KR101452950B1 - Lithium Nickel-based Oxide for Cathode Active Material of Secondary Battery and Method for Preparation of the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지의 양극 활물질로 사용될 수 있고, 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, x는 0≤x<0.3의 범위에 있고, M는 Co, Mn, Zr, Si, Sn 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상임)로 표시되며, 입자 형태가 단일체(Monolith) 구조인 것을 특징으로 하는 리튬 니켈계 산화물을 제공한다. The invention can be used as a cathode active material of a secondary battery, the general formula LiNi 1 - x M x O 2 ( wherein, x is in the range from 0≤x <0.3, M is Co, Mn, Zr, Si, Sn and Fe , And the particle type is a monolith structure. The lithium nickel-based oxide according to claim 1,

따라서, Li2CO3나 LiOH 등의 표면 불순물을 최소화하여 이로 인한 전지 용량 감소 및 스웰링(swelling) 현상을 방지함으로써, 이를 포함하는 이차전지는 고온 안정성이 우수하고 전지 용량 및 충방전 특성을 크게 향상시킬 수 있다. Accordingly, surface impurities such as Li 2 CO 3 and LiOH are minimized to prevent the reduction of the battery capacity and the swelling phenomenon, and the secondary battery including the secondary battery is excellent in high temperature stability, Can be improved.

Description

이차전지의 양극 활물질용 리튬 니켈계 산화물 및 그것의 제조방법 {Lithium Nickel-based Oxide for Cathode Active Material of Secondary Battery and Method for Preparation of the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium nickel-based oxide for a cathode active material of a secondary battery, and a method of manufacturing the lithium nickel-

본 발명은 이차전지의 양극 활물질용 리튬 니켈계 산화물로서, 더욱 상세하게는, 이차전지의 양극 활물질로 사용될 수 있고, 화학식 LiNi1 - xMxO2 로 표시되며, 입자 형태가 단일체(Monolith) 구조인 리튬 니켈계 산화물로 구성되어 있어서, 표면 불순물을 최소화하여 이로 인한 전지 용량 감소 및 스웰링(swelling) 현상을 방지함으로써, 이차전지의 고온 안정성, 전지 용량 및 충방전 특성을 크게 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a lithium nickel oxide for a cathode active material of a secondary battery, and more particularly to a lithium nickel oxide used as a cathode active material of a secondary battery, represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 , Structure, which minimizes surface impurities and prevents the reduction in battery capacity and the swelling phenomenon, thereby greatly improving the high-temperature stability, battery capacity, and charge-discharge characteristics of the secondary battery .

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되 어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage, long cycle life and low self- It is commercialized and widely used.

리튬 이차전지의 양극 활물질로는 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2)이 주로 사용되고 있고, 그 외에 층상 결정구조의 LiMnO2, 스피넬 결정구조의 LiMn2O4 등의 리튬 함유 망간 산화물과, 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2)의 사용도 고려되고 있다.Lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ) is mainly used as a positive electrode active material of the lithium secondary battery. In addition, a lithium-containing manganese oxide such as LiMnO 2 having a layered crystal structure and LiMn 2 O 4 having a spinel crystal structure, (LiNiO 2 ) is also being considered.

상기 양극 활물질들 중 LiCoO2은 우수한 사이클 특성 등 제반 물성이 우수하여 현재 많이 사용되고 있지만, 안전성이 낮으며, 원료로서 코발트의 자원적 한계로 인해 고가이고, 전기자동차 등과 같은 분야의 동력원으로 대량 사용하기에는 한계가 있다. Of the above cathode active materials, LiCoO 2 has excellent properties such as excellent cycle characteristics and is widely used at present. However, LiCoO 2 has low safety, is expensive due to the resource limit of cobalt as a raw material, and is used as a power source for fields such as electric vehicles There is a limit.

LiMnO2, LiMn2O4 등의 리튬 망간 산화물은 원료로서 자원이 풍부하고 환경친화적인 망간을 사용한다는 장점을 가지고 있으므로, LiCoO2를 대체할 수 있는 양극 활물질로서 많은 관심을 모으고 있다. 그러나, 이들 리튬 망간 산화물은 용량이 작고, 사이클 특성 등이 나쁘다는 단점을 가지고 있다. Lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and LiMn 2 O 4 have attracted much attention as a cathode active material capable of replacing LiCoO 2 because they have the advantage of using manganese rich in resources and environment friendly as a raw material. However, these lithium manganese oxides have disadvantages such as small capacity and poor cycle characteristics.

반면에, LiNiO2 등의 리튬 니켈계 산화물은 상기 코발트계 또는 망간계 산화물보다 비용이 저렴하면서도 높은 방전 용량을 나타내는 바, 최근 고용량 전지를 개발하기 위하여 이러한 니켈계 양극 활물질에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. On the other hand, lithium-nickel-based oxides such as LiNiO 2 have a lower cost and a lower discharge capacity than the cobalt-based or manganese-based oxides. In recent years, studies on such nickel-based cathode active materials have been actively conducted .

그러나, 리튬 니켈계 양극 활물질은 일반적으로 작은 1차 입자들이 응집된 상태인 2차 입자의 형태를 이루고 있어서, 리튬 이온이 활물질의 표면으로 이동하 면서 공기 중의 수분 또는 CO2 등과 반응하여 Li2CO3, LiOH 등의 표면 불순물을 형성하게 된다. However, since the lithium nickel-based positive electrode active material is in the form of secondary particles in which primary small particles are aggregated, lithium ions move to the surface of the active material and react with moisture or CO 2 in the air to form Li 2 CO 3 , LiOH, and the like.

따라서, 리튬 니켈계 산화물을 양극 활물질로서 사용하는 경우 이러한 표면 불순물들이 전지 용량을 감소시키거나, 전지 내에서 분해되어 가스를 발생시킴으로써 전지의 스웰링(swelling) 현상을 발생시키므로, 고온 안정성에 심각한 문제점을 가지고 있다. Therefore, when the lithium nickel oxide is used as the cathode active material, such surface impurities reduce the capacity of the battery or generate a gas by decomposition in the battery, thereby causing a swelling phenomenon of the battery. Therefore, Lt; / RTI &gt;

따라서, 고용량화에 적합한 리튬 니켈계 양극 활물질을 이용하면서도 표면 불순물의 형성을 줄여 고온 안전성을 달성할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of achieving high-temperature safety by reducing the formation of surface impurities while using a lithium-nickel-based positive electrode active material suitable for high capacity.

이와 관련하여, 한국 특허출원공개 제2005-0052266호는 니켈 및 코발트 등을 포함하는 수산화물과 리튬 함유 화합물을 균일하게 혼합하고, 상기 혼합물을 600 내지 1,100℃에서 2 내지 30 시간 동안 1차 열처리한 후, 700 내지 900℃에서 5 내지 30 시간 동안 2차 열처리함으로써 표면에 존재하는 탄소의 양이 양극 활물질에 대하여 0.3 중량% 이하인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 개시하고 있다. In this connection, Korean Patent Application Laid-Open No. 2005-0052266 discloses a method in which a hydroxide containing nickel and cobalt and a lithium-containing compound are uniformly mixed and the mixture is subjected to a first heat treatment at 600 to 1,100 ° C for 2 to 30 hours , And a second heat treatment is performed at 700 to 900 ° C for 5 to 30 hours, whereby the amount of carbon present on the surface is 0.3% by weight or less based on the positive electrode active material.

그러나, 상기 기술은 상대적으로 고온에서 장시간 동안 열처리 공정을 거치는 바, 제조 비용이 증가하고 생산 효율이 저하된다는 문제점을 가지고 있다. However, since the above-described technique is subjected to a heat treatment process at a relatively high temperature for a long time, the manufacturing cost is increased and the production efficiency is lowered.

한편, 일본 등록특허 제3008793호 및 제3232943호는, 결정 구조가 거의 단일상(single phase)인 화학식 LiNixMn(1-x)O2 (0.70≤x≤0.95) 또는 LiNixCo(1-x)O2 (0.50 ≤x≤0.95)의 리튬 함유 복합 산화물을 제조하기 위하여, 니켈염과 망간염 또는 코발트염의 혼합 용액에 알칼리 용액을 가하고 공침전시켜 얻은 복합 수산화물에 리튬 화합물을 혼합한 뒤 소성하는 방법을 제시하고 있다. 또한, 한국 특허출원공개 제1999-014589호는, Mn2O3 등의 2차상이 공존하지 않는 단일상을 합성하기 위하여, Li(M1M2)Mn2O4으로 된 금속염 수용액을 얻는 공정, 상기 수용액에 계면활성제와 액막강화제를 첨가하여 에멀젼화 하는 공정, 건조 및 하소하는 공정으로 이루어진 양극 활물질 분말 제조 방법을 제시하고 있다. On the other hand, Japanese Patent No. 3008793 and No. 3232943 discloses a crystal structure is substantially a single phase (single phase) of the formula LiNi x Mn (1-x) O 2 (0.70≤x≤0.95) or LiNi x Co (1- x) O 2 (0.50? x? 0.95), an alkali solution is added to a mixed solution of a nickel salt and a manganese salt or a cobalt salt, co-precipitating the mixed hydroxide is mixed with a lithium compound, And how to do it. Korean Patent Application Laid-Open No. 1999-014589 discloses a process for obtaining an aqueous metal salt solution of Li (M 1 M 2 ) Mn 2 O 4 in order to synthesize a single phase in which a secondary phase such as Mn 2 O 3 does not coexist , A method of adding a surfactant and a liquid film-strengthening agent to the aqueous solution to emulsify, and a method of drying and calcining the cathode active material powder.

그러나, 상기 기술들은 리튬 니켈계 산화물의 불안정한 결정구조로 인해 충방전시 결정구조가 변화됨으로써 용량이 급격히 감소하는 문제를 해결하기 위해 단일상(single phase)의 결정 구조를 갖는 리튬 니켈계 산화물의 제조방법을 제시하고는 있지만, 상기와 같은 단일상 결정 구조에도 불구하고 표면 불순물의 발생을 최소화하지는 못하므로, 결과적으로 고온 안전성, 용량 감소의 문제점을 해결하지는 못한다. However, in order to solve the problem that the capacity is drastically reduced due to the change of the crystal structure upon charging and discharging due to the unstable crystal structure of the lithium nickel-based oxide, the above-mentioned technologies are limited to manufacturing a lithium nickel oxide having a single- However, since the generation of surface impurities is not minimized in spite of the single crystal structure as described above, the problem of high temperature safety and capacity reduction can not be solved.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 단일 체(Monolith) 구조의 입자 형태를 갖는 리튬 니켈계 산화물을 양극 활물질로서 사용하는 경우, 표면 불순물을 최소화하여 이로 인한 전지 용량 감소 및 스웰링(swelling) 현상을 방지함으로써, 이차전지의 고온 안정성, 전지 용량 및 충방전 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when a lithium nickel oxide having a monolith structure is used as a cathode active material, surface impurities are minimized, It has been found that the high temperature stability, the battery capacity and the charge / discharge characteristics of the secondary battery can be greatly improved by preventing the swelling phenomenon, and the present invention has been accomplished.

따라서, 본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물은, 리튬 이차전지의 양극 활물질로 사용될 수 있는 물질로서, 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, x는 0≤x<0.3의 범위에 있고, M는 Co, Mn, Zr, Si, Sn 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상임)로 표시되며, 입자 형태가 단일체(Monolith) 구조인 것을 특징으로 한다. Therefore, the lithium nickel oxide according to the present invention is a material which can be used as a cathode active material of a lithium secondary battery and has the formula LiNi 1 - x M x O 2 (where x is in the range of 0? X < 0.3, Is one or two or more selected from the group consisting of Co, Mn, Zr, Si, Sn and Fe) and has a monolith structure.

본 발명에서 '단일체(Monolith) 입자 구조'란, 몰포로지(Morphology) 상으로 입자들이 상호 응집되지 않은 독립된 상(phase)으로 존재하는 구조를 의미한다. 이러한 단일체 구조와 대비되는 입자 구조로는, 작은 크기의 입자('1차 입자')들이 물리적 및/또는 화학적으로 응집되어 상대적으로 큰 크기의 입자 형태('2차 입자')를 이루는 구조를 들 수 있다. 종래의 다수의 양극 활물질들이 이러한 응집 구조로 이루어져 있는 바, 이는 본 발명의 단일체 입자 구조에 속하지 않는다. In the present invention, 'monolith particle structure' means a structure in which particles are present as independent phases in a morphology without mutual agglomeration. As compared with the monolithic structure, there is a structure in which small-sized particles ('primary particles') physically and / or chemically aggregate to form relatively large-sized particle shapes ('secondary particles') . Many conventional cathode active materials consist of such an agglomerated structure, which does not belong to the single particle structure of the present invention.

이와 같이, 본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물은 단일체 입자 구조를 가지고 있는 바, 리튬 이온이 산화물의 표면에 도달하기까지의 이동 경로가 길어지게 되므로, 활물질의 표면으로 이동한 리튬 이온이 공기 중의 수분 또는 CO2 등과 반응 하여 Li2CO3나 LiOH 등이 산화물 표면에 흡착하여 만들어지는 표면 불순물의 형성을 최소화할 수 있다. Thus, since the lithium nickel oxide according to the present invention has a monodisperse particle structure, the migration path for reaching the surface of the lithium ion to the oxide becomes long, and therefore, lithium ions migrated to the surface of the active material, Or CO 2 to minimize formation of surface impurities such as Li 2 CO 3 and LiOH adsorbed on the oxide surface.

따라서, 표면 불순물들로 인해 발생할 수 있는 많은 문제들, 즉, 전지 용량 감소, 리튬 이온의 이동 방해로 인한 계면 저항의 증가, 불순물들의 분해로 인한 가스 발생, 및 이로 인한 전지의 스웰링(swelling) 현상 등이 발생하는 것을 방지하는 바, 결과적으로 이를 포함하는 이차전지는 용량, 고온 안정성 및 충방전 특성이 우수하다. Therefore, there are many problems that can be caused by surface impurities, such as a reduction in cell capacity, an increase in interfacial resistance due to migration of lithium ions, generation of gas due to decomposition of impurities, and swelling of the resulting battery, As a result, the secondary battery including the secondary battery has excellent capacity, high temperature stability, and charge / discharge characteristics.

더욱이, 본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물은 기존의 리튬 코발트계 산화물을 양극 활물질로서 사용하는 경우에 비해 20% 이상으로 우수한 방전 용량을 가지므로, 고용량 전지에 더욱 효과적으로 이용될 수 있다. Furthermore, the lithium nickel oxide according to the present invention has a discharge capacity as high as 20% or more as compared with the case of using a conventional lithium cobalt oxide as a cathode active material, and thus can be more effectively used for a high capacity battery.

본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물에서, 표면 BET는 0.2 이하인 것이 바람직하다. 일반적으로 표면 BET가 클수록, 이온 접촉 면적이 넓어져 출력 특성이 향상되는 것으로 알려져 있지만, 그로 인해 리튬 이온이 활물질의 표면으로 이동하여 공기 중의 수분 또는 CO2 등과 반응할 기회가 많아지게 되므로, 표면에 불순물이 흡착될 가능성이 증가하는 문제점이 발생한다. 이와 관련하여, 본 발명자들이 수행한 실험에 따르면, 단일체 입자 구조의 리튬 니켈계 산화물에서 표면 BET가 0.2 이하인 경우, 표면 불순물의 흡착을 유의적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 작은 이온 접촉 면적에도 불구하고 소망하는 출력 특성을 발휘할 수 있는 것으로 확인되었다. In the lithium nickel oxide according to the present invention, the surface BET is preferably 0.2 or less. Generally, it is known that the larger the surface BET is, the wider the ion contact area increases the output characteristics. However, since the lithium ions move to the surface of the active material and have a greater chance of reacting with moisture or CO 2 in the air, There is a problem that the possibility of adsorption of impurities increases. In this connection, according to the experiments performed by the present inventors, when the surface BET of the lithium nickel-based oxide having a monodisperse particle structure is 0.2 or less, not only the adsorption of surface impurities can be significantly reduced, And the desired output characteristics can be exhibited.

표면 BET의 하한 값은 실질적으로 입자의 외형에 의해 결정되는 바, 예를 들어, 매끈한 표현 상태의 완전한 구형에서 가장 낮은 값을 가지게 된다. The lower limit value of the surface BET is determined substantially by the outer shape of the particle, for example, the lowest value in the complete spherical form of a smoothly expressed state.

상기 리튬 니켈계 산화물 입자의 입경이 지나치게 작으면, 결정이 잘 발달하지 못하기 때문에 충방전의 가역성이 저하될 수 있고, 응집상이 형성될 수 있는 문제가 발생한다. 그러나, 산화물의 제조 공정상 입자 크기를 키우는데 한계가 있고, 평균 입경이 너무 큰 경우에는 중량 대비 전지의 효율이 저하되며, 동일 규격 대비 상대적으로 적은 양의 양극 활물질이 포함되거나 활물질 입자의 도포성이 저하되어 전극의 제조 과정에서 누락될 수 있는 등 전지 용량을 저하시킬 수 있으므로, 바람직하지 않다. If the particle size of the lithium nickel oxide particles is too small, the crystals are not well developed and the reversibility of charging / discharging may be lowered, and a problem that an aggregated phase can be formed arises. However, there is a limit in increasing the particle size in the production process of the oxide, and when the average particle size is too large, the efficiency of the battery decreases with respect to weight, and a relatively small amount of the cathode active material is contained or the coating property , Which may degrade the capacity of the battery, which may be lost during the manufacturing process of the electrode.

본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물은 상기 정의된 바와 같이, 화학식 LiNi1 -xMxO2로 표시되는 바, 도펀트의 함량(x)가 0.3 이상인 경우, 결정 구조의 왜곡이나 붕괴를 유발할 수 있고 리튬 이온의 이동을 방해함으로써 전지 용량을 저하할 수 있으므로, x는 0≤x<0.3의 범위에 있어야 한다. As described above, the lithium nickel oxide according to the present invention is represented by the formula LiNi 1 -x M x O 2 , and when the content (x) of the dopant is 0.3 or more, it may cause distortion or collapse of the crystal structure The capacity of the battery can be lowered by interfering with the movement of lithium ions, so x should be in the range of 0? X <0.3.

상기 도펀트는 Co, Mn, Zr, Si, Sn 및 Fe 중에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으며, 그 중에서도 특히, Co 및/또는 Mn 이 바람직하다. The dopant may be selected from one or more of Co, Mn, Zr, Si, Sn and Fe, with Co and / or Mn being particularly preferable.

이러한 리튬 니켈계 산화물은 상기 조성 범위 내에서 다양한 조성의 리튬 니켈계 산화물을 모두 포함할 수 있는 바, 예를 들어, LiNiO2, LiNi0 .5Mn0 .5O2, LiNi0.5Co0.5O2 등을 들 수 있으나, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다. The lithium nickel based oxide may, for bars which may comprise all of the lithium nickel-based oxide with various compositions within the composition range, for example, LiNiO 2, LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2, LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 And the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명은 또한, 상기 리튬 니켈계 산화물의 제조방법을 제공한다. 본 발명 에 따른 제조방법은, 구체적으로,The present invention also provides a process for producing the lithium nickel-based oxide. The manufacturing method according to the present invention, specifically,

i) 소성 후 단일체 입자 구조를 이룰 수 있는 니켈 함유 전구체를 준비하는 단계; i) preparing a nickel-containing precursor capable of achieving a monolithic particle structure after firing;

ii) 상기 니켈 함유 전구체와, 리튬 함유 전구체, 및 선택적으로 도펀트 함유 전구체를 혼합하는 단계; 및 ii) mixing the nickel-containing precursor, the lithium-containing precursor, and optionally the dopant-containing precursor; And

iii) 상기 혼합물을 소성하는 단계; iii) calcining the mixture;

를 포함하는 것으로 구성되어 있다. As shown in FIG.

따라서, 소성 후 단일체 구조의 입자 형태를 이룰 수 있는 니켈 함유 전구체를 사용하여 일련의 반응을 진행함으로써, 별도의 추가적인 공정을 거칠 필요 없이 연속적인 공정에 의해 소망하는 리튬 니켈계 산화물을 제조할 수 있다. Thus, by conducting a series of reactions using a nickel-containing precursor capable of forming a monolithic particle form after firing, the desired lithium nickel-based oxide can be produced by a continuous process without any additional process .

상기 니켈 함유 전구체는 소성 후 단일체 입자 구조를 이룰 수 있도록, 적어도 후속 단계들인 혼합 과정과 소성 과정에서 단일체 입자 구조를 형성할 수 있어야 한다. 바람직하게는, 전구체 단계에서 이미 단일체 입자 구조를 이루고 있어서, 혼합 과정과 소성 과정에서 형태 변화없이 리튬 니켈계 산화물로 변환될 수 있다. The nickel-containing precursor should be capable of forming a monolithic particle structure in at least subsequent steps of mixing and firing, so as to achieve a monolithic particle structure after firing. Preferably, the precursor phase already has a monolithic particle structure, so that it can be converted into a lithium nickel-based oxide without any change in shape during mixing and firing.

이러한 니켈 함유 전구체의 하나의 바람직한 예로는 Ni 금속 분말을 들 수 있다. 니켈 금속 분말은 상대적으로 온화한 조건에서 저가의 공정으로 제조될 수 있으므로, 매우 경제적이다. 더욱이, 본 발명자들이 수행한 실험에 의하면, 니켈 금속 분말을 전구체로서 사용하는 경우, 소성 공정시 상대적으로 짧은 시간내에 리튬 입자가 니켈 금속 분말의 심부까지 침투할 수 있고, 리튬 니켈계 양극 활물질의 표면 에너지를 낮추어 단일체 구조의 형성을 용이하게 함으로써 낮은 표면 BET를 얻을 수 있는 것으로 확인되었다.One preferred example of such a nickel-containing precursor is Ni metal powder. Nickel metal powders are very economical since they can be made in a low cost process under relatively mild conditions. Further, according to the experiments performed by the present inventors, when the nickel metal powder is used as the precursor, the lithium particles can penetrate to the deep portion of the nickel metal powder within a relatively short period of time in the firing step, It was confirmed that low surface BET can be obtained by lowering the energy and facilitating the formation of monolithic structure.

니켈 함유 전구체의 또 다른 예로는, Ni(OH)2, NiO, NiOOH, NiCO3ㆍ2Ni(OH)2ㆍ4H2O, NiC2O4ㆍ2H2 O, Ni(NO3)2ㆍ6H2O, NiSO4, NiSO4ㆍ6H2O, 니켈할로겐화물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. Another example of a nickel-containing precursor, 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, Ni 2 S 4 O 4 , Ni 2 S 4 O 4 .6H 2 O, nickel halide, and the like, but are not limited thereto.

상기 리튬 함유 전구체는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 리튬 수산화물, Li2CO3, LiNO3, LiNO2, LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH3COOLi, Li2O, Li2SO4, 아세트산 Li, 디카르복실산 Li, 시트르산 Li, 지방산 Li, 알킬Li, 리튬 할로겐화물 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 리튬 수산화물일 수 있다.The lithium-containing precursor is not particularly limited and includes, for example, lithium hydroxide, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , LiNO 2 , LiH, LiF, LiCl, LiBr, LiI, CH 3 COOLi, Li 2 O, Li 2 SO 4 , Lithium acetate, dicarboxylic acid Li, citric acid Li, fatty acid Li, alkyl Li, lithium halide, and the like, preferably lithium hydroxide.

본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물에 있어서, 도펀트는 Co, Mn, Zr, Si, Sn 및 Fe에서 선택되는 바, 상기 도펀트 함유 전구체는 소망하는 도펀트의 공지의 전구체들이 사용될 수 있으며, 이들은 하나 또는 둘 이상일 수 있다. In the lithium nickel oxide according to the present invention, the dopant is selected from Co, Mn, Zr, Si, Sn and Fe, and the dopant-containing precursor may be a known precursor of a desired dopant. Or more.

금속 도펀트를 사용하는 경우, 활물질의 단위 질량당 충방전 성능을 개선할 수 있고, 전기 화학적 안정성이 높아지며, 온도 성능이 좋아지게 된다.When a metal dopant is used, the charge / discharge performance per unit mass of the active material can be improved, the electrochemical stability is enhanced, and the temperature performance is improved.

상기 니켈 함유 전구체, 리튬 함유 전구체 및 선택적으로 투입된 도펀트는 균일하게 혼합되어 이후 소성 공정을 거쳐 단일체의 입자 형태로 만들어진다. The nickel-containing precursor, lithium-containing precursor and optionally doped dopant are uniformly mixed and then subjected to a sintering process to form a monolithic particle.

상기 단계 iii)의 소성 공정시 온도가 너무 높으면 입자의 불균일한 성장으로 단일체의 입자 구조를 이루기 어렵고, 반대로 너무 낮으면 부피밀도 및 결정성이 저하되어 안정적인 형태를 유지하기 어려울 수 있다. 또한, 소성 시간이 너무 짧으면 고결정성의 리튬 니켈계 산화물을 얻기 어렵고, 반대로 너무 길면 입자의 입경이 지나치게 커질 수 있고, 생산 효율이 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 단계 iii)의 소성 공정은 이러한 온도 범위를 고려하여 적정한 시간 동안 수행할 수 있다. 다만, 상기 니켈 함유 전구체로서 니켈 수산화물을 사용하는 경우, 소망하는 단일체 구조를 얻기 위해서는 상대적으로 장시간 동안 소성 공정을 수행하는 것이 바람직하다. If the temperature is too high in the step iii), it is difficult to form a monolithic particle structure due to nonuniform growth of the particles. On the contrary, if the temperature is too low, the bulk density and crystallinity are lowered and it may be difficult to maintain a stable shape. If the baking time is too short, it is difficult to obtain a highly crystalline lithium nickel oxide. On the other hand, if the baking time is too long, the grain size of the particles may become excessively large and the production efficiency may be lowered. Therefore, the firing process of step iii) may be performed for a suitable time in consideration of the temperature range. However, when nickel hydroxide is used as the nickel-containing precursor, it is preferable to carry out a firing process for a relatively long time in order to obtain a desired monolithic structure.

본 발명은 또한 상기 리튬 니켈계 산화물을 포함하는 것으로 구성된 이차전지용 양극 활물질을 제공한다. The present invention also provides a cathode active material for a secondary battery comprising the lithium nickel oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질은 상기 단일체 구조의 리튬 니켈계 산화물만으로 구성될 수도 있고, 경우에 따라서는 기타 리튬 함유 전이금속 산화물과 함께 구성될 수도 있다. The cathode active material according to the present invention may be composed only of the lithium nickel oxide of the monolithic structure, and may be constituted together with other lithium-containing transition metal oxides in some cases.

상기 리튬 함유 전이금속 산화물의 예로는, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + yMn2 - yO4 (여기서, y 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, y = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - yMyO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, y = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the lithium-containing transition metal oxide include a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; The formula Li 1 + y Mn 2 - y O 4 (Where y is 0 to 0.33), lithium manganese oxides such as LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; Formula LiNi 1 - y M y O 2 ( where, the M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, y = 0.01 ~ 0.3 Im) Ni site type lithium nickel oxide which is represented by; Formula LiMn 2 - y M y O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, y = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

본 발명은 또한 상기 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 리튬 이차전지는 일반적으로 양극, 음극, 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해질로 구성되어 있으며 리튬 이차전지를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다. The present invention also provides a lithium secondary battery comprising the cathode active material. The lithium secondary battery generally comprises a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and a method of manufacturing the lithium secondary battery is well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted herein.

이하에서는 본 발명에 따른 이차전지의 제조를 위한 각각의 구성 요소들인 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해질 등에 대해 설명한다. Hereinafter, the positive electrode, the negative electrode, the separator, the lithium salt-containing nonaqueous electrolyte and the like, which are components of the secondary battery according to the present invention, will be described.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것 은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying an anode active material on an anode current collector, and may further include the above-described components as needed.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LiyFe2O3(0≤y≤1), LiyWO2(0≤y≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li y Fe 2 O 3 (0≤y≤1 ), Li y WO 2 (0≤y≤1), Sn x Me 1 - x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. As the electrolyte solution, a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지 테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬 니켈계 산화물은 입자 형태가 단일체(Monolith) 구조를 가지고 있어서, 표면 불순물을 최소화하여 이로 인한 전지 용량 감소 및 스웰링(swelling) 현상을 방지함으로써 이를 포함하는 이차전지는 고온 안정성, 전지 용량 및 충방전 특성이 매우 우수하다. As described above, the lithium nickel oxide according to the present invention has a monolith structure, which minimizes surface impurities, thereby preventing battery capacity reduction and swelling phenomenon, The secondary battery has excellent high-temperature stability, battery capacity, and charge / discharge characteristics.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (7)

이차전지의 양극 활물질로서,As a positive electrode active material of a secondary battery, 소성 후 단일체 입자 구조를 이룰 수 있는 니켈 함유 전구체를 준비하는 단계; 상기 니켈 함유 전구체와, 리튬 함유 전구체, 및 선택적으로 도펀트 함유 전구체를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합물을 소성하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조되고,Preparing a nickel-containing precursor capable of achieving a monolithic particle structure after firing; Mixing the nickel-containing precursor with a lithium-containing precursor and optionally a dopant-containing precursor; And firing said mixture, 상기 니켈 함유 전구체는 니켈 금속 분말이며,The nickel-containing precursor is a nickel metal powder, 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, x는 0≤x<0.3의 범위에 있고, M는 Co, Mn, Zr, Si, 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상임)로 표시되며, 입자 형태가 단일체(monolith) 구조인 것을 특징으로 하는 리튬 니켈계 산화물.Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Co, Mn, Zr, Si, and Sn), wherein the chemical formula is LiNi 1-x M x O 2 , And the particle shape is a monolith structure. 제 1 항에 있어서, 상기 산화물의 표면 BET는 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 리튬 니켈계 산화물.The lithium nickel oxide according to claim 1, wherein the surface BET of the oxide is 0.2 or less. 제 1 항에 따른 리튬 니켈계 산화물을 제조하는 방법으로서,A process for producing the lithium nickel oxide according to claim 1, i) 소성 후 단일체 입자 구조를 이룰 수 있는 니켈 함유 전구체를 준비하는 단계; i) preparing a nickel-containing precursor capable of achieving a monolithic particle structure after firing; ii) 상기 니켈 함유 전구체와, 리튬 함유 전구체, 및 선택적으로 도펀트 함유 전구체를 혼합하는 단계; 및 ii) mixing the nickel-containing precursor, the lithium-containing precursor, and optionally the dopant-containing precursor; And iii) 상기 혼합물을 소성하는 단계;iii) calcining the mixture; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.&Lt; / RTI &gt; 삭제delete 제 3 항에 있어서, 상기 리튬 함유 전구체는 리튬 수산화물인 것을 특징으로 하는 제조방법.4. The process according to claim 3, wherein the lithium-containing precursor is lithium hydroxide. 제 1 항에 따른 리튬 니켈계 산화물을 포함하는 것으로 구성된 이차전지용 양극 활물질. A cathode active material for a secondary battery comprising the lithium nickel oxide according to claim 1. 제 6 항에 따른 양극 활물질을 포함하는 것으로 구성된 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the cathode active material according to claim 6.
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