KR101348547B1 - Surface coated lithium titanate powder and fabricating method thereof - Google Patents

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Abstract

(a) 리튬티탄산화물의 미세 분말을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 표 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법이 제공된다.(a) providing a fine powder of lithium titanium oxide; And (b) atomically depositing a conductive material on the surface of the fine powder to form a coating layer.

Description

표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말 및 이의 제조방법{Surface coated lithium titanate powder and fabricating method thereof} Surface coated lithium titanate powder and fabricating method

본 발명은 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기전도도가 높고 레이트 특성이 우수한 이차전지용 활물질로 사용되는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface-coated lithium titanium oxide powder and a manufacturing method thereof, and more particularly to a surface-coated lithium titanium oxide powder used as an active material for secondary batteries having high electrical conductivity and excellent rate characteristics and a method for producing the same. .

최근 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등 휴대용 기기의 급격한 수요증가 뿐만 아니라 하이브리드 전기자동차의 상용화와 순수 전기자동차 개발의 상용화 개발에 따라 이차전지의 수요가 높아지고 있다. 특히, 자동차 응용과 관련해서는 고출력의 이차전지가 요구되고 있다. 이차전지의 음극 재료로는 금속 리튬과 탄소 등이 사용되고 있다. 금속 리튬을 사용할 경우 충방전이 반복되는 경우 음극재료 표면에 수지상의 결정이 발생하여 이것이 단락 쇼트를 일으킬 가능성이 크기 때문에 리튬의 삽입/탈리가 가능한 인조, 천연 흑연, 하드 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 상용화되고 있다. 그러나, 이러한 탄소계 음극재료는 단위부피당 에너지 밀도가 낮고 비가역 용량이 크므로 초기 충방전 효율이 낮고, 용량이 감소되는 문제점이 있다. 또한, 과충전 시 탄소 표면에 리튬이 석출되고 이러한 리튬이 전해액과 반응하여 발화의 위험성이 있다.Recently, the demand for secondary batteries is increasing due to the rapid increase in demand for portable devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and the commercialization of hybrid electric vehicles and the development of pure electric vehicles. In particular, high power secondary batteries are required for automotive applications. Metallic lithium, carbon, etc. are used as a negative electrode material of a secondary battery. In the case of using metal lithium, dendritic crystals are formed on the surface of the anode material when charging and discharging are repeated, which is likely to cause a short circuit. Therefore, various types of carbon including artificial, natural graphite, and hard carbon capable of intercalating and deintercalating lithium can be used. System materials are commercially available. However, such a carbon-based negative electrode material has a low energy density per unit volume and a large irreversible capacity, resulting in a low initial charge and discharge efficiency and a decrease in capacity. In addition, lithium is deposited on the surface of the carbon during overcharging, and there is a risk of ignition due to the reaction of lithium with the electrolyte.

한편, 스피넬 구조를 갖는 Li4Ti5O12의 리튬티탄산화물을 음극재료로 사용하려는 시도도 있다. 리튬티탄산화물은 리튬 금속 기준으로 1.5V의 전압을 가지고, 사이클 특성이 좋으며, 작동전압이 리튬의 환원전위보다 높기 때문에, 과충전시 리튬이 음극 표면에 석출되는 문제를 막을 수 있는 장점이 있다. Li4Ti5O12의 리튬티탄산화물은 리튬의 삽입, 탈리 반응의 반복시에도 결정구조의 변화가 매우 작아서 충전과 방전 시 팽창과 수축을 무시할 수 있으므로 대형 리튬 이차전지 음극재료로 유망하다. 그러나, 전자전도도가 낮아 리튬 삽입과 탈리 반응을 할 때 반응 저항이 높고 이로 인하여 급속 충/방전시 특성이 현저히 저하된다는 문제점이 있고, 고출력이 요구되는 전지에의 응용에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 종래에는 활물질인 리튬티탄산화물 입자 표면에 용액법을 이용하여 주로 탄소를 피복하는 시도를 하여 왔다(대한민국등록특허 제1023354호). 이때 활물질은 산화물이므로 탄소를 피복하여 코팅할 경우 고온의 열처리를 하여야 하기 때문에 표면의 피복된 탄소가 산화되어 활물질 표면에 코팅된 탄소층의 전기전도도 기여 효과의 감소를 일으키게 된다.On the other hand, there is an attempt to use lithium titanium oxide of Li 4 Ti 5 O 12 having a spinel structure as a negative electrode material. Lithium titanium oxide has a voltage of 1.5V on the basis of lithium metal, good cycle characteristics, and because the operating voltage is higher than the reduction potential of lithium, there is an advantage that can prevent the problem of lithium precipitated on the surface of the negative electrode during overcharging. Lithium titanium oxide of Li 4 Ti 5 O 12 is promising as a large lithium secondary battery anode material because the change of crystal structure is very small even when repeated insertion and desorption reaction of lithium can ignore the expansion and contraction during charging and discharging. However, there is a problem in that the reaction resistance is high when the lithium insertion and desorption reaction is low due to the low electron conductivity, and thus, the characteristic of the rapid charging / discharging is significantly reduced, and there is a difficulty in application to a battery requiring high power. In order to overcome this problem, conventionally, an attempt has been made to coat carbon mainly on the surface of lithium titanium oxide particles as an active material by using a solution method (Korean Patent No. 1023354). At this time, since the active material is an oxide and the carbon is coated to coat the high temperature heat treatment, the coated carbon on the surface is oxidized to reduce the electrical conductivity contribution effect of the carbon layer coated on the surface of the active material.

본 발명의 일 측면에 의하면, (a) 리튬티탄산화물의 미세 분말을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 표 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the invention, (a) providing a fine powder of lithium titanium oxide; And (b) atomically depositing a conductive material on the surface of the fine powder to form a coating layer.

본 발명의 다른 측면에 의하면, (a) 리튬티탄산화물 입자와 금속 입자를 혼합, 열처리 및 분쇄하여 미세 혼합 분말을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, (a) mixing, heat treatment and grinding the lithium titanium oxide particles and metal particles to provide a fine mixed powder; And (b) forming a coating layer by atomically depositing a conductive material on the surface of the mixed fine powder.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물의 미세 분말; 상기 미세 분말 표면에 도포된 전도성을 갖는 제1 코팅 층; 및 상기 제1 코팅 층에 도포된 전도성을 갖는 제2 코팅 층을 포함하되, 상기 제1 코팅 층 및 상기 제2 코팅 층은 각각 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말이 제공된다.According to another aspect of the invention, the lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) or Li element site, Ti element site and O element in the above formula Fine powder of lithium titanium oxide in which at least one of the sites is substituted with a dissimilar element; A first coating layer having conductivity applied to the surface of the fine powder; And a second coating layer having conductivity applied to the first coating layer, wherein the first coating layer and the second coating layer each include any one of a metal or a non-metal conductive inorganic material. Powder is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물의 입자; 및 상기 입자 표면에 도포된 전도성을 갖는 코팅 층을 포함하되, 상기 미세 분말은 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 금속이 합금되어 있고, 상기 코팅 층은 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말이 제공된다.According to another aspect of the invention, the lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) or Li element site, Ti element site and O element in the above formula Particles of lithium titanium oxide in which at least one of the sites is substituted with a heterogeneous element; And a coating layer having conductivity applied to the particle surface, wherein the fine powder is at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr, and Mo. Metal is alloyed, and the coating layer is provided with a surface-coated lithium titanium oxide powder containing either a metal or a non-metal conductive inorganic material.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 리튬티탄산화물 분말을 활물질로 포함하는 전극, 및 상기 전극을 포함하는 이차전지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode including the lithium titanium oxide powder as an active material, and a secondary battery comprising the electrode.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다.
1 is a cross-sectional view of a surface-coated lithium titanium oxide powder according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a cross section of a surface coated lithium titanium oxide powder according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a cross section of the surface-coated lithium titanium oxide powder according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 표면 코팅된 리튬티탄산화물은 하기와 같은 공정으로 제조될 수 있다. 즉 (a) 리튬티탄산화물의 미세 분말을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the surface-coated lithium titanium oxide may be prepared by the following process. That is, (a) providing a fine powder of lithium titanium oxide; And (b) forming a coating layer by atomically depositing a conductive material on the surface of the fine powder.

본 발명에서 리튬티탄산화물은 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시될 수 있다. 구체적인 예들로 Li4 /3Ti5 /3O4, LiTi2O4, Li8 /7Ti12 /7O4, Li4 /5Ti11 /5O4 등이 있으며, 제조상의 용이성 및 화학적 안정성, 그리고, 충방전 용량의 측면에서 볼 때, Li4Ti5O12의 조성이 전극 활물질로 가장 바람직하다.Lithium titanium oxide in the present invention may be represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5). And the like, with specific examples Li 4/3 Ti 5/3 O 4, LiTi 2 O 4, Li 8/7 Ti 12/7 O 4, Li 4/5 Ti 11/5 O 4, ease of manufacturing and chemical stability In view of the charge and discharge capacity, the composition of Li 4 Ti 5 O 12 is most preferable as the electrode active material.

그런데 리튬티탄산화물인 Li4Ti5O12는 전기 저항이 높아 고출력이 요구되는 전지의 음극재료로 사용하기에는 레이트 특성(rate performance)이 좋지 않은 문제점이 있다. 전지의 레이트 특성을 저하시키는 원인은 고전류에 의한 전극 물질의 분극 현상과 전극 내부 저항의 증가가 원인인 것으로 보인다. 이러한 전극 내부 저항을 줄이기 위한 방법으로 Li4Ti5O12에 다른 이종 원소를 도핑하거나 음극 활물질의 표면에 전도도가 높은 물질을 균일하게 코팅할 수 있다.However, lithium titanium oxide Li 4 Ti 5 O 12 has a problem that the rate performance (rate performance) is not good for use as a negative electrode material of a battery that requires a high output due to high electrical resistance. The cause of lowering the rate characteristic of the battery seems to be caused by the polarization of the electrode material due to the high current and the increase of the internal resistance of the electrode. In order to reduce the internal resistance of the electrode, Li 4 Ti 5 O 12 may be doped with other heterogeneous elements or uniformly coated with a highly conductive material on the surface of the negative electrode active material.

전지 용량의 증가 및 레이트 특성 향상을 위해 상기 리튬티탄산화물은 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리, 바람직하게는 적어도 2 이상의 자리가 이종 원소로 도핑될 수 있다. 구체적인 예로서, Li4Ti5O12의 스피넬 산화물을 기반으로 하는 Li(4-x)/3Ti(5-2x)/3AxO4-yCy (0 ≤ x ≤ 0.9, ≤ y ≤ 0.5)의 조성식을 갖는 리튬티탄산화물을 들 수 있다. 여기서 A의 자리에 Cr3 +, Al3 +, Ni3 +, Mn3 +등의 다양한 한 가지 원소를 첨가하여 용량의 증가 및 레이트 특성 향상을 이루고자 한 시도가 있었다. 그러나, A 원소의 자리에 두 개 이상의 원소를 여러 조성 범위에서 동시에 치환한 경우, 또는 A 자리에 두 개 이상의 원소를 치환하는 동시에 C의 자리에 Br- 또는 F-를 치환할 경우 더 향상된 리튬티탄산화물의 용량 증가와 전기전도도를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.In order to increase battery capacity and improve rate characteristics, the lithium titanium oxide may be doped with at least one or more sites, preferably at least two or more sites of Li element sites, Ti element sites, and O element sites. As a specific example, Li (4-x) / 3 Ti (5-2x) / 3 A x O 4-y C y based on the spinel oxide of Li 4 Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 0.9, ≦ y Lithium titanium oxide which has a composition formula of (= 0.5) is mentioned. Where there is a seat 3 + Cr, Al + 3, Ni + 3, attempt to achieve an enhanced increase in the capacity and rate characteristics by addition of a variety of one kinds of elements such as Mn + 3 in the A. However, lithium titanium is improved when two or more elements are replaced at the same time in various composition ranges, or two or more elements are replaced at the same time with Br - or F - in place of C. Oxide capacity and electrical conductivity will be expected.

다른 예로 Li4Ti5 - xBxO12 - yCy (0 ≤ x ≤ 0.9, ≤ y ≤ 0.5) 조성식을 갖는 리튬티탄산화물을 들 수 있다. 여기서도 B의 원소자리에 La, Mo, Zr, Ta, V의 다양한 조성 범위에서 치환을 하고 동시에 C의 자리에 Br- 또는 F-의 치환을 할 경우에도 Li4Ti5O12의 스피넬 산화물 기반의 전기화학적 특성 향상을 기대할 수 있다.Other examples include Li 4 Ti 5 - x B x O 12 - y C y include lithium titanium oxide having the formula (0 ≤ x ≤ 0.9, ≤ y ≤ 0.5). The Again substitution on the different composition range of La, Mo, Zr, Ta, V the element position of B, and at the same time, in place of the C Br - or F - for the Li 4 Ti 5 O 12 spinel oxide based even if the substituted An improvement in electrochemical properties can be expected.

리튬티탄산화물의 미세 분말은 다양한 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 일례로 제조하고자 하는 최종 리튬티탄산화물을 구성하는 원료 전구체들을 정량비적으로 혼합한 다음, 용매 중에서 볼밀링과 같은 기계적 분쇄 방식을 통해 분쇄하여 미세 분말을 얻을 수 있다. 또는 질산으로 처리된 활성화된 셀룰로오스에 원료 전구체를 흡수시킨 후 이를 건조 및 열처리한 다음 분쇄하여 미세 분말을 얻을 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기의 방식들 중 하나로 얻어진 단일상으로 형성된 리튬티탄산화물 입자에 Al, Cu와 같은 금속 입자를 섞어서 열처리한 다음 분쇄하여 금속 입자와 리튬티탄산화물이 일체로 혼합된 혼합 미세 분말을 얻을 수도 있다.The fine powder of lithium titanium oxide can be produced by various known methods. For example, the raw material precursors constituting the final lithium titanium oxide to be prepared can be mixed in a quantitative ratio, and then pulverized in a solvent by a mechanical grinding method such as ball milling to obtain fine powder. Alternatively, the raw material precursor may be absorbed into the activated cellulose treated with nitric acid, then dried and heat treated, and then ground to obtain fine powder. In some embodiments, a mixed fine powder in which metal particles, such as Al and Cu, are mixed with annealing and then pulverized to lithium titanium oxide particles formed as a single phase obtained in one of the above manners, and then pulverized to integrally mix metal particles with lithium titanium oxide. You can also get

본 발명의 리튬티탄산화물 미세 분말의 크기는 평균 입경이 0.1 μm ~ 100 μm 범위일 수 있고, 바람직하게는 1 μm ~ 20 μm 범위일 수 있다. 본 발명의 리튬티탄산화물이 이차전지의 활물질 입자로 사용되는 경우, 입자 크기가 상기 범위보다 작을 때에는 전극 슬러리 제조시 도전제인 카본 블랙 및 바인더 등과의 혼합이 어려워질 수 있으며, 상기 범위보다 큰 경우에는 전극 도포 후 전극 표면이 불균일해질 수 있다.The size of the lithium titanium oxide fine powder of the present invention may have an average particle diameter of 0.1 μm to 100 μm, and preferably 1 μm to 20 μm. When the lithium titanium oxide of the present invention is used as the active material particles of the secondary battery, when the particle size is smaller than the above range, it may be difficult to mix the carbon black, the binder, and the like, in the preparation of the electrode slurry. The electrode surface may become uneven after electrode application.

상술한 방식으로 리튬티탄산화물의 미세 분말을 얻은 후에 좀 더 높은 전도도를 얻기 위해서는 이렇게 제조된 분말의 표면에 전도도 높은 균일한 물질의 코팅이 필요하다. 기존에는 용액법을 이용하여 탄소 전구체를 활물질의 표면에 코팅을 한 다음 600 내지 900 ℃의 고온에서 열처리를 하는데 이때 코팅 균일도 감소에 의한 탄소가 피복이 되지 않은 영역도 생겨나는 등 효율적인 코팅이 되지 않았다. In order to obtain higher conductivity after obtaining the fine powder of lithium titanium oxide in the above-described manner, it is necessary to coat a highly conductive uniform material on the surface of the powder thus prepared. Conventionally, the carbon precursor is coated on the surface of the active material using a solution method, and then heat-treated at a high temperature of 600 to 900 ° C. At this time, an uncoated area is not generated due to the reduction in coating uniformity. .

본 발명에서는 이러한 단점을 극복하기 위해서는 용액법을 사용하지 않고 원자층 증착의 방식을 이용하여 전도성 물질을 리튬티탄산화물 입자 표면에 균일하게 증착하여 코팅층을 형성한다. 원자층 증착기를 사용하면 저온에서 높은 결정질의 무기질 박막을 리튬티탄산화물 입자의 표면에 매우 균일하게 증착시킬 수 있고 두께 또한 매우 정교하게 조절할 수 있는 이점이 있다. In the present invention, in order to overcome such disadvantages, a coating layer is formed by uniformly depositing a conductive material on the surface of lithium titanium oxide particles using atomic layer deposition without using a solution method. The use of an atomic layer evaporator enables the deposition of highly crystalline inorganic thin films on the surface of lithium titanium oxide particles at a low temperature and has the advantage of being very finely controlled in thickness.

원자층 증착기는 화학적으로 달라붙는 단원자층의 현상을 이용한 나노 박막 증착 기술을 이용한 장치이며 분자의 흡착과 치환을 번갈아 진행하는 방식을 가지고 있다. 화학기상증착기(CVD)의 특성을 동시에 갖고 있기 때문에 미세한 틈새에도 산화물과 금속박막을 낮은 온도에서 균일하게 증착할 수 있다. 따라서, 기판 위에 있는 분말입자들의 각각 표면을 균일하게 코팅할 수 있게 된다.Atomic layer evaporator is a device using nano thin film deposition technology that uses the phenomenon of chemically adhering monoatomic layer, and has a method of alternately adsorbing and replacing molecules. Since it has the characteristics of a chemical vapor deposition (CVD) at the same time, the oxide and the metal thin film can be uniformly deposited at a low temperature even in a minute gap. Therefore, it is possible to uniformly coat each surface of the powder particles on the substrate.

상기 전도성 물질은 금속 및 비금속 도전성 무기물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. 전도성 물질로 사용되는 금속의 비제한적인 예로 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr, Mo 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 연성이 있는 금속인 Al 또는 Cu일 수 있다. 한편 전도성 물질로 사용되는 비금속 도전성 무기물은 고전도 특성의 무기질 박막을 형성할 수 있는 물질이면 특별히 제한되지 않으며 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등을 들 수 있다.The conductive material may be any one selected from the group consisting of metals and nonmetal conductive inorganics. Non-limiting examples of the metal used as the conductive material include Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr, Mo, etc., Al or Cu, preferably a ductile metal Can be. On the other hand, the non-metal conductive inorganic material used as the conductive material is not particularly limited as long as it is a material capable of forming an inorganic thin film of high conductivity, and may include Al substituted ZnO, RuAlO, TiC x and the like.

원자층 증착을 통해 형성된 상기 코팅층은 금속을 포함하는 단일 코팅층일 수 있다. Al 이나 Cu를 표면에 균일하게 증착할 경우 기본적으로 Al과 Cu가 전도도 향상에 기여하기도 하지만 연성이 있는 특징을 이용하여 음극물질을 집전체에 페이스팅할 경우 입자 사이를 잘 연결할 수 있는 연결고리 역할도 한다.The coating layer formed through atomic layer deposition may be a single coating layer including a metal. When Al or Cu is uniformly deposited on the surface, Al and Cu may contribute to the improvement of conductivity. However, when the anode material is pasted on the current collector using a ductile feature, it is a good link between particles. Also do.

좀 더 바람직하게는 상기 코팅층은 비금속 도전성 무기물 층과 금속 층의 이중 코팅층일 수 있다. 이중 코팅층의 형성을 위해 상기 원자층 증착은 비금속 도전성 무기물을 포함하는 제1 코팅 층을 증착하는 단계; 및 상기 제1 코팅 층 위에 금속을 포함하는 제2 코팅 층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원자층 증착기를 이용하여 리튬티탄산화물 음극 입자 표면에 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등의 고전도성 무기질 박막을 균일하게 코팅하고 다시 Al이나 Cu를 코팅하여 이중층으로 코팅을 형성하게 되면 전기전도도의 향상이 더 획기적으로 개선된다. More preferably, the coating layer may be a double coating layer of the non-metal conductive inorganic layer and the metal layer. The atomic layer deposition may include depositing a first coating layer comprising a nonmetallic conductive inorganic material to form a double coating layer; And depositing a second coating layer including a metal on the first coating layer. For example, by using an atomic layer evaporator, a highly conductive inorganic thin film such as ZnO, RuAlO, TiC x, etc., in which Al is substituted, is uniformly coated on the surface of the lithium titanium oxide anode particle, and then coated with Al or Cu to form a coating with a double layer. This significantly improves the electrical conductivity.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법은 (a) 리튬티탄산화물 입자와 금속 입자를 혼합, 열처리 및 분쇄하여 미세 혼합 분말을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the method for producing a surface-coated lithium titanium oxide powder comprises the steps of: (a) mixing, heat treating and grinding lithium titanium oxide particles and metal particles to provide a fine mixed powder; And (b) forming a coating layer by atomically depositing a conductive material on the surface of the mixed fine powder.

상기 금속 입자는 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 연성이 좋은 Al 또는 Cu일 수 있다.The metal particles may be at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr, and Mo. Preferably it may be Al or Cu with good ductility.

예를 들어 단일상으로 형성된 리튬티탄산화물 활물질과 Al 입자 또는 Cu입자를 섞어서 열처리 한 다음 볼밀링하여 Al 입자 또는 Cu 입자와 리튬티탄산화물 활물질이 한덩어리로 혼합된 입자를 합성한다. 이 형성된 입자는 내부적으로 Al이나 Cu에 의해서 전기전도 네트워크가 잘 형성되어 있는 장점이 있다. 이렇게 형성된 활물질의 표면에 원자층 증착기를 이용하여 위와 같이 단일 코팅층 또는 이중 코팅층을 형성하면 좀 더 좋은 전기전도도를 기대할 수 있다.For example, a lithium titanium oxide active material formed of a single phase and Al particles or Cu particles are mixed and heat treated, followed by ball milling to synthesize particles in which Al particles or Cu particles and a lithium titanium oxide active material are mixed in one mass. The formed particles have an advantage in that the conductive network is well formed by Al or Cu internally. If a single coating layer or a double coating layer is formed on the surface of the active material formed as above using an atomic layer deposition machine, better electrical conductivity can be expected.

몇몇 실시예들에 있어서, 리튬티탄산화물 입자의 표면에 코팅된 전도성 물질의 두께는 1 nm ~ 100 nm 범위일 수 있으며, 바람직하게는 1 nm ~ 40 nm 범위일 수 있다. 이때 코팅된 전도성 물질 층은 리튬티탄산화물 입자 표면에 매우 균일하게 덮여 있으며, 우수한 전도 특성을 나타내는 데 효과적이다. 일반적인 탄소 전구체를 이용한 리튬티탄산화물의 표면 피복방법은 400 ℃이상의 고온의 열처리를 추가로 필요하지만 원자층 증착기를 이용할 경우 저온에서 코팅이 완성되기 때문에 추가적인 열처리 공정이 필요로 하지 않는다.In some embodiments, the thickness of the conductive material coated on the surface of the lithium titanium oxide particles may be in the range of 1 nm to 100 nm, preferably in the range of 1 nm to 40 nm. In this case, the coated conductive material layer is very uniformly covered on the surface of the lithium titanium oxide particles, and is effective in showing excellent conductive properties. The surface coating method of lithium titanium oxide using a general carbon precursor additionally requires a high temperature heat treatment of 400 ° C. or higher, but does not require an additional heat treatment process because the coating is completed at a low temperature using an atomic layer deposition machine.

본 발명의 제1 실시예에 의하면, LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물의 입자을 기반으로 하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말이 제공된다. 상기 입자 표면에 도포된 전도성을 갖는 코팅 층을 포함한다. 여기서 상기 미세 분말은 다른 금속과 합금될 수 있는데, 연성이 좋은 Al 또는 Cu가 합금되는 것이 바람직하다. 또한 상기 코팅 층은 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함한다.According to the first embodiment of the present invention, the lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) or Li element site, Ti element site and O in the above formula There is provided a surface coated lithium titanium oxide powder based on particles of lithium titanium oxide in which at least one of the element sites is replaced by a heterogeneous element. And a coating layer having conductivity applied to the particle surface. Here, the fine powder may be alloyed with another metal, and Al or Cu having good ductility is preferably alloyed. In addition, the coating layer includes any one of a metal and a nonmetal conductive inorganic material.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다. 도면에서 LTO는 도핑되거나 비도핑된 리튬티탄산화물을 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a surface-coated lithium titanium oxide powder according to a first embodiment of the present invention. In the figure, LTO represents doped or undoped lithium titanium oxide.

또한 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 상술한 실시예와 마찬가지로 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물의 미세 분말을 기반으로 하되, 표면이 이중 층 코팅된 리튬티탄산화물 분말이 제공된다. 즉 상기 미세 분말 표면에 전도성을 갖는 제1 코팅 층이 존재한다. 또한 상기 제1 코팅 층에 전도성을 갖는 제2 코팅 층이 존재함으로써 이중 층 코팅을 구성한다. 여기서 상기 제1 코팅 층 및 상기 제2 코팅 층은 각각 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함한다.Further, according to the second embodiment of the present invention, lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) as in the above-described embodiment or the element Li in the composition formula At least one or more of the sites, Ti element sites and O element sites is provided based on a fine powder of lithium titanium oxide substituted with a heterogeneous element, and a lithium titanium oxide powder having a double layer coated surface is provided. That is, a conductive first coating layer exists on the surface of the fine powder. In addition, the second coating layer having a conductivity in the first coating layer constitutes a double layer coating. Wherein the first coating layer and the second coating layer each comprise any one of a metal or a non-metal conductive inorganic material.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다. 상기 제1 코팅 층과 상기 제2 코팅 층의 이중 층은 금속 층/비금속 도전성 무기물 층의 형태이거나 비금속 도전성 무기물 층/금속 층의 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 코팅 층은 비금속 도전성 무기물을 포함하고, 상기 제2 코팅 층은 금속을 포함하는 형태일 수 있다.2 shows a cross section of a surface coated lithium titanium oxide powder according to a second embodiment of the present invention. The double layer of the first coating layer and the second coating layer may be in the form of a metal layer / non-metal conductive inorganic layer or in the form of a non-metal conductive inorganic layer / metal layer. Preferably, the first coating layer may include a non-metal conductive inorganic material, and the second coating layer may include a metal.

본 발명의 제3 실시예에 의하면, 상기 제2 실시예의 리튬티탄산화물 미세 분말이 다른 금속과 합금된 형태일 수 있다. 즉 상기 미세 분말은 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 금속이 합금될 수 있다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 단면을 나타낸다.According to the third embodiment of the present invention, the lithium titanium oxide fine powder of the second embodiment may be alloyed with another metal. That is, the fine powder may be alloyed with at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr, and Mo. 3 shows a cross section of a surface coated lithium titanium oxide powder according to a second embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, Li4Ti5O12와 같은 리튬티탄산화물 또는 도핑한 리튬티탄산화물(예를 들면, Li 원소 자리, Ti 원소 자리, O 원소 자리에서 2 개의 자리 또는 3개의 모두 자리에 동시에 이종원소를 치환한 재료)을 합성한 다음 물리적인 방법인 원자층 증착기를 이용하여 전도성 세라믹인 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 박막을 음극 활물질 본체의 표면에 두께 및 균일 조절을 매우 정밀하게 하면서 코팅함으로써 전기전도도 향상 효과를 극대화시킬 수 있다. 따라서, 리튬 이차 전지의 레이트 특성 (rate performance)을 향상시킬 수 있다. 또한, 다원소 치환에 의해서 용량 증가를 기대할 수 있다.According to the present invention, lithium titanium oxides such as Li 4 Ti 5 O 12 or doped lithium titanium oxides (eg, Li element sites, Ti element sites, O element sites, or two or all three sites at the same time are heterogeneous. Element-substituted material), and then using ZnO, RuAlO, TiC x thin film substituted with Al, which is a conductive ceramic, using the atomic layer deposition machine, which is a physical method, to precisely control the thickness and uniformity of the surface of the negative electrode active material body Coating can maximize the effect of improving electrical conductivity. Therefore, the rate performance of a lithium secondary battery can be improved. In addition, capacity increase can be expected by multi-element substitution.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, which are only intended to help the understanding of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

[실시예] [Example]

실시예Example 1  One

제조하고자 하는 최종 리튬티탄산화물 기반의 조성물을 구성하는 전구체들을 정량비적으로 혼합한다. 예를 들면 Li1 .3Ti1 .6Cr0 .1O3 .9Br0 .1의 음극 활물질을 제조하고자 할 때 Li2CO3, TiO2, Cr(NO3)3-9H2O, LiBr-H2O의 전구체들을 위 최종 조성물의 화학양론비에 맞게 혼합한다. 그리고, 알코올 또는 아세톤을 용매로 Zr 볼들과 혼합하여 볼밀링을 24시간 정도 시행한다. 볼밀링된 전구체 분말은 건조시킨 다음 공기 중이나 환원분위기에서 12시간 하소를 진행한 다음 파쇄 후 볼밀링을 하여 미세한 분말 형태로 제조한다. 분말을 얇게 유리기판 위에 펼친 다음 최종적으로 원자층 증착기를 이용하여 250 ℃이하의 온도에서 원하는 Al 또는 Cu 금속 도전층을 균일하게 코팅하여 최종적인 음극 물질을 제조한다. 좀 더 바람직하게는 리튬티탄산화물 활물질의 표면에 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등의 고전도성 무기질 박막을 코팅한 다음 다시 Al 또는 Cu 금속를 표면에 균일하게 코팅하여 이중으로 코팅층을 형성하여 최종적으로 이차전지 음극활물질을 제조한다.
The precursors constituting the final lithium titanium oxide based composition to be prepared are mixed quantitatively. For example, Li 1 .3 Ti 1 .6 Cr 0 .1 O 3 .9 when trying to produce a negative electrode active material of Br 0 .1 Li 2 CO 3, TiO 2, Cr (NO 3) 3 -9H 2 O, Precursors of LiBr-H 2 O are mixed to the stoichiometric ratio of the final composition. Then, ball milling is performed for 24 hours by mixing alcohol or acetone with Zr balls as a solvent. The ball milled precursor powder is dried and then calcined in air or in a reducing atmosphere for 12 hours, and then crushed to form a fine powder by ball milling. The powder is spread thinly on a glass substrate, and finally, an atomic layer deposition machine is used to uniformly coat a desired Al or Cu metal conductive layer at a temperature of 250 ° C. or lower to prepare a final negative electrode material. More preferably, a highly conductive inorganic thin film such as ZnO, RuAlO, TiC x, etc., in which Al is substituted, is coated on the surface of the lithium titanium oxide active material, and then Al or Cu metal is uniformly coated on the surface to form a coating layer in duplicate. To prepare a secondary battery negative electrode active material.

실시예Example 2 2

질산으로 처리된 활성화된 셀룰로오스를 준비한 제조하고자 하는 최종 조성물의 화학양론비에 따라서 다양한 전구체를 수용액 등의 용매에 녹여 글리신을 첨가한다. 혼합된 용액은 활성화된 셀룰로오스에 천천히 흡수시킨다. 80 ℃에서 수 시간 건조 시킨 다음 250 ℃에서 연소시킨 다음 분말로 분쇄한 다음 최종적으로 900 ℃이하에서 하소 시킨다. 하소한 물질을 다시 분쇄한 다음 유리 기판 상에 균일하게 분포시킨 다음 원자층 증착기를 이용하여 Al 또는 Cu 금속 도전층을 음극 활물질 입자 표면에 균질하게 전도성 코팅을 한다. 좀 더 바람직하게는 리튬티탄산화물 활물질의 표면에 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등의 고전도성 무기질 박막을 코팅한 다음 다시 Al 또는 Cu 금속을 표면에 균일하게 코팅하여 이중으로 코팅층을 형성하여 최종적으로 이차전지 음극활물질을 제조한다.
Various precursors are dissolved in a solvent such as an aqueous solution and glycine is added according to the stoichiometric ratio of the final composition to be prepared by preparing activated cellulose treated with nitric acid. The mixed solution is slowly absorbed into the activated cellulose. After drying at 80 ° C. for several hours, burning at 250 ° C., pulverizing to powder, and finally calcining at 900 ° C. or lower. The calcined material is pulverized again and then uniformly distributed on the glass substrate, and then the Al or Cu metal conductive layer is homogeneously conductive coated on the surface of the negative electrode active material particles using an atomic layer deposition machine. More preferably, a highly conductive inorganic thin film such as ZnO, RuAlO, TiC x, etc., in which Al is substituted, is coated on the surface of the lithium titanium oxide active material, and then Al or Cu metal is uniformly coated on the surface to form a coating layer. Finally, a secondary battery negative electrode active material is prepared.

실시예Example 3 3

제조하고자 하는 최종 리튬티탄산화물 기반의 조성물을 구성하는 전구체들을 정량비적으로 혼합한다. 예를 들면 Li1 .3Ti1 .6Cr0 .1O3 .9Br0 .1의 음극 활물질을 제조하고자 할 때 Li2CO3, TiO2, Cr(NO3)3-9H2O, LiBr-H2O의 전구체들을 위 최종 조성물의 화학양론비에 맞게 혼합한다. 그리고, 알코올 또는 아세톤을 용매로 Zr 볼들과 혼합하여 볼밀링을 24시간 정도 시행한다. 볼밀링된 전구체 분말은 건조시킨 다음 공기 중이나 환원분위기에서 12시간 하소를 진행한 다음 파쇄 후 볼밀링을 하여 미세한 분말 형태로 제조한다. 단일상으로 형성된 리튬티탄산화물 활물질과 Al 입자 또는 Cu입자를 섞어서 열처리 한 다음 볼밀링하여 Al 입자 또는 Cu 입자와 리튬티탄산화물 활물질이 한 덩어리로 혼합된 입자를 합성한다. 이 형성된 입자의 표면에 원자층 증착기를 이용하여 실시예 1과 실시예 2의 예와 같이 단일층 코팅막 또는 이중층 코팅막을 형성한다.The precursors constituting the final lithium titanium oxide based composition to be prepared are mixed quantitatively. For example, Li 1 .3 Ti 1 .6 Cr 0 .1 O 3 .9 when trying to produce a negative electrode active material of Br 0 .1 Li 2 CO 3, TiO 2, Cr (NO 3) 3 -9H 2 O, Precursors of LiBr-H 2 O are mixed to the stoichiometric ratio of the final composition. Then, ball milling is performed for 24 hours by mixing alcohol or acetone with Zr balls as a solvent. The ball milled precursor powder is dried and then calcined in air or in a reducing atmosphere for 12 hours, and then crushed to form a fine powder by ball milling. The lithium titanium oxide active material formed in a single phase and Al particles or Cu particles are mixed and heat treated, followed by ball milling to synthesize particles in which Al particles or Cu particles and a lithium titanium oxide active material are mixed in one mass. A single layer coating film or a double layer coating film is formed on the surface of the formed particles using the atomic layer deposition machine as in the examples of Examples 1 and 2.

형성된 분말을 얇게 유리기판위에 펼친 다음 최종적으로 원자층 증착기를 이용하여 250 ℃이하의 온도에서 원하는 Al 또는 Cu 금속 도전층을 균일하게 코팅하여 최종적인 음극 물질을 제조한다. 좀 더 바람직하게는 리튬티탄산화물 활물질의 표면에 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등의 고전도성 무기질 박막을 코팅한 다음 다시 Al 또는 Cu 금속를 표면에 균일하게 코팅하여 이중으로 코팅층을 형성하여 최종적으로 이차전지 음극활물질을 제조한다.
The formed powder is spread thinly on a glass substrate, and finally a uniform Al or Cu metal conductive layer is uniformly coated at a temperature of 250 ° C. or lower using an atomic layer deposition machine to prepare a final negative electrode material. More preferably, a highly conductive inorganic thin film such as ZnO, RuAlO, TiC x, etc., in which Al is substituted, is coated on the surface of the lithium titanium oxide active material, and then Al or Cu metal is uniformly coated on the surface to form a coating layer in duplicate. To prepare a secondary battery negative electrode active material.

실시예Example 4 4

질산으로 처리된 활성화된 셀룰로오스를 준비한 제조하고자 하는 최종 조성물의 화학양론비에 따라서 다양한 전구체를 수용액 등의 용매에 녹여 글리신을 첨가한다. 혼합된 용액은 활성화된 셀룰로오스에 천천히 흡수시킨다. 80 ℃에서 수 시간 건조시킨 다음 250 ℃에서 연소시킨 다음 분말로 분쇄한 다음 최종적으로 900 ℃이하에서 하소시킨다. 하소한 물질을 다시 Al 입자 또는 Cu입자와 섞어서 열처리 한 다음 분쇄하여 Al 입자 또는 Cu 입자와 리튬티탄산화물 활물질이 하나의 덩어리로 혼합된 입자를 합성한다.Various precursors are dissolved in a solvent such as an aqueous solution and glycine is added according to the stoichiometric ratio of the final composition to be prepared by preparing activated cellulose treated with nitric acid. The mixed solution is slowly absorbed into the activated cellulose. After drying at 80 DEG C for several hours, burning at 250 DEG C, pulverizing to powder, and finally calcining at 900 DEG C or lower. The calcined material is again mixed with Al particles or Cu particles, heat treated, and then pulverized to synthesize Al particles or Cu particles and particles in which a lithium titanium oxide active material is mixed in one mass.

분쇄된 입자를 유리 기판 상에 균일하게 분포시킨 다음 원자층 증착기를 이용하여 Al 또는 Cu 금속 도전층을 음극 활물질 입자 표면에 균질하게 전도성 코팅을 한다. 좀 더 바람직하게는 리튬티탄산화물 활물질의 표면에 Al이 치환된 ZnO, RuAlO, TiCx 등의 고전도성 무기질 박막을 코팅한 다음 다시 Al 또는 Cu 금속를 표면에 균일하게 코팅하여 이중으로 코팅층을 형성하여 최종적으로 이차전지 음극활물질을 제조한다.
The pulverized particles are evenly distributed on the glass substrate, and then an Al or Cu metal conductive layer is uniformly coated on the surface of the negative electrode active material particles using an atomic layer deposition machine. More preferably, a highly conductive inorganic thin film such as ZnO, RuAlO, TiC x, etc., in which Al is substituted, is coated on the surface of the lithium titanium oxide active material, and then Al or Cu metal is uniformly coated on the surface to form a coating layer in duplicate. To prepare a secondary battery negative electrode active material.

상술한 바에 따르면, 본 발명은 고속 충방전이 가능한 리튬 이차전지 음극재료에 적합하도록 전도성물질이 균일하게 코팅된 리튬티탄산화물 기반 입자의 제조방법을 제공한다. 종래의 순수한 Li4Ti5O12의 스피넬 산화물은 전기전도도가 낮아 이차전지의 레이트 특성이 나쁘지만, Li, Ti, O의 자리에 다양한 원소를 도핑하거나, 연성이 좋은 금속을 합금함과 동시에 원자층 증착기를 사용하여 고전도의 균일한 전도성 물질 코팅층을 형성시키면 낮은 전기전도도를 극복할 수 있게 되어 고출력을 필요로 하는 전동공구, 하이브리드 전기자동차에 매우 유용하다. 이 물질의 특징인 충전-방전시의 매우 작은 부피 팽창 및 수축 특성을 고려할 때 대형의 이차전지 응용에 유용한데 이러한 대형전지의 효율 향상 실현에도 기여도가 클 것이다.
As described above, the present invention provides a method for producing lithium titanium oxide based particles in which a conductive material is uniformly coated so as to be suitable for a lithium secondary battery negative electrode material capable of high speed charging and discharging. Conventional spinel oxides of pure Li 4 Ti 5 O 12 have low electrical conductivity and poor rate characteristics of secondary batteries, but dopants of various elements in place of Li, Ti, O, or alloy ductile metals and at the same time Forming a highly conductive uniform conductive material coating layer using a vapor deposition machine can overcome low electrical conductivity, which is very useful for power tools and hybrid electric vehicles requiring high power. Considering the very small volume expansion and shrinkage characteristics of the charge-discharge characteristic of this material, it is useful for large secondary battery applications, which will contribute to the improvement of efficiency of the large battery.

Claims (14)

(a) 리튬티탄산화물의 미세 분말을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 미세 분말의 표면에 전도성 물질을 원자층 증착하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계는 상기 리튬티탄산화물 입자와 금속 입자를 혼합, 열처리 및 분쇄하여 혼합 미세 분말을 제공하는 것을 특징으로 하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
(a) providing a fine powder of lithium titanium oxide; And
(b) atomically depositing a conductive material on the surface of the fine powder to form a coating layer,
The step (a) is a method for producing a surface-coated lithium titanium oxide powder, characterized in that to provide a mixed fine powder by mixing, heat treatment and grinding the lithium titanium oxide particles and metal particles.
제1 항에 있어서,
상기 리튬티탄산화물은 LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The lithium titanium oxide is Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) A method for producing a surface-coated lithium titanium oxide powder represented by the formula.
제1 항에 있어서,
상기 리튬티탄산화물은 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The lithium titanium oxide is a method for producing a surface-coated lithium titanium oxide powder in which at least one or more of the Li element site, Ti element site and O element site is substituted with a heterogeneous element.
제1 항에 있어서,
상기 전도성 물질은 금속 및 비금속 도전성 무기물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive material is any one selected from the group consisting of metals and non-metal conductive inorganics.
제1 항에 있어서,
상기 코팅층은 금속을 포함하는 단일 코팅층인 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The coating layer is a method of producing a surface-coated lithium titanium oxide powder is a single coating layer containing a metal.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계의 상기 원자층 증착은
(b-1) 비금속 도전성 무기물을 포함하는 제1 코팅 층을 증착하는 단계; 및
(b-2) 상기 제1 코팅 층 위에 금속을 포함하는 제2 코팅 층을 증착하여 이중 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The atomic layer deposition of step (b)
(b-1) depositing a first coating layer comprising a non-metal conductive inorganic material; And
(b-2) Method of manufacturing a surface-coated lithium titanium oxide powder comprising the step of forming a double coating layer by depositing a second coating layer containing a metal on the first coating layer.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 금속 입자는 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The metal particles are Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr and Mo one or more selected from the group consisting of surface-coated lithium titanium oxide powder manufacturing method.
LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물의 미세 분말;
상기 미세 분말 표면에 도포된 전도성을 갖는 제1 코팅 층; 및
상기 제1 코팅 층에 도포된 전도성을 갖는 제2 코팅 층을 포함하되,
상기 제1 코팅 층 및 상기 제2 코팅 층은 각각 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함하고,
상기 미세 분말은 Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr 및 Mo로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 금속이 합금된 것을 특징으로 하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말.
Lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) or at least one of Li element site, Ti element site and O element site in the composition formula is heterogeneous Fine powder of lithium titanium oxide substituted with;
A first coating layer having conductivity applied to the surface of the fine powder; And
Including a second coating layer having a conductivity applied to the first coating layer,
The first coating layer and the second coating layer each comprise any one of a metal or a non-metal conductive inorganic material,
The fine powder is a surface coated lithium titanium oxide powder, characterized in that the alloy of one or more metals selected from the group consisting of Cu, Ag, Zn, Fe, Co, Ni, Mn, Al, Mg, Cr and Mo.
제9 항에 있어서,
상기 제1 코팅 층은 비금속 도전성 무기물을 포함하고, 상기 제2 코팅 층은 금속을 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말.
10. The method of claim 9,
Wherein said first coating layer comprises a non-metal conductive inorganic material, and said second coating layer comprises a metal.
삭제delete LixTiyO4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5)의 조성식으로 표시되는 리튬티탄산화물 또는 상기 조성식에서 Li 원소 자리, Ti 원소 자리 및 O 원소 자리 중 적어도 하나 이상의 자리가 이종 원소로 치환된 리튬티탄산화물 입자의 미세분말; 및
상기 미세분말 표면에 도포된 전도성을 갖는 코팅 층을 포함하되,
상기 미세분말은 상기 리튬티탄산화물 입자가 Al 또는 Cu와 합금되고,
상기 코팅 층은 금속 또는 비금속 도전성 무기물 중 어느 하나를 포함하는 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말.
Lithium titanium oxide represented by the composition formula of Li x Ti y O 4 (0.5≤x≤3, 1≤y≤2.5) or at least one of Li element site, Ti element site and O element site in the composition formula is heterogeneous Fine powder of lithium titanium oxide particles substituted with; And
Including a coating layer having a conductivity applied to the surface of the fine powder,
The fine powder is the lithium titanium oxide particles are alloyed with Al or Cu,
The coating layer is a surface-coated lithium titanium oxide powder containing any one of metal or non-metal conductive inorganic.
제9 항, 제10항, 또는 제12 항 중 어느 한 항에 따른 표면 코팅된 리튬티탄산화물 분말을 활물질로 포함하는 전극.An electrode comprising the surface-coated lithium titanium oxide powder according to any one of claims 9, 10, or 12 as an active material. 제13 항에 따른 전극을 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising the electrode of claim 13.
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