KR101810574B1 - Positive electrode active material for rechargable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargable lithium battery including the same - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자; 및 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하,는 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막;을 포함하고, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
[화학식 1] LixCoO2
(상기 화학식 1에서, 0.95<x≤1.05이다.)
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same, wherein a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles are aggregated into secondary particles; And a first coating layer disposed on the voids inside the secondary particles and containing a compound having a spinel structure to cover the surface of a part or the whole of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles, wherein the first coating layer The present invention provides a cathode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same, wherein the compound having a spinel structure is represented by the following formula (1).
[Formula 1] Li x CoO 2
(In the above formula (1), 0.95 < x &lt; = 1.05.

Description

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGABLE LITHIUM BATTERY, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND RECHARGABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive active material for a lithium secondary battery,

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
A cathode active material for a lithium secondary battery, a production method thereof, and a lithium secondary battery comprising the same.

현재 각종 전자 기기의 구동용 전원으로 리튬 이차 전지가 널리 사용되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Lithium secondary batteries are now widely used as power sources for driving various electronic apparatuses.

이와 관련하여, 휴대용 기기 등의 소형 분야에서는 전지를 소형화 및 경량화하면서도 에너지 밀도를 향상시키기 위한 연구가 주로 이루어지고 있는 한편, 전기 차량(Electric Vehicle) 등의 대형 분야에서는 고용량이면서도, 고온 및 고전압에서 안정성이 확보되는 전지를 개발하기 위한 연구가 중요하게 인식되고 있다.In connection with this, studies have been made to improve the energy density while reducing the size and weight of the battery in small-sized fields such as portable apparatuses. On the other hand, in large fields such as electric vehicles, Researches for developing a battery which can secure such a large number of cells have been recognized as important.

이러한 각 분야의 용도에 부합하는 전지를 구현하기 위하여, 다양한 양극 활물질이 검토되고 있다.Various cathode active materials have been studied in order to realize batteries conforming to the applications of each of these fields.

구체적으로, 가장 널리 연구되어 온 양극 활물질은 LiCoO2이지만, 이에 비하여 단위 중량당 높은 방전용량을 가지는 니켈계 리튬 금속 산화물이 최근 주목 받고 있다.Specifically, the most widely studied cathode active material is LiCoO 2, but nickel-based lithium metal oxides having a high discharge capacity per unit weight have recently attracted attention.

그런데, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물의 경우, 전지의 지속적인 충전 및 방전에 따라 구조적, 열적 안정성이 저하되는 것이 문제된다.
However, in the case of the nickel-based lithium metal oxide, there is a problem that the structural and thermal stability are deteriorated by the continuous charging and discharging of the battery.

앞서 지적된 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에서는, 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자; 및 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하며, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막;을 포함하는, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공할 수 있다.In order to solve the above-mentioned problems, in one embodiment of the present invention, secondary particles in which a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles are aggregated; And a first coating layer disposed on the pores inside the secondary particles and covering the surface of a part or all of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles, the first coating layer including a compound having a spinel structure, .

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 준비하는 단계; 리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계; 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질을 반응시키고, 상기 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질의 반응 생성물을 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 이루는 복수의 입자 중 일부 또는 전부의 표면에 분포시켜, 양극 활물질 전구체로 수득하는 단계; 및 상기 양극 활물질 전구체를 열처리하여, 양극 활물질을 수득하는 단계;를 포함하는, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공할 수 있다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing a nickel-based lithium metal oxide powder, comprising: preparing a nickel-based lithium metal oxide powder; Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent; Reacting the lithium raw material and the cobalt raw material in the coating composition by mixing the nickel-based lithium metal oxide powder and the coating composition, reacting the reaction product of the lithium raw material and the cobalt raw material with the nickel-based lithium metal oxide powder Distributing the particles on the surface of some or all of the plurality of particles to obtain a cathode active material precursor; And heat-treating the cathode active material precursor to obtain a cathode active material. The method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery according to the present invention includes the steps of:

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 양극 활물질 중 어느 하나를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, a lithium secondary battery including any one of the above-mentioned cathode active materials can be provided.

본 발명의 일 구현예에서는, 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자; 및 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하는 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막;을 포함하고, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.In one embodiment of the present invention, secondary particles in which a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles are aggregated; And a first coating layer disposed on the voids inside the secondary particles and including a spinel structure compound covering a surface of a part or all of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles, wherein the first coating layer Wherein the spinel structure compound is represented by the following formula (1).

[화학식 1] LixCoO2 [Formula 1] Li x CoO 2

(상기 화학식 1에서, 0.95<x≤1.05이다.)
(In the above formula (1), 0.95 < x &lt; = 1.05.

구체적으로, 상기 제1 코팅막에 관한 설명은 다음과 같다.Specifically, the first coating layer will be described below.

상기 제1 코팅막은, 상기 복수의 리튬 금속 복합 산화물 입자 전부의 표면을 연속적으로 피복하는 것일 수 있다.The first coating layer may continuously coat the entire surfaces of the plurality of lithium metal composite oxide particles.

상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 코발트를 포함하는 화합물인 것일 수 있다. 이때, 상기 제1 코팅막 내 코발트의 함량은, 상기 제1 코팅막 전체 100 몰%에 대해, 5 내지 50 몰%일 수 있다.The spinel structure compound included in the first coating layer may be a compound containing cobalt. At this time, the content of cobalt in the first coating layer may be 5 to 50 mol% based on 100 mol% of the entire first coating layer.

구체적으로, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, LiCoO2일 수 있다.Specifically, the spinel structure compound included in the first coating layer may be LiCoO 2 .

상기 제1 코팅막의 두께는, 0.001 내지 20 ㎚일 수 있다.The thickness of the first coating layer may be 0.001 to 20 nm.

상기 양극 활물질 내 제1 코팅막의 함량은, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제1 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
The content of the first coating layer in the cathode active material may be 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles aggregated with the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles.

한편, 상기 이차 입자의 표면을 피복하고, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제2 코팅막;을 더 포함할 수 있고, 이 경우에 관한 설명은 다음과 같다.On the other hand, a second coating layer covering the surface of the secondary particles and containing a compound having a spinel structure may be further included.

상기 제2 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.The spinel structure compound contained in the second coating layer may be represented by the following formula (2).

[화학식 2] LixCoO2 [Formula 2] Li x CoO 2

(상기 화학식 2에서, 0.95<x≤1.05이다.)(In the above formula (2), 0.95 < x &lt; 1.05.

상기 제2 코팅막의 두께는, 5 내지 20 ㎚일 수 있다.The thickness of the second coating layer may be 5 to 20 nm.

상기 양극 활물질 내 제2 코팅막의 함량은, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제2 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것일 수 있다.The content of the second coating layer in the cathode active material may be 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles of the nickel-based lithium metal oxide particles aggregated.

구체적으로, 상기 양극 활물질 전체 100 중량%에 대하여, 상기 이차 입자는 98 내지 99.5 중량% 포함되고, 상기 제1 코팅막은 0.5 내지 2 중량% 포함되고, 상기 제2 코팅막은 잔부로 포함되는 것일 수 있다.
Specifically, the secondary particles may be contained in an amount of 98 to 99.5% by weight based on 100% by weight of the total of the cathode active material, 0.5 to 2% by weight of the first coating layer, and the remainder of the second coating layer may be included .

상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자는 각각, 하기 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.The plurality of nickel-based lithium metal oxide particles may each be represented by the following formula (3).

[화학식 3] LiaNi1 -x- yCoxMyO2 ???????? Li a Ni 1 -x- y Co x M y O 2 +?

(상기 화학식 3에서, 0.9<a<1.5, 0<x<0.5, 0<y<1, -0.1≤α≤0.1이고, M은 Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V 및 희토류 원소를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V and a rare earth element.)

상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자의 평균 입경은, 200 ㎚ 내지 15 ㎛일 수 있다.The average particle diameter of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles may be 200 nm to 15 탆.

상기 이차 입자의 평균 입경은, 5 내지 15 ㎛일 수 있다.
The average particle diameter of the secondary particles may be 5 to 15 占 퐉.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 복수의 일차 입자를 포함하는 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 준비하는 단계; 리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계; 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계; 및 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;를 포함하고, 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;에서, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 상기 코팅 조성물이 주입되고, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 의해, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자 내부 공극에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막이 형성되며, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 4로 표시되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a lithium secondary battery, comprising: preparing a nickel-based lithium metal oxide powder in the form of a secondary particle comprising a plurality of primary particles; Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent; Mixing the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition; And firing the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition, wherein the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed so that the nickel-based lithium metal oxide Wherein the nickel-based lithium-metal oxide secondary particles are injected into the internal void of the nickel-based lithium-metal oxide secondary particles, and the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied is calcined, Wherein the first coating layer containing a compound having a spinel structure is formed in the pores of the metal oxide secondary particles and the spinel structure compound included in the first coating layer is represented by the following formula 4: &Lt; / RTI &gt;

[화학식 4] LixCoO2 [Formula 4] Li x CoO 2

(상기 화학식 4에서, 0.95<x≤1.05이다.)
(In the formula (4), 0.95 < x &lt; = 1.05).

상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;에 관한 설명은 다음과 같다.The nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition.

상기 혼합은, 60 내지 80℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.The mixing may be performed in a temperature range of 60 to 80 캜.

구체적으로, 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;는, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질이 반응하여 스피넬 구조의 반응 생성물이 형성되는 단계; 및 상기 스피넬 구조의 반응 생성물이 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 주입되는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
Specifically, the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition. The lithium-based lithium metal oxide powder and the cobalt raw material The material reacting to form a reaction product of the spinel structure; And injecting the reaction product of the spinel structure into the internal void of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle.

이와 독립적으로, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질이 반응하여 스피넬 구조의 반응 생성물이 형성되는 단계; 및 상기 스피넬 구조의 반응 생성물이 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 주입됨과 동시에, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 외부에 도포되는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.Independently, the lithium source material and the cobalt source material in the coating composition react to form a reaction product of a spinel structure; And a reaction product of the spinel structure is injected into the inner pores of the nickel-based lithium metal oxide secondary particles and is applied to the outside of the nickel-based lithium metal oxide secondary particles.

이 경우, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 의해, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자 내부 공극에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막이 형성됨과 동시에, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 표면에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제2 코팅막이 형성되는 것일 수 있다.
In this case, the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition is fired to form a first coating layer containing a compound having a spinel structure on the inside of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle, And a second coating film containing a compound having a spinel structure is formed on the surface of the lithium metal oxide secondary particles.

한편, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 관한 구체적인 설명은 다음과 같다.Meanwhile, a detailed description of the step of firing the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition is as follows.

상기 소성은, 400 내지 600 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.The calcination may be performed at a temperature ranging from 400 to 600 ° C.

상기 소성은, 3 내지 5 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.The calcination may be performed for 3 to 5 hours.

상기 소성은, 산화성 분위기에서 수행되는 것일 수 있다.The firing may be performed in an oxidizing atmosphere.

상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계; 이전에, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
Calcining the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied; Drying the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition has previously been applied.

다른 한편, 리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계;는, 상기 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대해, 상기 리튬 원료 물질은 1 내지 2 중량% 포함되고, 상기 코발트 원료 물질은 90 내지 93 중량% 포함되고, 상기 용매는 잔부로 포함되도록 준비하는 것일 수 있다.
Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent, wherein the lithium raw material is contained in an amount of 1 to 2 wt% based on 100 wt% of the entire coating composition, The raw material may be contained in an amount of 90 to 93% by weight, and the solvent may be prepared to be contained in the remainder.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 양극; 음극; 및 전해질;을 포함하며, 상기 양극은 전술한 것 중 어느 하나에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지를 제공한다.
In another embodiment of the present invention, cathode; And an electrolyte, wherein the anode comprises a cathode active material according to any one of the above-mentioned aspects.

본 발명의 일 구현예 및 다른 일 구현예에 따르면, i) 니켈계 리튬 금속 산화물을 포함하는 이차 입자에 의하여 단위 중량당 높은 방전용량을 발현하면서도, ii) 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 이차 입자를 이루는 입자들 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하며, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막에 의하여 기계적, 열적 안정성이 향상된 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이의 제조 방법을 각각 제공할 수 있다.According to one embodiment and another embodiment of the present invention, there is provided a secondary battery comprising: i) a secondary battery comprising: i) A cathode active material for a lithium secondary battery having improved mechanical and thermal stability by coating a surface of a part or all of particles constituting secondary particles and containing a spinel structure compound and a method for producing the same.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 포함함으로써, 충방전 효율, 고율 특성 및 고온에서의 수명 특성이 향상된 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. 특히, 일반적으로 알려진 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지는 상온보다 높은 온도에서 수명 특성이 저하되는 반면, 상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차 전지는 상온과 동등의 수명 특성을 보일 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery having improved charge / discharge efficiency, high-rate characteristics and lifetime characteristics at high temperature by including the cathode active material for the lithium secondary battery. In particular, a lithium secondary battery including a generally known cathode active material has a deterioration in life characteristics at a temperature higher than room temperature, while a lithium secondary battery including the cathode active material for a lithium secondary battery can exhibit lifetime characteristics equivalent to room temperature.

도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은, 실시예 1의 양극 활물질 이차 입자 표면에 대한 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 4는, 실시예 1의 양극 활물질의 압력 밀도 측정에 의해 형성된 펠렛(pellet)의 사진 및 해당 시료 표면에서의 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 5는, 도 4에 나타난 주사전자현미경 분석 사진에 대해 2배 확대한 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 6은, 비교예 1의 양극 활물질 이차 입자 표면에 대한 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 7는, 비교예 1의 양극 활물질의 압력 밀도 측정에 의해 형성된 펠렛(pellet)의 사진 및 해당 시료 표면에서의 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 8는, 도 7에 나타난 주사전자현미경 분석 사진에 대해 2배 확대한 주사전자현미경 분석 사진이다.
도 9는, 실시예 1의 양극 활물질 이차 입자 내부의 두 일차 입자 사이에 대한 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 10 및 11은 각각, 도 9에서 표시된 영역을 확대하여 나타낸 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 12는, 실시예 1의 양극 활물질 이차 입자 내부의 코팅막에 대한 구조 정보를 보여주는 고속 퓨리에 변환 사진이다.
도 13은, 비교예 1의 양극 활물질 이차 입자 내부의 두 일차 입자 사이에 대한 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 14 및 15은 각각, 도 13에서 표시된 영역을 확대하여 나타낸 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 16은, 비교예 1의 양극 활물질 이차 입자 내부의 일차 입자에 대한 구조 정보를 보여주는 고속 퓨리에 변환 사진이다.
도 17은 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 초기 충방전 특성을 나타낸 그래프이다
도 18은, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 율별 충방전 특성을 나타낸 그래프이다.
도 19는, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 고온 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
도 20 내지 22는, 제작예 1 및 2, 비교제작예 1 내지 3의 각 리튬 이차 전지에 대해, 상온 및 고온 수명 특성을 나타낸 각 그래프이다.
도 23은, 제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한, 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 24는, 도 23의 확대된 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 25는, 비교제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한, 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 26은, 도 25의 확대된 투과전자현미경 분석 사진이다.
도 27은, 제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한, 화학적 정보를 나타내는 EDXS 분석 이미지이다.
도 28은, 비교제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한, 화학적 정보를 나타내는 EDXS 분석 이미지이다.
FIG. 1 schematically illustrates a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 schematically shows a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of the cathode active material secondary particle of Example 1. Fig.
4 is a photograph of a pellet formed by measuring the pressure density of the cathode active material of Example 1 and a scanning electron microscope (SEM) image of the sample surface.
FIG. 5 is a scanning electron microscopic photograph of a scanning electron microscope photograph shown in FIG.
6 is a SEM photograph of the surface of the cathode active material secondary particle of Comparative Example 1. Fig.
7 is a photograph of a pellet formed by measuring the pressure density of the cathode active material of Comparative Example 1 and a scanning electron microscope (SEM) image of the sample surface.
Fig. 8 is a scanning electron microscopic photograph of a scanning electron microscope photograph shown in Fig. 7, which is magnified twice.
9 is a transmission electron microscope photograph of two primary particles inside the cathode active material secondary particle of Example 1. Fig.
10 and 11 are respectively a transmission electron microscope photograph showing an enlarged area of the area shown in FIG.
12 is a high-speed Fourier transform image showing structural information on a coating film inside the cathode active material secondary particle of Example 1. Fig.
13 is a transmission electron microscope photograph of the two primary particles inside the cathode active material secondary particle of Comparative Example 1. FIG.
FIGS. 14 and 15 are respectively a transmission electron microscope photograph showing an enlarged view of the area shown in FIG.
16 is a high-speed Fourier transform image showing the structure information of the primary particles in the cathode active material secondary particle of Comparative Example 1. Fig.
17 is a graph showing initial charging / discharging characteristics of each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1
18 is a graph showing the charge-discharge characteristics of each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 at a rate.
19 is a graph showing the high-temperature lifetime characteristics of each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1. Fig.
20 to 22 are graphs showing the characteristics at room temperature and high temperature life of each lithium secondary battery of Production Examples 1 and 2 and Comparative Production Examples 1 to 3.
23 is a transmission electron microscope photograph of the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Production Example 1. Fig.
Fig. 24 is an enlarged transmission electron microscope photograph of Fig. 23. Fig.
25 is a transmission electron microscope analysis photograph of the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Comparative Production Example 1. Fig.
Fig. 26 is an enlarged transmission electron microscope photograph of Fig. 25. Fig.
27 is an EDXS analysis image showing chemical information on the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Production Example 1. Fig.
28 is an EDXS analysis image showing chemical information on the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Comparative Production Example 1. Fig.

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

여기서, "일차 입자"는 하나의 결정립(grain 또는 crystallite)를 의미한다. 그리고 "이차 입자"는 상기 일차 입자의 응집에 의하여 얻어지는 응집체를 의미하며, 서로 다른 일차 입자 사이의 공극 및 경계를 포함할 수 있다.
Here, "primary particles" means one grain (grain or crystallite). And "secondary particle" means an aggregate obtained by agglomeration of the primary particles, and may include pores and boundaries between different primary particles.

본 발명의 일 구현예에서는, 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자; 및 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하며, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막;을 포함하고, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.In one embodiment of the present invention, secondary particles in which a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles are aggregated; And a first coating layer disposed on the pores of the secondary particles and covering a surface of a part or all of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles, wherein the first coating layer includes a compound having a spinel structure, Wherein the spinel structure compound represented by the formula (1) is represented by the following formula (1).

[화학식 1] LixCoO2 [Formula 1] Li x CoO 2

(상기 화학식 1에서, 0.95<x≤1.05이다.)
(In the above formula (1), 0.95 < x &lt; = 1.05.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은, i) 기본적으로 니켈계 리튬 금속 산화물을 포함하는 이차 입자에 의하여 단위 중량당 높은 방전용량을 발현하면서도, ii) 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 이차 입자를 이루는 입자(즉, 일차 입자)들 중 일부 또는 전부의 표면을 피복하며, 상기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막에 의하여 기계적, 열적 안정성이 향상된 리튬 이차 전지용 양극 활물질에 해당된다.The positive electrode active material for a lithium secondary battery is characterized in that i) a secondary battery including a secondary battery including a secondary battery including a secondary battery including a secondary battery including: i) Is a cathode active material for a lithium secondary battery improved in mechanical and thermal stability by coating a surface of some or all of particles (i.e., primary particles) with a first coating layer comprising a compound having a spinel structure represented by Formula 1 .

도 1은, 이러한 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 개략적으로 도시한 것이며, 이를 참고하여 설명한다.
FIG. 1 schematically shows a cathode active material for a lithium secondary battery.

일반적으로, 니켈계 리튬 금속 산화물은 단위 중량당 높은 방전 용량을 발현하는 물질이지만, 이를 양극 활물질로 적용하는 전지는 고온 또는 고율 조건에서 점차 성능이 저하되어, 상용화되기에 곤란한 문제가 있다. Generally, a nickel-based lithium metal oxide is a material which exhibits a high discharge capacity per unit weight. However, the battery, which is used as a cathode active material, is degraded in performance under high temperature or high-rate conditions and is difficult to be commercialized.

구체적으로, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물은 일차 입자들끼리 서로 견고하게 접착되지 못하며, 이들이 응집된 이차 입자는 물리적인 압착에 의해 쉽게 부서질 정도로 기계적 강도가 약하다.Specifically, the nickel-based lithium metal oxide is not firmly adhered to each other with respect to the primary particles, and the agglomerated secondary particles have a weak mechanical strength such that they are easily broken by physical pressing.

나아가, 전지에 상기 이차 입자를 양극 활물질로 적용하여 구동할 경우, 상기 일차 입자들의 부피 팽창이 서로 다른 양상으로 나타남에 따라 상기 이차 입자의 표면에 미세 균열(micro-crack)이 발생하고, 상기 이차 입자의 내부로 전해질이 침투되어 상기 일차 입자들과의 부반응이 유발되며, 결국 전지의 전기 화학적 특성이 수명이 급락하게 된다.
Further, when the secondary particles are applied to the battery as a cathode active material, micro-cracks are generated on the surfaces of the secondary particles as the volume expansion of the primary particles is different from each other, The electrolyte penetrates into the inside of the particles to induce a side reaction with the primary particles. As a result, the electrochemical characteristics of the battery shortens its service life.

이러한 문제점들은, 상기 제1 코팅막에 의하여 해소될 수 있다. These problems can be solved by the first coating film.

구체적으로, 상기 제1 코팅막은, 상기 일차 입자들을 서로 접착시키는 역할을 함으로써 상기 이차 입자의 기계적 강도를 향상시키며, 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치함으로써 전해질의 침투를 방지하며, 스피넬 구조를 가지는 상기 화학식 1의 화합물을 포함함으로써 리튬과 반응하더라도 부피 팽창이 억제될 수 있다. 이에 따라, 전지의 충방전 효율, 고온에서의 수명 특성을 개선할 수 있다.Specifically, the first coating layer enhances the mechanical strength of the secondary particles by adhering the primary particles to each other, and prevents penetration of the electrolyte by being located in the voids inside the secondary particles, By including the compound of formula (1), the volume expansion can be suppressed even when it is reacted with lithium. As a result, it is possible to improve the charging / discharging efficiency of the battery and the life characteristic at high temperature.

나아가, 상기 제1 코팅막은 상기 일차 입자들 사이에서 전자 이동의 교량 역할하여, 전지의 고율 특성을 향상시키는 데 기여할 수 있다.
Further, the first coating layer may serve as a bridge of electron mobility between the primary particles, thereby contributing to improvement of the high-rate characteristics of the battery.

이하, 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 리튬 이차 전지용 양극 활물질에 관하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the cathode active material for a lithium secondary battery provided in one embodiment of the present invention will be described in detail.

우선, 상기 제1 코팅막에 관한 설명은 다음과 같다.First, the first coating layer will be described as follows.

상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 리튬 및 코발트를 포함하는 화합물인 것일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 코팅막은 다양한 산화 상태에서도 구조적인 안정성을 유지할 수 있다. The spinel structure compound included in the first coating layer may be a compound containing lithium and cobalt. Accordingly, the first coating layer can maintain structural stability even in various oxidation states.

구체적으로, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.Specifically, as mentioned above, the spinel structure compound included in the first coating layer may be represented by the following formula (1).

[화학식 1] LixCoO2 (상기 화학식 1에서, 0.95<x≤1.05이다.)[Formula 1] Li x CoO 2 (In the above formula (1), 0.95 < x &lt; = 1.05.

상기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 화합물은, 상기 일차 입자와의 반응성이 없는 것이므로, 전지를 지속적으로 구동하더라도 용량의 저하가 방지될 수 있다.The spinel structure compound represented by the formula (1) has no reactivity with the primary particles, so that the capacity can be prevented from being lowered even when the battery is continuously driven.

보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 화합물은, 상기 제1 코팅막은 리튬 원료 물질, 코발트원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물의 졸-겔 반응을 유도하여 얻어진 생성물일 수 있다. More specifically, the spinel structure compound represented by Formula 1 may be a product obtained by inducing a sol-gel reaction of a coating composition comprising a lithium source material, a cobalt source material, and a solvent.

이는, 리튬 코발트 산화물 그 자체를 습식으로 코팅하거나 기계적으로 밀링하여 형성된 코팅막과 달리, 상기 일차 입자를 완전히 피복하면서 치밀한 상태를 갖는 코팅막일 수 있다. 이에 따라, 상기 일차 입자의 부피 팽창에 의하여 상기 이차 입자의 표면에 균열(micro-crack)이 발생되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. Unlike the coating film formed by wet coating or mechanically milling the lithium cobalt oxide itself, it may be a coating film having a dense state while completely covering the primary particles. Accordingly, generation of micro-cracks on the surface of the secondary particles due to the volume expansion of the primary particles can be effectively suppressed.

이때, 상기 제1 코팅막은, 상기 복수의 리튬 금속 복합 산화물 입자 전부의 표면을 연속적으로 피복하는 것일 수 있다. 여기서, "연속적으로" 피복한다는 것은, 아일랜드(island) 타입의 불연속적인 코팅막이 아니라 하나의 연속적인(continuous) 단일 코팅막임을 의미한다. 또한, 상기 복수의 리튬 금속 복합 산화물 입자 "전부"의 표면을 피복함으로써, 상기 이차 입자의 기계적 강도를 더욱 개선할 수 있다. At this time, the first coating layer may continuously coat the entire surfaces of the plurality of lithium metal composite oxide particles. Here, "continuously" means that it is not a discontinuous coating film of the island type but a single continuous coating film. Further, by covering the surface of the "all" of the plurality of lithium metal composite oxide particles, the mechanical strength of the secondary particles can be further improved.

이때, 상기 제1 코팅막 내 코발트의 함량은, 상기 제1 코팅막 전체 100 몰%에 대해, 5 내지 50 몰%, 예를 들어 10 내지 25 몰%일 수 있다. 이러한 농도 범위에서, 상기 제1 코팅막에 의해 적절한 기계적 강도가 확보될 수 있다. At this time, the content of cobalt in the first coating layer may be 5 to 50 mol%, for example, 10 to 25 mol%, based on 100 mol% of the entire first coating layer. Within this concentration range, adequate mechanical strength can be ensured by the first coating film.

보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 화합물은, LiCoO2일 수 있다.More specifically, the compound having the spinel structure represented by Formula 1 may be LiCoO 2 .

상기 제1 코팅막의 두께는, 0.001 내지 20 ㎚, 예를 들어 0.001 내지 10 ㎚일 수 있다. 이러한 범위를 만족하는 두께일 때, 상기 양극 활물질의 방전 용량이 저하되지 않고, 결과적으로 용량 및 수명 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.The thickness of the first coating film may be 0.001 to 20 nm, for example, 0.001 to 10 nm. When the thickness satisfies this range, the lithium secondary battery can be realized which does not lower the discharge capacity of the positive electrode active material and consequently has excellent capacity and life characteristics.

상기 양극 활물질 내 제1 코팅막의 함량은, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제1 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 만약 2 중량부를 초과한다면, 양극 활물질의 방전 용량이 지나치게 감소될 수 있고, 0.5 중량부 미만인 경우에는 그 함량이 지나치게 낮아 상기 제1 코팅막을 도입하는 실효성이 없다.
The content of the first coating layer in the cathode active material may be 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles aggregated with the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles. If the amount is more than 2 parts by weight, the discharge capacity of the cathode active material may be excessively reduced. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the content thereof is excessively low and it is not effective to introduce the first coating film.

한편, 상기 이차 입자의 표면을 피복하고, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제2 코팅막;을 더 포함할 수 있고, 이 경우에 관한 설명은 다음과 같다.On the other hand, a second coating layer covering the surface of the secondary particles and containing a compound having a spinel structure may be further included.

상기 제2 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.The spinel structure compound contained in the second coating layer may be represented by the following formula (2).

[화학식 2] LixCoO2 [Formula 2] Li x CoO 2

(상기 화학식 2에서, 0.95<x≤1.05이다.)(In the above formula (2), 0.95 < x &lt; 1.05.

상기 제2 코팅막의 두께는, 5 내지 20 ㎚일 수 있다.The thickness of the second coating layer may be 5 to 20 nm.

상기 양극 활물질 내 제2 코팅막의 함량은, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제2 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 만약 2 중량부를 초과한다면, 양극 활물질의 방전 용량이 지나치게 감소될 수 있고, 0.5 중량부 미만인 경우에는 그 함량이 지나치게 낮아 상기 제1 코팅막을 도입하는 실효성이 없다.The content of the second coating layer in the cathode active material may be 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles of the nickel-based lithium metal oxide particles aggregated. If the amount is more than 2 parts by weight, the discharge capacity of the cathode active material may be excessively reduced. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the content thereof is excessively low and it is not effective to introduce the first coating film.

구체적으로, 상기 양극 활물질 전체 100 중량%에 대하여, 상기 이차 입자는 98 내지 99.5 중량% 포함되고, 상기 제1 코팅막은 0.5 내지 2 중량% 포함되고, 상기 제2 코팅막은 잔부로 포함되는 것일 수 있다.이는, 상기 이차 입자 100 중량부를 기준으로 한정된, 상기 제1 코팅막 및 상기 제2 코팅막의 함량을 고려한 것이다. Specifically, the secondary particles may be contained in an amount of 98 to 99.5% by weight based on 100% by weight of the total of the cathode active material, 0.5 to 2% by weight of the first coating layer, and the remainder of the second coating layer may be included This is based on the content of the first coating layer and the second coating layer, which are defined on the basis of 100 parts by weight of the secondary particles.

후술되는 실시예 1 내지 4의 각 양극 활물질은 상기 각 성분의 함량 범위를 만족하며, 특히 실시예 3의 양극 활물질 100 중량% 중 상기 이차 입자가 차지하는 함량이 99.5 중량%이라는 것은, 상기 이차 입자 함량의 상한을 잘 뒷받침한다. 또한, 실시예 4의 양극 활물질 100 중량% 중 상기 이차 입자가 차지하는 함량이 98 중량%이라는 것은, 상기 이차 입자 함량의 하한을 잘 뒷받침한다.
Each of the cathode active materials of Examples 1 to 4 described below satisfies the respective content ranges of the respective components, and in particular, the content of the secondary particles in 100 wt% of the cathode active material of Example 3 is 99.5 wt% Of the total. Further, the content of the secondary particles in the 100 wt% of the cathode active material of Example 4 is 98 wt%, which supports the lower limit of the secondary particle content.

상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자는 각각, 하기 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.The plurality of nickel-based lithium metal oxide particles may each be represented by the following formula (3).

[화학식 3] LiaNi1 -x- yCoxMyO2 ???????? Li a Ni 1 -x- y Co x M y O 2 +?

상기 화학식 3에서, 0.9<a<1.5, 0<x<0.5, 0<y<1, -0.1≤α≤0.1이고, M은 Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V 및 희토류 원소를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V And a rare earth element.

구체적으로, 상기 화학식 3에서, 0.9<x<1.1, 0<x<0.5, 0<y<0.5일 수 있고, 1-x-y의 범위는 0.4 내지 1 일 수 있다. 예를 들어, 1-x-y의 범위는 0.5 내지 0.6일 수 있다. 이처럼 니켈의 함량이 풍부한(rich) 니켈계 리튬 금속 산화물은 에너지 밀도가 높다. Specifically, in Formula 3, 0.9 <x <1.1, 0 <x <0.5, 0 <y <0.5, and a range of 1-x-y may be 0.4 to 1. For example, the range of 1-x-y may be 0.5 to 0.6. As such, the nickel-rich lithium metal oxide rich in nickel has a high energy density.

예를 들면, 상기 화학식 3이 NCA(LiNi0 .8Co0 .15Al0 .05O2), 811 NCM(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2), 및 LiNi0 .5Co0 .2Mn0 .3O2인 경우의 각 니켈계 리튬 금속 산화물을 사용할 수 있다. 후술되는 본 발명의 실시예들에서는, 상기 화학식 3에서 M이 Al 또는 Mn인 경우의 각 니켈계 리튬 금속 산화물을 사용하였다. For example, the Formula 3 NCA (LiNi 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05 O 2), 811 NCM (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2), and LiNi 0 .5 Co 0 .2 Mn 0 .3 O 2 can be used. In the embodiments of the present invention described later, each of the nickel-based lithium metal oxides in which M is Al or Mn in Formula 3 is used.

상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자의 평균 입경은, 200 ㎚ 내지 15 ㎛일 수 있다.The average particle diameter of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles may be 200 nm to 15 탆.

상기 이차 입자의 평균 입경은, 5 내지 15 ㎛일 수 있다. 이러한 범위의 평균입경을 가질 때, 극판 합제 밀도가 감소되지 않으며, 결과적으로 안전성 및 고율 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다. 이때, 상기 이차 입자가 구형이 아닌 경우에는, 상기 평균 입경은 장축 길이를 나타낸다.
The average particle diameter of the secondary particles may be 5 to 15 占 퐉. When the average particle diameter is within this range, the density of the electrode plate mixture is not reduced, and as a result, a lithium secondary battery having superior safety and high-rate characteristics can be realized. In this case, when the secondary particles are not spherical, the average particle diameter indicates the major axis length.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 복수의 일차 입자를 포함하는 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 준비하는 단계; 리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계; 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계; 및 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;를 포함하고, 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;에서, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 상기 코팅 조성물이 주입되고, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 의해, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자 내부 공극에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막이 형성되며, 상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은, 하기 화학식 4로 표시되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a lithium secondary battery, comprising: preparing a nickel-based lithium metal oxide powder in the form of a secondary particle comprising a plurality of primary particles; Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent; Mixing the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition; And firing the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition, wherein the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed so that the nickel-based lithium metal oxide Wherein the nickel-based lithium-metal oxide secondary particles are injected into the internal void of the nickel-based lithium-metal oxide secondary particles, and the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied is calcined, Wherein the first coating layer containing a compound having a spinel structure is formed in the pores of the metal oxide secondary particles and the spinel structure compound included in the first coating layer is represented by the following formula 4: &Lt; / RTI &gt;

[화학식 4] LixCoO2 [Formula 4] Li x CoO 2

(상기 화학식 4에서, 0.95<x≤1.05이다.)
(In the formula (4), 0.95 < x &lt; = 1.05).

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법은, 전술한 특성을 가지는 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제조하는 방법에 해당된다. The method for producing the cathode active material for a lithium secondary battery corresponds to a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery having the above-described characteristics.

구체적으로, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자 내부 공극에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막을 형성하기 위하여, 리튬 코발트 산화물 그 자체를 습식으로 코팅하거나 기계적으로 밀링하지 않고, 리튬 원료 물질, 코발트원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물의 졸-겔 반응을 유도하는 것이다.Specifically, in order to form a first coating film containing a compound having a spinel structure on the internal pores of the nickel-based lithium metal oxide secondary particles, lithium cobalt oxide itself is not wet-coated or mechanically milled, Gel reaction of a coating composition comprising a starting material, a solvent, and a solvent.

이때, 상기 졸-겔 반응을 통하여 형성된 제1 코팅막은, 상기 화학식 4로 표시되는 스피넬 구조의 화합물을 포함하고, 상기 일차 입자를 완전히 피복하면서 치밀한 상태를 갖는 코팅막일 수 있음은 전술한 바와 같다.In this case, the first coating layer formed through the sol-gel reaction includes a spinel structure compound represented by Formula 4, and may be a coating layer having a dense state while completely covering the primary particles.

이하, 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하고, 상기 각 단계에 대해 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the description of the above-described steps will be omitted.

우선, 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;에 관한 설명은 다음과 같다.First, the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition.

상기 혼합은, 60 내지 80℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 또한, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 분말의 양에 따라, 상기 혼합에 소요되는 시간은 30 분 내지 1 시간일 수 있다.The mixing may be performed in a temperature range of 60 to 80 캜. Further, depending on the amount of the nickel-based lithium metal oxide powder, the mixing time may be 30 minutes to 1 hour.

이러한 온도 범위에서, 상기 코팅 조성물의 졸-겔 반응이 유도되며, 상기 화학식 1로 표시되는 스피넬 구조의 제1 코팅막이 형성될 수 있다.In this temperature range, a sol-gel reaction of the coating composition is induced, and a first coating layer having a spinel structure represented by the general formula (1) can be formed.

구체적으로, 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;는, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질이 반응하여 스피넬 구조의 반응 생성물이 형성되는 단계; 및 상기 스피넬 구조의 반응 생성물이 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 주입되는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
Specifically, the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition are mixed to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition. The lithium-based lithium metal oxide powder and the cobalt raw material The material reacting to form a reaction product of the spinel structure; And injecting the reaction product of the spinel structure into the internal void of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle.

이와 독립적으로, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질이 반응하여 스피넬 구조의 반응 생성물이 형성되는 단계; 및 상기 스피넬 구조의 반응 생성물이 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 주입됨과 동시에, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 외부에 도포되는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.Independently, the lithium source material and the cobalt source material in the coating composition react to form a reaction product of a spinel structure; And a reaction product of the spinel structure is injected into the inner pores of the nickel-based lithium metal oxide secondary particles and is applied to the outside of the nickel-based lithium metal oxide secondary particles.

이 경우, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 의해, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자 내부 공극에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제1 코팅막이 형성됨과 동시에, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 표면에 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 제2 코팅막이 형성되는 것일 수 있다.
In this case, the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition is fired to form a first coating layer containing a compound having a spinel structure on the inside of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle, And a second coating film containing a compound having a spinel structure is formed on the surface of the lithium metal oxide secondary particles.

한편, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;에 관한 구체적인 설명은 다음과 같다.Meanwhile, a detailed description of the step of firing the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition is as follows.

상기 소성은, 400 내지 600 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 소성 온도가 400℃ 미만이면, 상기 복수의 일차 입자의 표면에 제1 코팅막이 연속적으로(continuous) 형성되지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 하기 화학식 4로 표시되는 스피넬 구조의 화합물이 형성되지 않을 수 있다. 이와 달리, 상기 소성 온도가 600℃를 초과하면, 상기 코발트 원료 물질이 상기 일차 입자 내부로도 확산될 수 있고, 이에 따라 상기 일차 입자의 중심으로 갈수록 코발트의 농도가 증가하는 농도 구배가 형성될 수 있다.The calcination may be performed at a temperature ranging from 400 to 600 ° C. If the calcination temperature is less than 400 ° C, the first coating layer may not be continuously formed on the surfaces of the plurality of primary particles, and a compound having a spinel structure represented by the following Formula 4 may not be formed have. Alternatively, if the calcination temperature exceeds 600 ° C., the cobalt raw material may be diffused into the primary particles, so that a concentration gradient in which the concentration of cobalt increases toward the center of the primary particles may be formed have.

상기 소성은, 3 내지 5 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 소성이 5 시간을 초과하여 장시간 수행될 경우, 상기 코팅 조성물이 상기 일차 입자와 반응하여, 상기 제1 코팅막으로 형성되기 어렵다. 이와 달리, 상기 소성이 3 시간 미만으로 단시간 수행될 경우, 상기 상기 화학식 4로 표시되는 스피넬 구조의 화합물이 형성되기 어렵다.The calcination may be performed for 3 to 5 hours. When the calcination is performed for more than 5 hours for a long time, the coating composition reacts with the primary particles and is difficult to form into the first coating layer. On the contrary, when the calcination is performed for less than 3 hours for a short time, the spinel structure compound represented by Formula 4 is hardly formed.

상기 소성은, 산화성 분위기에서 수행되는 것일 수 있다. 이러한 산화성 분위기에서, 상기 코팅 조성물의 졸-겔 반응이 유도될 수 있다.The firing may be performed in an oxidizing atmosphere. In this oxidizing atmosphere, the sol-gel reaction of the coating composition can be induced.

상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계; 이전에, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.Calcining the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied; Drying the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition has previously been applied.

구체적으로, 상기 건조는 120 내지 160 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.
Specifically, the drying may be performed at a temperature ranging from 120 to 160 ° C.

이 외, 상기 코팅 조성물 및 상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말은 각각 다음과 같이 준비될 수 있다.
In addition, the coating composition and the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type may be prepared as follows.

리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계;는, 상기 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대해, 상기 리튬 원료 물질은 1 내지 2 중량% 포함되고, 상기 코발트 원료 물질은 90 내지 93 중량% 포함되고, 상기 용매는 잔부로 포함되도록 준비하는 것일 수 있다.Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent, wherein the lithium raw material is contained in an amount of 1 to 2 wt% based on 100 wt% of the entire coating composition, 90 to 93% by weight, and the solvent may be prepared to be included in the remainder.

이러한 각 물질의 농도 범위를 만족하는 코팅 조성물을 준비할 경우, 상기 코팅 조성물의 졸-겔 반응에 의해 상기 화학식 1 및 상기 화학식 2로 표시되는 스피넬 구조의 제1 코팅막 및 제2 코팅막이 각각 형성될 수 있다.
When a coating composition satisfying the concentration range of each of these materials is prepared, the first coating layer and the second coating layer of the spinel structure represented by the above formulas (1) and (2) are respectively formed by the sol- .

상기 복수의 일차 입자를 포함하는 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 준비하는 단계;는, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물의 전구체 및 리튬 전구체를 혼합하는 단계; 및 상기 니켈계 리튬 금속 산화물의 전구체 및 리튬 전구체의 혼합물을 800℃내지 1000℃의 공기 분위기에서 10 내지 20시간 동안 열처리하는 단계;를 포함할 수 있다. Preparing a nickel-based lithium metal oxide powder in the form of a secondary particle containing the plurality of primary particles, the method comprising: mixing a precursor of the nickel-based lithium metal oxide and a lithium precursor; And heat-treating the mixture of the precursor of the nickel-based lithium metal oxide and the lithium precursor in an air atmosphere at 800 ° C to 1000 ° C for 10 to 20 hours.

이때, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물의 전구체는, 니켈 전구체 및 다른 전이금속의 전구체를 공침시켜 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물의 전구체는, 니켈 및 다른 금속들을 포함하는 수산화물일 수 있다.At this time, the precursor of the nickel-based lithium metal oxide may be prepared by coprecipitation of a nickel precursor and a precursor of another transition metal. For example, the precursor of the nickel-based lithium metal oxide may be a hydroxide comprising nickel and other metals.

보다 구체적으로, 상기 다른 금속으로는 코발트, 니켈 등을 들 수 있다. 이와관련하여, 상기 코발트의 전구체로는, 코발트 아세테이트, 코발트 설페이트, 코발트 나이트레이트 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 니켈의 전구체로는, 니켈 아세테이트, 니켈 설페이트, 니켈 나이트레이트 등을 사용할 수 있다.More specifically, examples of the other metal include cobalt and nickel. In this regard, cobalt acetate, cobalt sulfate, cobalt nitrate, etc. may be used as precursors of the cobalt. As the precursor of nickel, nickel acetate, nickel sulfate, nickel nitrate and the like can be used.

또한, 상기 리튬 전구체는 탄산리튬(Li2CO3), 수산화리튬(LiOH) 등일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 사용할 수 있는 리튬 전구체라면 모두 가능하다.
The lithium precursor may be lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), lithium hydroxide (LiOH), or the like, but is not limited thereto, and any lithium precursor that can be used in the art can be used.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 양극; 음극; 및 전해질;을 포함하며, 상기 양극은 전술한 것 중 어느 하나에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, cathode; And an electrolyte, wherein the anode comprises a cathode active material according to any one of the above-mentioned aspects.

구체적으로, 상기 양극은 집전체; 및 상기 집전체 상에 배치된 양극 활물질층;을 포함한다.Specifically, the anode includes a current collector; And a cathode active material layer disposed on the current collector.

상기 양극은, 예를 들어 상기 양극 활물질 및 결착제 등을 포함하는 양극 활물질 조성물이 일정한 형상으로 성형되거나, 상기 양극 활물질 조성물이 동박(copper foil), 알루미늄박 등의 집전체에 도포되는 방법으로 제조될 수 있다.The positive electrode may be formed, for example, by forming the positive electrode active material composition containing the positive electrode active material and the binder in a predetermined shape, or applying the positive electrode active material composition to a current collector such as copper foil or aluminum foil .

구체적으로, 상기 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매가 혼합된 양극 활물질 조성물이 준비된다. 상기 양극 활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극 활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다. 상기 양극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다.Specifically, a cathode active material composition in which the cathode active material, the conductive material, the binder, and the solvent are mixed is prepared. The positive electrode active material composition is directly coated on the metal current collector 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. The anode is not limited to those described above, but may be in a form other than the above.

상기 도전재로는 카본블랙, 흑연미립자 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. As the conductive material, carbon black, graphite fine particles, or the like may be used, but not limited thereto, and any material that can be used as a conductive material in the related art can be used. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Conductive materials such as carbon black, acetylene black, and Ketjen black may be used.

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 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 수준이다. 리튬 이차 전지의 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 secondary battery. Depending on the application and configuration of the lithium secondary battery, one or more of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted.

다음으로, 음극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 음극 활물질 조성물이 준비된다. 상기 음극 활물질 조성물이 금속 집전체 상에 직접 코팅 및 건조되어 음극판이 제조된다. 다르게는, 상기 음극활물질 조성물이 별도의 지지체상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 음극판이 제조될 수 있다.Next, the negative electrode active material composition is prepared by mixing the negative electrode active material, the conductive material, the binder and the solvent. The negative electrode active material composition is directly coated on the metal current collector and dried 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.

상기 음극 활물질로는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으나, 보다 구체적으로, 리튬 금속, 리튬과 합금화 가능한 금속, 전이금속 산화물, 전이금속 황화물, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 리튬 이온을 가역적으로 삽입 및 탈리가 가능한 물질, 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다.The negative electrode active material is not particularly limited and is generally used in the art. More specifically, it may be a lithium metal, a metal capable of alloying with lithium, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, a material capable of doping and dedoping lithium, A material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, a conductive polymer, and the like can be used.

상기 음극 활물질 조성물에서 도전재, 결합제 및 용매는, 상기 양극활물질 조성물의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양극 활물질 조성물 및/또는 음극 활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.As the conductive material, binder and solvent in the negative electrode active material composition, the same materials as those of the positive 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 음극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량 역시, 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준이다. 리튬 이차 전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 결합제 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 also a level commonly used in a lithium secondary battery. Depending on the application and configuration of the lithium secondary battery, one or more of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted.

도 2는, 상기 리튬 이차 전지의 대표적인 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 리튬 이차 전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 상기 양극(3)과 음극(2) 사이에 존재하는 세퍼레이터(4)에 함침된 전해액을 포함하는 전지 용기(5)와, 상기 전지 용기(5)를 봉입하는 봉입 부재(6)를 포함한다.
2 schematically shows a typical structure of the lithium secondary battery. Specifically, the lithium secondary battery 1 includes a battery container 5 (including a positive electrode 3, a negative electrode 2, and an electrolyte solution impregnated in the separator 4 existing between the positive electrode 3 and the negative electrode 2) , And a sealing member (6) for sealing the battery container (5).

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

실시예Example 1:  One: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 2 2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 The inner pores of the secondary particles and the outer LiCoOLiCoO 22 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질 The formed cathode active material

(1) (One) LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 의 전구체 제조&Lt; / RTI &gt;

우선, 상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2의 전구체인 Ni0 .80Co0 .15Al0 .05(OH)2를 다음 과정에 의하여 제조하였다.First, the Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] of Ni 0 .80 Co 0 .15 precursor of O 2 Al 0 .05 (OH) 2 was prepared by the following process.

니켈 전구체인 NiSO4(H2O)6, 코발트 전구체 CoSO4를 90:10(니켈 전구체:코발트 전구체)의 몰비로 물에 첨가하여, 전구체 수용액을 제조하였다. Nickel precursor NiSO 4 (H 2 O) 6 and cobalt precursor CoSO 4 were added to water at a molar ratio of 90:10 (nickel precursor: cobalt precursor) to prepare a precursor aqueous solution.

상기 수용액을 교반하면서 수산화나트륨 수용액을 천천히 적하하여, 상기 전구체 수용액을 중화시켰다. 그 결과 침전된 침전물은 Ni0 .89Co0 .11(OH)2이며, 이를 여과, 수세, 및 80 ℃에서 건조시키는 과정을 순차적으로 진행하여, 상기 Ni0.89Co0.11(OH)2 분말을 수득하였다.While stirring the aqueous solution, an aqueous solution of sodium hydroxide was slowly dropped to neutralize the aqueous solution of the precursor. As a result, the precipitated precipitate is 2 Ni 0 .89 Co 0 .11 ( OH), was filtered, the process proceeds to the process of drying in the washing with water, and 80 ℃ sequentially, to afford the Ni 0.89 Co 0.11 (OH) 2 powder Respectively.

상기 Ni0 .89Co0 .11(OH)2 분말에 Al(OH)(C2H3O2)2 분말 및 에탄올을 투입하여 혼합한 뒤, 80 ℃의 진공 오븐에서 건조시켜, 목적했던 Ni0 .80Co0 .15Al0 .05(OH)2 분말을 수득하였다. 이때, 상기 Al(OH)(C2H3O2)2 분말의 투입량은, Ni1 - xCo0 .1Alx(OH)2의 화학식에서 x가 0.05 몰이 되도록 결정하였다.Al (OH) (C 2 H 3 O 2 ) 2 powder and ethanol were added to the Ni 0 .89 Co 0 .11 (OH) 2 powder, and the mixture was dried in a vacuum oven at 80 ° C., Al 0 .05 (OH) 0 .80 Co 0 .15 to give the second powder. In this case, the Al (OH) Loading of (C 2 H 3 O 2) 2 powder, Ni 1 - x was determined to be 0.05 moles in formula of x Co 0 .1 Al x (OH ) 2.

(2) (2) LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 이차 입자의 제조 Preparation of secondary particles

상기 Ni0 .80Co0 .15Al0 .05(OH)2 분말에 리튬 전구체인 LiOH를 1: 1.03(Ni0.80Co0.15Al0.05(OH)2:LiOH)의 몰비로 투입하여 혼합한 후, 노(furnace)에 넣고 건조 공기를 흘려주면서 450 ℃에서 5시간 동안 소성한 다음, 750 ℃에서 18 시간 동안 소성시켜, 목적했던 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자(평균 입경: 약 7 ㎛)를 얻었다. The Li precursor is LiOH the Ni 0 .80 Co 0 .15 Al 0 .05 (OH) 2 powder 1: 1.03: then a solution by introducing a molar ratio of (Ni 0.80 Co 0.15 Al 0.05 ( OH) 2 LiOH), The mixture was calcined at 450 ° C. for 5 hours while flowing dry air into the furnace and then calcined at 750 ° C. for 18 hours to obtain the target Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05 ] O 2 secondary Particles (average particle diameter: about 7 mu m) were obtained.

(3) (3) LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 2 2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 The inner pores of the secondary particles and the outer LiCoOLiCoO 22 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질의 제조 Preparation of the formed cathode active material

리튬 아세테이트 0.546 g, 코발트 아세테이트 2.665 g을 에탄올 50 ml에 투입하고 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다. 0.546 g of lithium acetate and 2.665 g of cobalt acetate were added to 50 ml of ethanol and mixed to prepare a coating composition.

상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 코팅 조성물 1 중량부를 첨가하고, 약 60 ℃에서 30 분 동안 혼합하며 졸-겔 반응을 유도하고, 용매를 완전히 제거하였다.The Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 (NCA) for the secondary particles of 100 parts by weight, the coating composition was added 1 part by weight, and mixed at about 60 ℃ for 30 min, and a sol-gel The reaction was induced and the solvent was completely removed.

그 결과물을 약 150 ℃에서 진공 건조한 다음, 약 600 ℃에서 4 시간 동안 소성하여, 최종적으로 양극 활물질(평균 입경: 약 7 ㎛)을 수득하였다.The resultant was vacuum-dried at about 150 ° C and then calcined at about 600 ° C for 4 hours to finally obtain a cathode active material (average particle diameter: about 7 μm).

이때, 상기 수득된 양극 활물질은 상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자를 포함하며, 이를 이루는 일차 입자의 결정 구조는 층상 구조(R-3m)인 것으로 확인되었다.At this time, the obtained positive electrode active material is the Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 (NCA) includes secondary particles, the crystal structure of the primary particles constituting them have a layered structure (R-3m) Respectively.

또한, LiCoO2 코팅막이 상기 이차 입자의 내부 공극(제1 코팅막) 및 외부(제2 코팅막)에 모두 형성되어 있고, 상기 LiCoO2 코팅막의 결정 구조는 스피넬 유사 구조(Fd-3m)인 것으로 확인되었다.In addition, LiCoO 2 A coating film is formed on the inner pores (first coating film) and the outside (second coating film) of the secondary particles, and the LiCoO 2 The crystal structure of the coating film was confirmed to be a spinel-like structure (Fd-3m).

상기 이차 입자를 이루는 일차 입자의 결정 구조, 상기 제1 코팅막 및 상기 제2 코팅막의 결정구조는, 후술되는 평가예들을 통해 확인된 것이다.The crystal structure of the primary particles constituting the secondary particles, the crystal structure of the first coating layer and the crystal structure of the second coating layer are confirmed through the following evaluation examples.

아울러, 상기 수득된 양극 활물질 전체 100 중량%에서, 상기 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 이차 입자는 99 중량%, 그리고 LiCoO2 코팅막은 1 중량%인 것으로 확인되었다.The Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 secondary particles in an amount of 100 wt% of the entire cathode active material were 99 wt% and LiCoO 2 The coating film was confirmed to be 1% by weight.

이때, 상기 LiCoO2 코팅막의 함량이 1 중량%인 것은, 상기 Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 이차 입자의 내부 공극에 위치하는 제1 코팅막 및 그 외부에 위치하는 제2 코팅막 전체를 총괄한 함량을 의미한다.
At this time, the LiCoO 2 The content of the coating film is 1% by weight, which means the total content of the first coating film located on the inner space of the Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 secondary particle and the entire second coating film located on the outside thereof .

실시예Example 2:  2: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .1.One MnMn 00 .1.One ]O] O 2 2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 The inner pores of the secondary particles and the outer LiCoOLiCoO 22 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질 The formed cathode active material

Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자 대신 Li[Ni0 .8Co0 .1Mn0 .1]O2 이차 입자를 제조하였다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여, Li[Ni0 .8Co0 .1Mn0 .1]O2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 LiCoO2 코팅막이 형성된 양극 활물질을 제조하였다.Exemplary Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 secondary particle instead of Li [Ni Mn 0 .8 Co .1 0 .1 0] O 2 was prepared in the secondary particle, except that, for example, 1 and by performing the same procedure, Li [Ni Mn 0 .8 Co .1 0 .1 0] O LiCoO 2 inside and outside the pores of the secondary particle 2 Thereby preparing a cathode active material having a coating film.

아울러, 상기 수득된 양극 활물질 전체 100 중량%에서, 상기 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자는 99 중량%, 그리고 LiCoO2 코팅막은 1 중량인 것으로 확인되었다.In addition, the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particles were contained in an amount of 99% by weight and LiCoO 2 The coating was found to be 1 wt.

이때, 상기 LiCoO2 코팅막의 함량이 1 중량%인 것은, 상기 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자의 내부 공극에 위치하는 제1 코팅막 및 그 외부에 위치하는 제2 코팅막 전체를 총괄한 함량을 의미한다.At this time, the LiCoO 2 The content of the coating film of 1 wt% means the total content of the first coating layer located on the inner pore of the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particle and the entire second coating layer located on the outside of the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] do.

구체적으로, 상기 Li[Ni0 .8Co0 .1Mn0 .1]O2 이차 입자를 제조하는 과정은 다음과 같다.Specifically, the process for producing the Li [Ni Mn 0 .8 Co .1 0 .1 0] O 2 secondary particle is as follows.

(1) (One) LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .1.One MnMn 00 .1.One ]O] O 2 2 의 전구체 제조&Lt; / RTI &gt;

우선, 상기 Li[Ni0 .8Co0 .1Mn0 .1]O2의 전구체인 Ni0 .80Co0 .10Mn0 .10(OH)2를 다음 과정에 의하여 제조하였다.First, the Li [Ni Mn 0 .8 Co .1 0 .1 0] O 2 in the precursor of Ni 0 .80 Co 0 .10 Mn 0 .10 (OH) 2 was prepared by the following process.

니켈 전구체인 NiSO4(H2O)6, 코발트 전구체 CoSO4(H2O)6, 및 망간 전구체 MnSO4(H2O)6를 80:10:10(니켈 전구체:코발트 전구체:망간 전구체)의 몰비로 물에 첨가하여, 전구체 수용액을 제조하였다. Nickel precursor NiSO 4 (H 2 O) 6 , cobalt precursor CoSO 4 (H 2 O) 6 and manganese precursor MnSO 4 (H 2 O) 6 were mixed at a ratio of 80:10:10 (nickel precursor: cobalt precursor: manganese precursor) To prepare a precursor aqueous solution.

상기 수용액을 교반하면서 수산화나트륨 수용액을 천천히 적하하여, 상기 전구체 수용액을 중화시켰다. 그 결과 침전된 침전물은 Ni0 .80Co0 .10Mn0 .10(OH)2이며, 이를 여과, 수세, 및 80 ℃에서 건조시키는 과정을 순차적으로 진행하여, 상기 Ni0.80Co0.10Mn0.10(OH)2 분말을 수득하였다.While stirring the aqueous solution, an aqueous solution of sodium hydroxide was slowly dropped to neutralize the aqueous solution of the precursor. As a result, the precipitated precipitate is Mn 0 .10 (OH) Ni 0 .80 Co 0 .10 2, the process proceeds was filtered, dried in the process of washing with water, and 80 ℃ sequentially, the Ni 0.80 Co 0.10 Mn 0.10 ( OH) &lt; / RTI &gt; 2 powder.

(2) (2) LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .1.One MnMn 00 .1.One ]O] O 2 2 이차 입자의 제조Preparation of secondary particles

상기 Ni0 .80Co0 .10Mn0 .10(OH)2 분말에 리튬 전구체인 LiOH를 1: 1.03(Ni0.80Co0.10Mn0.10(OH)2:LiOH)의 몰비로 투입하여 혼합한 후, 노(furnace)에 넣고 건조 공기를 흘려주면서 450 ℃에서 5시간 동안 소성한 다음, 750 ℃에서 18 시간 동안 소성시켜, 목적했던 Li[Ni0 .8Co0 .1Mn0 .1]O2 이차 입자(평균 입경: 약 10 ㎛)를 얻었다.
The Ni 0 .80 Co 0 .10 Mn 0 .10 (OH) 2 LiOH lithium precursor powder 1: 1.03: then a solution by introducing a molar ratio of (Ni 0.80 Co 0.10 Mn 0.10 ( OH) 2 LiOH), And calcined at 450 ° C. for 5 hours and then calcined at 750 ° C. for 18 hours to obtain the desired Li [Ni 0 .8 Co 0 .1 Mn 0 .1 ] O 2 quasicide (Average particle diameter: about 10 mu m).

실시예Example 3:  3: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 이차 입자의 내부 공극 및 외부에  The inner pores of the secondary particles and the outer LiCoOLiCoO 22 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질 The formed cathode active material

상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 코팅 조성물 1 중량부를 첨가하고, 약 60 ℃에서 30 분 동안 혼합하며 졸-겔 반응을 유도하였다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여, Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 LiCoO2 코팅막이 형성된 양극 활물질을 제조하였다.The Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 (NCA) for the secondary particles of 100 parts by weight, the coating composition was added 1 part by weight, and mixed at about 60 ℃ for 30 min, and a sol-gel and except that the reaction was induced, and, in example 1, a procedure is the same, Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O LiCoO 2 inside the gap and outside the second secondary particle Thereby preparing a cathode active material having a coating film.

아울러, 상기 수득된 양극 활물질 전체 100 중량%에서, 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자는 99.5 중량%, 그리고 LiCoO2 코팅막은 0.5 중량%인 것으로 확인되었다.In addition, it was confirmed that the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particles were 99.5 wt% and the LiCoO 2 coating film was 0.5 wt% in 100 wt% of the entire cathode active material.

이때, 상기 LiCoO2 코팅막의 함량이 0.5 중량%인 것은, 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자의 내부 공극에 위치하는 제1 코팅막 및 그 외부에 위치하는 제2 코팅막 전체를 총괄한 함량을 의미한다.In this case, the content of the LiCoO 2 coating layer is 0.5% by weight. The first coating layer located in the inner void of the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particles and the entire second coating layer Means one content.

실시예Example 4:  4: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 이차 입자의 내부 공극 및 외부에  The inner pores of the secondary particles and the outer LiCoOLiCoO 22 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질 The formed cathode active material

상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 코팅 조성물 1 중량부를 첨가하고, 약 60 ℃에서 30 분 동안 혼합하며 졸-겔 반응을 유도하였다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여, Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자의 내부 공극 및 외부에 LiCoO2 코팅막이 형성된 양극 활물질을 제조하였다.The Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 (NCA) for the secondary particles of 100 parts by weight, the coating composition was added 1 part by weight, and mixed at about 60 ℃ for 30 min, and a sol-gel and except that the reaction was induced, and, in example 1, a procedure is the same, Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O LiCoO 2 inside the gap and outside the second secondary particle Thereby preparing a cathode active material having a coating film.

아울러, 상기 수득된 양극 활물질 전체 100 중량%에서, 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자는 98 중량%, 그리고 LiCoO2 코팅막은 2 중량%인 것으로 확인되었다.In addition, the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particles at 98 wt% and LiCoO 2 The coating film was found to be 2% by weight.

이때, 상기 LiCoO2 코팅막의 함량이 2 중량%인 것은, 상기 상기 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 이차 입자의 내부 공극에 위치하는 제1 코팅막 및 그 외부에 위치하는 제2 코팅막 전체를 총괄한 함량을 의미한다.At this time, the LiCoO 2 coating layer having a content of 2 wt% is composed of the first coating layer located in the inner voids of the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 secondary particles and the entire second coating layer It means the total content.

비교예Comparative Example 1:  One: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 이차 입자 Secondary particle

실시예 1에서 제조된 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자를 양극 활물질로 사용하였다.
Subjected to a Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 secondary particles prepared in Example 1 was used as a positive electrode active material.

비교예Comparative Example 2:  2: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .15.15 AlAl 00 .05.05 ]O] O 22 이차 입자의 외부에만  Only on the outside of secondary particles 코팅막이The coating film 형성된 양극 활물질 The formed cathode active material

실시예 1에서 제조된 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자의 외부에만 코팅막을 형성하였다.Carrying out the Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] coating the outside of the O 2 only the secondary particles prepared in Example 1 was formed.

구체적으로, 암모늄 바나데이트(ammonium vanadate) 0.3 g을 에탄올 35 ml에 투입하고 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다.Specifically, 0.3 g of ammonium vanadate was added to 35 ml of ethanol and mixed to prepare a coating composition.

상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 코팅 조성물 1 중량부를 첨가하고, 약 60 ℃에서 30 분 동안 혼합하며 졸-겔 반응을 유도하였다,The Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 (NCA) for the secondary particles of 100 parts by weight, the coating composition was added 1 part by weight, and mixed at about 60 ℃ for 30 min, and a sol-gel The reaction was induced,

그 결과물을 약 150 ℃에서 진공 건조한 다음, 약 600 ℃에서 4 시간 동안 소성하여, 최종적으로 상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 (NCA) 이차 입자 외부에 상기 암모늄 바나데이트 코팅막이 형성된 양극 활물질(평균 입경: 약 7 ㎛)을 수득하였다.
The resultant was vacuum-dried at about 150 ° C. and then calcined at about 600 ° C. for 4 hours. Finally, the above-mentioned Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05 ] O 2 (NCA) (Average particle diameter: about 7 mu m) having a vanadate coating film was obtained.

비교예Comparative Example 3:  3: LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .10.10 MnMn 00 .10.10 ]O] O 22 이차 입자 Secondary particle

실시예Example 2에서 제조된  2 LiLi [[ NiNi 00 .8.8 CoCo 00 .10.10 MnMn 00 .10.10 ]O] O 22 이차 입자를 양극 활물질로 사용하였다.  Secondary particles were used as the cathode active material.

제작예Production Example 1: 양극 및 리튬 이차 전지(코인  1: anode and lithium secondary battery (coin 하프셀Half cell )의 제조)

실시예 1에서 수득된 양극 활물질 분말과 탄소 도전재(Super P)를 92:4(양극 활물질 분말:탄소 도전재)의 중량비로 균일하게 혼합한 후, PVDF(polyvinylidene fluoride) 바인더 용액을 첨가하여 양극 활물질 분말:탄소 도전재:바인더=92:4:4의 중량비가 되도록 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. The cathode active material powder obtained in Example 1 and a carbon conductive material (Super P) were uniformly mixed in a weight ratio of 92: 4 (cathode active material powder: carbon conductive material), and then a PVDF (polyvinylidene fluoride) A cathode active material slurry was prepared so that the weight ratio of active material powder: carbon conductive material: binder = 92: 4: 4.

닥터 블레이트를 사용하여, 두께 15㎛의 알루미늄 집전체 위에 상기 양극 활물질 슬러리를 200㎛ 두께로 코팅하고, 110℃에서 3시간 이상 건조시킨 후 압연하여 두께 50 ㎛의 양극판을 제조하였다.Using the doctor blade, the cathode active material slurry was coated on the aluminum current collector having a thickness of 15 占 퐉 to a thickness of 200 占 퐉, dried at 110 占 폚 for 3 hours or more and rolled to produce a positive electrode plate having a thickness of 50 占 퐉.

상기 양극판을 사용하여, 리튬 금속을 상대 전극으로 하고, 폴리에틸렌 격리막(separator, STAR 20, Asahi)과 1.15M LiPF6가 EC(에틸렌 카보네이트)+EMC(에틸메틸카보네이트)+DMC(디메틸 카보네이트) (3:3:4 부피비)에 녹아있는 용액을 전해질로 사용하여 2032R 규격의 코인 셀을 제조하였다.
Using the above-mentioned positive electrode plate, lithium metal was used as a counter electrode and a polyethylene separator (STAR 20, Asahi) and 1.15M LiPF 6 were mixed with EC (ethylene carbonate) + EMC (ethylmethyl carbonate) + DMC (dimethyl carbonate) : 3: 4 by volume) was used as an electrolyte to prepare a 2032R coin cell.

제작예Production Example 2 내지 4: 양극 및 리튬 이차 전지(코인  2 to 4: positive electrode and lithium secondary battery (coin 하프셀Half cell )의 제조)

실시예 1의 양극 활물질 대신, 실시예 2 내지 4의 양극 활물질을 각각 사용한 것을 제외하고는, 제작예 1과 동일한 방법으로 양극 및 리튬 이차 전지(코인 하프셀)를 각각 제조하였다.
A positive electrode and a lithium secondary battery (coin half cell) were respectively prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the positive electrode active materials of Examples 2 to 4 were used in place of the positive electrode active material of Example 1, respectively.

비교제작예Comparative Production Example 1 내지 3: 양극 및 리튬 이차 전지(코인  1 to 3: positive electrode and lithium secondary battery (coin 하프셀Half cell )의 제조)

실시예 1의 양극 활물질 대신, 비교예 1 내지 3의 양극 활물질을 각각 사용한 것을 제외하고는, 제작예 1과 동일한 방법으로 양극 및 리튬 이차 전지(코인 하프셀)를 각각 제조하였다.
A positive electrode and a lithium secondary battery (coin half cell) were respectively prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the positive electrode active materials of Comparative Examples 1 to 3 were used instead of the positive electrode active material of Example 1.

평가예Evaluation example 1: 압력 밀도 측정 1: Pressure density measurement

실시예 1 및 비교예 1의 각 양극 활물질을 펠렛으로 제작하여, 각각에 대한 압력 밀도를 측정하였다. 구체적으로, 실시예 1 및 비교예 1의 각 양극 활물질 분말에, 약 25MPa (=254.93kgf/cm2)의 압력을 30초간 가하여, 각각을 펠렛 형태로 제작하며, 압력 밀도를 측정하였다. Each of the cathode active materials of Example 1 and Comparative Example 1 was made into pellets, and the pressure densities thereof were measured. Specifically, a pressure of about 25 MPa (= 254.93 kgf / cm 2 ) was applied to each of the cathode active material powders of Example 1 and Comparative Example 1 for 30 seconds to prepare pellets, and the pressure density was measured.

각 펠렛의 압력 밀도는, 비교예 1의 경우 3.34g/cc로 측정되었고, 실시예 1의 경우 3.41g/cc로 측정되었다.The pressure density of each pellet was measured to be 3.34 g / cc for Comparative Example 1 and 3.41 g / cc for Example 1.

이처럼 실시예 1의 압력 밀도가 비교예 1에 비하여 높다는 것은, Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 이차 입자로만 이루어진 비교예 1의 양극 활물질에 비하여, 상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자의 내부 공극(제1 코팅막) 및 외부(제2 코팅막)에 형성된 LiCoO2 코팅막에 의하여 기계적 강도가 향상된 것을 의미한다.
It is thus the pressure density of Example 1 higher than in Comparative Example 1, Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05] O 2 as compared to the positive electrode active material of Comparative Example 1 comprising only the secondary particles, the Li [Ni 0 .8 Co 0. 15 Al 0 .05 ] O 2 secondary particles (first coating layer) and the outer (second coating layer) of LiCoO 2 Means that the mechanical strength is improved by the coating film.

평가예Evaluation example 2: 전자주사현미경( 2: scanning electron microscope SEMSEM ) 실험) Experiment

평가예 1에서 압력 밀도를 측정하기 전 및 후, 실시예 1 및 비교예 1의 각 양극 활물질에 대해 전자주사현미경(SEM) 사진을 촬영하여, 그 결과를 도 3 내지 8에 나타내었다.SEM photographs of each cathode active material of Example 1 and Comparative Example 1 were taken before and after measurement of the pressure density in Evaluation Example 1, and the results are shown in Figs. 3 to 8. Fig.

도 3 내지 5는 실시예 1의 양극 활물질에 대한 것이고, 구체적으로, 평가예 1에서 압력 밀도를 측정하기 전 양극 활물질 분말을 촬영한 SEM 사진은 도 3이고, 압력 밀도를 측정한 후 펠렛의 상단부를 촬영한 SEM 사진은 도 4 및 5이다. 또한, 도 4의 내부에 삽입된 사진은, 압력 밀도를 측정한 후 펠렛의 외부를 촬영한 사진이다.3 to 5 are for the cathode active material of Example 1. Specifically, SEM photographs of the cathode active material powder before measurement of the pressure density in Evaluation Example 1 are shown in Fig. 3, and after the pressure density was measured, 4 and 5 are SEM photographs taken. 4 is a photograph of the outside of the pellet after measuring the pressure density.

도 6 내지 8는 비교예 1의 양극 활물질에 대한 것이고, 구체적으로, 평가예 1에서 압력 밀도를 측정하기 양극 활물질 분말을 촬영한 SEM 사진은 도 6이고, 압력 밀도를 측정한 후 펠렛의 상단부를 촬영한 SEM 사진은 도 6 및 7이다. 또한, 도 6의 내부에 삽입된 사진은, 압력 밀도를 측정한 후 펠렛의 외부를 촬영한 사진이다.6 to 8 are for the cathode active material of Comparative Example 1. Specifically, an SEM photograph of the cathode active material powder for measuring the pressure density in Evaluation Example 1 is shown in Fig. 6, and the pressure density was measured, The SEM photographs taken are FIGS. 6 and 7. 6 is a photograph of the outside of the pellet after measuring the pressure density.

도 4 및 5를 참고하면, 실시예 1의 양극 활물질에 기계적인 압력을 가하더라도, 2차 입자가 구형의 형태를 유지하는 것으로 확인된다. 그에 반면, 도 7 및 8을 참고하면, 비교예 1의 양극 활물질은, 기계적인 압력에 의하여 2차 입자가 형태를 알아볼 수 없을 정도로 붕괴된 것이 확인된다.Referring to FIGS. 4 and 5, it is confirmed that even when mechanical pressure is applied to the cathode active material of Example 1, the secondary particles retain their spherical shape. On the other hand, referring to FIGS. 7 and 8, it was confirmed that the cathode active material of Comparative Example 1 collapsed to such an extent that the secondary particles could not be recognized by mechanical pressure.

이를 통해, Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자로만 이루어진 비교예 1의 양극 활물질에 비하여, 상기 Li[Ni0 .8Co0 .15Al0 .05]O2 이차 입자의 내부 공극(제1 코팅막) 및 외부(제2 코팅막)에 형성된 LiCoO2 코팅막에 의하여 기계적 강도가 향상된 것을 다시 한 번 확인할 수 있었다.
This, Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2, compared with the positive electrode active material of Comparative Example 1 comprising only the secondary particles Li [Ni 0 .8 Co 0 .15 Al 0 .05] O 2 LiCoO 2 formed in the inner pores (first coating film) of the secondary particles and the outer (second coating film) It was once again confirmed that the mechanical strength was improved by the coating film.

평가예Evaluation example 3: 주사투과전자현미경 ( 3: Scanning transmission electron microscope ( ScanningScanning TransmissionTransmission ElectronElectron Microscopy:  Microscopy: STEMSTEM ) 분석) analysis

실시예 1 및 비교예 1의 각 양극 활물질에 대해 주사투과전자현미경 (Scanning Transmission Electron Microscopy: STEM) 사진을 촬영하여, 그 결과를 도 9 내지 16에 나타내었다. 이를 통해, 각각의 이차 입자를 이루는 서로 다른 일차 입자 사이의 계면에 대한 구조적 정보를 얻고자 하였다.Scanning transmission electron microscopy (STEM) photographs were taken of each of the cathode active materials of Example 1 and Comparative Example 1, and the results are shown in FIGS. 9 to 16. By doing so, different secondary particles We tried to obtain structural information about the interface between primary particles.

도 9 내지 12은 실시예 1의 양극 활물질에 대한 것이고, 구체적으로, Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 이차 입자 내부에 위치하는 일차 입자들 간 경계를 촬영한 STEM 사진이 도 9이고, 도 9에서 사각형으로 표시된 영역을 확대하여 촬영한 STEM 사진이 도 10 및 11이다.9 to 12 are for the cathode active material of Example 1. Specifically, FIG. 9 is an STEM photograph of a boundary between primary particles located inside Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 secondary particles, 10 and 11 are STEM photographs obtained by enlarging and photographing an area indicated by a rectangle in Fig.

도 13 내지 16은 비교예 1의 양극 활물질에 대한 것이고, 구체적으로, Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 이차 입자 내부에 위치하는 일차 입자들 간 경계를 촬영한 STEM 사진이 도 13이고, 도 12에서 사각형으로 표시된 영역을 확대하여 촬영한 STEM 사진이 도 14 및 15이다.13 to 16 are for the cathode active material of Comparative Example 1. More specifically, FIG. 13 is a STEM photograph of a boundary between primary particles located inside Li [Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ] O 2 secondary particles, 14 and 15 are STEM photographs obtained by enlarging and photographing a region indicated by a rectangle in Fig.

도 14 및 15를 참고하면, 비교예 1의 양극 활물질은 서로 다른 일차 입자들 사이에 수 나노(㎚) 크기의 빈 공간이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 도 도 16을 참고하면, 상기 일차 입자의 결정 구조는 층상 구조(삼방정계, 공간군 R3m)임을 알 수 있다. Referring to FIGS. 14 and 15, it can be seen that the cathode active material of Comparative Example 1 has a void space of several nanometers (nm) between different primary particles. Further, referring to FIG. 16, it can be seen that the crystal structure of the primary particles is a layered structure (triangular system, space group R3m).

그에 반면, 도 10 및 11을 참고하면, 실시예 1의 양극 활물질은 서로 다른 일차 입자들 사이에 빈 공간이 존재하지 않음을 확인할 수 있다. 나아가, 도 12를 참고하면, 서로 다른 일차 입자들 사이를 채우고 있는 코팅막(제1 코팅막)의 결정 구조는 스피넬 구조(입방정계, 공간군 Fd-3m) 임을 알 수 있다.
On the other hand, referring to FIGS. 10 and 11, it can be seen that the cathode active material of Example 1 has no void space between different primary particles. Further, referring to FIG. 12, it can be seen that the crystal structure of the coating film (first coating film) filling between the different primary particles is a spinel structure (cubic system, space group Fd-3m).

평가예Evaluation example 3: 리튬 이차 전지의  3: Lithium secondary battery 충방전Charging and discharging 특성 characteristic

제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 25℃에서 0.1C rate의 전류로 전압이 4.3V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 방전 시에 전압이 3.0V(vs. Li)에 이를 때까지 0.1 C의 정전류로 방전하였다. 그 첫 번째 사이클 특성을 나타낸 것이, 도 17이다.Each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 was subjected to constant current charging at a current of 0.1 C rate at 25 DEG C until the voltage reached 4.3 V (vs. Li), and the voltage was 3.0 V RTI ID = 0.0 &gt; of Li). &lt; / RTI &gt; The first cycle characteristic is shown in Fig.

이어서, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 상기 첫 번째 사이클과 마찬가지의 조건으로 하되 0.5C의 정전류로 충전을 실시한 후, 방전 시 0.1C의 정전류 대신 0.2C, 0.5C, 1C, 3C, 5C, 7C, 10C의 정전류로 방전을 각각 실시하였다. 이때의 사이클 특성을 나타낸 것이, 도 18이다.Subsequently, each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 was charged at a constant current of 0.5 C under the same conditions as those of the first cycle, and then 0.2 C and 0.5 C , 1C, 3C, 5C, 7C, and 10C, respectively. The cycle characteristics at this time are shown in Fig.

상기 충방전 실험을 통하여 얻은 충방전 효율 및 고율 특성은 하기 식 1로 표시된다.The charge-discharge efficiency and the high-rate characteristic obtained through the above charge-discharge experiment are expressed by the following formula 1.

[식 1][Formula 1]

고율특성[%]=[1C(두번째 사이클) 방전 용량/0.2C(첫번째 사이클) 방전 용량]×100High rate characteristic [%] = [1 C (second cycle) discharge capacity / 0.2 C (first cycle) discharge capacity] × 100

도 18를 참고하면, 제작예 1에 따라 제조된 리튬 이차 전지는, 비교제작예 1의 경우에 비하여 개선된 고율 특성을 나타냄을 알 수 있다.
Referring to FIG. 18, it can be seen that the lithium secondary battery manufactured according to Production Example 1 exhibits improved high-rate characteristics as compared with Comparative Production Example 1.

평가예Evaluation example 4: 리튬 이차 전지의 수명 특성 평가 4: Life characteristics evaluation of lithium secondary battery

(1) (One) 제작예Production Example 1 및  1 and 비교제작예Comparative Production Example 1의 고온 수명 특성 비교 Comparison of high temperature lifetime characteristics

고온에서의 수명 특성을 비교하기 위해, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 60℃에서 0.5C rate의 전류로 전압이 4.3V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 방전시에 전압이 3.0V에 이를 때까지 1CC의 정전류로 방전하는 사이클을 300회 반복하였다.In order to compare lifetime characteristics at high temperature, each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 was subjected to constant current charging at a current of 0.5 C rate at 60 DEG C until the voltage reached 4.3 V, The cycle of discharging at a constant current of 1cc until the voltage reached 3.0 V was repeated 300 times.

이러한 충방전 실험 결과를 도 19에 나타내었으며, 이를 참고하면, 제작예 1의 리튬 이차 전지는 비교제작예 1 에 비하여, 고온에서 전지의 충방전을 거듭하더라도 용량이 저하되지 않고, 개선된 수명 특성이 나타남을 알 수 있다.The results of such charging and discharging tests are shown in FIG. 19. Referring to these results, the lithium secondary battery of Production Example 1 has a reduced capacity even when the battery is repeatedly charged and discharged at a high temperature, Can be seen.

(2) (2) 제작예Production Example 1 및  1 and 비교제작예Comparative Production Example 1의 고율 상온 1 at a high rate of room temperature 수명 특성 비교Life characteristics comparison

고율 방전시의 수명 특성을 비교하기 위해, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에 대해, 상온에서 0.5C rate의 전류로 전압이 4.3V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 방전시에 전압이 3.0V에 이를 때까지 1C의 정전류로 방전하는 사이클을 100회 반복하였다. To compare lifetime characteristics at the time of high rate discharge, each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 was subjected to constant current charging at a current of 0.5 C rate at room temperature until the voltage reached 4.3 V, The cycle of discharging at a constant current of 1 C until the voltage reached 3.0 V was repeated 100 times.

이러한 충방전 실험 결과를 도 20에 나타내었으며, 이를 참고하면, 제작예 1의 리튬 이차 전지는 비교제작예 1 에 비하여, 고율에서 전지의 충방전을 거듭하더라도 용량이 저하되지 않고, 개선된 수명 특성이 나타남을 알 수 있다.The results of such charge-discharge tests are shown in FIG. 20. Referring to these results, the lithium secondary battery of Production Example 1 has a reduced capacity even when the battery is repeatedly charged and discharged at a high rate as compared with Comparative Production Example 1, Can be seen.

(3) (3) 제작예Production Example 1 및 2,  1 and 2, 비교제작예Comparative Production Example 1 내지 3의 고온 및 고율 High temperature and high rate of 1 to 3 수명 특성 비교Life characteristics comparison

고율 및 고온 방전시의 수명 특성을 비교하기 위해, 제작예 1 및 2, 비교제작예 1 내지 3의 각 리튬 이차 전지에 대해, 60 ℃에서 0.5C rate의 전류로 전압이 4.3V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 방전 시에 전압이 3.0V에 이를 때까지 1C의 정전류로 방전하는 사이클을 100회 반복하였다.In order to compare lifetime characteristics at high rate and high temperature discharge, each of the lithium secondary batteries of Production Examples 1 and 2 and Comparative Production Examples 1 to 3 was charged at 60 ° C. with a current of 0.5 C rate until the voltage reached 4.3 V The cycle of constant current charging and discharging at a constant current of 1 C until the voltage reached 3.0 V at the time of discharging was repeated 100 times.

이러한 충방전 실험 결과를 도 20 내지 22에 나타내었으며, 이를 참고하면, 제작예 1 및 2의 각 리튬 이차 전지는 비교제작예 1 내지 3 에 비하여, 고온 및 고율에서 전지의 충방전을 거듭하더라도 용량이 저하되지 않고, 개선된 수명 특성이 나타남을 알 수 있다.The results of such charge-discharge tests are shown in FIGS. 20 to 22, and it is understood that each lithium secondary battery of Production Examples 1 and 2 has a higher capacity than the Comparative Production Examples 1 to 3 even if the battery is repeatedly charged and discharged at high temperature and high rate. Is not lowered, and an improved life characteristic is exhibited.

(4) 주사투과전자현미경 ((4) Scanning transmission electron microscope ( ScanningScanning TransmissionTransmission ElectronElectron MicroscopyMicroscopy : STEM) 분석: STEM) analysis

고온 및 고율 수명 특성 평가 후, 제작예 1 및 비교제작예 1의 각 리튬 이차 전지에서 회수된 각 양극 활물질에 대해, 주사투과전자현미경 (Scanning Transmission Electron Microscopy: STEM) 사진을 촬영하여, 그 결과를 도 23 내지 26에 나타내었다. After evaluating the high-temperature and high-rate lifespan characteristics, Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) photographs of each of the cathode active materials recovered in each lithium secondary battery of Production Example 1 and Comparative Production Example 1 were taken, Are shown in Figs. 23 to 26.

도 23 및 24는 제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한 것이고, 60 ℃ 고온에서 300 사이클 충방전을 실시했음에도 이차 입자 내부 형상이 유지됨을 확인 할 수 있다.23 and 24 are for the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Production Example 1. It can be confirmed that the internal shape of the secondary particles is maintained even though charging and discharging were performed at a high temperature of 60 캜 for 300 cycles.

도 25 및 26은 비교제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질에 대한 것이고, 60 ℃ 고온에서 300 사이클 충방전을 실시한 결과 이차 입자의 내부에서 상당한 붕괴가 진행되었음을 알 수 있다.25 and 26 are for the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Comparative Production Example 1 and 300 cycles of charging and discharging at a high temperature of 60 캜 show that significant collapse progressed inside the secondary particles.

또한, 도 27 및 도 28를 참고할 때, 비교제작예 1의 리튬 이차 전지에서 회수된 양극 활물질은 제작예 1보다 극심한 전해액 부반응이 일어나, 이차 입자를 이루는 서로 다른 일차 입자 사이에 P와 F 이온들이 분포하고 있음을 알 수 있다.
27 and 28, the positive electrode active material recovered in the lithium secondary battery of Comparative Production Example 1 has a more severe electrolyte side reaction than Production Example 1, and P and F ions are generated between the different primary particles constituting the secondary particles And it is distributed.

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

1: 리튬 이차 전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지 용기 6: 봉입 부재
1: lithium secondary battery 2: negative electrode
3: anode 4: separator
5: Battery container 6: Sealing member

Claims (23)

복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자가 응집된 이차 입자;
상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 이차 입자를 이루는 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 완전히 피복하면서 치밀한 상태를 가지며, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 화합물 입자 각각을 서로 접착시키는 제1 코팅막; 및
상기 이차 입자의 표면을 피복하는 제2 코팅막을 포함하고,
상기 제1 코팅막 및 상기 제2 코팅막은, 스피넬 구조의 LixCoO2(여기서, 0.95<x≤1.05임)을 포함하는,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
Secondary particles in which a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles are aggregated;
Based lithium metal oxide particles, which are located in the voids in the secondary particles and are in a dense state while completely covering the surface of a part or all of the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles constituting the secondary particles, A first coating layer for applying a coating solution; And
And a second coating film covering the surface of the secondary particle,
Wherein the first coating layer and the second coating layer comprise a spinel structure Li x CoO 2 (where 0.95 < x &lt; = 1.05)
Cathode active material for lithium secondary battery.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 코팅막 내 코발트의 함량은,
상기 제1 코팅막 전체 100 몰%에 대해, 5 내지 50 몰%인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The content of cobalt in the first coating layer may be,
Wherein the first coating layer comprises 5 to 50% by mole,
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 제1 코팅막에 포함된 스피넬 구조의 화합물은,
LiCoO2인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The spinel structure compound contained in the first coating layer is a compound having a spinel structure,
LiCoO 2 ,
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 제1 코팅막의 두께는,
0.001 내지 20 ㎚인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The thickness of the first coating layer may be,
0.001 to 20 nm,
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질 내 제1 코팅막의 함량은,
상기 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제1 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The content of the first coating film in the positive electrode active material is,
Wherein the first coating layer is included in an amount of 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles.
Cathode active material for lithium secondary battery.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 코팅막의 두께는,
5 내지 20 ㎚인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The thickness of the second coating film may be,
5-20 nm,
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질 내 제2 코팅막의 함량은,
상기 이차 입자 100 중량부에 대해, 상기 제2 코팅막은 0.5 내지 2 중량부로 포함되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The content of the second coating film in the cathode active material is,
Wherein the second coating layer is included in an amount of 0.5 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the secondary particles.
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질 전체 100 중량%에 대하여, 상기 이차 입자는 98 내지 99.5 중량% 포함되고, 상기 제1 코팅막 및 상기 제2 코팅막은 총괄하여 0.5 중량% 내지 2 중량% 범위로 포함되는,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary particles are contained in an amount of 98 to 99.5% by weight based on 100% by weight of the total of the cathode active material, and the first coating layer and the second coating layer are collectively contained in a range of 0.5% by weight to 2%
Cathode active material for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자는 각각,
하기 화학식 3으로 표시되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
[화학식 3]
LiaNi1 -x- yCoxMyO2
(상기 화학식 3에서, 0.9<a<1.5, 0<x<0.5, 0<y<1, -0.1≤α≤0.1이고, M은 Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V 및 희토류 원소를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이다.)
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of nickel-based lithium metal oxide particles each comprise
Wherein R < 1 &gt;
Cathode active material for lithium secondary battery.
(3)
Li a Ni 1 -x- y Co x M y O 2 + alpha
Wherein M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, Al, Mn, Mg, V and a rare earth element.)
제1항에 있어서,
상기 이차 입자의 평균 입경은,
5 내지 15 ㎛인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The average particle diameter of the secondary particles is,
5 to 15 [micro] m,
Cathode active material for lithium secondary battery.
복수의 일차 입자를 포함하는 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말을 준비하는 단계;
리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계;
상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계; 및
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;
를 포함하되,
상기 이차 입자 형태의 니켈계 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 코팅 조성물을 혼합하여, 상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 수득하는 단계;는, 상기 코팅 조성물 내 리튬 원료 물질 및 코발트 원료 물질이 반응하여 스피넬 구조의 반응 생성물이 형성되는 단계; 및 상기 스피넬 구조의 반응 생성물이 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 내부 공극으로 주입됨과 동시에, 상기 니켈계 리튬 금속 산화물 이차 입자의 외부에 도포되는 단계;를 포함하고,
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;가 400 내지 600 ℃의 온도 범위에서 수행됨에 따라, 스피넬 구조의 화합물을 포함하는 코팅막이 형성되고,
상기 코팅막은, 상기 이차 입자 내부의 공극에 위치하고, 상기 이차 입자를 이루는 복수의 니켈계 리튬 금속 산화물 입자 중 일부 또는 전부의 표면을 완전히 피복하면서 치밀한 상태를 가지며, 상기 복수의 니켈계 리튬 금속 화합물 입자 각각을 서로 접착시키는 제1 코팅막; 및 상기 이차 입자의 표면을 피복하는 제2 코팅막;을 포함하고,
상기 제1 코팅막 및 상기 제2 코팅막은, 스피넬 구조의 LixCoO2 (여기서, 0.95<x≤1.05임)을 포함하는
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
Preparing a nickel-based lithium metal oxide powder in the form of a secondary particle comprising a plurality of primary particles;
Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent;
Mixing the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition; And
Calcining the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied;
, &Lt; / RTI &
Mixing the nickel-based lithium metal oxide powder of the secondary particle type and the coating composition to obtain a nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition, wherein the lithium raw material and the cobalt raw material in the coating composition are reacted To form a reaction product of a spinel structure; And applying the reaction product of the spinel structure to the outside of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle while being injected into the internal void of the nickel-based lithium metal oxide secondary particle,
A nickel-based lithium metal oxide having the coating composition applied thereon is fired, and a coating film containing a compound having a spinel structure is formed as the coating is performed in a temperature range of 400 to 600 ° C,
The coating film has a dense state while completely covering the surface of a part or all of a plurality of nickel-based lithium metal oxide particles which are located in the voids in the secondary particles and constitute the secondary particles, and the plurality of nickel- A first coating film which adheres each other to each other; And a second coating film covering the surface of the secondary particle,
Wherein the first coating layer and the second coating layer comprise a spinel structure Li x CoO 2 (wherein 0.95 &lt; x &lt; = 1.05)
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제14항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;는,
3 내지 5 시간 동안 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Firing the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied,
RTI ID = 0.0 &gt; 3-5 &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제14항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계;는,
산화성 분위기에서 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Firing the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제14항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 소성하는 단계; 이전에,
상기 코팅 조성물이 도포된 니켈계 리튬 금속 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Calcining the nickel-based lithium metal oxide to which the coating composition is applied; Before,
And drying the nickel-based lithium metal oxide coated with the coating composition.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제14항에 있어서,
리튬 원료 물질, 코발트 원료 물질, 및 용매를 포함하는 코팅 조성물을 준비하는 단계;는,
상기 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대해, 상기 리튬 원료 물질은 1 내지 2 중량% 포함되고, 상기 코발트 원료 물질은 90 내지 93 중량% 포함되고, 상기 용매는 잔부로 포함되도록 준비하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Preparing a coating composition comprising a lithium raw material, a cobalt raw material, and a solvent,
Wherein the lithium raw material is contained in an amount of 1 to 2 wt% based on 100 wt% of the entire coating composition, the cobalt raw material is contained in an amount of 90 to 93 wt%, and the solvent is prepared to be included in the remainder.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
양극;
음극; 및
전해질;을 포함하며,
상기 양극은 제1항, 제3항 내지 제6항, 및 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인,
리튬 이차 전지.
anode;
cathode; And
An electrolyte;
Wherein the anode comprises the cathode active material according to any one of claims 1 to 7 and 13 to 13.
Lithium secondary battery.
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