KR101510528B1 - Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom - Google Patents

Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom Download PDF

Info

Publication number
KR101510528B1
KR101510528B1 KR20130102604A KR20130102604A KR101510528B1 KR 101510528 B1 KR101510528 B1 KR 101510528B1 KR 20130102604 A KR20130102604 A KR 20130102604A KR 20130102604 A KR20130102604 A KR 20130102604A KR 101510528 B1 KR101510528 B1 KR 101510528B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
electrode active
powder
secondary battery
lithium secondary
Prior art date
Application number
KR20130102604A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150025234A (en
Inventor
강윤찬
김정현
손문영
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR20130102604A priority Critical patent/KR101510528B1/en
Publication of KR20150025234A publication Critical patent/KR20150025234A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101510528B1 publication Critical patent/KR101510528B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • C01G51/04Oxides; Hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40Electric properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 분무건조 공정에 의해 복수의 나노 분말이 서로 조립하여 응집된 응집체의 신규 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 응집체 구조의 이차전지용 전극활물질 분말을 제공한다.
본 발명에서는 기존 응집체 구조의 이차전지 분말을 합성하는 복잡하고 고온과 다량의 유기물이 필요한 액상 공정을 간단한 기상 공정(gas phase process)으로 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 단일계, 다성분계, 복합체 등의 다양한 조성을 가진 수 나노미터 사이즈의 나노 분말로 이루어진 응집체 구조의 신규 소재를 합성할 수 있다. 따라서 이차전지 분야에서 양극재, 음극재 등의 모든 분야에 유용하게 적용될 수 있다.
The present invention provides a novel method for preparing agglomerates in which a plurality of nano powders are agglomerated and coagulated by a spray drying process, and an electrode active material powder for agglomerate structure produced by the method.
In the present invention, it is possible to replace a liquid phase process requiring synthesis of a secondary cell powder of a conventional aggregate structure with a high temperature and a large amount of organic matter by a simple gas phase process, It is possible to synthesize a new material having an agglomerate structure composed of nano powder of several nanometers in size with various compositions. Therefore, it can be effectively applied to all fields of cathode materials, anode materials, and the like in the field of secondary batteries.

Description

분무건조 공정에 의한 응집체 구조의 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극활물질 분말{METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE ACTIVE MATERIAL AGGLOMERATES FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY BY SPRAY DRYING PROCESS AND THE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL PARTICLES PREPARED THEREFROM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an electrode active material powder for a lithium secondary battery having an agglomerate structure by a spray drying process and an electrode active material powder prepared therefrom,

본 발명은 이차전지 분야에 유용하게 사용될 수 있는, 나노 분말로 이루어진 응집체 구조의 전극활물질의 신규 합성기술 및 상기 합성기술에 의해 개발된 응집체 구조의 리튬 이온 이차전지의 양극활성물질 및 음극활성물질 분말에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel synthesis technique of an electrode active material having an aggregate structure composed of nano powder and which can be usefully used in the field of secondary batteries and a method of synthesizing a positive electrode active material and a negative electrode active material powder of a lithium ion secondary battery having an aggregate structure, .

일반적으로 이차전지에 사용되는 마이크론 사이즈의 분말은 높은 전류 밀도에 견디기 어려우며 높은 전류에 높은 용량을 내기 어렵다. 이러한 문제점 때문에 나노 사이즈의 분말을 응집하여 마이크론 사이즈의 분말을 합성한다. 나노 사이즈의 분말은 높은 전류 밀도에서 높은 용량을 내고 마이크론 사이즈의 분말보다 나은 전기화학적 특성을 나타내기 때문이다. 이러한 응집체 구조를 형성하기 위해 필요한 나노 사이즈의 분말은, 일반적으로 액상 공정과 분쇄 공정에 의한 다단 공정을 통해 합성된다. 이러한 액상 공정에 의한 다단 공정에서는 원하는 물질의 상(phase)을 얻기 위하여 여러 원료들을 섞지만 이들이 균일하게 섞이지 않기 때문에, 다량의 유기물과 고온의 온도를 필요로 하게 되고, 이로 인해 저온 합성시 잔류 유기물, 고온 합성시 장치적 문제, 세라믹 분말의 낮은 결정성, 소재의 오염 등의 문제점이 초래된다. 따라서 고순도의 나노 사이즈 분말 구조의 신소재를 개발하기 위해서 기상 공정에 의한 기술 개발이 필요하다.Generally, micron-sized powders used in secondary batteries are difficult to withstand high current density and are difficult to achieve high current and high capacity. Due to these problems, nano-sized powders are agglomerated to synthesize micron-sized powders. Because nanosized powders produce higher capacities at higher current densities and exhibit better electrochemical properties than micron sized powders. Nano-sized powders required for forming such aggregate structure are generally synthesized through a multistage process by a liquid phase process and a pulverization process. In the multi-step process by the liquid phase process, a plurality of raw materials are mixed to obtain a phase of a desired substance, but since they are not mixed uniformly, a large amount of organic matter and a high temperature are required, , Device problems in high-temperature synthesis, low crystallinity of ceramic powder, contamination of materials, and the like. Therefore, it is necessary to develop the technology by the meteorological process in order to develop the new material with high purity nano size powder structure.

기상 공정(gas phase process)은 저온부터 고온을 아우르는 합성 공정으로서, 결정성이 우수하며 순도가 높은 금속 분말 소재의 합성에 많이 적용되고 있다. 특히 금속 성분들이 녹아있는 액적을 활용하는 분무열분해(spray pyrolysis) 공정은 속이 비고 얇은 껍질을 가진 금속 분말 소재를 대량 생산하는 공정에도 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 분무열분해 공정하에서는 속이 비고 얇은 껍질을 가진 금속 분말을 만들기 위해서는 유기물과 고온의 온도가 필요하기 때문에, 나노 사이즈의 분말을 합성하는 데 있어서 경제적 문제점을 가지고 있다.The gas phase process is a synthesis process from low temperature to high temperature and is widely applied to the synthesis of metal powder materials with high crystallinity and high purity. Especially, spray pyrolysis process using liquid droplets in which metal components are dissolved is widely applied to mass production of metal powder materials having thin shells. Under these spray pyrolysis processes, it is economically problematic to synthesize nano-sized powders because of the need for organic materials and high temperature to make metal powder having a thin, thin shell.

이에 비해, 분무건조(spray drying) 공정은 액적을 고온의 기체와 함께 노즐을 통과시켜 순간적인 부피 팽창과 건조에 의해 속이 비고 껍질이 얇은 금속 분말을 대량으로 발생시키는 저온의 합성공정으로서, 이차전지, 실리카 등의 세라믹 소재 생산에 상업적으로 적용되고 있다. 그러나 분무건조 공정을 이용하여 속이 비고 얇은 껍질을 가진 입자를 얻은 후 분쇄 과정을 거쳐 나노 사이즈의 분말을 얻는 연구는 미비하다. 따라서 분무건조 공정을 적용한 나노 사이즈의 분말 제조 및 응집체 구조의 소재를 합성하는 신규의 기술 개발이 필요한 실정이다.
On the other hand, the spray drying process is a low-temperature synthesis process in which liquid droplets are passed through a nozzle together with a gas at a high temperature to generate a large amount of thin metal powder, which is hollowed by instantaneous volume expansion and drying. , And silica are being commercially applied to the production of ceramic materials. However, there are few studies to obtain nanosize powders by pulverization process after obtaining particles with a thin shell by using a spray drying process. Therefore, there is a need to develop a nano-sized powder using a spray drying process and a new technique for synthesizing a material having an aggregate structure.

본 발명은 전술한 바와 같이, 응집체 구조를 이루는 나노 사이즈의 분말을 경제적으로 대량 생산하기 위한 신규 합성방법을 개발하기 위해서 안출된 것이다.As described above, the present invention has been devised in order to develop a novel synthesis method for economically mass-producing nano-sized powders having an aggregate structure.

보다 구체적으로, 본 발명에서는 여러 가지 금속 성분들을 함유하는 액적을 1차 분무건조 공정을 통해 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체 형태의 세라믹 1차분말을 합성 및 열처리한 후, 이를 분쇄하여 나노 사이즈의 분말을 합성하고, 이들의 물성을 정밀하게 제어하여 2차 분무건조 공정을 거침으로써 나노 사이즈의 분말로 이루어진 응집체 구조의 전극활물질 분말을 합성하는 신규 합성기술 개발을 완료하였다.More specifically, in the present invention, liquid droplets containing various metal components are synthesized and heat-treated through a first spray-drying process to obtain a hollow ceramic ceramic primary shell having a thin shell and then pulverized to obtain a nano- The present inventors have developed a novel synthesis technique for synthesizing an electrode active material powder having an agglomerate structure composed of nano-sized powder by synthesizing powders, precisely controlling physical properties of the powder, and performing a second spray drying process.

이에, 본 발명은 전술한 2단계의 분무건조 공정에 의해 나노 사이즈의 분말로 이루어진 응집체 구조의 이차전지 소재를 합성하는 신규 제조방법, 및 상기 방법에 의해 제조되는 응집체 구조의 이차전지 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, the present invention provides a novel manufacturing method of synthesizing a secondary battery material having an aggregate structure made of nano-sized powder by the above two-step spray drying process, and a method of providing a secondary battery powder having an aggregate structure .

본 발명은 (a) 1종 이상의 금속을 함유하는 전구체, 킬레이트제 및 용매를 혼합하여 제1분무용액을 제조하는 단계; (b) 상기 제1분무용액을 이용하여 1차 분무건조 및 열처리하여 중공체(hollow sphere) 형태의 1차 입자를 제조하는 단계; (c) 제조된 중공체 형태의 1차 입자를 분쇄하여 나노입자를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 나노입자가 함유된 제2분무용액을 2차 분무건조하여, 복수의 1차 입자가 서로 조립하여 응집된 구형(球形)의 2차 입자를 형성하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a process for preparing a first spray solution comprising: (a) mixing a precursor containing at least one metal, a chelating agent and a solvent to form a first spray solution; (b) preparing primary particles in the form of a hollow sphere by first spray drying and heat treatment using the first spray solution; (c) pulverizing the produced primary particles in the form of hollow bodies to prepare nanoparticles; And (d) spray-drying the second spraying solution containing the nanoparticles to form spherical secondary particles in which a plurality of primary particles are assembled with each other to form agglomerated secondary particles. A method for producing an electrode active material powder is provided.

본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 전구체는 최종 전극활물질이 양극활물질 또는 음극활물질인 경우 이들의 성분이 서로 상이할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, when the final electrode active material is a cathode active material or an anode active material, the precursors may be different from each other.

일례로, 전극활물질이 양극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, P, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 전극활물질이 음극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. For example, when the electrode active material is a cathode active material, the precursor preferably includes at least one metal selected from the group consisting of Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, P and Cr, In the case of the negative electrode active material, the precursor preferably contains at least one metal selected from the group consisting of Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo and Sn.

또한 본 발명의 바람직한 다른 일례에 따르면, 상기 킬레이트제는 적어도 하나의 카르복실기를 갖는 카르복실산, 옥살산, 에틸렌디아민사아세트산, 시트르산 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the chelating agent may be selected from the group consisting of a carboxylic acid having at least one carboxyl group, oxalic acid, ethylenediamine acetic acid, citric acid, and combinations thereof.

본 발명의 바람직한 또 다른 일례에 따르면, 상기 제조방법은 단계 (d)에서 형성된 2차 입자를 공기 분위기 또는 질소 분위기 하에서 300 내지 1,000℃ 범위에서 후열처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. According to another preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the manufacturing method further comprises a step of post-heat-treating the secondary particles formed in step (d) at 300 to 1,000 ° C in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere.

아울러, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되는 것으로서, 복수의 1차 나노입자가 조립하여 응집된(agglomerated) 구형(球形)의 2차 입자를 포함하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지를 제공한다. The present invention also provides an electrode active material powder for a lithium secondary battery comprising spherical secondary particles agglomerated by agglomerating a plurality of primary nanoparticles and a lithium ion Thereby providing a secondary battery.

여기서 상기 이차전지 전극활물질 분말은 양극재 또는 음극재 중 어느 하나일 수 있다.
Here, the secondary battery electrode active material powder may be any one of a cathode material and an anode material.

본 발명에서는 기존 응집체 구조의 이차전지 분말을 합성하는 복잡한 액상 공정을 기상 공정(gas phase processes)으로 대체함으로써, 경제성, 대량 생산성 및 환경친화적인 신규 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a complicated liquid phase process for synthesizing a secondary cell powder having a conventional aggregate structure can be replaced with gas phase processes, thereby providing an economical, mass-productivity, and environmentally friendly new manufacturing method.

또한 균일하고 다양한 조성을 갖는 응집체 구조의 신규 소재를 합성할 수 있으므로, 이차전지, 형광체 등의 다양한 분야에 적용이 가능한 응집체 구조를 가진 다양한 조성의 분말을 제공할 수 있다.In addition, since a novel material having an aggregate structure having uniform and various compositions can be synthesized, it is possible to provide powders of various compositions having an aggregate structure applicable to various fields such as secondary batteries and phosphors.

아울러, 균일한 조성의 나노 사이즈의 분말과 응집체 구조의 소재를 얻기 위해 고온의 온도, 다양한 유기물 잔류, 장시간의 반응 시간 등의 문제점이 초래되는 기존 액상 공정을 분무건조 공정으로 대체함으로써, 균일한 조성의 나노 사이즈의 분말과 이로 이루어진 응집체 구조의 소재를 간단히 합성할 수 있다.Further, by replacing the existing liquid phase process in which a problem such as a high temperature, a variety of organic matter residues, and a long reaction time is brought about in order to obtain a nano-sized powder having a uniform composition and a coagulated material, Of the nano-sized powder and the agglomerate structure made of the nano-sized powder can be easily synthesized.

나아가, 분무건조 공정에서 사용되는 분무 용액의 조성 제어를 통해 쉽게 다양한 조성의 응집체 구조를 가지는 이차전지 분말을 얻을 수 있으며, 슬러리의 농도를 조절함으로써 응집체 분말의 크기 조절을 용이하게 할 수 있다.
Furthermore, it is possible to obtain secondary battery powders having various aggregate structures easily by controlling the composition of the spraying solution used in the spray drying process, and the size of the agglomerate powder can be easily controlled by adjusting the concentration of the slurry.

도 1은 실시예 1에 따라 1차 분무건조 공정에 의해 합성된 속이 빈 중공체 구조의 전구체 분말 및 열처리를 통해 얻은 Co3O4 분말의 주사전자현미경 (SEM)과 X선 회절 패턴이다.
도 2는 실시예 1에 따라 후열처리, 분쇄 과정을 통해 제조된 Co3O4 분말의 주사전자현미경(SEM) 및 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 분쇄 과정을 거쳐 얻은 나노크기의 분말이 2차 분무건조 공정을 통하여 응집체 구조의 분말로 제조된 형태 및 이의 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 응집체 구조의 분말에 대해 후열처리 온도를 변경하여 제조된 전극활물질 분말들의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5는 실시예 1에서 후열처리를 통해 제조된 Co3O4 분말의 질소 등온 흡착 곡선 및 기공분포 그래프이다.
도 6은 실시예 1에서 후열처리를 통해 제조된 Co3O4 분말의 전기화학적 특성 그래프이다.
도 7은 실시예 2에서 합성된 중공체 구조의 전구체를 질소 분위기에서 열처리하여 Co 와 C가 복합되어 있는 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 8은 실시예 2에서 응집체 구조의 분말을 후열처리한 분말의 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 9는 실시예 2에서 후열처리된 분말의 질소 등온 흡착 곡선 및 기공분포 그래프이다.
도 10은 실시예 3에서 응집체 구조를 만들기 위해 합성된 전구체와 후열처리된 분말, 및 분쇄된 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 11는 실시예 3에서 분쇄된 분말을 2차 분무건조 공정을 통하여 제조된 응집체 구조의 전구체 및 이를 후열처리하여 제조된 분말들의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 12은 실시예 3에서 후열처리된 응집체 구조 분말의 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 13은 실시예 3에서 후열처리를 통하여 제조된 응집체 구조의 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 분말의 전기화학적 특성을 나타내는 그래프이다
도 14는 실시예 4에서 다성분계 복합체의 전구체, 후열처리된 분말, 분쇄된 분말, 및 응집체 구조의 전구체 분말 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
1 is a scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction pattern of a precursor powder of hollow hollow structure synthesized by a first spray drying process according to Example 1 and a Co 3 O 4 powder obtained through heat treatment.
FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM) photograph of the Co 3 O 4 powder prepared through post-heat treatment and pulverization according to Example 1.
FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a nano-sized powder obtained through a pulverizing process according to Example 1, which is produced as a powder of an aggregate structure through a second spray drying process.
FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the electrode active material powders prepared by changing the post-heat treatment temperature of the powder of the aggregate structure prepared in Example 1. FIG.
FIG. 5 is a graph showing a nitrogen isothermic adsorption curve and pore distribution of Co 3 O 4 powder prepared by post heat treatment in Example 1. FIG.
FIG. 6 is a graph of electrochemical characteristics of Co 3 O 4 powder prepared through post-heat treatment in Example 1. FIG.
FIG. 7 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a powder in which Co and C are combined by heat treating the precursor of the hollow structure synthesized in Example 2 in a nitrogen atmosphere. FIG.
8 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross-section of a powder obtained by post-heat-treating a powder having an aggregate structure in Example 2. Fig.
9 is a graph of nitrogen isothermic adsorption curve and pore distribution of the post-heat treated powder in Example 2. FIG.
10 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a precursor synthesized to form an aggregate structure in Example 3, a post-heat treated powder, and a pulverized powder.
11 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the precursor of aggregate structure prepared through the second spray drying process and the powders prepared by post-heat treatment of the powder pulverized in Example 3.
12 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross-section of the agglomerate structure powder post-heat-treated in Example 3. Fig.
13 is a graph showing the electrochemical characteristics of Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 powder of agglomerate structure produced through post heat treatment in Example 3
14 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a precursor powder, a post-heat treated powder, a pulverized powder, and an aggregate structure precursor powder in Example 4;

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 기존 나노 사이즈의 분말을 합성하기 위하여 고온의 온도, 다량의 유기물과 장시간의 반응시간을 요구하는 복잡한 액상 공정을 기상 공정(gas phase process)으로 대체하되, 이러한 기상공정 중에서 낮은 온도에서도 다양한 조성을 갖는 이차전지 소재를 합성할 수 있는 신규 제조방법을 제공하고자 한다. In the present invention, a complex liquid phase process requiring a high temperature, a large amount of organic matter and a long reaction time is replaced with a gas phase process in order to synthesize existing nano-sized powders, Which is capable of synthesizing a secondary battery material having a low melting point and a low melting point.

이를 위해, 본 발명은 2단계의 분무건조 공정을 실시하여 응집체 분말을 제조하되, 보다 구체적으로 1차 분무건조 공정을 통하여 균일한 조성을 가지며 분쇄하기에 용이한 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체(hollow sphere) 구조의 1차 분말을 합성한 후, 이를 열처리하고 분쇄과정을 거쳐 나노 사이즈의 분말을 제조하고, 다시 2차 분무건조 공정을 거쳐 상기 분쇄된 나노 사이즈의 분말이 서로 조립하여 응집된 응집체(agglomerates) 분말, 바람직하게는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말을 합성하는 것을 특징으로 한다. For this purpose, the present invention relates to a process for producing a coagulated powder by performing a spray drying process in two stages, more specifically, through a first spray drying process, a hollow hollow hollow shell having a uniform composition and easy to be crushed The nano-sized powders are heat treated and pulverized to produce nano-sized powders. After the second-order spray-drying process, the pulverized nano-sized powders are agglomerated into agglomerates ( agglomerates powder, preferably an electrode active material powder for a lithium secondary battery.

즉, 상기 응집체를 만들기 위해 종래 속이 꽉 찬 입자 형태의 마이크론 사이즈의 분말을 분쇄하는 경우, 나노 사이즈의 분말로 균일하게 분쇄하기가 어려웠다. 이에 비해, 본 발명에서 1차 분무공정을 통해 합성된 1차 분말은 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체(hollow sphere) 구조이므로, 이후 분쇄공정에서 용이하게 분쇄되어 균일한 크기의 나노 사이즈 분말을 얻을 수 있다. That is, when grinding a micron-sized powder having a particle shape in the form of particles filled in the body to make the aggregate, it is difficult to uniformly crush the powder with nano-sized powder. In contrast, since the primary powder synthesized through the first spraying process in the present invention is a hollow sphere structure having a thin hollow shell, it can be easily pulverized in the subsequent pulverizing step to obtain a nano-sized powder having a uniform size .

또한 종래 리튬 이차전지용 전극활물질은 리튬 전구체, 금속 전구체 등이 서로 혼화(混化)되지 않고 여러 상(phase)이 복합적으로 존재하게 되어 전지의 성능 저하가 초래되었던 것에 비해, 본 발명에서는 전극활물질을 구성하는 모든 성분이 첫 단계부터 균일하게 혼화되어 있기 때문에, 다양하고 균일한 조성을 갖는 리튬 이차 전지용 전극활물질 소재를 제한 없이 제조할 수 있다. Further, in the conventional electrode active material for a lithium secondary battery, a lithium precursor, a metal precursor, and the like are not mixed with each other, and various phases are present in a complex state, resulting in deterioration of the performance of the battery. Since all constituent components are uniformly mixed from the first step, an electrode active material for a lithium secondary battery having various and uniform compositions can be produced without limitation.

또한 본원발명에서는 기존의 액상 공정에서 사용하는 다양한 유기물들을 사용하지 않아 환경친화적일 뿐만 아니라, 종래 액상공정의 복잡성을 단순화한 기상공정을 적용함으로써 대량 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the present invention, since various organic materials used in conventional liquid phase processes are not used, it is environmentally friendly and mass productivity and economical efficiency can be improved by applying a vapor phase process simplifying the complexity of the conventional liquid phase process.

아울러 분무 용액의 조성 제어를 통해 응집체 구조의 복합체 분말 소재의 조성 및 구조를 용이하게 변경할 수 있으며,응집하기 위해 사용되는 슬러리의 농도 조절을 통해 응집체 분말의 사이즈를 쉽게 조절할 수 있다.
In addition, the composition and structure of the composite powder material of the aggregate structure can be easily changed by controlling the composition of the spray solution, and the size of the aggregate powder can be easily controlled by controlling the concentration of the slurry used for agglomeration.

이하, 본 발명에 따른 나노 사이즈의 분말로 이루어진 응집체 구조의 이차전지용 전극활물질 분말의 제조방법 및 제조된 이차전지용 전극활물질 분말에 대해 설명한다. Hereinafter, a method for producing an electrode active material powder for a secondary battery having an aggregate structure made of a nano-sized powder according to the present invention and an electrode active material powder for a secondary battery will be described.

그러나 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
However, the present invention is not limited to the following production methods, and the steps of each process may be modified or selectively mixed if necessary.

상기 제조방법의 바람직한 일 실시예를 들면, (a) 1종 이상의 금속을 함유하는 전구체, 킬레이트제 및 용매를 혼합하여 제1 분무용액을 제조하는 단계; (b) 상기 제1분무용액을 이용하여 1차 분무건조 및 열처리하여 중공체 (hollow sphere) 형태의 1차 입자를 제조하는 단계; (c) 제조된 중공체 형태의 1차 입자를 분쇄하여 세라믹 나노입자를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 세라믹 나노입자가 함유된 제2분무용액을 2차 분무건조하여, 복수의 1차 입자가 서로 조립하여 응집된 구형(球形)의 2차 입자를 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
In one preferred embodiment of the above process, (a) mixing a precursor containing at least one metal, a chelating agent and a solvent to produce a first spray solution; (b) preparing primary particles in the form of a hollow sphere by first spray drying and heat treatment using the first spray solution; (c) pulverizing the produced primary particles in the form of hollow bodies to prepare ceramic nanoparticles; And (d) second spray-drying the second spraying solution containing the ceramic nanoparticles to form spherical secondary particles in which a plurality of primary particles are assembled with each other to form agglomerated spherical secondary particles .

<나노 분말로 이루어진 응집체 구조의 이차전지 분말의 제조방법>&Lt; Method for producing secondary cell powder having agglomerate structure composed of nano powder >

본 발명에 따른 응집체 구조의 이차전지 분말의 제조방법을 각 단계별로 나누어 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
The method of manufacturing the secondary cell powder of the aggregate structure according to the present invention will be described in more detail as follows.

1) 제1단계: 금속 전구체, 킬레이트제 및 용매를 혼합하여 분무 용액 제조1) Step 1: Preparation of spray solution by mixing metal precursor, chelating agent and solvent

리튬 이차 전지용 전극활물질 분말 합성에 있어서, 양극, 음극 등의 응용 용도에 따라 전극활물질을 구성하는 성분들의 전구체를 선정하여 분무 용액을 제조한다. In the synthesis of the electrode active material powder for a lithium secondary battery, the precursor of the components constituting the electrode active material is selected according to the applications such as an anode and a cathode to prepare a spray solution.

상기 이차전지용 전극활물질의 전구체 물질은 물이나 알코올 등의 용매에 쉽게 용해 가능한 초산염(acetate), 질산염(nitrate), 염화물(chloride), 수화물(hydroxide), 탄산염(carbonate) 등의 염(salt)과 산화물(oxide)을 사용할 수 있다. The precursor material of the electrode active material for a secondary battery may be a salt of salts such as acetate, nitrate, chloride, hydroxide, or carbonate, which is easily soluble in a solvent such as water or alcohol. An oxide may be used.

여기서, 상기 전극활물질이 양극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, P, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 또한 상기 전극활물질이 음극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 이때 전술한 전구체 화합물들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼용하여 최적의 조성 조합을 도출할 수도 있다. In the case where the electrode active material is a cathode active material, the precursor may be a compound containing at least one metal selected from the group consisting of Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, P and Cr. When the electrode active material is an anode active material, the precursor may be a compound containing at least one metal selected from the group consisting of Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo and Sn. At this time, the precursor compounds described above may be used singly or two or more kinds of them may be used in combination to derive the optimum composition combination.

또한 가격이 저렴한 각 구성 성분들의 산화물들을 질산,황산,초산,염산 등의 산에 용해시켜 사용할 수 있다. 또한 특수한 경우에 티타늄 테트라이소프로폭사이드(TTIP),테트라에톡시오르쏘실리케이트(TEOS) 등과 같이 금속-유기물이 결합된 금속유기 화합물을 전구체 물질로 사용할 수도 있다.It is also possible to use oxides of each component, which are inexpensive, by dissolving them in acids such as nitric acid, sulfuric acid, acetic acid and hydrochloric acid. In a specific case, a metal-organic compound-bonded metal organic compound such as titanium tetraisopropoxide (TTIP), tetraethoxyorthosilicate (TEOS) or the like may be used as a precursor material.

본 발명은 중공체 형태의 1차입자를 형성하기 위해서 킬레이트제를 사용한다. 사용 가능한 킬레이트제는 적어도 하나의 카르복실기를 갖는 화합물로서, 일례로 카르복실산, 옥살산, 에틸렌디아민사아세트산, 시트르산 또는 이들의 1종 이상의 혼합물 형태일 수 있다.The present invention uses a chelating agent to form a primary body in the form of a hollow body. Chelating agents which can be used are compounds having at least one carboxyl group, for example a carboxylic acid, oxalic acid, ethylenediamine acetic acid, citric acid or a mixture of one or more thereof.

상기 킬레이트제의 함량은 중공체 형태의 1차입자가 형성된다면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 전체 반응물을 기준으로 하여 0.01 내지 1 몰 범위일 수 있다. The content of the chelating agent is not particularly limited as long as it is in the form of a hollow body, for example, 0.01 to 1 mol based on the total reactants.

본 발명에서 사용 가능한 용매는 전술한 전구체 화합물을 쉽게 용해시킬 수 있으며 분무건조 공정 등의 기상공정에 적용될 수 있는 용매라면 특별한 제한이 없다. 일례로 증류수, 알코올 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.The solvent usable in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the precursor compound easily and can be applied to a vapor phase process such as a spray drying process. For example, distilled water, alcohol, or a mixture thereof can be used.

전술한 전구체 화합물을 용매에 용해시켜 형성된 분무용액의 농도는 분무건조 공정에 적용되어 원하는 크기의 입자를 형성할 수 있다면, 특별한 제한이 없다. 이때 분무용액의 농도가 포화 용해도 이상인 경우 균일한 전구체 용액이 만들어지지 않기 때문에, 원하는 조성의 응집체 구조 합성이 불가능하다. 따라서 본 발명에서 분무 용액의 농도는 응집체를 구성하는 각 성분들의 용해도가 허락하는 농도 범위, 즉 포화 용해도 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 농도가 0.02 몰 농도 이하로 낮은 경우에 있어서는 분말의 생산성이 저하되기 때문에 문제점을 가질 수 있다.
There is no particular limitation as long as the concentration of the spraying solution formed by dissolving the precursor compound in a solvent can be applied to the spray drying process to form particles of a desired size. At this time, when the concentration of the spraying solution is higher than the saturation solubility, a uniform precursor solution can not be produced, so that it is impossible to synthesize a desired aggregate structure. Therefore, the concentration of the spraying solution in the present invention can be appropriately adjusted within the concentration range in which the solubility of each component constituting the aggregate is allowed, that is, within the saturation solubility. For example, when the concentration is as low as 0.02 mol or less, the productivity of the powder is lowered, which may cause a problem.

2) 제 2 단계 : 1차 분무건조 및 열처리하여 중공체 형태의 1차 입자 제조2) Second stage: primary spray drying and heat treatment to produce primary particles in the form of hollow bodies

제2공정에서는 상기 전구체 용액(제1분무용액)을 분무장치에 투입하여 원하는 조성이 균일하게 함유된 액적(droplet)을 발생시킨 후, 형성된 액적을 반응기 내로 투입하여 건조하고 이후 열처리함으로써, 중공체 형태의 1차 입자를 얻게 되는 것이다. In the second step, the precursor solution (first spraying solution) is injected into a spraying device to generate a droplet uniformly containing the desired composition, and then the droplets are introduced into the reactor to be dried and then heat- Type primary particles are obtained.

상기 전구체 용액을 액적으로 분무시키기 위해서는 분무장치를 사용해야 하는데, 사용 가능한 분무장치의 비제한적인 예로는, 초음파 분무장치, 일류체 및 이류체 공기노즐 분무장치, 초음파노즐 분무장치,필터 팽창 액적발생장치 (FEAG), 디스크 타입 액적발생장치 등이 있다. 특히 디스플레이 및 커패시터 등의 용도로 사용하기 위한 수 마이크론 크기(㎛)의 초미세분말 합성을 위해서는 초음파 및 노즐 분무장치가 바람직하다.Non-limiting examples of usable atomizers include ultrasonic atomizers, first and second atomic air nozzle atomizers, ultrasonic nozzle atomizers, filter expansion droplet generators, (FEAG), a disk type droplet generating device, and the like. Especially, ultrasound and nozzle spraying apparatus are preferable for ultrafine powder synthesis of several micron size (탆) for use in displays and capacitors.

이때 본 발명에 따른 액적의 평균 직경은 1 내지 20 ㎛ 범위로 조절하는 것이 바람직하다. At this time, the average diameter of the droplets according to the present invention is preferably adjusted to a range of 1 to 20 mu m.

또한 전술한 액적을 운반하는 기체로는 특별한 제한이 없으며, 일례로 공기, 산소 등을 사용할 수 있다. The gas for transporting the above-mentioned droplet is not particularly limited. For example, air, oxygen, or the like can be used.

이후, 상기 액적이 분무건조 반응기 내부에서 고온의 기체와 함께 노즐을 통과하여 건조와 부피팽창 과정을 거치게 되면, 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체 형태의 세라믹 전구체 분말이 제조된다.Thereafter, when the droplet is passed through a nozzle together with a hot gas in the spray-drying reactor to undergo drying and bulk expansion, a ceramic hollow ceramic body precursor powder having a thin, thin shell is produced.

여기서, 1차 분무건조 공정에 적용되는 통상적 운반 기체의 온도는 구성 성분들의 건조 및 물의 증발을 위해 100℃ 이상의 온도에서 작동한다. 이때 400℃를 초과하는 경우에는 반응기 내부의 문제가 있을 수 있다. 따라서 전술한 관점에서, 본 발명에 따른 운반 기체의 온도는 100℃ 이상, 바람직하게는 100 내지 400℃ 범위일 수 있다.Here, the temperature of a conventional carrier gas applied to the first spray drying process is operated at a temperature of 100 DEG C or higher for drying of the constituents and evaporation of water. If the temperature exceeds 400 ° C, there may be a problem in the reactor. Thus, in view of the foregoing, the temperature of the carrier gas according to the present invention may be in the range of 100 ° C or higher, preferably in the range of 100 to 400 ° C.

또한 액적을 분무하는 노즐에서, 노즐의 압력은 통상적으로 사용되는 압력 범위에서 사용될 수 있으나, 2 bar 이상의 압력에서는 속이 비고 얇은 껍질을 가진 분말을 얻기 어려우며 0.1 bar 이하의 압력에서는 액적이 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 노즐의 압력은 0.1 내지 2bar 범위가 바람직하다.In nozzles for spraying liquid droplets, the pressure of the nozzle can be used in a commonly used pressure range, but it is difficult to obtain a powder with a thin shell at a pressure of 2 bar or more, and a droplet may not be generated at a pressure of 0.1 bar or less have. Accordingly, the pressure of the nozzle according to the present invention is preferably in the range of 0.1 to 2 bar.

본 발명에서는 세라믹 분말을 구성하는 물질들의 조성 뿐만 아니라 운반 기체의 온도, 액적을 이송하는 운반기체의 유량, 반응기 내부로 보내주는 액적의 양, 노즐의 압력, 용액을 구성하는 용매의 조성, 용액을 구성하는 금속 성분들의 농도 등의 다양한 변수를 조절함으로써, 합성되는 리튬 이온 이차전지용 활성물질 분말의 구조를 결정할 수 있다.In the present invention, not only the composition of the materials constituting the ceramic powder but also the temperature of the carrier gas, the flow rate of the carrier gas for transporting the droplet, the amount of the droplet to be fed into the reactor, the pressure of the nozzle, The composition of the active material powder for a lithium ion secondary battery to be synthesized can be determined by controlling various variables such as the concentration of the constituent metal components.

상기와 같이 1차 분무건조 공정을 거치면, 속이 비고 얇은 껍질을 가진 전구체 분말이 합성되며, 합성된 세라믹 분말은 사이클론을 통과하여 유리 회수통에 회수된다.After the first spray drying process as described above, a precursor powder having a thin and thin shell is synthesized, and the synthesized ceramic powder passes through a cyclone and is recovered in a glass recovery column.

이후 1차 분무건조 공정에 의해 합성된 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체 형태의 전구체 분말을 공기, 산소, 질소 등의 분위기 하에서 열처리함으로써, 원하는 조성의 금속 성분들로 이루어진 속이 비고 얇은 껍질 구조의 리튬 이온 이차전지용 활성물질 1차 분말을 얻게 된다.Then, the hollow precursor powder having a thin shell, which is synthesized by the first spray drying process, is subjected to heat treatment in an atmosphere of air, oxygen, nitrogen, or the like to form a thin, thin shell structure composed of metal components of a desired composition The primary powder of the active material for the ion secondary battery is obtained.

전술한 제2단계를 거친 1차 입자의 크기는 특별히 제한되지 않으나, 일례로 평균 직경이 1 내지 100 ㎛ 범위일 수 있다.
The size of the primary particles after the second step is not particularly limited, but may be, for example, in the range of 1 to 100 mu m in average diameter.

3) 제 3 단계: 세라믹 분말의 분쇄 과정을 통한 나노 사이즈의 분말 생성3) Step 3: Formation of nano-size powder by crushing of ceramic powder

상기 제2단계에서 1차 분무건조공정 및 열처리를 통해 원하는 물질의 상(phase)을 가지는 세라믹 분말을 분쇄하여 나노 사이즈의 이차전지용 활성물질 분말을 얻게 된다. In the second step, a ceramic powder having a desired phase of a material is pulverized through a primary spray drying process and a heat treatment to obtain a nano-sized active material powder for a secondary battery.

이때 분쇄공정은 당 업계에 알려진 통상적인 공정을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 지르코니아 볼과 증류수와 함께 분쇄할 수 있다. In this case, the pulverizing process can be used without limitation in the conventional processes known in the art, and can be pulverized together with zirconia balls and distilled water, for example.

여기서, 분쇄기의 rpm은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 400 rpm 이상, 바람직하게는 400 내지 600 rpm 범위일 수 있다. 분쇄 시간에 대한 제한은 없지만, 본 발명에 따른 분쇄 시간은 1시간 이상, 바람직하게는 1시간 내지 6시간 범위일 수 있다.Here, the rpm of the pulverizer is not particularly limited, but may be 400 rpm or more, and preferably 400 to 600 rpm, for example. There is no limitation on the milling time, but the milling time according to the present invention may be in the range of 1 hour or more, preferably 1 hour to 6 hours.

전술한 제3단계를 거친 나노 사이즈 분말의 크기는 특별히 제한되지 않으나, 일례로 평균 직경이 10 내지 100 nm 범위일 수 있다.
The size of the nano-sized powder after the third step is not particularly limited, but may be, for example, an average diameter in the range of 10 to 100 nm.

4) 제 4 단계: 나노 사이즈 분말의 2차 분무건조 공정을 통한 응집체 구조의 분말 생성4) Step 4: Powder production of agglomerate structure by secondary spray drying process of nano-sized powder

상기 제3단계에서 분쇄과정을 통하여 얻은 나노 사이즈의 세라믹 분말을 2차 분무건조 공정을 적용하여 응집체 구조의 분말을 생성한다.The nano-sized ceramic powder obtained through the pulverization process in the third step is subjected to a second spray drying process to produce an aggregate structure powder.

본 발명에서 2차 분무건조 공정을 수행하기 위해, 나노 사이즈 분말과 용매를 혼합 및 분산시켜 제2분무용액(슬러리)를 제조한다. 이때 상기 제2분무용액(슬러리)의 농도는 용매에 대한 나노 입자의 비가 10 내지 70 중량% 범위인 것이 바람직하나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. In order to perform the second spray drying process in the present invention, a nano size powder and a solvent are mixed and dispersed to prepare a second spray solution (slurry). At this time, the concentration of the second spraying solution (slurry) is preferably in the range of 10 to 70% by weight of the nanoparticles relative to the solvent, but is not particularly limited thereto.

여기서, 2차 분무건조 공정에 적용되는 통상적 운반 기체의 온도는 응집체 구조를 만들기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 작동하는데, 물과 유기물의 증발을 위해 100℃ 이상의 온도에서 작동해야 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 응집체 구조를 얻기 위한 2차 분무건조 공정의 운반 기체의 온도는 100 내지 300℃ 범위일 수 있다.Here, the temperature of a conventional carrier gas applied to the second spray drying process is operated at a temperature of 300 ° C or less to produce aggregate structure, and it must operate at a temperature of 100 ° C or more for evaporation of water and organic matter. Accordingly, the temperature of the carrier gas in the second spray drying process for obtaining the aggregate structure according to the present invention may be in the range of 100 to 300 ° C.

상기 제4단계의 반응기 내부는 공기 또는 질소 분위기일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.The inside of the reactor in the fourth step may be air or a nitrogen atmosphere, but is not particularly limited thereto.

아울러, 본 발명에 따른 응집체 구조의 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법은, 필요에 따라 수득된 응집체 구조의 입자를 공기 분위기 또는 질소 분위기 하에서 300~1,000℃ 범위에서 후열처리하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 후열처리 공정에서는 최종 원하는 물질의 종류에 따라 열처리 분위기를 달리할 수 있다. 이러한 후열처리를 통해 결정 성장이 일어나게 된다.
The method for preparing an electrode active material powder for a lithium secondary battery according to the present invention may further comprise post-heat treating the particles of the aggregate structure obtained in the range of 300 to 1,000 ° C. in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere if necessary It is possible. In the post heat treatment process, the heat treatment atmosphere may be different depending on the kind of the final desired substance. This post-heat treatment causes crystal growth.

상기 제4단계를 거치면, 응집체 구조의 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말이 합성되며, 합성된 응집체 분말을 고온 백필터 혹은 전기 집진기를 활용하여 회수한다. After the fourth step, an electrode active material powder for a lithium secondary battery having an aggregate structure is synthesized, and the synthesized aggregate powder is recovered by utilizing a high-temperature bag filter or an electrostatic precipitator.

전술한 과정을 거쳐 제조된 최종 응집체 분말의 크기는 특별히 제한되지 않으나, 일례로 평균 직경이 1 내지 30 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 20 ㎛ 범위일 수 있다.
The size of the final agglomerate powder produced through the above-described process is not particularly limited. For example, the final agglomerate powder may have an average diameter in the range of 1 to 30 mu m, preferably 5 to 20 mu m.

<나노 사이즈의 입자로 이루어진 응집체 구조의 이차전지 전극활물질 분말>&Lt; Secondary Battery Electrode Active Material Powder of Aggregate Structure Consisting of Nano-sized Particles >

본 발명은 상기와 같이 제조된 나노 사이즈의 입자로 이루어진 응집체 구조의 리튬 이온 이차전지용 활성물질 분말을 제공한다. The present invention provides an agglomerated active material powder for a lithium ion secondary battery comprising nano-sized particles prepared as described above.

본 발명에 따른 응집체 구조 분말의 조성은 리튬 이온 이차전지에 사용되는 모든 조성이 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 양극활물질 또는 음극활물질일 수 있다. The composition of the aggregate structure powder according to the present invention may be any composition used for the lithium ion secondary battery without limitation and may be, for example, a cathode active material or an anode active material.

일례로, 상기 양극활물질은 하기 화학식 1 내지 화학식 11 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다.For example, the cathode active material may be further represented by a compound represented by one of the following general formulas (1) to (11).

[화학식 1] LixMn1-yMyA2 (1)???????? Li x Mn 1-y M y A 2 ????? (1)

[화학식 2] LixMn1-yMyO2-zXz (2)???????? Li x Mn 1-y M y O 2 -z X z ????? (2)

[화학식 3] LixMn2O4-zXz (3)???????? Li x Mn 2 O 4 -z X z ????? (3)

[화학식 4] LixMn2-yMyM'zA4 (4)???????? Li x Mn 2-y M y M ' z A 4 ????? (4)

[화학식 5] LixNi1-yMyA2 (5)Li x Ni 1-y M y A 2 (5)

[화학식 6] LixNi1-yMyO2-zXz (6)Li x Ni 1-y M y O 2 -z X z (6)

[화학식 7] LixNi1-yCoyO2-zXz (7)Li x Ni 1-y Co y O 2 -z X z (7)

[화학식 8] LixNi1-y-zCoyMzAα (8)Li x Ni 1- y z Co y M z A ? (8)

[화학식 9] LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα (9)Li x Ni 1- y z Co y M z O 2 -? X ? (9)

[화학식 10] LixNi1-y-zMnyMzAα (10)Li x Ni 1- y z Mn y M z A ? (10)

[화학식 11] LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα (11)Li x Ni 1- y z Mn y M z O 2 -? X ? (11)

상기 식에서, In this formula,

0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, 0.9? X? 1.1, 0? Y? 0.5, 0? Z? 0.5, 0?

M과 M'은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며, M and M 'are the same as or different from each other and are independently selected from the group consisting of Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, , Sr, V, and rare earth elements,

A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고, A is selected from the group consisting of O, F, S and P,

X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다.X is selected from the group consisting of F, S and P.

또한 상기 음극활물질은 하기 화학식 12로 표시되는 금속산화물, 화학식 13으로 표시되는 금속이나 이의 합금(alloy)일 수 있다. The negative electrode active material may be a metal oxide represented by the following general formula (12), a metal represented by the general formula (13) or an alloy thereof.

[화학식 12][Chemical Formula 12]

MxOy M x O y

상기 화학식 12에서, In Formula 12,

M은 Ti, Co, Mn, Ni, V, Fe, Cu, P, Zr, Mo, Cr 또는 이들의 조합을 포함하는 금속이고, 0 < x < 5이고, 0 < y < 20이다. M is a metal containing Ti, Co, Mn, Ni, V, Fe, Cu, P, Zr, Mo, Cr or a combination thereof; 0 < x <

[화학식 13] [Chemical Formula 13]

AzBa A z B a

상기 화학식 13에서, In Formula 13,

A와 B는 Co, Cu, Zn, Ni, Sn 또는 이들의 조합을 포함하는 금속이고, 0 < z < 10이고, 0 < a < 10이다.A and B are metals containing Co, Cu, Zn, Ni, Sn or a combination thereof and 0 < z <

본 발명에 따른 응집체 분말은 분쇄된 복수의 1차 나노입자가 서로 조립하여 응집된 구형의 2차 입자 형태이다. 이때 평균 직경이 1 내지 30 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20㎛ 범위인 구형(球形)의 마이크로 입자 형태이다. The aggregate powder according to the present invention is a spherical secondary particle form in which a plurality of pulverized primary nanoparticles are aggregated with one another. The average diameter may be in the range of 1 to 30 mu m, preferably in the range of 5 mu m to 20 mu m.

본 발명에 따른 응집체 구조 분말은 우수한 전기화학적 특성을 가지므로, 이러한 물성이 필요로 하는 기술분야로 유용하게 적용될 수 있다.Since the aggregate structure powder according to the present invention has excellent electrochemical characteristics, it can be usefully applied to the technical field where such properties are required.

이에 따라, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조된 나노 사이즈의 입자로 이루어진 응집체 구조의 이차전지용 분말을 포함하는 제품을 제공한다. 이때 상기 제품은 양극재, 음극재 용도로 유용하게 사용될 수 있다.
Accordingly, the present invention provides an article comprising a powder for a secondary battery having an aggregate structure made of nano-sized particles manufactured by the above-described method. At this time, the product can be usefully used for cathode material and anode material.

<리튬 이차 전지용 전극 및 리튬 이차 전지><Electrode for Lithium Secondary Battery and Lithium Secondary Battery>

아울러, 본 발명은 상기 전극활물질을 포함하는 전극, 및 상기 전극을 포함하는 이차 전지, 바람직하게는 리튬 이차 전지를 제공한다. In addition, the present invention provides an electrode including the electrode active material, and a secondary battery including the electrode, preferably a lithium secondary battery.

본 발명의 이차 전지는 전술한 응집체 구조의 전극활물질 분말을 이용하는 것을 제외하고는 특별히 한정되지 않으며, 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 양극과 음극 사이에 분리막을 넣고 비수 전해질을 투입하여 제조할 수 있다. The secondary battery of the present invention is not particularly limited except that the electrode active material powder having the aggregate structure described above is used, and can be produced according to a conventional method known in the art. For example, a separation membrane may be inserted between an anode and a cathode, and a nonaqueous electrolyte may be charged.

이때 본 발명의 이차 전지는 음극, 양극, 분리막, 전해질을 전지 구성요소로 포함하는데, 여기서 전술한 양극, 음극, 분리막, 전해질과 필요한 경우 기타 첨가제의 구성요소에 관해서는 당 업계에 알려진 통상적인 리튬 이차 전지의 요소에 준한다. Here, the secondary battery of the present invention includes a cathode, an anode, a separator, and an electrolyte as a battery component, wherein components of the anode, the cathode, the separator, the electrolyte, and other additives, if necessary, It corresponds to the element of the secondary battery.

본 발명에 따른 전극은 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 일례로, 전술한 응집체 구조의 양극활물질 (또는 음극활물질)과 바인더, 필요에 따라 도전재, 분산제를 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조한 후 집전체에 도포(코팅)하고 압축한 뒤 건조하여 제조될 수 있다. The electrode according to the present invention can be manufactured according to a conventional method known in the art. For example, the electrode active material (or negative electrode active material) having the above-described aggregate structure and the binder and, if necessary, the conductive material and the dispersant are mixed and stirred The slurry may be prepared by coating (coating) the slurry on a current collector, compressing the slurry, and then drying the slurry.

이때 분산매, 바인더, 도전재, 집전체 등의 전극 재료는 당 업계에 알려진 통상적인 것을 사용 가능하며, 이의 함량 역시 통상적인 범위 내에서 조절할 있다. In this case, the electrode materials such as dispersion medium, binder, conductive material, current collector and the like can be used as those known in the art, and the content thereof can also be controlled within a usual range.

또한 비수계 전해질은 당 업계에 통상적으로 알려진 전해질 성분, 예컨대 전해질염과 전해액 용매를 포함한다.Also, the non-aqueous electrolyte includes electrolytic components commonly known in the art, such as an electrolyte salt and an electrolyte solvent.

상기 전해질 염은 (i) Li+, Na+, K+로 이루어진 군에서 선택된 양이온과 (ⅱ) PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -로 이루어진 군에서 선택된 음이온의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이중 리튬염이 바람직하다. 리튬염의 구체적인 예로는 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2 등이 있다. 이들 전해질 염은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The electrolyte salt is (i) Li +, Na + , a cation and (ⅱ) selected from the group consisting of K + PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, A combination of anions selected from the group consisting of CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N (CF 3 SO 2 ) 2 - and C (CF 2 SO 2 ) 3 - . Specific examples of the lithium salt include LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.

상기 전해질 용매는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 락톤, 에테르, 에스테르, 아세토니트릴, 락탐, 케톤을 사용할 수 있다.The electrolyte solvent may be selected from cyclic carbonates, linear carbonates, lactones, ethers, esters, acetonitriles, lactams, and ketones.

상기 환형 카보네이트의 예로는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 등이 있고, 상기 선형 카보네이트의 예로는 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC) 등이 있다. 상기 락톤의 예로는 감마부티로락톤(GBL)이 있으며, 상기 에테르의 예로는 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄 등이 있다. 상기 에스테르의 예로는 메틸 포메이트, 에틸 포메이트, 프로필 포메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 피발레이트 등이 있다. 또한, 상기 락탐으로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등이 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 있다. 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체도 사용 가능하나, 이에 한정하지는 않는다. 아울러, 상기 유기용매는 글림(glyme), 디글림, 트리글림, 테트라글림도 사용 가능하다. 이들 유기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and fluoroethylene carbonate (FEC). Examples of the linear carbonate include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), and methyl propyl carbonate (MPC). Examples of the lactone include gamma butyrolactone (GBL), and examples of the ether include dibutyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and the like. Examples of the ester include methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl pivalate and the like. Examples of the lactam include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and the ketone is polymethyl vinyl ketone. The halogen derivative of the organic solvent may be used, but is not limited thereto. In addition, the organic solvent may be glyme, diglyme, triglyme, or tetraglyme. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

상기 분리막은 양(兩) 전극의 내부 단락을 차단하고 전해액을 함침하는 역할을 하는 다공성 물질을 제한 없이 사용 가능하다. 이의 비제한적 예로는 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리올레핀계 다공성 분리막 또는 상기 다공성 분리막에 무기물 재료가 첨가된 복합 다공성 분리막 등이 있다.
The separator may use any porous material that interrupts the internal short circuit of both electrodes and impregnates the electrolyte. Examples thereof include polypropylene-based, polyethylene-based, polyolefin-based porous separation membranes, or composite porous separation membranes in which an inorganic material is added to the above-mentioned porous separation membranes.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는바, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로,본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. It should be understood that these examples are for the purpose of illustrating the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 단성분계 응집체 구조의 이차전지 분말 합성Example 1: Secondary battery powder synthesis of single component type aggregate structure

양극재와 음극재로 다양한 조성으로 모든 이차전지 소재를 합성하는 것을 목표로 Co3O4 나노 입자로 이루어진 응집체 구조의 Co3O4의 소재를 합성하였다.A positive electrode material and negative electrode material aims to synthesize all of the secondary battery in a variety of material composition was prepared using the material of the Co 3 O 4 nanoparticles of the aggregate structure consisting of Co 3 O 4.

액적을 이송하는 운반기체의 온도, 분무용액의 농도, 운반기체의 유량, 유기물의 첨가 등을 변화시켜 다양한 제조 조건하에서 분무건조 공정에 의해 Co3O4 응집체 구조의 분말을 합성하였다. Powders of Co 3 O 4 agglomerate structure were synthesized by spray drying under various manufacturing conditions by varying the temperature of the carrier gas transporting the droplets, the concentration of the spraying solution, the flow rate of the carrier gas, and the addition of organic matter.

Co성분의 원료로서는 Co 질산염을 사용하였다. 킬레이트제로는 구연산(citric acid)을 사용하였다. 코발트와 구연산을 함유하는 전구체의 총 용액의 전체 농도는 0.5M 이었다. 액적 발생 장치로는 다양한 크기의 액적을 발생시키고 대량 생산에 용이한 노즐을 사용하였다. As a raw material of the Co component, Co nitrate was used. Citric acid was used as a chelating agent. The total concentration of the total solution of the precursor containing cobalt and citric acid was 0.5M. As the droplet generating device, droplets of various sizes are generated and nozzles which are easy to mass produce are used.

1차 분무건조 공정에 의해 합성된 제1세라믹 분말은 속이 비고 얇은 껍질의 중공형(hollow sphere) 구조를 가졌다. 합성된 Co3O4 분말은 200℃로 유지된 박스로에서 3 시간 동안 산화시켜 최종적으로 Co3O4 상을 가지는 속이 빈 중공체 구조를 제조하였다.The first ceramic powder synthesized by the first spray drying process had a hollow sphere structure with a thin hollow shell. The synthesized Co 3 O 4 powder was oxidized in a box furnace maintained at 200 ° C. for 3 hours to finally produce a hollow hollow structure having a Co 3 O 4 phase.

한편, 도 1 은 1차 분무건조 공정에 의해 합성된 속이 빈 중공체 구조의Co3O4 전구체 분말과 이후 열처리를 통해 얻은 분말의 주사전자현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM) 사진 및 X선 회절 패턴이다. 1 is a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM) photograph of a Co 3 O 4 precursor powder having a hollow hollow structure synthesized by a first spray drying process and a powder obtained through heat treatment, and X Ray diffraction pattern.

도 1(a)를 살펴보면, 합성된 분말들은 모두 수십 마이크로 크기를 가지고 있으며, 얇은 껍질을 가지고 있음을 볼 수 있었다. 도 1(b)는 분무건조 공정에 얻은 Co3O4 전구체 분말을 열처리 과정을 거쳐서 얻은 분말의 주사전자현미경 사진을 보여준다. 도 1(c)는 도 1(a) 와 도 1(b)에서 얻은 분말들의 X선 회절 패턴을 보여준다. 도 1(a)에서 보여진 분무건조 공정에 의해 얻은 Co3O4 전구체 분말은 비정질을 띠고 있지만, 열처리를 거친 도 1(b)의 분말은 순수한 Co3O4의 상을 얻는다는 것을 알 수 있었다.
Referring to FIG. 1 (a), all of the synthesized powders had a size of several tens of microsamples and had a thin shell. FIG. 1 (b) shows a scanning electron microscope (SEM) image of the powder obtained by heat-treating the Co 3 O 4 precursor powder obtained in the spray drying process. Fig. 1 (c) shows an X-ray diffraction pattern of the powders obtained in Figs. 1 (a) and 1 (b). The precursor powder of Co 3 O 4 obtained by the spray drying process shown in FIG. 1 (a) was amorphous, but it was found that the powder of FIG. 1 (b) after heat treatment obtained a pure Co 3 O 4 phase .

도 2는 열처리 과정을 거친 Co3O4 분말을 분쇄하여 얻은 나노 사이즈의 분말의 주사전자현미경 및 투과전자현미경 사진이다. 2 is a scanning electron microscope (SEM) image and a transmission electron microscope (SEM) image of a nano-sized powder obtained by pulverizing Co 3 O 4 powder subjected to heat treatment.

도 2(a) 와 도 2(b)는 각각 주사전자현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM) 사진이다. 도 2(b)에 따르면, 분쇄 과정을 거쳐 얻은 나노 사이즈의 분말이 평균 10nm의 크기를 가지는 것을 알 수 있었다.
2 (a) and 2 (b) are scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) photographs, respectively. According to FIG. 2 (b), it was found that the nano-sized powder obtained through the pulverization process had an average size of 10 nm.

도 3은 분쇄 과정을 거쳐 얻은 나노 사이즈의 분말을 2차 분무건조 공정을 거쳐서 얻은 응집체 구조의 2차 분말의 주사전자현미경 및 단면 사진이다. 도 3(a) 와 도 3(b)는 각각 주사전자현미경과 단면 사진이다. FIG. 3 is a scanning electron microscope and cross-sectional photographs of a secondary powder having an agglomerate structure obtained through a second spray drying process of a nano-sized powder obtained through pulverization. 3 (a) and 3 (b) are respectively a scanning electron microscope and a sectional photograph.

도 3(a)의 주사전자현미경(SEM) 사진을 보면, 작게는 1~2 ㎛, 크게는 8~10 ㎛ 크기를 가지는 것을 알 수 있었다. 반면, 도 3(b)는 분무과정을 거쳐 얻은 응집체 구조의 2차 분말이 수 나노미터 사이즈의 분말로 응집체(agglomerates) 구조를 이루는 것을 볼 수 있었다.
As can be seen from the scanning electron microscope (SEM) photograph of FIG. 3 (a), the size is 1 to 2 μm in size, and 8 to 10 μm in size. On the other hand, FIG. 3 (b) shows that the secondary powder of the agglomerate structure obtained through the spraying process forms a agglomerates structure with a powder of several nanometers in size.

도 4는 응집체 구조의 Co3O4 분말을 열처리 온도를 달리하여 얻은 분말들의 주사전자현미경 사진을 보여준다. FIG. 4 shows a scanning electron microscopic photograph of powders obtained by varying the heat treatment temperature of the Co 3 O 4 powder having the aggregate structure.

도 4(a)는 응집체 구조의 Co3O4 분말을 200℃에서 열처리한 것을 보여주며, 도 4(b)는 400℃, 도 4(c)는 600℃, 도 4(d)는 800℃에서 각각 열처리된 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.4 (a) shows the Co 3 O 4 powder of the aggregate structure is heat-treated at 200 ° C, FIG. 4 (b) shows 400 ° C, FIG. 4 (SEM) photographs of the powders heat-treated in each case.

도 5 는 후열처리를 통해 얻은 Co3O4 분말의 질소 등온 흡착 곡선 및 기공 크기 분포를 나타낸다. 응집체 구조의 다수의 기공으로 인해 5.94 m2 g-1의 넓은 비표면적과 18 nm의 미세한 기공을 가지고 있었다.FIG. 5 shows the nitrogen isotherm adsorption curve and pore size distribution of the Co 3 O 4 powder obtained through post-heat treatment. Due to the large number of pores in the aggregate structure, it had a large specific surface area of 5.94 m 2 g -1 and fine pores of 18 nm.

도 6는 후열처리를 통해 얻은 Co3O4 분말의 전기화학적 특성 그래프이다. 1400mA/g 의 전류 밀도에서도 높은 용량과 안정된 사이클 특성을 나타낸다는 것을 보여주었다.
FIG. 6 is a graph of electrochemical characteristics of Co 3 O 4 powder obtained through post-heat treatment. Showed high capacity and stable cycle characteristics even at a current density of 1400 mA / g.

실시예 2: 단성분계와 카본 복합체의 응집체 구조 분말 합성Example 2: Aggregate structure of single component system and carbon composite powder Synthesis of powder

상기 실시예 1과 제조 조건은 동일하되, 공기 중에서 후열처리 하는 대신 질소 분위기에서 후열처리하여 상기 실시예 1과 같은 조성을 가지고 카본을 함유한 복합체 물질을 응집체 구조로 합성하였다. The composite material containing carbon in the same composition as in Example 1 was synthesized into a flocculated structure by post-heat treatment in a nitrogen atmosphere instead of post-heat treatment in the same manner as in Example 1 above.

여기서, 공기분위기에서 열처리를 하게 되면, 킬레이트제로 사용된 물질이 모두 연소되어 최종 분말에 남아있지 않게 되지만, 질소 분위기에서 열처리를 하게 되면, 킬레이트제로 사용된 물질이 카본으로 분해되어 최종분말에 남아 있게 된다.
When the heat treatment is performed in an air atmosphere, the materials used as the chelating agent are all burnt to remain in the final powder. However, when the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, the material used as the chelating agent is decomposed into carbon and remains in the final powder do.

도 7은 중공체 구조의 전구체를 질소 분위기에서 열처리하여 Co 와 C가 서로 복합되어 있는 분말의 주사전자 현미경 사진을 보여주는 것이다. 7 is a scanning electron microscope (SEM) image of powders in which Co and C are mixed with each other by heat treating the precursor of the hollow structure in a nitrogen atmosphere.

도 7(a), 도 7(b), 도 7(c), 도 7(d)는 각각 전구체, 질소 열처리 분말, 응집체 구조의 분말, 응집체 구조의 분말을 질소 분위기에서 열처리한 분말들의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
7 (a), 7 (b), 7 (c), and 7 (d) are graphs showing the results of a scanning electron microscope (SEM) of powders obtained by heat-treating powders of precursors, heat-treated nitrogen, powders of aggregated structure, It is a microscope (SEM) photograph.

도 8은 응집체 구조의 분말을 열처리한 분말의 단면을 찍은 주사전자 현미경(SEM) 사진이다. 8 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of a powder obtained by heat-treating a powder having an aggregate structure.

도 8(a)는 저배율, 도 8(b)는 고배율의 주사전자현미경(SEM) 사진으로서, 이를 통해 나노 사이즈의 입자들이 카본과 함께 꽉 채워져 있음을 알 수 있었다.
FIG. 8 (a) is a low magnification image, and FIG. 8 (b) is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a high magnification, showing that nano-sized particles are filled with carbon.

도 9는 후열처리를 통해 얻은 분말의 질소 등온 흡착 곡선 및 기공 크기 분포를 나타낸다. 응집체 구조의 다수의 기공으로 인해 45 m2 g-1의 넓은 비표면적과 21 nm의 미세한 기공을 가지고 있었다.
9 shows the nitrogen isotherm adsorption curve and pore size distribution of the powder obtained through the post-heat treatment. Due to the large number of pores in the aggregate structure, it had a large specific surface area of 45 m 2 g -1 and fine pores of 21 nm.

실시예 3: 다성분계 응집체 구조의 이차전지 분말 합성Example 3: Secondary cell powder synthesis of multicomponent aggregate structure

상기 실시예 1과 동일한 제조 조건하에서, Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 양극재 소재를 응집체 구조로 합성하였다. Under the same manufacturing conditions as in Example 1, a Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 cathode material was synthesized as an agglomerate structure.

보다 구체적으로, Li, Ni, Co, Mn 성분의 원료로서는 Li 질산염, Ni 질산염, Co 질산염, Mn 질산염을 사용하였다. 킬레이트제로는 구연산(citric acid)을 사용하였다. 리튬, 니켈, 코발트, 망간과 구연산을 함유하는 전구체의 총 용액의 전체 농도는 0.5M 이었다. 액적 발생 장치로는 다양한 크기의 액적을 발생시키고 대량 생산에 용이한 노즐을 사용하였다.
More specifically, Li nitrate, Ni nitrate, Co nitrate and Mn nitrate were used as raw materials for Li, Ni, Co and Mn components. Citric acid was used as a chelating agent. The total concentration of the total solution of lithium, nickel, cobalt, manganese and citric acid in the precursor was 0.5M. As the droplet generating device, droplets of various sizes are generated and nozzles which are easy to mass produce are used.

도 10은 응집체 구조를 만들기 위해 합성된 전구체와 열처리 후의 분말, 그리고 열처리된 분말을 분쇄한 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. FIG. 10 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a precursor synthesized to form a coagulated structure, a powder after heat treatment, and a powder obtained by pulverizing the heat-treated powder.

도 10(a)는 1차 분무건조 공정을 통해 합성된 속이 비고 얇은 껍질을 가진 중공체 구조의 Li-Ni-Co-Mn-O 전구체 분말이며, 도 10(b)를 살펴보면, 전구체 분말을 열처리를 하여 나노 사이즈의 입자들이 서로 연결되어 있는 것을 알 수 있었다. 도 10(c)는 나노 사이즈의 입자들로 이루어진 중공체 구조의 분말을 분쇄하여 얻은 나노 사이즈 분말의 주사전자 현미경 사진이다. 주사전자 현미경 사진으로 크기를 측정할 수 없을 만큼, 수 나노 사이즈의 분말임을 알 수 있었다.
10 (a) is a Li-Ni-Co-Mn-O precursor powder having a hollow structure with a thin hollow shell synthesized through a first spray drying process. Referring to FIG. 10 (b) And the nano-sized particles are connected to each other. 10 (c) is a scanning electron microscope (SEM) image of a nano-sized powder obtained by pulverizing powder of a hollow structure composed of nano-sized particles. It was found that the powder was a nanometer sized powder which can not be measured by a scanning electron microscope photograph.

도 11는 전술한 나노 사이즈의 분말을 2차 분무건조 공정을 통해 얻은 응집체 구조의 전구체 및 이를 열처리하여 얻은 분말들의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 11 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the precursor of the aggregate structure obtained through the second spray drying process and the powders obtained by heat treatment of the nano-sized powder.

도 11(a)는 2차 분무건조 공정을 거친 응집체 구조의 전구체, 도 11(b)는 800℃ 열처리, 도 11(c)는 900℃ 열처리, 그리고 도 9(d)는 1000℃ 열처리를 통하여 얻은 분말의 각 주사전자 현미경 사진이다.
11 (a) is a precursor of the aggregate structure after the second spray drying process, FIG. 11 (b) is a heat treatment at 800 ° C., FIG. 11 (c) is heat treatment at 900 ° C., SEM photographs of the obtained powders.

도 12은 응집체 구조의 분말의 단면을 찍은 주사전자 현미경 사진이다. 12 is a scanning electron microscope (SEM) image of a cross-section of a powder of aggregate structure.

도 12(a) 와 도 12(b)는 각각 저배율과 고배율의 주사전자 현미경 사진으로서, 도 12을 보면 모든 응집체 구조의 분말들이 속이 꽉 차 있는 것을 볼 수 있었다.
12 (a) and 12 (b) are scanning electron micrographs of a low magnification and a high magnification, respectively. As shown in FIG. 12, all of the aggregate structure powders were filled.

도 13는 후열처리를 통하여 얻은 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 분말의 전기화학적 특성을 나타내는 그래프이다. 도 13을 통해 높은 전류 밀도에도 높은 용량과 안정된 특성을 보여준다는 것을 알 수 있었다.
13 is a graph showing electrochemical characteristics of Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 powder obtained through post-heat treatment. FIG. 13 shows that the device exhibited high capacity and stable characteristics even at a high current density.

실시예 4: 다성분계 복합체 응집체 구조의 분말 합성Example 4: Powder synthesis of multi-component complex agglomerate structure

상기 실시예 1과 동일한 제조 조건하에서, Li2MnO3-Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 양극재 소재를 응집체 구조로 합성하였다.Li 2 MnO 3 --Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 cathode material was synthesized as an agglomerate structure under the same production conditions as in Example 1 above.

도 14는 다성분계 복합체의 전구체, 열처리 분말, 분쇄된 분말, 그리고 응집체 구조의 전구체 분말 주사전자 현미경 사진이다. 단상을 가지고 있는 상기 실시예 3과는 달리, 실시예 4에서는 Li2MnO3 와 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2의 두가지 상이 복합적으로 균일하게 존재하는 복합체 분말을 합성하였다.14 is an SEM micrograph of a precursor powder, a heat-treated powder, a pulverized powder, and an aggregate structure precursor powder of a multicomponent composite. Unlike Example 3 having a single phase, in Example 4, a composite powder in which two phases of Li 2 MnO 3 and Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 are present in a complex and uniform state Were synthesized.

Claims (16)

(a) 1종 이상의 금속을 함유하는 전구체, 킬레이트제 및 용매를 혼합하여 제1 분무용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 제1분무용액을 이용하여 1차 분무건조 및 열처리하여 중공체 형태의 1차 입자를 제조하는 단계;
(c) 제조된 중공체 형태의 1차 입자를 분쇄하여 나노입자를 제조하는 단계; 및
(d) 상기 나노입자가 함유된 제2분무용액을 2차 분무건조하여, 복수의 1차 나노입자가 서로 조립하여 응집된 구형(球形)의 2차 입자를 형성하는 단계
를 포함하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법.
(a) mixing a precursor containing at least one metal, a chelating agent and a solvent to produce a first spray solution;
(b) primary spray drying and heat treatment using the first spray solution to prepare primary particles in the form of a hollow body;
(c) pulverizing the produced primary particles in the form of hollow bodies to prepare nanoparticles; And
(d) spray-drying the second spraying solution containing the nanoparticles to form spherical secondary particles in which a plurality of primary nanoparticles are aggregated with each other to form agglomerated spherical secondary particles
Wherein the electrode active material powder for a lithium secondary battery comprises:
제1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 전구체는 금속을 함유하는 초산염(acetate), 질산염(nitrate), 염화물(chloride), 수화물(hydroxide), 탄산염(carbonate) 및 산화물(oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method of claim 1, wherein the precursor of step (a) is selected from the group consisting of acetate, nitrate, chloride, hydroxide, carbonate, and oxide containing metal. Wherein the electrode active material powder for lithium secondary batteries is at least one selected from the group consisting of lithium, 제1항에 있어서, 상기 전극활물질이 양극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, P, 및 Cr로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method according to claim 1, wherein when the electrode active material is a cathode active material, the precursor includes at least one metal selected from the group consisting of Li, Ni, Co, Mn, Al, V, Fe, Wherein the electrode active material powder for lithium secondary battery is a lithium secondary battery. 제1항에 있어서, 상기 전극활물질이 음극활물질인 경우, 전구체는 Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method according to claim 1, wherein when the electrode active material is an anode active material, the precursor includes at least one metal selected from the group consisting of Li, Ti, Si, Co, Mn, Zn, Cu, Fe, Wherein the electrode active material powder for lithium secondary battery is a lithium secondary battery. 제1항에 있어서, 상기 킬레이트제는 적어도 하나의 카르복실기를 갖는 카르복실산, 옥살산, 에틸렌디아민사아세트산, 시트르산 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. 2. The electrode active material powder for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the chelating agent is selected from the group consisting of carboxylic acid having at least one carboxyl group, oxalic acid, ethylenediamine acetic acid, citric acid, and combinations thereof. Way. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)는 제1분무용액을 분무장치에 투입하여 액적을 발생시킨 후 형성된 액적을 반응기 내로 투입하여 건조하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method according to claim 1, wherein the step (b) comprises injecting the first spraying solution into a spraying device to generate droplets, and then injecting droplets formed into the reactor to dry the electrode active material powder for a lithium secondary battery. 제6항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 분무장치는 초음파 분무장치, 일류체 공기노즐 분무장치, 이류체 공기노즐 분무장치, 초음파 노즐 분무장치, 필터 팽창 액적 발생장치(FEAG), 및 디스크 타입 액적 발생장치로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법.7. The method of claim 6, wherein in step (b), the atomizing device is selected from the group consisting of an ultrasonic atomizing device, a first-body air nozzle atomizing device, an air body nozzle nozzle atomizing device, an ultrasonic nozzle atomizing device, a filter expansion droplet generating device Wherein the electrode active material powder is selected from the group consisting of a droplet generating device and a droplet generating device. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 1차 분무건조 온도는 100 내지 400℃ 범위이며,
상기 열처리 온도는 200 내지 500℃ 범위인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the first spray drying temperature in step (b) is in the range of from 100 to 400 캜,
Wherein the heat treatment temperature is in a range of 200 to 500 &lt; RTI ID = 0.0 &gt; C. &Lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 분쇄속도는 400 내지 600 rpm 범위인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method according to claim 1, wherein the crushing rate in the step (c) ranges from 400 to 600 rpm. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에서 제2분무용액의 농도는 용매에 대한 나노입자의 비가 10 내지 70 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법. The method according to claim 1, wherein the concentration of the second spraying solution in the step (d) ranges from 10 to 70% by weight of the nanoparticles relative to the solvent. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에서 형성된 2차 입자를 공기 분위기 또는 질소 분위기 하에서 300 내지 1,000℃ 범위에서 후열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말의 제조방법.The method for producing an electrode active material powder for a lithium secondary battery according to claim 1, further comprising post-heat-treating the secondary particles formed in the step (d) in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere at 300 to 1,000 ° C . 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 것으로서, 복수의 1차 나노입자가 조립하여 응집된 구형(球形)의 2차 입자를 포함하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말. 12. An electrode active material powder for a lithium secondary battery, produced by the method according to any one of claims 1 to 11, comprising spherical secondary particles in which a plurality of primary nanoparticles are assembled and aggregated. 제 12항에 있어서, 하기 화학식 1 내지 화학식 11로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 양극활물질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말:
[화학식 1] LixMn1-yMyA2 (1)
[화학식 2] LixMn1-yMyO2-zXz (2)
[화학식 3] LixMn2O4-zXz (3)
[화학식 4] LixMn2-yMyM'zA4 (4)
[화학식 5] LixNi1-yMyA2 (5)
[화학식 6] LixNi1-yMyO2-zXz (6)
[화학식 7] LixNi1-yCoyO2-zXz (7)
[화학식 8] LixNi1-y-zCoyMzAα (8)
[화학식 9] LixNi1-y-zCoyMzO2-αXα (9)
[화학식 10] LixNi1-y-zMnyMzAα (10)
[화학식 11] LixNi1-y-zMnyMzO2-αXα (11)
상기 식에서,
0.9≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고,
M과 M'은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, Mn, Cr, Fe, Sr, V 및 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되며,
A는 O, F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되고,
X는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택된다.
The electrode active material powder for a lithium secondary battery according to claim 12, which is a cathode active material selected from the group of compounds represented by the following Chemical Formulas 1 to 11:
???????? Li x Mn 1-y M y A 2 ????? (1)
???????? Li x Mn 1-y M y O 2 -z X z ????? (2)
???????? Li x Mn 2 O 4 -z X z ????? (3)
???????? Li x Mn 2-y M y M ' z A 4 ????? (4)
Li x Ni 1-y M y A 2 (5)
Li x Ni 1-y M y O 2 -z X z (6)
Li x Ni 1-y Co y O 2 -z X z (7)
Li x Ni 1- y z Co y M z A ? (8)
Li x Ni 1- y z Co y M z O 2 -? X ? (9)
Li x Ni 1- y z Mn y M z A ? (10)
Li x Ni 1- y z Mn y M z O 2 -? X ? (11)
In this formula,
0.9? X? 1.1, 0? Y? 0.5, 0? Z? 0.5, 0?
M and M 'are the same as or different from each other and are independently selected from the group consisting of Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr, , Sr, V, and rare earth elements,
A is selected from the group consisting of O, F, S and P,
X is selected from the group consisting of F, S and P.
제12항에 있어서, 하기 화학식 12로 표시되는 금속산화물, 또는 화학식 13로 표시되는 금속이나 합금계 음극활물질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말.
[화학식 12]
MxOy
상기 화학식 12에서,
M은 Ti, Co, Mn, Ni, V, Fe, Cu, P, Zr, Mo, Cr 또는 이들의 조합을 포함하는 금속이고, 0 < x < 5이고, 0 < y < 20이다.
[화학식 13]
AzBa
상기 화학식 13에서,
A와 B는 Co, Cu, Zn, Ni, Sn 또는 이들의 조합을 포함하는 금속이고, 0 < z < 10이고, 0 < a < 10이다.
The electrode active material powder for a lithium secondary battery according to claim 12, which is a metal oxide represented by the following formula (12) or a metal or alloy negative electrode active material represented by the following formula (13).
[Chemical Formula 12]
M x O y
In Formula 12,
M is a metal containing Ti, Co, Mn, Ni, V, Fe, Cu, P, Zr, Mo, Cr or a combination thereof; 0 < x <
[Chemical Formula 13]
A z B a
In Formula 13,
A and B are metals containing Co, Cu, Zn, Ni, Sn or a combination thereof and 0 < z <
제 12항에 있어서, 평균 직경이 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위인 구형(球形)의 마이크로 입자 형태인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 전극활물질 분말.The electrode active material powder for a lithium secondary battery according to claim 12, wherein the electrode active material powder for a lithium secondary battery is in the form of spherical microparticles having an average diameter ranging from 1 m to 30 m. 제 12항의 전극활물질 분말을 포함하는 리튬 이온 이차전지.A lithium ion secondary battery comprising the electrode active material powder of claim 12.
KR20130102604A 2013-08-28 2013-08-28 Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom KR101510528B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130102604A KR101510528B1 (en) 2013-08-28 2013-08-28 Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130102604A KR101510528B1 (en) 2013-08-28 2013-08-28 Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150025234A KR20150025234A (en) 2015-03-10
KR101510528B1 true KR101510528B1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53021510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130102604A KR101510528B1 (en) 2013-08-28 2013-08-28 Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101510528B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017179917A1 (en) * 2016-04-12 2017-10-19 세종대학교산학협력단 Sodium-based electrode active material and secondary battery comprising same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180017654A (en) * 2016-08-10 2018-02-21 주식회사 엘지화학 Cathode for lithium-sulfur battery comprising secondary particle of carbon, manufacturing method thereof and lithium-sulfur battery comprising the same
KR102044332B1 (en) * 2017-12-22 2019-11-13 주식회사 포스코 Manufacturing method of a positive electrode active material for rechargeable battery, positive electrode active material for rechargeable battery manufacture using the same, and rechargeable battery including the same
CN110739446B (en) * 2018-07-18 2021-04-20 厦门高容新能源科技有限公司 Silicon/carbon composite anode material and preparation method thereof
CN111613788B (en) * 2020-06-05 2022-10-14 哈尔滨工业大学(威海) Hollow spherical lithium nickel manganese oxide positive electrode material and preparation method thereof
KR20220001363A (en) 2020-06-29 2022-01-05 주식회사 엘지에너지솔루션 Reuse method of active material of positive electrode scrap

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040019205A (en) * 2002-08-27 2004-03-05 한국화학연구원 Silicate phosphor and a preparation method thereof
KR100616475B1 (en) 2005-05-07 2006-08-29 한국과학기술연구원 Precursor for cathode active materials for lithium secondary battery, cathode active materials and lithium secondary battery using the same, and preparation method thereof
KR20080093782A (en) * 2007-04-18 2008-10-22 삼성에스디아이 주식회사 Method of preparing negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including negative active material prepared therefrom
KR101202079B1 (en) 2011-06-16 2012-11-15 엠더스 주식회사 Method of preparing core-shell type cathode active materials for lithium secondary batteries through a high-temperature spray dryer and the facility

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040019205A (en) * 2002-08-27 2004-03-05 한국화학연구원 Silicate phosphor and a preparation method thereof
KR100616475B1 (en) 2005-05-07 2006-08-29 한국과학기술연구원 Precursor for cathode active materials for lithium secondary battery, cathode active materials and lithium secondary battery using the same, and preparation method thereof
KR20080093782A (en) * 2007-04-18 2008-10-22 삼성에스디아이 주식회사 Method of preparing negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including negative active material prepared therefrom
KR101202079B1 (en) 2011-06-16 2012-11-15 엠더스 주식회사 Method of preparing core-shell type cathode active materials for lithium secondary batteries through a high-temperature spray dryer and the facility

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017179917A1 (en) * 2016-04-12 2017-10-19 세종대학교산학협력단 Sodium-based electrode active material and secondary battery comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150025234A (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101510528B1 (en) Method for producing electrode active material agglomerates for lithium secondary battery by spray drying process and the electrode active material particles prepared therefrom
US10490814B2 (en) Method for the use of slurries in spray pyrolysis for the production of non-hollow, porous particles
Oh et al. Effect of calcination temperature on morphology, crystallinity and electrochemical properties of nano-crystalline metal oxides (Co3O4, CuO, and NiO) prepared via ultrasonic spray pyrolysis
JP4829557B2 (en) Method for producing lithium iron composite oxide
JP6260535B2 (en) Method for producing carbon composite lithium manganese iron phosphate particle powder, and method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery using the particle powder
JP5499992B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
JP4804045B2 (en) Method for producing lithium iron composite oxide
JP2005347134A (en) Manufacturing method of positive electrode active material for lithium ion secondary battery
JP6472089B2 (en) Titanate compounds, alkali metal titanate compounds, methods for producing them, and electricity storage devices using them as active materials
KR101494977B1 (en) Graphene microparticle and the preparation method thereof
KR101574858B1 (en) Graphenesilicone microparticle and the preparation method thereof
JP2011132095A (en) Method for producing olivine-type compound particle powder, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2008044836A (en) Method for producing lithium-transition metal compound oxide
Zhang et al. Synthesis of spherical nanostructured LiMxMn2− xO4 (M= Ni2+, Co3+, and Ti4+; 0≤ x≤ 0.2) via a single-step ultrasonic spray pyrolysis method and their high rate charge–discharge performances
JP4032624B2 (en) Method for producing lithium transition metal composite oxide
JP2010168230A (en) Lithium phosphate powder, slurry containing lithium phosphate, method for producing electrode active material and lithium ion battery
Hong et al. Effect of boric acid on the properties of Li2MnO3· LiNi0. 5Mn0. 5O2 composite cathode powders prepared by large-scale spray pyrolysis with droplet classifier
KR101913221B1 (en) Fabrication Method of Lithium Complex Oxide
JP2010064907A (en) Lithium transition metal compound oxide, method for producing the same and lithium ion secondary battery using the same
JP4032784B2 (en) Method for producing lithium transition metal composite oxide
US11261090B2 (en) Method for producing lithium cobalt phosphate and method for producing lithium cobalt phosphate-carbon composite
KR101995841B1 (en) Method for manufacturing cathode material using flame spray pyrosysis
JP7159535B2 (en) Lithium tungstate, method for producing lithium tungstate, apparatus for producing lithium tungstate, positive electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2016072072A (en) Method for producing positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery
KR100502622B1 (en) Method to manufacture anode active material for lithium secondary batteries using atomizing process

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration