KR20050030588A - 과방전 시 양극 종료전압을 조절하는 방법 및 리튬 이차전지용 양극활물질 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (13)
- 리튬 이온을 흡장·방출하는 리튬 전이 금속 산화물을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질에, 최초 충방전시 비가역 용량이 상기 양극 활물질보다 큰 리튬 전이 금속 산화물을 첨가제로 추가하여 양극을 제조함으로써, 과방전 시 양극과 음극의 전위차가 0V가 될 때의 양극 종료전압을 조절하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제의 사용량은 최초 충전시 음극 표면 상 SEI 막 형성에 따른 음극의 비가역 리튬 소비 반응을 보상해 줄 정도 또는 그 이상의 리튬 이온을 비가역적으로 제공할 정도인 것이 특징인 조절 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 하기 화학식 1의 리튬 니켈 산화물, 또는 리튬 니켈 산화물 이외의 산화물로 표면 코팅된 하기 화학식 1의 리튬 니켈 산화물인 것이 특징인 조절 방법.[화학식 1]Li2+xNi1-yMyO2+α상기 식에서, -0.5≤x≤0.5 , 0 ≤y<1, 0≤α<0.3, M은 P, B, C, Al, Sc, Sr, Ti, V, Zr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Cr, Mg, Nb, Mo 및 Cd로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.
- 제3항에 있어서, 상기 리튬 니켈 산화물 이외의 산화물은 Al, Mg, Si, P, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Zr, Nb로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 산화물 또는 복합 산화물인 것이 특징인 조절 방법.
- 리튬 이온을 흡장 ·방출하는 리튬 전이 금속 산화물을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질에 있어서,양극활물질 첨가제로서 일부 니켈을 다른 원소로 치환한 하기 화학식 1의 리튬 니켈 산화물(이때, y=0은 제외)을 포함하거나 또는 리튬 니켈 산화물 이외의 산화물로 표면 코팅된 하기 화학식 1의 리튬 니켈 산화물을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극활물질.[화학식 1]Li2+xNi1-yMyO2+α상기 식에서, -0.5≤x≤0.5 , 0 ≤y<1, 0≤α<0.3, M은 P, B, C, Al, Sc, Sr, Ti, V, Zr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Cr, Mg, Nb, Mo 및 Cd로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.
- 제5항에 있어서, 상기 리튬 니켈 산화물 이외의 산화물은 Al, Mg, Si, P, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Zr, Nb로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 원소의 산화물 또는 복합 산화물인 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극활물질.
- 제5항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 공간군이 Immm에 속하는 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극활물질.
- 제7항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 평면사배위(Ni, M)O4를 형성하며 평면사배위 구조가 O-O으로 형성된 변을 서로 공유하며 1차원 쇄를 형성하는 구조를 갖는 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극활물질.
- 제7항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 결정 격자 상수가 a = 3.7±0.5 Å, b = 2.8±0.5 Å, c = 9.2±0.5 Å, α= 90°, β= 90°, γ= 90°인 구조를 갖는 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극활물질.
- 제5항에 있어서, 상기 리튬 전이금속 산화물은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiaCobMnc)O2, LiNi1-d CodO2, LiCo1-dMndO2, LiNi1-dMn dO2, Li(NixCoyMnz)O4, LiMn2-nNinO4, LiMn2-nConO4, LiCoPO 4 및 LiFePO4 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극 활물질 :여기에서, 0<a<1 이고, 0<b<1 이고, 0<c<1 이고, a+b+c=1이고, 0≤d<1 이고, 0<x<2 이고, 0<y<2 이고, 0<z<2 이고, x+y+z=2 이고, 0<n<2 이다.
- 제5항에 있어서, 상기 양극활물질 첨가제는 양극활물질 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되어 있는 것이 특징인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
- 양극, 음극, 분리막 및 리튬염과 전해액 화합물을 함유하는 비수전해액을 포함하는 리튬 이차 전지에 있어서,상기 양극은 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
- 제 12 항에 있어서, 상기 리튬염은 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되고,상기 전해액 화합물은 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 감마부티로락톤(GBL), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트 (EMC) 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
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