KR101430616B1 - 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 전도성의 저하를 방지하면서 고용량 구현이 가능한 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것이다.
상기 캐소드는 도전제, 바인더 및 캐소드 활물질을 포함하는 캐소드 활물질 조성물이 집전체의 일면 상에 형성되며, 상기 캐소드 활물질은 고용계 산화물; 및 탄소가 표면 코팅된 전기화학적으로 불활성인 물질을 포함한다.

Description

캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지{Cathode and lithium battery using the same}
본 발명은 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 고용량 구현이 가능하면서도 사이클 특성이 개선된 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것이다.
일반적으로 리튬 전지용 캐소드 활물질로서는 LiNiO2, LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, LiNixCo1-xO2(0<x<1), LiNi1-x-yCoxMnyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5) 등의 전이금속 화합물들이 사용되고 있다.
이들 캐소드 활물질의 고율특성 및 용량을 향상시킴으로써 차세대 고용량 리튬전지의 구현이 가능하며, 또한 리튬전지의 고용량화는 휴대용 전자기기의 복합화, 고기능화의 흐름에 비추어 볼 때 매우 절실한 것으로서, 전지시스템 설계 및 제조기술의 완성 뿐만이 아니라 재료 자체의 개선이 요구되고 있다.
예를 들어, 복합계 산화물과 같은 다양한 물질이 고용량을 갖는 캐소드 활물질의 대안으로서 제시되고 있는 바, 이와 같은 복합계 산화물 중 하나인 xLi2MO3- (1-x)LiMeO2은 기본적으로 Li2MO3와 LiMeO2의 고용체로 구성된다. 그런데 Li2MO3의 경우, 대표적으로 Li2MnO3의 예를 보면, 충전시 Mn이 4+의 산화수를 가지며 산소 밴드 내에 Mn4+/5+ 산화 환원전위가 존재하므로 Mn은 전기화학반응에 기여하지 못하게 된다. 하지만 초기 충전시 격자로부터 산소가 리튬과 함께 탈리되고, 방전시 탈리된 리튬이 Mn3+/4+와 반응하게 되어 고용량이 구현된다. 이 과정에서 결정구조가 불안정화되어 고전압 충방전시 사이클 수명이 열화되는 문제를 갖게 된다. 따라서 실용화를 위해서는 상기와 같은 복합계 산화물의 고용량을 유지하면서 사이클 특성을 개선할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 사이클 특성이 개선된 고용량 캐소드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 상기 캐소드를 구비한 리튬 전지를 제공하는 것이다.
상기 제1 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
도전제, 바인더 및 캐소드 활물질을 포함하는 캐소드 활물질 조성물이 집전체의 일면 상에 형성되며,
상기 캐소드 활물질이 하기 화학식 1의 고용계 산화물; 및 탄소가 표면 코팅된 전기화학적으로 불활성인 물질;을 포함하는 캐소드를 제공한다:
<화학식 1>
xLi2MO3-(1-x)LiMeO2
식중,
0 < x < 1 이고,
M 및 Me는 각각 독립적으로 Mn, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Al, Mg, Zr, B, 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속이다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 전기화학적으로 불활성인 물질은 비전이금속계 산화물, 비전이금속계 불화물 및 비전이금속계 인산물질로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 전기화학적으로 불활성인 물질은 Al2O3, MgO, SiO2, CeO2, ZrO2, ZnO, AlF3 및 AlPO4로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 전기화학적으로 불활성인 물질은 Al2O3이다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 탄소는 전기화학적으로 불활성인 물질의 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 함량으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물에서 Me는 Cr, Mn, Co 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물에서 x는 0.1 내지 0.6 이 바람직하다.
상기 제2 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
상술한 바와 같은 캐소드;
애노드; 및
유기 전해액을 포함하는 리튬 전지를 제공한다.
이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 캐소드는 하기 화학식 1의 고용계 복합물; 및 탄소로 표면 코팅된 전기화학적으로 불활성인 물질을 활물질로서 포함한다:
<화학식 1>
xLi2MO3-(1-x)LiMeO2
식중,
0 < x < 1 이고,
M 및 Me는 각각 독립적으로 Mn, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Al, Mg, Zr, B, 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속이다.
상기 화학식 1의 고용계 복합물은 고용시 Li2MO3와 LiMeO2의 두 성분이 가지 는 구조와 같은 층상구조를 나타내며, 전이금속층에 과량의 리튬이 치환된 형태로 존재하게 된다. 고용량 양극으로 적용할만한 조성은 리튬이 전이금속층에 대략 20% 이내로 존재할 경우이다. 그러나 전이금속층에서의 리튬의 존재는 전기전도에 관여하는 Ni, Co 등의 전이금속 원소의 양을 감소시켜 결과적으로 전기전도도를 감소시키게 된다. 또한 전기전도도 뿐만 아니라 상기 고용계 복합물은 최소 4.5V vs. Li 이상으로 충전을 시켜야 고용량을 얻을 수 있는 시스템이기 때문에 고전압 안정성이 중요하다. 특히 4.5V 부근에서는 격자로부터 산소가 방출되기 때문에 고전압에서의 전해질 부반응 뿐만 아니라 격자구조의 열화도 동반된다.
본 발명에서는 전기화학적으로 불활성인 물질을 상기 화학식 1의 고용계 복합물과 함께 사용하여 고전압 안정성을 향상시키면서, 상기 전기화학적으로 불활성인 물질의 표면을 탄소로 코팅하여 상기 전기화학적으로 불활성인 물질의 첨가로 인한 전기 전도도의 저하를 방지하게 된다. 즉, 탄소로 표면 코팅된 전기화학적으로 불활성 물질을 상기 화학식 1의 고용계 복합물과 함께 사용함으로써 전기 전도도의 저하를 방지하면서 고전압 안정성을 개선시킬 수 있으며, 그 결과 이들을 캐소드 활물질로 포함하는 캐소드의 전도성 및 고전압 사이클 특성을 개선하게 된다.
본 발명에서 사용가능한 상기 전기화학적으로 불활성인 물질로서는 비전이금속계 산화물, 비전이금속계 불화물 및/또는 비전이금속계 인산물질을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 Al2O3, MgO, SiO2, CeO2, ZrO2, ZnO 등의 비전이금속계 산화물, AlF3 등의 비전이금속계 불화물 또는 AlPO4 등의 비전이금속계 인산물질을 예 로 들 수 있다. 이들 중 비전이금속계 산화물이 바람직하며, Al2O3가 더욱 바람직하다.
상기 전기화학적으로 불활성인 물질은 입자상으로 상기 캐소드에 적용되며, 그 표면은 탄소로 코팅된다. 코팅 가능한 탄소로서는 특별한 제한은 없으며, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 흑연, 열분해 탄소류, 코크스, 유리상 탄소류, 유기 고분자 화합물 소성체, 활성탄 및 카본 블랙 등의 탄소 재료 중 어느 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이중, 코크스류에는 피치 코크스, 니들 코크스 또는 석유 코크스 등이 있고, 유기 고분자 화합물 소성체라고 하는 것은 페놀 수지나 퓨란 수지 등의 고분자 화합물을 적당한 온도에서 소성하여 탄소화시킨 것을 의미한다. 이들 탄소 재료의 형상은 섬유상, 구상, 입상 도는 인편상 중 어느 것도 사용할 수 있다.
상기 전기화학적으로 불활성인 물질의 표면 상에 코팅되는 탄소의 함량은 상기 전기화학적으로 불활성인 물질의 중량을 기준으로 20중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 함량으로 사용할 수 있다. 상기 탄소의 함량이 20중량%를 초과하는 경우 목적하는 고용량을 얻기 곤란하므로 바람직하지 않다.
상기 탄소의 표면 코팅 방법은 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 비전이금속의 알콕사이드 전구체와 함께 상기 탄소를 유기 용매 내에서 열처리하여 수행할 수 있다.
상기 캐소드 활물질 외에 상기 캐소드 활물질 조성물을 구성하는 상기 도전 제로는 카본 블랙을 사용하며, 바인더로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물, 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머를 사용한다.
이 때 캐소드 활물질, 도전제 및 바인더의 함량비는 리튬 전지에서 통상적으로 사용하는 수준을 사용할 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같은 캐소드 활물질 조성물이 형성되는 집전체로서는 리튬 전지에서 캐소드용 집전체로서 사용되는 것이라면 아무 제한없이 사용할 수 있으나, 알루미늄 집전체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 집전체의 크기 및 두께 등은 리튬 전지에서 통상적인 범위 내에서 사용할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 캐소드는 다음과 같이 제조할 수 있다.
우선 바인더, 도전제, 캐소드 활물질 및 유기 용매를 포함하는 슬러리를 집전체의 일면 상에 균일하게 도포한 후, 이를 건조하여 상기 유기 용매를 모두 증발시킴으로써 캐소드 활물질 조성물층을 상기 집전체 상에 형성하게 된다.
상기 캐소드 활물질, 바인더 및 도전제와 함께 슬러리를 구성하는 도전제 및 바인더에 대해서는 상술한 바와 같고, 상기 유기용매로서는 예를 들어 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트. 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트와 같은 사슬형 카보네이트, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 지방산 에스테르 유도체, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트와 같은 환상형 카보네이트, 감마-부티로락톤, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있 다.
상기 본 발명에 따른 캐소드를 채용한 리튬 전지는 다음과 같이 제조할 수 있다.
상술한 캐소드 제조시와 마찬가지로, 애노드 활물질, 도전제, 바인더 및 용매를 혼합하여 애노드 활물질 슬러리를 제조하며, 이를 구리 집전체에 직접 코팅하거나, 별도의 지지체상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 애노드 활물질 필름을 구리 집전체에 라미네이션하여 애노드를 얻는다. 이 때 애노드 활물질, 도전제, 바인더 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용하는 범위 내에서 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
상기 애노드 활물질로는 리튬 금속, 리튬 합금, 탄소재 또는 그래파이트를 사용한다. 애노드 활물질 조성물에서 도전제, 바인더 및 용매는 캐소드의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 캐소드 전극 활물질 조성물 및 애노드 전극 활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.
상기 캐소드와 애노드는 세퍼레이터에 의해 분리될 수 있으며, 상기 세퍼레이터로는 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용가능하다. 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 그 조합물중에서 선택된 재질로서, 부직포 또는 직포 형태이여도 무방하다. 이를 보다 상세하게 설명하면 리튬 이온 전지의 경우에 는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 재료로 된 권취가능한 세퍼레이터를 사용하며, 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기전해액 함침 능력이 우수한 세퍼레이터를 사용하는데, 이러한 세퍼레이터는 하기 방법에 따라 제조가능하다.
즉, 고분자 수지, 충진제 및 용매를 혼합하여 세퍼레이터 조성물을 준비한 다음, 상기 세퍼레이터 조성물을 전극 상부에 직접 코팅 및 건조하여 세퍼레이터 필름을 형성하거나, 또는 상기 세퍼레이터 조성물을 지지체 상에 캐스팅 및 건조한 후, 상기 지지체로부터 박리시킨 세퍼레이터 필름을 전극 상부에 라미네이션하여 형성할 수 있다.
상기 고분자 수지는 특별히 한정되지는 않으며, 전극판의 바인더에 사용되는 물질들이 모두 사용가능하다. 예를 들면 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 및 그 혼합물을 사용할 수 있다. 특히, 헥사플루오로프로필렌 함량이 8 내지 25중량부인 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 캐소드 극판과 애노드 극판 사이에 세퍼레이터를 배치하여 전지 구조체를 형성한다. 이러한 전지 구조체를 와인딩하거나 접어서 원통형 전지 케이스나 또는 각형 전지 케이스에 넣은 다음, 본 발명의 유기 전해액을 주입하면 리튬 이온 전지가 완성된다.
또한 상기 전지 구조체를 바이셀 구조로 적층한 다음, 이를 유기 전해액에 함침시키고, 얻어진 결과물을 파우치에 넣어 밀봉하면 리튬 이온 폴리머 전지가 완 성된다.
상기 리튬 전지를 구성하는 유기 전해액으로서는 리튬염, 및 고유전율 용매와 저비점 용매로 이루어진 혼합 유기용매를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 고유전율 용매로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트와 같은 환상형 카보네이트 또는 감마-부티로락톤 등을 사용할 수 있다.
또한, 저비점 용매 역시 당업계에 통상적으로 사용되는 것으로서, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트. 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트와 같은 사슬형 카보네이트, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄 또는 지방산 에스테르 유도체 등을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.
상기 고유전율 용매와 저비점 용매의 혼합 부피비는 1:1 내지 1:9인 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나는 때에는 방전용량 및 충방전수명 측면에서 바람직하지 못하다.
또한 상기 리튬염은 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며, LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiN(CF3SO2), LiBF4, LiC(CF3SO2)3, 및 LiN(C2F5SO2)2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물이 바람직하다.
유기 전해액중 상기 리튬염의 농도는 0.5 내지 2M 정도인 것이 바람직한데, 리튬염의 농도가 0.5M 미만이며 전해액의 전도도가 낮아져서 전해액 성능이 떨어지 고, 2.0M을 초과하는 때에는 전해액의 점도가 증가하여 리튬 이온의 이동성이 감소되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 캐소드는 고용계 복합물에 전기화학적으로 불활성인 물질을 첨가하여 사이클 특성을 개선함과 동시에 상기 전기화학적으로 불활성인 물질의 표면을 탄소로 코팅함으로써 전기 전도도의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. 따라서 상기 캐소드는 리튬 전지 등에 유용하게 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<비교예 1>
활물질로서는 연소합성법으로 합성되며 서브-미크론 이하의 크기를 갖는 Li1.2Ni0.16Co0.08Mn0.56O2을 사용하고, 상기 활물질과 케첸 블랙(EC-600JD)를 94:3 무게비로 균일하게 혼합한 후, N-메틸피롤리돈(NMP)에 PVDF을 가한 도전제 용액을 첨가하여 활물질:탄소도전제:바인더=94:3:3 무게비가 되도록 슬러리를 제조하였다. 15㎛ 두께의 알루미늄 호일 위에 상기 슬러리를 코팅한 후 건조하여 캐소드를 제조하였으며, 추가 진공건조 후 코인셀(CR2016 type)을 제조하여 충방전 실험을 실시하였다. 셀 제조시 대극(Counter electrode)로는 금속 리튬을 사용하였으며, 전해질로는 1.3M LiPF6 in EC:DEC(3:7)을 이용하였다. 충방전 조건은 충전시 4.55V까지 0.5C 전류밀도로 정전류 충전 후 정전압 을 가하여 전류가 0.05C까지 떨어질 때까지 유지하였다. 방전은 2V까지 0.5C 정전류로 방전시켰다.
<비교예 2>
상기 비교예 1의 활물질에 Al2O3를 합제 대비 1중량% 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하고, 충방전을 실시하였다.
<비교예 3>
상기 비교예 1의 활물질에 Al2O3를 합제 대비 3중량% 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하고, 충방전을 실시하였다.
<실시예 1>
상기 비교예 1의 활물질에 탄소가 코팅된 Al2O3를 합제 대비 1중량% 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하고, 충방전을 실시하였다.
상기 탄소 코팅은 슈크로스가 녹아있는 에탄올 용액에 알루미늄 이소프로폭사이드를 가하고, 교반 및 건조한 후 질소 분위기에서 900℃, 1시간 열처리하여 Al2O3에 탄소 코팅을 수행하였다. 코팅된 탄소 함량은 Al2O3 대비 약 10중량% 수준이었다.
<실시예 2>
상기 비교예 1의 활물질에 탄소가 코팅된 Al2O3를 합제 대비 3중량% 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하고, 충방전을 실시하였다.
상기 탄소 코팅은 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
상기 실시예 1에서 탄소가 코팅된 Al2O3의 FT-IR 결과를 도 1에 나타내었다. 1364cm-1에 위치한 D-band와 1585cm-1에 위치한 G-band의 피크 강도를 비교해보면 D/G ratio=0.84로서 표면 코팅된 탄소가 결정화 되어있음을 확인할 수 있다. 따라서 부도체 Al2O3가 전극 내에 혼합되더라도 탄소가 코팅되어 있으므로 전도도 저하를 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 2는 비교예 1, 2, 3과 실시예 1, 2에서 얻어진 셀에 대하여, 2.0-4.55V vs. Li 구간에서 0.5C 충방전 사이클 특성을 보여주고 있다. 전기화학적으로 불활성인 Al2O3와 탄소가 코팅된 Al2O3가 혼합될수록 용량은 감소하고 있다. 하지만 사이클 특성은 첨가량이 늘어날수록 향상되고 있는데, 이를 도 3에서 막대그래프로 비교하였다. 50사이클 후 아무 것도 첨가하지 않은 비교예 1의 Li1.2Ni0.16Co0.08Mn0.56O2 분말의 경우 초기 방전용량 대비 85.3% 유지, Al2O3가 1중량% 첨가된 비교예 2의 경우 이보다 더 떨어진 83.3%, Al2O3가 3중량% 첨가된 비교예 3의 경우 사이클 특성이 향상되어 86.4%만큼 유지되었다. 탄소가 코팅된 실시예 1 및 2에서는 각각 86.6%, 93.5%로 사이클 특성이 크게 향상되고 있다. 이는 부도체인 Al2O3만 혼합될 경우 전극의 전도도가 첨가 전에 비해 열화되지만 탄소가 코팅되어 혼합될 경우, 이러한 문제가 없어 Al2O3가 혼합되어도 사이클 특성이 충분히 개선됨을 알 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 얻어진 탄소가 코팅된 Al2O3의 FT-IR 결과를 낸다.
도 2는 비교예 1, 2, 3과 실시예 1, 2에서 얻어진 셀에 대하여, 2.0-4.55V vs. Li 구간에서 0.5C 충방전 사이클 특성을 나타낸다.
도 3은 비교예 1, 2, 3과 실시예 1, 2에서 얻어진 셀의 50회 사이클 후 용량 유지율을 나타낸다.

Claims (8)

  1. 도전제, 바인더 및 캐소드 활물질을 포함하는 캐소드 활물질 조성물이 집전체의 일면 상에 형성되며,
    상기 캐소드 활물질이 하기 화학식 1의 고용계 산화물; 및 탄소가 표면 코팅된 전기화학적으로 불활성인 물질을 포함하는 캐소드:
    <화학식 1>
    xLi2MO3-(1-x)LiMeO2
    식중,
    0 < x < 1 이고,
    M 및 Me는 각각 독립적으로 Mn, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Al, Mg, Zr, B, 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학적으로 불활성인 물질이 비전이금속계 산화물, 비전이금속계 불화물 및 비전이금속계 인산물질로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학적으로 불활성인 물질이 Al2O3, MgO, SiO2, CeO2, ZrO2, ZnO, AlF3 및 AlPO4로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학적으로 불활성인 물질이 Al2O3인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄소의 함량이 전기화학적으로 불활성인 물질의 중량을 기준으로 20중량% 이하인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 Me는 Cr, Mn, Co 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 x는 0.1 내지 0.6인 것을 특징으로 하는 캐소드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 캐소드;
    애노드; 및
    유기 전해액을 포함하는 리튬 전지.
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