KR101609244B1 - Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same - Google Patents

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KR101609244B1 KR1020140005265A KR20140005265A KR101609244B1 KR 101609244 B1 KR101609244 B1 KR 101609244B1 KR 1020140005265 A KR1020140005265 A KR 1020140005265A KR 20140005265 A KR20140005265 A KR 20140005265A KR 101609244 B1 KR101609244 B1 KR 101609244B1
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Abstract

화학식 1로 표시되는 코어; 및 상기 코어의 표면에 위치하고, 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층;을 포함하고, 상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면(interphase)이 존재하지 않는 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
[화학식 1]
Li1 + xM1 yMn2 -x- yO4
상기 화학식 1에서, M1은 Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Pt, Ru, Sc, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, 또는 이들의 조합이고, 0≤x≤0.35, 0≤y≤1이다.A core represented by Formula 1; And a coating layer disposed on the surface of the core and including a lithium metal composite oxide having a layered structure, wherein an interphase is not present between the core and the coating layer, and a method for producing the same. And a lithium secondary battery including the same.
[Chemical Formula 1]
Li 1 + x M 1 y Mn 2 -x- y O 4
Wherein M 1 is at least one element selected from the group consisting of Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, or a combination thereof and 0? X? 0.35 and 0? Y?

Description

리튬 이차전지용 양극 활물질, 이들의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the same. Technical Field [0001] The present invention relates to a positive active material for a lithium secondary battery,

리튬 이차전지용 양극 활물질, 이들의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
A cathode active material for a lithium secondary battery, a process for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same.

최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화 추세와 관련하여 이들 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고성능화 및 대용량화에 대한 필요성이 높아지고 있다.Recently, with regard to the tendency to miniaturize and lighten portable electronic devices, there is an increasing need for high performance and large capacity of batteries used as power sources for these devices.

전지는 양극과 음극에 전기 화학 반응이 가능한 물질을 사용함으로써 전력을 발생시키는 것이다. 이러한 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 리튬 이온이 인터칼레이션/디인터칼레이션될 때의 화학전위(chemical potential)의 변화에 의하여 전기 에너지를 생성하는 리튬 이차 전지가 있다.Cells generate electricity by using materials that can electrochemically react to the positive and negative electrodes. A representative example of such a battery is a lithium secondary battery that generates electrical energy by a change in chemical potential when the lithium ions are intercalated / deintercalated in the positive electrode and the negative electrode.

상기 리튬 이차 전지는 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 물질을 양극과 음극 활물질로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시켜 제조한다.The lithium secondary battery is manufactured by using a material capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium ions as a positive electrode and a negative electrode active material, and filling an organic electrolytic solution or a polymer electrolyte between the positive electrode and the negative electrode.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 리튬 복합금속 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1 -xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합금속 산화물들이 연구되고 있다.As a cathode active material of the lithium secondary battery, a lithium composite metal compound is used. Examples of the lithium composite metal compound include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi 1 -x Co x O 2 (0 <x <1), LiMnO 2 Metal oxides are being studied.

상기 양극 활물질 중 LiMn2O4, LiMnO2 등의 Mn계 양극 활물질은 합성하기도 쉽고, 값이 비교적 싸며, 과충전시 다른 활물질에 비하여 열적 안정성이 가장 우수하고, 환경에 대한 오염이 낮아 매력이 있는 물질이기는 하나, 용량이 작다는 문제가 있다. 또한 스피넬 구조의 LiMn2O4는 안정성 확보가 완전하지 않아서 상용화에 어려움이 있다. Of the above cathode active materials, Mn-based cathode active materials such as LiMn 2 O 4 and LiMnO 2 are easy to synthesize and are relatively inexpensive and have excellent thermal stability compared to other active materials in overcharging, However, there is a problem that the capacity is small. In addition, LiMn 2 O 4 having a spinel structure is difficult to commercialize because stability is not ensured completely.

스피넬 구조의 LiMn2O4의 안정성을 높이기 위해 LiMn2O4에 각종 양이온 원소를 도핑하면 용량이 감소하는 문제가 있다. 또한 LiMn2O4에 금속 산화물이나 인화물, 불화물 등으로 코팅을 하면 안정성은 높일 수 있으나 코팅층이 저항층으로 작용하여 수명 특성 등이 나빠지는 문제가 있다.
There is a problem in that capacity is decreased when various cation elements are doped in LiMn 2 O 4 in order to enhance the stability of the spinel structure LiMn 2 O 4 . Further, when LiMn 2 O 4 is coated with a metal oxide, phosphide, or fluoride, the stability can be improved, but the coating layer acts as a resistive layer, which deteriorates life characteristics.

안정적이고 출력 특성이 뛰어난 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
A cathode active material for a lithium secondary battery which is stable and has excellent output characteristics, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the same.

본 발명의 일 구현예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 코어; 및 상기 코어의 표면에 위치하고, 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층;을 포함하고, 상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면(interphase)이 존재하지 않는 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a core represented by the following general formula (1); And a coating layer disposed on the surface of the core and including a layered lithium metal composite oxide, wherein an interphase is not present between the core and the coating layer.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Li1 + xM1 yMn2 -x- yO4 Li 1 + x M 1 y Mn 2 -x- y O 4

상기 화학식 1에서, M1은 Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Pt, Ru, Sc, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, 또는 이들의 조합이고, 0≤x≤0.35, 0≤y≤1이다. Wherein M 1 is at least one element selected from the group consisting of Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, or a combination thereof and 0? X? 0.35 and 0? Y?

상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 니켈과 망간을 함유하는 것일 수 있다. The lithium metal composite oxide of the layered structure may contain nickel and manganese.

구체적으로 상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. Specifically, the lithium metal composite oxide of the layered structure may be represented by the following general formula (2).

[화학식 2](2)

LiaNibMncM2 1 -b- cO2 Li a Ni b Mn c M 2 1 -b- c O 2

상기 화학식 2에서, M2는 Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, 또는 이들의 조합이고, 0.8≤a≤1.5, 0.3≤b≤1, 0≤c≤0.5이다. In the above formula (2), M 2 is Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, or combinations thereof; 0.8? A? 1.5, 0.3 b? 1, 0? C? .

상기 화학식 2에서 b와 c의 범위는 구체적으로 0.5≤b≤0.7, 0.3≤c≤0.5일 수 있다. 또는 0.3≤b≤0.4, 0.3≤c≤0.4일 수 있다.In the above formula (2), the ranges of b and c may be specifically 0.5? B? 0.7 and 0.3? C? 0.5. Or 0.3? B? 0.4, 0.3? C? 0.4.

상기 M2는 일 예로 Co일 수 있다.The M 2 may be Co, for example.

상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 예를 들어 LiNi0 .5Mn0 .5O2, 또는 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2일 수 있다. Lithium metal composite oxide of the layer structure, for example, may be LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2 , or LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 .

상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함될 수 있다. The coating layer may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core.

상기 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조이고, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. The core represented by Formula 1 may have a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated and an average particle size of the secondary particles may be in a range of 5 to 20 占 퐉.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. The average particle diameter of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 5 탆 to 20 탆.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 리튬 원료, 전이금속 원료를 포함하는 코팅층 조성물을 준비하는 단계; 상기 코팅층 조성물에 화학식 1로 표시되는 코어를 투입하여 교반하는 단계; 상기 단계의 용액을 분무 건조(spray drying)하는 단계; 상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계; 및 상기 화학식 1로 표시되는 코어 및 상기 코어의 표면에 위치하고 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 활물질을 수득하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a lithium secondary battery, comprising the steps of: preparing a coating layer composition comprising a lithium source and a transition metal source; Adding and stirring the core represented by Formula 1 to the coating layer composition; Spray drying the solution of step (a); Heat treating the spray dried material; And a coating layer comprising a core represented by the general formula (1) and a lithium metal complex oxide layered on the surface of the core, wherein the coating layer has no interface between the core and the coating layer A method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery is provided.

상기 화학식 1의 정의는 전술한 바와 같다.The definition of the above formula (1) is as described above.

상기 전이금속 원료는 니켈 원료, 망간 원료, 코발트 원료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The transition metal source may comprise a nickel source, a manganese source, a cobalt source, or a combination thereof.

상기 전이금속 원료는 니켈 원료 및 망간 원료를 포함하고, 상기 니켈 원료 및 망간 원료의 함량 몰비는 5:5 내지 7:3일 수 있다.The transition metal source may include a nickel source and a manganese source, and the molar ratio of the nickel source and the manganese source may be 5: 5 to 7: 3.

상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 상기 화학식 2로 표시될 수 있다. 화학식 2의 정의는 전술한 바와 같다. The lithium metal composite oxide having the layered structure may be represented by the general formula (2). The definition of the formula (2) is as described above.

상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함될 수 있다. The coating layer may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core.

상기 분무 건조하는 단계에서 상기 건조 온도는 100℃ 내지 250℃일 수 있다. In the spray drying step, the drying temperature may be 100 ° C to 250 ° C.

상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계는 600℃ 내지 1000℃에서 수행될 수 있다. The step of heat-treating the spray-dried material may be performed at 600 ° C to 1000 ° C.

상기 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조이고, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다.The core represented by Formula 1 may have a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated and an average particle size of the secondary particles may be in a range of 5 to 20 占 퐉.

상기 제조된 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다.The average particle diameter of the prepared cathode active material for lithium secondary battery may be 5 탆 to 20 탆.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차전지용 양극 활물질을 포함하는 양극; 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해질;을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a positive electrode comprising a positive electrode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention; A negative electrode comprising a negative electrode active material; And an electrolyte.

안정적이고 출력 특성이 뛰어난 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
A positive electrode active material for a lithium secondary battery which is stable and excellent in output characteristics, a method for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same.

도 1은 실시예 1의 양극 활물질에 대한 투사전자현미경 사진이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1의 전지에 대한 고온 수명 특성 평가 그래프이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1의 전지에 대한 율특성 평가 그래프이다.1 is a projection electron micrograph of a cathode active material of Example 1. Fig.
2 is a graph showing the evaluation of high-temperature lifetime characteristics of the cells of Example 1 and Comparative Example 1. Fig.
3 is a graph showing the rate characteristic evaluation for the batteries of Example 1 and Comparative Example 1. Fig.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 발명의 일 구현예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 코어; 및 상기 코어의 표면에 위치하고, 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층;을 포함하고, 상기 코어와 코팅층 사이에 계면(interphase)이 존재하지 않는 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a core represented by the following general formula (1); And a coating layer disposed on the surface of the core and including a layered lithium metal composite oxide, wherein an interphase is not present between the core and the coating layer.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Li1 + xM1 yMn2 -x- yO4 Li 1 + x M 1 y Mn 2 -x- y O 4

상기 화학식 1에서, M1은 Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Pt, Ru, Sc, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, 또는 이들의 조합이고, 0≤x≤0.35, 0≤y≤1이다.Wherein M 1 is at least one element selected from the group consisting of Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, or a combination thereof and 0? X? 0.35 and 0? Y?

상기 양극 활물질은 안정적이고 출력특성이 우수하다.The cathode active material is stable and has excellent output characteristics.

코어와 코팅층 사이에 계면에 존재할 경우 상기 계면은 리튬이나 전자가 이동하는데 저항으로 작용할 수 있다. 상기 일 구현예에 따른 양극 활물질은 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않으며, 이에 따라 계면에 의한 저항 문제가 개선되어 전지의 출력 특성과 수명 특성 등이 향상될 수 있다.이러한 계면의 유무는 투사전자현미경(TEM) 등을 통하여 확인할 수 있다.When present at the interface between the core and the coating layer, the interface may act as a resistance to the movement of lithium or electrons. In the cathode active material according to one embodiment of the present invention, there is no interface between the core and the coating layer, thereby improving the resistance of the battery due to the interface, thereby improving the output characteristics and lifetime characteristics of the battery. It can be confirmed through an electron microscope (TEM) or the like.

상기 화학식 1로 표시되는 코어는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물로, 리튬과 망간 이외에 선택적으로 M1의 금속을 더 포함할 수도 있다.The core represented by Formula 1 is a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, and may further include a metal M 1 in addition to lithium and manganese.

상기 화학식 1에서 x의 범위는 0≤x≤0.35이고 구체적으로 0≤x≤0.3, 0≤x≤0.2, 0<x≤0.35, 0<x≤0.3, 0<x≤0.2일 수 있다.In the above formula (1), the range of x may be 0? X? 0.35, specifically 0? X? 0.3, 0? X? 0.2, 0 <x? 0.35, 0 <x? 0.3, 0 <x?

상기 화학식 1에서 y의 범위는 0≤y≤1이고, 구체적으로 0<y≤1, 0≤y≤0.9, 0≤y≤0.8, 0≤y≤0.7, 0≤y≤0.6, 0≤y≤0.5일 수 있다.In the formula (1), the range of y is 0? Y? 1, specifically 0? Y? 1, 0? Y? 0.9, 0? Y? 0.8, 0? Y? 0.7, 0? Y? 0.6, &Lt; / RTI &gt;

상기 일 구현예에서는 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조일 수 있으며, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 구체적으로 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 19㎛, 5㎛ 내지 18㎛, 5㎛ 내지 17㎛, 6㎛ 내지 20㎛, 7㎛ 내지 20㎛, 8㎛ 내지 20㎛, 9㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.In one embodiment, the core represented by Formula 1 may be a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated, and the average particle size of the secondary particles may be 5 to 20 占 퐉. Specifically, the secondary particles have an average particle size of 5 탆 to 19 탆, 5 탆 to 18 탆, 5 탆 to 17 탆, 6 탆 to 20 탆, 7 탆 to 20 탆, 8 탆 to 20 탆, Mu m, and 10 mu m to 20 mu m. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

상기 코팅층에서 상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 니켈과 망간을 함유하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. In the coating layer, the layered lithium metal composite oxide may contain nickel and manganese. Specifically, the lithium metal composite oxide of the layered structure may be represented by the following general formula (2).

[화학식 2](2)

LiaNibMncM2 1 -b- cO2 Li a Ni b Mn c M 2 1 -b- c O 2

상기 화학식 2에서, M2는 Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, 또는 이들의 조합이고, 0.8≤a≤1.5, 0.3≤b≤1, 0≤c≤0.5이다.In the above formula (2), M 2 is Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, or combinations thereof; 0.8? A? 1.5, 0.3 b? 1, 0? C? .

상기 화학식 2는 층상계 리튬니켈망간 복합 산화물로, 리튬, 니켈, 망간 이외에 선택적으로 M2를 더 포함할 수 있다.(2) is a layered lithium-nickel-manganese composite oxide, and may further include M 2 in addition to lithium, nickel, and manganese.

상기 화학식 2에서 a의 범위는 0.8≤a≤1.5이고, 구체적으로 0.8≤a≤1.4, 0.8≤a≤1.3, 0.8≤a≤1.2, 0.9≤a≤1.5, 0.9≤a≤1.4 등일 수 있다. In the above formula (2), the range of a may be 0.8? A? 1.5, specifically 0.8? A? 1.4, 0.8? A? 1.3, 0.8? A? 1.2, 0.9? A? 1.5, 0.9? A?

상기 화학식 2에서 b의 범위는 0.3≤b≤1이고 구체적으로 0.3≤b<1, 0.3≤b≤0.9, 0.3≤b≤0.8, 0.3≤b≤0.7, 0.3≤b≤0.6일 수 있다.In the above formula (2), the range of b may be 0.3? B? 1, specifically 0.3? B <1, 0.3? B? 0.9, 0.3? B? 0.8, 0.3? B? 0.7 and 0.3? B? 0.6.

상기 화학식 2에서 c의 범위는 0.3≤c≤0.5이고, 구체적으로 0.3≤c≤0.4일 수 있다.In the above formula (2), the range of c is 0.3? C? 0.5, and specifically 0.3? C? 0.4.

일 구현예에서 b와 c의 범위는 0.5≤c≤0.7 및 0.3≤c≤0.5일 수 있다.In one embodiment, the ranges of b and c may be 0.5? C? 0.7 and 0.3? C? 0.5.

다른 일 구현예에서 b와 c의 범위는 0.3≤b≤0.4, 0.3≤c≤0.4일 수 있다.In another embodiment, the ranges of b and c may be 0.3? B? 0.4, 0.3? C? 0.4.

상기 M2는 일 예로 Co일 수 있다.The M 2 may be Co, for example.

상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 예를 들어 LiNi0 .5Mn0 .5O2, 또는 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2일 수 있다. 이와 같이 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물이 상기의 구성을 만족할 경우, 상기 양극 활물질은 안정한 층상계 물질이 코팅되어, 우수한 안정성과 출력특성을 구현할 수 있다.Lithium metal composite oxide of the layer structure, for example, may be LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2 , or LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 . When the layered lithium metal composite oxide satisfies the above-described configuration, the cathode active material is coated with a stable layered material, and excellent stability and output characteristics can be realized.

상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로 1 내지 9중량부, 1 내지 8중량부, 2 내지 10중량부, 3 내지 10중량부 포함될 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 안정성과 출력특성을 나타낼 수 있다. The coating layer may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core. Specifically 1 to 9 parts by weight, 1 to 8 parts by weight, 2 to 10 parts by weight, and 3 to 10 parts by weight. In this case, the cathode active material can exhibit excellent stability and power characteristics.

상기 코팅층은 분무 건조 등의 방법으로 상기 코어에 코팅될 수 있으며, 코팅층의 형성 방법에 대해서는 이하 자세히 설명하도록 한다.The coating layer may be coated on the core by spray drying or the like, and a method of forming the coating layer will be described in detail below.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 구체적으로 5㎛ 내지 19㎛, 5㎛ 내지 18㎛, 6㎛ 내지 20㎛, 7㎛ 내지 20㎛, 8㎛ 내지 20㎛, 9㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.The average particle diameter of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 5 탆 to 20 탆. Specifically, it may be 5 탆 to 19 탆, 5 탆 to 18 탆, 6 탆 to 20 탆, 7 탆 to 20 탆, 8 탆 to 20 탆, 9 탆 to 20 탆 and 10 탆 to 20 탆. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 리튬 원료, 전이금속 원료를 포함하는 코팅층 조성물을 준비하는 단계; 상기 코팅층 조성물에 상기 화학식 1로 표시되는 코어를 투입하여 교반하는 단계; 상기 단계의 용액을 분무 건조(spray drying)하는 단계; 상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계; 및 상기 화학식 1로 표시되는 코어 및 상기 코어의 표면에 위치하고 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 활물질을 수득하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a lithium secondary battery, comprising the steps of: preparing a coating layer composition comprising a lithium source and a transition metal source; Adding the core represented by Formula 1 to the coating layer composition and stirring the mixture; Spray drying the solution of step (a); Heat treating the spray dried material; And a coating layer comprising a core represented by the general formula (1) and a lithium metal complex oxide layered on the surface of the core, wherein the coating layer has no interface between the core and the coating layer A method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery is provided.

상기 제조 방법에 따라 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 양극 활물질을 합성할 수 있다. 상기 제조 방법에 의하여 제조된 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 안정적이고 출력특성이 우수하다.According to the above production method, a cathode active material having no interface between the core and the coating layer can be synthesized. The cathode active material for a lithium secondary battery produced by the above production method is stable and has excellent output characteristics.

상기 화학식 1의 정의와 이에 대한 설명은 전술한 바와 같다.The definition of Formula 1 and the description thereof are as described above.

상기 화학식 1로 표시되는 코어는 일반적으로 사용되는 스피넬계 활물질의 제조 방법에 의해 제조될 수 있고, 예를 들어 고상법, 또는 분무 건조 방법 등에 의해 제조될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 코어의 제조 공정에는 소성 공정이 포함될 수 있는데, 이때 소성 온도는 600 내지 1000℃이고 소성 시간은 2 내지 20시간일 수 있다.The core represented by the formula (1) can be produced by a method for producing a spinel-based active material generally used, and can be produced by, for example, a solid phase method or a spray drying method. The process for producing the core represented by Formula 1 may include a calcination process, wherein the calcination temperature is 600 to 1000 ° C and the calcination time is 2 to 20 hours.

상기 전이금속 원료는 구체적으로 니켈 원료, 망간 원료, 코발트 원료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 예로 상기 전이금속 원료는 니켈 원료 및 망간 원료를 포함할 수 있다. 다른 예로 상기 전이금속 원료는 니켈 원료, 망간 원료, 및 코발트 원료를 포함할 수 있다. The transition metal source may specifically include a nickel source, a manganese source, a cobalt source, or a combination thereof. For example, the transition metal source may include a nickel source and a manganese source. As another example, the transition metal source may include a nickel source, a manganese source, and a cobalt source.

상기 니켈 원료는 예를 들어 황산니켈염, 질산니켈염, 염산니켈염, 초산니켈염, 또는 이들의 조합일 수 있다.　또한 상기 망간 원료는 예를 들어 황산망간염, 질산망간염, 염산망간염, 초산망간염, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 코발트 원료는 구체적으로 황산코발트염, 질산코발트염, 염산코발트염, 초산코발트염, 또는 이들의 조합일 수 있다.The nickel source may be, for example, a nickel sulfate salt, a nickel nitrate salt, a nickel chloride salt, a nickel acetate salt, or a combination thereof. The manganese raw material may be, for example, manganese sulfate, manganese nitrate, manganese hydrochloride, manganese nitrate, or a combination thereof. The cobalt raw material may specifically be a cobalt sulfate cobalt salt, a cobalt nitrate salt, a cobalt hydrochloride salt, a cobalt acetate salt, or a combination thereof.

일 예로 상기 전이금속 원료는 니켈 원료 및 망간 원료를 포함하고, 상기 니켈 원료 및 망간 원료의 함량 몰비는 5:5 내지 7:3일 수 있다. 다른 예로 상기 전이금속 원료는 니켈 원료, 망간 원료, 및 코발트 원료를 포함하고, 상기 전이금속 원료 총량에 대하여 상기 니켈 원료는 30 내지 40 몰%, 상기 망간 원료는 30 내지 40 몰%, 상기 코발트 원료는 30 내지 40 몰% 포함될 수 있다.For example, the transition metal raw material may include a nickel raw material and a manganese raw material, and the molar ratio of the nickel raw material and the manganese raw material may be 5: 5 to 7: 3. As another example, the transition metal raw material includes a nickel raw material, a manganese raw material, and a cobalt raw material, wherein the nickel raw material is 30 to 40 mol%, the manganese raw material is 30 to 40 mol%, the cobalt raw material May be contained in an amount of 30 to 40 mol%.

상기 제조된 양극 활물질의 코팅층에 포함되는 상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 상기 화학식 2로 표시될 수 있다. 화학식 2의 정의와 이에 대한 설명은 전술한 바와 같다.The lithium metal composite oxide of the layered structure included in the coating layer of the cathode active material may be represented by the general formula (2). The definition of the formula (2) and the description thereof are as described above.

상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 예를 들어 LiNi0 .5Mn0 .5O2, 또는 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2일 수 있다. Lithium metal composite oxide of the layer structure, for example, may be LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2 , or LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 .

이와 같이 상기 코팅층에 안정한 층상계 물질이 코팅되어 안정성과 출력특성이 향상될 수 있다.As described above, a stable layering material is coated on the coating layer to improve stability and output characteristics.

상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로 1 내지 9중량부, 1 내지 8중량부, 2 내지 10중량부, 3 내지 10중량부 포함될 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 안정성과 출력특성을 나타낼 수 있다. The coating layer may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core. Specifically 1 to 9 parts by weight, 1 to 8 parts by weight, 2 to 10 parts by weight, and 3 to 10 parts by weight. In this case, the cathode active material can exhibit excellent stability and power characteristics.

상기 분무 건조하는 단계에서 상기 건조 온도는 100℃ 내지 250℃일 수 있다. 이 경우 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 활물질을 효과적으로 제조할 수 있다.In the spray drying step, the drying temperature may be 100 ° C to 250 ° C. In this case, an active material having no interface between the core and the coating layer can be effectively produced.

상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계는 600℃ 내지 1000℃, 구체적으로 600℃ 내지 900℃, 600℃ 내지 800℃, 700℃ 내지 1000℃에서 수행될 수 있다. 이 경우 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 활물질을 효과적으로 제조할 수 있고, 이에 따라 우수한 출력 특성, 수명 특성 등을 가지는 전지를 제조할 수 있다.The step of heat-treating the spray-dried material may be performed at 600 ° C to 1000 ° C, specifically 600 ° C to 900 ° C, 600 ° C to 800 ° C, and 700 ° C to 1000 ° C. In this case, an active material having no interface between the core and the coating layer can be effectively produced, and thus a battery having excellent output characteristics, life characteristics and the like can be manufactured.

상기 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조이고, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 구체적으로 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 19㎛, 5㎛ 내지 18㎛, 5㎛ 내지 17㎛, 6㎛ 내지 20㎛, 7㎛ 내지 20㎛, 8㎛ 내지 20㎛, 9㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.The core represented by Formula 1 may have a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated and an average particle size of the secondary particles may be in a range of 5 to 20 占 퐉. Specifically, the secondary particles have an average particle size of 5 탆 to 19 탆, 5 탆 to 18 탆, 5 탆 to 17 탆, 6 탆 to 20 탆, 7 탆 to 20 탆, 8 탆 to 20 탆, Mu m, and 10 mu m to 20 mu m. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

상기 제조된 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 구체적으로 5㎛ 내지 19㎛, 5㎛ 내지 18㎛, 6㎛ 내지 20㎛, 7㎛ 내지 20㎛, 8㎛ 내지 20㎛, 9㎛ 내지 20㎛, 10㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.The average particle diameter of the prepared cathode active material for lithium secondary battery may be 5 탆 to 20 탆. Specifically, it may be 5 탆 to 19 탆, 5 탆 to 18 탆, 6 탆 to 20 탆, 7 탆 to 20 탆, 8 탆 to 20 탆, 9 탆 to 20 탆 and 10 탆 to 20 탆. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차전지용 양극 활물질을 포함하는 양극; 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해질;을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a positive electrode comprising a positive electrode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention; A negative electrode comprising a negative electrode active material; And an electrolyte.

상기 양극은 본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질과, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 양극 활물질 조성물을 제조한 다음, 알루미늄 집전체 상에 직접 코팅 및 건조하여 제조한다. 또는 상기 양극 활물질 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 알루미늄 집전체 상에 라미네이션하여 제조가 가능하다.The positive electrode is prepared by preparing a positive electrode active material composition by mixing a positive electrode active material according to an embodiment of the present invention, a conductive material, a binder and a solvent, and then directly coating and drying on the aluminum current collector. Or by casting the positive electrode active material composition on a separate support, then peeling the support from the support, and laminating the resulting film on an aluminum current collector.

상기 도전재는 카본 블랙, 흑연, 금속 분말을 사용하며, 결합제는 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물이 가능하다. 또한 용매는 N-메틸피롤리돈, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 데칸 등을 사용한다. 이때 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준으로 사용된다.The conductive material may be selected from the group consisting of carbon black, graphite, and metal powder. The binder may include vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene And mixtures thereof. Further, N-methylpyrrolidone, acetone, tetrahydrofuran, decane and the like are used as the solvent. At this time, the content of the cathode active material, the conductive material, the binder and the solvent is used at a level normally used in a lithium secondary battery.

상기 음극은 양극과 마찬가지로 음극 활물질, 결합제 및 용매를 혼합하여 애노드 활물질 조성물을 제조하며, 이를 구리 집전체에 직접 코팅하거나 별도의 지지체 상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 음극 활물질 필름을 구리 집전체에 라미네이션하여 제조한다. 이때 음극 활물질 조성물에는 필요한 경우에는 도전재를 더욱 함유하기도 한다.The negative electrode is prepared by mixing an anode active material, a binder and a solvent in the same manner as in the case of the anode. The anode active material composition is directly coated on the copper current collector or cast on a separate support, and the anode active material film, Laminated. At this time, the negative electrode active material composition may further contain a conductive material if necessary.

상기 음극 활물질로는 리튬을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 예컨대, 리튬 금속이나 리튬 합금, 코크스, 인조 흑연, 천연 흑연, 유기 고분자 화합물 연소체, 탄소 섬유 등을 사용한다. 또한 도전재, 결합제 및 용매는 전술한 양극의 경우와 동일하게 사용된다. As the negative electrode active material, a material capable of intercalating / deintercalating lithium is used. For example, lithium metal, lithium alloy, coke, artificial graphite, natural graphite, organic polymeric compound combustion material, . The conductive material, the binder and the solvent are used in the same manner as in the case of the above-mentioned anode.

상기 세퍼레이터는 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며, 일예로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.The separator may be polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or a multilayer film of two or more thereof. The separator may be a polyethylene / polypropylene double-layer separator, It is needless to say that a mixed multilayer film such as a polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, a polypropylene / polyethylene / polypropylene three-layer separator and the like can be used.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하며, 리튬염이 용해된 것을 사용한다. As the electrolyte to be charged into the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a known solid electrolyte may be used, and a lithium salt dissolved therein may be used.

상기 비수성 전해질의 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등의 환상 카보네이트; 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 쇄상 카보네이트; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 에테르류; 아세토니트릴 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류 등을 사용할 수 있다. 이들을 단독또는 복수개 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 환상 카보네이트와 쇄상 카보네이트와의 혼합 용매를 바람직하게 사용할 수 있다.The solvent of the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and? -Butyrolactone; Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane and 2-methyltetrahydrofuran; Nitriles such as acetonitrile; Amides such as dimethylformamide and the like can be used. These may be used singly or in combination. Particularly, a mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate can be preferably used.

또한 전해질로서, 폴리에틸렌옥시드, 폴리아크릴로니트릴 등의 중합체 전해질에 전해액을 함침한 겔상 중합체 전해질이나, LiI, Li3N 등의 무기 고체 전해질이 가능하다.As the electrolyte, a gelated polymer electrolyte in which an electrolyte solution is impregnated with a polymer electrolyte such as polyethylene oxide or polyacrylonitrile, or an inorganic solid electrolyte such as LiI or Li 3 N can be used.

이때 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.Wherein the lithium salt is selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCl, and LiI.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example 1 One

(양극 활물질의 제조) (Production of cathode active material)

리튬 아세테이트, 니켈 아세테이트, 망간 아세테이트를 1:0.5:0.5의 중량비로 물에 투입하여 혼합한다. 제조된 금속염 수용액에 LiMn2O4 파우더를 넣고 교반한 후 분무 건조한다. 건조 온도는 200℃이며, 코팅 함량은 5중량%이다. 이후 750℃에서 3시간 동안 소성하여, LiMn2O4 표면에 LiNi0 .5Mn0 .5O2가 코팅된 양극 활물질을 제조한다.Lithium acetate, nickel acetate and manganese acetate are added to water at a weight ratio of 1: 0.5: 0.5 and mixed. LiMn 2 O 4 powder is added to the prepared metal salt aqueous solution, stirred and spray-dried. The drying temperature is 200 占 폚, and the coating content is 5% by weight. And after calcined at 750 ℃ for 3 hours, to prepare a LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2 positive active material is coated on the surface of LiMn 2 O 4.

(전지의 제조)(Manufacture of Battery)

상기에서 제조한 양극 활물질과 도전재로 슈퍼-P, 바인더로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 각각 95:2.5:2.5의 중량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 15 ㎛ 두께의 알루미늄박에 균일하게 도포하고, 120℃의 온도에서 진공 건조하여 양극을 제조하였다.Super-P as the cathode active material, conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed at a weight ratio of 95: 2.5: 2.5, respectively, to prepare a slurry. The slurry was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 탆, and vacuum dried at a temperature of 120 캜 to prepare a positive electrode.

상기 제조된 양극과 리튬 호일을 상대 전극으로 하며, 에틸렌카보네이트와 디에틸카보네이트 1:1 부피비로 혼합한 용매에 LiPF6가 1.1M 농도로 녹아 있는 액체 전해액을 사용하여 통상적으로 알려져 있는 제조 공정에 따라 반쪽 셀을 제조 하였다.Using the prepared positive electrode and lithium foil as a counter electrode, a liquid electrolyte in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.1 M in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a volume ratio of 1: 1 by volume, Half cells were prepared.

비교예Comparative Example 1 One

LiMn2O4를 양극 활물질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반쪽 셀을 제조하였다. A half cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that LiMn 2 O 4 was used as a cathode active material.

평가예Evaluation example 1: 투사전자현미경( 1: Projection electron microscope ( TEMTEM ) 사진) Picture

실시예 1에서 제조한 양극 활물질에 대하여 투사전자현미경으로 관찰하였고 그 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1을 참고하면, 상기 양극 활물질의 표면에서 스피넬 구조의 코어와 층상구조의 코팅층이 존재하는 것을 알 수 있고, 또한 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는다는 것을 확인할 수 있다. The cathode active material prepared in Example 1 was observed with a projection electron microscope and the photograph is shown in FIG. Referring to FIG. 1, it can be seen that a spinel core and a layered coating exist on the surface of the cathode active material, and there is no interface between the core and the coating layer.

평가예Evaluation example 2: 고온 수명 특성 평가 2: Evaluation of high-temperature lifetime characteristics

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대하여 13mA/g, 60℃에서의 수명 특성을 평가하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2를 참고하면, 비교예에 비하여 실시예의 경우 고온 수명 특성이 향상되었음을 알 수 있다.The life characteristics at 13 mA / g and 60 deg. C were evaluated for the cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1, and the results are shown in Fig. Referring to FIG. 2, it can be seen that, in comparison with the comparative example, the high temperature lifetime characteristics of Examples are improved.

평가예Evaluation example 3:  3: 율특성Rate characteristic 평가 evaluation

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대하여 율특성을 평가하였고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 25℃, 3.0V와 4.3V 사이에서 65mA/g(0.5C) 부터 1300mA/g(10C)까지 측정하였다. 도 3을 참고하면 실시예의 경우 비교예에 비하여 율특성이 향상되었음을 알 수 있다.The rate characteristics of the cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated, and the results are shown in FIG. (0.5 C) to 1300 mA / g (10 C) between 3.0 V and 4.3 V at 25 캜. Referring to FIG. 3, it can be seen that the rate characteristic of the embodiment is improved as compared with the comparative example.

스피넬 구조의 코어 표면에 안정한 층상계 물질이 코팅되었고, 또한 코어와 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않아 수명 특성 및 율특성이 향상된 것으로 평가된다.It was evaluated that the stable layered material was coated on the core surface of the spinel structure and the interface between the core and the coating layer was not present, thereby improving the lifetime characteristics and the rate characteristics.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (20)

하기 화학식 1로 표시되는 코어; 및
상기 코어의 표면에 위치하고, 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층;을 포함하고,
상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면(interphase)이 존재하지 않는
리튬 이차 전지용 양극 활물질:
[화학식 1]
Li1 + xM1 yMn2 -x- yO4
상기 화학식 1에서, M1은 Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Pt, Ru, Sc, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, 또는 이들의 조합이고, 0≤x≤0.35, 0≤y≤1이다.A core represented by the following formula (1); And
And a coating layer disposed on the surface of the core and including a layered lithium metal composite oxide,
Wherein no interphase exists between the core and the coating layer
Cathode active material for lithium secondary battery:
[Chemical Formula 1]
Li 1 + x M 1 y Mn 2 -x- y O 4
Wherein M 1 is at least one element selected from the group consisting of Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, or a combination thereof and 0? X? 0.35 and 0? Y? 제1항에서,
상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 니켈과 망간을 함유하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.The method of claim 1,
Wherein the layered lithium metal composite oxide contains nickel and manganese. 제2항에서,
상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 이차 전지용 양극 활물질:
[화학식 2]
LiaNibMncM2 1 -b- cO2
상기 화학식 2에서, M2는 Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, 또는 이들의 조합이고, 0.8≤a≤1.5, 0.3≤b≤1, 0≤c≤0.5이다.3. The method of claim 2,
Wherein the layered lithium metal composite oxide is represented by the following formula (2): &lt; EMI ID =
(2)
Li a Ni b Mn c M 2 1 -b- c O 2
In the above formula (2), M 2 is Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, or combinations thereof; 0.8? A? 1.5, 0.3 b? 1, 0? C? . 제3항에서,
상기 화학식 2에서 0.5≤b≤0.7, 0.3≤c≤0.5인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.4. The method of claim 3,
0.5? B? 0.7 and 0.3? C? 0.5 in the above formula (2). 제3항에서,
상기 화학식 2에서 0.3≤b≤0.4, 0.3≤c≤0.4인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.4. The method of claim 3,
0.3? B? 0.4 and 0.3? C? 0.4 in the above formula (2). 제5항에서,
상기 M2는 Co인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.The method of claim 5,
Wherein M &lt; 2 &gt; is Co. 제3항에서,
상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 LiNi0 .5Mn0 .5O2, 또는 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.4. The method of claim 3,
Lithium metal composite oxide of the layer structure is LiNi 0 .5 Mn 0 .5 O 2 , or LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 is a lithium secondary battery positive electrode active material. 제1항에서,
상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.The method of claim 1,
Wherein the coating layer is contained in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core. 제1항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조이고, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.The method of claim 1,
Wherein the core represented by Formula 1 is a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated and an average particle diameter of the secondary particles is 5 to 20 占 퐉. 제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.The method of claim 1,
Wherein the average particle diameter of the positive electrode active material for a lithium secondary battery is 5 占 퐉 to 20 占 퐉. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 양극 활물질을 포함하는 양극;
음극; 및
전해질을 포함하는 리튬 이차 전지.A cathode comprising the cathode active material according to any one of claims 1 to 10;
cathode; And
A lithium secondary battery comprising an electrolyte. 리튬 원료, 전이금속 원료를 포함하는 코팅층 조성물을 준비하는 단계;
상기 코팅층 조성물에 하기 화학식 1로 표시되는 코어를 투입하여 교반하는 단계;
상기 단계의 용액을 분무 건조(spray drying)하는 단계;
상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계; 및
상기 화학식 1로 표시되는 코어 및 상기 코어의 표면에 위치하고 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 코어와 상기 코팅층 사이에 계면이 존재하지 않는 활물질을 수득하는 단계
를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법:
[화학식 1]
Li1 + xM1 yMn2 -x- yO4
상기 화학식 1에서, M1은 Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Pt, Ru, Sc, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, 또는 이들의 조합이고, 0≤x≤0.35, 0≤y≤1이다.Preparing a coating layer composition comprising a lithium source and a transition metal source;
Adding a core represented by the following Formula 1 to the coating layer composition and stirring the mixture;
Spray drying the solution of step (a);
Heat treating the spray dried material; And
The step of obtaining an active material having a core represented by Formula 1 and a coating layer disposed on the surface of the core and including a layered lithium metal composite oxide and having no interface between the core and the coating layer
: &Lt; / RTI &gt; a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery comprising:
[Chemical Formula 1]
Li 1 + x M 1 y Mn 2 -x- y O 4
Wherein M 1 is at least one element selected from the group consisting of Al, Ag, Au, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ir, Lu, Mg, Mo, Ni, Os, Pd, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, or a combination thereof and 0? X? 0.35 and 0? Y? 제12항에서,
상기 전이금속 원료는 니켈 원료, 망간 원료, 코발트 원료, 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the transition metal raw material comprises a nickel raw material, a manganese raw material, a cobalt raw material, or a combination thereof. 제13항에서,
상기 전이금속 원료는 니켈 원료 및 망간 원료를 포함하고,
상기 니켈 원료 및 망간 원료의 함량 몰비는 5:5 내지 7:3인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 13,
Wherein the transition metal source comprises a nickel source and a manganese source,
Wherein the molar ratio of the nickel material and the manganese raw material is 5: 5 to 7: 3. 제13항에서,
상기 층상구조의 리튬 금속 복합 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법:
[화학식 2]
LiaNibMncM2 1 -b- cO2
상기 화학식 2에서, M2는 Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, 또는 이들의 조합이고, 0.8≤a≤1.5, 0.3≤b≤1, 0≤c≤0.5이다.The method of claim 13,
Wherein the layered lithium metal composite oxide is represented by the following Formula 2:
(2)
Li a Ni b Mn c M 2 1 -b- c O 2
In the above formula (2), M 2 is Co, Al, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, V, Ti, or combinations thereof; 0.8? A? 1.5, 0.3 b? 1, 0? C? . 제12항에서,
상기 코팅층은 상기 코어 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 포함되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the coating layer is included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the core. 제12항에서,
상기 분무 건조하는 단계에서 상기 건조 온도는 100℃ 내지 250℃인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the drying temperature is 100 ° C to 250 ° C in the step of spray drying the cathode active material for a lithium secondary battery. 제12항에서,
상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계는 600℃ 내지 1000℃에서 수행되는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the step of heat-treating the spray-dried material is performed at 600 ° C to 1000 ° C. 제12항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 코어는 1차 입자가 응집된 2차 입자의 구조이고, 상기 2차 입자의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the core represented by Formula 1 is a structure of secondary particles in which primary particles are aggregated and an average particle size of the secondary particles is 5 to 20 占 퐉. 제12항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 평균 입경은 5㎛ 내지 20㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the average particle diameter of the positive electrode active material for a lithium secondary battery is 5 占 퐉 to 20 占 퐉.
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