KR101443359B1 - Manufacturing method of nickel rich lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, nickel rich lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide made by the same, and lithium ion batteries containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물 제조 방법은 습식 분쇄 및 분무 건조를 적용함으로써 생성되는 입자의 균일성이 높으면서도 입자의 크기가 자유롭게 조절이 가능하다. 특히 본 발명의 제조 방법에 의할 경우 종래 공침 반응법에 의한 경우보다 입자의 크기를 작게 제조하는 것이 가능하기 때문에 초기충방전 특성 및 율특성이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물을 제조할 수 있다.
The present invention relates to a process for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content, a lithium nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content produced thereby, and a lithium secondary battery comprising the lithium- .
The method for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide according to the present invention has high uniformity of particles produced by applying wet pulverization and spray drying, and can freely control the particle size. Particularly, according to the production method of the present invention, since the particle size can be made smaller than that of the conventional coprecipitation method, the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high initial charge- can do.

Description

니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{MANUFACTURING METHOD OF NICKEL RICH LITHIUM-NICKEL-COBALT-MANGANESE COMPOSITE OXIDE, NICKEL RICH LITHIUM-NICKEL-COBALT-MANGANESE COMPOSITE OXIDE MADE BY THE SAME, AND LITHIUM ION BATTERIES CONTAINING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content, a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content and a lithium secondary battery comprising the lithium- LITHIUM-NICKEL-COBALT-MANGANESE COMPOSITE OXIDE, NICKEL RICH LITHIUM-NICKEL-COBALT-MANGANESE COMPOSITE OXIDE MADE BY THE SAME, AND LITHIUM ION BATTERIES CONTAINING THE SAME}

본 발명은 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content, a lithium nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content produced thereby, and a lithium secondary battery comprising the lithium- .

최근, 기기의 휴대가능화, 무선화가 진행됨에 따라 소형, 경량이고 고에너지 밀도를 갖는 리튬 2 차 전지에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 이러한 2 차 전지용 양극활물질로는, LiCoO2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, LiNiO2, LiNi0.8Co0.2O2, LiMn2O4, LiMnO2 등의 리튬과 천이 금속 등의 복합 산화물이 알려져 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of portable and wireless devices, there has been a growing demand for a lithium secondary battery that is small, lightweight, and has a high energy density. As such a cathode active material for a secondary battery, lithium and a transition metal such as LiCoO 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNiO 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiMn 2 O 4 and LiMnO 2 , Are known.

그 중에서도, 리튬 코발트 산화물 (LiCoO2)을 양극 활물질로서 사용하고, 리튬 합금, 그라파이트, 탄소 섬유 등의 탄소를 음극으로서 사용한 리튬 2 차 전지는, 4V 급의 높은 전압이 얻어지기 때문에 고에너지 밀도를 갖는 전지로서 특히 널리 사용되고 있다. Among them, a lithium secondary battery using lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a cathode active material and carbon such as lithium alloy, graphite, and carbon fiber as a cathode has a high voltage of 4 V, Have been widely used.

그러나, 리튬 코발트 복합 산화물의 원료가 되는 코발트원이 희소하며, 또 고가인 것이 문제이다. 또, 양극으로서 리튬 코발트 복합 산화물을 사용하는 리튬 이온 2 차 전지는 충전 상태에서는 매우 불안정해져 발화할 우려가 있어, 낮은 안전성이 큰 문제가 되고 있다.However, there is a problem that a cobalt source which is a raw material of the lithium cobalt composite oxide is rare and expensive. In addition, a lithium ion secondary battery using a lithium-cobalt composite oxide as an anode is very unstable in a charged state, and is liable to ignite, and low safety is a serious problem.

이에 따라, 저렴하고, 천연에 풍부하게 존재하는 망간 등의 원소를 사용하고, 또한 충전 상태에 있어서도 안정적이고, 안전성이 높은 리튬-니켈-코발트-망간 (Li-Ni-Co-Mn) 함유 복합 산화물이 양극 활물질로서 주목받고 있다. 최근 이러한 LiCoO2 대체 재료로 가장 각광받는 층상 결정구조를 갖는 재료로 니켈-망간과 니켈-코발트-망간이 각각 1:1로 혼합된 Li[Ni1/2Mn1/2]O2와 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 등을 들 수 있다.Accordingly, a lithium-nickel-cobalt-manganese (Li-Ni-Co-Mn) -containing composite oxide (Li-Ni-Co-Mn) containing an element such as manganese which is inexpensive and naturally abundant and which is stable even in a charged state, Has attracted attention as a cathode active material. Recently this LiCoO 2 as a nickel material having a layered crystal structure, the most attention as an alternative material-manganese and nickel-cobalt-manganese are each 1 mixed with 1 Li [Ni 1/2 Mn 1/2] O 2 and Li [ Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 , and the like.

이러한 Ni 사이트의 일부를 Mn으로 치환한 Li-Ni-Mn계 복합산화물이나 Mn 및 Co로 치환한 Li-Ni-Mn-Co계 복합산화물 제조에 관련되는 기술은 많이 알려져 있다. 예를 들면 미국특허 제5264201호에 니켈(Ni)과 망간(Mn)의 수산화물 또는 산화물과 과량의 수산화리튬을 혼합하는 고상법이나, 수산화리튬을 수용액중에 포화시킨 수용액에 니켈과 망간의 산화물 등을 슬러리화 한 후 이 슬러리를 진공 중에서 감압 건조 후 소성하여 LixNi2-x-yMnyO2 (0.8≤x≤1.0, y≤0.2)를 얻는 합성 방법이 공지되어 있다. 또 일본 특허평 8-171910호에는 망간과 니켈의 혼합 수용액에 알칼리 용액을 혼합하여 망간과 니켈을 공침시켜 이 공침 화합물에 수산화리튬을 혼합 후 소성하여 LiNixMn1-xO2 (0.7≤x≤0.95)의 양극 활물질을 제조하는 방법이 제안되고 있다. Li[Ni1/2Mn1/2]O2와 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 등의 일반적인 제법은 수용액 중에서 중화반응을 이용하여 2원소 혹은 3원소를 동시에 침전시켜 수산화물이나 산화물 형태의 전구체를 얻고, 이 전구체를 수산화리튬과 혼합, 소성하는 공침법이다.Techniques related to the production of Li-Ni-Mn composite oxide in which a part of Ni sites are substituted with Mn and Li-Ni-Mn-Co composite oxide in which Mn and Co are substituted are well known. For example, U.S. Patent No. 5,264,201 discloses a solid-phase method in which a hydroxide or oxide of nickel (Ni) and manganese (Mn) is mixed with an excess amount of lithium hydroxide, or a method in which an oxide of nickel and manganese is added to an aqueous solution in which lithium hydroxide is saturated in an aqueous solution A slurry is prepared, and the slurry is dried under reduced pressure in a vacuum and then calcined to obtain Li x Ni 2-x y Mn y O 2 (0.8? X? 1.0, y? 0.2). Japanese Patent Application No. Hei 8-171910 discloses a method of mixing an alkali solution with a mixed aqueous solution of manganese and nickel to coprecipitate manganese and nickel to mix lithium hydroxide with the coprecipitated compound and then firing to obtain LiNi x Mn 1-x O 2 Lt; = 0.95). A typical process for producing Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 and Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 is to use two or three elements simultaneously Precipitates to obtain a precursor in the form of hydroxide or oxide, and this precursor is mixed with lithium hydroxide and fired.

그러나, 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물 제조에 액상 반응법인 이러한 공침 반응법을 적용할 경우, 대량의 생산을 위해서는 NiCoMn(OH)2 전구체 합성을 위한 그 공정 설계 비용이 매우 높아지게 되며, 입자의 균일성을 확보하기가 힘들뿐만 아니라, 제조 과정 중에 사용되는 NaOH 및 NH4OH 등이 폐수로 방출되어 환경을 오염시키기 때문에 이를 막기 위해 별도의 폐수 정화 시설이 필요하다는 문제점이 있었다.
However, when such a coprecipitation reaction method as a liquid phase reaction is applied to the production of a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, the cost of the process for synthesizing a NiCoMn (OH) 2 precursor is very high for mass production, It is difficult to ensure the uniformity of the waste water. In addition, since the NaOH and NH 4 OH used during the manufacturing process are released into the waste water and contaminate the environment, there is a problem that a separate waste water purification facility is needed to prevent this.

일본 특허평 『8-171910호』Japanese Patent Publication No. 8-171910

본 발명은 이러한 종래 문제점을 해결하기 위해, 습식 분쇄 및 분무 건조라는 새로운 개념을 적용시킨 니켈 함량이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention aims to provide a process for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high nickel content by applying a new concept of wet pulverization and spray drying.

본 발명은 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물과 이를 적용한 리튬이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention also provides a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide produced by the production method of the present invention and a lithium secondary battery using the composite oxide.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 The present invention has been made to solve the above problems

i)리튬화합물, 니켈화합물, 망간화합물, 코발트화합물, X 함유화합물(여기서 X 는 B, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Zn, Ga, Zr, Nb, 및 Mo 로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나의 원소이다) 및 Y 함유화합물(여기서 Y는 Y는 F, P 및 S로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나의 원소이다)를 양론비로 혼합하는 단계;(i) a lithium compound, a nickel compound, a manganese compound, a cobalt compound, an X-containing compound (wherein X is at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Zn, Ga, Zr, And Y-containing compound (wherein Y is any element selected from the group consisting of F, P, and S) in a stoichiometric ratio;

ii)상기 i)의 화합물을 용매에 분산시키고 약 0.3㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 입자를 함유할 때까지 습식 분쇄하여 슬러리를 제조하는 단계;ii) dispersing the compound of i) in a solvent and wet pulverizing until it contains particles having an average particle diameter of less than about 0.3 [mu] m to produce a slurry;

iii)상기 ii)의 슬러리를 공압 분무형 노즐을 이용하여 분무 건조하는 단계: 및iii) spray drying the slurry of ii) using a pneumatic spray nozzle; and

iv)상기 iii)의 분무 건조된 슬러리를 소성하는 단계로 구성되는 것인 LiNi1-aCobMncXdYeO2-e (여기에서 a=b+c, 0.1≤a≤0.25, b≤c, 0≤d≤0.1, 0≤e≤0.5, a+b+c+d=1이 되는 조합이다)로 표시되는 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물의 제조방법을 제공한다. iv) wherein the iii) spraying the one consisting of the dried slurry to the step of firing LiNi 1-a Co b Mn c X d Y e O 2-e ( where a = b + c of, 0.1≤a≤0.25, b? c, 0? d? 0.1, 0? e? 0.5, and a + b + c + d = 1).

본 발명에 있어서, 상기 니켈 화합물은, Ni(OH)2, NiO, NiOOH, NiCO3ㆍ2Ni(OH)2ㆍ4H2O, NiC2O4ㆍ2H2O, Ni(NO3)2ㆍ6H2O, NiSO4, NiSO4ㆍ6H2O, 지방산 니켈, 및 니켈 할로겐화물로 구성된 그룹에서 선택되고, 상기 망간 화합물은 Mn2O3, MnO2, Mn3O4, MnCO3, Mn(NO3)2, MnSO4, 아세트산망간, 디카르복시산망간, 시트르산망간, 지방산 망간의 망간염, 옥시수산화물, 및 염화망간의 할로겐화물로 구성된 그룹에서 선택되고, 상기 코발트 화합물로는 Co(OH)2, CoO, Co2O3, Co3O4, CoOOH, Co(OCOCH3)2ㆍ4H2O, CoCl2, Co(NO3)2ㆍ6H2O, Co(SO4)2ㆍ7H2O 로 구성된 그룹에서 선택되며, 상기 리튬 화합물은 Li2CO3, LiNO3, LiNO2, LiOH, LiOHㆍH2O, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH3COOLi, Li2O, Li2SO4, 아세트산 Li, 디카르복실산 Li, 시트르산 Li, 지방산 Li, 알킬리튬, 및 리튬 할로겐화물로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 화합물로부터 반응성이 우수하고, 상기 분무 건조체의 이차 입자 내에서 공극을 형성하기 쉬운 화합물을 선택할 수 있다. In the present invention, the nickel compound, Ni (OH) 2, NiO, NiOOH, NiCO 3 and 2Ni (OH) 2 and 4H 2 O, NiC 2 O 4 and 2H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 and 6H 2 O, NiSO 4 , NiSO 4 .6H 2 O, fatty acid nickel, and nickel halide, and the manganese compound is selected from the group consisting of Mn 2 O 3 , MnO 2 , Mn 3 O 4 , MnCO 3 , Mn 3) 2, MnSO 4, manganese acetate, dicarboxylic acid manganese, manganese citrate, manganese fatty acid manganese, oxy-hydroxides and is selected from the group consisting of halides of manganese chloride, as the cobalt compound include Co (OH) 2, A group composed of CoO, Co 2 O 3 , Co 3 O 4, CoOOH, Co (OCOCH 3 ) 2揃 4H 2 O, CoCl 2 , Co (NO 3 ) 2揃 6H 2 O, Co (SO 4) 2揃 7H 2 O Wherein the lithium compound is selected from the group consisting of Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiNO 2 , LiOH, LiOH.H 2 O, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH 3 COOLi, Li 2 O, Li 2 SO 4 , It is composed of acetic acid Li, dicarboxylic acid Li, citric acid Li, fatty acid Li, alkyl lithium, and lithium halide Is selected from the group. It is preferable to select a compound which is excellent in reactivity from the above-mentioned compounds and is likely to form voids in the secondary particles of the spray-dried product.

본 발명에 있어서, 상기 습식 분쇄는 용매로서 물을 사용하고, 비즈밀(beads mill), 볼밀(ball mill), 및 어트리션 밀(attrition mill) 등을 함께 사용하는 매개 분쇄법에 의해, 세라믹 매개를 용매와 함께 습식 분쇄기에 투입하여 분쇄하는 방식으로 분쇄한다. 상기 세라믹 매개는 세라믹 봉 또는 볼을 포함한다. In the present invention, the wet pulverization is carried out by an intermediate pulverization method using water as a solvent and using a beads mill, a ball mill, and an attrition mill together, The medium is pulverized by pulverizing with a solvent in a wet pulverizer. The ceramic medium includes a ceramic rod or a ball.

여기서 용매란 알코올과 같은 유기용매나 물을 의미하는 것으로, 바람직하게는 물을 사용한다. 유기용매를 사용하게 되면 분쇄 효율이나 입도관리 측면에서는 유리하지만 비용이 증가하는 단점이 있고, 물을 사용하게 되면 공정이 단순해져서 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. Here, the solvent means an organic solvent such as an alcohol or water, and preferably water is used. If organic solvent is used, it is advantageous in terms of grinding efficiency and particle size control, but it has disadvantage that cost is increased, and when water is used, the process is simplified and cost can be saved.

상기 용매로서 물을 사용하는 경우, 이의 사용량은 i)의 화합물 1 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부가 바람직하다. 상기 물의 사용량이 1 중량부 미만인 경우에는 점도 증가로 인해 분쇄가 불가능하여 바람직하지 않고, 상기 사용량이 10 중량부를 초과할 경우에는 물의 부피 대비 i)의 화합물 입자의 생산성이 낮아 바람직하지 않다. 분쇄 시간은 분쇄 설비에 따라 분쇄력의 차이가 발생하여 적절히 제어될 필요가 있으며, 분쇄 시간을 조절함으로써 입도를 적절하게 조절할 수 있다. When water is used as the solvent, its amount to be used is preferably 1 to 10 parts by weight per 1 part by weight of the compound of i). If the amount of the water used is less than 1 part by weight, it is impossible to crush due to the viscosity increase. If the amount is more than 10 parts by weight, the productivity of the compound particles of i) relative to the volume of water is low. The grinding time needs to be appropriately controlled due to the difference in grinding power depending on the grinding equipment, and the particle size can be appropriately controlled by controlling the grinding time.

이러한 습식 분쇄 과정 중에 질소 함유 첨가제를 추가할 수 있으며, 이로써 분쇄 전후의 혼합물의 산성화, 분쇄 후의 슬러리의 고점도화를 해결할 수 있다. 여기서 질소 함유 첨가제로는 아민, 암모니아, 암모늄 화합물, 아미노산 및 이들의 조합이 사용될 수 있으며, 이중 암모늄 화합물로는 수산화암모늄, 탄산암모늄, 초산암모늄, 인산암모늄, 옥살산암모늄, 중탄산암모늄, 및 트리메틸암모늄히드록사이드 등이 사용될 수 있고, 아미노산으로는 아르기닌 및 라이신 등이 사용될 수 있다. 이러한 질소함유 첨가제의 함량은 상기 i)의 화합물 100몰에 대하여 0.5~20몰인 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.5몰 미만인 경우에는 분쇄후 슬러리의 산성화 및 고점도화 등의 현상이 나타나며, 20몰을 초과할 경우에는 상기 화합물의 몰비가 불균형해지는 문제가 발생한다. 또한 경제성을 감안할 때 3000 내지 4000 rpm 으로 분쇄하는 것이 효율 면에서 바람직하다.
The nitrogen-containing additive can be added during the wet pulverization process, whereby the acidification of the mixture before and after the pulverization and the high viscosity of the slurry after pulverization can be solved. Examples of the nitrogen-containing additive include amines, ammonia, ammonium compounds, amino acids, and combinations thereof. Examples of the ammonium compounds include ammonium hydroxide, ammonium carbonate, ammonium acetate, ammonium phosphate, ammonium oxalate, ammonium bicarbonate, And the like, and amino acids such as arginine and lysine can be used. The content of the nitrogen-containing additive is preferably 0.5 to 20 moles per 100 moles of the compound of i). When the content is less than 0.5 mol, phenomena such as acidification and high viscosity of the slurry after crushing appear. When the content exceeds 20 mol, there arises a problem that the molar ratio of the compound becomes unbalanced. In view of economical efficiency, pulverization at 3000 to 4000 rpm is preferable from the viewpoint of efficiency.

이후 iii)단계에서는, 상기 ii)단계의 슬러리를 분무 건조(spray drying)시킴으로써, 일차 입자가 응집되어 이차 입자를 형성하여 이루어지는 분무 건조체를 얻는다. 분무 건조는 분무기(atomizer)에 의해 미립화된 액체 방울이 가열공기와 접촉하여 순간적으로 건조, 분말화되는 것으로, 분무 장치는 특별히 한정되지 않으나, 본 발명에 있어서 분무 장치에 사용되는 노즐은 입자 크기를 제어하기 위하여 압축 공기와 동시에 분무하는 공압형 분무 노즐을 사용하는 것을 특징으로 한다. 단, 입경은 분무 형식, 가압 기체류 공급 속도, 건조 온도 등을 적절히 선정함으로써 제어할 수 있다. After iii) In the step, the ii) a slurry by spray drying (spray drying) of a step, the primary particles are aggregated to obtain a spray-dried body obtained by forming the secondary particles. In the spray drying, a liquid droplet that is atomized by an atomizer is instantaneously dried and powdered by contacting with heated air. The spraying apparatus is not particularly limited, but the nozzle used in the spraying apparatus of the present invention controls the particle size And a pneumatic spray nozzle for spraying at the same time with compressed air is used. However, the particle diameter can be controlled by appropriately selecting the spraying type, pressurized gas flow rate, drying temperature, and the like.

이후, 얻어진 분무 건조체를 소성하여 리튬-니켈-망간계 복합산화물을 제조하는데 있어서, 분무 건조는 100℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하다. 분무 건조시 온도가 지나치게 높으면 얻어진 조립 입자가 중공 구조가 많은 것이 될 가능성이 있으며, 분무 건조체의 충전 밀도가 저하될 우려가 있다. 한편, 분무 건조시 온도가 지나치게 낮으면 출구 부분에서의 수분 결로에 의한 분무 건조체 고착 또는 폐색 등의 문제가 발생할 가능성이 있다. Then, in the production of the lithium-nickel-manganese composite oxide by firing the obtained spray dried body, it is preferable that the spray drying is 100 ° C or higher and 300 ° C or lower. If the temperature during spray drying is too high, there is a possibility that the obtained granulated particles have a large hollow structure and the filling density of the spray dried product may be lowered. On the other hand, if the temperature during spray drying is too low, there is a possibility that problems such as sticking or clogging of the spray drying body due to moisture condensation at the outlet portion may occur.

본 발명에 있어서, 상기 소성 공정에서는 상기 분무 건조체를 산소 함유 가스 분위기하에서, 850℃ 내지 920℃에서, 5 시간 내지 10 시간 동안 열처리하는 것을 특징으로 한다. 상기의 분무 건조체를 열처리하는데 소성 온도가 지나치게 높으면 일차 입자가 과도하게 성장하고, 입자간의 소결이 지나치게 진행되어, 비표면적이 지나치게 작아진다. 반대로 상기의 분무 건조체의 열처리 온도가 지나치게 낮으면 이상이 혼재하고, 결정 구조가 발달하지 않고 격자 변형이 증대된다. 소성 온도는 700 내지 1200℃일 수 있으며, 바람직하게는 850 내지 920℃이다. 소성 시간은 지나치게 길면 그 후 해쇄가 필요해지거나 해쇄가 곤란하므로, 5 시간 내지 10시간 동안 소성하는 것이 바람직하다. According to the present invention, in the firing step, the spray dried body is subjected to heat treatment at 850 캜 to 920 캜 for 5 hours to 10 hours in an oxygen-containing gas atmosphere. If the sintering temperature is too high at the time of heat treatment for the spray dried product, the primary particles excessively grow and the sintering between the particles proceeds excessively, and the specific surface area becomes excessively small. On the other hand, if the heat treatment temperature of the above spray-dried product is too low, abnormalities are mixed, crystal structure is not developed, and lattice strain is increased. The firing temperature may be 700 to 1200 ° C, preferably 850 to 920 ° C. If the firing time is excessively long, it is preferable to perform firing for 5 to 10 hours since cracking is required after that, or cracking is difficult.

본 발명은 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물, 및 상기 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다. The present invention also provides a lithium secondary battery comprising the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide produced by the production method of the present invention and the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide.

본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물은 LiNi1-aCobMncXdO2-eYe로 표시되고, 니켈(Ni)의 함량이 0.6몰부 이상으로 Ni을 다량 함유하여 충방전 용량을 향상시키면서도 구조적 안정성을 유지할 수 있으며 보다 경제적이다.The lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide produced by the production method of the present invention is represented by LiNi 1-a Co b Mn c X d O 2 -e Y e , and the content of nickel (Ni) is 0.6 moles or more It is possible to maintain the structural stability while improving the charge / discharge capacity, and it is more economical.

본 발명에 있어서, 상기 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 입경은 5 내지 10 ㎛이고, 탭밀도는 1.8 내지 2.6 g/㎠인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide has a particle diameter of 5 to 10 탆 and a tap density of 1.8 to 2.6 g / cm 2.

리튬 금속복합산화물 입자에서는 1차 입자들이 응집하여 2차 입자를 형성하는데, 2차 입자크기가 작을수록 금속복합산화물의 전기전도도를 개선할 수 있다. 입자의 크기가 크면, 한정된 극판의 체적 내에 많은 활성물질을 충전할 수 없어 고용량을 구현할 수 없다. 따라서, 본 발명의 금속복합산화물을 포함하는 2차 전지용 양극 활물질에 있어서는 입자의 크기를 작게 만드는 것이 중요하다.In lithium metal composite oxide particles, primary particles aggregate to form secondary particles. The smaller the secondary particle size, the better the electric conductivity of the metal composite oxide. If the particle size is large, a large amount of active material can not be filled within the limited electrode plate volume, and a high capacity can not be realized. Therefore, in the cathode active material for a secondary battery comprising the metal composite oxide of the present invention, it is important to make the particle size small.

본 발명의 제조 방법에 의할 경우 종래 공침 반응법에 의한 제조 방법 보다 복합 산화물의 입경을 자유롭게 조절할 수 있으며, 특히 입경을 작게 제조할 수 있어 한정된 극판의 체적 내에 많은 활성 물질을 충전할 수 있게 되고, 그 결과 고용량을 구현할 수 있다.
According to the production method of the present invention, the particle diameter of the complex oxide can be freely adjusted, and the particle diameter can be made smaller than that of the conventional production method using the coprecipitation reaction method, so that a large amount of active material can be filled within a limited electrode plate volume , Resulting in high capacity.

본 발명의 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물 제조 방법은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물 제조에 대해 습식 분쇄 및 분무 건조라는 새로운 개념을 적용시킨 것으로서, 종래 액상 반응법인 공침 반응법을 적용한 경우와는 달리 공정 설계 비용 및 폐수 발생이 없을 뿐만 아니라, 생성되는 입자의 균일성이 높으면서도 입자의 크기가 자유롭게 조절이 가능하다. 특히 본 발명의 제조 방법에 의할 경우 종래 공침 반응법에 의한 경우보다 입자의 크기를 작게 제조하는 것이 가능하기 때문에 초기충방전 특성 및 율특성이 높은 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물을 제조할 수 있다.
The process for preparing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide according to the present invention is a new concept of wet pulverization and spray drying for the production of a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, Unlike the case where the process is applied, there is no process design cost and wastewater generation, and the particle size can be freely adjusted while the uniformity of the generated particles is high. Particularly, according to the production method of the present invention, since the particle size can be made smaller than that of the conventional coprecipitation method, the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide having a high initial charge- can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 양극활물질의 SEM 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 양극활물질의 SEM 사진을 나타내었다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 양극활물질의 단면을 분석한 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 양극활물질을 포함하는 전지에서의 충방전 실험 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 양극활물질을 포함하는 전지에서의 율특성(rate capability)을 나타내는 그래프이다.
1 is a SEM photograph of a cathode active material prepared according to one embodiment of the present invention and a comparative example.
2 is a SEM photograph of the cathode active material prepared according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the results of analysis of cross-sections of the cathode active material prepared according to one embodiment of the present invention and a comparative example.
FIG. 4 shows charge / discharge test results in a battery including a cathode active material prepared according to one embodiment of the present invention and a comparative example.
FIG. 5 is a graph showing rate capability in a battery including a cathode active material according to an embodiment of the present invention and a comparative example.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

출발원료로서 Li2CO3, Ni(OH)2, Mn3O4, Co(OH)2를 사용하여 Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2 의 화학양론비가 되도록 칭량하고, 여기에 순수를 첨가하여 고체/액체 비율이 5:5가 되도록 슬러리를 조제하였다. And then weighed so as to have a stoichiometric ratio of Li [Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 ] O 2 by using Li 2 CO 3, Ni (OH) 2 , Mn 3 O 4 and Co (OH) 2 as starting materials, To prepare a slurry so that the solid / liquid ratio becomes 5: 5.

원료 물질들을 균일하게 혼합이 되도록 교반기에서 400rpm으로 10분간 교반을 한 후 습식 분쇄장치(Mincer, Netzsch사 제품)에서 고속으로 분쇄 및 분산을 시켜 슬러리화 하였다. 습식 분쇄 및 분산시 0.65 mm 의 직경을 가지는 지르코니아비즈밀를 사용하였으며 3500rpm으로 분쇄 시간은 30분으로 고정하였다. 분쇄된 슬러리 내 입자의 입도(D50)가 0.3㎛ 되기까지 분쇄 및 분산을 시켰으며, 이때 슬러리의 점도는 500cp 이하로 조절하였다.The raw materials were stirred at 400 rpm for 10 minutes in a stirrer so as to be uniformly mixed, and then pulverized and dispersed at a high speed in a wet grinding apparatus (Mincer, Netzsch) to form a slurry. A zirconia bead mill having a diameter of 0.65 mm was used for wet grinding and dispersing, and the grinding time was fixed to 30 minutes at 3500 rpm. The slurry was pulverized and dispersed until the particle size (D50) of the particles in the pulverized slurry became 0.3 mu m, and the viscosity of the slurry was adjusted to 500 cp or less.

슬러리의 건조 및 성형은 분무 건조장치는 공압분무형 Co-current 타입의 노즐을 이용하는 아인시스템 제품으로 사용하였으며 투입 열풍 온도를 250 내지 300℃, 배기 열풍 온도를 100 내지 150℃로 하고, 1.0bar의 압력으로 분무 건조시켜 전구체를 제조하였다. 이와 같이 제조된 분말 약 100g을 각각 알루미나제 도가니에 넣고 5ℓ/min 의 공기 흐름 하에서 880℃에서 10시간 소성 (승온속도 3℃/min) 함으로써, 리튬-니켈-망간-코발트 복합 산화물 분체를 얻었다.
The drying and molding of the slurry was carried out by using a spray dryer as an Ain system product using a nozzle of a pneumatic spray type Co-current type and setting the hot air temperature to 250 to 300 ° C, the hot air temperature to 100 to 150 ° C, And spray-dried under pressure to prepare a precursor. About 100 g of the powder thus prepared was placed in a crucible made of alumina, and fired at 880 캜 for 10 hours under an air flow of 5 L / min (at a heating rate of 3 캜 / min) to obtain a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide powder.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

Co-current 타입의 공압분무형 노즐 대신 원심분무형 노즐을 사용하여 3.0bar의 압력으로 분무 건조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 전구체를 2번 제조하고, 각각의 경우를 비교예 1-1, 비교예 1-2로 하였다.
Precursors were prepared twice in the same manner as in Example 1 except that the co-current type pneumatic spray nozzle was spray-dried at a pressure of 3.0 bar using a centrifugal spray nozzle, and each case was compared with Comparative Example 1-1 , And Comparative Example 1-2.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

일반적인 공침 반응법을 통해 상기 실시예 1과 동일한 조성인 Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2를 제조하였고, 제조된 Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2를 리튬 화합물인 Li2CO3와 균일하게 혼합 후 도가니에 일정량을 담아 3℃/min의 승온 속도로 920 ℃의 온도까지 승온 후 일정 온도에서 8 시간 내지 10시간 동안 산화분위기로 공기를 5L/min의 유량으로 주입하면서 열처리하여 Li[Ni0.6Mn0.2Co0.2]O2를 제조하였다.
Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 (OH) 2 having the same composition as in Example 1 was prepared through a general coprecipitation reaction method, and the prepared Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 (OH) 2 was uniformly mixed with Li 2 CO 3 After the mixture was heated to a temperature of 920 ° C at a heating rate of 3 ° C / min and then heated at a constant temperature for 8 hours to 10 hours in an oxidizing atmosphere at a flow rate of 5 L / min, Li [Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ] O 2 .

<실험예 1> SEM 측정 및 탭밀도 측정&Lt; Experimental Example 1 > SEM measurement and tap density measurement

상기 실시예 1, 비교예 1-1, 1-2 및 비교예 2 의 활물질의 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 1로 나타내었다. SEM photographs of the active materials of Example 1, Comparative Examples 1-1, 1-2, and Comparative Example 2 were measured, and the results are shown in FIG.

공압 분무형 Co-current 타입의 노즐로 분무 건조시킨 실시예 1 의 경우 도 1에서 보는 바와 같이 입경은 5 내지 10㎛의 범위이고, 균일한 크기를 나타내었다. 원심분무형 Atomizer 타입의 노즐로 건조시킨 비교예 1-1, 1-2 의 경우 입경은 13 에서 22㎛의 범위를 나타내고, 공침 반응법에 의한 비교예 2의 경우, 13 에서 22㎛의 범위를 나타내어, 본 발명의 실시예에 따라 공압분무형 Co-current 타입의 노즐로 분무 건조 시키는 경우 입자의 크기를 작게 만드는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 1, the particle size of the spray-dried particles of the present invention was in the range of 5 to 10 μm and exhibited a uniform size. In the case of Comparative Examples 1-1 and 1-2 dried with a centrifugal atomization type atomizer type nozzle, the particle diameter was in the range of 13 to 22 μm and in the case of Comparative Example 2 in the coprecipitation reaction method, the particle diameter was in the range of 13 to 22 μm It can be seen that it is possible to reduce the size of the particles when the spray-drying is performed on the nozzle of the pneumatic spray type Co-current type according to the embodiment of the present invention.

상기 실시예 1, 비교예 1-1, 1-2 및 비교예 2 전구체 입자들의 탭밀도는 탭밀도 측정기(INTEC, ATD-200)를 통해 측정하였다. The tap density of the precursor particles of Example 1, Comparative Examples 1-1, 1-2, and Comparative Example 2 was measured using a tap density meter (INTEC, ATD-200).

공압분무형 Co-current 타입의 노즐로 분무 건조 시킨 실시예 1 의 경우 활물질의 탭밀도는 1.8 내지 2.2g/cm2 를, 원심분무형 Atomizer 타입의 노즐로 건조시킨 비교예 1-1, 1-2 의 경우 활물질의 탭밀도는 2.2 내지 2.6g/cm2이었다.
The tap density of the active material was 1.8 to 2.2 g / cm 2 in Example 1, which was spray-dried with a nozzle of a pneumatic spray atomizing type Co-current type, 2, the tap density of the active material was 2.2 to 2.6 g / cm &lt; 2 & gt ;.

<실험예 2> 단면 분석 &Lt; Experimental Example 2 >

본 발명의 습식 분쇄 후 분무 건조에 의하여 제조된 상기 실시예 1의 전구체와, 공침 반응법에 의하여 제조된 비교예 2의 전구체에 대해서 각각의 단면을 분석하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. The cross section of the precursor of Example 1 prepared by spray-drying after wet pulverization of the present invention and the precursor of Comparative Example 2 prepared by the coprecipitation reaction method were analyzed, and the results are shown in FIG.

도 2에서 보는 바와 같이 습식 분쇄 후 분무 건조하는 본 발명의 실시예에 의한 경우 열처리후 Ni, Co, Mn 각 금속들의 조성이 부분적인 편중이 없이 공침 반응법에 의하여 제조된 비교예와 같이 Ni, Co, Mn 이 고르게 분포된 활물질을 얻을 수 있었다.
As shown in FIG. 2, in the case of the embodiment of the present invention in which the wet pulverization is followed by spray drying, the composition of each of Ni, Co, and Mn metals after the heat treatment is partially reduced, Co, and Mn were uniformly distributed.

<실시예 2 내지 5>&Lt; Examples 2 to 5 >

출발원료로서 Li2CO3, Ni(OH)2, Mn3O4, Co(OH)2를 사용하여 아래 표 1의 조성을 나타내도록 화학양론비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 하여 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물을 제조하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that Li 2 CO 3, Ni (OH) 2 , Mn 3 O 4 , and Co (OH) 2 were used as starting materials and the mixture was mixed at a stoichiometric ratio To prepare a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide.

구 분division 양극활물질 조성Cathode active material composition 실시예 1Example 1 Li[Ni0.60Co0.20Mn0.20]O2 Li [Ni 0.60 Co 0.20 Mn 0.20 ] O 2 실시예 2Example 2 Li[Ni0.65Co0.17Mn0.18]O2 Li [Ni 0.65 Co 0.17 Mn 0.18 ] O 2 실시예 3Example 3 Li[Ni0.70Co0.15Mn0.15]O2 Li [Ni 0.7 Co 0.15 Mn 0.15 ] O 2 실시예 4Example 4 Li[Ni0.75Co0.12Mn0.13]O2 Li [Ni 0.75 Co 0.12 Mn 0.13 ] O 2

<실험예 3> SEM 측정 및 탭밀도 측정&Lt; Experimental Example 3 > SEM measurement and tap density measurement

상기 실시예 1 내지 4의 활물질의 SEM 사진을 측정하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 상기의 양극활물질의 단위 입자(1차입자)의 크기가 5 내지 10㎛ 이고, 탭밀도는 1.8 내지 2.4g/cm2 정도였다.
SEM photographs of the active materials of Examples 1 to 4 were measured and the results are shown in Fig. The size of the unit particles (primary particles) of the positive electrode active material was 5 to 10 mu m and the tap density was 1.8 to 2.4 g / cm &lt; 2 &gt;.

<제조예> 전지 제조&Lt; Preparation Example >

상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1-2 및 비교예 2에서 제조된 리튬 2차 전지용 양극활물질의 전지 특성을 평가하기 위하여 전지를 제조하였다. A battery was prepared in order to evaluate the battery characteristics of the cathode active material for lithium secondary battery manufactured in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 and Comparative Example 2.

상기 실시예의 결과물과 도전제(Super P), 바인더(PVDF)의 비가 92:4:4가 되도록 균일하게 혼합하였다. 상기의 혼합물을 알루미늄 호일에 고르게 도포한 후 롤프레스에서 1톤의 압력으로 균일하게 압착하고 100℃ 진공 오븐에서 12시간 진공 건조하여 리튬 2차전지용 양극 기판을 제조하였다. 상기 양극에 리튬 호일을 상대 전극으로 하며 세퍼레이터로 SK제품, 전해액으로 테크노세미켐의 EC/EMC = 1/3 인 혼합 용매에 1몰의 LiPF6 용액을 액체 전해액으로 사용하여 통상적인 제조방법에 따라 2016 규격의 하프 코인 전지(half coin cell)를 제조하였다.
The resultant mixture was uniformly mixed so that the ratio of the conductive paste (Super P) to the binder (PVDF) was 92: 4: 4. The mixture was spread evenly on an aluminum foil, compressed uniformly at a pressure of 1 ton in a roll press, and vacuum dried in a vacuum oven at 100 캜 for 12 hours to prepare a positive electrode substrate for a lithium secondary battery. Using lithium foil as a counter electrode on the positive electrode, SK product as a separator, and 1 mole of LiPF 6 solution in a mixed solvent of EC / EMC = 1/3 of Technosemichem as an electrolyte were used as a liquid electrolyte, Half coin cell of the standard size was manufactured.

<실험예 4> 전지 성능 평가&Lt; Experimental Example 4 >

<실험예 4-1> 충방전 실험&Lt; Experimental Example 4-1 >

실시예 1 내지 4 및 비교예 2에서 제조된 하프코인 전지를 전기화학분석장치(Toyo사 제작, Toscat 3100, Japan)를 이용하여 25℃, 전압범위 3.0~4.3V, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0C의 방전율을 적용하여 충방전 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 4 및 아래 표 2에 나타내었다. The half-cell batteries prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 were subjected to electrochemical analysis at 25 ° C in a voltage range of 3.0 to 4.3 V, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 (manufactured by Toyo Corporation, Toscat 3100, Japan) , 1.5, and 2.0 C, respectively. The results are shown in FIG. 4 and Table 2 below.

도 4는 컷-오프(Cut-off) 3.0~4.3V에서 0.1C 충방전을 실행한 전압곡선을 나타낸 도이다. 도 4 및 표 2 에서 보는 바와 같이 습식 분쇄 후 분무 건조로 제조된 실시예 1 내지 실시예 4의 활물질의 경우 초기 방전 용량 및 초기 가역 효율이 공침 반응법으로 제조된 비교예보다 높은 값을 나타내었다. 4 is a graph showing a voltage curve obtained by performing 0.1 C charging / discharging at a cut-off of 3.0 to 4.3 V. FIG. As shown in FIG. 4 and Table 2, the initial discharge capacity and the initial reversible efficiency of the active materials of Examples 1 to 4 prepared by spray-drying after wet pulverization were higher than those of Comparative Example prepared by the coprecipitation method .

구분division 1st방전용량
[@ 0.1C, mAh/g]
1 st discharge capacity
[@ 0.1 C, mAh / g]
1st가역효율
[@ char/disch, %]
1 st reversible efficiency
[@ char / disch,%]
율특성
[@1.0/0.1C, %]
Rate characteristic
[@ 1.0 / 0.1C,%]
수명특성
[@ 30cyc., %]
Life characteristics
[@ 30cyc.,%]
실시예 1
Ni0.60Mn0.20Co0.20
Example 1
Ni 0.60 Mn 0.20 Co 0.20
177.5177.5 88.088.0 93.393.3 97.997.9
비교예 1-2
Ni0.60Mn0.20Co0.20
Comparative Example 1-2
Ni 0 . 60 Mn 0.20 Co 0.20
177.1177.1 86.486.4 93.293.2 97.197.1
실시예 2
Ni0.65Mn0.18Co0.17
Example 2
Ni 0.65 Mn 0.18 Co 0.17
182.6182.6 87.487.4 92.792.7 98.598.5
실시예 3
Ni0.70Mn0.15Co0.15
Example 3
Ni 0.70 Mn 0.15 Co 0.15
185.6185.6 87.587.5 92.592.5 95.595.5
실시예 4
Ni0.75Mn0.13Co0.12
Example 4
Ni 0.75 Mn 0.13 Co 0.12
189.3189.3 86.186.1 92.292.2 95.695.6
비교예2
Ni0.60Mn0.20Co0.20
Comparative Example 2
Ni 0.60 Mn 0.20 Co 0.20
173.9173.9 87.087.0 91.991.9 93.593.5

<실험예 4-2> 율특성 실험&Lt; Experimental Example 4-2 >

도 5는 0.1C 내지 6C 에 대한 실시예 1 내지 4 및 비교예 2 의 율특성(rate capability)을 나타내는 그래프이다. 도 5에서 본 발명의 실시예에 의하여 습식 혼합 후 공압 분무형 노즐을 이용하여 분무 건조되어 제조된 활물질의 경우 비교예의 활물질보다 율특성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다. 5 is a graph showing the rate capability of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 for 0.1C to 6C. FIG. 5 shows that the active material prepared by spray drying using the pneumatic spray nozzle after the wet mixing according to the embodiment of the present invention has a significantly improved rate characteristic than the active material of the comparative example.

Claims (7)

i)리튬화합물, 니켈화합물, 망간화합물, 코발트화합물, X 함유화합물(여기서 X 는 B, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Zn, Ga, Zr, Nb, 및 Mo 로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나의 원소이다) 및 Y 함유화합물(여기서 Y는 F, P 및 S로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나의 원소이다)를 양론비로 혼합하는 단계;
ii)상기 i)의 화합물들을 용매에 분산시키고 0.3㎛ 미만의 평균 입자 직경을 갖는 입자를 함유할 때까지 습식 분쇄하여 슬러리를 제조하는 단계;
iii)상기 ii)의 슬러리를 공압형 분무 노즐을 이용하여 분무 건조하는 단계: 및
iv)상기 iii)의 분무 건조된 슬러리를 산소 함유 가스 분위기하에서, 850℃ 내지 920℃에서, 5 시간 내지 10 시간 동안 열처리하는 단계로 구성되는
LiNi1-aCobMncXdO2-eYe (여기에서 a=b+c, 0.1≤a≤0.4, b≤c, 0≤d≤0.1, 0≤e≤0.5, a+b+c+d=1 이 되는 조합이다)로 표시되고,
입경이 5 내지 10 ㎛이고, 탭밀도는 1.8 내지 2.6 g/㎠인 것인 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물의 제조방법.
(i) a lithium compound, a nickel compound, a manganese compound, a cobalt compound, an X-containing compound (wherein X is at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Zn, Ga, Zr, And Y-containing compound (wherein Y is any one element selected from the group consisting of F, P and S) in a stoichiometric ratio;
ii) dispersing the compounds of i) in a solvent and wet milling until the particles contain particles having an average particle diameter of less than 0.3 mu m to produce a slurry;
iii) spray drying the slurry of ii) using a pneumatic atomizing nozzle; and
iv) heat-treating the spray-dried slurry of iii) in an oxygen-containing gas atmosphere at 850 ° C to 920 ° C for 5 hours to 10 hours
LiNi 1-a Co b Mn c X d O 2-e Y e ( where a = b + c, 0.1≤a≤0.4, b≤c, 0≤d≤0.1, 0≤e≤0.5, a + b + c + d = 1)
Wherein the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide has a particle diameter of 5 to 10 占 퐉 and a tap density of 1.8 to 2.6 g / cm2.
제 1 항에 있어서,
상기 니켈 화합물은, Ni(OH)2, NiO, NiOOH, NiCO3ㆍ2Ni(OH)2ㆍ4H2O, NiC2O4ㆍ2H2O, Ni(NO3)2ㆍ6H2O, NiSO4, NiSO4ㆍ6H2O, 지방산 니켈, 및 니켈 할로겐화물로구성된 그룹에서 선택되고,
상기 망간 화합물은 Mn2O3, MnO2, Mn3O4, MnCO3, Mn(NO3)2, MnSO4, 아세트산망간, 디카르복시산망간, 시트르산망간, 지방산 망간의 망간염, 옥시수산화물, 및 염화망간의 할로겐화물로 구성된 그룹에서 선택되고,
상기 코발트 화합물로는 Co(OH)2, CoO, Co2O3, Co3O4, CoOOH, Co(OCOCH3)2ㆍ4H2O, CoCl2, Co(NO3)2ㆍ6H2O, Co(SO4)2ㆍ7H2O 로 구성된 그룹에서 선택되며,
상기 리튬 화합물은 Li2CO3, LiNO3, LiNO2, LiOH, LiOHㆍH2O, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH3COOLi, Li2O, Li2SO4, 아세트산 Li, 디카르복실산 Li, 시트르산 Li, 지방산 Li, 알킬리튬, 및 리튬 할로겐화물로 구성되는 그룹에서 선택되는 것인 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nickel compounds, Ni (OH) 2, NiO , NiOOH, NiCO 3 and 2Ni (OH) 2 and 4H2O, NiC 2 O 4 and 2H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 and 6H 2 O, NiSO 4, NiSO 4 .6H2O, fatty acid nickel, and nickel halide,
The manganese compound is selected from the group consisting of Mn 2 O 3 , MnO 2 , Mn 3 O 4 , MnCO 3 , Mn (NO 3 ) 2 , MnSO 4 , manganese acetate, manganese dicarboxylate, manganese citrate, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; of manganese &lt; / RTI &gt; chloride,
As the cobalt compound, Co (OH) 2 , CoO, Co 2 O 3 , Co 3 O 4, CoOOH, Co (OCOCH 3 ) 2揃 4H 2 O, CoCl 2 , Co (NO 3 ) 2揃 6H 2 O, ) 2 &lt; 7 &gt; H 2 O,
The lithium compound is Li 2 CO 3, LiNO 3, LiNO 2, LiOH, LiOH and H 2 O, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH 3 COOLi, Li 2 O, Li 2 SO 4, acetic acid Li, dicarboxylic Nickel-cobalt-manganese composite oxide, wherein the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide is selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate Li, lithium citrate Li, fatty acid Li, alkyl lithium and lithium halide.
제 1 항에 있어서,
상기 ii)단계의 습식 분쇄시에는 용매로서 물을 사용하고, 세라믹 매개를 이용하여 3000 내지 4000 rpm 으로 분쇄하는 것을 포함하는 리튬-니켈-코발트-망간계 복합 산화물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, which comprises using water as a solvent at the time of wet milling in the step ii) and pulverizing the mixture at 3000 to 4000 rpm using a ceramic medium.
삭제delete 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 제조 방법에 의하여 제조된 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물.
A lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide produced by the production method of any one of claims 1 to 3.
삭제delete 제 5 항의 리튬-니켈-코발트-망간계 복합산화물을 포함하는 리튬 이차 전지.A lithium secondary battery comprising the lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide according to claim 5.
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