KR101630419B1 - Method for manufacturing negative electrode active material for rechargable lithium battery - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 구체적으로, 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자; 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에 위치하고, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층의 표면 전부 또는 일부 상에 분포하고, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층;을 포함하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 제공할 수 있고, 이러한 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법을 제공할 수 있으며, 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the same. More particularly, the present invention relates to a graphite core particle containing pores therein. A first coating layer positioned on the surface of the graphite-based core particle and including metal-based fine particles; And a second coating layer distributed on all or a part of the surface of the first coating layer and including ceramic particles. The present invention provides a method for manufacturing the negative active material for a lithium secondary battery, And a lithium secondary battery including the same can be provided.

Description

리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGABLE LITHIUM BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a negative active material for a lithium secondary battery,

리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법에 관한 것이다.And a method for manufacturing an anode active material for a lithium secondary battery.

최근 휴대용 소형 전자기기의 전원으로서 각광받고 있는 리튬 이차 전지가 주목 받고 있다.2. Description of the Related Art Recently, lithium secondary batteries, which are widely regarded as a power source for portable electronic devices, are attracting attention.

이는, 유기 전해액을 사용함에 따라, 기존의 알칼리 수용액을 사용한 전지보다 2배 이상의 높은 방전 전압을 나타내며, 그 결과 높은 에너지 밀도를 나타낼 수 있기 때문이다.This is because, by using the organic electrolytic solution, the discharge voltage is twice as high as that of the battery using the conventional alkali aqueous solution, and as a result, high energy density can be exhibited.

이러한 리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNi1 -xCoxO2(0 < x < 1)등과 같이, 리튬 이온의 인터칼레이션이 가능한 구조를 가진 리튬과 전이 금속으로 이루어진 산화물이 주로 사용된다.Examples of the positive electrode active material of such a lithium secondary battery include lithium having a structure capable of intercalating lithium ions, such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 1 -x Co x O 2 (0 <x <1) Is mainly used.

한편, 음극 활물질로는 리튬의 삽입/탈리가 가능한 재료가 활용될 수 있는데, 종래에는 인조 흑연, 천연 흑연, 하드 카본, 소프트 카본을 포함한 다양한 형태의 탄소계 재료가 적용되어 왔다.Meanwhile, as a negative electrode active material, a material capable of lithium intercalation / deintercalation can be utilized. In the past, various types of carbon-based materials including artificial graphite, natural graphite, hard carbon, and soft carbon have been applied.

그 중에서도 흑연 활물질은, 리튬에 대한 방전 전압이 낮아 에너지 밀도 면에서 이점을 제공하면서도, 뛰어난 가역성에 의해 장수명을 보장하는 장점에 의하여, 현재 리튬 이차 전지에 가장 널리 사용되고 있다.In particular, the graphite active material is currently most widely used in lithium secondary batteries due to its advantage of providing low power discharge voltage to lithium and providing advantages in terms of energy density and long life by excellent reversibility.

그러나, 최근 휴대용 소형 전자기기의 기능이 다양해지고, 소형화 및 경량화가 진행됨에 따라, 리튬 이차 전지의 고용량화가 요구되고 있고, 이에 따라 흑연의 이론 용량인 372 mAh/g보다 더 높은 이론 용량을 갖는 음극 활물질 재료에 대한 관심이 높아지고 있다. However, recently, as the functions of portable electronic devices have been diversified, and miniaturization and weight reduction have been progressed, there is a demand for higher capacity of lithium secondary batteries. Accordingly, a cathode having a theoretical capacity higher than the theoretical capacity of 372 mAh / Interest in active material is increasing.

특히, 실리콘계 금속은 흑연에 비해 이론 용량이 10배 이상 높은 재료로서, 이를 음극 활물질로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만, 전지의 충전 과정에서 실리콘계 금속의 부피 팽창이 발생하고, 이러한 체적 변화로 인하여 균열이 나타나며, 그로 인해 활물질 간의 전도성 감소, 극판으로부터의 탈리, 및 전해액과의 지속적 반응 등 여러 가지 문제점들이 파생된다.Particularly, silicon-based materials have a theoretical capacity ten times higher than that of graphite, and researches for utilization thereof as an anode active material are actively underway. However, the volumetric expansion of the silicon-based metal occurs during the charging process of the cell, and cracks are generated due to such volume change. As a result, various problems such as reduction of conductivity between the active materials, desorption from the electrode plate, and continuous reaction with the electrolyte are derived .

결국, 위와 같은 문제점들은 리튬 이차 전지의 수명 특성을 저하시키는 원인이 되며, 그 근본적인 해결책이 아직까지 제시되지 못하였기에, 현재 실리콘계 금속 활물질은 상용화 수준에는 이르지 못하고 있다.
As a result, the above-described problems cause degradation of lifetime characteristics of lithium secondary batteries, and a fundamental solution thereof has not yet been proposed, so that silicon based metal active materials are not yet commercialized.

이에, 본 발명자들은 상기 문제를 해소할 수 있는 새로운 구조의 실리콘계 금속 활물질을 제공하고자 한다.Accordingly, the present inventors intend to provide a novel silicon-based metal active material capable of overcoming the above-described problems.

구체적으로, 본 발명의 일 구현 예에서는, 기계적 코팅 방법에 의해,[내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자 - 상기 코어 입자 표면에 형성된 금속계 코팅층 - 상기 금속계 코팅층의 표면 전부 또는 일부에 분포된 세라믹 코팅층]의 구조로 이루어진 활물질을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.Specifically, in one embodiment of the present invention, by a mechanical coating method, there is provided a method for producing a core-shell core particle, comprising the steps of: Ceramic coating layer] of the present invention.

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후술되는 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 제조 방법에 따르면, 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자; 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에 위치하고, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층의 표면 전부 또는 일부 상에 분포하고, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층;을 포함하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질이 수득된다.According to a manufacturing method provided in an embodiment of the present invention described below, graphite-based core particles containing pores therein; A first coating layer positioned on the surface of the graphite-based core particle and including metal-based fine particles; And a second coating layer distributed on all or a part of the surface of the first coating layer, the second coating layer including ceramic particles, and a negative electrode active material for a lithium secondary battery.

이때, 상기 음극 활물질 내 흑연계 코어 입자 및 제 1 코팅층에 포함된 금속계 미립자의 각 함량은, 상기 금속계 미립자에 대한 상기 흑연계 코어 입자의 중량 비율로서, 80:20 내지 99:1로 표시되는 것일 수 있다.Here, the content of the graphite-based core particles in the negative electrode active material and the metal-based microparticles contained in the first coating layer may be 80:20 to 99: 1 in terms of weight ratio of the graphite-based core particles to the metal- .

또한, 상기 음극 활물질 내 세라믹의 함량은, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 제 1 코팅층에 포함된 금속계 미립자의 총 중량 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부로 표시되는 것일 수 있다.The content of the ceramic in the negative electrode active material may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles contained in the first coating layer.

한편, 상기 금속계 미립자는, 실리콘, 주석, 알루미늄, 바나듐, 마그네슘, 안티몬, 및 이들의 하나 이상의 조합으로 이루어진 합금을 포함하는 금속 군, 이들의 산화물, 질화물, 및 탄화물을 포함하는 화합물 군, 및 이들의 조합에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.On the other hand, the metal-based fine particles are a group of compounds comprising a metal group including an alloy made of silicon, tin, aluminum, vanadium, magnesium, antimony, and an alloy consisting of at least one of these, oxides thereof, nitrides and carbides thereof, Or a combination thereof.

구체적으로, Si, SiOx, Si-C 복합체, Si-Q 합금, 및 이들의 조합에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. (단, 상기 x는 0 < x < 2 범위의 정수이고, 상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이 금속, 희토류 원소 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상이되, Si는 아닌 원소이다.)Specifically, it may be at least one selected from Si, SiO x , Si-C composite, Si-Q alloy, and combinations thereof. (Wherein x is an integer in the range of 0 < x < 2, and Q is at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, Group 13 to Group 16 elements, transition metals, rare earth elements, Element.)

또한, 상기 금속계 미립자의 평균 입경은, 0.01 내지 5 ㎛인 것일 수 있다.The average particle diameter of the metal-based fine particles may be 0.01 to 5 탆.

아울러, 상기 제 1 코팅층의 두께는, 0.01 내지 10 ㎛ 것일 수 있다.In addition, the thickness of the first coating layer may be 0.01 to 10 탆.

다른 한편, 상기 세라믹 입자는, SiO2, Al2O3, Li4Ti5O12, TiO2, CeO2, ZrO2, BaTiO3, Y2O3, MgO, CuO, ZnO, AlPO4, AlF, Si3N4, AlN, TiN, WC, SiC, TiC, MoSi2, Fe2O3, GeO2, Li2O, MnO, NiO, 제올라이트, 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.On the other hand, the ceramic particles, SiO 2, Al 2 O 3 , Li4Ti 5 O 12, TiO 2, CeO 2, ZrO 2, BaTiO 3, Y 2 O 3, MgO, CuO, ZnO, AlPO 4, AlF, Si 3 N 4, it may be less than AlN, TiN, WC, SiC, TiC, MoSi 2, Fe 2 O 3, GeO 2, Li 2 O, MnO, NiO, zeolite, and one selected from a combination of the two.

또한, 상기 세라믹 입자의 평균 입경은, 10 내지 2000 ㎚인 것일 수 있다.The average particle size of the ceramic particles may be 10 to 2000 nm.

아울러, 상기 제 2 코팅층의 두께는, 10 내지 2000 nm 것일 수 있다.In addition, the thickness of the second coating layer may be 10 to 2000 nm.

또 다른 한편, 상기 흑연계 코어 입자는, 천연 흑연, 인조 흑연, 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, the graphite-based core particles may be one comprising at least one selected from natural graphite, artificial graphite, and combinations thereof.

이와 독립적으로, 상기 흑연계 코어 입자는, 구형인 것일 수 있다. Independently, the graphite-based core particle may be spherical.

또한, 상기 흑연계 코어 입자의 평균 입경은, 5 내지 30 ㎛인 것일 수 있다.The average particle diameter of the graphite-based core particles may be 5 to 30 탆.

아울러, 상기 흑연계 코어 입자의 기공도는, 상기 흑연계 코어 입자의 전체 부피에 대하여, 10 내지 60 부피%의 기공이 포함된 것일 수 있다.
The porosity of the graphite-based core particles may be 10 to 60% by volume based on the total volume of the graphite-based core particles.

본 발명의 일 구현예에서는, 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자를 준비하는 단계; 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계; 상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계; 및 음극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising the steps of: preparing graphite-based core particles containing pores therein; Forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particle to obtain an intermediate; Distributing a second coating layer comprising ceramic particles on all or part of the surface of said intermediate; And obtaining a negative electrode active material according to the present invention.

구체적으로, 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계;는, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자를 포함하는, 제 1 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.Specifically, a step of forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particle to obtain an intermediate body is characterized in that a first mixed powder comprising the graphite-based core particles and the metal- Lt; / RTI &gt; And applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles.

이때, 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling) 디스크 밀링 (disk milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것일 수 있다.The step of applying shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles may be performed by mechanofusion milling, shaker milling milling, planetary milling, attritor milling, disk milling, shape milling, nauta milling, nobilta milling, high speed milling, high speed mixing, and a combination thereof.

이와 독립적으로, 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 10 내지 50 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것일 수 있다.Independently from each other, a step of applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based microparticles, wherein the step (a) is performed at a rotating peripheral speed of 10 to 50 m / s It can be done.

한편, 상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계;는, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자를 포함하는, 제 2 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, distributing a second coating layer containing ceramic particles on all or a part of the surface of the intermediate comprises: preparing a second mixed powder including the intermediate and the ceramic particles; And applying a shear stress to the second mixed powder to induce fusion between surfaces of the intermediate and the ceramic particles.

이때, 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 볼밀링(ball milling), 메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 패들 믹싱(paddle mixing), 리본 믹싱(ribbon mixing), 헨셀 믹싱(henschel mixing), 콘타입 믹싱(corn type mixing), 띵키 믹싱(thinky mixing), 호모 믹싱(homo mixing), 교반기, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것일 수 있다.The step of applying a shear stress to the second mixed powder to induce fusion between the surfaces of the intermediate and the ceramic particles may be performed by ball milling, mechanofusion milling, Planar milling, attritor milling, shape milling, nauta milling, nobilta milling, high-speed milling, high-speed milling, shaker milling, planetary milling, speed mixing, paddle mixing, ribbon mixing, henschel mixing, corn type mixing, thinky mixing, homomixing, agitator, And a combination of these.

이와 독립적으로, 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 5 내지 70 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것일 수 있다.
Independently, the step of applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between the surfaces of the intermediate and the ceramic particles is performed at a rotational circumferential speed of 5 to 70 m / s .

본 발명의 일 구현예에 따라 수득되는 음극 활물질은, 양극; 음극; 및 전해질;을 포함하는 리튬 이차 전지에 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 음극은, 전술한 것 중 어느 하나의 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 포함하는 것이다.The negative electrode active material obtained according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode; cathode; And a lithium secondary battery including an electrolyte. Specifically, the negative electrode includes any one of the negative electrode active materials for a lithium secondary battery described above.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, 실리콘계 금속 활물질임에도 불구하고 상기 구조에 의하여 전극에 적용 시 부피 팽창을 최소화하고, 이를 포함하는 전지가 우수한 수명 특성을 발현하는 데 기여하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기의 장점을 지닌 음극 활물질을 양산하는 데 기여하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현 예에 따르면, 수명 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, a negative electrode active material for a lithium secondary battery is provided that minimizes the volume expansion upon application to an electrode by the above structure and contributes to exhibiting excellent lifetime characteristics, even though it is a silicon-based metal active material. .
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a negative electrode active material for a lithium secondary battery, which contributes to mass production of the negative electrode active material having the above advantages.
According to another embodiment of the present invention, a lithium secondary battery having excellent life characteristics can be provided.

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도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 구현예에 따른 음극 활물질 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은, 실시예 1에서 사용된 흑연계 코어 입자의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 4는, 실시예 1에 따라 제조된 음극 활물질의 주사전자현미경 사진이다.
도 5는, 실시예 1에 따라 제조된 음극 활물질의 표면 상태를 나타낸 맵핑(mapping) 사진이다.
도 6은, 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 각각 제조된 리튬 이차 전지 내 음극의 두께 팽창 특성 평가를 나타낸 그래프이다.
도 7은, 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 리튬 이차 전지의 충방전 수명에 따른 용량 유지율을 보여주는 그래프이다.
1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 schematically illustrates a cross-sectional view of a negative electrode active material according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron micrograph showing a cross section of graphite-based core particles used in Example 1. Fig.
4 is a scanning electron microscope (SEM) image of the negative electrode active material prepared according to Example 1. Fig.
FIG. 5 is a mapping photograph showing the surface state of the negative electrode active material produced according to Example 1. FIG.
6 is a graph showing the evaluation of the thickness expansion characteristics of a negative electrode in a lithium secondary battery produced according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.
FIG. 7 is a graph showing the capacity retention rate of the lithium secondary battery manufactured according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 according to charge / discharge life span. 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.

아울러, 본 명세서에서 평균 입경이란, D50의 입경을 의미하는 것이며, 이는 작은 입자순서로 입자의 누적 부피가 50부피%가 될 때의 입자 입경을 일컫는다.
Further, in the present specification, the average particle diameter means the particle diameter of D50, which refers to the particle diameter when the cumulative volume of the particles becomes 50% by volume in the small particle order.

후술되는 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 제조 방법에 따르면, , 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자; 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에 위치하고, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층의 표면 전부 또는 일부 상에 분포하고, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층;을 포함하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질이 수득된다.According to a manufacturing method provided in an embodiment of the present invention to be described later, a graphite-based core particle containing pores therein; A first coating layer positioned on the surface of the graphite-based core particle and including metal-based fine particles; And a second coating layer distributed on all or a part of the surface of the first coating layer, the second coating layer including ceramic particles, and a negative electrode active material for a lithium secondary battery.

도 1은 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질이 적용될 수 있는 리튬 이차 전지의 분해 사시도이며, 도 2는 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery to which the negative active material for a lithium secondary battery can be applied, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the negative active material for a lithium secondary battery.

도 1의 리튬 이차 전지에 대해서는 후술하기로 하며, 도 2를 통하여 종래 음극 활물질에 비하여 차별화된 구조의 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 시각적으로 살펴볼 수 있다.The lithium secondary battery of FIG. 1 will be described later. Referring to FIG. 2, the negative active material for the lithium secondary battery having a differentiated structure from the conventional negative electrode active material can be visually inspected.

구체적으로, 상기 흑연계 코어 입자는 내부에 기공을 포함하는 것으로서, 2중의 코팅층에 의하여 결구된 상태일 수 있다. 이때, 상기 흑연계 코어 입자 표면 상에는 1차적으로 금속계 미립자가 코팅층을 이루고, 다시 그 표면의 전부 또는 일부에는 2차적으로 세라믹 입자를 포함하는 코팅층이 분포된 구조일 수 있다. Specifically, the graphite-based core particles include pores therein, and may be in a state of being closed by a double coating layer. At this time, the surface of the graphite-based core particle may be a structure in which metal-based fine particles are primarily formed as a coating layer, and a coating layer including ceramic particles is distributed on all or a part of the surface thereof.

이러한 구조는, 상기 제 1 코팅층의 금속계 미립자에 의하여 전지의 고용량을 추구하면서, 상기 흑연계 코어 입자의 내부 기공은 전지의 충전(즉, 리튬의 삽입) 시 상기 금속계 미립자가 팽창할 수 있는 공간을 마련해줄 수 있기에, 이를 적용한 음극 내 부피 팽창을 완화하면서, 그로 인한 균열 발생을 방지할 수 있고, 상기 제 2 코팅층의 세라믹 입자에 의하여 상기 부피 팽창의 완화를 더욱 효과적으로 유지할 수 있는 구조인 것이다.In this structure, the inner pores of the graphite-based core particles are formed in a space in which the metal-based microparticles can expand when the battery is charged (that is, lithium is inserted) while seeking a high capacity of the battery by the metal- It is possible to prevent the occurrence of cracks by alleviating the volume expansion in the negative electrode to which the same is applied and to effectively alleviate the volume expansion due to the ceramic particles of the second coating layer.

아울러, 이와 같이 차별화된 구조를 통해, 궁극적으로는 이를 적용한 리튬 이차 전지가 우수한 수명 특성을 발현하는 데 기여할 수 있다.In addition, through such a differentiated structure, ultimately, the lithium secondary battery to which the lithium secondary battery is applied can contribute to an excellent life characteristic.

이하에서는, 도 2에서 제시된 구조를 바탕으로 하여, 본 발명의 일 구현예에서 수득되는 음극 활물질에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다. 물론, 도 2에서 제시된 구조는 일 예시일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the negative electrode active material obtained in one embodiment of the present invention will be described in more detail based on the structure shown in FIG. Of course, the structure shown in FIG. 2 is merely an example, but is not limited thereto.

우선, 상기 음극 활물질 내 흑연계 코어 입자 및 제 1 코팅층에 포함된 금속계 미립자의 각 함량은, 상기 금속계 미립자에 대한 상기 흑연계 코어 입자의 중량 비율로서, 80:20 내지 99:1로 표시되는 것일 수 있다.First, the content of each of the graphite-based core particles in the negative electrode active material and the metal-based fine particles contained in the first coating layer is in the range of 80:20 to 99: 1 in terms of the weight ratio of the graphite-based core particles to the metal- .

(흑연계 코어 입자:금속계 미립자)로 표시되는 중량 비율이 상기 범위를 만족할 경우, 전지의 충방전 시 상기 금속계 미립자의 부피 팽창에 의한 균열 발생을 최소화할 수 있고, 이로부터 리튬 이차 전지의 고용량 및 장수명을 동시에 달성할 수 있게 된다.When the weight ratio expressed by the graphite particles (graphite core particles: metal-based fine particles) satisfies the above-described range, cracking due to volume expansion of the metal-based fine particles can be minimized during charging and discharging of the battery, The long life can be achieved at the same time.

다만, 99:1을 초과하는 경우 용량 증가가 적어, 리튬 이차 전지의 고용량 달성에 무리가 있고, 80:20 미만인 경우에는 상기 금속계 미립자의 부피 팽창이 심하여, 리튬 이차 전지의 수명 특성이 오히려 열화되는 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
However, when the ratio is more than 99: 1, the capacity increase is small and the lithium secondary battery can not attain a high capacity. If the ratio is less than 80:20, the metal particles become bulky and the life characteristics of the lithium secondary battery deteriorate So that the range is limited as described above.

또한, 상기 음극 활물질 내 세라믹의 함량은, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 제 1 코팅층에 포함된 금속계 미립자의 총 중량 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부로 표시되는 것일 수 있다.The content of the ceramic in the negative electrode active material may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles contained in the first coating layer.

상기 음극 활물질 내 세라믹의 함량이 상기 범위 내로 포함되는 경우, 균일한 형태로 제 2 코팅층이 형성되며, 상기 금속계 미립자의 부피 팽창 완화를 효과적으로 유지하여 리튬 이차 전지의 수명 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.When the content of the ceramic in the negative electrode active material is within the above range, the second coating layer is formed in a uniform form, and the lifetime characteristics of the lithium secondary battery can be further improved by effectively alleviating the volume expansion of the metal- .

다만, 상기 범위를 초과하거나, 혹은 미달되는 경우, 상기 세라믹 입자에 의하여 음극 활물질의 용량 감소할 수 있고, 전해액과의 부반응에 의해 오히려 리튬 이차 전지의 수명 특성이 저하될 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
However, if it exceeds or falls below the above range, the capacity of the negative electrode active material can be reduced by the ceramic particles, and the life characteristics of the lithium secondary battery may be deteriorated due to side reactions with the electrolyte. .

한편, 상기 금속계 미립자는, 종래 흑연계 활물질보다 더 높은 용량을 가진 재료로서, 리튬 이차 전지의 고용량화에 기여하는 것임을 전술하였다.On the other hand, it has been described that the metal-based fine particles contribute to the high capacity of the lithium secondary battery as a material having a higher capacity than the conventional graphite-based active material.

구체적으로, 이는 실리콘, 주석, 알루미늄, 바나듐, 마그네슘, 안티몬, 및 이들의 하나 이상의 조합으로 이루어진 합금을 포함하는 금속 군, 이들의 산화물, 질화물, 및 탄화물을 포함하는 화합물 군, 및 이들의 조합에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.Specifically, it includes a group of compounds comprising a metal group comprising an alloy of silicon, tin, aluminum, vanadium, magnesium, antimony, and one or more combinations thereof, oxides, nitrides, and carbides thereof, and combinations thereof It may be more than one selected.

더욱 구체적으로는, 실리콘계 금속 활물질로서, Si, SiOx, Si-C 복합체, Si-Q 합금, 및 이들의 조합에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. (단, 상기 x는 0 < x < 2 범위의 정수이고, 상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이 금속, 희토류 원소 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상이되, Si는 아닌 원소이다.)More specifically, the silicon-based metal active material may be at least one selected from the group consisting of Si, SiO x , Si-C composite, Si-Q alloy, and combinations thereof. (Wherein x is an integer in the range of 0 < x < 2, and Q is at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, Group 13 to Group 16 elements, transition metals, rare earth elements, Element.)

더욱 더 구체적으로는, Si 또는 이의 산화물인 SiOx(0.1≤x≤2)일 수 있다.More specifically, it may be Si or an oxide thereof SiOx (0.1? X ? 2).

또한, 상기 금속계 미립자의 평균 입경은, 0.01 내지 5 ㎛인 것일 수 있다. 만약 5 ㎛를 초과하는 큰 평균 입경인 경우에는 상기 흑연계 코어 입자의 표면에 균일하게 코팅되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 0.01 ㎛ 미만의 작은 평균 입경인 경우에는 미립자를 제조하기 어려울 뿐 아니라, 구매 시 고가의 비용을 부담해야 하는 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.The average particle diameter of the metal-based fine particles may be 0.01 to 5 탆. If the average particle size is larger than 5 占 퐉, the coating may not be uniformly coated on the surface of the graphite-based core particle. If the average particle size is smaller than 0.01 占 퐉, The problem of having to bear the expense of the time may arise. Therefore, the range is limited as described above.

아울러, 상기 제 1 코팅층의 두께는, 0.01 내지 10 ㎛ 것일 수 있고, 이는 상기 제 1 코팅층에 함유된 금속계 미립자의 평균 입경 또는 그 함량에 의하여 결정될 수 있다. The thickness of the first coating layer may be 0.01 to 10 탆, which may be determined by the average particle size or the content of the metal-based fine particles contained in the first coating layer.

구체적으로, 만약 상기 제 1 코팅층의 두께가 10 ㎛ 을 초과하는 경우에는, 상기 제 1 코팅층에 함유된 상기 금속계 미립자의 함량이 지나치게 많아, 이로 인해 부피 팽창이 심해지는 문제가 발생할 수 있고, 0.01 ㎛ 미만인 경우에는, 상기 금속계 미립자의 함량이 지나치게 적어, 리튬 이차 전지의 고용량이 달성되기 어려운 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
Specifically, if the thickness of the first coating layer exceeds 10 탆, the content of the metal-based fine particles contained in the first coating layer is excessively large, which may cause a problem of increased volume expansion, By weight, the content of the metal-based fine particles is too small and a problem that a high capacity of the lithium secondary battery can not be achieved may occur. Therefore, the range is limited as described above.

다른 한편, 상기 세라믹 입자는, 상기 금속계 미립자의 부피 팽창 완화를 효과적으로 유지하는 것으로서, 리튬 이차 전지의 수명 특성을 더욱 향상시키는 데 기여하는 것임을 전술하였다.On the other hand, it has been described that the ceramic particles effectively maintain the volume expansion relaxation of the metal-based fine particles and contribute to further improve the lifetime characteristics of the lithium secondary battery.

구체적으로, 상기 세라믹 입자는, 금속 산화물, 비금속 산화물, 복합금속산화물, 희토류 산화물, 할로겐족을 포함하는 화합물, 세라믹 전구체로부터 생성된 산화물, 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이때, 상기 세라믹 전구체는 지르코니아, 알루미늄, 폴리카보실란, 폴리실록센, 폴리실라잔 또는 이들의 조합일 수 있다.Specifically, the ceramic particles may be at least one selected from a metal oxide, a non-metal oxide, a composite metal oxide, a rare earth oxide, a compound containing a halogen group, an oxide produced from a ceramic precursor, and a combination thereof. At this time, the ceramic precursor may be zirconia, aluminum, polycarbosilane, polysiloxane, polysilazane, or a combination thereof.

보다 구체적으로는, SiO2, Al2O3, Li4Ti5O12, TiO2, CeO2, ZrO2, BaTiO3, Y2O3, MgO, CuO, ZnO, AlPO4, AlF, Si3N4, AlN, TiN, WC, SiC, TiC, MoSi2, Fe2O3, GeO2, Li2O, MnO, NiO, 제올라이트, 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.More specifically, SiO 2, Al 2 O 3 , Li 4 Ti 5 O 12, TiO 2, CeO 2, ZrO 2, BaTiO 3, Y 2 O 3, MgO, CuO, ZnO, AlPO 4, AlF, Si 3 At least one selected from the group consisting of N 4 , AlN, TiN, WC, SiC, TiC, MoSi 2 , Fe 2 O 3 , GeO 2 , Li 2 O, MnO, NiO, zeolite and combinations thereof.

또한, 상기 세라믹 입자의 평균 입경은, 10 내지 2000 ㎚인 것일 수 있다. 만약 2000 ㎚를 초과하는 큰 평균 입경인 경우에는 상기 제 1 코팅층 위에 균일하게 코팅되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 10 ㎚ 미만의 작은 평균 입경인 경우에는 미립자를 제조하기 어려울 뿐 아니라, 구매 시 고가의 비용을 부담해야 하는 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.The average particle size of the ceramic particles may be 10 to 2000 nm. If the average particle size is larger than 2000 nm, it may be difficult to uniformly coat the first coating layer. If the average particle size is smaller than 10 nm, it is difficult to produce fine particles, There is a problem that it is necessary to bear the cost, so the range is limited as described above.

아울러, 상기 제 2 코팅층의 두께는, 10 내지 2000㎚ 것일 수 있고, 이는 상기 제 2 코팅층에 함유된 세라믹 입자의 평균 입경 또는 그 함량에 의하여 결정될 수 있다. In addition, the thickness of the second coating layer may be 10 to 2000 nm, which may be determined by the average particle size or the content of the ceramic particles contained in the second coating layer.

구체적으로, 만약 상기 제 2 코팅층의 두께가 2000 ㎚를 초과하는 경우에는 상기 세라믹 입자의 함량이 증가에 따른 리튬 이차 전지의 용량이 감소하는 문제가 발생할 수 있고, 10 ㎚ 미만인 경우에는 상기 세라믹 입자의 함량이 지나치게 적어, 상기 금속계 미립자의 부피 팽창을 효과적으로 완화시키기 어려운 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
Specifically, if the thickness of the second coating layer exceeds 2000 nm, the capacity of the lithium secondary battery may decrease as the content of the ceramic particles increases. When the thickness of the second coating layer is less than 10 nm, The content is too small, and the volume expansion of the metal-based fine particles may not be effectively mitigated. Therefore, the range is limited as described above.

또 다른 한편, 상기 흑연계 코어 입자는, 천연 흑연, 인조 흑연, 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, the graphite-based core particles may be one comprising at least one selected from natural graphite, artificial graphite, and combinations thereof.

이와 독립적으로, 상기 흑연계 코어 입자는 구형일 수 있고, 이러한 구형 흑연계 코어 입자의 표면에는 상기 금속계 미립자를 코팅하기가 용이하다. 그에 반면, 상기 판상 등 다른 형태일 경우에는 그 표면에 상기 금속계 미립자를 코팅하기 어렵고, 그 내부에 기공을 형성하기도 어려운 문제가 발생한다.
Independently, the graphite-based core particles may be spherical, and the surface of the spherical graphite-based core particles is easily coated with the metal-based particles. On the other hand, in the case of the plate-like shape or the like, it is difficult to coat the metal-based fine particles on the surface thereof, and it is difficult to form pores therein.

또한, 상기 흑연계 코어 입자의 평균 입경은, 5 내지 30 ㎛인 것일 수 있다. 만약 30 ㎛를 초과하는 경우에는 안정된 전극 슬러리 제조에 문제가 발생할 수 있고, 5 ㎛ 미만인 경우에는 구형 흑연 제조가 어렵기 때문에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.The average particle diameter of the graphite-based core particles may be 5 to 30 탆. If it is more than 30 μm, it may cause problems in stable electrode slurry production, and if it is less than 5 μm, it is difficult to produce spherical graphite. Therefore, the range is limited as described above.

아울러, 상기 흑연계 코어 입자의 기공도는, 상기 흑연계 코어 입자의 전체 부피에 대하여, 10 내지 60 부피%의 기공이 포함된 것일 수 있다. 이 경우에, 전지의 충전(즉, 리튬 삽입) 시 상기 흑연계 코어 입자에 포함된 기공이 활물질의 팽창 공간으로 사용되는 효과가 극대화되며, 음극 내 부피 팽창에 의한 균열 발생을 방지하는 효과 및 그에 따라 전지의 수명 특성이 개선되는 효과 역시 최대로 달성될 수 있다.The porosity of the graphite-based core particles may be 10 to 60% by volume based on the total volume of the graphite-based core particles. In this case, the effect of using the pores included in the graphite-based core particles as the expansion space of the active material at the time of charging the battery (i.e., lithium insertion) is maximized, and the effect of preventing cracking due to volume expansion in the cathode is prevented. The effect of improving the lifetime characteristics of the battery can also be achieved at the maximum.

다만, 60 부피%를 초과하는 경우에는, 그 표면에 상기 코팅층들을 형성할 때 압착 또는 변형되는 문제가 발생할 수 있고, 10 부피% 미만인 경우에는 상기 금속계 미립자에 의한 부피 팽창 시 균열을 방지하는 효과가 감소하여 리튬 이차 전지의 수명이 열화되는 문제가 발생할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
However, when it is more than 60% by volume, there is a problem that the coating layers are squeezed or deformed when the coating layers are formed on the surface thereof. When the volume ratio is less than 10% by volume, the effect of preventing cracking during volume expansion by the metal- And the lifetime of the lithium secondary battery may be deteriorated. Therefore, the range is limited as described above.

본 발명의 일 구현예에서는, 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자를 준비하는 단계; 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계; 상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계; 및 음극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising the steps of: preparing graphite-based core particles containing pores therein; Forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particle to obtain an intermediate; Distributing a second coating layer comprising ceramic particles on all or part of the surface of said intermediate; And obtaining a negative electrode active material according to the present invention.

이는, 전술한 구조의 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 제조하는 방법으로서, 기계적 코팅 방법에 의하여 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에 상기 2중의 코팅층을 도입할 수 있는 방법에 해당된다.This is a method for producing the negative electrode active material for a lithium secondary battery having the above-mentioned structure, wherein the double coating layer can be introduced onto the surface of the graphite-based core particle by a mechanical coating method.

이하에서는, 본 발명의 일 구현예에서 제공하는 리튬 이차전지용 음극 활물질의 제조 방법에 대해 보다 자세히 설명하기로 하며, 다만 전술한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 이를 생략하기로 한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a negative electrode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail, but the description overlapping with the above description will be omitted.

구체적으로, 상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계;는, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자를 포함하는, 제 1 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.Specifically, a step of forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particle to obtain an intermediate body is characterized in that a first mixed powder comprising the graphite-based core particles and the metal- Lt; / RTI &gt; And applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles.

이때, 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 전술한 기계적 코팅 방법에 의하여, 상기 흑연계 코어 입자 표면 상에 1차적으로 금속계 미립자로 이루어진 코팅층을 도입하는 단계를 의미한다.At this time, a step of applying shear stress to the first mixed powder to induce fusion between the surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles may be performed by the mechanical coating method described above, Means a step of introducing a coating layer consisting primarily of metal-based fine particles onto the surface.

특히, 로터에 장착된 회전하는 날(blade)이 고속 회전을 함으로써 상기 입자 간의 전단력을 가해 입자 표면간의 융합을 유도하는 장치를 이용할 수 있다.Particularly, it is possible to use an apparatus for inducing fusion between particle surfaces by applying a shearing force between the particles by rotating a rotating blade mounted on the rotor at a high speed.

구체적으로, 메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling) 디스크 밀링 (disk milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것일 수 있다.More specifically, the present invention can be applied to various types of apparatuses such as mechanofusion milling, shaker milling, planetary milling, attritor milling disk milling, shape milling, But may be carried out by any one method selected from the group consisting of nauta milling, nobilta milling, high speed mixing, and combinations thereof.

이와 독립적으로, 상기 단계는 10 내지 50 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위는, 상기 금속계 미립자로 이루어진 제 1 코팅층의 형성을 위한 적합한 범위인 것이다.Independently, the step may be performed at a rotational circumferential speed of 10 to 50 m / s. The range is an appropriate range for forming the first coating layer composed of the metal-based fine particles.

다만, 10 m/s 미만일 경우 상기 제 1 코팅층의 형성이 이루어지기 어렵고, 50 m/s 초과일 경우 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 균열 및 파괴를 야기할 수 있기에, 상기와 같이 범위를 한정하는 바이다.
However, if it is less than 10 m / s, it is difficult to form the first coating layer. If it is more than 50 m / s, the graphite-based core particles and the metal fine particles may crack and fracture. It is limited.

한편, 상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계;는, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자를 포함하는, 제 2 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, distributing a second coating layer containing ceramic particles on all or a part of the surface of the intermediate comprises: preparing a second mixed powder including the intermediate and the ceramic particles; And applying a shear stress to the second mixed powder to induce fusion between surfaces of the intermediate and the ceramic particles.

이때, 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계; 역시, 전술한 기계적 코팅 방법에 의하여, 상기 중간체의 제 1 코팅층 표면 상에 2차적으로 상기 세라믹 입자로 이루어진 코팅층을 전체 또는 부분적으로 도입하는 단계를 의미한다.Applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between surfaces of the intermediate and the ceramic particles; This also means a step of introducing the coating layer consisting of the ceramic particles in whole or in part on the surface of the first coating layer of the intermediate by the above-mentioned mechanical coating method.

볼밀링(ball milling), 메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 패들 믹싱(paddle mixing), 리본 믹싱(ribbon mixing), 헨셀 믹싱(henschel mixing), 콘타입 믹싱(corn type mixing), 띵키 믹싱(thinky mixing), 호모 믹싱(homo mixing), 교반기, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것일 수 있다.Such as ball milling, mechanofusion milling, shaker milling, planetary milling, attritor milling, shape milling, Nauta milling, nauta milling, nobilta milling, high speed mixing, paddle mixing, ribbon mixing, henschel mixing, corn type mixing, And may be carried out by any one method selected from the group consisting of thinky mixing, homo mixing, stirrer, and combinations thereof.

이와 독립적으로, 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는, 5 내지 70 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것일 수 있다.
Independently, the step of applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between the surfaces of the intermediate and the ceramic particles is performed at a rotational circumferential speed of 5 to 70 m / s .

본 발명의 일 구현예에 따른 음극 활물질은, 양극; 음극; 및 전해질;을 포함하는 리튬 이차 전지에 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 음극은, 전술한 것 중 어느 하나의 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 포함하는 것이다.An anode active material according to an embodiment of the present invention includes: a cathode; cathode; And a lithium secondary battery including an electrolyte. Specifically, the negative electrode includes any one of the negative electrode active materials for a lithium secondary battery described above.

이는, 상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질이 그 구조적 특징에 의하여 종래 실리콘계 금속 활물질에 비하여 음극 내 부피 팽창이 최소화된 것이고, 그로 인한 균열 발생이 방지된 것이기에, 궁극적으로는 우수한 수명 특성을 발현할 수 있는 리튬 이차 전지인 것이다.This is because the negative electrode active material for a lithium secondary battery is minimized in volume expansion in the negative electrode compared to the conventional silicon based active material due to its structural characteristics and is prevented from cracking due to its structure, and ultimately, lithium It is a secondary battery.

상기 리튬 이차 전지용 음극 활물질에 대한 설명은 전술한 바와 같고, 이를 제외한 내용에 대해 상술하기로 한다.
The negative electrode active material for a lithium secondary battery is as described above, and the details thereof will be described in detail.

일반적으로, 리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.In general, a lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery depending on the kind of a separator and an electrolyte to be used, and is classified into a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, Depending on the size, it can be divided into bulk type and thin type. The structure and the manufacturing method of these cells are well known in the art, and detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 리튬 이차 전지(100)는 원통형으로, 음극(112), 양극(114) 및 상기 음극(112)과 양극(114) 사이에 배치된 세퍼레이터(113), 상기 음극(112), 양극(114) 및 세퍼레이터(113)에 함침된 전해질(미도시), 전지 용기(120), 그리고 상기 전지 용기(120)를 봉입하는 봉입 부재(140)를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 이러한 리튬 이차 전지(100)는, 음극(112), 세퍼레이터(113) 및 양극(114)을 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기(120)에 수납하여 구성된다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. 1, the lithium secondary battery 100 has a cylindrical shape and includes a cathode 112, a cathode 114, a separator 113 disposed between the cathode 112 and the anode 114, An electrolyte 114 (not shown), an electrolyte (not shown) impregnated into the separator 113, a battery container 120, and a sealing member 140 for sealing the battery container 120. The lithium secondary battery 100 is constructed by laminating a cathode 112, a separator 113 and an anode 114 in this order and then winding them in a spiral wound state in the battery container 120.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함한다.The negative electrode includes a current collector and a negative active material layer formed on the current collector, and the negative active material layer includes a negative active material.

상기 음극 활물질은 전술한 바와 같다.The negative electrode active material is as described above.

상기 음극 활물질 층은 또한 바인더를 포함하며, 선택적으로 도전재를 더욱 포함할 수 있다.The negative electrode active material layer also includes a binder, and may further include a conductive material.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the anode active material particles to each other and to adhere the anode active material to the current collector. Typical examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, Such as polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymers comprising ethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, Styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any material can be used as long as it does not cause any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, , Carbon-based materials such as carbon fibers; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The current collector may be a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foil, a copper foil, a polymer substrate coated with a conductive metal, or a combination thereof.

상기 양극은 전류 집전체 및 이 전류 집전체에 형성되는 양극 활물질 층을 포함한다. The anode includes a current collector and a cathode active material layer formed on the current collector.

상기 양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈 또는 이들의 조합의 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. LiaA1 - bRbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1 - bRbO2 - cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 및 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2 - bRbO4 - cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1 -b- cCobRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 Zα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cCobRcO2 Z2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbRcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 Zα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNi1 -b- cMnbRcO2 Z2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05 및 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5 및 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5 및 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8 및 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiTO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); 및 LiFePO4.As the cathode active material, a compound capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium (a lithiated intercalation compound) can be used. Concretely, it is possible to use at least one of complex oxides of cobalt, manganese, nickel or a combination of metals and lithium, and specific examples thereof include compounds represented by any one of the following formulas. Li a A 1 - b R b D 2 wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8 and 0? B? 0.5; Li a E 1 - b R b O 2 - c D c , wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, and 0 ≤ c ≤ 0.05; LiE 2 - b R b O 4 - c D c where 0? B? 0.5, 0? C? 0.05; Li a Ni 1 -b- c Co b R c D α where 0.90 ≦ a ≦ 1.8, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0 ≦ c ≦ 0.05, and 0 <α ≦ 2; Li a Ni 1 - b - c Co b R c O 2 - ? Z ? Wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Co b R c O 2 - ? Z 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, and 0 <? Li a Ni 1-bc Mn b R c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b R c O 2 - ? Z ? Where the 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni 1 -b- c Mn b R c O 2 - ? Z 2 wherein 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05 and 0 <? Li a Ni b E c G d O 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, and 0.001 ≤ d ≤ 0.1; Li a Ni b Co c Mn d GeO 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, and 0.001 ≤ e ≤ 0.1; Li a NiG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a CoG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a MnG b O 2 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (in the above formula, 0.90? A? 1.8 and 0.001? B? 0.1); QO 2; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiTO 2 ; LiNiVO 4; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0? F? 2); And LiFePO 4.

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn 또는 이들의 조합이고; R은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn 또는 이들의 조합이고; Z는 F, S, P 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn 또는 이들의 조합이고; T는 Cr, V, Fe, Sc, Y 또는 이들의 조합이고; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn or a combination thereof; R is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element or a combination thereof; D is O, F, S, P or a combination thereof; E is Co, Mn or a combination thereof; Z is F, S, P or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V or a combination thereof; Q is Ti, Mo, Mn or a combination thereof; T is Cr, V, Fe, Sc, Y or a combination thereof; J is V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu or a combination thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅층은 코팅 원소 화합물로서, 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트를 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, a compound having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a compound having a coating layer may be mixed with the compound. The coating layer may comprise, as a coating element compound, an oxide, a hydroxide of a coating element, an oxyhydroxide of a coating element, an oxycarbonate of a coating element, or a hydroxycarbonate of a coating element. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. The coating layer may contain Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr or a mixture thereof. The coating layer forming step may be carried out by any of coating methods such as spray coating, dipping, and the like without adversely affecting the physical properties of the cathode active material by using these elements in the above compound. It is a content that can be well understood by people engaged in the field, so detailed explanation will be omitted.

상기 양극 활물질 층은 또한 바인더 및 도전재를 포함한다.The cathode active material layer also includes a binder and a conductive material.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the positive electrode active material particles to each other and to adhere the positive electrode active material to the current collector. Typical examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl Polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-acrylonitrile, styrene-butadiene rubber, Butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like, but not limited thereto.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Metal powders such as black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum, and silver, metal fibers, and the like, and conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used alone or in combination.

상기 전류 집전체로는 Al을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.As the current collector, Al may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 음극과 상기 양극은 각각 활물질, 도전재 및 결착제를 용매 중에서 혼합하여 활물질 조성물을 제조하고, 이 조성물을 전류 집전체에 도포하여 제조한다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode and the positive electrode are prepared by mixing an active material, a conductive material and a binder in a solvent to prepare an active material composition, and applying the composition to a current collector. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein. As the solvent, N-methylpyrrolidone or the like can be used, but it is not limited thereto.

상기 전해질은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다. The electrolyte includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move.

상기 비수성 유기용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 1,1-디메틸에틸 아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 C2 내지 C20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based or aprotic solvent may be used. Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC), methyl ethyl carbonate (MEC) EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC) may be used. As the ester solvent, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, 1,1-dimethyl ethyl acetate, methyl propionate , Ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone, caprolactone and the like can be used. Examples of the ether solvent include dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and tetrahydrofuran. As the ketone solvent, cyclohexanone may be used have. As the alcoholic solvent, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like can be used. As the aprotic solvent, R-CN (R is a C2 to C20 linear, branched or cyclic hydrocarbon group, An amide such as nitriles such as dimethylformamide, and dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, and the like can be used.

상기 비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used alone or in admixture of one or more. If the non-aqueous organic solvent is used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired cell performance. .

또한, 상기 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. In the case of the carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 1: 9, the performance of the electrolytic solution may be excellent.

상기 비수성 유기용매는 상기 카보네이트계 용매에 상기 방향족 탄화수소계 유기용매를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 카보네이트계 용매와 상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 약 1:1 내지 약 30:1의 부피비로 혼합될 수 있다.The non-aqueous organic solvent may further include the aromatic hydrocarbon-based organic solvent in the carbonate-based solvent. In this case, the carbonate-based solvent and the aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 30: 1.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 1의 방향족 탄화수소계 화합물이 사용될 수 있다.The aromatic hydrocarbon-based organic solvent may be an aromatic hydrocarbon-based compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014087076838-pat00001
Figure 112014087076838-pat00001

상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C10의 할로알킬기 또는 이들의 조합이다.In Formula 1, R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, a C1 to C10 alkyl group, a C1 to C10 haloalkyl group, or a combination thereof.

상기 방향족 탄화수소계 유기용매는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디아이오도톨루엔, 1,3-디아이오도톨루엔, 1,4-디아이오도톨루엔, 1,2,3-트리아이오도톨루엔, 1,2,4-트리아이오도톨루엔, 자일렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The aromatic hydrocarbon-based organic solvent is selected from the group consisting of benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3- , 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diiodobenzene, 1,3-diiodobenzene, 1,4-diiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2,4 - triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 1,2-difluorotoluene, 1,3-difluorotoluene, 1,4-difluorotoluene, 1,2,3-trifluorotoluene, 1,2,4-trifluorotoluene, chlorotoluene, 1,2-dichlorotoluene, 1,3-dichlorotoluene, 1,4-dichlorotoluene, 1,2,3-trichlorotoluene, 1,2,4 - trichlorotoluene, iodotoluene, 1,2-diiodotoluene, 1,3-diiodotoluene, 1,4-diiodotol Ene, 1,2,3-tree-iodo toluene, 1,2,4-iodo toluene, xylene, or may be a combination thereof.

상기 비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 2의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The non-aqueous electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound represented by the following formula (2) to improve battery life.

[화학식 2](2)

Figure 112014087076838-pat00002
Figure 112014087076838-pat00002

상기 화학식 2에서, R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이며, 상기 R7과 R8중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 또는 C1 내지 C5의 플루오로알킬기이다.Wherein R 7 and R 8 are each independently hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) or a C1 to C5 fluoroalkyl group, and at least one of R 7 and R 8 Is a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) or a C1 to C5 fluoroalkyl group.

상기 에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌 카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 상기 비닐렌 카보네이트 또는 상기 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 사용하는 경우 그 사용량을 적절하게 조절하여 수명을 향상시킬 수 있다.Representative examples of the ethylene carbonate-based compound include, for example, difluoroethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, . When the vinylene carbonate or the ethylene carbonate compound is further used, the amount of the vinylene carbonate or the ethylene carbonate compound can be appropriately controlled to improve the life.

상기 리튬염은 상기 비수성 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 상기 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 또는 이들의 조합을 들 수 있으며, 이들을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 상기 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent to act as a source of lithium ions in the battery to enable operation of a basic lithium secondary battery, and a material capable of promoting the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode to be. The lithium salt Representative examples are LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6 , LiAsF 6, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y +1 SO 2) (where, x and y are natural numbers), LiCl, LiI, LiB ( C 2 O 4) 2 ( lithium bis oxalate reyito borate (lithium bis (oxalato) borate; LiBOB) , or in a combination thereof The concentration of the lithium salt is preferably within the range of 0.1 to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolyte has appropriate conductivity and viscosity Can exhibit excellent electrolyte performance, and lithium ions can effectively migrate.

상기 세퍼레이터(113)는 음극(112)과 양극(114)을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용가능하다.  즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.  예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.  예를 들어, 리튬이온전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.
The separator 113 separates the cathode 112 and the anode 114 and provides a passage for lithium ions. Any separator 113 may be used as long as it is commonly used in a lithium battery. That is, it is possible to use an electrolyte having a low resistance to ion movement and an excellent ability to impregnate an electrolyte. For example, selected from glass fiber, polyester, Teflon, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, and may be nonwoven fabric or woven fabric. For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene, polypropylene and the like is mainly used for a lithium ion battery, and a coated separator containing a ceramic component or a polymer substance may be used for heat resistance or mechanical strength, Structure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 이와 대비되는 비교예, 이들 특성을 평가할 수 있는 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention and examples in which these characteristics can be evaluated 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 : 본 발명의 일 : &Lt; / RTI &gt; 구현예에In an implementation example 따른 리튬 이차 전지용 음극 활물질 제조 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지의 제작> Preparation of negative electrode active material for lithium secondary battery and production of lithium secondary battery containing same>

실시예Example 1: 음극 활물질이 [구형 천연 흑연 코어- 나노 실리콘 코팅층-  1: The negative electrode active material [spherical natural graphite core-nanosilicone coating layer- TiOTiO 22 세라믹 코팅층]의 구조인 경우 Ceramic coating layer]

음극 활물질의 제조Production of negative electrode active material

내부 기공을 포함하는 흑연계 코어 입자로는 구형의 천연 흑연 (평균입경(D50): 10㎛)을, 금속계 미립자로는 나노 실리콘 (평균입경(D50): 50nm)을, 그리고 세라믹 입자로는 TiO2 세라믹(평균입경(D50): 30nm)을 각각 준비하였다.(Average particle size (D50): 10 mu m) as the graphite core particles containing the internal pores, nanosilicon (average particle size (D50): 50 nm) as the metal fine particles and TiO 2 ceramic (average particle diameter (D50): 30 nm) were prepared.

상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자를 95:5(흑연계 코어 입자: 금속계 미립자)의 중량 비율로 혼합한 다음, 로터에 회전하는 날(blade)이 장착 고속 교반기에서 25 m/s의 원주속도로 20분간 기계적 코팅 처리하였다. 이로써, 구형의 천연 흑연 입자 표면에 나노 실리콘 코팅층이 형성된 형태의 중간체를 수득할 수 있었다.The graphite-based core particles and the metal-based fine particles were mixed in a weight ratio of 95: 5 (graphite-based core particles: metal-based fine particles), and then a blade rotating on the rotor was mounted. For 20 minutes. As a result, an intermediate in which a nanosilicone coating layer was formed on the surface of spherical natural graphite particles was obtained.

상기 중간체 및 상기 세라믹 입자를 100:2(중간체:세라믹 입자)의 중량 비율로 혼합한 다음, 상기 고속 교반기에서 20 m/s의 원주속도로 10분간 기계적 코팅 처리하여, 세라믹이 코팅된 흑연-금속 복합체 형태의 음극 활물질을 수득할 수 있었다.
The intermediate and the ceramic particles were mixed in a weight ratio of 100: 2 (intermediate: ceramic particles), and mechanically coated at the circumferential speed of 20 m / s for 10 minutes in the high-speed stirrer to obtain a ceramic- A negative electrode active material in the form of a composite was obtained.

음극의 제조Cathode manufacturing

상기 제조된 음극 활물질, 바인더로는 스티렌 부타디엔 러버(SBR), 및 증점제로는 카르복시메틸셀룰로즈(CMC)를 준비하여, 이를 96:2:2(음극 활물질:바인더:증점제)의 질량비로 혼합한 후, 이온이 제거된 증류수에 분산시켜 음극 활물질 조성물을 제조하였다. (SBR) as a binder and carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener were prepared and mixed in a mass ratio of 96: 2: 2 (negative electrode active material: binder: thickener) , And dispersed in distilled water from which ions have been removed to prepare an anode active material composition.

상기 조성물을 Cu-호일 집전체에 도포한 후, 건조 및 압연하여 전극 밀도 1.50±0.05 g/cm3의 음극을 준비하였다.
The composition was coated on a Cu-foil current collector, dried and rolled to prepare a negative electrode having an electrode density of 1.50 +/- 0.05 g / cm &lt; 3 & gt ;.

리튬 이차 전지의 제작Manufacture of lithium secondary battery

상기 음극을 작동전극으로 하고, 리튬 금속을 대극(counter electrode)으로 사용하여, 코인 타입의 2032 반쪽 전지를 제작하였다. A coin type 2032 half cell was fabricated by using the negative electrode as the working electrode and the lithium metal as the counter electrode.

이 때, 작용극과 대극 사이에 다공질 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 세퍼레이터를 삽입하고, 전해액으로는 에틸메틸카보네이트(EMC)와 에틸렌카보네이트(EC)의 혼합 부피비가 7:3인 혼합 용액에 1M 농도의 LiPF6가 용해된 것을 사용하였다.
At this time, a separator made of a porous polypropylene film was inserted between the working electrode and the counter electrode. As the electrolyte, a mixture solution of ethylmethyl carbonate (EMC) and ethylene carbonate (EC) in a volume ratio of 7: 6 was dissolved.

실시예Example 2: 음극 활물질이 [구형 천연 흑연 코어- 나노 실리콘 코팅층-  2: The negative electrode active material [spherical natural graphite core-nanosilicone coating layer- SiOSiO 22 세라믹 코팅층]의 구조인 경우 Ceramic coating layer]

상기 TiO2 세라믹 대신 SiO2 세라믹을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 및 음극을 제조하고, 리튬 이차 전지를 제작하였다.
Instead of the TiO 2 ceramics, SiO 2 A negative electrode active material and a negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the ceramic was used, and a lithium secondary battery was produced.

<< 비교예Comparative Example : 세라믹 코팅층을 포함하지 않는 리튬 이차 전지용 음극 활물질 제조 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지의 제작>: Preparation of a negative electrode active material for a lithium secondary battery not including a ceramic coating layer and production of a lithium secondary battery containing the same>

비교예Comparative Example 1 One

상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 혼합 후 교반 속도가 5 m/s이고, 상기 TiO2 세라믹 코팅층을 형성하지 않은 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질을 제조하였다. 이로써, 구형의 천연 흑연 입자 및 나노 실리콘이 혼합된 구조인 음극 활물질을 수득할 수 있었다.The stirring rate of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles after mixing was 5 m / s, and the TiO 2 Except that a ceramic coating layer was not formed. The negative electrode active material was prepared in the same manner. Thus, a negative electrode active material having a structure in which spherical natural graphite particles and nanosilicon were mixed was obtained.

또한, 상기 음극 활물질을 이용하여, 음극을 제조하고, 리튬 이차 전지를 제작하였다.
Further, a negative electrode was prepared using the negative active material, and a lithium secondary battery was produced.

비교예Comparative Example 2 2

상기 비교예 1에서, 상기 교반 속도가 25 m/s인 점을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 음극 활물질 제조하였다. 이로써, 단지 구형의 천연 흑연 입자의 표면에 나노 실리콘 코팅층만 형성된 음극 활물질을 수득할 수 있었다.In Comparative Example 1, except that the stirring speed was 25 m / s, The negative electrode active material was prepared in the same manner. Thus, a negative electrode active material having only a nanosilicon coating layer formed on the surface of the spherical natural graphite particles could be obtained.

또한, 상기 음극 활물질을 이용하여, 음극을 제조하고, 리튬 이차 전지를 제작하였다.
Further, a negative electrode was prepared using the negative active material, and a lithium secondary battery was produced.

<< 실험예Experimental Example : 음극 활물질, 음극, 리튬 이차 전지의 특성 평가>: Characterization of anode active material, cathode, lithium secondary battery>

실험예Experimental Example 1: 주사 전자 현미경( 1: Scanning electron microscope ( ScanningScanning ElectronElectron MicroscopeMicroscope , , SEMSEM ) 사진 분석 -음극 활물질의 관찰Photo analysis - Observation of anode active material

실시예 1에서 제조된 음극 활물질의 표면 특성을 관찰하고자, 이에 대한 SEM 사진을 촬영하였다.SEM photographs were taken to observe the surface characteristics of the negative electrode active material prepared in Example 1.

우선, 도 3은 실시예 1에서 사용된 흑연계 코어 입자의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이며, 이를 통해 상기 흑연계 코어 입자 내부에 기공이 고르게 분포하고 있음을 확인할 수 있다.FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a cross section of the graphite-based core particle used in Example 1, and it can be seen that pores are evenly distributed in the graphite-based core particle.

한편, 실시예 1에 따라 제조된 음극 활물질의 주사전자현미경 사진은 도 4에 해당되며, 그 표면 상태를 나타낸 맵핑(mapping) 사진은 도 5에 해당된다.Meanwhile, a scanning electron microscope photograph of the negative electrode active material prepared according to Example 1 corresponds to FIG. 4, and a mapping photograph showing the surface state thereof corresponds to FIG.

도 4 및 도 5를 참고하면, 실시예 1에 따른 음극 활물질은 상기 흑연계 코어 입자의 표면에 2중의 코팅층이 형성된 구조임을 확인할 수 있으며, 상기 2중의 코팅층으로는 실리콘계 금속 코팅층 및 세라믹 코팅층이 표면의 전부를 각각 균일하게 코팅되어 있음을 확인할 수 있다.
4 and 5, it can be seen that the anode active material according to Example 1 has a structure in which a double coating layer is formed on the surface of the graphite-based core particle, and a silicone-based metal coating layer and a ceramic coating layer are formed on the surface It can be confirmed that all of the coatings are uniformly coated.

실험예Experimental Example 2: 음극의 두께 팽창 특성 평가 2: Evaluation of Thickness Expansion Characteristics of Cathode

실시예에서 제조된 음극 활물질에 의하여, 음극의 두께(부피) 팽창이 억제된 효과를 확인하기 위하여, 다음의 실험을 실시하였다.The following experiment was conducted to confirm the effect of suppressing the thickness (volume) expansion of the negative electrode by the negative electrode active material prepared in the examples.

우선, 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 각각 제작된 리튬 이차 전지를 0.1C rate로 충방전을 3회 및 60회 실시한 후, 다시 충전하여 만충전된 상태의 전지를 분해하였다. First, the lithium secondary battery manufactured according to each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was charged and discharged at a rate of 0.1 C for 3 times and 60 times, and then charged again to decompose the battery in a fully charged state.

상기 각 분해된 전지에서 음극을 회수한 후, 이를 DEC(diethyl carbonate)로 세척한 다음 건조하여 음극의 충방전 후 두께를 측정하였다. After recovering the negative electrode from each of the decomposed cells, the negative electrode was washed with diethyl carbonate (DEC) and then dried to measure the thickness after charging and discharging the negative electrode.

이때, 음극의 넓이(가로*세로)는 일정하되, 그 두께의 변화에 의하여 부피가 팽창한 것이므로, 하기 계산식 1을 이용하여 음극의 두께 팽창(swelling) 특성을 평가하였다. At this time, since the width (width * length) of the negative electrode was constant but the volume expanded due to the change in the thickness, the thickness swelling characteristics of the negative electrode were evaluated using the following equation (1).

[계산식 1] 두께팽창(swelling)(%)= (충전된 음극 전극의 두께-Cu foil 두께)/(초기 음극 전극의 두께-Cu foil 두께)*100 [Equation 1] Thickness swelling (%) = (Thickness of charged cathode electrode - Thickness of foil) / (Thickness of initial cathode electrode - Thickness of foil) * 100

3.5회 후 음극 두께 팽창률(%)Negative electrode thickness expansion rate after 3.5 times (%) 60.5회 후 음극 두께 팽창률(%)60.5 Cathode Thickness Expansion Rate (%) 실시예1Example 1 44.344.3 84.284.2 실시예2Example 2 49.449.4 85.385.3 비교예1Comparative Example 1 54.154.1 104.1104.1 비교예2Comparative Example 2 56.356.3 87.487.4

상기 평가를 표 1에 기록하고, 이를 도식화하여 도 6에 나타내었다. 즉, 도 6은 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 각각 제조된 리튬 이차 전지 내 음극의 두께 팽창 특성 평가를 나타낸 그래프이다.The above evaluation is recorded in Table 1, which is illustrated in FIG. That is, FIG. 6 is a graph showing the evaluation of the thickness expansion characteristics of a negative electrode in a lithium secondary battery manufactured according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.

표 1 및 도 6을 참고하면, 비교예 1 및 2에 따른 음극에 비하여, 실시예 1 및 2에 따른 음극의 두께(부피) 변화가 감소됨을 확인할 수 있다. Referring to Table 1 and FIG. 6, it can be seen that the change in the thickness (volume) of the negative electrode according to Examples 1 and 2 is reduced as compared with the negative electrode according to Comparative Examples 1 and 2.

따라서, 실험예 1에서 확인된 실시예 1 및 2의 음극 활물질의 구조는, 음극의 두께(부피) 팽창을 최소화하는 데 기여하는 것임을 추론할 수 있다.
Therefore, it can be deduced that the structures of the negative electrode active materials of Examples 1 and 2 confirmed in Experimental Example 1 contribute to minimizing the thickness (volume) expansion of the negative electrode.

실험예Experimental Example 3: 리튬 이차 전지의  3: Lithium secondary battery 충방전Charging and discharging 수명 특성 평가 Evaluation of life characteristics

실시예에서 제조된 음극 활물질에 의하여, 리튬 이차 전지의 충방전 수명이 개선된 효과를 확인하기 위하여, 다음의 실험을 실시하였다.With the negative electrode active material prepared in the examples, the charge / discharge life of the lithium secondary battery was In order to confirm the improved effect, the following experiment was carried out.

우선, 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 각각 제작된 리튬 이차 전지를 0.005 V(0.01C)를 컷-오프(cut-off) 전압으로 설정하고, CC-CV 모드로 0.5C rate로 충전한 후 에서 CC 모드로 1.5V까지 0.5C rate로 방전하면서, 충방전을 반복하여 60회 사이클 진행 후 용량 유지율을 측정하였다. First, a lithium secondary battery manufactured according to each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was set to a cut-off voltage of 0.005 V (0.01 C), and a 0.5 C rate , The capacity retention rate was measured after repeating charging and discharging at 60 cycles while discharging at 0.5C rate up to 1.5V in the CC mode.

그 결과를 표 2에 기록하고, 이를 도식화하여 도 7에 나타내었다. 즉, 도 7은 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 리튬 이차 전지의 충방전 수명에 따른 용량 유지율을 보여주는 그래프이다.The results are shown in Table 2, which is shown in FIG. That is, FIG. 7 is a graph showing the capacity retention rate of the lithium secondary battery manufactured according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 according to the charge-discharge life time.

60회 충방전 용량 유지율(%)60 times Charge / Discharge Capacity Retention Rate (%) 실시예1Example 1 63.463.4 실시예2Example 2 62.562.5 비교예1Comparative Example 1 41.541.5 비교예2Comparative Example 2 57.957.9

표 2 및 도 7을 참고하면, 비교예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지에 비하여, 실시예 1 및 2에 따른 리튬 이차 전지가 충방전 반복에 따른 사이클 용량 유지율이 향상됨을 확인할 수 있다.Referring to Table 2 and FIG. 7, it can be seen that the cycle capacity retention rate according to the charge and discharge repetition of the lithium secondary battery according to Examples 1 and 2 is improved compared with the lithium secondary battery according to Comparative Examples 1 and 2.

따라서, 실험예 1에서 확인된 실시예 1 및 2의 음극 활물질의 구조는, 궁극적으로는 리튬 이차 전지의 충방전 수명 특성의 개선하는 데 기여하는 것임을 추론할 수 있다.
Therefore, it can be deduced that the structure of the negative electrode active materials of Examples 1 and 2 confirmed in Experimental Example 1 ultimately contributes to improvement of the charge-discharge life characteristics of the lithium secondary battery.

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.

100: 리튬 이차 전지 112: 음극
113: 세퍼레이터 114: 양극
120: 전지 용기 140: 봉입 부재
100: lithium secondary battery 112: cathode
113: separator 114: positive electrode
120: battery container 140: sealing member

Claims (22)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 내부에 기공이 포함된, 흑연계 코어 입자를 준비하는 단계;
상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계;
상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계; 및
음극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 흑연계 코어 입자의 표면 상에, 금속계 미립자를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하여, 중간체로 수득하는 단계;는, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자를 포함하는, 제 1 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하고,
상기 중간체의 표면 전부 또는 일부 상에, 세라믹 입자를 포함하는 제 2 코팅층을 분포시키는 단계;는, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자를 포함하는, 제 2 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법.
Preparing a graphite core particle containing pores therein;
Forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particle to obtain an intermediate;
Distributing a second coating layer comprising ceramic particles on all or part of the surface of said intermediate; And
Thereby obtaining a negative electrode active material,
Forming a first coating layer containing metal-based fine particles on the surface of the graphite-based core particles to obtain an intermediate body; and a step of preparing a first mixed powder comprising the graphite-based core particles and the metal- step; And applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles,
Distributing a second coating layer comprising ceramic particles on all or a part of the surface of the intermediate, comprising the steps of: preparing a second mixed powder comprising the intermediate and the ceramic particles; And applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between the surfaces of the intermediate and the ceramic particles.
A method for producing a negative electrode active material for lithium secondary batteries.
삭제delete 제15항에 있어서,
상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는,
메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling) 디스크 밀링 (disk milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles,
Such as mechanofusion milling, shaker milling, planetary milling, attritor milling, disk milling, shape milling, nauta milling, wherein the method is performed by any one method selected from the group consisting of milling, nobilta milling, high speed mixing, and combinations thereof.
A method for producing a negative electrode active material for lithium secondary batteries.
제15항에 있어서,
상기 제 1 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 흑연계 코어 입자 및 상기 금속계 미립자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는,
10 내지 50 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Applying a shear stress to the first mixed powder to induce fusion between surfaces of the graphite-based core particles and the metal-based fine particles,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; m / s &lt; / RTI &gt;
A method for producing a negative electrode active material for lithium secondary batteries.
삭제delete 제15항에 있어서,
상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는,
볼밀링(ball milling), 메카노퓨전 밀링(mechanofusion milling), 쉐이커 밀링(shaker milling), 플래너터리 밀링(planetary milling), 애트리터 밀링(attritor milling), 세이프 밀링(shape milling), 나우타 밀링 (nauta milling), 노빌타 밀링(nobilta milling), 고속혼합(high speed mixing), 패들 믹싱(paddle mixing), 리본 믹싱(ribbon mixing), 헨셀 믹싱(henschel mixing), 콘타입 믹싱(corn type mixing), 띵키 믹싱(thinky mixing), 호모 믹싱(homo mixing), 교반기, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between surfaces of the intermediate and the ceramic particles,
Such as ball milling, mechanofusion milling, shaker milling, planetary milling, attritor milling, shape milling, Nauta milling, nauta milling, nobilta milling, high speed mixing, paddle mixing, ribbon mixing, henschel mixing, corn type mixing, Wherein the mixing is carried out by any one method selected from the group consisting of thinky mixing, homo mixing, stirrer, and combinations thereof.
A method for producing a negative electrode active material for lithium secondary batteries.
제15항에 있어서,
상기 제 2 혼합 분말에 전단 응력(shear stress)을 가하여, 상기 중간체 및 상기 세라믹 입자의 표면 간 융합을 유도하는 단계;는,
5 내지 70 m/s의 회전 원주 속도로 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Applying shear stress to the second mixed powder to induce fusion between surfaces of the intermediate and the ceramic particles,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; m / s &lt; / RTI &gt;
A method for producing a negative electrode active material for lithium secondary batteries.
삭제delete
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