KR101617836B1 - 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법 - Google Patents

이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전도성을 가지는 다양한 탄소 소재를 이용한 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 공침법 및 수열반응을 순차적으로 적용하여 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있으며, 따라서 이온 전도도 및 전자 전도도가 보다 향상되고, 고용량, 고안정성, 높은 충방전 사이클 및 향상된 전기화학적 특성을 가지는 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법{Carbon coated electrode active material for secondary battery, and fabrication methode for preparing the same}
본 발명은 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지(Secondary cell)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장한 후, 필요할 때에 전기를 만들어 내는 소자를 말한다. 일반적으로 사용되는 이차전지로는 납축전지, 니켈 카드뮴(NiCd) 이차전지, 니켈수소(NiH) 이차전지, 리튬(Li) 이차전지 및 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등을 들 수 있다.
이러한 이차전지는 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라 등의 소형 전자기기용 전원뿐만 아니라, 하이브리드자동차, 플러그인 자동차, 전기 자동차의 중대형 전지, 태양광 에너지 저장용 대형전지 등으로 널리 사용되고 있어, 그 적용분야가 점차적으로 확대되고 있다. 이러한 고효율의 이차전지 특성을 만족시키기 위하여 이차전지 활물질의 단위 무게당 용량 또는 단위 부피당 높은 효율 및 높은 충진밀도(Packing density)를 요구하고 있다.
특히 요즘 많이 상용화되어 쓰이고 있는 리튬이차전지는 불순물로 인해 낮은 수명 특성과 고온 방치 특성의 문제가 있어 결과적으로 리튬이차전지의 성능을 저하시키기 때문에 리튬이차전지의 상용화를 어렵게 만드는 주요한 원인이 되어 왔다.
이에 근래에는 리튬 전이금속산화물의 불순물을 제거하기 위한 여러 가지 방법이 소개되고 있다. 예를 들면 리튬 전이금속산화물 합성 시 물, 알코올 등으로 습식 처리 후 건조시키는 방법, 망간산화물 또는 알루미늄 등을 표면에 코팅해주는 방법 등이 있다. 그러나 상기와 같은 방법들은 가격이 비싸고 리튬이온의 탈리로 인한 충방전 횟수 감소와 활물질 구조에 영향을 줄 수 있다는 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제10-0821523호에는 이를 극복하기 위하여 리튬 금속산화물을 물로 세척한 후 건조 및 열처리하는 방법이 공지되어 있다. 그러나 상기와 같은 방법에도 불구하고, 낮은 이론용량으로(372 mAh/g) 인한 고에너지 특성 구현이 어려운 문제를 가지기 때문에 이를 해결하기 위한 방법으로 비탄소계로서 다양한 조성의 나노 구조체 및 금속산화물들을 이용하는 연구가 필요하다.
또한 대부분의 금속산화물 소재는 이온 전도성이 매우 낮아, 이종원소 도핑 또는 인위적인 결함 형성 등의 복잡한 공정이 필요하다. 특히 전이 금속을 포함하는 금속산화물 나노입자는 리튬의 삽입 및 탈리에 따른 체적변화가 아주 적고, 안정성이 높다는 장점을 갖고 있어 현재 리튬이차전지의 전극소재로서 활용도가 매우 높지만, 전자 전도도가 낮고 용량이 상대적으로 작다는 불리한 문제가 있다.
특히 종래 발명들은 탄소 코팅 시 양극의 구조적 안정성을 보장하지 못해, 높은 비표면적을 갖는 구조를 유지하는 것이 어렵고, 따라서 전지특성이 불안정하고, 전지효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 때문에 자동차용 배터리와 같은 높은 전력이 필요한 경우에 사용이 어려운 문제가 있어 이를 개선하기 위한 연구가 필요하다.
한국공개특허 제10-2009-0124239호 한국등록특허 제10-0821523호
본 발명의 목적은 탄소 코팅 층이 형성되면서도 코팅 층 내부의 금속산화물은 단위체적당 높은 표면적을 유지하여, 이온 전도도, 전자 전도도, 전극밀도 및 충방전 사이클 등의 전기화학적 특성이 보다 향상된 탄소 코팅된 이차전지용 전극소재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 a) 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계, b) 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계 및 c) 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 이차전지 전극용 탄소 코팅된 전극소재의 제조 방법 및 이로 제조된 전극소재에 관한 것이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계의 공침에 의해 생성되는 1차 입자가 상기 b) 단계의 수열반응에 의해 구형의 다공성 구조를 갖는 2차 입자로 성장 또는 응집될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체 수용액은 금속 전구체를 포함하며, 상기 금속 전구체 및 상기 공침제의 혼합비는 제한되지는 않지만, 예컨대 금속 전구체 100 중량부에 대하여, 공침제 10 내지 500 중량부인 것을 예시할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체 수용액은 금속 전구체를 포함하며, 상기 금속 전구체는 제한되지는 않지만, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Rf, Db, Sg, Bh, Hs 및 Cn 등의 금속 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계의 공침제는 제한되지는 않지만, 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 암모니아(NH3), 우레아(CH4N2O), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 탄산칼륨(K2CO3) 등의 공침제 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계의 상기 수열반응은 제한되지는 않지만, 마이크로웨이브가 인가되어 진행될 수 있다.
구체적인 일 예로, 제한되지는 않지만, 예컨대 상기 b) 단계의 상기 수열반응은 10 내지 1200 W 및 300 MHz 내지 1 Thz 주파수에서 5 내지 90 분 동안 마이크로웨이브가 인가되어 진행되는 것을 예시할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 c) 단계의 혼합물은 제한되지는 않지만, 예컨대 생성물 100 중량부에 대하여, 카본 형성 화합물 0.01 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.본 발명의 일 예에 있어서, 상기 카본 형성 화합물은 탄소를 함유한 물질이라면 제한되지는 않지만, 예컨대 당 및 유기산 등의 탄소를 함유한 유기물질 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 당은 단당류, 이당류 및 다당류 등의 당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다.
예컨대 상기 단당류는 포도당(Glucose), 과당(Fructose) 및 갈락토오스(Galactose) 등의 단당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 상기 이당류는 자당(Sucrose), 맥아당(Maltose) 및 젖당(Lactose) 등의 이당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 상기 다당류는 올리고당(Oligosaccharides), 덱스트린(Dextrin), 셀룰로오스(Cellulose), 전분(Starch) 및 글리코겐(Glycogen) 등의 다당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다.
예컨대 상기 유기산은 시트르산(Citric acid), 아스코브르산(Ascorbic acid), 스테아린산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 올레산(Oleic acid), 팔미틱산(Palmitic acid), 타르타르산(Tartaric acid), 글라이콜릭산(Glycolic acid), 히알루론산(Hyaluronic acid), 락틱산(Lactic acid), 말릭산(Malic acid) 및 클로로겐산(Chlorogenic acid) 등의 유기산 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 탄소 코팅된 이차전지용 전극소재는 공침법 및 수열반응을 순차적으로 반응시켜, 탄소 코팅 층이 형성되면서도 코팅 층 내부의 금속산화물은 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있는 특징이 있다.
또한 본 발명의 탄소 코팅된 이차전지용 전극소재는 마이크로웨이브의 인가에 의한 수열반응을 통해, 상기 구형의 다공성 구조와 함께 나노단위의 작은 평균 입자를 가지면서도 균일한 분포를 가지는 특징이 있다.
따라서 상기 특징에 기인하여, 본 발명의 탄소 코팅된 이차전지용 전극소재는 이온 전도도, 전자 전도도, 전극밀도 및 충방전 사이클이 보다 향상되고, 고용량, 고안정성 및 우수한 전기화학적 특성이 있다.
또한 본 발명의 탄소 코팅된 이차전지용 전극소재는 이차전지 전극소재뿐만 아니라, 나노 구조체 또는 금속산화물을 이용하는 다양한 분야에 적용 가능한 장점이 있다.
도 1은 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 전극소재를 X선 회절 분석한 결과를 도시한 그래프이고,
도 2는 실시예 5 내지 실시예 8 및 비교예 2에 따른 전극소재를 X선 회절 분석한 결과를 도시한 그래프이고,
도 3은 실시예 3, 실시예 7, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 전극소재의 주사전자현미경(Scanning electron microscope; SEM)으로 관찰한 이미지이고,
도 4는 실시예 3, 실시예 7, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 전극소재의 충전 및 방전용량의 전기화학적 특성 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 실시예 2 내지 실시예 4 및 비교예 1에 따른 전극소재의 사이클 횟수에 대한 방전용량의 전기화학적 특성 결과를 도시한 그래프이고,
도 6은 실시예 6 내지 실시예 8 및 비교예 2에 따른 전극소재의 사이클 횟수에 대한 방전용량의 전기화학적 특성 결과를 도시한 그래프이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 및 그 제조 방법을 상세히 설명한다.
다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 중량을 의미한다.
본 발명은 금속산화물계 나노입자 표면에 전도성 탄소 물질을 코팅하여 전기화학적 특성이 우수한 전극소재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 목적이다. 즉, 탄소 코팅 층을 형성시키면서도 탄소 코팅 층 내부 금속산화물은 나노단위의 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있는 전극소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성시키기 위해, 본 발명은 a) 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계, b) 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계 및 c) 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 제조 방법을 통하여, 이차전지 전극용 탄소 코팅된 전극소재를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 a) 단계에서 공침법을 이용하여 금속 1차 입자를 생성한 후, b) 단계에서 상기 1차 입자를 수열반응을 통하여 성장 및 응집시켜 2차 입자로 형성시킨다. 그리고 c) 단계에서 상기 2차 입자를 포함하는 상기 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하여 탄소 코팅된 금속 산화물을 제조하는 단계를 포함하는 이차전지 전극용 탄소 코팅된 전극소재의 제조 방법 및 이로 제조된 전극소재에 관한 것이다.
또한 본 발명은 공침법(Co-precipitation) 및 수열반응(Hydrothermal reaction) 방법을 순차적으로 적용하여, 구형의 다공성 구조를 가지는 금속산화물의 제조가 가능하며, 특히 상기 금속산화물에 탄소 코팅을 함에도 불구하고, 상기 구조를 유지할 수 있는 전극소재를 제공할 수 있다.
따라서 본 발명은 보다 안정적인 전극소재 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있으며, 또한 상기 전극소재는 이온 전도도, 전자 전도도, 전극밀도 및 충방전 사이클이 보다 향상되어, 높은 용량 및 높은 수명의 우수한 전기화학적 특성이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 마이크로웨이브를 인가하여 수열반응을 진행함으로서 구형의 다공성 구조와 함께, 나노단위의 균일한 분포의 입자를 가진 전극소재 및 이의 제조 방법 또한 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
본 발명은 a) 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계, b) 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계 및 c) 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 이차전지 전극용 탄소 코팅된 전극소재의 제조 방법 및 이로 제조된 전극소재에 관한 것이다.
상기 a) 단계는 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계일 수 있으며, 상기 수용액에 함유되어 있는 금속 전구체가 공침제와 반응 및 석출되어 1차 입자가 생성될 수 있다. 또한 상기 금속 전구체로부터 매우 미세한 나노단위의 1차 입자가 생성될 수 있다.
또한 상기 b) 단계는 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계일 수 있으며, 상기 a) 단계에서 생성된 1차 입자가 상기 수열반응에 의해 구형의 다공성 구조를 갖는 2차 입자로 성장 또는 응집될 수 있다. 또한 상기 b) 단계의 수열반응을 거침으로서, 상기 a) 단계에서 생성된 미세한 나노단위의 1차 입자에서부터 2차 입자로 구형의 다공성 구조를 유지하면서 성장되게 된다. 따라서 금속산화물 표면만이 아닌 내부까지 다공성 구조를 가지게 되어, 3차원 상의 단위체적 당 높은 표면적을 갖는 특징이 있다.
이러한 3차원 상의 단위체적 당 높은 표면적을 갖는 특징은 상기 a) 단계의 공침 단계 및 상기 b) 단계의 수열반응 단계가 순차적으로 진행되는 유기적 결합에 의하여 발생한다.
일반적으로 특정 구조를 가지는 금속산화물에 코팅 처리를 할 경우, 코팅 층 안의 금속산화물 구조 안정성이 저하되어 구조가 변형되는 문제가 발생하게 된다. 즉, 활성을 향상시키기 위한 다른 메커니즘을 갖는 추가 공정이, 이전 메커니즘에 기인한 특성 또는 효과(예컨대 상기 구조)를 저해하는 부작용이 함께 작용되는 문제가 발생하게 되어, 이론적 향상 효과 대비, 감소된 실제 향상 효과를 보이게 된다.
하지만 상기 공침 단계 및 상기 수열반응 단계가 순차적으로 진행되는 공정을 포함하는 본 발명의 전극소재 제조 방법은 상기 공정 후에 진행되는 상기 c) 단계를 통하여 탄소 코팅 층을 형성할 경우, 놀랍게도 탄소 코팅 전의 구형의 다공성 구조가 탄소 코팅 층이 형성된 이후에도 코팅 층 내부의 금속산화물의 구조가 변질되지 않고, 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있는 특징이 있다.
상기 c) 단계는 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리(소성)하여 탄소 코팅 층을 형성하는 단계일 수 있다. 금속산화물 표면에 탄소 코팅 층이 형성되면, 예컨대 전극활물질 등의 전극소재로 사용될 경우, 전해질과 금속산화물 사이의 직접적인 접촉을 차단함으로써, 금속산화물 활물질이 전해질에 용해되는 현상을 방지해주며, 충/방전 시에 입자끼리 응집되는 현상을 방지하여 사이클 안정화 및 수명 향상의 특성을 가지게 된다. 하지만 활물질의 활성을 보다 향상시키기 위해서는, 금속산화물 표면에 탄소 코팅 층이 형성되는 것은 물론, 내부의 금속산화물은 구형의 다공성 구조를 그대로 유지해야 한다. 때문에 상기 공침 단계 및 상기 수열반응 단계의 순차적 진행 공정에 의해, 코팅 층 내부의 금속산화물이 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있다는 점에서 공침 단계, 수열반응 단계 및 열처리 단계가 순차적으로 진행되는 공정은 매우 중요한 의미를 갖게 된다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 이차전지 전극용 탄소 코팅된 전극소재의 제조 방법은 a) 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계, b) 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계 및 c) 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물 및 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체 수용액은 금속 전구체를 포함하며, 상기 금속 전구체는 제한되지 않지만, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Rf, Db, Sg, Bh, Hs 및 Cn 등의 금속 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 상기 금속 전구체는 상기 나열된 금속으로 한정되는 것은 아니며, 활물질 또는 촉매 등의 전극소재로서 사용될 수 있는 금속 또는 화합물이거나, 본 발명의 목적을 달성하는 데에 무리가 없는 것이라면, 크게 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체 수용액에 함유되는 물의 함량은 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 제한되지 않으며, 공침반응이 일어날 수 있는 양 이상이라면 제한되지 않는다. 예컨대 금속 전구체 수용액 100 중량부에 대하여 물 25 중량부 이상을 예시할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체를 둘 이상 혼합할 경우, 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 이들의 혼합비는 크게 제한되지 않으나, 상기 금속 전구체의 중량비에 따라 금속산화물의 화학식이 변할 수 있다.
상기 혼합비에 의한 화학식 변화를 구체적인 일 예에 한해서 설명하면, 상기 금속 금속 전구체는 MnSO4·H2O 및 CoSO4·7H2O를 포함할 경우, MnSO4·H2O 및 CoSO4·7H2O의 혼합비가 MnSO4·H2O 100 중량부에 대하여 CoSO4·7H2O 80 내지 120 중량부일 경우 MnCo2O4 화학식을 갖는 금속산화물 전극소재가 제조될 수 있다. 또한 MnSO4·H2O 및 CoSO4·7H2O의 혼합비가 MnSO4·H2O 100 중량부에 대하여 CoSO4·7H2O 130 내지 150 중량부일 경우 MnCo2O4 화학식을 갖는 금속산화물 전극소재가 제조될 수 있다. 하지만 이는 금속 전구체의 혼합비에 의한 화학식 변화의 예를 들기 위해 설명한 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 아니함은 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계에서 공침 반응이 일어날 수 있는 온도라면 제한되지 않으나, 예컨대 3 내지 45℃의 온도에서 진행하여 반응 평형을 조절하는 공정을 예시할 수 있다. 일반적으로 공침법에 의한 제조 방법은 전구체가 반응하여 입자로 생성되는 반응 진행방향으로의 더 높은 평형상태를 유도하기 위해 50℃ 이상의 온도에서 주로 반응이 진행된다. 하지만 제어된 온도에서 공침 반응을 진행할 경우, 전구체의 대부분이 반응해버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서 수열반응이 진행될 수 있을 정도의 충분한 반응물이 전구체 수용액에 남아 있게 되어, 상기 b) 단계에서 a) 단계에서 생성된 1차 입자가 수열반응에 의해 충분히 응집 또는 성장이 이루어질 수 있다. 하지만 이는 일 예일 뿐, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 온도라면 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 공침제는 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 제한되지 않으나, 예컨대 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 암모니아(NH3), 우레아(CH4N2O), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 탄산칼륨(K2CO3) 등의 공침제 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 공침제는 이 외의 것을 사용해도 무방하나, 상기 금속 전구체와의 탄산염 형성이 가능한 탄산계 공침제를 사용하는 것이 상기 c) 단계의 열처리 단계에 의해 탄소 코팅 과정에서 보다 안정적인 탄소 코팅 층 형성이 가능하다. 따라서 구형의 다공성 구조를 갖는 2차 입자에 탄소 코팅을 함에도 불구하고, 그 구조를 유지할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서, 본 발명이 탄산계 공침제에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속 전구체 및 상기 공침제의 혼합비는 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 제한되지 않으나, 예컨대 금속 전구체 100 중량부에 대하여, 공침제 10 내지 500 중량부, 바람직하게는 15 내지 400 중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 300 중량부인 것을 예시할 수 있다. 이는 과도한 공침제의 사용으로 인한 공정 효율 감소를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 전구체가 다량의 공침제에 의해 대부분 반응하여 이후 진행되는 수열반응 단계에서 성장 또는 응집 반응에 필요한 충분한 양의 금속 전구체가 유지되지 않는 문제를 최소화할 수 있다. 하지만 상기 기재된 범위는 바람직한 일 예일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계는 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 전구체 수용액을 수열반응시키는 수열반응 단계이다. 상기 수열반응에 사용되는 수열반응장치는 공지된 여러 장치들이 있으므로, 수열반응이 가능한 것이라면 제한되지 않지만, 예컨대 마이크로웨이브(Microwave)를 예시할 수 있다. 상기 마이크로웨이브를 사용하여 수열반응을 진행하는 것이 공침법 이후, 수열반응을 진행하여 균일한 금속산화물 나노입자를 얻는 데에 바람직하나, 이는 일 예일 뿐, 이 외의 장치를 사용해도 무방하다.
구체적인 일 예로, 상기 수열반응은 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 제한되지 않으나, 예컨대 10 내지 1200 W, 300 MHz 내지 1 Thz 주파수 및 10 내지 60 분 동안 마이크로웨이브가 인가되어 진행되는 것을 예시할 수 있다. 이때의 온도는 150 내지 250℃일 수 있다. 이는 상기 a) 단계에서 생성된 1차 입자들의 과도한 응집에 의한 불균일화를 최소화하는 데에 도움을 줄 수 있다. 또한 공침반응 및 수열반응이 순차적으로 진행되는 과정에서, 분자와 분자 사이 또는 입자와 입자 사이의 적절한 응집과 함께 구형의 다공성 구조를 유지하면서 성장을 유도할 수 있는 점에서 바람직할 수 있다. 뿐만 아니라 높은 온도로 인해 열적 변형이 일어나거나 불필요한 에너지 낭비로 인한 공정 효율이 저하되는 문제를 최소화 할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서, 본 발명의 목적이 달성될 수 있다면 상기 예시된 것들에 의해 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.
비제한적인 일 예로서, 본 발명의 전극소재 제조 방법은 상기 b) 단계 이후에 상기 생성물을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 단계에서 건조 온도는 제한되지 않으나, 예컨대 30 내지 170℃ 등을 예시할 수 있다. 하지만 이는 예시일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
비제한적인 일 예로서, 본 발명의 전극소재 제조 방법은 상기 건조하는 단계 이후 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다. 분쇄하는 방법은 널리 공지되어 있으므로 공지된 어떠한 방법을 사용해도 무방하다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계에서 수득된 생성물의 화학식은 본 발명의 목적 달성에 영향을 미치는 요소가 아니므로 제한되지 않으나, 예컨대 하기 화학식 1을 만족하는 망간 코발트 산화물을 예시할 수 있다.
[화학식 1]
MnxCoyO4
(x+y=3)
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계에서 수득된 생성물 및 상기 c) 단계의 카본 형성 화합물의 혼합비(중량)에 따라 금속산화물에 코팅된 탄소 층 두께가 조절될 수 있다.
구체적인 일 예로, 상기 생성물 및 상기 카본 형성 화합물의 혼합비는 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 크게 제한되는 것은 아니나, 상기 c) 단계의 혼합물은 생성물 100 중량부에 대하여, 카본 형성 화합물 0.01 내지 100 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 80 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 중량부를 포함하는 것을 예시할 수 있다. 예컨대 상기 범위를 만족할 경우, 탄소 코팅 층이 제대로 형성되지 않거나 매우 얇게 형성되어 촉매 활성이 저하되는 문제를 방지할 수 있어, 전기화학적 특성이 보다 우수한 탄소 코팅 층 두께를 갖는 금속산화물 전극소재의 제조가 가능하다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 상기 범위로 제한되지 않는 것은 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 c) 단계의 혼합물은 물, 유기용매, 또는 이들의 혼합용매를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 유기용매는 널리 공지되어 있으므로, 공지된 것들을 사용해도 무방하다. 또한 이의 함량 또한 제한되지 않는다.
본 발명에서는 중량비로서 표기하였지만, 상기 중량비는 탄소 형성 화합물의 분자량에 따른 몰비 또는 몰농도로도 환산되어 표기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카본 형성 화합물은 탄소원소를 함유하는 물질이라면 제한되지 않으나, 바람직하게는 탄소원소를 함유하는 유기물질을 예시할 수 있다. 탄소원소를 함유하는 유기물질은 탄소원소를 함유하는 무기물질 대비, 보다 온화한 조건에서 탄소 코팅 공정이 가능하다. 공침 단계 및 수열반응 단계를 거쳐 제조된 구형의 다공성 구조를 갖는 금속산화물 입자는 성장 초기부터 다공성을 유지하면서 성장하므로, 따라서 높은 온도 또는 높은 압력 등의 격렬한 조건에서 열처리가 진행될 경우 그 구조를 잃어버리거나 변형될 우려가 높다. 하지만 상기 유기물질로 탄소 코팅 층을 형성할 경우, 보다 낮은 온도의 온화한 조건에서 열처리 공정이 가능하므로, 그 구조의 유지가 가능하여 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 탄소를 함유한 유기물질은 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 제한되지 않으나, 당 및 유기산 등의 탄소를 함유한 유기물질 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 당은 단당류, 이당류 및 다당류 등의 당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다. 상기 단당류는 포도당(Glucose), 과당(Fructose) 및 갈락토오스(Galactose) 등의 단당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 상기 이당류는 자당(Sucrose), 맥아당(Maltose) 및 젖당(Lactose) 등의 이당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 상기 다당류는 올리고당(Oligosaccharides), 덱스트린(Dextrin), 셀룰로오스(Cellulose), 전분(Starch) 및 글리코겐(Glycogen) 등의 다당류에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 유기산은 시트르산(Citric acid), 아스코브르산(Ascorbic acid), 스테아린산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 올레산(Oleic acid), 팔미틱산(Palmitic acid), 타르타르산(Tartaric acid), 글라이콜릭산(Glycolic acid), 히알루론산(Hyaluronic acid), 락틱산(Lactic acid), 말릭산(Malic acid) 및 클로로겐산(Chlorogenic acid) 등을 포함하는 유기산 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함할 수 있다.
상기에 나열된 성분들은 바람직한 일 예로서 예시된 것일 뿐, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면 제한되지 않지만, 바람직하게는 포도당, 자당, 아스코브르산 및 시트르산을 사용하는 것이 금속산화물에 보다 균일한 탄소 코팅 층의 형성이 가능하여, 전기화학적 특성이 우수한 전극소재의 제조가 가능하다. 이중에서도 시트르산을 이용하는 것이 전기화학적 특성이 우수한 전극소재의 제조에 있어서 보다 바람직하다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 이 외의 탄소원소를 함유한 물질 또한 사용 가능하다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 c) 단계의 혼합물은 일반적인 혼합기를 사용하여 혼합할 수 있으므로, 공지된 다양한 혼합 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 따라서 혼합 방법은 제한되지 않으나, 바람직하게는 초음파 혼합기를 사용하는 것이 보다 균일한 혼합물의 제조가 가능하여, 최종적으로 금속산화물에 보다 균일한 탄소 코팅 층을 형성할 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 c) 단계는 20 내지 60 kHz의 초음파 주파수에서 30 내지 90 분 동안, 보다 바람직하게는 30 내지 50 kHz의 초음파 주파수에서 40 내지 80 분 동안 초음파 혼합기를 통하여 상기 생성물 및 상기 카본 형성 화합물을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계를 예시할 수 있다. 상기 주파수 범위 및 상기 시간 범위 조건에서 초음파 혼합기로 혼합할 경우 최종적으로 금속산화물에 보다 균일한 탄소 코팅 층을 형성할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 예시된 것일 뿐, 이에 본 발명이 제한되지 아니함을 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 c) 단계의 열처리 온도는 본 발명의 목적 달성에 무리가 없다면 크게 제한되지 않으나, 온도에 따라 다른 화학식을 가지는 금속산화물이 제조될 수 있으며, 예컨대 300 내지 800℃, 바람직하게는 450 내지 700℃를 예시할 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, CoMn2O4 화학식을 갖는 금속산화물 전극소재를 합성하고자 하는 경우에는 300 내지 549℃의 온도에서 열처리를 진행하는 것이 유리할 수 있다. 또한 MnCo2O4 화학식을 갖는 금속산화물 전극소재를 합성하고자 하는 경우에는 550 내지 700℃의 보다 높은 온도에서 열처리를 진행하는 것이 유리할 수 있다. 상기 예시된 온도 범위는 구체적인 일 예로서, 다른 화학식을 갖는 금속산화물이 본 발명의 목적 달성에 영향을 주는 것은 아니므로, 본 명세서에 기재된 열처리 온도에 의해 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.
또한 상기 열처리 시간은 크게 제한되지 않으나, 5 내지 24 시간, 바람직하게는 8 내지 18 시간 동안 수행되는 것을 예시할 수 있지만, 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다면 제한되지 않는다.
본 발명의 전극소재는 일차전지 또는 이차전지 등에 이용될 수 있다. 구체적으로, 전극활물질 또는 촉매 등으로 사용될 수 있으며, 리튬 이차전지의 경우 음극활물질 등으로 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 전극소재는 일차전지 또는 이차전지 전극의 촉매로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 연료전지, 공기전지 또는 태양전지 등을 예시할 수 있으며, 공기전지의 전극 촉매로 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 공기 전지의 종류로서는 알루미늄, 마그네슘 및 아연 등의 금속 공기 전지를 예시할 수 있다.
또한 본 발명의 전극소재를 이용하여 전극소재 또는 복합 전극소재를 제조할 수 있으며, 이러한 전극소재는 이차전지 및 전지모듈 등의 소형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지 셀을 포함하는 중대형 전지모듈 등의 단위전지로도 사용될 수 있다.
상기 소형 디바이스로서는 서는 크게 제한되지 않지만 핸드폰, 노트북, 캠코더, 카메라, 휴대용 음향기기 및 태블릿 PC 등 다양한 것들이 있으며, 상기 중대형 전지모듈로서는 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로서 사용될 수 있다. 예컨대 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart) 및 전력저장용 시스템 등을 예시 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전지모듈 및 전지팩의 구조 및 그것들의 제작 방법은 당 업계에 공지되어 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
망간 전구체 MnSO4·H2O 0.9839 g 및 코발트 전구체 CoSO4·7H2O 0.8059 g을 증류수 50 mℓ에 혼합하여 상온에서 각각 10 분 동안 교반한 후, 침전제 Na2CO3 0.9208 g을 투입하여 30 분 동안 교반하여 금속 전구체 수용액을 제조하였다. 상기 전구체 수용액을 200℃ 에서 30 분 동안 마이크로웨이브를 조사한 후, 오븐에 넣어 120℃에서 1 시간 동안 충분히 건조시켜 분쇄 처리하여 중간 생성물을 제조하였다.
증류수에 카본 형성 화합물인 포도당(Glucose)을 정량 칭량하여 0.15 mol/ℓ 농도를 갖는 카본 화합물 용액 10 ㎖를 상기 중간 생성물과 혼합 및 분산시킨 후, 초음파 혼합기를 사용하여 상온에서 40 kHz의 초음파 주파수에서 1 시간 동안 균질 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이어서 상기 혼합물을 알루미나 보트에 넣고 전기로를 사용하여 500℃에서 10 시간 동안 열처리하여 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(CoMn2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 2)
실시예 1의 포도당 대신 아스코르브산(Ascorbic acid)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(CoMn2O4) 전극소재을제조하였다.
(실시예 3)
실시예 1의 포도당 대신 시트르산(Citric acid)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(CoMn2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 4)
실시예 1의 포도당 대신 자당(Sucrose)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(CoMn2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 5)
실험예 1의 MnSO4·H2O 0.9839 g 대신 MnSO4·H2O 0.9102 g, CoSO4·7H2O 0.8059 g 대신 CoSO4·7H2O 1.6174g, Na2CO3 0.9208 g 대신 Na2CO3 0.9102 g 및 200℃에서 마이크로웨이브를 조사한 것 대신 180℃에서 마이크로웨이브를 조사한 것을 제외하고, 실험예 1과 동일하게 중간 생성물을 제조하였다.
실시예 1의 중간 생성물 대신 상기 중간 생성물을 사용한 것 및 500℃에서 열처리한 것 대신 600℃에서 열처리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 진행하여, 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(MnCo2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 6)
실시예 5의 포도당 대신 아스코르브산을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(MnCo2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 7)
실시예 5의 포도당 대신 시트르산을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(MnCo2O4) 전극소재를 제조하였다.
(실시예 8)
실시예 5의 포도당 대신 자당을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일하게 탄소 코팅된 나노 금속 코발트 망간산화물(MnCo2O4) 전극소재를 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1의 중간 생성물을 알루미나 보트에 넣고 전기로를 사용하여 500℃에서 10 시간 동안 열처리하여 나노 금속 코발트 망간산화물(CoMn2O4) 전극소재를 제조하였다.
(비교예 2)
실시예 1의 상기 중간 생성물을 알루미나 보트에 넣고 전기로를 사용하여 500℃에서 10 시간 동안 열처리하여 나노 금속 코발트 망간산화물(MnCo2O4) 전극소재를 제조하였다.
도 1 및 도 2는 X-선 회절 분석의 결과를 나타낸 것으로, 실시예 1 내지 실시예 8, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 전극소재는 각각 CoMn2O4와 MnCo2O4에 해당하는 피크가 검출되어, 이차전지 전극소재 목적에 맞는 결정 구조를 갖는 전극소재가 합성된 것을 확인 할 수 있다.
도 3은 주사전자현미경(XL-30S, Philips)을 이용하여 실시예 3, 실시예 7, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 전극소재를 분석한 것이다.(가속전압 : 10 kV, Coater : Quorum Q150T ES / 10 mA, 120 s Pt coating)
비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 금속 코발트 망간 산화물 전극소재의 경우, 나노단위의 1차 입자가 생성, 응집 및 성장하여 구형의 3차원 구조 및 다공성 구조를 갖는 2차 입자가 형성된 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 3 및 실시예 7에서 제조된 전극소재는 비교예 1 및 비교예 2와 마찬가지로 구형의 3차원 구조 및 다공성 구조를 갖는 2차 입자가 형성되었으며, 따라서 탄소가 코팅되더라도 입자의 구조 및 형태가 유지됨을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6은 실시예 2 내지 실시예 4, 실시예 6 내지 실시예 8, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 전극소재의 사이클 횟수에 대한 방전용량의 전기화학적 특성을 충방전기(WBCS 200)를 이용하여 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. CR2032 규격의 코인셀로 제작하여 측정하였으며, 구체적으로는, 반쪽 전지로서 상기 전극 소재를 음극으로, 리튬 금속을 상대 극으로 하여 1 M의 LiPF6/EC:DEC 전해액을 주입한 후, 100 mA/g의 전류밀도로 정전류 방식으로 인가하여 0.01 내지 3 V 범위 내에서 50 사이클 동안의 충/방전 특성을 측정하였다.
초기 및 50 사이클 진행 후의 용량은 비슷하나, 시트르산을 사용한 실시예 7의 탄소 코팅된 전극소재가 사이클이 진행됨에 용량의 변화 폭이 현저히 작아, 전도도 개선을 통한 사이클의 안정화의 효과가 향상된 것으로 확인되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소 코팅된 금속산화물인 전극소재는 a) 단계의 공침법 및 b) 단계의 수열반응을 순차적으로 적용하여, 탄소가 코팅됨에도 불구하고, 내부의 금속산화물은 구형의 다공성 구조를 유지할 수 있는 특징이 있다.
따라서 상기 특징에 기인하여, 이온 전도도, 전자 전도도, 전극밀도 및 충방전 사이클이 보다 향상되고, 고용량, 고안정성 및 우수한 전기화학적 특성을 가지는 탄소 코팅된 금속산화물인, 전극소재인 것을 확인할 수 있다.
또한 전극을 수용하는 다른 응용 분야에도 복합 전극소재로서 적용 가능함을 기대할 수 있다.

Claims (10)

  1. a) 금속 전구체 수용액에 공침제를 혼합하여 공침하는 단계,
    b) 상기 a) 단계의 공침제가 혼합된 금속 전구체 수용액을 수열반응하는 수열반응 단계 및
    c) 상기 b) 단계에서 수득되는 생성물과 카본 형성 화합물을 혼합한 혼합물을 열처리하는 단계
    를 포함하며,
    상기 a) 단계의 공침에 의해 생성되는 1차 입자가 상기 b) 단계의 수열반응에 의해 구형의 다공성 구조를 갖는 2차 입자로 성장 또는 응집되는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 전구체 수용액은 금속 전구체를 포함하며, 상기 금속 전구체 및 상기 공침제의 혼합비는 금속 전구체 100 중량부에 대하여, 공침제 10 내지 500 중량부인 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 전구체 수용액은 금속 전구체를 포함하며, 상기 금속 전구체는 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Rf, Db, Sg, Bh, Hs 및 Cn 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 a) 단계의 공침제는 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 암모니아(NH3), 우레아(CH4N2O), 탄산나트륨(Na2CO3) 및 탄산칼륨(K2CO3) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 b) 단계의 상기 수열반응은 마이크로웨이브가 인가되어 진행되는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 b) 단계의 상기 수열반응은 10 내지 1200 W 및 300 MHz 내지 1 Thz 주파수에서 5 내지 90 분 동안 마이크로웨이브가 인가되어 진행되는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 c) 단계의 혼합물은 생성물 100 중량부에 대하여, 카본 형성 화합물 0.01 내지 100 중량부를 포함하는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 카본 형성 화합물은 당 및 유기산 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 성분을 포함하며,
    상기 당은 단당류, 이당류 및 다당류 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함하며,
    상기 단당류는 포도당(Glucose), 과당(Fructose) 및 갈락토오스(Galactose) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함하며, 상기 이당류는 자당(Sucrose), 맥아당(Maltose) 및 젖당(Lactose) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함하며, 상기 다당류는 올리고당(Oligosaccharides), 덱스트린(Dextrin), 셀룰로오스(Cellulose), 전분(Starch) 및 글리코겐(Glycogen) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함하며,
    상기 유기산은 시트르산(Citric acid), 아스코브르산(Ascorbic acid), 스테아린산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 올레산(Oleic acid), 팔미틱산(Palmitic acid), 타르타르산(Tartaric acid), 글라이콜릭산(Glycolic acid), 히알루론산(Hyaluronic acid), 락틱산(Lactic acid), 말릭산(Malic acid) 및 클로로겐산(Chlorogenic acid) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 포함하는 것인 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법.
  10. 제 1항의 이차전지용 탄소 코팅된 전극소재 제조 방법으로 제조된 전극소재.
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