KR101429763B1 - Negative electrode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속계 또는 금속복합계 음극활물질과, 고체전해질 계면피막형성물질을 포함하는 이차전지용 음극활물질 및 이를 사용한 리튬이차전지를 개시한다.Disclosed is a negative electrode active material for a secondary battery comprising a metal-based or metal composite-based negative electrode active material, a solid electrolyte interface film-forming material, and a lithium secondary battery using the negative electrode active material.

본 발명은 음극활물질에 리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막 형성물질을 도핑시켜 프리차징하여 양극에서 방출되는 리튬이온의 손실을 감소시킴으로써 초기 충방전시 리튬이온의 가역성을 증가시켜서 이차전지의 충방전 효율을 증가시킬 수 있다.The present invention reduces the loss of lithium ions released from an anode by doping a negative electrode active material with a solid electrolyte interface film-forming material doped with lithium to precharge it, thereby increasing the reversibility of lithium ions during initial charging and discharging, Can be increased.

음극활물질, 고체전해질 계면피막형성물질, 리튬이온 A negative electrode active material, a solid electrolyte interface film forming material, a lithium ion

Description

이차전지용 음극활물질 및 이를 포함하는 리튬이차전지{NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a negative electrode active material for a secondary battery and a lithium secondary battery including the negative active material,

본 발명은 음극활물질, 상기 음극활물질의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material, a method for producing the negative electrode active material, and a lithium secondary battery including the same.

리튬이차전지의 음극활물질로 종래에는 에너지 밀도가 매우 높은 리튬 금속을 사용하는 것이 제안되었으나, 충전시에 음극에 덴드라이트(dendrite)가 형성되고, 이는 계속되는 충/방전시에 세퍼레이터를 관통하여 대극인 양극에 이르러 내부 단락을 일으킬 우려가 있다. 또한 석출된 덴드라이트는 리튬 전극의 비표면적 증가에 따른 반응성을 급격히 증가시키고 전극 표면에서 전해액과 반응하여 전자전도성이 결여된 고분자 막이 형성된다. 이 때문에 전지 저항이 급속히 증가하거나 전자전도의 네트워크로부터 고립된 입자가 존재하게 되고 이는 방전을 저해하는 요소로서 작용하게 된다.It has been proposed to use a lithium metal having a very high energy density as a negative electrode active material of a lithium secondary battery. However, during charging, a dendrite is formed in the negative electrode, There is a risk of causing an internal short circuit by reaching the anode. The precipitated dendrites rapidly increase the reactivity of the lithium electrode as the specific surface area increases, and react with the electrolyte solution on the surface of the electrode to form a polymer film lacking electron conductivity. As a result, the cell resistance rapidly increases, or particles isolated from the network of electron conduction exist, which acts as an element to inhibit discharge.

이러한 문제점 때문에 음극활물질로 리튬 금속 대신 리튬 이온을 흡수/방출할 수 있는 흑연 재료를 사용하는 방법이 제안되었다. 일반적으로 흑연 음극활물질 은 금속 리튬이 석출되지 않기 때문에 덴드라이트에 의한 내부 단락이 발생되지 않고 이에 따른 부가적인 단점이 발생되지 않는다. 그러나 흑연의 경우 이론적인 리튬 흡장 능력이 372mAh/g으로, 리튬 금속 이론 용량의 10%에 해당하는 매우 작은 용량이며, 수명열화가 심하다는 문제점이 있다.For this reason, a method using a graphite material capable of absorbing / releasing lithium ions instead of lithium metal as the negative electrode active material has been proposed. Generally, since graphite anode active material does not precipitate metal lithium, an internal short circuit due to dendrite does not occur and no additional disadvantage is caused thereby. However, graphite has a theoretical capacity of 372 mAh / g, which is a very small capacity equivalent to 10% of the theoretical capacity of lithium metal.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 현재 활발히 연구되고 있는 물질이 금속계 또는 금속간 화합물계의 음극 활물질이다. 그러나 이러한 금속 등을 포함한 금속 활물질의 경우 이론적 방전 용량은 매우 높지만 전기화학적인 가역성 및 이에 따른 충/방전 효율, 그리고 전기화학적인 싸이클링시 충방전 용량의 저하 속도가 매우 빠른 단점을 나타내고 있다.In order to overcome such a problem, currently active materials are metal-based or intermetallic-based anode active materials. However, in the case of such a metal active material including metal, the theoretical discharge capacity is very high, but the reversibility of the electrochemical, the charging / discharging efficiency thereof, and the charge / discharge capacity of the electrochemical cycling are rapidly decreased.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 초기 충방전시에 리튬이온의 비가역 용량을 감소시켜 초기 충방전 효율을 높일 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a secondary battery capable of reducing the irreversible capacity of lithium ions during initial charging and discharging,

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성은According to an aspect of the present invention,

금속계 또는 금속복합계 음극활물질; 및Metal or metal composite anode active material; And

리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막형성물질로 이루어진 이차전지용 음극활물질을 제공한다.A negative electrode active material for a secondary battery comprising a solid electrolyte interface film-forming material containing lithium.

일반적으로 이차전지의 음극활물질로서 금속계 또는 금속복합계 음극활물질을 사용할 경우, 금속계 또는 금속복합계 음극활물질은 단위전극전위가 가장 낮아서 음극으로 이용하면 전지전압을 가장 높게 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 실용상 금속계 또는 금속복합계는 방전시에 전해액 중으로 리튬 양이온으로 용출되고, 충전시에 전해액 중으로 리튬금속으로 석출되어 수지상 또는 미립자상이 된다. 또한 수지상에서 떨어지기도 하고 용매와의 반응에서 도전성을 잃어, 고립된 리튬도 생성하여 전류효율이 나쁘게 된다.Generally, when a negative electrode active material of metal or metal complex type is used as a negative electrode active material of a secondary battery, the metal or metal composite negative electrode active material has the lowest unit electrode potential and can be used as a negative electrode to have the highest battery voltage. However, in practical use, the metal or metal composite system is eluted as lithium cations into the electrolyte during discharging and precipitates as lithium metal in the electrolyte during charging to form a resinous or particulate phase. It also falls off the dendrite and loses conductivity in reaction with the solvent, resulting in isolated lithium, resulting in poor current efficiency.

본 발명의 음극활물질은 금속계 또는 금속복합계 음극활물질에 리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막형성물질을 도핑함으로써 음극활물질에 고체전해질계면 피막이 형성되어 양극에서 방출되는 리튬이온의 손실을 최소화한다. 따라서 초기 충방전시에 리튬과 금속간에 화합물을 형성한 고체전해질계면 피막으로 인해 리튬이온의 가역성이 증가함으로써 이차전지의 충방전 효율 및 충방전 용량을 증가시킨다.The negative electrode active material of the present invention is formed by doping a metal-based or metal-based composite negative electrode active material with a solid electrolyte interface film-forming material containing lithium, thereby minimizing the loss of lithium ions released from the positive electrode by forming a solid electrolyte interface coating on the negative electrode active material. Therefore, the reversibility of the lithium ion is increased due to the interfacial coating of the solid electrolyte which forms a compound between lithium and the metal during the initial charge / discharge, thereby increasing the charge / discharge efficiency and charge / discharge capacity of the secondary battery.

상기 금속계 음극활물질은 리튬계, 실리콘계 또는 주석계 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 SiO2, SnO2 또는 Li2O 일 수 있다.The metal-based anode active material may be at least one of a lithium-based, a silicon-based, and a tin-based, and may be preferably SiO 2 , SnO 2, or Li 2 O.

상기 금속복합계 음극활물질은 리튬금속복합물 또는 실리콘그래파이트복합물일 수 있으며, 여기서 리튬금속복합물의 매트릭스 금속은 Al, Si, Sn, Pb, In, Bi, Sb 및 Ag 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이러한 매트릭스 금속은 리튬과 합금을 형성하는 과정에서 구조적 변화를 수반할 수 있다.The metal composite anode active material may be a lithium metal composite or a silicon graphite composite wherein the matrix metal of the lithium metal composite may be at least one of Al, Si, Sn, Pb, In, Bi, Sb and Ag. Such a matrix metal may be accompanied by a structural change in the process of forming an alloy with lithium.

상기 고체전해질 계면피막형성물질은 리튬(Li)을 포함하는 분말형태의 화합물일 수 있으며, 녹는점이 100 ~ 700 ℃인 것이 바람직하다. 또한 상기 고체전해질 계면피막형성물질은 리튬(Li)과 -C, -O, -H가 단독 또는 조합으로 결합된 분말형 화합물일 수 있으며, Li2CO3, LiOH, LiH, LiOOCCH3, C6H5COOLi, CH3COCH2COOLi, CH3COCH=C(OLi)CH3, (CH3)3COLi, C9H13Li, C6H11(CH2)3CO2Li, C2H5LiO, HCO2Li, (CH3)2CHOLi, CH3CH(OH)COOLi, C3H5O3Li, CH3LiO, C10H15Li, Li2O2 및 C6H5OLi로 이루어진 군에서 적어도 어느 하나 선택될 수 있다.The solid electrolyte interface film-forming material may be a powdery compound including lithium (Li), and preferably has a melting point of 100 to 700 ° C. Also may be a solid electrolyte interface film-forming material is a lithium (Li) and -C, -O, -H is combined with the powder-type compound, alone or in combination, Li 2 CO 3, LiOH, LiH, LiOOCCH 3, C 6 H 5 COOLi, CH 3 COCH 2 COOLi, CH 3 COCH = C (OLi) CH 3, (CH 3) 3 COLi, C 9 H 13 Li, C 6 H 11 (CH 2) 3 CO 2 Li, C 2 H 5 LiO, HCO 2 Li, (CH 3 ) 2 CHOLi, CH 3 CH (OH) COOLi, C 3 H 5 O 3 Li, CH 3 LiO, C 10 H 15 Li, Li 2 O 2 And C 6 H 5 OLi.

상기 고체전해질 계면피막형성물질은 리튬이온 형태로 음극활물질에 도핑되며, 리튬이온의 함량은 고체전해질 계면피막형성물질에 대해 0.2 내지 2.0 중량%일 수 있다. 리튬이온의 함량이 0.2 중량% 이하일 경우 계면피막에 형성된 리튬이온의 양이 감소함으로써 초기 충방전시에 가역적인 리튬이온의 양이 적어서 충방전효율이 감소될 수 있고, 2.0 중량% 이상일 경우 상대적으로 음극활물질의 양이 감소하여 전지의 용량이 감소할 수 있다.The solid electrolyte interface film-forming material may be doped into the anode active material in the lithium ion form, and the lithium ion content may be 0.2 to 2.0 wt% with respect to the solid electrolyte interface film forming material. When the content of lithium ions is 0.2% by weight or less, the amount of lithium ions formed on the interface coat is decreased, so that the amount of lithium ions reversible at the time of initial charging and discharging is small and the charging and discharging efficiency can be reduced. The amount of the negative electrode active material decreases, and the capacity of the battery may decrease.

상기 금속계 또는 금속복합계 음극활물질 대 고체전해질 계면피막형성물질의 중량비율은 7:3 내지 9:1일 수 있다. 중량비율이 7:3 이하일 경우 고체전해질 계면피막형성물질에 비해서 음극활물질의 양이 상대적으로 감소할 수 있어서 이차전지의 전지용량의 고용량화가 이루어지기 어렵고, 9:1 이상일 경우 고체전해질 계면피막형성물질의 양이 적어서 가역적인 리튬이온의 양이 감소하므로 충방전효율에 기여할 수 있는 바가 적다.The weight ratio of the metal or metal composite anode active material to the solid electrolyte interface film forming material may be 7: 3 to 9: 1. When the weight ratio is 7: 3 or less, the amount of the negative electrode active material may be relatively decreased as compared with the solid electrolyte interface film-forming material, so that the battery capacity of the secondary battery is not easily increased. If the weight ratio is 9: 1 or more, the solid electrolyte interfacial film- The amount of reversible lithium ions is reduced, so that it is less likely to contribute to the charge-discharge efficiency.

또한 본 발명은 실리콘계 또는 주석계에서 선택되는 금속계, 리튬금속복합물 또는 실리콘그래파이트복합물에서 선택되는 금속복합계 음극활물질 대 리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막형성물질을 7:3 내지 9:1의 중량비로 혼합하여 로(furnace)에 넣는 단계; 및The present invention also relates to a method for producing a solid electrolyte interfacial film forming material comprising a metal composite anode active material selected from the group consisting of a silicon-based or a tin-based metal, a lithium metal composite or a silicon graphite composite, and lithium in a weight ratio of 7: 3 to 9: Mixing them into a furnace; And

상기 로의 아르곤 가스 분위기에서 상기 혼합물을 5 ~ 20 시간 동안 5 ~ 10℃/분씩 증가시켜서 500 ~ 1000 ℃ 온도에서 탄소계 가스를 주입하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극활물질의 제조방법을 제공한다.And the carbonaceous gas is injected at a temperature of 500 to 1000 ° C by increasing the mixture at 5 to 10 ° C / min for 5 to 20 hours in an argon gas atmosphere of the furnace.

본 발명은 리튬이온 자체를 금속 또는 금속복합계의 음극활물질에 도핑하기 위해서 리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막형성물질과 음극활물질을 7:3 내지 9:1의 중량비로 혼합하여 로(furnace)에 넣어 가열처리한다. 500 ~ 1000 ℃의 온도 에서 탄소계 가스를 주입하는데 이것은 Li2CO3, LiOH, LiH, LiOOCCH3, C6H5COOLi, CH3COCH2COOLi, CH3COCH=C(OLi)CH3, (CH3)3COLi, C9H13Li, C6H11(CH2)3CO2Li, C2H5LiO, HCO2Li, (CH3)2CHOLi, CH3CH(OH)COOLi, C3H5O3Li, CH3LiO, C10H15Li, Li2O2 및 C6H5OLi 중 어느 적어도 어느 하나의 고체전해질 계면피막형성물질과 CO, CO2, CH2, CH4 C2H4 중 어느 하나와 반응하여 고체전해질 계면피막형성물질의 리튬을 이온화시켜 양극에서 방출되는 리튬이온 손실을 방지하여 충방전 효율을 증가시키기 위함이다.In order to dope the lithium ion itself into the negative electrode active material of the metal or metal composite system, the solid electrolyte interface film-forming material containing lithium is mixed with the negative electrode active material at a weight ratio of 7: 3 to 9: 1, And heat treatment is carried out. This is to inject a carbon-based gas at a temperature of 500 ~ 1000 ℃ Li 2 CO 3 , LiOH, LiH, LiOOCCH 3, C 6 H 5 COOLi, CH 3 COCH 2 COOLi, CH 3 COCH = C (OLi) CH 3, ( CH 3) 3 COLi, C 9 H 13 Li, C 6 H 11 (CH 2) 3 CO 2 Li, C 2 H 5 LiO, HCO 2 Li, (CH 3) 2 CHOLi, CH 3 CH (OH) COOLi, C 3 H 5 O 3 Li, CH 3 LiO, C 10 H 15 Li, Li 2 O 2 And C 6 H 5 OLi, and at least one of the solid electrolyte interface film-forming material and CO, CO 2 , CH 2 , CH 4 And C 2 H 4 to ionize the lithium ions in the solid electrolyte interface film forming material to prevent the loss of lithium ions emitted from the positive electrode to increase the charge and discharge efficiency.

예를 들어 이하의 화학반응식으로 표시할 수 있다.For example, by the following chemical reaction formula.

Li2CO3 + CH2 → 2Li+ + 2CO + H2OLi 2 CO 3 + CH 2 ? 2Li + + 2CO + H 2 O

또한 본 발명은 고체전해질 계면피막형성물질로 도핑된 음극활물질을 포함하는 음극;The present invention also provides a negative electrode comprising a negative electrode active material doped with a solid electrolyte interface film-forming material;

리튬을 가역적으로 흡장 및 탈장 가능한 양극; 및A positive electrode capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium; And

세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지를 제공한다.A lithium secondary battery characterized by comprising a separator.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 금속계 또는 금속복합계 음극활물질에 고체 전해질 계면피막 형성물질에 함유된 리튬이온을 미리 도핑시켜 양극에서 방출되는 리튬이온의 손실을 최소화함으로써 초기 충방전시 리튬이온의 가역성을 증가시켜서 충방전 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention minimizes the loss of lithium ions released from the anode by pre-doping lithium ions contained in the solid electrolyte interface coating film-forming material with the metal or metal composite anode active material, And the charge / discharge efficiency can be increased.

이하 본 발명에 따른 음극활물질을 사용한 이차전지에 대해 설명한다.Hereinafter, a secondary battery using the negative electrode active material according to the present invention will be described.

상기 음극은 음극활물질층과 음극집전체로 구성된다. 상기 음극활물질층은 음극활물질 바인더를 용매 중에 혼합, 분산시켜 얻은 음극활물질 슬러리를 음극 집전체에 도포하고 그것을 건조 및 압연하여 형성된다. 음극활물질과 바인더 등을 혼합 분산시킬 때 사용되는 용매로는 비수용매 또는 수계용매를 사용할 수 있다.The negative electrode is composed of a negative electrode active material layer and a negative electrode collector. The negative electrode active material layer is formed by applying a negative electrode active material slurry obtained by mixing and dispersing a negative electrode active material binder in a solvent to an anode current collector, and drying and rolling the same. As the solvent used when mixing and dispersing the negative electrode active material and the binder or the like, a non-aqueous solvent or an aqueous solvent may be used.

비수용매로는 N-메틸-2-프롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드, 테트라하이드로퓨란 등을 사용할 수 있다. 상기 바인더는 PVDF, 비닐리덴 클로라이드의 공중합체 등과 같이 불소함유 바인더 또는 SBR 바인더를 사용할 수 있다. 상기 SBR 바인더를 사용할 경우 증점제를 더 포함할 수 있다.As the non-aqueous solvent, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, tetrahydrofuran and the like can be used. The binder may be a fluorine-containing binder or an SBR binder such as a copolymer of PVDF and vinylidene chloride. When the SBR binder is used, it may further include a thickener.

상기 바인더의 함량은 음극활물질 전제의 중량을 기준으로 0.8 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 1 내지 5 중량%인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 2 중량%인 것이 가장 바람직하다. SBR 바인더의 함량이 0.8 중량% 미만이면 바인더의 함량이 너무 적어 음극활물질과 집전체 사이의 접착력이 불충분하며, 함량이 5 중량%를 초과할 경우 초과된 양만큼 음극활물질의 함량이 감소하여 전지용량의 고용량화가 이루어지기 어렵다.The content of the binder is preferably 0.8 to 5 wt%, more preferably 1 to 5 wt%, and most preferably 1 to 2 wt% based on the weight of the anode active material precursor. If the content of the SBR binder is less than 0.8% by weight, the binder content is too small and the adhesive force between the anode active material and the current collector is insufficient. If the content exceeds 5% by weight, the content of the anode active material decreases by an amount exceeding the battery capacity It is difficult to increase the capacity.

본 발명에 따른 상기 음극활물질의 점도 조절의 목적에서 사용되는 증점제는 카르복시 메틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스 및 하이드록시 프로필 셀룰로오스로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있다. 상기 증점제의 함량은 음극활물질 전체를 기준으로 0.8 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 1 내지 5중량%인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 2 중량%인 것이 가장 바람 직하다.The thickening agent used for the viscosity control of the negative electrode active material according to the present invention may be selected from the group consisting of carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxypropylcellulose. The content of the thickener is preferably 0.8 to 5 wt%, more preferably 1 to 5 wt%, and most preferably 1 to 2 wt% based on the total weight of the negative electrode active material.

상기 증점제의 함량이 0.8 중량% 미만이면 음극집전체에 음극활물질을 코팅시 음극활물질이 흘러내리는 문제점이 있고, 5 중량%를 초과하면 음극집전체에 코팅시 균일한 퍼짐성이 감소하며 코팅이 불균일하게 되어 저항으로 작용하는 문제점이 있다.When the content of the thickener is less than 0.8% by weight, there is a problem that the negative electrode active material flows down when the negative electrode active material is coated on the negative electrode collector. When the content of the thickener is more than 5% by weight, uniform spreadability is decreased when the negative electrode current collector is coated, So that it acts as a resistor.

음극 집전체로는 스테인레스강, 니켈, 구리, 티탄, 또는 이들의 합금 등을 사용할 수 있고, 이들 중 구리 또는 구리합금이 바람직하다.As the negative electrode current collector, stainless steel, nickel, copper, titanium, an alloy thereof, or the like can be used. Of these, copper or a copper alloy is preferable.

상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, LiCrO2, 및 LiMn2O4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바인더와 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케텐 블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 도전제를 더 포함할 수 있다. 상기 양극 집전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용할 수 있다.The cathode active material may include one or more selected from the group consisting of LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiCrO 2 , and LiMn 2 O 4 , and may include one or more selected from the group consisting of a binder and carbon black, acetylene black, ≪ / RTI > may be further included. The cathode current collector may be made of aluminum or an aluminum alloy.

상기 양극 활물질에 첨가되는 상기 바인더는 PVDF, 비닐리덴 클로라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 등과 같이 불소함유 바인더가 사용될 수 있다.The binder added to the positive electrode active material may be a fluorine-containing binder such as PVDF, a copolymer of vinylidene chloride and hexafluoropropylene, or the like.

본 발명의 전해액은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함할 수 있다. 이 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적인 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매개질 역할을 한다. 상기 비수성 유기 용매로는 환상 카보네이트, 비환상 카보네이트, 지방족 카르복실산 에스테르, 비환상 에테르, 환상 에테르, 알킬 인산 에스테르 혹은 그 플루오르화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 혼합하 여 사용할 수 있다.The electrolyte solution of the present invention may include a non-aqueous organic solvent and a lithium salt. This non-aqueous organic solvent serves as an intermediary for ions to participate in the electrochemical reaction of the cell. The non-aqueous organic solvent may be a mixture of one or more selected from the group consisting of cyclic carbonates, non-cyclic carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, acyclic ethers, cyclic ethers, alkyl phosphate esters or fluorides thereof .

또한, 상기 비수성 유기 용매는 상기 환상 카보네이트, 비환상 카보네이트, 지방족 카르볼실산 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be a mixture of one or more selected from the group consisting of cyclic carbonates, non-cyclic carbonates, and aliphatic carboxylic acid esters.

본 발명에 따른 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 한다. 상기 리튬염으로는 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3 , LiSbF6 , LiN(SO2CF3)2, LiC4F9SO3 , LiAlF4, LiAlCl4, LiN(SO2C2F5)2, LiN(CXF2X +1SO2)(CyF2y +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl 및 LiI 등 중의 하나 혹은 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The lithium salt according to the present invention acts as a source of lithium ions in the battery, thereby enabling operation of a basic lithium battery. To the lithium salt is the lithium salt is LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6 , LiClO 4, LiCF 3 SO 3, LiSbF 6, LiN (SO 2 CF 3) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiAlF 4, LiAlCl 4, LiN (SO 2 C 2 F 5) 2, LiN (C X F 2X +1 SO 2) (C y F 2y +1 SO 2) ( where, x and y are natural numbers), LiCl and LiI, etc. Or a mixture of two or more of them may be used.

본 발명에 따른 상기 세퍼레이터는 양극 및 음극 사이에 단락을 방지하는 상기 세퍼레이터로는 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포와 같은 공지된 것을 사용할 수 있다.As the separator for preventing a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, the separator according to the present invention may be a polymer membrane such as polyolefin, polypropylene, or polyethylene, or a multilayer thereof, a microporous film, a woven fabric, or a nonwoven fabric .

리튬 이차전지는 상술한 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극과 리튬이온을 가역적으로 삽입 및 탈리할 수 있는 음극과 사이에 개재된 세퍼레이터가 권취되어 형성된 전극 조립체와 이 전극 조립체를 내장하는 캔이 구비되어 형성될 수 있다.The lithium secondary battery includes an electrode assembly including a positive electrode including a positive electrode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions and a negative electrode capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions and a separator interposed therebetween, And a can containing an electrode assembly may be provided.

이하 일 실시예, 비교예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기 로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, comparative examples and experimental examples.

실시예 1Example 1

실리콘그래파이트 음극활물질 90중량%와 탄산리튬(Li2CO3) 분말 고체전해질 계면피막형성물질 10 중량%를 스크류콘혼합기(제조사: 한강엔지니어링)로 혼합하여 도가니에 담아서 로(furnace)에 넣었다. 상기 로의 아르곤 가스 분위기에서 상기 혼합물을 5 시간 동안 5℃/분씩 증가시켜서 1000 ℃ 온도에서 CH2 가스를 주입하여 리튬이온이 도핑된 음극활물질을 제조하였다.90% by weight of a silicon graphite anode active material and 10% by weight of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) powder solid electrolyte interface coating film forming material were mixed in a screw cone mixer (manufactured by Han River Engineering) and placed in a furnace in a crucible. The mixture was heated at a rate of 5 ° C / min for 5 hours in an argon gas atmosphere of the furnace, and CH 2 gas was introduced at a temperature of 1000 ° C to prepare a lithium ion-doped anode active material.

실시예 2Example 2

상기 실시된 실시예 1에서 10 시간 반응시키는 것을 제외하고 모두 동일하게 실시하였다.Except that the reaction was conducted for 10 hours in Example 1 described above.

실시예 3Example 3

상기 실시된 실시예 1에서 20 시간 반응시키는 것을 제외하고 모두 동일하게 실시하였다.Except that the reaction was carried out for 20 hours in the above-described Example 1.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시된 실시예 1 내지 실시예 3과 비교하기 위해서 고체전해질 계면피막 형성물질을 첨가하지 않고 실리콘그래파이트 만을 첨가한 음극활물질로 사용하여 1시간 반응시켰다.In order to compare with Examples 1 to 3 described above, a negative electrode active material to which only silicon graphite was added without adding a solid electrolyte interface film-forming material was reacted for 1 hour.

실험예 1: 반응시간에 따른 고체 전해질 계면피막 형성물질에서 분리된 리튬이온Experimental Example 1: Lithium ion separated from the solid electrolyte interface film-forming material according to the reaction time

상기 실시된 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1에 따른 각각의 음극활물질을 방출분광법(Inductively Coupled Plasma; ICP)으로 음극활물질에 도핑된 리튬이온의 함량을 측정하였다.Each of the negative electrode active materials according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was measured for the content of lithium ion doped in the negative electrode active material by inductively coupled plasma (ICP).

이하의 표 1에 실험예 1의 결과를 나타낸다.The results of Experimental Example 1 are shown in Table 1 below.

실시예 (반응시간)Example (Reaction time) 리튬이온 (중량%)Lithium ion (wt%) 실시예 1 (5 시간)Example 1 (5 hours) 0.165 중량%0.165 wt% 실시예 2 (10 시간)Example 2 (10 hours) 0.682 중량%0.682 wt% 실시예 3 (20 시간)Example 3 (20 hours) 1.109 중량%1.109 wt% 비교예 1 (1 시간)Comparative Example 1 (1 hour) 0.013 중량%0.013 wt%

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 음극활물질에 도핑된 리튬이온의 함량은 시간의 경과에 따라 열처리에 의해 고체전해질 계면피막 형성물질로부터 분리된 리튬이온의 함량이 증가하여 음극활물질에 도핑되는 리튬이온이 증가하였다. 따라서 이러한 리튬이온은 음극활물질에 도핑되어 초기 충방전시에 리튬이온의 손실을 최소화함으로써 초기 비가역 용량을 감소시켜서 충방전 효율을 증가시킬 수 있다.As shown in Table 1, the content of lithium ion doped in the negative electrode active material according to the present invention increases as the amount of lithium ions separated from the solid electrolyte interface film-forming material increases with time and is doped into the negative electrode active material Lithium ions increased. Therefore, the lithium ion is doped into the negative electrode active material, thereby minimizing the loss of lithium ions during the initial charge and discharge, thereby reducing the initial irreversible capacity and increasing the charge / discharge efficiency.

이에 반해, 비교예에 의해 수행된 실리콘그래파이트 음극활물질에서는 리튬이온의 함량이 낮게 나타났는데, 이러한 결과는 음극활물질에 리튬이온의 함량이 낮아서 음극활물질에 프리차징되지 않으므로, 초기 충방전 시에 리튬이온의 비가역성으로 인해 리튬이온의 손실이 증가하여 충방전 효율이 감소될 수 있음을 나타낸다.On the contrary, in the silicon graphite negative electrode active material performed according to the comparative example, the content of lithium ion was low. This result shows that the content of lithium ion is low in the negative electrode active material and is not precharged to the negative electrode active material. The loss of lithium ions may be increased due to the irreversible nature of the lithium ions, thereby reducing the charge and discharge efficiency.

실시예 4Example 4

1000 ㎖의 pH 7의 순수에 카르복시메틸셀룰로오스 증점제 분말 150 g을 교반하면서 첨가한 후 상온에서 침전물이 없는 상태가 될 때까지 교반하여 약 1.5 중량% 농도의 수용액을 제조하였다. 이 수용액을 약 3시간 상온에서 방치한 후 이 1.5 중량% 카르복시메틸셀룰로오스 수용액을 호모게나이저(homogenizer)에서 교반하면서 상기 실시예 1에서 제조한 음극활물질을 첨가하였다. 그 후, 40 중량% SBR 바인더 수성 에멀젼 3.87 g을 상기 혼합물에 첨가하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다.150 g of carboxymethylcellulose thickener powder was added to 1000 ml of pure water at a pH of 7 with stirring, and the mixture was stirred at room temperature until no precipitate was formed to prepare an aqueous solution having a concentration of about 1.5% by weight. The aqueous solution was allowed to stand at room temperature for about 3 hours, and then the negative electrode active material prepared in Example 1 was added while the 1.5% by weight aqueous solution of carboxymethylcellulose was stirred in a homogenizer. Thereafter, 3.87 g of a 40 wt% SBR binder aqueous emulsion was added to the mixture to prepare a negative electrode active material slurry.

실시예 5Example 5

상기 실시예 2에서 제조한 음극활물질을 사용하여 실시예 4에 따라 제조하였다.The negative electrode active material prepared in Example 2 was used in Example 4.

실시예 6Example 6

상기 실시예 3에서 제조한 음극활물질을 사용하여 실시예 4에 따라 제조하였다.The negative electrode active material prepared in Example 3 was used in Example 4.

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1에서 제조한 음극활물질을 사용하여 실시예 4에 따라 제조하였다.The negative electrode active material prepared in Comparative Example 1 was used in Example 4.

실시예 7Example 7

양극 활물질로서 LiCoO2, 바인더로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 및 도전제로서 카본을 92:4:4의 중량비로 혼합한 다음, N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 양극 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 양극을 제조하였다. 음극 활물질은 상기 실시예 4에 따라 제조된 리튬이 프리차징된 음극 활물질 슬러리를 사용하였다. 이 슬러리를 두께 15㎛의 리튬 호일에 코팅한 후 건조, 압연하여 음극을 제조하였다. 상기 제조된 전극들 사이에 두께 20㎛의 폴리에틸렌(PE) 재질의 필름 세퍼레이터를 넣어 권취 및 압축하여 각형 463450 사이즈 캔에 삽입하였다. 상기 각형 캔에 전해액을 주입하여 리튬 이차 전지를 제조하였다. 상기 전해액은 비수성 유기용매인 에틸렌 카보네이트(EC) 20중량%, 디에틸 카보네이트(DEC) 70 중량% 첨가한 기본 전해액에 1.3M LiPF3 10중량%를 첨가하여 전해액을 제조하였다.LiCoO 2 as a cathode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder and carbon as a conductive agent were mixed at a weight ratio of 92: 4: 4, and then dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a cathode slurry Respectively. This slurry was coated on an aluminum foil having a thickness of 20 mu m, followed by drying and rolling to prepare a positive electrode. The negative electrode active material used was a lithium-free pre-charged negative electrode active material slurry prepared according to Example 4 above. This slurry was coated on a lithium foil having a thickness of 15 mu m, followed by drying and rolling to prepare a negative electrode. A film separator made of polyethylene (PE) having a thickness of 20 탆 was inserted between the electrodes thus prepared, wound and compressed, and inserted into a square 463450 size can. An electrolyte was injected into the square can to prepare a lithium secondary battery. The electrolytic solution was prepared by adding 20% by weight of ethylene carbonate (EC) as a non-aqueous organic solvent and 70% by weight of diethyl carbonate (DEC) to 1.3M LiPF 3 10% by weight were added to prepare an electrolytic solution.

실시예 8Example 8

상기 실시예 5의 음극활물질을 사용하여 실시예 7에 따라 제조하였다.Was prepared according to Example 7 using the negative electrode active material of Example 5 above.

실시예 9Example 9

상기 실시예 6의 음극활물질을 사용하여 실시예 7에 따라 제조하였다.Was prepared according to Example 7 using the negative electrode active material of Example 6 above.

비교예 3Comparative Example 3

상기 비교예 2의 음극활물질을 사용하여 실시예 7에 따라 제조하였다.The negative electrode active material of Comparative Example 2 was used in accordance with Example 7.

실험예 2: 충전용량Experimental Example 2: Charging capacity

상기 실시예 7 내지 9 및 비교예 3에서 제조된 전지를 0.2 C/0.01 V, 정전류-정전압으로 3시간 충전하여 0.01 C에서 컷오프(cutoff)하여 충전용량을 측정하였다.The batteries prepared in Examples 7 to 9 and Comparative Example 3 were charged at 0.2 C / 0.01 V and constant current-constant voltage for 3 hours, cut off at 0.01 C, and the charge capacity was measured.

실험예 3: 방전용량Experimental Example 3: Discharge Capacity

각각의 전지를 0.2 C/0.01 V 정전류-정전압으로 3시간 충전하고, 2시간 방치하여 0.2 C/1.5 V 정전류-정전압으로 방전시켜 방전용량을 측정하였다.Each battery was charged at 0.2 C / 0.01 V constant current-constant voltage for 3 hours, left for 2 hours, discharged at 0.2 C / 1.5 V constant current-constant voltage, and discharge capacity was measured.

실험예 4: 충방전 효율Experimental Example 4: Charging / discharging efficiency

상기 실시예에 의해 제조된 이차전지를 158 mA의 전류 및 4.2 V 충전전압으로 정전류-정전압(CC-CV)조건으로 충전한 후, 1 시간 방치 후, 395 mA의 전류로 2.75 V까지 방전하고 1 시간을 방치하였다. 이 과정을 3회 반복한 후, 395 mA의 전류로 3 시간 동안 4.2 V 충전전압으로 충전하였다.The secondary battery produced in the above example was charged at a current of 158 mA and a charging voltage of 4.2 V under the condition of constant current-constant voltage (CC-CV), left for 1 hour, discharged to 2.75 V at a current of 395 mA, Time left. This process was repeated three times and then charged at 4.2 V with a current of 395 mA for 3 hours.

충방전 효율(%) = [(방전용량 - 충전용량) / (충전용량)] × 100(%)Charging / discharging efficiency (%) = [(discharging capacity-charging capacity) / (charging capacity)] × 100 (%

상기 실험예 2 내지 4에 의해 실험 결과를 이하의 표 2에 나타낸다.The results of the experiments are shown in Table 2 below.

실시예Example 충전용량 (mAh/g)Charging capacity (mAh / g) 방전용량 (mAh/g)Discharge capacity (mAh / g) 충방전 효율 (%)Charging / discharging efficiency (%) 실시예 1Example 1 550550 500500 90.990.9 실시예 2Example 2 538538 500500 92.992.9 실시예 3Example 3 529529 500500 94.594.5 비교예 1Comparative Example 1 562562 500500 88.988.9

상기 표 2의 결과를 표 1의 결과에 비추어 볼 때, 본 발명은 시간의 경과에 따라 음극활물질의 리튬 도핑량이 증가하는데 이러한 결과에 상응하여 충방전 효율도 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과는 리튬이온이 음극활물질에 프리차징되어 초기 충방전 시에 리튬이온의 손실이 감소하여 비가역성이 감소하므로 충방전 효율을 증가시키는 것으로 유추할 수 있다.The results of Table 2 are shown in Table 1. In the present invention, the lithium doping amount of the negative electrode active material increases with time, and the charging / discharging efficiency is increased corresponding to the result. Therefore, it can be deduced that the lithium ion is precharged to the negative electrode active material and the loss of lithium ion is reduced during the initial charge / discharge to reduce the irreversibility, thereby increasing the charge / discharge efficiency.

본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하여, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (21)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 리튬계, 실리콘계 또는 주석계에서 선택되는 금속계, 리튬금속복합물 또는 실리콘그래파이트복합물에서 선택되는 금속복합계 음극활물질 대 리튬을 포함하는 고체전해질 계면피막형성물질을 9:1의 중량비로 혼합하여 로(furnace)에 넣는 단계; 및A solid electrolyte interface film-forming material comprising a metal composite anode active material selected from a lithium-based, silicon-based or tin-based metal, a lithium metal composite or a silicon graphite composite to lithium is mixed at a weight ratio of 9: 1, ); And 상기 로의 아르곤 가스 분위기에서 상기 혼합물을 5 ~ 20 시간 동안 5 ~ 10℃/분씩 증가시켜서 500 ~ 1000 ℃ 온도에서 탄소계 가스를 주입하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.And the carbonaceous gas is injected at a temperature of 500 to 1000 ° C by increasing the mixture at 5 to 10 ° C / min for 5 to 20 hours in the argon gas atmosphere of the furnace. 제 12항에 있어서, 상기 가스는 CO, CO2, CH2, CH4, C2H4 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.The method of claim 12, wherein the gas is CO, CO 2, CH 2, CH 4, And C < 2 > H < 4 & gt ;. 5. A method for producing a negative active material for a lithium secondary battery, 삭제delete 제 12항에 있어서, 상기 리튬금속복합물의 금속은 Al, Si, Sn, Pb, In, Bi, Sb 및 Ag 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the metal of the lithium metal composite is at least one of Al, Si, Sn, Pb, In, Bi, Sb and Ag. 제 12항에 있어서, 상기 고체전해질 계면피막형성물질은 분말형태의 화합물인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the solid electrolyte interface film-forming material is a powdery compound. 제 12항에 있어서, 상기 고체전해질 계면피막형성물질의 녹는점은 100 ~ 700 ℃인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the solid electrolyte interface coating material has a melting point of 100 to 700 ° C. 제 12항에 있어서, 상기 고체전해질 계면피막형성물질은 리튬(Li)과 -C, -O, -H가 단독 또는 조합으로 결합된 분말형 화합물인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.13. The method according to claim 12, wherein the solid electrolyte interface film-forming material is a powdery compound in which lithium (Li) and -C, -O, and -H are bonded singly or in combination. . 제 12항에 있어서, 상기 고체전해질 계면피막형성물질은 Li2CO3, LiOH, LiH, LiOOCCH3, C6H5COOLi, CH3COCH2COOLi, CH3COCH=C(OLi)CH3, (CH3)3COLi, C9H13Li, C6H11(CH2)3CO2Li, C2H5LiO, HCO2Li, (CH3)2CHOLi, CH3CH(OH)COOLi, C3H5O3Li, CH3LiO, C10H15Li, Li2O2 및 C6H5OLi로 이루어진 군에서 적어도 어느 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.The method of claim 12, wherein the solid electrolyte interface film-forming material is Li 2 CO 3, LiOH, LiH , LiOOCCH 3, C 6 H 5 COOLi, CH 3 COCH 2 COOLi, CH 3 COCH = C (OLi) CH 3, ( CH 3) 3 COLi, C 9 H1 3 Li, C 6 H 11 (CH 2) 3 CO 2 Li, C 2 H 5 LiO, HCO 2 Li, (CH 3) 2 CHOLi, CH 3 CH (OH) COOLi, Wherein at least one selected from the group consisting of C 3 H 5 O 3 Li, CH 3 LiO, C 10 H 15 Li, Li 2 O 2, and C 6 H 5 OLi is selected. 제 12항에 있어서, 상기 고체전해질 계면피막형성물질은 리튬이온 형태로 음극활물질에 도핑되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the solid electrolyte interface film-forming material is doped into a negative electrode active material in a lithium ion form. 제 20항에 있어서, 상기 리튬이온의 함량은 고체전해질 계면피막형성물질에 대해 0.2 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 음극활물질의 제조방법.21. The method of claim 20, wherein the lithium ion content is 0.2 to 2.0 wt% based on the solid electrolyte interface film forming material.
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KR101905246B1 (en) 2014-09-30 2018-10-05 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of lithium secondary battery
WO2016052881A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 주식회사 엘지화학 Lithium secondary battery manufacturing method
US11380879B2 (en) 2017-07-10 2022-07-05 Nanoscale Components, Inc. Method for forming an SEI layer on an anode
CN110858642B (en) * 2018-08-24 2021-12-28 荣盛盟固利新能源科技股份有限公司 Preparation method of silicon/graphite/solid electrolyte composite negative electrode material

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040071510A (en) * 2003-02-06 2004-08-12 주식회사 엘지화학 The high efficiency lithium secondary battery
KR20050090218A (en) * 2004-03-08 2005-09-13 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for lithium secondary battery, method of preparing same, and lithium secondary battery comprising same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040071510A (en) * 2003-02-06 2004-08-12 주식회사 엘지화학 The high efficiency lithium secondary battery
KR20050090218A (en) * 2004-03-08 2005-09-13 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for lithium secondary battery, method of preparing same, and lithium secondary battery comprising same

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