KR101631735B1 - Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof - Google Patents

Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101631735B1
KR101631735B1 KR1020130059916A KR20130059916A KR101631735B1 KR 101631735 B1 KR101631735 B1 KR 101631735B1 KR 1020130059916 A KR1020130059916 A KR 1020130059916A KR 20130059916 A KR20130059916 A KR 20130059916A KR 101631735 B1 KR101631735 B1 KR 101631735B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon
based particles
spherical
negative electrode
pitch
Prior art date
Application number
KR1020130059916A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140139355A (en
Inventor
우상욱
김현욱
김은경
김기태
신선영
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130059916A priority Critical patent/KR101631735B1/en
Publication of KR20140139355A publication Critical patent/KR20140139355A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101631735B1 publication Critical patent/KR101631735B1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 음극재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 음극재를 리튬 이차전지의 음극에 사용함으로써 도전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 음극재와 전해액과의 반응성을 억제하여 방전 용량, 효율 및 수명 특성을 향상시킬 수 있다.And an amorphous carbon coating layer is formed on the carbon composite material in which the spherical or elliptic carbon-based particles and the scaly conductive material are combined. The present invention also relates to a method for producing the negative electrode material for a lithium secondary battery. By using the negative electrode material of the present invention for a negative electrode of a lithium secondary battery, it is possible not only to improve the conductivity, but also to suppress the reactivity between the negative electrode material and the electrolyte solution, thereby improving the discharge capacity, efficiency and life characteristics.

Description

리튬 이차전지용 음극재 및 이의 제조방법 {ANODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND PREPARATION METHOD OF THEREOF}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anode material for a lithium secondary battery, and an anode material for a lithium secondary battery,

본 발명은 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 음극재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an anode material comprising an amorphous carbon coating layer on a carbon composite material formed by combining spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material, and a method for producing the same.

최근 정보 통신 산업의 발전에 따라 전자 기기가 소형화, 경량화, 박형화 및 휴대화됨에 따라, 이러한 전자 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고에너지 밀도화에 대한 요구가 높아지고 있다. 리튬 이차전지는 이러한 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있는 전지로서, 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.BACKGROUND ART [0002] With the recent development of the information communication industry, as electronic devices have become smaller, lighter, thinner, and portable, there is a growing demand for higher energy density of batteries used as power sources for such electronic devices. Lithium secondary batteries are the ones that can best meet these demands, and researches on them are actively under way.

리튬 이차전지의 음극 재료는 주로 탄소계 물질이 사용되고 있으며, 상기 탄소계 물질은 결정질 탄소와 비정질 탄소가 있다. 결정질 탄소는 천연 흑연과 인조흑연과 같은 흑연질(graphite) 탄소가 대표적이며, 비정질 탄소는 고분자 수지를 탄화시켜서 얻는 난흑연화성 탄소(non-graphitizable carbons, hard carbons)와, 핏치(pitch)를 열처리하여 얻는 이흑연화성 탄소(graphitizable carbons, soft carbons) 등이 있다. The anode material of the lithium secondary battery is mainly composed of a carbon-based material, and the carbon-based materials include crystalline carbon and amorphous carbon. Crystalline carbon is represented by graphite carbon such as natural graphite and artificial graphite. Amorphous carbon is a mixture of non-graphitizable carbons (hard carbons) obtained by carbonizing a polymer resin and heat- And graphitizable carbons (soft carbons).

일반적으로 연화 탄소(soft carbons)는 원유 정제과정에서 발생하는 부산물인 코크스에 1000℃ 수준의 열을 가해 만든 것으로서, 기존의 흑연 음극재나 경화 탄소계 음극재와는 달리 출력이 높고 충전에 필요한 시간이 짧다.Generally, soft carbons are produced by applying heat of 1000 degrees Celsius to the coke, which is a byproduct of crude oil refining process. Unlike conventional graphite or cemented carbonaceous materials, the output is high and the time required for charging short.

한편, 경화 탄소(hard carbons)는 레진(resin), 열경화성 고분자, 목재 등과 같은 물질을 탄화하여 제조될 수 있다. 이러한 경화 탄소를 리튬 이차전지 음극 재료로 사용할 경우, 미세기공으로 인해 가역 용량이 400 mAh/g 이상으로 우수하지만 초기 효율이 약 70% 내외로 작기 때문에, 리튬 이차전지의 전극으로 사용될 경우 비가역적으로 소모되는 리튬의 양이 많다는 단점이 있다.On the other hand, hard carbons can be produced by carbonizing materials such as resins, thermosetting polymers, wood, and the like. When such cured carbon is used as a cathode material for a lithium secondary battery, the reversible capacity is as high as 400 mAh / g or more due to the microcavity, but the initial efficiency is as small as about 70%, so that it is irreversibly consumed when used as an electrode of a lithium secondary battery There is a disadvantage in that the amount of lithium is large.

이러한 비가역이 생기는 원인은, 충전시에 전극의 표면에서 전해질이 분해 반응하여 표면 피막인 SEI(solid electrolyte interphase)가 생성되는 것에 기인하는 경우와, 충전시에 탄소입자 내에 저장된 리튬이 방전시에 방출되지 못하는 것에 기인하는 경우가 있다. 이중 보다 문제가 되는 것은 전자의 경우로서, 표면 피막의 생성이 주요한 비가역의 원인으로 알려져 있다.This irreversible part is caused by the fact that the electrolyte is decomposed at the surface of the electrode during charging to form a solid electrolyte interphase (SEI), which is a surface coating, and a case where lithium stored in the carbon particles during charging is discharged It may be due to the fact that In the case of the former, it is known that the generation of the surface coating is a major irreversible cause.

이에, 표면 피막의 생성을 억제하기 위해 다양한 방법이 시도되어 왔다.Accordingly, various methods have been tried to suppress the generation of the surface coating.

예를 들어, 핏치나 레진 등을 이용하여 경화 탄소를 코팅하는 방법이 있다. 그러나 이 경우, 상기 핏치나 레진에 의하여 입자가 서로 달라붙어 엉기는 문제가 생기는데, 이러한 문제를 극복하기 위해서는 산화안정화(oxidative stabilization) 과정을 거쳐야 한다. 그런데 이러한 산화안정화 과정을 거치게 되면 코팅하는 과정이 복잡해지며 비가역 용량이 증가하게 되는 단점이 있다.For example, there is a method of coating cured carbon using a pitch or resin. However, in this case, there is a problem that the particles stick to each other due to the pitch or the resin, and oxidative stabilization is required to overcome this problem. However, if the oxidation stabilization process is performed, the coating process becomes complicated and the irreversible capacity increases.

따라서, 종래의 음극재를 대체할 수 있고, 리튬 이차전지에 적용시 방전 용량, 효율 및 수명 특성을 개선시킬 수 있는 음극재의 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, development of a negative electrode material capable of replacing a conventional negative electrode material and capable of improving discharge capacity, efficiency and lifetime characteristics when applied to a lithium secondary battery is required.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 도전성이 개선될 뿐만 아니라, 출력 특성 및 율특성이 우수한 리튬 이차전지용 음극재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide an anode material for a lithium secondary battery which not only has improved conductivity, but also has excellent output characteristics and rate characteristics, and a method for producing the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an anode material comprising an amorphous carbon coating layer on a carbon composite material formed by combining spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material.

본 발명의 음극재는 집전체, 및 상기 집전체의 적어도 일면에 음극재를 포함하는 음극에 사용될 수 있다. 그리고, 본 발명은 이러한 음극을 사용하여 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다. The negative electrode material of the present invention can be used for a current collector and a negative electrode including an anode material on at least one side of the current collector. The present invention can provide a lithium secondary battery including the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode using such a negative electrode.

또한, 본 발명은 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 혼합하여 탄소 복합체를 형성하는 단계; 및 상기 탄소 복합체를 비정질 탄소로 코팅하고 열처리하여 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 음극재의 제조방법을 제공한다.
The present invention also relates to a method for producing a carbon composite material, which comprises: mixing a spherical or elliptic carbon-based particle and a scaly conductive material to form a carbon composite; And coating the carbon composite with amorphous carbon and heat-treating the carbon composite to form an amorphous carbon coating layer on the carbon composite.

구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 본 발명의 음극재를 리튬 이차전지에 사용함으로써, 도전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 음극재와 전해액과의 반응성을 억제하여 방전 용량, 효율 및 수명 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
The use of the negative electrode material of the present invention including the amorphous carbon coating layer on the carbon composite material in which the spherical or elliptic carbon-based particles and the scaly conductive material are combined can be used for the lithium secondary battery to improve the conductivity, The discharge capacity, efficiency and lifetime characteristics can be further improved.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핏치 또는 니들 코크스와 표면 코팅된 연화 탄소의 제조공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구형 탄소계 입자를 사용한 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 탄소 복합체의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타원형 탄소계 입자(핏치 코크스)를 사용한 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 탄소 복합체의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 실험예 1에 따라 비교예 1 및 실시예 2의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실험예 2에 따라 실시예 4 및 비교예 4의 리튬 이차전지의 충방전 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 7는 본 발명의 실험예 3에 따라 실시예 3과 4 및 비교예 3과 4의 리튬 이차전지의 율특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실험예 4에 따라 실시예 2 및 비교예 2의 비정질 탄소의 결정성을 확인하기 위한 라만 특성을 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a view showing a process for manufacturing a pitch or needle coke and a surface-coated softened carbon according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a method for producing a carbon composite material including an amorphous carbon coating layer using spherical carbon-based particles according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a method for producing a carbon composite material including an amorphous carbon coating layer using elliptic carbon particles (pitch coke) according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are SEM photographs of Comparative Example 1 and Example 2 according to Experimental Example 1 of the present invention.
6 is a graph showing charge / discharge curves of the lithium secondary batteries of Example 4 and Comparative Example 4 according to Experimental Example 2 of the present invention.
7 is a graph showing the rate characteristics of lithium secondary batteries of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 according to Experimental Example 3 of the present invention.
8 is a graph showing Raman characteristics for confirming the crystallinity of amorphous carbon of Example 2 and Comparative Example 2 according to Experimental Example 4 of the present invention.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to facilitate understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 리튬 이차전지용 음극재는 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The anode material for a lithium secondary battery of the present invention is characterized in that it includes an amorphous carbon coating layer on a carbon composite material in which spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material are combined.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 복합화함으로써 도전 특성이 개선된 탄소 복합체를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함함으로써 전해액과 반응성이 높은 인편상 도전재의 엣지(edge)면을 최소화 하여 초기 효율을 확보할 수 있고, 탄소계 입자와 인편상 도전재와의 탈리를 막을 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a carbon composite material having improved conductivity characteristics can be obtained by combining spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material, and an amorphous carbon coating layer is formed on the carbon composite material, The initial efficiency can be ensured by minimizing the edge surface of the highly reactive scaly conductive material and the desorption of the carbon-based particles and the scaly conductive material can be prevented.

본 발명의 일 실시예에서 사용되는 구형 또는 타원형 탄소계 입자로는 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 탄소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 구형 탄소계 입자는 구형 천연 흑연을 들 수 있으며, 타원형 탄소계 입자는 연화 탄소(soft carbons), 인조흑연, 핏치 코크스(pitch cokes) 및 표면에 탄소 코팅된 연화 탄소, 인조흑연 또는 핏치 코크스로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.As the spherical or ellipsoidal carbon-based particles used in one embodiment of the present invention, a carbonaceous material capable of intercalating and deintercalating lithium ions can be used. For example, the spherical carbon-based particles may include spherical natural graphite, and the elliptic carbon-based particles may include soft carbons, artificial graphite, pitch cokes, and soft carbon coated carbon on the surface, artificial graphite Or pitch coke, or a mixture of two or more thereof.

본 발명의 일 실시예에서 타원형 탄소재로 사용되는 상기 핏치 코크스는 콜타르(coal tar), 콜타르 핏치(coal tar pitch), 석유 핏치(petroleum pitch) 또는 중유(heavy oil) 등의 탄소 전구체를 사용하여 제조될 수 있으며, 이와 같이 제조된 핏치 코크스를 원료로 하여 열처리함으로써 연화 탄소 및 인조 흑연을 각각 제조할 수 있다. 이러한 제조방법은 당 분야에 공지된 통상의 방법으로 제조될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pitch coke used as an elliptical carbon material is formed by using a carbon precursor such as a coal tar, a coal tar pitch, a petroleum pitch or a heavy oil, The soft carbon and the artificial graphite can be respectively produced by heat treating the pitch coke thus prepared as a raw material. Such a preparation method can be produced by a conventional method known in the art.

예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 콜(coal)로부터 분별 증류에 의해 얻어진 콜타르 핏치(coal tar pitch)를, 예를 들어 약 400 ℃ 내지 600 ℃에서 코크화(coking)하여 그린 코크스를 얻은 후, 얻은 그린 코크스를 약 1000 ℃ 내지 1500 ℃에서 열처리에 의해 소성하여 본 발명에서 사용되는 타원형 탄소계 입자인 핏치 또는 니들 코크스를 얻을 수 있다. 또한, 상기 얻은 핏치 또는 니들 코크스를 추가로 약 1000 ℃ 내지 1500 ℃에서 열처리하여 연화 탄소를 얻을 수 있으다.For example, as shown in Fig. 1, a coal tar pitch obtained by fractional distillation from coal is coked at, for example, about 400 ° C to 600 ° C to obtain a green coke Thereafter, the obtained green coke is baked by heat treatment at about 1000 ° C to 1500 ° C to obtain pitch or needle coke, which is elliptic carbon-based particles used in the present invention. Further, the obtained pitch or needle coke may be further subjected to heat treatment at about 1000 ° C to 1500 ° C to obtain softened carbon.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 핏치 코크스를 예를 들어 핏치 또는 폐놀계 수지, 가교형 아크릴레이트 등의 폴리머 등으로 표면 코팅한 후 약 1100 ℃ 내지 1400 ℃에서 열처리 하여 표면 코팅된 연화 탄소도 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the pitch cokes are surface-coated with, for example, a pitch or a polymer such as a phenolic resin, a crosslinked acrylate or the like, and then heat-treated at about 1100 ° C. to 1400 ° C., Carbon can also be used.

이와 같이 생성된 연화 탄소를 분쇄하여 부정형의 입자를 형성한 다음, 분쇄된 부정형의 입자를 1000℃ 내지 3000℃의 온도, 바람직하게는 1400℃ 내지 2500℃의 온도에서 흑연화 처리하여 인조 흑연을 얻을 수 있다.The softened carbon thus produced is pulverized to form indefinite particles, and then the pulverized amorphous particles are subjected to graphitization treatment at a temperature of 1000 ° C to 3000 ° C, preferably 1400 ° C to 2500 ° C to obtain artificial graphite .

상술한 바와 같이 제조된 타원형 탄소계 입자는 균일 또는 불균일한 형태일 수 있으며, 이를 원하는 크기로 밀링(milling) 방법에 의해 분쇄화하여 원하는 크기의 입자를 얻을 수 있다. 상기 타원형 탄소계 입자는 예를 들어 원반형, 고구마형, 쌀형 또는 캡슐형 등의 다양한 모양일 수 있으며, 이들 모양으로 제한되는 것은 아니다. 상기 모양의 타원형 탄소계 입자는 공정 면에서 수율이 높기 때문에 분쇄 공정이 포함된 전반적인 제조 공정면에서 유리하다. 또한, 연화 탄소나 인조 흑연의 경우 전극 코팅 후 압출(press) 공정에서 더욱 유리할 수 있다.The elliptic carbon-based particles prepared as described above may be uniform or non-uniform, and they may be pulverized to a desired size by a milling method to obtain particles having a desired size. The elliptic carbon-based particles may have various shapes such as, for example, a disk shape, a sweet potato shape, a rice shape, a capsule shape, and the like. Since the elliptic carbon-based particles of the above-mentioned shape have a high yield in the process, they are advantageous in terms of the overall manufacturing process including the grinding process. In addition, soft carbon or artificial graphite may be more advantageous in an extrusion process after electrode coating.

상기 타원형 탄소계 입자의 장축길이는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 5 ㎛ 내지 30 ㎛, 바람직하게는 15 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다. The length of the major axis of the elliptic carbon-based particles is not particularly limited, but may be, for example, from 5 탆 to 30 탆, preferably from 15 탆 to 25 탆.

상기 타원형 탄소계 입자의 장축길이가 5 ㎛ 미만인 경우, 비표면적 증가로 인해 전지의 초기 효율이 감소하여 전지 성능이 저하될 수 있고, 30 ㎛를 초과할 경우 이들이 세퍼레이터를 관통하여 단락을 일으킬 우려가 있으며, 충진 밀도가 낮으므로 용량 보유율이 낮을 수 있다. If the major axis length of the elliptic carbon-based particles is less than 5 탆, the initial efficiency of the battery may decrease due to the increase of the specific surface area, and the battery performance may deteriorate. If the length exceeds 30 탆, And the capacity retention rate may be low because the filling density is low.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 타원형 탄소계 입자는 6㎡/g 내지 10㎡/g의 비표면적을 갖고, 4kN 내지 8kN의 압력하에서 1.3g/cc 내지 1.6g/cc의 압축 밀도를 갖는 것이 바람직하나, 이들로 한정하는 것은 아니다.In addition, the elliptic carbon-based particles according to an embodiment of the present invention have a specific surface area of 6 to 10 m 2 / g and have a compression density of 1.3 g / cc to 1.6 g / cc under a pressure of 4 kN to 8 kN But it is not limited thereto.

일반적으로 상기와 같이 얻어진 탄소계 입자의 결정을 균일하게 성장시키기 위하여 상기 탄소 전구체 내의 각종 불순물을 제거하는 것이 바람직하다. 이에, 상기 탄소 전구체를 테트라하이드로퓨란, 퀴놀린, 벤젠, 톨루엔 등의 유기용매로 용해시키고, 상기 유기용매에 불용성인 성분을 제거함으로써, 상기 핏치 내의 퀴놀린 불용성분의 양을 제어할 수도 있으며, 원심 분리법에 의하여 타르로부터 거대 분자량의 불순물을 제거할 수도 있다. In general, it is preferable to remove various impurities in the carbon precursor to uniformly grow crystals of the carbon-based particles obtained as described above. The amount of the quinoline insoluble component in the pitch may be controlled by dissolving the carbon precursor in an organic solvent such as tetrahydrofuran, quinoline, benzene, toluene, or the like, and removing the insoluble component in the organic solvent. To remove impurities of macromolecular mass from the tar.

이와 같이 핏치 내에 불순물이 포함되어 있으면 연화 탄소 및 흑연화 공정이 이 원활히 이루어지지 않을 수 있다. If impurities are contained in the pitch, the soft carbon and the graphitization process may not be smoothly performed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 구형 탄소계 입자를 포함할 수 있다.Also, according to one embodiment of the present invention, spherical carbon-based particles may be included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구형 탄소계 입자는 균일 또는 불균일 형태일 수 있으며, 완전 구형에서 형태가 고르지 않는 울퉁불퉁한 감자형까지 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the spherical carbon-based particles may be in a uniform or non-uniform shape, and may include a full spherical shape to a roughly irregular shape.

상기 구형 탄소계 입자는 구형 천연 흑연일 수 있으며, 상기 구형 탄소계 입자는 평균 입경(D50)이 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 인 것을 사용할 수 있다. 상기 구형 탄소계 입자의 평균 입경(D50)이 5 ㎛ 미만인 경우, 비표면적 증가로 인해 전지의 초기 효율이 감소하여 전지 성능이 저하될 수 있고, 평균 입경(D50)이 30 ㎛를 초과할 경우 이들이 세퍼레이터를 관통하여 단락을 일으킬 우려가 있으며, 충진 밀도가 낮으므로 용량 보유율이 낮을 수 있다.The spherical carbon-based particles may be spherical natural graphite, and the spherical carbon-based particles may have an average particle diameter (D 50 ) of 5 탆 to 30 탆. When the average particle diameter (D 50 ) of the spherical carbon-based particles is less than 5 μm, the initial efficiency of the battery may decrease due to the increase of the specific surface area, and the battery performance may be deteriorated. When the average particle diameter (D 50 ) They may penetrate through the separator to cause a short circuit, and the capacity retention rate may be low because the filling density is low.

본 발명의 일 실시예에 따른 구형 탄소계 입자의 평균 입경은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있다. 상기 레이저 회절법은 일반적으로 서브미크론(submicron) 영역에서부터 수 mm 정도의 입경의 측정이 가능하며, 고 재현성 및 고 분해성의 결과를 얻을 수 있다. 구형 탄소계 입자의 평균 입경(D50)은 입경 분포의 50% 기준에서의 입경으로 정의할 수 있다. The average particle size of the spherical carbon-based particles according to one embodiment of the present invention can be measured using, for example, a laser diffraction method. The laser diffraction method generally enables measurement of a particle diameter of several millimeters from a submicron region, resulting in high reproducibility and high degradability. The average particle diameter (D 50 ) of the spherical carbon-based particles can be defined as the particle diameter based on 50% of the particle diameter distribution.

본 발명의 일 실시예에 따른, 구형 탄소계 입자의 평균 입경(D50)의 측정 방법은 예를 들면, 구형 탄소계 입자인 구형 천연 흑연을 에탄올/물의 용액에 분산시킨 후, 시판되는 레이저 회절 입도 측정 장치(예를 들어 Microtrac MT 3000)에 도입하여 약 28 kHz의 초음파를 출력 60 W로 조사한 후, 측정 장치에 있어서의 입경 분포의 50% 기준에서의 평균 입경(D50)을 산출할 수 있다. The method for measuring the average particle diameter (D 50 ) of the spherical carbon-based particles according to an embodiment of the present invention may be, for example, a method of dispersing spherical natural graphite, spherical carbon-based particles, in a solution of ethanol / water, The sample was introduced into a particle size measuring apparatus (for example, Microtrac MT 3000), and an ultrasonic wave of about 28 kHz was irradiated at an output of 60 W, and then an average particle diameter (D 50 ) of 50% of the particle diameter distribution in the measuring apparatus was calculated have.

본 발명의 범위를 만족하는 구형 탄소계 입자는 천연 흑연을 예를 들어 약 30 m/초 내지 100 m/초, 10분 내지 30분 정도 동안 구형화 시킴으로써 얻을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The spherical carbon-based particles satisfying the range of the present invention can be obtained by sphering natural graphite for about 30 to 100 m / sec for 10 to 30 minutes, for example, but are not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구형 탄소계 입자는 비표면적(BET-SSA)이 2 ㎡/g 내지 8 ㎡/g 인 것이 바람직하다. 상기 구형 탄소계 입자의 비표면적이 2 ㎡/g 미만인 경우, 전극간의 접착력이 저하될 수 있으며, 8 ㎡/g를 초과하는 경우 충방전시에 있어서의 초기 불가역 용량의 증가를 초래하기 때문에 바람직하지 않다. According to an embodiment of the present invention, the spherical carbon-based particles preferably have a specific surface area (BET-SSA) of 2 m 2 / g to 8 m 2 / g. If the specific surface area of the spherical carbon-based particles is less than 2 m < 2 > / g, the adhesion between electrodes may deteriorate. If the specific surface area exceeds 8 m2 / g, the initial irreversible capacity not.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비표면적은 BET(Brunauer-Emmett-Teller; BET)법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 기공분포 측정기(Porosimetry analyzer; Bell Japan Inc, Belsorp-II mini)를 사용하여 질소 가스 흡착 유통법에 의해 BET 6 점법으로 측정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the specific surface area may be measured by a BET (Brunauer-Emmett-Teller; BET) method. For example, it can be measured by a BET 6-point method by a nitrogen gas adsorption / distribution method using a porosimetry analyzer (Bell Japan Inc, Belsorp-II mini).

한편, 본 발명에서 사용되는 상기 인편상 도전재는 인편상 천연 흑연 또는 인조 흑연인 것이 바람직하고, 이는 상기 탄소계 입자 공정 과정에서 남은 미분 입자를 채취하고 분급해서 예를 들어 판상(flake type)형으로 사용하거나, 이를 기계화적인 방법으로 미분쇄하여 얻을 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The scaly graphite material used in the present invention is preferably scaly natural graphite or artificial graphite, and the fine particles remaining in the carbon-based particle process are collected and classified into, for example, flake type Or may be obtained by pulverizing it in a mechanized manner, but the present invention is not limited thereto.

상기 인편상 도전재는 장축길이가 5 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 6 ㎛이고, 비표면적이 7 ㎡/g 내지 10 ㎡/g 이고, 4 kN 내지 8 kN의 압력하에서 압축 밀도가 1.5 g/cc 내지 1.8 g/cc인 것이 바람직하다. The scaly graphical material has a major axis length of 5 to 7 탆, preferably 5 to 6 탆, a specific surface area of 7 m 2 / g to 10 m 2 / g, a compression density of 1.5 g / cc to 1.8 g / cc.

본 발명의 일 실시예에 따르는 상기 구형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 복합화한 탄소 복합체에 비정질 탄소로 코팅하는 방법은 도 2에 도시하였고, 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 복합화한 탄소 복합체에 비정질 탄소로 코팅하는 방법은 도 3에 도시하였다. A method for coating a carbon composite material obtained by complexing spherical carbon particles and a scaly conductive material according to an embodiment of the present invention with amorphous carbon is shown in FIG. 2, A method of coating the composite with amorphous carbon is shown in Fig.

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 음극재의 제조방법은 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 혼합하여 탄소 복합체를 형성하는 단계; 및 상기 탄소 복합체를 비정질 탄소로 코팅하고 열처리하여 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, the method for manufacturing an anode material according to an embodiment of the present invention includes: forming a carbon composite material by mixing spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material; And coating the carbon composite with amorphous carbon and heat-treating the carbon composite to form an amorphous carbon coating layer on the carbon composite.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재의 혼합비는 75 내지 95 중량부: 5 내지 25 중량부, 바람직하게는 80 내지 90 중량부 : 10 내지 20 중량부이다. 이때, 인편상 도전재의 중량이 상기 범위를 초과할 경우, 구형 또는 타원형 탄소계 입자에 과량으로 덮여있어 비표면적이 증가하여 전해액의 분해 반응이 커지는 문제가 있을 수 있고, 상기 범위 미만일 경우 구형 또는 타원형 탄소계 입자에 전체적으로 복합화되지 않아 도전성이 저하될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mixing ratio of the spherical or elliptic carbon-based particles to the scaly conductive material is 75 to 95 parts by weight: 5 to 25 parts by weight, preferably 80 to 90 parts by weight: 10 to 20 parts by weight . If the weight of the scaly conductive material exceeds the above range, the spherical or elliptic carbon-based particles may be excessively covered to increase the specific surface area, thereby increasing the decomposition reaction of the electrolytic solution. If the weight is less than the above range, The composite is not entirely composed of the carbon-based particles, and the conductivity may be lowered.

상기 탄소 복합체를 제조하기 위한 혼합 방법은 당 분야에서 공지된 통상의 방법을 이용하여 단순 혼합 또는 기계적으로 혼합 할 수 있다. 예를 들어, 단순하게 모타르(motar)를 이용하여 혼합하거나, 블레이드 또는 볼밀을 사용하여 회전수 100 내지 1000rpm으로 회전시켜 기계적으로 압축응력을 가하여 탄소 복합체를 형성할 수 있다. The mixing method for preparing the carbon composite material may be simple mixing or mechanical mixing using a conventional method known in the art. For example, a carbon composite can be formed by simply mixing with a motor or by rotating a ball or a ball mill at a rotation speed of 100 to 1000 rpm to mechanically apply compressive stress.

상술한 바와 같이, 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 복합화함으로써 도전 특성이 더욱 개선된 탄소 복합체를 얻을 수 있다. As described above, by compositing spherical or elliptic carbon-based particles with a scaly conductive material, a carbon composite having improved conductivity characteristics can be obtained.

상기 제조된 탄소 복합체와 비정질 탄소의 혼합비는 90 내지 99 중량부 : 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 90 내지 95 중량부 : 5 내지 10 중량부이다. 상기 비정질 탄소의 중량이 1 중량부 미만인 경우에는 전체 코팅량이 부족하여 탄소 계 입자와 인편상 도전재의 결합이 잘 되지 않거나 전체 피복이 부족함으로써 활물질 적용시 전해액과의 반응성이 높아 초기 효율이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 10 중량부를 초과할 경우 입자들간에 엉김으로 인해 탄화 후 해쇠하는 과정에서 얻어지는 분말이 뭉치게 되는 문제점이 있을 수 있다.The mixture ratio of the carbon composite material and the amorphous carbon is 90 to 99 parts by weight, 1 to 10 parts by weight, preferably 90 to 95 parts by weight, and 5 to 10 parts by weight. When the weight of the amorphous carbon is less than 1 part by weight, the total coating amount is insufficient, so that the bonding between the carbon-based particles and the scaly conductive material is not good or the entire coating is insufficient, If the amount is more than 10 parts by weight, there may be a problem that the powder obtained in the process of carbonization after the carbonization is aggregated due to entanglement between the particles.

상기 비정질 탄소로는 석탄계 핏치 또는 석유계 핏치가 바람직하다. The amorphous carbon is preferably a coal-based pitch or a petroleum pitch.

본 발명에 있어서, 코팅 단계는 탄소계 복합체와 비정질 탄소를 에탄올, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 피리딘, 퀴놀린 및 벤조퀴논으로 구성된 군으로부터 선택된 유기 용매 하에서, 예를 들어 모타르(motar)를 이용하여 혼합하거나, 볼밀링(ball milling), 유발, 혼합기(mixer) 또는 모타르(motar)를 이용하여 혼합하여 코팅하고, 비활성 분위기 하에서 1000℃ 내지 2000℃, 바람직하게는 1000℃ 내지 1500℃의 온도 범위에서 5 시간 내지 10 시간 동안 열처리함으로써, 도 2에 나타낸 바와 같이 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 열처리 공정에 있어서, 1000℃ 미만에서 실시하는 경우에는 잔존 유기물 또는 무기물 등이 남아 있을 수 있어 코팅층의 저항이 커질 수 있고, 바람직한 SEI 층을 형성할 수 없어 전지 성능에 있어서 초기 효율이 저하될 수 있다. 또한, 온도가 2000℃를 초과할 경우 공정비 상승 등의 문제가 있을 수 있다. In the present invention, the coating step comprises mixing the carbon-based complex and the amorphous carbon in an organic solvent selected from the group consisting of ethanol, acetone, tetrahydrofuran, pyridine, quinoline and benzoquinone, for example, using a motar Or by mixing them using a ball milling, inducing, mixer or motar and coating them under an inert atmosphere at a temperature of 1000 ° C. to 2000 ° C., preferably 1000 ° C. to 1500 ° C. The amorphous carbon coating layer can be formed on the carbon composite as shown in Fig. 2 by heat treatment for 5 to 10 hours. In the heat treatment process, when the temperature is lower than 1000 캜, residual organic matter or inorganic matters may remain, which may increase the resistance of the coating layer and can not form a desirable SEI layer, have. If the temperature exceeds 2000 ° C, there may be a problem such as an increase in the process ratio.

상기와 같이 형성된 비정질 탄소의 코팅층은 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화 되어 있는 복합체 상에 전체적으로 균일하거나 불균일하게 코팅될 수 있다.The amorphous carbon coating layer formed as described above may be uniformly or non-uniformly coated on the composite body in which the spherical or elliptic carbon-based particles and the scaly conductive material are combined.

상기 비정질 탄소 코팅층의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 10 nm 내지 50 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 20 nm일 수 있다.The thickness of the amorphous carbon coating layer is not particularly limited, but may be, for example, 10 nm to 50 nm, preferably 10 nm to 20 nm.

상술한 바와 같이, 상기 인편상 도전재를 포함하는 구형 또는 타원형 탄소계 복합체 상에 비정질 탄소를 코팅함으로써 전해액에 반응성이 높은 인편상 도전재의 엣지(edge)면을 최소화 하여 초기 효율을 확보할 수 있고, 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 흑연 도전재와의 탈리를 막을 수 있다. As described above, the amorphous carbon is coated on the spherical or ellipsoidal carbon-based composite containing the scaly conductive material to minimize the edge surface of the scaly conductive material highly reactive with the electrolytic solution, thereby securing the initial efficiency , It is possible to prevent desorption of the spherical or elliptic carbon-based particles and the flaky graphite conductive material.

이와 같이 제조된 본 발명의 음극재는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 제조방법에 따라 음극으로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 양극도 상기 음극과 마찬가지로 당 분야의 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.The negative electrode material of the present invention thus manufactured can be manufactured into a negative electrode according to a manufacturing method commonly used in the art. Also, the anode according to the present invention can be produced by a conventional method in the art, like the cathode.

예를 들면, 본 발명의 양극재 및 음극재에 바인더와 용매, 필요에 따라 도전재와 분산제를 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조한 후, 이를 집전체에 도포하고 압축하여 전극을 제조할 수 있다.For example, it is possible to prepare a slurry by mixing and stirring a binder and a solvent, a conductive material and a dispersant, if necessary, to the cathode material and the anode material of the present invention, applying the mixture to a current collector, and compressing the electrode material.

본 발명에 사용되는 바인더로는 양극재 및 음극재 입자들을 결착시켜 성형체를 유지하기 위하여 사용되는 것으로서, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR) 등과 같은 바인더가 사용된다. 바인더는 폴리비닐리덴(PVdF)으로 대표되는 용제계 바인더(즉, 유기용제를 용매로 하는 바인더)와, 아크릴로나이트릴-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 아크릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 수계 바인더(즉, 물을 용매로 하는 바인더)로 나뉜다. 수계 바인더는 용제계 바인더와 달리 경제적, 친환경적이고, 작업자의 건강에도 무해하며, 용제계 바인더에 비하여 결착효과도 크므로 동일체적당 활물질의 비율을 높일 수 있어 고용량화가 가능하다. 수계 바인더로는 스티렌-부타디엔 고무인 것이 바람직하다. The binder used in the present invention is a binder used for binding a positive electrode material and an anode material particle to form a molded body, and is preferably made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), styrene-butadiene rubber -butadiene rubber (SBR) or the like is used. The binder may be any one selected from the group consisting of a solvent-based binder represented by polyvinylidene (PVdF) (that is, a binder containing an organic solvent as a solvent), acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, Or an aqueous binder (that is, a binder comprising water as a solvent), which is a mixture of two or more of these. Unlike solvent binders, water based binders are economical, environmentally friendly, harmless to the health of workers, and have a greater binding effect than solvent based binders, thereby increasing the proportion of active materials of the same type, thereby enabling high capacity. The aqueous binder is preferably a styrene-butadiene rubber.

양극 활물질로는 리튬함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 예를 들면 LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 -zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 -zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 리튬함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬함유 전이금속 산화물(oxide) 외에 황화물 (sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.As the cathode active material, a lithium-containing transition metal oxide may be preferably used. For example, Li x CoO 2 (0.5 <x <1.3), Li x NiO 2 (0.5 <x <1.3), Li x MnO 2 x <1.3), Li x Mn 2 O 4 (0.5 <x <1.3), Li x (Ni a Co b Mn c) O 2 (0.5 <x <1.3, 0 <a <1, 0 <b <1, Li x Co 1- y Mn y O 2 (where 0 <c <1, a + b + c = 1), Li x Ni 1-y Co y O 2 0.5 <x <1.3, 0≤y < 1), Li x Ni 1 -y Mn y O 2 (0.5 <x <1.3, O≤y <1), Li x (Ni a Co b Mn c) O 4 ( (0.5 <x <1.3, 0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), Li x Mn 2 -z Ni z O 4 (0.5 <x <1.3, 0 <z <2), Li x CoPO 4 (0.5 <x <1.3) and Li x FePO 4 (0.5 <z <2), Li x Mn 2 -z Co z O 4 x < 1.3), or a mixture of two or more thereof. The lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide. In addition to the lithium-containing transition metal oxide, sulfide, selenide and halide may also be used.

전극이 제조되면, 이를 사용하여 당분야에 통상적으로 사용되는, 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터 및 전해액을 구비하는 리튬 이차전지가 제조될 수 있다.When the electrode is manufactured, a lithium secondary battery having a separator and an electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode, which is conventionally used in the art, can be manufactured using the electrode.

본 발명에서 사용되는 전해액에 있어서, 전해질로서 포함될 수 있는 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-,(SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. In the electrolyte used in the present invention, the lithium salt that may be included as the electrolyte may be any of those conventionally used in an electrolyte for a lithium secondary battery. For example, examples of the anion of the lithium salt include F - , Cl - , Br - , I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - .

본 발명에서 사용되는 전해액에 있어서, 전해액에 포함되는 유기 용매로는 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸 설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로푸란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있다. 특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.As the organic solvent contained in the electrolytic solution used in the present invention, the organic solvent commonly used in the electrolyte for a lithium secondary battery can be used without limitation, and examples thereof include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (ethylene carbonate) EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxy Ethane, vinylene carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite, and tetrahydrofuran, or a mixture of two or more thereof. In particular, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates in the carbonate-based organic solvent, can be preferably used because they have high permittivity as a high-viscosity organic solvent and dissociate the lithium salt in the electrolyte well. To such a cyclic carbonate, dimethyl carbonate and diethyl When a low viscosity, low dielectric constant linear carbonate such as carbonate is mixed in an appropriate ratio, an electrolyte having a high electric conductivity can be prepared, and thus it can be more preferably used.

선택적으로, 본 발명에 따라 저장되는 전해액은 통상의 전해액에 포함되는 과충전 방지제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the electrolytic solution stored in accordance with the present invention may further include an additive such as an overcharge inhibitor or the like contained in an ordinary electrolytic solution.

또한, 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, for example, a polyolefin such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / butene copolymer, an ethylene / hexene copolymer and an ethylene / methacrylate copolymer A porous polymer film made of a high molecular weight polymer may be used alone or in a laminated manner, or a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric such as a glass fiber having a high melting point, a polyethylene terephthalate fiber or the like may be used. It is not.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치 (pouch)형 또는 코인 (coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, or the like using a can.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example

이하 실시예 및 실험예를 들어 더욱 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
EXAMPLES The present invention will be further illustrated by the following examples and experimental examples, but the present invention is not limited by these examples and experimental examples.

<음극재의 제조>&Lt; Preparation of negative electrode material &

실시예Example 1  One

콜(coal)로부터 분별 증류에 의해 얻어진 콜타르 핏치(coal tar pitch)를 코크화(coking)하고, 550℃에서 열처리한 후, 1400℃로 소성하여 장축길이가 10㎛ 내지 12㎛이고, 비표면적이 6㎡/g 내지 8㎡/g, 4Kn의 압력하에서 압축 밀도가 1.3 g/cc인 타원형 핏치 코크스를 얻었다. A coal tar pitch obtained by fractional distillation from coal was coked and then heat-treated at 550 ° C and then fired at 1400 ° C to have a major axis length of 10 μm to 12 μm and a specific surface area An elliptical pitch coke having a compression density of 1.3 g / cc was obtained under a pressure of 4 Kn / m 2 / g to 8 m 2 / g.

상기 제조된 타원형 핏치 코크스와 장축길이가 6㎛인 인편상 흑연 도전재를 90 중량부 : 10 중량부로 혼합하여, 기계적인 방법으로 조립하여 탄소 복합체를 얻었다. The elliptical pitch coke and the scaly graphite conductive material having a major axis length of 6 탆 were mixed at a ratio of 90 parts by weight and 10 parts by weight, respectively, and assembled by a mechanical method to obtain a carbon composite material.

상기에서 얻은 탄소 복합체와 석탄계 핏치를 95 중량부 : 5 중량부의 비율로 혼합하고 볼밀링에 의해 코팅한 후, Ar 분위기 하에서 1000 ℃로 열처리하여 평균 장축길이가 18 ㎛ 내지 25 ㎛인 음극재를 제조하였다.
The carbon composite thus obtained and the coal pitch were mixed at a ratio of 95 parts by weight: 5 parts by weight and coated by ball milling, followed by heat treatment at 1000 占 폚 in an Ar atmosphere to prepare an anode material having an average major axis length of 18 占 퐉 to 25 占 퐉 Respectively.

실시예Example 2 2

평균 입경 100 ㎛ 의 천연 흑연 입자를 구형화 장치(Nara Hybridization System, NHS-2)에 도입하여, 로터 속도(rotor Speed) 65 m/초로 10 분간 구형화 처리하여, 평균 입경(D50) 20 ㎛, FWHM 7.0 ㎛, BET 비표면적 2.60 ㎡/g의 구형 천연 흑연 입자를 얻었다. By introducing the average particle diameter of 100 ㎛ a spherical natural graphite particle formation device (Nara Hybridization System, NHS-2 ), the rotor speed (rotor Speed) 65 m / sec 10 minutes sphering treatment, the average particle diameter (D 50) 20 ㎛ , FWHM of 7.0 mu m, and BET specific surface area of 2.60 m &lt; 2 &gt; / g.

상기 제조된 구형 천연 흑연 입자와 평균 장축길이가 6 ㎛인 인편상 흑연 도전재를 90 중량부 : 10 중량부로 혼합하여, 기계적인 방법으로 조립하여 탄소 복합체를 얻었다. The prepared spherical natural graphite particles and a flaky graphite conductive material having an average major axis length of 6 탆 were mixed in a ratio of 90 parts by weight to 10 parts by weight and assembled by a mechanical method to obtain a carbon composite material.

상기에서 얻은 탄소 복합체와 석탄계 핏치를 95 중량부 : 5 중량부의 비율로 혼합하고 볼밀링에 의해 코팅한 후, Ar 분위기 하에서 1000 ℃로 열처리하여 평균 입경이 18 ㎛ 내지 25 ㎛인 음극재를 제조하였다.
The carbon composite thus obtained and the coal pitch were mixed at a ratio of 95 parts by weight: 5 parts by weight and coated by ball milling, followed by heat treatment at 1000 占 폚 in an Ar atmosphere to prepare an anode material having an average particle diameter of 18 占 퐉 to 25 占 퐉 .

비교예Comparative Example 1 One

인편상 도전재를 혼합하지 않은 핏치 코크스 상에 석탄계 핏치를 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 음극재를 제조하였다.
An anode material was prepared in the same manner as in Example 1, except that a coal-based pitch was coated on a pitch coke not mixed with a scaly conductive material.

비교예Comparative Example 2 2

탄소계 복합체와 석탄계 핏치를 각각 95 중량부와 5중량부의 비율로 단순 혼합한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 음극재를 제조하였다.
An anode material was prepared in the same manner as in Example 2, except that the carbon-based composite and the coal-based pitch were simply mixed at a ratio of 95 parts by weight and 5 parts by weight, respectively.

<리튬 이차전지의 제조>&Lt; Production of lithium secondary battery >

실시예Example 3 및 4 3 and 4

상기 실시예 1 및 2에서 얻은 음극재, 바인더로 SBR(styrene-butadiene rubber), 증점제로 CMC(carboxy methyl cellulose) 및 도전재로 아세틸렌 블랙을 95:2:2:1의 중량비로 혼합하고, 이들을 용매인 물(H2O)와 함께 혼합하여 균일한 음극 슬러리를 제조하였다. 제조된 음극 슬러리를 구리 집전체의 일면에 65 ㎛의 두께로 코팅하고, 건조 및 압연한 후 필요한 크기로 펀칭(punching)하여 음극을 제조하였다.SBR (styrene-butadiene rubber) as a binder, carboxy methyl cellulose (CMC) as a thickening agent, and acetylene black as a conductive material were mixed in a weight ratio of 95: 2: 2: 1 in the anode material obtained in Examples 1 and 2, And then mixed with water (H 2 O) as a solvent to prepare a uniform negative electrode slurry. The prepared negative electrode slurry was coated on one side of the copper current collector to a thickness of 65 μm, dried and rolled, and then punched to a required size to prepare a negative electrode.

에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합하고, 상기 비수전해액 용매에 LiPF6를 첨가하여 1M LiPF6 비수전해액을 제조하였다.Ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 30:70, and LiPF 6 was added to the non-aqueous electrolyte solvent to prepare a 1 M LiPF 6 non-aqueous electrolyte.

또한, 상대전극, 즉 양극으로 리튬 금속 호일(foil)을 사용하며, 양 전극 사이에 폴리올레핀 분리막을 개재시킨 후, 상기 전해액을 주입하여 코인형의 리튬 이차전지를 제조하였다.
Also, a lithium metal foil was used as a counter electrode, that is, an anode, a polyolefin separator was interposed between both electrodes, and the electrolyte solution was injected to prepare a coin-type lithium secondary battery.

비교예Comparative Example 3 및 4 3 and 4

상기 비교예 1 및 2에서 제조된 음극재를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3 및 4와 동일한 방법으로 코인형의 리튬 이차전지를 제조하였다.
A coin-type lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Examples 3 and 4 except that the negative electrode material prepared in Comparative Examples 1 and 2 was used.

실험예Experimental Example 1 One

<SEM 현미경 사진><SEM micrograph>

상기 비교예 1 및 실시예 2에서 제조된 음극재를 각각 SEM 현미경 사진으로 확인하였고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. SEM micrographs of the negative electrode materials prepared in Comparative Examples 1 and 2 were confirmed, and the results are shown in FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 비교예 1에서 제조된 인편상 도전재가 복합화되지 않은 음극재의 SEM 이미지를 나타내었고, 도 5는 실시예 2에서 제조된 구형 탄소계 입자에 인편상 도전재가 복합화된 음극재의 SEM 사진을 나타낸 것이다. FIG. 4 is a SEM image of an anode material in which the scaly conductive material prepared in Comparative Example 1 is not combined, and FIG. 5 is an SEM image of an anode material in which scintillation conductive material is mixed with the spherical carbon- will be.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 음극재의 SEM 사진과는 달리, 실시예 2의 음극재의 경우 탄소계 입자에 인편상 도전제가 복합화되어 있음을 확인할 수 있다.
As can be seen from FIG. 5, in contrast to the SEM photograph of the negative electrode material of Comparative Example 1, it can be confirmed that the negative electrode material of Example 2 is composed of the scaly graphite composite in the carbon-based particles.

실험예Experimental Example 2 2

<충방전 특성><Charge-discharge characteristics>

실시예 4 및 비교예 4에서 얻은 리튬 이차 전지의 충방전 특성을 측정하였다. 도 6에 나타내었다. Charge-discharge characteristics of the lithium secondary batteries obtained in Example 4 and Comparative Example 4 were measured. 6.

실시예 4 및 비교예 4에서 제조된 코인형의 리튬 이차전지의 초기 3번째 사이클에서는 5 mV까지 0.1 정전류/정전압(CC/CV) 조건에서 충전한 후, 5 mV에서 전류가 0.005 C에 도달할 때까지 충전을 실시하였다. 방전의 경우에는 0.1 C의 정전류 조건에서 1.0 V vs. Li/Li+가 될 때까지 방전한 후 종료하였다. 이 결과를 도 6에 나타내었다.In the initial third cycle of the coin-type lithium secondary battery manufactured in Example 4 and Comparative Example 4, after charging at 0.1 constant current / constant voltage (CC / CV) up to 5 mV, the current reached 0.005 C at 5 mV Charging was carried out until this time. In the case of discharge, 1.0 V vs. Li / Li &lt; + & gt ;. The results are shown in Fig.

도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 탄소 복합체에 비정질 탄소 코팅층이 코팅되지 않고, 단순히 혼합된 음극재를 포함하는 비교예 4의 리튬 이차전지에 비해 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하는 음극재를 포함하는 실시예 4의 리튬 이차전지의 율특성이 향상됨을 확인할 수 있다.
As can be seen from FIG. 6, compared with the lithium secondary battery of Comparative Example 4, in which the amorphous carbon coating layer was not coated on the carbon composite material and the anode material was simply mixed, the anode material containing the amorphous carbon coating layer on the carbon composite material It is confirmed that the rate characteristics of the lithium secondary battery of Example 4 including the lithium secondary battery are improved.

실험예Experimental Example 3 3

<율특성 평가><Evaluation of rate characteristics>

실시예 3과 4, 및 비교예 3과 4에서 얻은 리튬 이차 전지의 율특성을 측정하였다. 전지의 충전은 5 mV까지 0.1 C 정전류/정전압(CC/CV) 조건에서 충전한 후, 5 mV에서 전류가 0.005 C에 도달할 때까지 정전류 모드로 방전한 후 종료하였다. 전지의 방전은 1.0 V까지 0.1C, 0.5C, 1C, 2C, 5C 및 10C로 방전하였다. 이 결과를 도 7에 나타내었다.The rate characteristics of the lithium secondary batteries obtained in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 were measured. The battery was charged to 5 mV at 0.1 C constant current / constant voltage (CC / CV), then discharged at constant current mode until the current reached 0.005 C at 5 mV and then terminated. The discharge of the battery was discharged at 0.1 C, 0.5 C, 1 C, 2 C, 5 C, and 10 C to 1.0 V. The results are shown in Fig.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 3과 4의 리튬 이차 전지는 비교예 1 및 2의 리튬 이차전지와 비교할 때 2C 까지는 표준 용량(%)이 유사하였으나, 2C 이상의 조건에서 우수한 율특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 7, the lithium secondary batteries of Examples 3 and 4 of the present invention had similar standard capacities (%) up to 2C as compared with the lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2. However, As shown in Fig.

실험예Experimental Example 4 4

실시예 2 및 비교예 2와 같이 구형의 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 상에 코팅된 비정질 탄소 코팅층의 결정성을 확인하기 위하여 라만 분석을 실시하였다. 라만 분석은 HN200 Nano Raman 분석 장비를 이용하여, 532 nm의 레이저 광선(laser radiation) 조건으로 1000 내지 1800 cm-1의 라만 이동(raman shift) 영역에서 측정을 실시하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.Raman analysis was performed to confirm the crystallinity of the amorphous carbon coating layer coated on the carbon composite having the spherical carbon particles and the scaly conductive material as in Example 2 and Comparative Example 2. [ Raman analysis was carried out using a HN200 Nano Raman analyzer at a raman shift range of 1000 to 1800 cm -1 under a laser radiation condition of 532 nm. The results are shown in Fig.

도 8에 나타낸 바와 같이, 실시예 2와 같이 탄소계 입자와 인편상 도전재가 복합화된 탄소 복합체 표면에 코팅된 비정질 탄소로 인해 1200 내지 1500 cm-1의 영역에서 구조적 무질서(structural disorder)에 관계된 D' 및 D"에 의한 바이브레이션 모드(vibration mode)에 의한 피크(peak)가 브로드(broad)하게 관찰됨을 확인할 수 있다. 이와 같이, 실시예 2의 경우 비교예 2와는 달리, 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층이 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
As shown in Fig. 8, the carbon-based composite material of carbon-based particles and scaly conductive material, as in Example 2, exhibited a structural disorder-related D in the region of 1200 to 1500 cm -1 due to the amorphous carbon coated on the surface thereof It can be seen that the peak due to the vibration mode by 'D' and 'D' is broadly observed. [0097] As described above, unlike Comparative Example 2, the amorphous carbon It can be confirmed that a coating layer is formed.

Claims (26)

구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재가 전체적으로 복합화된 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 포함하고,
상기 구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재의 혼합비는 75 내지 95 중량부 : 5 내지 25 중량부이며,
상기 비정질 탄소 코팅층의 두께는 10 nm 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 음극재.
An amorphous carbon coating layer is formed on a carbon composite material in which spherical or elliptic carbon-based particles and scaly conductive material are entirely composed,
The mixing ratio of the spherical or elliptic carbon-based particles to the scaly conductive material is 75 to 95 parts by weight: 5 to 25 parts by weight,
Wherein the amorphous carbon coating layer has a thickness of 10 nm to 50 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 타원형 탄소계 입자는 연화 탄소(soft carbon), 인조흑연, 핏치 코크스(pitch cokes) 및 표면에 탄소 코팅된 연화 탄소, 인조흑연 또는 핏치 코크스로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
The elliptic carbon-based particles may be any one selected from the group consisting of soft carbon, artificial graphite, pitch cokes and soft carbon coated on the surface thereof, artificial graphite or pitch cokes, or a mixture of two or more thereof And the negative electrode material.
제 1 항에 있어서,
상기 구형 탄소계 입자는 구형 천연 흑연인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the spherical carbon-based particles are spherical natural graphite.
제 1 항에 있어서,
상기 타원형 탄소계 입자의 장축길이는 5 ㎛ 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the elliptic carbon-based particles have a major axis length of 5 占 퐉 to 30 占 퐉.
제 1 항에 있어서,
상기 구형 탄소계 입자의 평균 입경(D50)은 5 ㎛ 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the spherical carbon-based particles have an average particle diameter (D 50 ) of 5 탆 to 30 탆.
제 1 항에 있어서,
상기 타원형 탄소계 입자는 6㎡/g 내지 10㎡/g 의 비표면적을 갖고, 4kN 내지 8kN의 압력하에서 1.3g/cc 내지 1.6g/cc의 압축 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the elliptic carbon-based particles have a specific surface area of 6 m 2 / g to 10 m 2 / g and a compression density of 1.3 g / cc to 1.6 g / cc under a pressure of 4 kN to 8 kN.
제 1 항에 있어서,
상기 구형 탄소계 입자는 2 ㎡/g 내지 8 ㎡/g의 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the spherical carbon-based particles have a specific surface area of 2 m 2 / g to 8 m 2 / g.
제 1 항에 있어서,
상기 타원형 탄소계 입자는 원반형, 고구마형, 쌀형 또는 캡슐형이고, 구형 탄소계 입자는 완전 구형 또는 감자형인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the elliptic carbon-based particles are disc-shaped, sweet potato-shaped, rice-shaped or capsule-shaped, and the spherical carbon-based particles are completely spherical or potato-shaped.
제 1 항에 있어서,
상기 인편상 도전재는 인편상 천연 흑연 또는 인조 흑연인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the scaly electrical conductor is scaly natural graphite or artificial graphite.
제 1 항에 있어서,
상기 인편상 도전재의 장축길이는 5 ㎛ 내지 7㎛ 인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
And the major axis length of the scaly conductive member is 5 占 퐉 to 7 占 퐉.
제 1 항에 있어서,
상기 인편상 도전재는 비표면적이 7㎡/g 내지 10㎡/g 이고, 4kN 내지 8kN의 압력하에서 압축 밀도가 1.5g/cc 내지 1.8g/cc인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the scaly graphical material has a specific surface area of 7 m 2 / g to 10 m 2 / g and a compression density of 1.5 g / cc to 1.8 g / cc under a pressure of 4 kN to 8 kN.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 비정질 탄소는 석탄계 핏치(pitch) 또는 석유계 핏치인 것을 특징으로 하는 음극재.
The method according to claim 1,
Wherein the amorphous carbon is a coal-based pitch or a petroleum-based pitch.
집전체, 및 상기 집전체의 적어도 일면에 형성된 제 1 항 내지 제 11 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 음극재를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극.
And a negative electrode material according to any one of claims 1 to 11 and 13, formed on at least one surface of the current collector.
양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 음극이 제 14 항에 따른 음극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
A lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the negative electrode is the negative electrode according to claim 14.
구형 또는 타원형 탄소계 입자와 인편상 도전재를 혼합하여 탄소 복합체를 형성하는 단계; 및
상기 탄소 복합체를 비정질 탄소로 코팅하고 열처리하여 탄소 복합체 상에 비정질 탄소 코팅층을 형성하는 단계
를 포함하는 음극재의 제조방법.
Forming spherical or elliptic carbon-based particles and a scaly conductive material to form a carbon composite; And
Coating the carbon composite material with amorphous carbon and heat-treating the carbon composite material to form an amorphous carbon coating layer on the carbon composite material
Wherein the negative electrode material has an average particle diameter of not more than 100 nm.
제 16 항에 있어서,
상기 타원형 탄소계 입자는 연화 탄소(soft carbons), 인조흑연, 핏치 코크스(pitch cokes) 및 표면에 탄소 코팅된 연화 탄소, 인조흑연 또는 핏치 코크스로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
The elliptic carbon-based particles may be any one selected from the group consisting of soft carbons, artificial graphite, pitch cokes, and carbon-coated soft carbon, synthetic graphite or pitch cokes, or a mixture of two or more thereof And the negative electrode material is a negative electrode material.
제 17 항에 있어서,
상기 핏치 코크스는 탄소 전구체를 사용하여 1000 ℃ 내지 1500 ℃의 열처리에 의해 얻어지고, 상기 연화 탄소 및 인조 흑연은 핏치 코크스를 사용하여 각각 1000 ℃ 내지 1500 ℃ 및 1000 ℃ 내지 3000℃의 열처리에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The pitch cokes are obtained by a heat treatment at 1000 ° C to 1500 ° C using a carbon precursor and the soft carbon and artificial graphite are obtained by heat treatment at 1000 ° C to 1500 ° C and 1000 ° C to 3000 ° C respectively using pitch coke Wherein the negative electrode material has an average particle diameter of not more than 100 nm.
제 16 항에 있어서,
상기 구형 탄소계 입자는 천연 흑연을 구형화 장치에서 30 m/초 내지 100 m/초의 로터 속도(rotor speed)로 10분 내지 30분 동안 구형화시킴으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein said spherical carbon-based particles are obtained by spheroidizing natural graphite in a sphering apparatus at a rotor speed of 30 m / sec to 100 m / sec for 10 min to 30 min.
제 16 항에 있어서,
상기 인편상 도전재는 인편상 천연 흑연 또는 인조 흑연인 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the scratched conductive material is scratched natural graphite or artificial graphite.
제 16 항에 있어서,
상기 비정질 탄소는 석탄계 핏치 또는 석유계 핏치인 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the amorphous carbon is a coal-based pitch or a petroleum pitch.
삭제delete 제 16 항에 있어서,
상기 탄소 복합체와 비정질 탄소의 혼합비는 90 내지 99 중량부 : 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the mixing ratio of the carbon composite material and the amorphous carbon is 90 to 99 parts by weight: 1 to 10 parts by weight.
제 16 항에 있어서,
상기 코팅은 볼밀링, 유발, 혼합기(mixer) 또는 모타르(motar)를 이용하여 혼합함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the coating is performed by ball milling, inducing, mixing with a mixer, or using a motar.
제 16 항에 있어서,
상기 열처리는 1000 ℃ 내지 2000℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the heat treatment is performed in a temperature range of 1000 ° C to 2000 ° C.
제 25 항에 있어서,
상기 열처리는 1000 ℃ 내지 1500℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 음극재의 제조방법.
26. The method of claim 25,
Wherein the heat treatment is performed in a temperature range of 1000 ° C to 1500 ° C.
KR1020130059916A 2013-05-27 2013-05-27 Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof KR101631735B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130059916A KR101631735B1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130059916A KR101631735B1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140139355A KR20140139355A (en) 2014-12-05
KR101631735B1 true KR101631735B1 (en) 2016-06-17

Family

ID=52459394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130059916A KR101631735B1 (en) 2013-05-27 2013-05-27 Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101631735B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180055263A (en) * 2016-11-16 2018-05-25 주식회사 엘지화학 Preparation method of anode active material for lithium secondary battery
WO2020149622A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-23 주식회사 엘지화학 Anode and secondary battery comprising said anode
US11145888B2 (en) 2017-05-29 2021-10-12 Sk Innovation Co., Ltd. Lithium secondary battery

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6736845B2 (en) * 2015-07-22 2020-08-05 三菱ケミカル株式会社 Carbon material for non-aqueous secondary battery and lithium ion secondary battery
KR101854010B1 (en) 2015-03-23 2018-05-02 주식회사 엘지화학 Anode active material for secondary battery, and anode, electrode assembly and secondary battery comprising the same
KR102474533B1 (en) 2017-05-15 2022-12-05 에스케이온 주식회사 Anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR102546827B1 (en) 2018-04-24 2023-06-21 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR102347000B1 (en) 2019-01-03 2022-01-05 주식회사 엘지에너지솔루션 Negative electrode active material for secondary battery, negative electrode including same and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100263308B1 (en) 1998-01-19 2000-08-01 김순택 An anode active material for ion battery, a negative electrode using the same and a lithium ion battery using the same
KR100589309B1 (en) 2001-03-02 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery comprising the same, and preparing method of negative active material for lithium secondary battery
JP4693470B2 (en) * 2004-04-12 2011-06-01 三星エスディアイ株式会社 Negative electrode active material for lithium secondary battery, negative electrode including the same, and lithium secondary battery

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100265203B1 (en) * 1998-03-10 2000-09-15 김순택 A method of preparing a negative active material for a lithium ion battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100263308B1 (en) 1998-01-19 2000-08-01 김순택 An anode active material for ion battery, a negative electrode using the same and a lithium ion battery using the same
KR100589309B1 (en) 2001-03-02 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 Negative active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery comprising the same, and preparing method of negative active material for lithium secondary battery
JP4693470B2 (en) * 2004-04-12 2011-06-01 三星エスディアイ株式会社 Negative electrode active material for lithium secondary battery, negative electrode including the same, and lithium secondary battery

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180055263A (en) * 2016-11-16 2018-05-25 주식회사 엘지화학 Preparation method of anode active material for lithium secondary battery
KR102311801B1 (en) * 2016-11-16 2021-10-08 주식회사 엘지에너지솔루션 Preparation method of anode active material for lithium secondary battery
US11145888B2 (en) 2017-05-29 2021-10-12 Sk Innovation Co., Ltd. Lithium secondary battery
WO2020149622A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-23 주식회사 엘지화학 Anode and secondary battery comprising said anode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140139355A (en) 2014-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101790400B1 (en) Anode active material and lithium secondary battery comprising the same
KR101631735B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery and preparation method of thereof
JP4161376B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR101361567B1 (en) Composite graphite particles and use of same
KR101465490B1 (en) Lithium secondary battery having improved safety and stability
JP3152226B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and carbon material composition
TWI499119B (en) Graphite based negative-electrode active material for lithium secondary cell
WO2012133788A1 (en) Graphite particles for nonaqueous secondary battery and method for producing same, negative electrode and nonaqueous secondary battery
KR101626026B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery And Lithium secondary battery comprising the same
JPWO2012001845A1 (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
KR20110054619A (en) Anode mixture for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JPH10189044A (en) Nonaqueous electrolytic secondary battery
KR101742854B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery, preparation method thereof, and lithium secondary battery comprising the same
KR101927294B1 (en) Anode active material of high density and lithium secondary battery comprising the same
WO2012127548A1 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
KR101417588B1 (en) Anode active material with high electrical conductivity and method for preparing the same
KR100978422B1 (en) Negative active material used for secondary battery, electrode of secondary battery and secondary battery including the same
KR101140866B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery And Lithium secondary battery comprising the same
JP4150087B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR101091546B1 (en) Anode active material for lithium secondary battery And Lithium secondary battery comprising the same
JP2001148241A (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP2017016773A (en) Lithium ion secondary battery anode and secondary battery
JP4080110B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
KR101635491B1 (en) Composite carbon particle and lithium-ion secondary cell using same
JP5525419B2 (en) Negative electrode material for lithium ion secondary battery and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 4