improved cycle characteristics is mixed with CNT (carbon nanotube) to form a stable silicon oxide, and combined with lithium titanium oxide to prepare a composite cathode active material, thereby providing excellent charge and discharge capacity. A negative electrode active material having improved cycle characteristics, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a super capacitor including the negative electrode active material can be provided.

또한, 실시예는 리튬타이타늄산화물의 입자성장을 억제하여 전자 전도성을 개선하고, 전도성이 우수한 CNT(카본나노튜브)와의 복합 음극활물질을 제공함으로써 고속 충방전이 가능하면서 사이클 특성이 우수한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.In addition, the embodiment improves the electronic conductivity by inhibiting grain growth of lithium titanium oxide, and provides a composite anode active material with CNT (carbon nanotube) excellent in conductivity to enable high-speed charging and discharging and excellent cycle characteristics and its active material A secondary battery and a super capacitor including the manufacturing method and the negative electrode active material can be provided.

이에 따라 실시예는 사이클 특성이 우수하면서 충방전 용량이 높고, 고속 충방전이 가능한 음극활물질 및 그 제조방법과 그 음극활물질을 포함하는 2차 전지 및 슈퍼 커패시터를 제공할 수 있다.Accordingly, the embodiment can provide a negative active material, a method of manufacturing the same, and a secondary battery and a supercapacitor including the negative active material, which have excellent cycle characteristics, high charge and discharge capacity, and are capable of high-speed charge and discharge.

실시예에 따른 음극활물질(300)은 2차 전지(미도시) 또는 슈퍼 커패시터에 적용될 수 있다.The negative electrode active material 300 according to the embodiment may be applied to a secondary battery (not shown) or a super capacitor.

실시예에 따른 리튬 이차전지 또는 슈퍼 커패시터는 양극(미도시), 음극(미도시), 세퍼레이터(미도시), 전해질(미도시)을 포함할 수 있다.The lithium secondary battery or the supercapacitor according to the embodiment may include a positive electrode (not shown), a negative electrode (not shown), a separator (not shown), and an electrolyte (not shown).

상기 양극은 양극집전체 및 상기 양극집전체에 담지된 양극 활물질을 포함할 수 있다. The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material supported on the positive electrode current collector.

상기 음극은 상기 양극에 대향되며, 음극집전체에 담지된 상기 음극활물질(300)을 포함할 수 있다.The negative electrode may include the negative electrode active material 300 which is opposite to the positive electrode and supported on the negative electrode current collector.

상기 양극 활물질층는, 충전시에 리튬을 방출하고, 방전시에는 상기 음극 활물질이 방출한 리튬을 흡장한다. 상기 음극 활물질은 충전시에는 상기 양극 활물질이 방출한 리튬을 흡장하고, 방전시에는 리튬을 방출한다.The positive electrode active material layer releases lithium during charging and occludes lithium discharged by the negative electrode active material during discharge. The negative electrode active material occludes lithium released by the positive electrode active material during charging, and releases lithium during discharge.

상기 세퍼레이터는 상기 양극 및 상기 음극 사이에 개재된다. 상기 세퍼레이터는 상기 전해질을 함침할 수 있다. 상기 전해질은 리튬 이온 전도성을 가진다.The separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. The separator may impregnate the electrolyte. The electrolyte has lithium ion conductivity.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (22)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 리튬타이타늄산화물 중간상을 형성하는 단계;
상기 리튬타이타늄산화물 중간상을 열처리하여 리튬타이타늄산화물 최종상을 제조하는 단계;
실리콘산화물을 준비하는 단계; 및
상기 리튬타이타늄산화물 최종상과 상기 실리콘산화물을 결합하여 리튬타이타늄산화물 최종상 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계;를 포함하는 음극활물질의 제조방법.Forming a lithium titanium oxide intermediate phase;
Heat treating the lithium titanium oxide intermediate phase to produce a lithium titanium oxide final phase;
Preparing a silicon oxide; And
Preparing a final composite of a lithium titanium oxide final phase and a CNT by combining the lithium titanium oxide final phase and the silicon oxide. 제9 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 중간상을 형성하는 단계 후에,
상기 리튬타이타늄산화물 중간상과 제1 CNT(카본나노튜브)를 혼합하는 단계; 및
상기 리튬타이타늄산화물 중간상과 제1 CNT를 열처리하여 리튬타이타늄산화물 최종상 및 제1 CNT의 제1 복합물을 제조하는 단계;를 더 포함하는 음극활물질의 제조방법.10. The method of claim 9,
After forming the lithium titanium oxide intermediate phase,
Mixing the lithium titanium oxide intermediate phase with a first CNT (carbon nanotube); And
And heat-treating the lithium titanium oxide intermediate phase and the first CNT to produce a first composite of the lithium titanium oxide final phase and the first CNT. 제10 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 중간상과 제1 CNT를 혼합하는 단계는,
상기 리튬타이타늄산화물 중간상과 제1 CNT를 유기용매에서 초음파 혼합하여 상기 리튬타이타늄산화물 중간상 표면에 상기 제1 CNT가 결합하는 음극활물질의 제조방법. The method of claim 10,
Mixing the lithium titanium oxide intermediate phase and the first CNT,
Ultrasonic mixing of the lithium titanium oxide intermediate phase and the first CNT in an organic solvent, the method for producing a negative electrode active material that the first CNT is bonded to the surface of the lithium titanium oxide intermediate phase. 제10 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 최종상 및 제1 CNT의 제1 복합물을 제조하는 단계는,
상기 결합된 리튬타이타늄산화물 중간상과 제1 CNT를 750℃~900 ℃에서 열처리하여 리튬타이타늄산화물 최종상 및 제1 CNT의 제1 복합물을 제조하는 음극활물질의 제조방법.The method of claim 10,
Preparing the first composite of the lithium titanium oxide final phase and the first CNT,
The combined lithium titanium oxide intermediate phase and the first CNT heat treatment at 750 ℃ ~ 900 ℃ to prepare a negative electrode active material for producing a first composite of the lithium titanium oxide final phase and the first CNT. 제9 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 중간상을 형성하는 단계는,
타이타늄 소스와 리튬소스를 혼합 후 300℃ 내지 700℃에서 열처리하여 리튬타이타늄산화물 중간상을 형성하는 단계를 포함하는 음극활물질의 제조방법.10. The method of claim 9,
Forming the lithium titanium oxide intermediate phase,
Method of producing a negative electrode active material comprising the step of mixing the titanium source and the lithium source and then heat treatment at 300 ℃ to 700 ℃ to form a lithium titanium oxide intermediate phase. 제9 항에 있어서,
상기 실리콘산화물을 준비하는 단계에서,
상기 실리콘산화물은 SiOx의 조성식(단, 0＜x＜2)을 가지는 음극활물질의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the step of preparing the silicon oxide,
The silicon oxide is a method for producing a negative electrode active material having a composition formula of SiO x (where 0 <x <2). 제9 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 최종상 및 실리콘산화물의 최종 복합물을 제조하는 단계는,
상기 실리콘산화물 표면에 상기 리튬타이타늄산화물 최종상이 물리화학적으로 결합(Mechano-Chemical Bonding)하도록 하는 음극활물질의 제조방법.10. The method of claim 9,
Preparing the final composite of the lithium titanium oxide final phase and silicon oxide,
A method of manufacturing a negative electrode active material to allow the final phase of the lithium titanium oxide on the surface of the silicon oxide physically (Mechano-Chemical Bonding). 제9 항에 있어서,
상기 실리콘산화물을 준비하는 후에, 상기 실리콘산화물과 제2 CNT를 혼합하여 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물을 제조하는 단계; 및
상기 리튬타이타늄산화물 최종상과 상기 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물을 결합하여 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계;를 포함하는 음극활물질의 제조방법.10. The method of claim 9,
After preparing the silicon oxide, mixing the silicon oxide and the second CNT to prepare a second composite of the silicon oxide and the second CNT; And
Combining the lithium titanium oxide final phase with the second composite of the silicon oxide and the second CNT to produce a final composite of the lithium titanium oxide final phase, the silicon oxide and the CNT. 제16 항에 있어서,
상기 실리콘산화물과 제2 CNT를 혼합하여 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물을 제조하는 단계는,
상기 실리콘산화물과 제2 CNT를 유기용매에서 초음파 혼합하여 상기 실리콘 산화물 표면에 상기 제2 CNT가 결합하는 음극활물질의 제조방법.17. The method of claim 16,
Mixing the silicon oxide and the second CNT to prepare a second composite of the silicon oxide and the second CNT,
Ultrasonically mixing the silicon oxide and the second CNT in an organic solvent to produce a negative electrode active material that the second CNT is bonded to the silicon oxide surface. 제16 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계는,
상기 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물의 표면에 상기 리튬타이타늄산화물 최종상이 물리화학적으로 결합(Mechano-Chemical Bonding)하도록 하는 음극활물질의 제조방법.17. The method of claim 16,
Preparing a final composite of the lithium titanium oxide final phase, silicon oxide and CNT,
A method for producing a negative electrode active material to allow the final phase of the lithium titanium oxide on the surface of the second composite of the silicon oxide and the second CNT (Mechano-Chemical Bonding). 제10 항에 있어서,
상기 실리콘산화물을 준비하는 후에, 상기 실리콘산화물과 제2 CNT를 혼합하여 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물을 제조하는 단계; 및
상기 리튬타이타늄산화물 최종상 및 제1 CNT의 제1 복합물과 상기 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물을 결합하여 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계;를 포함하는 음극활물질의 제조방법.The method of claim 10,
After preparing the silicon oxide, mixing the silicon oxide and the second CNT to prepare a second composite of the silicon oxide and the second CNT; And
Combining the first composite of the lithium titanium oxide final phase and the first CNT with the second composite of the silicon oxide and the second CNT to produce a final composite of the lithium titanium oxide final phase, the silicon oxide and the CNT; Manufacturing method. 제19 항에 있어서,
상기 리튬타이타늄산화물 최종상, 실리콘산화물 및 CNT의 최종 복합물을 제조하는 단계는,
상기 실리콘산화물 및 제2 CNT의 제2 복합물의 표면에 상기 리튬타이타늄산화물 최종상 및 제1 CNT의 제1 복합물이 물리화학적으로 결합(Mechano-Chemical Bonding)하도록 하는 음극활물질의 제조방법.The method of claim 19,
Preparing a final composite of the lithium titanium oxide final phase, silicon oxide and CNT,
A method of manufacturing a negative electrode active material to allow the final phase of the lithium titanium oxide and the first composite of the first CNT on the surface of the second composite of the silicon oxide and the second CNT (Mechano-Chemical Bonding). 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10193142B2 (en) 2008-02-25 2019-01-29 Cf Traverse Llc Lithium-ion battery anode including preloaded lithium
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US9362549B2 (en) 2011-12-21 2016-06-07 Cpt Ip Holdings, Llc Lithium-ion battery anode including core-shell heterostructure of silicon coated vertically aligned carbon nanofibers
US9966197B2 (en) 2009-02-25 2018-05-08 Cf Traverse Llc Energy storage devices including support filaments
US9979017B2 (en) 2009-02-25 2018-05-22 Cf Traverse Llc Energy storage devices
EP3547412A1 (en) * 2012-02-27 2019-10-02 Ronald Anthony Rojeski Hybrid energy storage devices
KR102339237B1 (en) * 2012-07-03 2021-12-13 카탈리스트 파워 테크놀로지스, 인크. Hybrid energy storage devices including support filaments
CN104538609B (en) * 2014-12-23 2017-02-01 东莞市迈科科技有限公司 Negative electrode composite material for lithium ion battery and preparation method of negative electrode composite material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218198A (en) 2008-02-13 2009-09-24 Tdk Corp Method of manufacturing active material and electrode, and active material and electrode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218198A (en) 2008-02-13 2009-09-24 Tdk Corp Method of manufacturing active material and electrode, and active material and electrode

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