KR101772114B1 - Anode active material, anode and lithium battery containing the same, and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

코어를 포함하며, 상기 코어가 결정면간 간격 d002가 0.35 nm 이상인 결정성 탄소계 재료; 티탄계 산화물 입자; 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 음극활물질이 제시된다.Wherein the core is a crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or more; Titanium oxide particles; And a metal capable of forming an alloy with lithium.

Description

음극활물질, 이를 채용한 음극과 리튬전지 및 그 제조방법{Anode active material, anode and lithium battery containing the same, and preparation method thereof}[0001] The present invention relates to an anode active material, an anode and a lithium battery employing the same, and an anode active material, an anode and a lithium battery containing the same, and a preparation method thereof,

음극활물질, 이를 채용한 음극과 리튬 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.A negative electrode employing the same, a lithium battery, and a method of manufacturing the same.

리튬전지는 고전압 및 고에너지 밀도를 가짐에 의하여 다양한 용도에 사용된다. 예를 들어, 전기자동자(HEV, PHEV) 등의 분야는 고온에서 작동할 수 있고, 많은 양의 전기를 충전하거나 방전하여야 하고 장시간 사용되어야 하므로 열안정성, 고율특성 및 수명특성이 우수한 리튬전지가 요구된다.Lithium batteries are used for a variety of applications by having high voltage and high energy density. For example, the fields of electric automobiles (HEV, PHEV) and the like can operate at high temperatures, require a large amount of electricity to be charged or discharged, and must be used for a long time. Therefore, a lithium battery having excellent heat stability, high rate characteristics, do.

탄소계 재료는 다공성으로서 충방전 시의 부피 변화가 적어 안정하다. 그러나, 일반적으로 탄소계 재료는 탄소의 다공성 구조로 인해 전지 용량이 낮다. 예를 들어, 결정성이 높은 흑연의 이론적인 용량은 LiC6 조성에서 372mAh/g 이다. 또한, 고율특성이 낮다.The carbon-based material is porous and stable in terms of volume change during charging and discharging. However, in general, the carbon-based material has a low cell capacity due to the porous structure of carbon. For example, the theoretical capacity of high crystalline graphite is 372 mAh / g in the LiC 6 composition. In addition, the high-rate characteristics are low.

상기 탄소계 재료에 비하여 전기 용량이 높은 음극활물질로서 리튬과 합금가능한 금속이 사용될 수 있다. 예를 들어, 리튬과 합금가능한 금속은 Si, Sn, Al 등이다. 그러나, 상기 리튬과 합금 가능한 금속들은 열화되기 쉬워 수명특성이 낮다. 예를 들어, Sn은 충방전이 반복됨에 따라 Sn 입자들의 응집(aggregation) 및 파쇄 과정이 반복되어 Sn 입자들이 전기적으로 단절된다.A metal capable of alloying with lithium may be used as a negative electrode active material having a higher electric capacity than the carbon-based material. For example, metals capable of alloying with lithium are Si, Sn, Al, and the like. However, the metals capable of alloying with lithium are liable to be deteriorated, so that the life characteristics are low. For example, as Sn is repeatedly charged and discharged, aggregation and disintegration of Sn particles are repeated, and Sn particles are electrically disconnected.

또한, 리튬전지는 단락 등에 의하여 열폭주가 발생할 가능성이 있다.In addition, the lithium battery may cause thermal runaway due to short circuit or the like.

따라서, 향상된 방전용량, 수명특성 및 및 열안정성을 가지는 리튬전지가 요구된다.Therefore, there is a demand for a lithium battery having improved discharge capacity, life characteristics, and thermal stability.

한 측면은 증가된 결정성 탄소계 재료, 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 및 티탄계 산화물을 포함하는 새로운 음극활물질을 제공하는 것이다.One aspect is to provide a novel negative active material comprising an increased crystalline carbon-based material, a metal capable of forming an alloy with lithium, and a titanium-based oxide.

다른 한 측면은 상기 음극활물질을 포함하는 음극을 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a negative electrode comprising the negative active material.

또 다른 한 측면은 상기 음극을 채용한 리튬전지를 제공하는 것이다.Another aspect is to provide a lithium battery employing the negative electrode.

또 다른 한 측면은 상기 음극활물질의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect provides a method for producing the negative electrode active material.

한 측면에 따라,According to one aspect,

코어를 포함하며, 상기 코어가The core comprising:

결정면간 간격 d002가 0.35 nm 이상인 결정성 탄소계 재료;A crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or more;

티탄계 산화물 입자; 및Titanium oxide particles; And

리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 음극활물질이 제공된다.There is provided a negative electrode active material comprising a metal capable of forming an alloy with lithium.

다른 한 측면에 따라,According to another aspect,

상기 음극활물질을 포함하는 음극이 제공된다.A negative electrode comprising the negative active material is provided.

또 다른 한 측면에 따라,According to another aspect,

상기 음극을 채용한 리튬전지가 제공된다.A lithium battery employing the negative electrode is provided.

또 다른 한 측면에 따라,According to another aspect,

결정면간 간격 d002가 0.35 nm 이상인 결정성 탄소계 재료를 준비하는 단계; 및Preparing a crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or more; And

상기 결정성 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 코어를 준비하는 단계;를 포함하는 음극활물질 제조방법이 제공된다.Preparing a core comprising the crystalline carbon-based material, titanium-based oxide particles, and a metal capable of forming an alloy with lithium; and a method of manufacturing the anode active material.

한 측면에 따르면 결정질 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 새로운 음극활물질을 포함함에 의하여 리튬전지의 방전용량, 수명특성 및 열안정성이 향상될 수 있다.According to one aspect, the discharge capacity, lifetime characteristics, and thermal stability of a lithium battery can be improved by including a crystalline carbon-based material, a titanium-based oxide particle, and a new negative active material including a metal capable of forming an alloy with lithium.

도 1a는 실시예 1에서 제조된 음극활물질 분말에 대한 SEM 이미지이다.
도 1b는 실시예 1에서 제조된 음극활물질 입자에 대한 SEM 이미지이다.
도 2a는 제조예 1에서 제조된 결정성 탄소계 재료의 SEM 이미지이다.
도 2b는 제조예 1에서 제조된 결정성 탄소계 재료의 TEM 이미지이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 음극활물질 분말의 XRD 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 19, 31 및 비교예 2에서 사용된 음극활물질 분말의 DSC(dynamic Scanning Calorimeter) 측정 결과이다.
도 5는 예시적인 구현예에 따른 리튬전지의 모식도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 리튬전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리
FIG. 1A is an SEM image of the negative electrode active material powder prepared in Example 1. FIG.
1B is an SEM image of the negative electrode active material particles prepared in Example 1. Fig.
2A is an SEM image of the crystalline carbon-based material produced in Production Example 1. FIG.
2B is a TEM image of the crystalline carbon-based material produced in Production Example 1. FIG.
3 is an XRD spectrum of the anode active material powder prepared in Example 1. Fig.
4 is a DSC (dynamic scanning calorimeter) measurement result of the negative electrode active material powder used in Examples 19 and 31 and Comparative Example 2. FIG.
5 is a schematic diagram of a lithium battery according to an exemplary embodiment.
Description of the Related Art
1: Lithium battery 2: cathode
3: anode 4: separator
5: Battery case 6: Cap assembly

이하에서 예시적인 구현예들에 따른 음극활물질, 이를 포함하는 음극, 상기 음극을 채용한 리튬전지 및 상기 음극활물질의 제조방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a negative electrode active material according to exemplary embodiments, a negative electrode including the same, a lithium battery employing the negative electrode, and a method for manufacturing the negative active material will be described in detail.

일구현예에 다른 음극활물질은 코어를 포함하며, 상기 코어가 결정면간 간격 d002가 0.35 nm 이상인 결정성 탄소계 재료; 티탄계 산화물 입자; 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 음극활물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 결정성 탄소계 재료의 결정면간 간격 d002는 0.35 nm 내지 0.4nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 결정성 탄소계 재료의 결정면간 간격 d002는 0.35 nm 내지 0.37nm일 수 있다.In one embodiment, the negative electrode active material comprises a core, the core is a crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or greater; Titanium oxide particles; And a negative active material containing a metal capable of forming an alloy with lithium. For example, the interplanar spacing d 002 of the crystalline carbon-based material may be 0.35 nm to 0.4 nm. For example, the interplanar spacing d 002 of the crystalline carbon-based material may be 0.35 nm to 0.37 nm.

상기 음극활물질은 결정성 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 동시에 포함함에 의하여 향상된 방전용량, 수명특성 및 열안정성을 얻을 수 있다.The negative electrode active material can obtain improved discharge capacity, lifetime characteristics, and thermal stability by simultaneously including a crystalline carbon-based material, titanium oxide particles, and a metal capable of forming an alloy with lithium.

상기 결정성 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 코어는 다양한 형태의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 코어에서 상기 티탄계 산화물 입자와 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 코어 내부에 뭉쳐져 있고, 상기 뭉쳐진 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 결정성 탄소계 재료가 피복하고 있는 구성을 가질 수 있다. 상기 구성에 의하여 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 코어 외부로 노출되는 것이 방지될 수 있다. 다르게는, 상기 티탄계 산화물 입자외 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 코어 내에 전체적으로 분산된 구성을 가질 수 있다. 즉, 상기 티탄계 산화물 입자와 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료와 혼합된 구성을 가질 수 있다. 상기 구성들에 의하여 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 열화를 방지할 수 있다.The core comprising the crystalline carbon-based material, the titanium-based oxide particles, and the metal capable of forming an alloy with lithium may have various configurations. For example, in the core, the titanium-based oxide particles and a metal capable of forming an alloy with lithium are clustered in the core, and the metal capable of forming the alloy with the titanium- Based material may be coated. According to the above configuration, the titanium-based oxide particles and the metal capable of forming an alloy with lithium can be prevented from being exposed to the outside of the core. Alternatively, the metal capable of forming an alloy with lithium other than the titanium-based oxide particles may be entirely dispersed in the core. That is, the titanium-based oxide particles and the metal capable of forming an alloy with lithium may be mixed with the crystalline carbon-based material. With the above-described configurations, it is possible to prevent the deterioration of the metal that can form an alloy with lithium.

한편, 상기 코어에서 상기 티탄계 산화물 입자와 상기 리튬과 합금을 형성할수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료와 복합체를 형성할 수 있다. 상기 결정성 탄소계 재료와 티탄계 산화물 입자 및 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 복합체를 형성함에 의하여 충방전시 금속입자의 부피 변화에도 불구하고 전기적 연결이 유지될 수 있다.On the other hand, in the core, the titanium-based oxide particles and a metal capable of forming an alloy with lithium may form a composite with the crystalline carbon-based material. By forming the composite of the crystalline carbon-based material and the titanium-based oxide particles and the metal capable of forming an alloy with lithium, the electrical connection can be maintained despite the volume change of the metal particles upon charging and discharging.

상기 음극활물질에서 상기 티탄계 산화물 입자의 함량이 코어 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 10중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 함량이 0 초과 내지 6 중량%일 수 있다. 상기 티탄계 산화물의 함량이 지나치게 높으면 초기 용량이 저하될 수 있다.The content of the titanium oxide particles in the negative electrode active material may be more than 0 to 10% by weight based on the total weight of the core. For example, the content may be more than 0 to 6% by weight. If the content of the titanium oxide is too high, the initial capacity may be lowered.

상기 음극활물질에서 상기 티탄계 산화물 입자의 입경이 10nm 내지 990nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 입경은 100 내지 900nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 입경은 200 내지 500nm일 수 있다. 상기 티탄계 산화물 입자의 입경이 지나치게 작으면 수분 흡수의 문제가 있을 수 있으며, 상기 티탄계 산화물 입자의 입경이 지나치게 크면 코어 내부에 존재하기 어려울 수 있다.The particle size of the titanium oxide particles in the negative electrode active material may be 10 nm to 990 nm. For example, the particle size may be 100 to 900 nm. For example, the particle size may be 200 to 500 nm. If the particle size of the titanium oxide particles is too small, there is a problem of moisture absorption. If the particle diameter of the titanium oxide particles is too large, it may be difficult to exist in the core.

상기 음극활물질에서 상기 티탄계 산화물이 Li4Ti5O12, TiO2, LiTiO3, 및 Li2Ti3O7로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In the negative electrode active material, the titanium-based oxide may be at least one selected from the group consisting of Li 4 Ti 5 O 12 , TiO 2 , LiTiO 3 , and Li 2 Ti 3 O 7 .

상기 음극활물질에서 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 함량이 코어 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 20중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 함량이 0 초과 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 함량이 지나치게 높으면 충방전 시에 상기 금속의 부피 변화에 의하여 활물질의 균열이 발생할 수 있다.The content of the metal capable of forming an alloy with lithium in the negative electrode active material may be more than 0 to 20% by weight based on the total weight of the core. For example, the content may be from greater than 0 to 10% by weight. If the content of the metal capable of forming an alloy with lithium is excessively high, cracking of the active material may occur due to a change in volume of the metal during charging and discharging.

상기 음극활물질에서 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 입경이 10nm 내지 990nm의 입자일 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 입경은 100 내지 900nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 입자의 입경은 200 내지 500nm일 수 있다. 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 입자의 입경이 지나치게 작으면 표면이 산화되기 쉬울 수 있으며, 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 입자의 입경이 지나치게 크면 충방전 시에 상기 금속의 부피 변화에 의하여 활물질의 균열이 발생할 수 있다.In the negative electrode active material, a metal capable of forming an alloy with lithium may be particles having a particle diameter of 10 nm to 990 nm. For example, the particle size of the particles may be between 100 and 900 nm. For example, the particle size of the particles may be 200 to 500 nm. If the particle diameter of the metal particles capable of forming an alloy with lithium is too small, the surface may be easily oxidized. If the particle diameter of the metal particles capable of forming an alloy with lithium is excessively large, Cracks may occur in the active material.

상기 음극활물질에서 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 Si, Sn, Pb, Ge, Al 및 상기 금속들의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In the negative electrode active material, the metal capable of forming an alloy with lithium may be at least one selected from the group consisting of Si, Sn, Pb, Ge, Al, and oxides of the metals.

상기 음극활물질에서 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료의 일 표면에 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 코팅층은 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 전구체를 환원시켜 얻어질 수 있다. 상기 코팅층은 상기 결정성 탄소계 재료의 표면에 1 내지 100nm 두께로 코팅될 수 있다.In the negative electrode active material, a metal capable of forming an alloy with lithium may form a coating layer on one surface of the crystalline carbon-based material. The coating layer can be obtained by reducing a precursor of a metal capable of forming an alloy with lithium. The coating layer may be coated to a thickness of 1 to 100 nm on the surface of the crystalline carbon-based material.

상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료의 표면에 코팅층을 형성함에 의하여 충방전시에 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 열화를 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층 표면에 균열이 발생하여도 상기 코팅층이 완전히 분리되기 전에는 상기 결정성 탄소계 재료와 전기적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다.The metal capable of forming an alloy with lithium forms a coating layer on the surface of the crystalline carbon-based material, thereby preventing deterioration of a metal capable of forming an alloy with lithium during charging and discharging. For example, even if cracks are generated on the surface of the coating layer, the coating layer may remain electrically connected to the crystalline carbon-based material until the coating layer is completely separated.

상기 음극활물질에서 상기 결정성 탄소계 재료는 6개의 카본 원자가 6각형 모양으로 연결되어 이루어진 고리들이 서로 축합되어 일 평면 상에 배열되어 있는 다환 나노시트(polycyclic nano-sheet) n개가 상기 일 평면에 대하여 수직인 방향을 따라 적층된 구조를 가지며, 상기 n은 2 내지 250의 정수이고, 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제1카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제2카본을 L1≥L2가 되도록 선택하여(여기서, 상기 L1은 상기 제1카본과 상기 제2카본 사이의 거리를 나타내고, 상기 L2는 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본 및 제2카본을 제외한 임의의 제3카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본, 제2카본 및 제3카본을 제외한 임의의 제4카본 사이의 거리를 나타냄) 상기 제1카본을 x축, y축 및 z축을 갖는 3차원 좌표계의 원점 A(0, 0, 0)에 위치시킬 때, 상기 제2카본은 좌표 B(p, q, r)를 갖고, 상기 p 및 q는 서로 독립적으로, 10㎛ 이하이고, 상기 r은 100nm 이하일 수 있다.In the negative electrode active material, the crystalline carbon-based material has n polycyclic nano-sheets in which six carbon atoms are connected in a hexagonal shape and the rings are condensed to form a single plane, Wherein n is an integer of 2 to 250, and a first one of the carbons of the n polycyclic nanosheets and a second one of the carbons of the n polycyclic nanosheets are L1 &Lt; / RTI &gt; L2 where L2 represents the distance between the first carbon and the second carbon, and L2 represents the distance between the first carbon and the second carbon of the n polycyclic nanosheets, The distance between any third carbon and any fourth carbon except for the first carbon, the second carbon and the third carbon among the carbons of the n polycyclic nanosheets) With axis and z axis Wherein the second carbon has a coordinate B (p, q, r), the p and q are independently 10 mu m or less, and the second carbon has a coordinate A (0, 0, 0) r may be 100 nm or less.

구체적으로, 상기 결정성 탄소계 재료는 불규칙한 형태를 가질 수 있으나, 기본적으로 "판상"의 형태를 갖는다. 상기 결정성 탄소계 재료의 형태는 "판상"을 기본으로 하나, 휘거나, 말단부가 말려 있는 등 다양한 변형 형태를 가질 수 있다. 상기 결정성 탄소계 재료의 형태가 기본적으로 "판상"이라는 것은, 도 2a의 결정성 탄소계 재료를 관찰한 사진으로부터 용이하게 이해할 수 있다.Specifically, the crystalline carbon-based material may have an irregular shape, but basically has a "plate-like" shape. The shape of the crystalline carbon-based material is based on a "plate-like shape ", but may have various deformed shapes such as warped or curled ends. The shape of the crystalline carbon-based material is basically "plate-like ", which can be easily understood from the photograph of the crystalline carbon-based material of Fig.

상기 결정성 탄소계 재료는 6개의 카본 원자가 6각형 모양으로 연결되어 이루어진 고리들이 서로 축합되어 일 평면 상에 배열되어 있는 다환 나노시트(polycyclic nano-sheet) n개가 상기 일 평면에 대하여 수직인 방향을 따라 적층된 구조를 갖는다.The crystalline carbon-based material has a structure in which n rings of polycyclic nano-sheets arranged on one plane are condensed with rings of six carbon atoms connected in a hexagonal shape to form a direction perpendicular to the one plane And has a laminated structure.

본 명세서 중 "6개의 카본 원자가 6각형 모양으로 연결되어 이루어진 고리"란 용어는, 육각형 고리로서 상기 육각형의 각 꼭지점에는 카본이 위치한 고리를 가리키는 것이다. 이하, 약어로서, "6원(6-membered) 카본 고리"라고도 한다. 상기 다환 나노시트는 복수 개의 6원 카본 고리를 갖는데, 상기 복수 개의 6원 카본 고리는 서로 축합되어(fused) 벌집 형태를 이루며 일 평면 상에 배열되어 있다. 여기서, "일 평면 상에 배열되어 있다"란 용어는 복수 개의 6원 카본 고리가 좌우로 축합되어 배열 및 연장된 것을 가리키는 것으로서 상하로 축합되어 배열 및 연장된 것은 배제됨을 가리키는 것이다.In the present specification, the term "ring formed by connecting six carbon atoms in a hexagonal shape" is a hexagonal ring, which indicates a ring in which carbon is located at each vertex of the hexagonal shape. Hereinafter, the abbreviation is also referred to as a "6-membered carbon ring ". The polycyclic nanosheet has a plurality of six-membered carbon rings, wherein the plurality of six-membered carbon rings are fused to each other to form a honeycomb and are arranged on one plane. Here, the term "arranged on one plane " indicates that a plurality of six-membered carbon rings are condensed to the right and left to be arranged and extended, and that condensed vertically and arranged and extended are excluded.

상기 다환 나노시트의 카본들 중 인접한 카본들은 서로 sp2 결합에 의하여 연결될 수 있다. 이로써, 상기 6원 카본 고리 내의 공진 구조(resonance)가 형성될 수 있어, 전자의 이동이 보다 용이해질 수 있다.Adjacent carbons among the carbons of the polycyclic nanosheet may be connected to each other by sp2 bonding. Thereby, a resonance structure in the six-membered carbon ring can be formed, so that the movement of electrons can be facilitated.

상기 다환 나노시트는 복수 개의 6원 카본 고리가 서로 축합되어 일 평면 상에 배열된 구조를 가지므로, 예를 들어, 상기 다환 나노시트의 두께는 카본 원자 입경ㅁ0.1nm의 범위일 수 있다. 여기서, 상기 다환 나노시트의 두께가 카본 원자 입경의 "ㅁ0.1nm"의 범위를 갖는 것은 상기 다환 나노시트가 휘거나 말단부가 말린 형태를 가질 수 있고, 부분적으로 결손될 수 있음을 반영한 것이다.The polycyclic nanosheets may have a structure in which a plurality of six-membered carbon rings are condensed with each other and arranged on one plane. For example, the thickness of the polycyclic nanosheets may be in the range of carbon atom diameter 0.1 nm. Here, the fact that the thickness of the polycyclic nanosheet has a carbon atom diameter of " 0.1 nm "reflects that the polycyclic nanosheet may have a warped shape, a terminal shape may have a dried form, and may be partially defective.

상기 결정성 탄소계 재료는 상술한 바와 같은 다환 나노시트 n개가 적층된 구조를 갖는다. 여기서, 상기 n개의 다환 나노시트는 상기 다환 나노시트의 복수 개의 6원 카본 고리가 서로 축합되어 배열되어 있는 일 평면에 대하여 수직인 방향에 따라 적층되어 있다.The crystalline carbon-based material has a structure in which n polycyclic nanosheets as described above are laminated. Here, the n polycyclic nanosheets are stacked in a direction perpendicular to one plane in which a plurality of six-membered carbon rings of the polycyclic nanosheets are condensed and arranged.

상기 n은 2 내지 100의 정수, 예를 들면, 2 내지 80의 정수, 예를 들면, 2 내지 70의 정수, 예를 들면, 2 내지 40의 정수, 구체적으로는 2 내지 20의 정수, 보다 구체적으로는 2 내지 10의 정수일 수 있다.N is an integer of 2 to 100, for example, an integer of 2 to 80, for example an integer of 2 to 70, for example an integer of 2 to 40, particularly an integer of 2 to 20, May be an integer of 2 to 10.

상기 결정성 탄소계 재료에서, 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제1카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제2카본을 L1≥L2가 되도록 선택하여 상기 제1카본을 x축, y축 및 z축을 갖는 3차원 좌표계의 원점 A(0, 0, 0)에 위치시킬 때, 상기 제2카본은 좌표 B(p, q, r)를 갖고, 상기 p 및 q는 서로 독립적으로, 10㎛ 이하이고, 상기 r은 100nm 이하일 수 있다. 여기서, 상기 L1은 상기 제1카본과 상기 제2카본 사이의 거리를 나타내고, 상기 L2는 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본 및 제2카본을 제외한 임의의 제3카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본, 제2카본 및 제3카본을 제외한 임의의 제4카본 사이의 거리를 나타낸다. 즉, 상기 제1카본 및 상기 제2카본은 n개의 다환 나노시트에 포함된 카본들 중 카본 사이의 거리가 최장이 되도록 선택된 2개의 카본인 것으로 이해할 수 있다.In the crystalline carbon-based material, the first carbon of the n polycyclic nanosheets and the second carbon of the n polycyclic nanosheets are selected to be Ll &gt; L2 so that the first carbon is divided into x- , the second carbon has a coordinate B (p, q, r), and p and q are independent from each other when they are positioned at the origin A (0, 0, 0) of the three- , 10 mu m or less, and r may be 100 nm or less. Here, L1 represents a distance between the first carbon and the second carbon, L2 represents any third carbon other than the first carbon and the second carbon among the carbons of the n polycyclic nanosheets, represents the distance between any four carbons of the n polycyclic nanosheets excluding the first carbon, the second carbon and the third carbon. That is, it can be understood that the first carbon and the second carbon are two carbon selected so that the distance between the carbon among the carbons contained in the n polycyclic nanosheets is the longest.

상기 p 및 q는 서로 독립적으로, 10㎛ 이하, 예를 들면, 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 예를 들면, 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 p 및 q는 상기 결정성 탄소계 재료의 두께 방향과 수직되는 방향의 가로 및 세로 길이일 수 있다.The p and q may independently be 10 탆 or less, for example, 0.1 탆 to 10 탆. For example, from 1 탆 to 10 탆. The p and q may be transverse and longitudinal in the direction perpendicular to the thickness direction of the crystalline carbon-based material.

상기 r은 100nm 이하, 예를 들면, 0.5nm 내지 100nm, 구체적으로는 0.5nm 내지 90nm, 보다 구체적으로는 0.5nm 내지 50nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 r은 0.5nm 내지 20nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 r은 상기 결정성 탄소계 재료의 두께 방향의 길이일 수 있다. 예를 들어, 상기 결정성 탄소계 재료는 판상의 형태를 가지는 나노입자 분말일 수 있다.The r may be 100 nm or less, for example, 0.5 nm to 100 nm, specifically 0.5 nm to 90 nm, more specifically 0.5 nm to 50 nm. For example, r may be from 0.5 nm to 20 nm, but is not limited thereto. The r may be a length in the thickness direction of the crystalline carbon-based material. For example, the crystalline carbon-based material may be a nanoparticle powder having a plate-like shape.

상기 결정성 탄소계 재료의 p, q 및 r이 상술한 바와 같은 범위를 만족함으로써, 특정 이론에 한정되려는 것은 아니나, 전자 등의 전달이 용이해 져 우수한 도전성을 갖출 수 있다.By satisfying the above-described ranges of p, q and r of the crystalline carbon-based material, it is not intended to be limited to a specific theory, but it is easy to transfer electrons and the like, and excellent conductivity can be obtained.

상기 음극활물질에서 상기 코어 상에 탄소계 코팅층이 추가적으로 형성될 수 있다. 상기 탄소계 코팅층은 비정질 탄소를 포함할 수 있다. 상기 코어 상에 탄소계 코팅층이 형성됨에 의하여 SEI를 형성하게 되고 Li+ 이온의 선택적 통과로 인하여 결정성 탄소계 재료가 전해액 등과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. A carbon-based coating layer may be additionally formed on the core in the negative electrode active material. The carbon-based coating layer may include amorphous carbon. By forming the carbon-based coating layer on the core, SEI is formed, and it is possible to prevent the crystalline carbon-based material from contacting with the electrolyte or the like due to the selective passage of Li + ions.

상기 음극활물질은 종횡비 2 미만의 구형 입자일 수 있다. 예를 들어, 종횡비 2 내지 1, 예를 들어 1.5 내지 1의 구형 입자일 수 있다. 상기 음극활물질이 구형 형태를 가짐에 의하여 Slurry 분산에 유리하고 극판 강도를 높일 수 있다.The negative electrode active material may be spherical particles having an aspect ratio of less than 2. For example, spherical particles having an aspect ratio of from 2 to 1, for example, from 1.5 to 1. The negative electrode active material has a spherical shape, which is advantageous for slurry dispersion and can increase the strength of the electrode plate.

상기 구형 입자의 평균입경(d50)은 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 평균입경은 3 내지 60㎛일 수 있다. 상기 구형입자의 평균입경이 지나치게 작으면 활물질 슬러리 제조 및 극판에의 코팅이 어려울 수 있으며, 상기 구형입자의 평균입경이 지나치게 크면 코팅층이 불균일 하거나 고율 특성이 저하될 수 있다.
The spherical particles may have an average particle diameter (d50) of 1 탆 to 100 탆. For example, the average particle diameter may be 3 to 60 mu m. If the average particle size of the spherical particles is too small, it may be difficult to prepare an active material slurry and coat the coating on the electrode plate. If the average particle size of the spherical particles is too large, the coating layer may be uneven or the high-rate characteristics may be deteriorated.

다른 구현예에 따르는 음극은 상기 음극활물질을 포함한다. 상기 음극은 예를 들어 상기 음극활물질 및 결착제를 포함하는 음극활물질 조성물이 일정한 형상으로 성형되거나, 상기의 음극활물질 조성물이 동박(copper foil) 등의 집전체에 도포되는 방법으로 제조될 수 있다.The negative electrode according to another embodiment includes the negative electrode active material. The negative electrode may be manufactured, for example, by forming the negative electrode active material composition containing the negative electrode active material and the binder in a predetermined shape or by applying the negative electrode active material composition to a current collector such as copper foil.

구체적으로, 상기 음극활물질, 도전재, 결합제 및 용매가 혼합된 음극활물질 조성물이 준비된다. 상기 음극활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 음극판이 제조된다. 다르게는, 상기 음극활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 음극판이 제조될 수 있다. 상기 음극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다.Specifically, an anode active material composition in which the anode active material, the conductive material, the binder, and the solvent are mixed is prepared. The negative electrode active material composition is directly coated on the metal current collector to produce a negative electrode plate. Alternatively, the negative electrode active material composition may be cast on a separate support, and then the film peeled off from the support may be laminated on the metal current collector to produce a negative electrode plate. The negative electrode is not limited to the above-described form, but may be in a form other than the above-described form.

상기 도전재로는 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 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 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 또한, 상술한 결정성 탄소계 재료가 도전재로 추가될 수 있다.As the conductive material, metal powders such as acetylene black, Ketjen black, natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum and silver, metal fibers, In addition, one or more conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used in combination, but the present invention is not limited thereto, and any conductive material may be used as long as it can be used as a conductive material in the related art. In addition, the above-described crystalline carbon-based material can be added as a conductive material.

상기 결합제로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 결합제로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.Examples of the binder include vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene and mixtures thereof, styrene butadiene rubber-based polymers, etc. May be used, but are not limited thereto and can be used as long as they can be used as bonding agents in the art.

상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.As the solvent, N-methylpyrrolidone, acetone, water or the like may be used, but not limited thereto, and any solvent which can be used in the technical field can be used.

상기, 음극활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 결합재 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.
The content of the negative electrode active material, the conductive material, the binder, and the solvent is a level commonly used in a lithium battery. At least one of the conductive material, the binder and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the lithium battery.

또 다른 구현예에 따르는 리튬 전지는 상기의 음극활물질을 포함하는 음극을 채용한다. 상기 리튬 전지는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.A lithium battery according to another embodiment employs a negative electrode comprising the above negative electrode active material. The lithium battery can be produced by the following method.

먼저, 상기 음극 제조방법에 따라 음극이 준비된다.First, a negative electrode is prepared according to the negative electrode manufacturing method.

다음으로, 양극활물질, 도전재, 결합재 및 용매가 혼합된 양극활물질 조성물이 준비된다. 상기 양극활물질 조성물이 금속 집전체상에 직접 코팅 및 건조되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극활물질 조성물이 별도의 지지체상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다.Next, a cathode active material composition in which a cathode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed is prepared. The positive electrode active material composition is directly coated on the metal current collector and dried to produce a positive electrode plate. Alternatively, the cathode active material composition may be cast on a separate support, and then the film peeled from the support may be laminated on the metal current collector to produce a cathode plate.

상기 양극활물질로서 리튬코발트산화물, 리튬니켈코발트망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물, 리튬철인산화물, 및 리튬망간산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 이용 가능한 모든 양극활물질이 사용될 수 있다.The positive electrode active material may include at least one selected from the group consisting of lithium cobalt oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate, and lithium manganese oxide. However, May be used.

예를 들어, LiaA1-bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 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, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다:For example, Li a A 1-b B b D 2 , wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, and 0 ≤ b ≤ 0.5; Li a E 1-b B b O 2 -c D c wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05; LiE (in the above formula, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05) 2-b B b O 4-c D c; Li a Ni 1 -bc Co b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1- b c Co b B c O 2 -? F ? Wherein? 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1- b c Co b B c O 2-α F 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2; Li a Ni 1-bc Mn b B c D ? Wherein, in the formula, 0.90? A? 1.8, 0? B? 0.5, 0? C? 0.05, 0 <? Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F α wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2; Li a Ni 1-bc Mn b B c O 2-α F 2 wherein 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2; 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 wherein, 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, 0.001? B? 0.1); Li a Mn 2 G b O 4 wherein, 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 ; LiIO 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); In the formula of LiFePO 4 may be used a compound represented by any one:

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 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; F는 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; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이다.In the above formula, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; B 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; F is F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or combinations thereof; Q is Ti, Mo, Mn, or a combination thereof; I 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. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트, 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트의 코팅 원소 화합물을 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 등)으로 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 an oxide, a hydroxide of the coating element, an oxyhydroxide of the coating element, an oxycarbonate of the coating element, or a coating element compound of the hydroxycarbonate of the 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 any coating method as long as it can coat the above compound by a method that does not adversely affect physical properties of the cathode active material (for example, spray coating, dipping, etc.) by using these elements, It will be understood by those skilled in the art that a detailed description will be omitted.

예를 들어, LiNiO2, LiCoO2, LiMnxO2x(x=1, 2), LiNi1-xMnxO2(0<x<1), LiNi1-x-yCoxMnyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFeO2, V2O5, TiS, MoS 등이 사용될 수 있다.For example, LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiMn x O 2 x (x = 1, 2), LiNi 1-x Mn x O 2 (0 <x <1), LiNi 1-xy Co x Mn y O 2 ? 0.5, 0? Y? 0.5), LiFeO 2 , V 2 O 5 , TiS, MoS and the like can be used.

양극활물질 조성물에서 도전재, 결합제 및 용매는 상기 음극활물질 조성물의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양극활물질 조성물 및/또는 음극활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.As the conductive material, binder and solvent in the positive electrode active material composition, the same materials as those of the negative electrode active material composition may be used. It is also possible to add a plasticizer to the cathode active material composition and / or the anode active material composition to form pores inside the electrode plate.

상기 양극활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용하는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 결합제 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.The content of the cathode active material, the conductive material, the binder, and the solvent is a level commonly used in a lithium battery. Depending on the application and configuration of the lithium battery, one or more of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted.

다음으로, 상기 양극과 음극 사이에 삽입될 세퍼레이터가 준비된다. 상기 세퍼레이터는 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 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 권취 가능한 세퍼레이터가 사용되며, 리튬이온폴리머전지에는 유기전해액 함침 능력이 우수한 세퍼레이터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 세퍼레이터는 하기 방법에 따라 제조될 수 있다.Next, a separator to be inserted between the positive electrode and the negative electrode is prepared. The separator can be used as long as it is commonly used in a lithium battery. A material having low resistance against the ion movement of the electrolyte and excellent in the ability to impregnate the electrolyte may be used. 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 rewindable separator such as polyethylene, polypropylene, or the like is used for the lithium ion battery, and a separator having excellent organic electrolyte impregnation capability can be used for the lithium ion polymer battery. For example, the separator may be produced according to the following method.

고분자 수지, 충진제 및 용매를 혼합하여 세퍼레이터 조성물이 준비된다. 상기 세퍼레이터 조성물이 전극 상부에 직접 코팅 및 건조되어 세퍼레이터가 형성될 수 있다. 또는, 상기 세퍼레이터 조성물이 지지체상에 캐스팅 및 건조된 후, 상기 지지체로부터 박리시킨 세퍼레이터 필름이 전극 상부에 라미네이션되어 세퍼레이터가 형성될 수 있다.A polymer resin, a filler and a solvent are mixed to prepare a separator composition. The separator composition may be coated directly on the electrode and dried to form a separator. Alternatively, after the separator composition is cast and dried on a support, a separator film peeled from the support may be laminated on the electrode to form a separator.

상기 세퍼레이터 제조에 사용되는 고분자 수지는 특별히 한정되지 않으며, 전극판의 결합재에 사용되는 물질들이 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.The polymer resin used in the production of the separator is not particularly limited, and any material used for the binder of the electrode plate may be used. For example, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate or mixtures thereof may be used.

다음으로 전해질이 준비된다.Next, the electrolyte is prepared.

예를 들어, 상기 전해질은 유기전해액일 수 있다. 또한, 상기 전해질은 고체일 수 있다. 예를 들어, 보론산화물, 리튬옥시나이트라이드 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 고체전해질로 사용될 수 있은 것이라면 모두 사용가능하다. 상기 고체 전해질은 스퍼터링 등의 방법으로 상기 음극상에 형성될 수 있다.For example, the electrolyte may be an organic electrolyte. In addition, the electrolyte may be a solid. For example, boron oxide, lithium oxynitride, and the like, but not limited thereto, and any of them can be used as long as they can be used as solid electrolytes in the art. The solid electrolyte may be formed on the cathode by a method such as sputtering.

예를 들어, 유기전해액이 준비될 수 있다. 유기전해액은 유기용매에 리튬염이 용해되어 제조될 수 있다.For example, an organic electrolytic solution can be prepared. The organic electrolytic solution can be prepared by dissolving a lithium salt in an organic solvent.

상기 유기용매는 당해 기술분야에서 유기 용매로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, γ-부티로락톤, 디옥소란, 4-메틸디옥소란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디에틸렌글리콜, 디메틸에테르 또는 이들의 혼합물 등이다.The organic solvent may be any organic solvent which can be used in the art. Examples of the solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, gamma -butyrolactone, dioxolane, , Dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, diethylene glycol, dimethyl ether or mixtures thereof.

상기 리튬염도 당해 기술분야에서 리튬염으로 사용될 수 있는 것이라면 모두사용될 수 있다. 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단 x,y는 자연수), LiCl, LiI 또는 이들의 혼합물 등이다.The lithium salt may also be used as long as it can be used in the art as a lithium salt. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , x F 2x + 1 SO 2 ) (C y F 2y + 1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, LiI, or a mixture thereof.

도 5에서 보여지는 바와 같이 상기 리튬전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)를 포함한다. 상술한 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)가 와인딩되거나 접혀서 전지케이스(5)에 수용된다. 이어서, 상기 전지케이스(5)에 유기전해액이 주입되고 캡(cap) 어셈블리(6)로 밀봉되어 리튬전지(1)가 완성된다. 상기 전지케이스는 원통형, 각형, 박막형 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬전지는 박막형전지일 수 있다. 상기 리튬전지는 리튬이온전지일 수 있다.As shown in FIG. 5, the lithium battery 1 includes an anode 3, a cathode 2, and a separator 4. The anode 3, the cathode 2 and the separator 4 described above are wound or folded and housed in the battery case 5. Then, an organic electrolytic solution is injected into the battery case 5 and is sealed with a cap assembly 6 to complete the lithium battery 1. The battery case may have a cylindrical shape, a rectangular shape, a thin film shape, or the like. For example, the lithium battery may be a thin film battery. The lithium battery may be a lithium ion battery.

상기 양극 및 음극 사이에 세퍼레이터가 배치되어 전지구조체가 형성될 수 있다. 상기 전지구조체가 바이셀 구조로 적층된 다음, 유기 전해액에 함침되고, 얻어진 결과물이 파우치에 수용되어 밀봉되면 리튬이온폴리머전지가 완성된다.A separator may be disposed between the anode and the cathode to form a battery structure. The cell structure is laminated in a bi-cell structure, then impregnated with an organic electrolyte solution, and the obtained result is received in a pouch and sealed to complete a lithium ion polymer battery.

또한, 상기 전지구조체는 복수개 적층되어 전지팩을 형성하고, 이러한 전지팩이 고용량 및 고출력이 요구되는 모든 기기에 사용될 수 있다. 예를 들어, 노트북, 스마트폰, 전기차량 등에 사용될 수 있다.In addition, a plurality of battery assemblies may be stacked to form a battery pack, and such battery pack may be used for all devices requiring high capacity and high output. For example, a notebook, a smart phone, an electric vehicle, and the like.

특히, 상기 리튬전지는 고율특성 및 수명특성이 우수하므로 전기차량(electric vehicle, EV)에 적합하다. 예를 들어, 플러그인하이브리드차량(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 등의 하이브리드차량에 적합하다.
Particularly, the lithium battery is suitable for an electric vehicle (EV) because it has a high rate characteristic and a good life characteristic. For example, it is suitable for a hybrid vehicle such as a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV).

또 다른 구현예에 따른 음극활물질 제조방법은 결정면간 간격 d002가 0.35 nm 이상인 결정성 탄소계 재료를 준비하는 단계; 및 상기 결정성 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 코어를 준비하는 단계;를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a negative active material, comprising: preparing a crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or more; And preparing a core comprising the crystalline carbon-based material, titanium-based oxide particles, and a metal capable of forming an alloy with lithium.

상기 결정성 탄소계 재료를 준비하는 단계는 팽창흑연(expandable graphite)을 300℃ 내지 700℃ 에서 0.1 내지 5 시간 동안 열처리시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 열처리 온도는 예를 들어, 400℃ 내지 600℃일 수 있으며, 예를 들어, 450℃ 내지 550℃일 수 있다. 상기 열처리 시간은 예를 들어, 0.5 내지 3 시간일 수 있으며, 예를 들어, 0.5 내지 2 시간일 수 있다.The step of preparing the crystalline carbon-based material may include heat-treating the expandable graphite at 300 ° C to 700 ° C for 0.1 to 5 hours. The heat treatment temperature may be, for example, 400 ° C to 600 ° C, for example, 450 ° C to 550 ° C. The heat treatment time may be, for example, 0.5 to 3 hours, for example, 0.5 to 2 hours.

상기 팽창 흑연은 천연 흑연, 인조 흑연, 탄소 섬유, 구성 흑연 등을 황산, 염산 등의 강산 용액에 1 내지 24 시간 동안 침지시킴에 의하여 얻어질 수 있으나, 반드시 이러한 방법으로 한정되지 않으며 팽창 흑연을 제조할 수 있는 방법이라면 모두 가능하다.The expanded graphite can be obtained by immersing natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, constituent graphite and the like in a strong acid solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid for 1 to 24 hours. However, the expansion graphite is not necessarily limited to this method, Anything you can do is possible.

상기 코어를 준비하는 단계는 상기 결정성 탄소계 재료, 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 입자를 용액 중에서 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 혼합물을 건조 및 구형화시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 티탄계 산화물 입자는 나노입자 또는 마이크로 입자일 수 있다.Preparing the core comprises: preparing the mixture by mixing the crystalline carbon-based material, titanium-based oxide particles, and metal particles capable of forming an alloy with lithium in a solution; And drying and spheronizing the mixture. For example, the titanium-based oxide particles may be nanoparticles or microparticles.

다르게는, 상기 코어를 준비하는 단계는 상기 결정성 탄소계 재료와 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 전구체 용액을 혼합, 건조 및 열처리하여 열처리 결과물을 준비하는 단계; 상기 열처리 결과물을 티탄계 산화물 입자와 용액 중에서 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 혼합물을 건조 및 구형화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 결정성 탄소계 재료와 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속 전구체 용액을 혼합, 건조 및 열처리 시킴에 의하여 상기 전구체가 환원되면서 상기 결정성 탄소계 재료의 표면 상에 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하는 코팅층을 형성할 수 있다.Alternatively, the step of preparing the core may include preparing a heat treatment result by mixing, drying and heat-treating the crystalline carbon-based material and a metal precursor solution capable of forming an alloy with lithium; Mixing the resultant of the heat treatment with titanium oxide particles in a solution to prepare a mixture; And drying and spheronizing the mixture. The precursor is reduced by mixing, drying and heat-treating the crystalline carbon-based material and a metal precursor solution capable of forming an alloy with lithium to form an alloy with lithium on the surface of the crystalline carbon-based material A coating layer containing a metal can be formed.

상기 제조방법에서 상기 금속의 전구체는 SiCl4, SiH2Cl2, SnCl4, PbCl4 및 GeCl4 를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 전구체로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.Wherein in the method for producing the precursor of the metal is SiCl 4, SiH 2 Cl 2, SnCl 4, PbCl 4 and GeCl 4 be at least one selected from a group but containing, not necessarily limited to, a lithium alloy in the art Any material that can be used as a precursor of a metal that can be formed is possible.

상기 음극활물질 제조방법은 상기 코어 상에 탄소 전구체를 코팅 및 소성시켜 탄소계 코팅층을 형성시키는 단계;를 추가적으로 포함할 수 있다.The method for manufacturing an anode active material may further include forming a carbon-based coating layer by coating and firing a carbon precursor on the core.

상기 탄소계 코팅층의 두께는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 지나치게 얇으면 코팅되지 않는 부분이 존재할 수 있어, 코어가 전해액에 노출될 수 있으며 수 있으며, 상기 코팅층의 두께가 지나치게 두꺼우면 리튬 이온의 전달이 용이하지 않아 고율 특성이 저하될 수 있다.The thickness of the carbon-based coating layer may be 10 nm to 100 nm. If the thickness of the coating layer is excessively thin, there may be a portion that is not coated, and the core may be exposed to the electrolyte. If the thickness of the coating layer is too thick, the lithium ion is not easily transferred, have.

상기 탄소전구체는 고분자, 콜타르 피치, 석유 피치, 메조-페이즈 피치, 코크스, 저분자 중질유, 석탄계 피치 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 탄소전구체의 소성은 800 내지 1200℃에서 0.1 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.The carbon precursor may be at least one selected from the group consisting of polymers, coal tar pitch, petroleum pitch, meso-phase pitch, coke, low molecular weight oil, coal pitch and derivatives thereof. The calcination of the carbon precursor may be performed at 800 to 1200 ° C for 0.1 to 10 hours.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.The present invention will be described in more detail by way of the following examples and comparative examples. However, the examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

(결성성 탄소계 재료의 제조)(Production of a forming carbon-based material)

제조예 1:Preparation Example 1:

팽창 흑연 100g을 500℃에서 1시간 동안 가열하여 팽창시킨 후, 이로부터 발생한 가스를 오븐의 배기구를 통하여 배기시킨 후, 이로부터 수득한 결과물을 에탄올에 분산시켜, 호모게나이저(homogenizer)를 이용하여 10,000rpm으로 10분간 분쇄하였다. 이로부터 수득한 혼합물을 마이크로 플루이다이저(micro fluidizer)을 이용하여 추가 분쇄한 다음, 여과(filtering) 장비를 이용하여 여과한 후 에탄올로 세척하고 120℃의 오븐에서 건조시켜 결정성 탄소계 재료 분말을 수득하였다.After expanding 100 g of expanded graphite by heating at 500 DEG C for 1 hour, The resulting gas is exhausted through an exhaust port of an oven, and the resulting product Dispersed in ethanol, and pulverized at 10,000 rpm for 10 minutes using a homogenizer. The resulting mixture was further pulverized using a micro fluidizer, followed by filtration using a filtering equipment, followed by washing with ethanol and drying in an oven at 120 ° C. to obtain a crystalline carbon-based material powder &Lt; / RTI &gt;

상기 결정성 탄소계 재료 분말을 SEM(전자 주사 현미경)으로 관찰한 사진은 도 2a를 참조한다. 도 2a에 따르면, 결정성 탄소계 재료의 나노입자 분말에 포함된 개별 결정성 탄소계 재료 나노입자들은 기본적으로 "판상"의 형태를 가짐을 확인할 수 있다.A photograph of the crystalline carbon-based material powder observed with an SEM (electron scanning microscope) is shown in Fig. According to FIG. 2A, it can be confirmed that the individual crystalline carbon-based material nanoparticles included in the nanoparticle powder of the crystalline carbon-based material basically have a "plate-like" shape.

상기 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말 중 나노입자를 TEM(투과 전자 현미경)으로 관찰한 사진은 도 2b를 참조한다. 도 2b 중 점선 원으로 표시된 부분은, 예를 들면, 도 2a의 판상 형태의 결정성 탄소계 재료 나노입자의 측면에 대응되는 부분으로서 그 두께가 약 10nm임을 확인할 수 있다. 따라서, 도 2b로부터, 상술한 바와 같이 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자가 약 10nm의 r(상기 "r"의 정의는 발명의 상세한 설명의 관련 부분 참조)를 가짐을 확인할 수 있다.A photograph of the nanoparticles of the crystalline carbon-based material nanoparticle powder observed with a TEM (transmission electron microscope) is shown in FIG. 2B. In FIG. 2B, the portion indicated by the dotted circle corresponds to, for example, the side surface of the plate-like crystalline carbon-based material nano-particles in FIG. 2A, and it can be confirmed that the thickness is about 10 nm. Therefore, it can be seen from Fig. 2b that the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared as described above have a r of about 10 nm (the definition of "r" above is related to the detailed description of the invention).

한편, 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말에 포함된 나노입자들의 사이즈 분산도를 Melvern, Hydro2000을 이용해 평가하였다. 상기 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말의 p 또는 q(상기 "p" 및 "q"의 정의는 발명의 상세한 설명의 관련 부분 참조)에 해당하는 방향의 성분은 d10은 2.1마이크로미터, d50은 4.11마이크로미터, d90은 7.16마이크로미터임을 확인할 수 있다.Meanwhile, the size dispersion of the nanoparticles contained in the crystalline carbon-based material nanoparticle powder was evaluated using Melvern, Hydro 2000. The component in the direction corresponding to p or q of the crystalline carbon-based material nano-particle powder (see the relevant part of the description of the present invention for the definitions of "p" and "q") is d 10 is 2.1 micrometer, d 50 Is 4.11 micrometer, and d 90 is 7.16 micrometer.

제조예 2Production Example 2

소성 온도를 400℃로 변경한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 제조하였다.A crystalline carbon-based material nano-particle powder was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the calcination temperature was changed to 400 캜.

제조예 3Production Example 3

소성 온도를 300℃로 변경한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 제조하였다.A crystalline carbon-based material nano-particle powder was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the calcination temperature was changed to 300 캜.

제조예 4Production Example 4

소성 온도를 200℃로 변경한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 제조하였다.A crystalline carbon-based material nano-particle powder was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the calcination temperature was changed to 200 ° C.

제조예 5Production Example 5

소성 온도를 150℃로 변경한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 제조하였다.A crystalline carbon-based material nano-particle powder was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the calcination temperature was changed to 150 캜.

제조예 6Production Example 6

소성 온도 1000℃에서, 30초 동안 열쇼크를 가한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 제조하였다.
A crystalline carbon-based material nano-particle powder was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that heat shock was applied at a sintering temperature of 1000 占 폚 for 30 seconds.

(음극활물질의 제조)(Preparation of negative electrode active material)

실시예 1Example 1

상기 제조예 1에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자 80중량부, 평균입경 300nm의 LTO(Li4Ti12O5) 나노입자 5중량부 및 평균입경 300nm의 Si 나노입자 15중량부를 에탄올 용매 200 중량부에 투입하고, 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액을 건조시킨 후, 상기 건조물을 구형화장비(hybridization system)로 구형화시켜 코어 분말을 제조하였다. 상기 조립 및 구형화는 100~150m/s의 속도에서, 5~10분동안 진행하였다.80 parts by weight of the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared in Preparation Example 1, 5 parts by weight of LTO (Li 4 Ti 12 O 5 ) nanoparticles having an average particle diameter of 300 nm and 15 parts by weight of Si nanoparticles having an average particle diameter of 300 nm were dissolved in an ethanol solvent 200 , And the mixture was stirred to prepare a mixed solution. After the mixed solution was dried, the dried material was sphered with a sphering apparatus (hybridization system) to prepare a core powder. The granulation and sphering were carried out at a speed of 100 to 150 m / s for 5 to 10 minutes.

상기 코어 분말 100 중량부에 대하여 메조페이즈 피치 10중량부를 혼합한 후, 기계적으로 밀링하고 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 코어 상에 탄소계 코팅층을 형성시켜 음극활물질 분말을 제조하였다.10 parts by weight of mesophase pitch was mixed with 100 parts by weight of the core powder, mechanically milled and heat-treated at 900 ° C for 1 hour to form a carbon-based coating layer on the core to prepare an anode active material powder.

상기 실시예 1에서 제조된 음극활물질 분말의 주사현미경 사진이 도 1a 및 1b에 도시된다. 상기 음극활물질 분말의 종횡비는 1 내지 1.5이었으며, 평균입경(d50)은 20 ㎛ 이었다.Scanning micrographs of the anode active material powder prepared in Example 1 are shown in FIGS. 1A and 1B. The aspect ratio of the negative electrode active material powder was 1 to 1.5, and the average particle diameter (d50) was 20 占 퐉.

실시예 2-6Examples 2-6

제조예 2-6에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 음극활물질을 제조하였다.An anode active material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared in Preparation Example 2-6 were used.

실시예 7Example 7

상기 제조예 1에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말을 1.5M의SiCl4 수용액에 침지시킨 후, 300℃에서 건조 및 열처리(drying & annealing) 과정을 2번 이상 반복한 후 600℃에서 2 시간 동안 소성하여 상(phase)을 안정 시킨 후 3회의 세척 및 건조(washing & drying) 공정을 수행하여 상기 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말에 Si를 약 1 ~ 10 nm 두께로 코팅시켰다.After the crystalline carbon-based material nanoparticle powder prepared in Preparation Example 1 was immersed in a 1.5M aqueous solution of SiCl 4 , drying and annealing at 300 ° C were repeated at least twice, followed by drying at 600 ° C for 2 And the phase was stabilized. After three washing and drying processes, the crystalline carbon-based material nanoparticle powder was coated with Si to a thickness of about 1 to 10 nm.

상기 Si 코팅된 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말 95중량부 및 평균입경(d50) 300nm의 LTO(Li4Ti5O12) 나노입자 5중량부를 에탄올 용매 200 중량부에 투입하고, 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액을 건조시킨 후, 상기 건조물을 구형화 장비(hybridizer)로 조립 및 구형화시켜 코어 분말을 제조하였다. 상기 조립 및 구형화는 100~150m/s 속도에서 5~10분 동안 진행하였다.95 parts by weight of the Si-coated crystalline carbon-based material nano-particles powder and 5 parts by weight of LTO (Li 4 Ti 5 O 12 ) nanoparticles having an average particle size (d50) of 300 nm were added to 200 parts by weight of an ethanol solvent, . After the mixed solution was dried, the dried material was granulated and spheronized by a sieving machine to prepare a core powder. The assembly and sphering were carried out at a speed of 100 to 150 m / s for 5 to 10 minutes.

상기 코어 분말 100 중량부에 대하여 메조페이즈 피치 10 중량부를 혼합한 후, 기계적으로 밀링하고 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 코어 상에 탄소계 코팅층을 형성시켜 음극활물질 분말을 제조하였다.10 parts by weight of mesophase pitch was mixed with 100 parts by weight of the core powder, mechanically milled and heat-treated at 900 ° C for 1 hour to form a carbon-based coating layer on the core to prepare an anode active material powder.

상기 음극활물질 분말의 종횡비는 1 내지 1.5이었으며, 평균입경(d50)은 20㎛ 이었다.The negative electrode active material powder had an aspect ratio of 1 to 1.5 and an average particle diameter (d50) of 20 占 퐉.

실시예 8-12Examples 8-12

제조예 2-6에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 음극활물질을 제조하였다.An anode active material was prepared in the same manner as in Example 7, except that the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared in Preparation Example 2-6 were used.

실시예 13Example 13

상기 제조예 1에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자 65중량부, 평균입경 300nm의 LTO(Li4Ti12O5) 나노입자 5중량부 및 평균입경 300nm의 SiOx(0<x<2) 나노입자 30중량부를 에탄올 용매 200 중량부에 투입하고, 교반하여 혼합용액을 제조하였다.65 parts by weight of the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared in Preparation Example 1, 5 parts by weight of LTO (Li 4 Ti 12 O 5 ) nanoparticles having an average particle diameter of 300 nm and SiO x (0 <x <2) 30 parts by weight of the nanoparticles were added to 200 parts by weight of an ethanol solvent and stirred to prepare a mixed solution.

상기 혼합용액을 건조시킨 후, 상기 건조물을 구형화장비(hybridization system)로 구형화시켜 코어 분말을 제조하였다. 상기 조립 및 구형화는 100~150m/s의 속도에서, 5~10분 동안 진행하였다. 상기 코어 분말 100 중량부에 대하여 메조페이즈 피치 10중량부를 혼합한 후, 기계적으로 밀링하고 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 코어 상에 탄소계 코팅층을 형성시켜 음극활물질 분말을 제조하였다.After the mixed solution was dried, the dried material was sphered with a sphering apparatus (hybridization system) to prepare a core powder. The granulation and sphering were carried out at a speed of 100 to 150 m / s for 5 to 10 minutes. 10 parts by weight of mesophase pitch was mixed with 100 parts by weight of the core powder, mechanically milled and heat-treated at 900 ° C for 1 hour to form a carbon-based coating layer on the core to prepare an anode active material powder.

상기 음극활물질 분말의 종횡비는 1 내지 1.5이었으며, 평균입경(d50)은 20 ㎛ 이었다.The aspect ratio of the negative electrode active material powder was 1 to 1.5, and the average particle diameter (d50) was 20 占 퐉.

실시예 14-18Examples 14-18

제조예 2-6에서 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 음극활물질을 제조하였다.An anode active material was prepared in the same manner as in Example 13, except that the crystalline carbon-based material nanoparticles prepared in Preparation Example 2-6 were used.

비교예 1Comparative Example 1

제조예 1에 제조된 결정성 탄소계 재료 나노입자 분말 85중량부, 평균입경(d50) 300nm의 Si 나노입자 15중량부를 에탄올 용매 200 중량부에 투입하고, 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액을 건조시킨 후, 상기 건조물을 구형화장비(hybridization system)로 조립 및 구형화시켜 코어 분말을 제조하였다. 상기 조립 및 구형화 조건은 100~150m/s 속도에서, 5~10분 동안 진행하였다.85 parts by weight of the crystalline carbon-based material nanoparticle powder prepared in Preparation Example 1 and 15 parts by weight of Si nanoparticles having an average particle diameter (d50) of 300 nm were added to 200 parts by weight of an ethanol solvent and stirred to prepare a mixed solution. After the mixed solution was dried, the dried material was granulated and spheronized by a hybridization system to prepare a core powder. The granulation and sphering conditions were carried out at a speed of 100 to 150 m / s for 5 to 10 minutes.

상기 코어 분말 100 중량부에 대하여 메조페이즈 피치 10중량부를 혼합한 후, 기계적으로 밀링하고 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 코어 상에 탄소계 코팅층을 형성시켜 음극활물질 분말을 제조하였다.
10 parts by weight of mesophase pitch was mixed with 100 parts by weight of the core powder, mechanically milled and heat-treated at 900 ° C for 1 hour to form a carbon-based coating layer on the core to prepare an anode active material powder.

(양극 및 리튬 전지의 제조)(Preparation of positive electrode and lithium battery)

실시예 19Example 19

실시예 1에서 합성된 음극활물질 분말과 PI(polyimide) 바인더 용액을 첨가하여 활물질:바인더=94:6의 무게비가 되도록 슬러리를 제조하였다.The anode active material powder and PI (polyimide) binder solution synthesized in Example 1 were added to prepare a slurry having a weight ratio of active material: binder = 94: 6.

10㎛ 두께의 Cu 호일 위에 상기 활물질 슬러리를 코팅한 후 건조하여 음극 극판을 만들고, 추가로 진공건조시켜 지름 32mm의 코인셀(CR2016 type)을 제조하였다.The active material slurry was coated on the Cu foil having a thickness of 10 탆 and dried to form a negative electrode plate, followed by further vacuum drying to prepare a coin cell (CR2016 type) having a diameter of 32 mm.

셀 제조시 대극(counter electrode)로는 금속 리튬을 사용하였으며, 격리막으로 폴리프로필렌 격리막(separator, Cellgard 3510)을 사용하고, 전해질로는 EC(에틸렌카보네이트):DEC(디에틸카보네이트)(3:7 부피비) 혼합 용매에 1.3M LiPF6이 용해된 것을 사용하였다.Cells produced during the counter electrode (counter electrode) roneun was used as a metal lithium, a polypropylene separator to separator (separator, Cellgard 3510), its use, and is the electrolyte EC (ethylene carbonate): DEC (diethyl carbonate) (3: 7 Volume ratio) mixed solvent containing 1.3 M LiPF 6 dissolved therein.

실시예 20-36Examples 20-36

실시예 2-18에서 합성된 음극활물질 분말을 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 19와 동일한 방법으로 리튬전지를 제조하였다.A lithium battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the anode active material powder synthesized in Example 2-18 was used.

비교예 2Comparative Example 2

비교예 1에서 합성된 음극활물질 분말을 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 19와 동일한 방법으로 리튬전지를 제조하였다.
A lithium battery was produced in the same manner as in Example 19, except that the anode active material powder synthesized in Comparative Example 1 was used.

평가예 1: XRD 실험Evaluation example 1: XRD experiment

실시예 1-18 및 비교예 1에서 제조된 음극활물질 분말에 대하여 XRD 실험을 수행하였다. 실험 조건은 CuK-알파 특성 X-선 파장 1.541Å이었다.XRD experiments were performed on the anode active material powders prepared in Example 1-18 and Comparative Example 1. [ The experimental conditions were CuK-alpha characteristic X-ray wavelength of 1.541 Å.

도 3에서 보여지는 바와 같이, 실시예 1의 음극활물질 입자는 ①에서 결정성 탄소에 대한 특성 피크, ②에서 Si에 대한 특성피크 및 ③에서 LTO에 대한 특성피크를 각각 나타내었다.As shown in FIG. 3, the negative electrode active material particles of Example 1 exhibited characteristic peaks for crystalline carbon in (1), characteristic peaks for Si in (2), and characteristic peaks for LTO in (3), respectively.

실시예 1-6의 음극활물질에 포함된 결정성 탄소에 대한 피크로부터 계산되는 결정면간 거리를 하기 표 1에 나타내었다.The interplanar spacings calculated from the peaks for the crystalline carbon contained in the negative electrode active material of Example 1-6 are shown in Table 1 below.

결정면간 거리(d002)
[nm]
The inter-crystal distance (d002)
[nm]
실시예 1Example 1 0.380.38 실시예 2Example 2 0.370.37 실시예 3Example 3 0.370.37 실시예 4Example 4 0.360.36 실시예 5Example 5 0.350.35 실시예 6Example 6 0.380.38

상기 표 1에서 보여지는 바와 같이 실시예 1-6에 포함된 결정성 탄소계 재료는 결정면간 거리가 0.35nm 내지 0.38nm로서 기존의 흑연과 달리 면간 거리가 팽창되었다.As shown in Table 1, the intergranular distance of the crystalline carbon-based material contained in Example 1-6 was 0.35 nm to 0.38 nm, which was different from that of conventional graphite.

평가예 2: 고율 특성 평가Evaluation Example 2: Evaluation of high rate characteristics

상기 실시예 19-36 및 비교예 2에서 제조된 상기 코인셀을 상온에서 리튬 금속 대비 2.5~4.1V의 전압 범위에서 0.1C rate의 정전류로 충전시키면서, 방전시의 전류밀도가 증가함에 따른 방전용량을 얻고 이로부터 율별 충방전 효율을 계산하였다. 방전시의 전류밀도는 각각 0.1C, 0.2C, 0.5C, 1C 및 2C rate 이었다. 2C에서의 충방전 효율은 하기 수학식 1에서 계산되며 그 결과의 일부를 표 2에 나타내었다.The coin cells prepared in Examples 19-36 and Comparative Example 2 were charged at a constant current of 0.1 C rate in a voltage range of 2.5 to 4.1 V with respect to lithium metal at room temperature and the discharging capacity And the charge / discharge efficiency was calculated from this ratio. The current densities at discharge were 0.1 C, 0.2 C, 0.5 C, 1 C and 2 C rates, respectively. The charging / discharging efficiency at 2C is calculated by the following equation (1), and a part of the results are shown in Table 2.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

충방전 효율[%]=[2C 방전용량/0.1C 충전용량]×100Charge / discharge efficiency [%] = [2C discharge capacity / 0.1C charge capacity] × 100

2C에서 충방전 효율
[%]
Charging / discharging efficiency at 2C
[%]
실시예 19Example 19 98.1%98.1% 실시예 20Example 20 96.6%96.6% 실시예 21Example 21 95.2%95.2% 실시예 22Example 22 92.3%92.3% 실시예 23Example 23 91.8%91.8% 실시예 24Example 24 93.1%93.1% 실시예 25Example 25 97.4%97.4% 실시예 26Example 26 94.2%94.2% 실시예 27Example 27 92.1%92.1% 실시예 28Example 28 90.7%90.7% 실시예 29Example 29 89.2%89.2% 실시예 31Example 31 97.2%97.2% 비교예 2Comparative Example 2 85.3%85.3%

하기 표 2에 보여지는 바와 같이 실시예 19-29 및 31의 리튬전지는 비교예 2의 리튬전지에 비하여 고율 특성이 현저히 향상되었다.As shown in the following Table 2, the lithium batteries of Examples 19-29 and 31 had remarkably improved high-rate characteristics as compared with the lithium batteries of Comparative Example 2.

평가예 3: 수명 특성 평가Evaluation Example 3: Life characteristic evaluation

상기 실시예 19-29, 31 및 비교예 2에서 제조된 상기 코인셀을 상온에서 리튬 금속 대비 2.5~4.1V의 전압 범위에서 1C rate의 정전류로 충방전시키면서 용량유지율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 상온에서 용량유지율은 하기 수학식 1로 표시된다. 또한, 50번째 사이클에서의 방전용량도 나타내었다.The coin cells prepared in Examples 19-29 and 31 and Comparative Example 2 were charged and discharged at a constant current of 1 C rate in a voltage range of 2.5 to 4.1 V relative to lithium metal at room temperature, Respectively. The capacity retention ratio at room temperature is expressed by the following equation (1). The discharge capacity in the 50th cycle is also shown.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

용량유지율[%] = [50th 사이클에서의 방전용량/1st 사이클에서의 방전용량]×100Capacity retention rate [%] = [Discharge capacity in 50 th cycle / Discharge capacity in 1 st cycle] × 100

용량유지율[%]Capacity retention rate [%] 50th 사이클에서 방전용량[mAh/g]Discharge capacity [mAh / g] in 50 th cycle 실시예 19Example 19 88.388.3 715.2715.2 실시예 20Example 20 85.285.2 690.1690.1 실시예 21Example 21 83.583.5 676.3676.3 실시예 22Example 22 81.581.5 660.1660.1 실시예 23Example 23 79.479.4 643.1643.1 비교예 24Comparative Example 24 82.382.3 666.6666.6 실시예 25Example 25 90.190.1 729.8729.8 실시예 26Example 26 87.387.3 707.1707.1 실시예 27Example 27 84.284.2 682.0682.0 실시예 28Example 28 82.582.5 668.2668.2 실시예 29Example 29 80.280.2 649.6649.6 실시예 31Example 31 94%94% 690.0690.0 비교예 2Comparative Example 2 69.269.2 560.5560.5

상기 표 3에서 보여지는 바와 같이 고율에서 실시예 19-29 및 31의 리튬전지는 비교예 2의 리튬전지에 비하여 현저히 향상된 수명특성 및 방전용량을 나타내었다.As shown in Table 3, the lithium batteries of Examples 19-29 and 31 exhibited remarkably improved life characteristics and discharge capacities as compared with the lithium battery of Comparative Example 2 at a high rate.

평가예 4: 열안정성 평가Evaluation Example 4: Evaluation of thermal stability

상기 실시예 19 내지 36 및 비교예 2에서 제조된 상기 코인셀을 25℃에서 리튬 금속 대비 2.5~4.1V의 전압 범위에서 8.5mA/g(0.05C rate)의 정전류로 1회 충방전하고, 리튬 금속 대비 2.5~4.1V의 전압 범위에서 17mA/g(0.1C rate)의 정전류로 2회 충방전하였다.The coin cells prepared in Examples 19 to 36 and Comparative Example 2 were charged and discharged once at a constant current of 8.5 mA / g (0.05 C rate) at a voltage range of 2.5 to 4.1 V relative to lithium metal at 25 캜, The battery was charged and discharged twice at a constant current of 17 mA / g (0.1 C rate) in a voltage range of 2.5 to 4.1 V as compared with the metal.

이어서 상기 코인셀을 25℃에서 리튬 금속 대비 4.1V의 전압까지 8.5mA/g(0.05C rate)의 정전류로 1회 충전시켰다.Subsequently, the coin cell was charged once at a constant current of 8.5 mA / g (0.05 C rate) to a voltage of 4.1 V relative to lithium metal at 25 캜.

이어서, 상기 충전된 코일셀을 파괴한 후 음극활물질을 추출하여 DSC(Dynamic Scanning Calorimeter) 분석을 실시하였다. 분석결과의 일부를 하기 표 4 및 도 4에 나타내었다. 표 4에서 발열량은 도 4의 발열 곡선의 적분량으로 계산하였다.Subsequently, after the charged coil cell was broken, the negative electrode active material was extracted and subjected to DSC (Dynamic Scanning Calorimeter) analysis. Part of the analysis results are shown in Table 4 and FIG. In Table 4, the calorific value is calculated as the integral value of the exothermic curve of FIG.

발열량[J/g]Calorific value [J / g] 실시예 19Example 19 52005200 실시예 31Example 31 55205520 비교예 2Comparative Example 2 90509050

상기 표 4 및 도 4에서 보여지는 바와 같이 실시예 19 및 31의 리튬전지에 사용된 실시예 1 및 13에서 제조된 양극활물질은 비교예 2의 리튬전지에 사용되는 비교예 1의 양극활물질에 비하여 발열피크의 크기가 감소되었고, 발열피크가 나타나는 온도도 증가하여 열안정성이 향상되었다.As shown in Table 4 and FIG. 4, the cathode active materials prepared in Examples 1 and 13 used in the lithium batteries of Examples 19 and 31, respectively, are superior to the cathode active material of Comparative Example 1 used in the lithium battery of Comparative Example 2 The size of the exothermic peak was reduced, and the temperature at which the exothermic peak appeared increased, thereby improving the thermal stability.

Claims (26)

코어를 포함하며, 상기 코어가
결정면간 간격 d002가 0.35nm 이상인 결정성 탄소계 재료;
티탄계 산화물 입자; 및
리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속을 포함하고,
상기 티탄계 산화물 입자의 함량이 코어 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 10중량%이고,
상기 코어 상에 형성된 탄소계 코팅층을 추가적으로 포함하고,
상기 탄소계 코팅층이 비정질 탄소를 포함하는 음극활물질.
The core comprising:
A crystalline carbon-based material having an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm or more;
Titanium oxide particles; And
And a metal capable of forming an alloy with lithium,
Wherein the content of the titanium oxide particles is more than 0 to 10% by weight based on the total weight of the core,
Further comprising a carbon-based coating layer formed on the core,
Wherein the carbon-based coating layer comprises amorphous carbon.
제 1 항에 있어서, 상기 결정성 탄소계 재료의 결정면간 간격 d002가 0.35 nm 내지 0.4 nm인 음극활물질.The negative active material according to claim 1, wherein the crystalline carbon-based material has an interplanar spacing d 002 of 0.35 nm to 0.4 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 티탄계 산화물 입자 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료에 의하여 피복되는 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the titanium-based oxide particles and a metal capable of forming an alloy with lithium are coated with the crystalline carbon-based material. 제 1 항에 있어서, 상기 티탄계 산화물 입자 및 상기 리튬과 합금을 형성할수 있는 금속이 상기 코어 내에 분산되어 있는 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the titanium-based oxide particles and a metal capable of forming an alloy with lithium are dispersed in the core. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 티탄계 산화물 입자의 입경이 10 내지 990nm인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the titanium oxide particles have a particle diameter of 10 to 990 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 티탄계 산화물이 Li4Ti5O12, TiO2, LiTiO3 및 Li2Ti3O7 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the titanium oxide is at least one selected from the group consisting of Li 4 Ti 5 O 12 , TiO 2 , LiTiO 3 and Li 2 Ti 3 O 7 . 제 1 항에 있어서, 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 함량이 코어 총 중량을 기준으로 0 초과 내지 10중량%인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the content of the metal capable of forming an alloy with lithium is from more than 0 to 10% by weight based on the total weight of the core. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 입경 10 내지 990nm의 입자인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the metal capable of forming an alloy with lithium is particles having a particle diameter of 10 to 990 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 Si, Sn, Pb, Ge, Al 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the metal capable of forming an alloy with lithium is at least one selected from the group consisting of Si, Sn, Pb, Ge, Al and oxides thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속이 상기 결정성 탄소계 재료의 일 표면에 코팅층을 형성하는 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the metal capable of forming an alloy with lithium forms a coating layer on one surface of the crystalline carbon-based material. 제 11 항에 있어서, 상기 코팅층이 상기 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 전구체를 환원시켜 얻어지는 음극활물질.12. The negative electrode active material according to claim 11, wherein the coating layer is obtained by reducing a precursor of a metal capable of forming an alloy with lithium. 제 1 항에 있어서, 상기 결정성 탄소계 재료가 6개의 카본 원자가 6각형 모양으로 연결되어 이루어진 고리들이 서로 축합되어 일 평면 상에 배열되어 있는 다환 나노시트(polycyclic nano-sheet) n개가 상기 일 평면에 대하여 수직인 방향을 따라 적층된 구조를 가지며, 상기 n은 2 내지 250의 정수이고, 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제1카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 제2카본을 L1≥L2가 되도록 선택하여(여기서, 상기 L1은 상기 제1카본과 상기 제2카본 사이의 거리를 나타내고, 상기 L2는 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본 및 제2카본을 제외한 임의의 제3카본과 상기 n개의 다환 나노시트의 카본들 중 상기 제1카본, 제2카본 및 제3카본을 제외한 임의의 제4카본 사이의 거리를 나타냄) 상기 제1카본을 x축, y축 및 z축을 갖는 3차원 좌표계의 원점 A(0, 0, 0)에 위치시킬 때, 상기 제2카본은 좌표 B(p, q, r)를 갖고, 상기 p 및 q는 서로 독립적으로, 10㎛ 이하이고, 상기 r은 100nm 이하인 음극활물질.The method of claim 1, wherein the crystalline carbon-based material has n rings of polycyclic nano-sheets arranged on one plane, wherein rings formed by connecting six carbon atoms in a hexagonal shape are condensed with each other, Wherein n is an integer of 2 to 250, and the first carbon of the n polycyclic nanosheets and the second carbon of the n polycyclic nanosheets, L2 is a distance between the first carbon and the second carbon, and L2 is a distance between the first carbon and the second carbon of the n polycyclic nanosheets, And the fourth carbon other than the first carbon, the second carbon and the third carbon among the carbons of the n polycyclic nanosheets except the third carbon and the nth polycyclic nanosheet. , the y axis and the z axis The second carbon has a coordinate B (p, q, r), the p and q are independently 10 mu m or less, and the r Is an anode active material having a thickness of 100 nm or less. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 음극활물질이 종횡비 2 미만의 구형(spherical) 입자인 음극활물질.The negative electrode active material according to claim 1, wherein the negative electrode active material is spherical particles having an aspect ratio of less than 2. 제 16 항에 있어서, 상기 입자의 평균입경이 1 내지 100㎛인 음극활물질.17. The negative electrode active material according to claim 16, wherein the particles have an average particle diameter of 1 to 100 mu m. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 13 항, 제 16 항 및 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 음극활물질을 포함하는 음극.An anode comprising the anode active material according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 13, 16 and 17. 제 18 항에 따른 음극을 채용한 리튬전지.A lithium battery employing the negative electrode according to claim 18. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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