KR20020065191A - Positive active material for lithium secondary battery and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided are a cathode active material of a lithium secondary battery, which can improve the capacity and the lifetime property of the lithium secondary battery, and a process for producing the same. CONSTITUTION: The cathode active material of the lithium secondary battery contains a lithium manganese spinel oxide(formula 1: Li(1-x)Mn(2-x-y)MyO(4+d)) and a lithium metal composite oxide(formula 2: Li(1-z)Mn(2-z-w)ZrzMewO4) coated on the lithium manganese spinel oxide(formula 1). And the cathode active material is produced by a process comprising the steps of: preparing the lithium manganese spinel oxide(formula 1) as a central particle; preparing the mixture of the material of the coating layer(formula 2); coating the central particles with the mixture of the material of the coating layer(formula 2); calcining the coated central particles. In the formula, M is at least one selected from the group consisting of Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, and Gd, x is a real number of 0-0.12, y is a real number of 0-0.5, d is a real number of 0-0.05, Me is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd, z is a real number of more than 0 and less than 0.1, and w is a real number of 0-0.7.

Description

리튬 2 차 전지의 양극 활물질 및 그 제조 방법{POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}A positive electrode active material of a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same {POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 리튬 2 차 전지의 양극 활물질 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 리튬 2 차 전지의 용량, 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 양극 활물질 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive electrode active material of a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a positive electrode active material capable of improving the capacity and lifespan characteristics of a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same.

[종래기술][Private Technology]

리튬 이온 2 차 전지는 정보전자 산업에서 반도체, 및 디스플레이 장치와 함께 3 대 첨단 부품의 하나로 각광받고 있다. 최근에는 휴대폰, PDA(personal digital assistants) 등 통신기기가 휴대화됨에 따라 그 부피와 무게가 소형화, 경량화되고 있는데 이 경우 전지의 소형화, 경량화 역시 필수적이다.Lithium ion secondary batteries are in the spotlight as one of the three high-tech components along with semiconductors and display devices in the information and electronics industry. Recently, as communication devices such as mobile phones and PDAs (personal digital assistants) become portable, the volume and weight thereof have been reduced in size and weight. In this case, the size and weight of the battery are also essential.

그러나 전지가 소형화 될수록 충·방전할 수 있는 용량도 작아지기 때문에 휴대가 가능한 소형이면서도 장기간 외부 전원의 공급이 필요없는, 용량이 향상된 리튬 2 차 전지의 개발이 요구된다.However, as the size of the battery becomes smaller, the capacity for charging and discharging becomes smaller. Therefore, there is a need for the development of a lithium secondary battery with improved capacity, which is portable and small, and does not require external power supply for a long time.

전지의 용량을 향상시키기 위해서는 전지의 설계를 최적화하여야 한다. 리튬 이온 2 차 전지는 리튬을 흡장 방출할 수 있는 재료를 양극과 음극의 활물질로 사용하고 리튬 이온이 양극과 음극을 흔들의자처럼 왕복하면서 에너지를 전달하는 역할을 하기 때문에 흔들의자 전지(rocking chair battery)라고도 하는데, 첫 번째 충전 과정시 전지의 음극에서 음극 활물질인 탄소 입자의 표면과 전해액이 반응하여 고체전해질막(SEI film)을 형성한다. 형성된 고체전해질막은 탄소 입자의 표면에서 더 이상의 전해액의 분해를 억제하여 전지를 안정화시키는 역할을 하는데, 이때 일정량의 리튬을 소모하기 때문에 가역성 리튬의 양이 줄어들어 전지의 용량을 감소시키게 된다.To improve the capacity of the cell, the design of the cell must be optimized. The lithium ion secondary battery uses a material that absorbs and releases lithium as the active material of the positive electrode and the negative electrode, and the lithium ion secondary battery delivers energy by reciprocating the positive electrode and the negative electrode like a rocking chair, so it is a rocking chair battery. In the first charging process, the surface of the carbon particles, the negative electrode active material, and the electrolyte react at the negative electrode of the battery to form a solid electrolyte film (SEI film). The formed solid electrolyte membrane serves to stabilize the battery by inhibiting the decomposition of further electrolyte on the surface of the carbon particles, at which time the amount of reversible lithium is reduced to reduce the capacity of the battery.

따라서 전지의 용량을 증가시키기 위해서는 전극의 활물질의 단위 무게당 용량을 증가시키는 것도 중요하지만 고체 전해질막을 형성하는데 소모되는 리튬의 양을 최소화하는 것도 중요하다.Therefore, it is important to increase the capacity per unit weight of the active material of the electrode to increase the capacity of the battery, but it is also important to minimize the amount of lithium consumed to form the solid electrolyte membrane.

한편, 상기의 리튬 이온 2차 전지의 대표적인 양극 활물질은 리튬 금속 복합산화물로 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4등이, 음극 활물질은 흑연(graphite)화된 탄소가 주로 사용된다. 양극 활물질로 사용될 수 있는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물은 4 V 전위의 리튬 이온 2 차 전지의 다른 양극 활물질에 비해 전지의 안전성, 및 가격 측면에서 장점을 지니고 있기 때문에 최근 많이 연구되고 있지만, 상용되는 리튬 망간 스피넬 산화물의 단위 무게당 용량이 120 내지 125 mAh/g 정도로 다른 양극 활물질에 비해 작기 때문에 단위 무게당 높은 용량을 요구하는 소형전지에 응용하기에는 제한이 있다.On the other hand, the representative positive electrode active material of the lithium ion secondary battery is a lithium metal composite oxide, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and the like, the negative electrode active material is mainly used graphite (graphite). Spinel-structured lithium manganese composite oxide that can be used as a positive electrode active material has been studied in recent years because it has advantages in terms of battery safety and cost compared to other positive electrode active materials of a lithium ion secondary battery having a 4 V potential. Since the capacity per unit weight of lithium manganese spinel oxide is about 120 to 125 mAh / g, which is smaller than other cathode active materials, there is a limitation in application to a small battery requiring a high capacity per unit weight.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 리튬 망간 스피넬 산화물에 리튬 금속 복합 산화물의 피복층을 형성시킨 양극 활물질을 사용함으로써 전지의 용량을 향상시킬 수 있는 양극 활물질 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a cathode active material capable of improving battery capacity by using a cathode active material in which a lithium metal manganese spinel oxide is formed with a coating layer of a lithium metal composite oxide, and a method of manufacturing the same. It is done.

도 1는 실시예 1에서 제조된 양극 활물질을 사용한 리튬 이온 2 차 전지의 충전 및 방전곡선을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing a charge and discharge curve of a lithium ion secondary battery using the positive electrode active material prepared in Example 1.

도 2는 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1, 2에서 제조된 양극 활물질을 사용한 리튬 이온 2 차 전지의 상온(25 ℃)에서의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the life characteristics at room temperature (25 ℃) of the lithium ion secondary battery using the positive electrode active material prepared in Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 and 2.

도 3는 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1, 2에서 제조된 양극 활물질을 사용한 리튬 이온 2 차 전지의 고온(55 ℃)에서의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the life characteristics at high temperature (55 ℃) of the lithium ion secondary battery using the positive electrode active material prepared in Examples 1 to 3, and Comparative Examples 1 and 2.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 리튬 2 차 전지의 양극 활물질에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a positive electrode active material of a lithium secondary battery,

a) 하기 화학식 1로 표시되는 리튬 망간 스피넬 산화물; 및a) lithium manganese spinel oxide represented by Chemical Formula 1; And

b) 상기 a)의 리튬 망간 스피넬 산화물에 피복된 하기 화학식 2로 표시되는b) represented by the following formula (2) coated on the lithium manganese spinel oxide of a)

리튬 금속 복합 산화물Lithium metal composite oxide

을 포함하는 양극 활물질을 제공한다:It provides a positive electrode active material comprising:

[화학식 1][Formula 1]

Li1+xMn2-x-yMyO4+d Li 1 + x Mn 2-xy M y O 4 + d

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

M은 Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고,M is at least one selected from the group consisting of Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, and Gd,

x는 0 내지 0.12의 실수(實數)이고,x is a real number from 0 to 0.12,

y는 0 내지 0.5의 실수이고,y is a real number from 0 to 0.5,

d는 0 내지 0.05의 실수이며,d is a real number from 0 to 0.05,

[화학식 2][Formula 2]

Li1+zMn2-z-wZrzMewO4 Li 1 + z Mn 2-zw Zr z Me w O 4

상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2,

Me는 Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고,Me is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd,

z는 0 보다 크고 0.1 이하인 실수이며,z is a real number greater than 0 and less than or equal to 0.1,

w는 0 내지 0.7의 실수이다.w is a real number from 0 to 0.7.

또한 본 발명은 리튬 2 차 전지의 양극 활물질의 제조 방법에 있어서,In addition, the present invention provides a method for producing a positive electrode active material of a lithium secondary battery,

a) 상기 화학식 1로 표시되는 리튬 망간 스피넬 산화물인 중심입자를 제조a) preparing a core particle of lithium manganese spinel oxide represented by Chemical Formula 1

하는 단계;Making;

b) 상기 화학식 2로 표시되는 피복층 원료의 혼합물을 제조하는 단계;b) preparing a mixture of the coating layer raw material represented by Formula 2;

c) 상기 b) 단계의 피복층 원료의 혼합물을 상기 a) 단계의 중심입자에 피복c) coating the mixture of the coating layer raw material of step b) to the central particle of step a)

하는 단계; 및Making; And

d) 상기 c) 단계의 피복된 중심입자를 소성하는 단계d) calcining the coated central particle of step c)

를 포함하는 방법을 제공한다.It provides a method comprising a.

또한 본 발명은 상기 양극 활물질을 포함하는 리튬 2 차 전지를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a lithium secondary battery comprising the positive electrode active material.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[작 용][Action]

본 발명의 양극 활물질은 a) 중심입자인 리튬 망간 스피넬 산화물과 b) 피복층인 리튬 금속 복합 화합물을 포함한다.The positive electrode active material of the present invention comprises a) lithium manganese spinel oxide as a core particle and b) a lithium metal composite compound as a coating layer.

상기 a) 리튬 망간 스피넬 산화물은 상기 화학식 1로 표시되는데, 이는 리튬 이온을 흡장방출할 수 있으며 스피넬 구조를 가지므로 리튬 2 차 전지의 다른 양극 활물질에 비해 안전성이 우수하고 가격이 저렴한 장점이 있다.The a) lithium manganese spinel oxide is represented by the formula (1), which can occlude and release lithium ions and has a spinel structure has the advantages of excellent safety and low cost compared to other cathode active materials of lithium secondary batteries.

상기 b) 리튬 금속 복합 화합물은 상기 화학식 2로 표시되고 a) 리튬 망간 스피넬 산화물인 중심입자의 표면에 피복되어 피복층을 이루는데, 이 피복층은 리튬 2 차 전지의 첫 번째 충전 과정에서 음극으로 이동한 리튬이 방전시 다시 양극으로 돌아오지 않는 비가역성 리튬을 형성시키는데 기여하고, 상기의 비가역성 리튬은 리튬 2차 전지의 첫 번째 충전과정에서 음극 활물질의 표면에 형성되는 고체전해질막의 형성에 소모되게 하여 가역성 리튬의 소모를 감소시킴으로써 전지의 용량을 향상시키는 역할을 한다.The b) lithium metal composite compound is represented by the formula (2) and a) is coated on the surface of the core particles of lithium manganese spinel oxide to form a coating layer, which is transferred to the cathode during the first charging process of the lithium secondary battery Lithium contributes to the formation of irreversible lithium, which does not return to the positive electrode upon discharge. The irreversible lithium is consumed in the formation of a solid electrolyte film formed on the surface of the negative electrode active material during the first charging process of the lithium secondary battery. By reducing the consumption of the serves to improve the capacity of the battery.

상기의 피복층은 리튬 금속 복합 산화물로서, Zr 원소를 필수적으로 함유하는데 Zr은 비가역 용량을 증가시키는 역할을 한다. 즉 리튬 망간 스피넬 산화물의 첫번째 싸이클의 단위 무게당 비가역 용량의 증가는 리튬 망간 스피넬 산화물의 표면 처리를 통하여 이루어진다.The coating layer is a lithium metal composite oxide, which essentially contains a Zr element, and Zr serves to increase the irreversible capacity. In other words, the increase in irreversible capacity per unit weight of the first cycle of lithium manganese spinel oxide is achieved through the surface treatment of lithium manganese spinel oxide.

또한 상기의 피복층의 리튬 금속 복합 산화물은 화학적으로 안정하여 전해액과 중심입자인 리튬 망간 스피넬 산화물과의 반응을 차단하고 스피넬로부터 Mn의 용출을 억제하여 수명 특성을 향상시켜 준다.In addition, the lithium metal composite oxide of the coating layer is chemically stable to block the reaction between the electrolyte and the lithium manganese spinel oxide, which is the core particle, and to suppress the elution of Mn from the spinel to improve the life characteristics.

본 발명은 a) 중심입자를 제조하는 단계, b) 피복층 원료의 혼합물을 제조하는 단계, c) 피복층 원료의 혼합물을 중심입자에 피복하는 단계, 및 d) 피복된 중심입자를 소성하는 단계를 포함하는 리튬 2 차 전지의 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.The present invention includes a) preparing a core particle, b) preparing a mixture of coating layer raw material, c) coating the mixture of coating layer raw material on the central particle, and d) firing the coated central particle. It provides a method for producing a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

상기 a) 단계의 중심입자는 ⅰ) 리튬 화합물, 및 ⅱ) 망간 화합물을 포함하는 혼합물을 공기, 또는 산소 2 중량% 이상을 포함하는 혼합 가스 분위기 하에서 1 내지 50 시간 동안 300 내지 900 ℃의 온도로 열처리하여 제조된다. 상기 ⅰ) 리튬 화합물은 LiOH, LiOH·H2O, LiCH3COO, LiCHO2, LiCHOH2O, 및 LiNO3로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되며, 상기 ⅱ) 망간 화합물은 망간의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된다.The core particles of step a) are iii) a mixture comprising a lithium compound and ii) a manganese compound at a temperature of 300 to 900 ° C. for 1 to 50 hours under air or a mixed gas atmosphere containing at least 2% by weight of oxygen. It is prepared by heat treatment. (Iii) the lithium compound is at least one selected from the group consisting of LiOH, LiOH.H 2 O, LiCH 3 COO, LiCHO 2 , LiCHO 2 .H 2 O, and LiNO 3 , and ii) the manganese compound is manganese carbonate. , At least one selected from the group consisting of nitrates, oxalates, sulfates, acetates, citrates, chlorides, and oxides.

중심입자는 상기 화학식 1에 나타난 바와 같이 금속 M을 선택적으로 포함할수 있는데 금속 M은 ⅲ) 금속 M을 포함하는 금속 화합물로부터 제공된다. 상기 금속 M은 Ti, V, Cr, Co, Ni, Mg, Zr, Fe, Gd 및 Ga로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되며, 금속 M을 포함하는 금속 화합물은 상기 금속 M의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된다.The central particle may optionally include metal M as shown in Formula 1, wherein metal M is provided from a metal compound containing metal M). The metal M is at least one selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Co, Ni, Mg, Zr, Fe, Gd and Ga, and the metal compound containing the metal M is carbonate, nitrate, oxalate of the metal M. , At least one selected from the group consisting of sulfates, acetates, citrates, chlorides, and oxides.

상기 b) 단계의 피복층 원료는 ⅰ) 리튬 화합물, ⅱ) 망간 화합물, 및 ⅲ) 지르코늄 화합물을 포함하는 혼합물을 물 또는 유기용매를 사용하여 용해시킨 뒤 교반하여 제조된다. 물 또는 알코올 등의 유기용매를 사용하면 균일한 리튬 망간 혼합물을 용이하게 제조할 수 있다.The coating material of step b) is prepared by dissolving a mixture containing i) a lithium compound, ii) a manganese compound, and iii) a zirconium compound using water or an organic solvent and stirring. By using an organic solvent such as water or alcohol, a uniform lithium manganese mixture can be easily prepared.

상기 ⅰ) 리튬 화합물은 LiOH, LiOH·H2O, LiCH3COO, LiCHO2, LiCHOH2O, 및 LiNO3로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고, 상기 ⅱ) 망간 화합물은 망간의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되며, 상기 ⅲ) 지르코늄 화합물 역시 지르코늄의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된다.(Iii) the lithium compound is at least one selected from the group consisting of LiOH, LiOH.H 2 O, LiCH 3 COO, LiCHO 2 , LiCHO 2 .H 2 O, and LiNO 3 , and ii) the manganese compound is manganese carbonate. At least one selected from the group consisting of nitrates, oxalates, sulfates, acetates, citrates, chlorides, and oxides. At least one selected from the group consisting of.

피복층은 상기 화학식 2에 나타난 바와 같이 금속 Me를 선택적으로 포함할 수 있는데 금속 Me는 ⅳ) 금속 Me를 포함하는 금속 화합물로부터 제조된다. 상기 금속 Me는 Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고, 금속 Me을 포함하는 금속 화합물은 상기 금속 Me의 탄산염,질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된다.The coating layer may optionally include a metal Me, as shown in Formula 2, wherein the metal Me is prepared from a metal compound comprising i) metal Me. The metal Me is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd, the metal compound containing a metal Me is a carbonate of the metal Me, At least one selected from the group consisting of nitrates, oxalates, sulfates, acetates, citrates, chlorides, and oxides.

상기 b) 리튬 금속 복합 산화물은 a) 리튬 망간 스피넬 산화물에 대하여 0.1 내지 50 몰%의 조성을 가진다.The b) lithium metal composite oxide has a composition of 0.1 to 50 mol% based on a) lithium manganese spinel oxide.

상기 c) 단계는 상기 b) 단계에서 제조된 피복층 원료를 상기 a) 단계의 리튬 망간 스피넬 복합 산화물 성분의 중심입자에 피복하는 단계로, 두 가지 방법으로 실시될 수 있다. 하나의 방법은 b) 단계의 리튬 금속 복합 산화물 성분의 피복층 원료의 화합물의 수용액 또는 유기용액의 현탁액(sol)에 중심입자인 상기 a) 단계의 리튬 망간 스피넬 복합 산화물 분말을 첨가하여 슬러리를 만들고 교반기를 이용하여 이 슬러리를 충분히 혼합한 후 열을 가하여 용매를 증발시킨다. 이 용매가 증발하면서 중심입자의 표면에 피복층이 형성된다.Step c) is a step of coating the coating layer material prepared in step b) on the core particles of the lithium manganese spinel composite oxide component of step a), it can be carried out in two ways. One method is to make a slurry by adding a lithium manganese spinel composite oxide powder of step a), which is a core particle, to an aqueous solution of a compound of a coating material of a lithium metal composite oxide component of step b) or a sol of an organic solution. After sufficiently mixing the slurry using the heat is added to evaporate the solvent. As the solvent evaporates, a coating layer is formed on the surface of the central particle.

다른 하나의 방법은 보다 간단한 피복시키는 방법으로서, a) 단계의 중심입자를 공기 중에 유동화시킨 후 상기 b) 단계의 피복층의 원료를 중심입자인 리튬 망간 스피넬 복합 산화물에 분무하고 용매를 건조함으로써 실시된다.The other method is a simple coating method, which is performed by fluidizing the core particles of step a) in air and then spraying the raw material of the coating layer of step b) onto the lithium manganese spinel composite oxide, which is the core particle, and drying the solvent. .

d) 단계에서는 피복된 리튬 망간 스피넬 복합 산화물 분말을 300 내지 900 ℃의 온도에서 공기, 또는 산소의 함량이 10 중량% 이상인 혼합가스 분위기에서 열처리한다. 이때 상기 가스유량은 0.05 내지 3.0 ℓ/gH (무게당 시간당 부피)이며 열처리 시간은 1 내지 30 시간이 적당하다.In step d), the coated lithium manganese spinel composite oxide powder is heat-treated at a temperature of 300 to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere having an air or oxygen content of 10 wt% or more. At this time, the gas flow rate is 0.05 to 3.0 l / gH (volume per hour weight) and the heat treatment time is 1 to 30 hours are suitable.

열처리 시간과 온도는 목적에 맞게 위에서 언급한 범위 내에서 조절이 가능하며 피복층의 일부는 열처리 온도에 따라서 열처리 과정에서 중심입자 표면에 도핑될 수도 있다.The heat treatment time and temperature can be adjusted within the above-mentioned range according to the purpose, and part of the coating layer may be doped on the surface of the central particle during the heat treatment process depending on the heat treatment temperature.

그리고 비가역 용량을 조절하기 위하여 위에서 언급된 양극 활물질을 본 발명에 따른 양극 활물질 이외의 다른 양극 활물질과 혼합하여 사용할 수 있으며, 또한 본 발명은 상기의 양극 활물질을 포함하는 리튬 2 차 전지를 제공한다.And in order to control the irreversible capacity, the above-mentioned positive electrode active material may be mixed with other positive electrode active materials other than the positive electrode active material according to the present invention, and the present invention also provides a lithium secondary battery comprising the positive electrode active material.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, an Example is for illustrating this invention and is not limited only to these.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

(중심입자의 제조)(Production of Core Particles)

스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물 분말을 합성하기 위하여 리튬과 망간의 몰 비[Li]/[Mn]가 0.538이 되도록 Li2CO3와 MnO2를 혼합하였다. 상기의 원료를 균일하게 혼합한 후 480 ℃에서 10 시간 동안 공기 분위기에서 열처리하고, 반응을 촉진시키기 위하여 냉각시켜 재혼합을 충분하게 한 후, 750 ℃에서 20 시간 동안 공기 분위기에서 반응시켜 스피넬 분말을 합성하였다. 열처리 과정에서 공기의 유량은 0.1 ℓ/gH로 하였다. 상기 과정을 통하여 얻어진 리튬 망간 스피넬 화합??루은 조성이 Li1.05Mn1.94O4이었다.In order to synthesize a lithium manganese composite oxide powder having a spinel structure, Li 2 CO 3 and MnO 2 were mixed so that the molar ratio [Li] / [Mn] of lithium and manganese was 0.538. After uniformly mixing the raw materials and heat-treated at 480 ℃ for 10 hours in an air atmosphere, and cooled to promote the reaction to sufficiently remix, and then reacted in an air atmosphere at 750 ℃ for 20 hours to spinel powder Synthesized. The flow rate of air was 0.1 L / gH during the heat treatment. The lithium manganese spinel compound obtained through the above process was composed of Li 1.05 Mn 1.94 O 4 .

(피복층 원료의 제조)(Manufacture of coating layer raw material)

피복층의 원료로 리튬을 제공하기 위해서 LiOH·H2O를, 망간을 제공하기 위해 Mn(CH3COO)2·4H2O를, Zr을 제공하기 위해 ZrOCl2·8H2O를 사용하고 이들 원료를무수 알코올에 용해시킨 후 30 분 간 교반하여 균일한 리튬-금속 화합물의 혼합 용액을 제조하였다.For LiOH · H 2 O to provide the lithium in the coating material, to provide a manganese Mn (CH 3 COO) 2 · use of the 4H 2 O, ZrOCl 2 · 8H 2 O to provide a Zr, and these raw materials It was dissolved in anhydrous alcohol and stirred for 30 minutes to prepare a mixed solution of a uniform lithium-metal compound.

리튬과 금속의 조성은 [Li]:[Mn]:[Zr]이 몰 비로 1.05:1.90:0.05의 몰비가 되도록 하고 피복층의 양은 열처리 후 산화물로 되었다고 가정하고 중심입자에 대해 10 몰%가 되게 하였다.The composition of lithium and metal was [Li]: [Mn]: [Zr] in a molar ratio of 1.05: 1.90: 0.05, and the amount of coating layer was 10 mol% based on the core particle, assuming that the amount of oxide became an oxide after heat treatment. .

(피복)(covering)

상기 단계에서 준비된 리튬-금속 화합물의 혼합 용액에 리튬 망간 스피넬 산화물을 첨가하여 혼합용액을 제조하고 이 혼합 용액을 30 분간 교반한 후 가열하면서 용매를 제거시켜 피복시켰다.Lithium manganese spinel oxide was added to the mixed solution of the lithium-metal compound prepared in the above step to prepare a mixed solution, and the mixed solution was stirred for 30 minutes and then removed by heating to remove the solvent and coated.

(소성)(Firing)

상기 단계에서 피복된 리튬 망간 스피넬 산화물은 튜브형(tube type) 전기로를 사용하여 700 ℃에서 10 시간 동안 열처리하였다. 열처리는 공기 분위기에서, 공기의 유량은 0.1 ℓ/gH로 하였다.The lithium manganese spinel oxide coated in the above step was heat treated at 700 ° C. for 10 hours using a tube type electric furnace. The heat treatment was carried out in an air atmosphere, and the flow rate of air was 0.1 L / gH.

(테스트 셀의 제작)(Production of test cell)

상기 단계에서 제조된 피복된 리튬 망간 스피넬 산화물을 활물질로 사용하여 전극을 제조하였다. 이때 도전체는 흑연(graphite)을, 결합제는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride; PVdF)를 사용하였으며, 활물질:도전체:결합제의 비율은 중량비로 85:10:5로 하였다. 먼저 결합제를 n-메틸피롤리돈(n-methyl pyrrolidinone; NMP)에 용해시킨 후 상기 활물질과 도전체를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 얻어진 슬러리를 알루미늄 호일에 테입 캐스팅(tape casting) 방법을사용하여 코팅한 후 130 ℃의 진공 건조기에서 2 시간 동안 건조하여 양극을 제조하였다. 음극으로는 리튬 금속을 사용하였다. 양극과 음극을 적당한 크기로 자른 후 단추 형태의 셀(coin cell)을 제작하였다.An electrode was prepared using the coated lithium manganese spinel oxide prepared in the above step as an active material. At this time, the conductor was graphite and the binder was polyvinylidene fluoride (PVdF), and the ratio of the active material: conductor: binder was 85: 10: 5 in weight ratio. First, the binder was dissolved in n-methylpyrrolidinone (n-methyl pyrrolidinone; NMP), and the slurry was prepared by adding the active material and the conductor. The obtained slurry was coated on aluminum foil using a tape casting method, and then dried in a vacuum dryer at 130 ° C. for 2 hours to prepare a positive electrode. Lithium metal was used as the negative electrode. After cutting the positive electrode and the negative electrode to a suitable size to produce a button cell (coin cell).

이때 사용한 전해질은 LiPF61몰 용액이며, 전해액은 에틸렌카보네이트 (ethylene carbonate:EC)와 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate:EMC)가 1:2의 몰비로 혼합된 용액을 사용하였다.The electrolyte used was a 1 mole solution of LiPF 6 , and an electrolyte solution was used in which a ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a molar ratio of 1: 2.

(물성 측정)(Property measurement)

상기 단계에서 얻어진 셀은 [Li2MnO4/LiPF6(1 M) in EC+2EMC/Li]로 표시되는데, 이 셀의 충·방전특성과 수명 특성을 평가하였다. 이때 충·방전 전압의 범위는 용량을 평가할 경우에는 3.0 내지 4.5 V로 하여 그 결과를 도 1에 나타내었다.The cell obtained in the above step is represented by [Li 2 MnO 4 / LiPF 6 (1 M) in EC + 2 EMC / Li], the charge and discharge characteristics and life characteristics of this cell were evaluated. In this case, the charge and discharge voltage range was set to 3.0 to 4.5 V when the capacity was evaluated. The results are shown in FIG. 1.

수명 특성의 평가는 3.4 내지 4.3 V 범위에서 행하여 상온에서의 싸이클에 따른 비가역 용량의 변화를 도 2에, 고온에서의 수명 특성은 싸이클에 따른 비가역 용량의 변화를 도 3에 그 결과를 나타내었다. 또한 표 1에는 Zr의 함량과 표면층의 함량에 따른 비가역 용량의 변화를 타나내었다.The evaluation of the life characteristics was performed in the range of 3.4 to 4.3 V and the change of the irreversible capacity according to the cycle at room temperature is shown in FIG. 2, and the change in the irreversible capacity according to the cycle is shown in FIG. 3. In addition, Table 1 shows the change of irreversible capacity according to the content of Zr and the content of the surface layer.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 소성 단계의 조건을 450 ℃, 5 시간으로 하였다.It carried out similarly to Example 1, but the conditions of the said baking step was 450 degreeC and 5 hours.

실시예 3Example 3

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피복층 원료의 제조 단계에서 피복층원료의 조성을 [Li]:[Mn+Zr]이 몰 비로 1:1가 되도록 하여 실시하였다. 이때 Mn에 대한 Zr의 몰비는 [Mn]:[Zn]=1.95:0.05이었다.In the same manner as in Example 1, the composition of the coating layer material in the manufacturing step of the coating layer raw material was carried out so that [Li]: [Mn + Zr] is 1: 1 in a molar ratio. At this time, the molar ratio of Zr to Mn was [Mn]: [Zn] = 1.95: 0.05.

실시예 4Example 4

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피복층 원료의 제조 단계에서 피복층 원료의 양을 중심입자에 대해 20 몰%로 하여 실시하였다.In the same manner as in Example 1, the amount of the coating layer raw material in the manufacturing step of the coating layer raw material was carried out to 20 mol% with respect to the central particle.

실시예 5Example 5

실시예 1과 동일하게 실시하되, 피복층 원료내의 Zr의 함량을 0.07 몰로 하고, 중심입자에 대한 표면층의 함량은 5 몰%로 되도록 하여 실시하였다.It carried out similarly to Example 1, but carried out so that content of Zr in a coating material may be 0.07 mol, and the content of the surface layer with respect to a core particle shall be 5 mol%.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 피복층 원료의 제조 단계, 및 피복 단계를 생략하고 피복되지 않은 리튬 망간 스피넬 산화물을 사용하여 실시하였다.The same process as in Example 1 was carried out, except that the manufacturing step of the coating layer raw material, and the coating step was omitted, using an uncoated lithium manganese spinel oxide.

비교예 2Comparative Example 2

스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물 분말을 합성하기 위하여 리튬과 망간의 몰 비 [Li]/[Mn]가 0.538이 되도록 LiCH3COO와 Mn(CH3COO)2를 혼합하고 Zr은 5 몰%가 되도록 하였다. 상기의 원료를 균일하게 혼합한 후 480 ℃에서 10 시간 동안 공기 분위기에서 열처리 한 후 반응을 촉진시키기 위해서 냉각시켜 재혼합을 충분하게 한 후 700 ℃에서 20 시간 동안 공기 분위기에서 반응시켜 스피넬 분말을 합성하였다. 열처리 과정에서 공기의 유량은 0.1 ℓ/gH로 하였다. 상기 과정을 통해 얻어진 리튬 망간 스피넬 화합물은 조성이 Li1.05Mn1.90Zr0.0504이었다.In order to synthesize a spinel-structure lithium manganese composite oxide powder, LiCH 3 COO and Mn (CH 3 COO) 2 were mixed so that the molar ratio [Li] / [Mn] of lithium and manganese was 0.538, and Zr was 5 mol%. It was. After mixing the raw materials uniformly, heat treatment at 480 ℃ for 10 hours in an air atmosphere and then cooled to promote the reaction to sufficiently remixing, and then reacted in an air atmosphere at 700 ℃ for 20 hours to synthesize a spinel powder It was. The flow rate of air was 0.1 L / gH during the heat treatment. The lithium manganese spinel compound obtained through the above process had a composition of Li 1.05 Mn 1.90 Zr 0.05 0 4 .

이후의 과정은 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 양극 및 셀을 제조하고, 실시예 1과 동일한 조건에서 특성을 평가하였다.After the process was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a positive electrode and a cell, and the characteristics were evaluated under the same conditions as in Example 1.

하기 표 1은 실시예 1에서 얻어진 중심입자에 대하여 표면층의 함량과 표면층 내에 존재하는 Zr의 함량에 따른 비가역 용량의 변화를 나타낸 것이다. 이러한 비가역 용량은 카본이 부극으로 사용되는 실제 전지에서 고체전해질막을 형성하는데 소모되어 가역성 리튬이 고체전해질 막을 형성하는데 소모되는 것을 막아준다.Table 1 below shows the change of irreversible capacity according to the content of the surface layer and the content of Zr present in the surface layer with respect to the central particle obtained in Example 1. This irreversible capacity is consumed to form a solid electrolyte film in an actual battery in which carbon is used as a negative electrode, thereby preventing reversible lithium from being used to form a solid electrolyte film.

[표 1]TABLE 1

실시횟수Frequency 표면층 및 표면층에서의 Zr함량Zr content in surface layer and surface layer 초기 용량(mAh/g)Initial capacity (mAh / g) 비가역용량(mAh/g)Irreversible capacity (mAh / g) 표면층 양(몰%)Surface layer amount (mol%) 표면층의 Zr함량(몰%)Zr content (mol%) of the surface layer 충전용량Charging capacity 방전용량Discharge capacity 1One 55 1One 130130 125125 55 22 1010 1One 132132 124124 88 33 2020 1One 134134 123123 1111 44 4040 1One 134134 123123 1111 55 55 33 136136 120120 1616 66 1010 33 139139 120120 1919 77 2020 33 140140 121121 1919 88 4040 33 141141 120120 2121 99 55 55 146146 118118 2828 1010 1010 55 148148 117117 3131 1111 2020 55 148148 119119 2929 1212 4040 55 148148 118118 3030 1313 55 77 150150 118118 3232 1414 1010 77 152152 117117 3535 1515 2020 77 154154 117117 3737 1616 4040 77 155155 119119 3636

하기 도 1은 실시예 1에서 제조된 양극 활물질을 사용하여 제조된 테스트셀의 충·방전 곡선을 나타낸 것으로, 충전 용량은 150 mAh/g이고 방전 용량은 118 mAh/g임을 나타내고 있으며 따라서 비가역 용량은 약 32 mAh/g임을 알 수 있었다.1 shows a charge / discharge curve of a test cell prepared using the positive electrode active material prepared in Example 1, indicating that the charge capacity is 150 mAh / g and the discharge capacity is 118 mAh / g, and thus the irreversible capacity is It was found to be about 32 mAh / g.

또한 도 2 및 도 3은 각각 실시예 1 내지 3과 비교예 1, 2의 상온(25 ℃) 및 고온(55 ℃)에서의 수명특성을 나타내는데, 비교예 1, 2의 경우 사이클수가 증가함에 따라 실시예 1 내지 3과 비교하여 비용량의 감소폭이 현저히 큰 것을 알 수 있었다.2 and 3 show the life characteristics at room temperature (25 ° C.) and high temperature (55 ° C.) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. In Comparative Examples 1 and 2, as the number of cycles increases, Compared with Examples 1 to 3, it was found that the reduction in specific capacity was remarkably large.

본 발명은 리튬 망간 스피넬 산화물의 표면에 리튬 금속 복합 산화물을 피복시킴으로써, 비가역성 리튬을 형성시켜고 가역성 리튬의 소모를 감소시켜 용량 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 양극 활물질 및 그 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.The present invention is to provide a positive electrode active material and a method of manufacturing the same by coating a lithium metal complex oxide on the surface of the lithium manganese spinel oxide to form irreversible lithium, reduce the consumption of reversible lithium to improve capacity and life characteristics Has

Claims (21)

리튬 2 차 전지의 양극 활물질에 있어서,In the positive electrode active material of a lithium secondary battery, a) 하기 화학식 1로 표시되는 리튬 망간 스피넬 산화물; 및a) lithium manganese spinel oxide represented by Chemical Formula 1; And b) 상기 a)의 리튬 망간 스피넬 산화물에 피복된 하기 화학식 2로 표시되는b) represented by the following formula (2) coated on the lithium manganese spinel oxide of a) 리튬 금속 복합 산화물Lithium metal composite oxide 을 포함하는 양극 활물질:A cathode active material comprising: [화학식 1][Formula 1] Li1+xMn2-x-yMyO4+d Li 1 + x Mn 2-xy M y O 4 + d 상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1, M은 Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고,M is at least one selected from the group consisting of Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, and Gd, x는 0 내지 0.12의 실수(實數)이고,x is a real number from 0 to 0.12, y는 0 내지 0.5의 실수이고,y is a real number from 0 to 0.5, d는 0 내지 0.05의 실수이며,d is a real number from 0 to 0.05, [화학식 2][Formula 2] Li1+zMn2-z-wZrzMewO4 Li 1 + z Mn 2-zw Zr z Me w O 4 상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2, Me는 Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터1 종 이상 선택되고,Me is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd, z는 0 보다 크고 0.1 이하인 실수이며,z is a real number greater than 0 and less than or equal to 0.1, w는 0 내지 0.7의 실수이다.w is a real number from 0 to 0.7. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b)의 리튬 금속 복합 산화물이 상기 a)의 리튬 망간 스피넬 산화물의 0.1 내지 50 몰%인 양극 활물질.The lithium metal composite oxide of b) is 0.1 to 50 mol% of the lithium manganese spinel oxide of a). 리튬 2 차 전지의 양극 활물질의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the positive electrode active material of a lithium secondary battery, a) 하기 화학식 1로 표시되는 리튬 망간 스피넬 산화물인 중심입자를 제조하 는 단계;a) preparing a core particle which is a lithium manganese spinel oxide represented by Chemical Formula 1; b) 하기 화학식 2로 표시되는 피복층 원료의 혼합물을 제조하는 단계;b) preparing a mixture of the coating layer raw material represented by the following Chemical Formula 2; c) 상기 b)단계의 피복층 원료의 혼합물을 상기 a)단계의 중심입자에 피복c) coating the mixture of the coating layer material of step b) to the central particle of step a) 하는 단계; 및Making; And d) 상기 c)단계의 피복된 중심입자를 소성하는 단계d) calcining the coated central particle of step c) 를 포함하는 방법:How to include: [화학식 1][Formula 1] Li1+xMn2-x-yMyO4+d Li 1 + x Mn 2-xy M y O 4 + d 상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1, M은 Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고,M is at least one selected from the group consisting of Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Ga, and Gd, x는 0 내지 0.12의 실수(實數)이고,x is a real number from 0 to 0.12, y는 0 내지 0.5의 실수이고,y is a real number from 0 to 0.5, d는 0 내지 0.05의 실수이며,d is a real number from 0 to 0.05, [화학식 2][Formula 2] Li1+zMn2-z-wZrzMewO4 Li 1 + z Mn 2-zw Zr z Me w O 4 상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2, Me는 Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되고,Me is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd, z는 0 보다 크고 0.1 이하인 실수이며,z is a real number greater than 0 and less than or equal to 0.1, w는 0 내지 0.7의 실수이다.w is a real number from 0 to 0.7. 제 3 항에 있어서The method of claim 3 상기 a) 단계의 중심입자는The central particle of step a) ⅰ) 리튬 화합물; 및Iii) a lithium compound; And ⅱ) 망간 화합물Ii) manganese compounds 을 포함하는 혼합물을 공기, 또는 산소 2 중량% 이상을 포함하는 혼합 가스 분위기 하에서 1 내지 50 시간 동안 300 내지 900 ℃의 온도로 열처리하여 제조되는 방법.Method for producing a mixture comprising a heat treatment at a temperature of 300 to 900 ℃ for 1 to 50 hours under air or a mixed gas atmosphere containing at least 2% by weight of oxygen. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 a) 단계의 중심입자는The central particle of step a) 상기 제 4 항 기재의 혼합물에To the mixture of claim 4 ⅲ) Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Gd, 및 Ga로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선 택되는 금속 M을 포함하는 금속 화합물Iii) a metal compound comprising a metal M selected at least one from the group consisting of Ti, Cr, Co, Zr, V, Ni, Gd, and Ga 을 더욱 포함하는 혼합물을 공기, 또는 산소 2 중량% 이상을 포함하는 혼합 가스 분위기 하에서 1 내지 50 시간 동안 300 내지 900 ℃의 온도로 열처리하여 제조되는 방법.Method for producing a mixture further comprising a heat treatment at a temperature of 300 to 900 ℃ for 1 to 50 hours under air or a mixed gas atmosphere containing at least 2% by weight of oxygen. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 ⅰ) 리튬 화합물이 LiOH, LiOH·H2O, LiCH3COO, LiCHO2, LiCHOH2O, 및 LiNO3로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.And iii) at least one lithium compound is selected from the group consisting of LiOH, LiOH.H 2 O, LiCH 3 COO, LiCHO 2 , LiCHO 2. H 2 O, and LiNO 3 . 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 ⅱ) 망간 화합물이 망간의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.Said ii) manganese compound is selected from the group consisting of manganese carbonate, nitrate, oxalate, sulfate, acetate, citrate, chloride, and oxide. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 ⅲ) Ti, V, Cr, Co, Ni, Mg, Zr, Fe, Gd 및 Ga로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 금속 M을 포함하는 금속 화합물이 상기 금속 M의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.The metal compound comprising metal M selected from the group consisting of Ti, V, Cr, Co, Ni, Mg, Zr, Fe, Gd and Ga is carbonate, nitrate, oxalate and sulfate of the metal M. , At least one selected from the group consisting of acetates, citrates, chlorides, and oxides. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 b) 단계의 피복층의 원료가The raw material of the coating layer of step b) ⅰ) 리튬 화합물;Iii) a lithium compound; ⅱ) 망간 화합물; 및Ii) manganese compounds; And ⅲ) 지르코늄 화합물Iii) zirconium compounds 을 포함하는 혼합물을 물 또는 유기 용매에서 용해시킨 후 교반하여 제조되는 방법.A method comprising preparing a mixture comprising dissolving in water or an organic solvent and then stirring. 제 3 항에 있어서The method of claim 3 상기 b) 단계의 피복층의 원료가The raw material of the coating layer of step b) 상기 제 9 항 기재의 혼합물에To the mixture of claim 9 ⅳ) Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 금속 Me을 포함하는 금속 화합물Iii) a metal compound comprising at least one metal Me selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd 을 더욱 포함하는 혼합물을 물 또는 유기 용매에서 용해시킨 후 교반하여 제조되는 방법.The method is prepared by dissolving the mixture further comprises water or in an organic solvent and stirring. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 ⅰ) 리튬 화합물이 LiOH, LiOH·H2O, LiCH3COO, LiCHO2, LiCHOH2O, 및 LiNO3로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.And iii) at least one lithium compound is selected from the group consisting of LiOH, LiOH.H 2 O, LiCH 3 COO, LiCHO 2 , LiCHO 2. H 2 O, and LiNO 3 . 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 ⅱ) 망간 화합물이 망간의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.Said ii) manganese compound is selected from the group consisting of manganese carbonate, nitrate, oxalate, sulfate, acetate, citrate, chloride, and oxide. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 ⅲ) 지르코늄 화합물이 지르코늄의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.And (iii) the zirconium compound is selected from the group consisting of carbonates, nitrates, oxalates, sulfates, acetates, citrates, chlorides, and oxides of zirconium. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 ⅳ) Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 금속 Me을 포함하는 금속 화합물이 상기 금속 Me의 탄산염, 질산염, 수산염, 황산염, 초산염, 구연산염, 염화물, 및 산화물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 방법.Iii) a metal compound comprising at least one metal Me selected from the group consisting of Ni, Co, V, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga, and Gd; At least one selected from the group consisting of oxalate, sulfate, acetate, citrate, chloride, and oxide. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 b)단계의 피복층이 상기 a) 단계의 중심입자의 0.1 내지 50 몰%인 방법.The coating layer of step b) is 0.1 to 50 mol% of the central particles of step a). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 c)단계의 피복이 상기 a)단계의 중심입자, 및 상기 b)단계의 피복층의 원료를 포함하는 슬러리를 제조한 후 상기 혼합물의 슬러리를 교반하면서 가열하고 건조시켜 실시되는 방법.The coating of step c) is carried out by preparing a slurry comprising the core particles of step a) and the raw material of the coating layer of step b), and then heating and drying the slurry of the mixture with stirring. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 c) 단계의 피복이 상기 a) 단계의 중심입자를 공기 중에 유동화시킨 후 상기 b) 단계의 피복층의 원료를 중심입자에 분무하고 건조시켜 실시되는 방법.Wherein the coating of step c) is made by fluidizing the core particles of step a) in air and then spraying and drying the raw material of the coating layer of step b) onto the core particles. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 d) 단계의 소성이 0.05 내지 3.0 ℓ/gH 유량의 공기, 또는 산소 함량 10 중량% 이상인 혼합 가스의 분위기 하에서 1 내지 30 시간 동안 300 내지 900 ℃의 온도에서 열처리되어 실시되는 방법.The firing of step d) is carried out by heat treatment at a temperature of 300 to 900 ° C. for 1 to 30 hours in an atmosphere of air at a flow rate of 0.05 to 3.0 l / gH or a mixed gas having an oxygen content of 10 wt% or more. 상기 제 1 항 기재의 양극 활물질을 포함하는 리튬 2 차 전지용 양극 활물질 혼합물.A cathode active material mixture for a lithium secondary battery comprising the cathode active material according to claim 1. 상기 제 1 항 기재의 양극 활물질을 포함하는 리튬 2 차 전지.A lithium secondary battery comprising the cathode active material of claim 1. 상기 제 19 항 기재의 양극 활물질 혼합물을 포함하는 리튬 2 차 전지.A lithium secondary battery comprising the positive electrode active material mixture of claim 19.
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