KR20050048453A - Cathod material for lithium second battery of which surface is processed and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬이온이차전지용 양극활물질 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극활물질 근처에서 생성되는 산을 중화할 수 있는 양쪽성 혹은 염기성 화합물, 전자전도도가 우수한 금속 옥시수산화물, 또는 ITO로 표면처리하여 전지의 충방전특성, 수명특성, 고율특성, 열적 안정성 등이 개선된 구조적으로 안정한 리튬이온이차전지용 양극활물질에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode active material for a lithium ion secondary battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an amphoteric or basic compound capable of neutralizing an acid generated near a cathode active material, a metal oxyhydroxide having excellent electron conductivity, or ITO. The present invention relates to a structurally stable cathode active material for lithium ion secondary batteries having improved surface charging and discharging characteristics, lifetime characteristics, high rate characteristics, and thermal stability.

Description

표면처리된 리튬이차전지용 양극활물질 및 그 제조방법{Cathod material for Lithium second battery of which surface is processed and manufacturing method thereof} Cathode material for Lithium second battery of which surface is processed and manufacturing method

리튬이온이차전지는 소형, 경량, 대용량 전지로서 1991년에 등장한 이래, 휴대기기의 전원으로서 널리 사용되었다. 최근 들어 전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC등이 출현하여 눈부신 발전을 거듭하고 있으며, 이들 휴대용 전자정보통신기기들을 구동할 동력원으로서 리튬이온이차전지에 대한 수요가 나날이 증가하고 있다. 특히 최근에는 내연기관과 리튬이온이차전지를 혼성화(hybrid)하여 전기자동차용 동력원에 관한 연구가 미국, 일본 및 유럽 등에서 활발히 진행 중에 있다. Li-ion secondary batteries have been widely used as power sources for portable devices since they emerged in 1991 as small, light and large capacity batteries. Recently, with the rapid development of electronics, telecommunications, and computer industry, camcorders, mobile phones, notebook PCs, etc. have emerged, and they are developing remarkably, and the demand for lithium ion secondary battery as a power source to drive these portable electronic information communication devices is increasing day by day. It is increasing. In particular, research on power sources for electric vehicles by hybridizing an internal combustion engine and a lithium ion secondary battery has been actively conducted in the United States, Japan, and Europe.

현재 시판되는 소형 리튬이온이차전지는 양극에 LiCoO2를, 음극에 탄소를 사용한다. 일본 몰리 에너지사는 양극으로 LiMn2O4를 사용하고 있지만, 그 사용량은 미미한 수준이다. 현재 활발하게 연구 개발되고 있는 양극재료로서 LiNiO2, LiCoxNi1-xO2, 및 LiMn2O4를 들 수 있다.Commercially available small lithium ion secondary batteries use LiCoO 2 for the positive electrode and carbon for the negative electrode. Japan's Molly Energy Corporation uses LiMn 2 O 4 as its anode, but its use is minimal. LiNiO 2 , LiCo x Ni 1-x O 2 , and LiMn 2 O 4 may be cited as positive electrode materials currently being actively researched and developed.

LiCoO2는 안정된 충·방전특성, 우수한 전자전도성, 높은 열적 안정성 및 평탄한 방전전압 특성을 갖는 뛰어난 물질이나, Co는 매장량이 적고 고가인 데다가 인체에 대한 독성이 있기 때문에 다른 양극 재료 개발이 요망된다.LiCoO 2 is an excellent material having stable charging and discharging characteristics, excellent electronic conductivity, high thermal stability, and flat discharge voltage characteristics. However, CoCo has low reserves, is expensive, and toxic to humans.

또한, LiNiO2는 재료합성에 어려움이 있을 뿐만 아니라 열적 안정성에 문제가 있어 상품화되지 못하고 있으며, LiMn2O4는 저가격 제품에 일부가 상품화되고 있다. 그러나, 스피넬 구조를 갖는 LiMn2O4는 이론 용량이 148mAh/g 정도로 다른 재료에 비해 작고, 3차원 터널 구조를 갖기 때문에 리튬이온의 삽입·탈리시 확산저항이 커서 확산 계수가 2차원 구조를 갖는 LiCoO2와 LiNiO2에 비해 낮으며, 얀-텔러 효과(Jahn-Teller effect)로 인하여 싸이클 특성이 좋지 않다.In addition, LiNiO 2 is not commercialized because of difficulty in material synthesis and thermal stability, and part of LiMn 2 O 4 is commercialized in low-cost products. However, LiMn 2 O 4 having a spinel structure has a theoretical capacity of 148 mAh / g, which is smaller than that of other materials, and has a three-dimensional tunnel structure. It is lower than LiCoO 2 and LiNiO 2 and has poor cycle characteristics due to the Jahn-Teller effect.

특히, 55℃이상에서의 고온특성이 LiCoO2에 비해 열악하여 실제 전지에 널리 사용되고 있지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 상기 문제점들을 극복할 수 있는 재료로서 층상 결정구조를 갖는 재료들에 관해 많은 연구가 진행되어 왔다. 이중에서 최근 가장 각광받는 층상 결정구조를 갖는 재료로 니켈-망간과 니켈-코발트-망간이 각각 1:1로 혼합된 Li[Ni1/2Mn1/2]O2와 Li[Ni1/3Co1/3 Mn1/3]O2 등을 들 수 있다. 이 재료들은 LiCoO2에 비해 저가격, 고용량, 우수한 열적 안정성 등의 특성을 나타낸다.In particular, the high temperature property at 55 ° C or higher is inferior to LiCoO 2 and is not widely used in actual batteries. Therefore, much research has been conducted on materials having a layered crystal structure as a material capable of overcoming the above problems. Among these, Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 and Li [Ni 1/3 in which nickel-manganese and nickel-cobalt-manganese are mixed 1: 1 in each of the most popular layered crystal structures. Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2, etc. may be mentioned. These materials exhibit lower cost, higher capacity and better thermal stability than LiCoO 2 .

그러나, 이 재료들은 LiCoO2에 비해 낮은 전자전도도로 인해 고율특성과 저온특성이 열악하며, 낮은 탭밀도로 인해 용량이 높음에도 불구하고 전지의 에너지 밀도가 향상되지 않는다. 특히, Li[Ni1/2Mn1/2]O2의 경우 전자전도도가 아주 낮아 실용화하기에는 어려움이 있다{저널오브파워소스(J. of Power Sources), 112(2002) 41-48}. 특히, 이 재료들을 전기자동차용 하이브리드(hybrid) 전원으로 사용하기에는 고출력 특성이 LiCoO2나 LiMn2O4에 비해 떨어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일본 특개2003-59491호에는 도전성 카본블랙을 표면에 처리하는 방법이 제안되었으나, 아직 많은 개선이 보고되어 있지는 않다.However, these materials are poor in high rate and low temperature characteristics due to lower electronic conductivity than LiCoO 2 , and the energy density of the battery is not improved despite the high capacity due to the low tap density. In particular, in the case of Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 , the electron conductivity is very low, which makes it difficult to be practically used (J. of Power Sources, 112 (2002) 41-48). In particular, the high power characteristics of these materials are poor compared to LiCoO 2 or LiMn 2 O 4 for use as hybrid power sources for electric vehicles. In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-59491 proposes a method of treating conductive carbon black on a surface, but many improvements have not been reported.

리튬이온이차전지는 충방전을 거듭함에 따라서 수명이 급속하게 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 고온에서는 이러한 문제가 더욱 심각하다. 이러한 이유로는 전지내부의 수분이나 기타 다른 영향으로 인해 전해질이 분해 되거나 활물질이 열화되고, 또한 전지의 내부저항이 증가되어 생기는 현상 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 노력들이 진행되고 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-277796호에는 양극활물질의 표면에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca 등의 금속산화물을 열처리를 통해서 코팅하는 기술이 공지되어 있다. 일렉트로케미칼 앤드 솔리드-스테이트 레터(Electrochemical and Solid-State Letters), 4(6), A65-A67(2001)에는 LiCoO2 활물질에 TiO2를 첨가하여 에너지 밀도와 고율특성을 개선한 기술이 공지되어 있다. 일렉트로케미칼 앤드 솔리드-스테이트 레터(Electrochemical and Solid-State Letters), 4(8) A109-A112 (2001)에는 천연 흑연을 알루미늄으로 표면처리하여 수명을 개선한 기술이 공지되어 있다.Lithium ion secondary batteries have a problem in that their lifespan drops rapidly as they are repeatedly charged and discharged. In particular, this problem is more serious at high temperatures. This is due to the phenomenon that the electrolyte is decomposed or the active material is deteriorated due to moisture or other influences inside the battery, and the internal resistance of the battery is increased. Many efforts have been made to solve this problem. Korean Patent Publication No. 10-277796 discloses a technique for coating a metal oxide such as Mg, Al, Co, K, Na, Ca on the surface of the cathode active material through heat treatment. Electrochemical and Solid-State Letters, 4 (6), and A65-A67 (2001) disclose techniques for improving energy density and high rate properties by adding TiO 2 to LiCoO 2 active materials. . Electrochemical and Solid-State Letters, 4 (8) A109-A112 (2001), disclose a technique for improving the lifespan by surface treatment of natural graphite with aluminum.

그러나, 아직까지 수명열화의 문제나 충방전 중에 전해질 등의 분해로 인한 가스발생의 문제를 완전히 해결한 것은 아니다. 또한, 저널오브 일렉트로케미칼 소사이어티(Journal of Electrochemical Society), 143(1996), p.2204에는 전지의 용량감소의 원인으로 충전 중에 전해질이 산화되어 생성되는 산에 의해 활물질이 용해되는 현상이 개시되어 있다. 최근에는 대한민국 특허 공개번호 2003-0032363호에 양극활물질 표면에 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr 하이드록사이드, 옥시하이드록사이드, 옥시카보네이트, 하이드록시카보네이트염을 코팅하는 기술을 공지하고 있다. However, the problem of deterioration of life and the generation of gas due to decomposition of electrolyte and the like during charging and discharging have not been completely solved. In addition, the Journal of Electrochemical Society, 143 (1996), p. 2204 discloses a phenomenon in which an active material is dissolved by an acid produced by oxidation of an electrolyte during charging due to a decrease in battery capacity. . Recently, Korean Patent Publication No. 2003-0032363 discloses Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, Sn, V, Ge, Ga, B, As, Zr hydroxide and oxyhydride on the surface of the cathode active material. Techniques for coating the hydroxides, oxycarbonates, hydroxycarbonate salts are known.

Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2와 Li[Ni1/2Mn1/2]O 2는 충전시 Ni2+에서 충전 심도에 따라 Ni3+나 Ni4+로 변한다. 안정한 Ni2+와는 달리 Ni3+나 Ni4+ 는 (특히 Ni4+) 불안정성으로 인해 격자산소를 잃어 Ni2+로 환원되고, 이 격자산소는 전해액과 반응하여 전극의 표면성질을 바꾸거나 표면의 전하이동(charge transfer) 임피던스를 증가시켜 용량감소나 고율특성 등을 저하시킨다.Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 and Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 are charged from Ni 2+ to Ni 3+ or Ni 4+ depending on the depth of charge. Change. Unlike the stable Ni 2+ , Ni 3+ or Ni 4+ (particularly Ni 4+ ) loses lattice oxygen due to instability and is reduced to Ni 2+ , which reacts with the electrolyte to alter or change the surface properties of the electrode. The charge transfer impedance of the capacitor is increased to decrease the capacity or the high rate characteristic.

상기와 같은 전지 성능의 열화 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양극활물질 근처에서 생성되는 산을 중화할 수 있는 물질을 첨가하여 전지의 성능이 저하되는 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problem of deterioration of the battery performance as described above, an object of the present invention is to prevent a phenomenon that the performance of the battery is reduced by adding a material that can neutralize the acid generated near the positive electrode active material.

더욱 자세하게는 양극활물질에 양쪽성 원소, 염기성 원소, 또는 양쪽성 원소와 염기성 원소의 복합 산화물, 수산화물, 또는 옥시수산화물로 표면처리된 양극활물질을 제공한다.More specifically, the cathode active material is provided with a cathode active material surface-treated with an amphoteric element, a basic element, or a complex oxide, hydroxide, or oxyhydroxide of an amphoteric element and a basic element.

또한, 전자전도도가 높은 물질로 표면 처리하여 양극활물질의 전자전도도를 향상시켜 고율 특성 및 수명특성이 우수한 리튬2차전지용 양극활물질을 제공한다. In addition, the surface treatment with a material having a high electron conductivity to improve the electronic conductivity of the positive electrode active material to provide a positive electrode active material for lithium secondary battery excellent in high rate characteristics and life characteristics.

본 발명의 다른 목적은 열적 안정성이 우수한 리튬이차전지용 양극활물질을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a cathode active material for a lithium secondary battery having excellent thermal stability.

본 발명의 또다른 목적은 상기특성을 갖는 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery having the above characteristics.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 리튬이차전지 양극활물질에 있어서, 전자전도도가 높은 물질의 산화물, 수산화물, 및 옥시수산화물; 양쪽성 원소의 수산화물, 산화물, 및 옥시수산화물; 및 염기성 원소의 수산화물, 산화물, 및 옥시수산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물로 코팅된 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a lithium secondary battery positive electrode active material, oxides, hydroxides, and oxyhydroxide of a material having high electron conductivity; Hydroxides, oxides, and oxyhydroxides of amphoteric elements; And it provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that the coating with at least one compound selected from the group consisting of hydroxides, oxides, and oxyhydroxides of basic elements.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 전자전도도가 높은 물질은 Co1-xMx (M=Al, Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), In1-xSnx (0≤x≤1.0), Al1-xNx (N=Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), 또는 Li(Co1-xAlx)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다.In one embodiment of the present invention, the material having high electron conductivity is Co 1-x M x (M = Al, Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), In 1-x Sn x (0≤x≤1.0), Al 1-x N x (N = Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), or Li (Co 1-x Al x ) It provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 양쪽성 원소는 안티몬(Sb), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 납(Pb), 보론(B), 또는 알루미늄(Al)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the amphoteric element is antimony (Sb), zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), boron (B), or aluminum (Al). It provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 염기성 원소는 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 비스무트(Bi) 또는 세륨(Ce)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다.In one embodiment, the basic element is cobalt (Co), magnesium (Mg), silicon (Si), zirconium (Zr), manganese (Mn), bismuth (Bi) or cerium (Ce), characterized in that It provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 리튬이차전지 양극활물질은 하기 화합물(1) 내지 (8)에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다.In one embodiment, the lithium secondary battery cathode active material provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that selected from the following compounds (1) to (8).

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a ]O2-bFb, Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a]O2Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] O 2-b F b , Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] with hexagonal layered rock salt structure O 2 Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx-y/2M y)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn xy / 2 M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(Ni1/3Co(1/3-2x)Mn(1/3+x) Mx)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)Li [Li a (Ni 1/3 Co (1 / 3-2x) Mn ( 1/3 + x) M x ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg,) with hexagonal layered rock salt structure Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnxMy )1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn x M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnx-z/2M yNz)1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, N=Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn xz / 2 M y N z ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, with hexagonal layered rock salt structure) N = Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)

Olivine 구조를 갖는 LiMxFe1-xPO4 (M=Co, Ni, Mn, 0≤x≤1) (6)LiM x Fe 1-x PO 4 with Olivine structure (M = Co, Ni, Mn, 0 ≦ x1 ) (6)

큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Mn2-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (7)Spinel Li [Mn 2-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (7)

큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Ni0.5Mn1.5-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (8)Spinel Li [Ni 0.5 Mn 1.5-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (8)

본 발명은 일 실시예로서, 표면처리면이 비정질(amorphous), 결정질, 또는 결정질과 비정질이 혼합된 형태임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질을 제공한다.The present invention provides a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that the surface-treated surface is amorphous, crystalline, or a mixture of crystalline and amorphous.

본 발명은 다른 실시예로서, 원소 전구체 및 리튬이차전지 양극활물질의 수용액에 킬레이팅제를 첨가하여 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액을 분산시킨 후, 용매를 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.In another embodiment, a chelating agent is added to an aqueous solution of an elemental precursor and a lithium secondary battery cathode active material to prepare a mixed solution, and after dispersing the mixed solution, removing the solvent. It provides a method of manufacturing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material.

본 발명은 다른 실시예로서, 원소 전구체 및 리튬이차전지 양극활물질의 수용액에 암모니아 완충액을 투입하고, 알칼리수용액을 첨가하여 침전시키는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.In another embodiment, a method for preparing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, comprising ammonia buffer solution in an aqueous solution of an element precursor and a lithium secondary battery positive electrode active material, and then adding an alkaline aqueous solution to precipitate. .

본 발명은 일 실시예로서, 알칼리수용액의 첨가로부터 침전된 양극활물질에 산화제를 첨가하여 산화시키는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, which further comprises the step of oxidizing by adding an oxidant to the cathode active material precipitated from the addition of an alkaline aqueous solution.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 원소 전구체는 리튬(Li), 안티몬(Sb), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 납(Pb), 보론(B), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 비스무트(Bi), 또는 세륨(Ce)의 알콕사이드염, 황산염, 질산염, 초산염, 염화염, 인산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.In one embodiment, the element precursor is lithium (Li), antimony (Sb), zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), boron (B), aluminum (Al ), Cobalt (Co), magnesium (Mg), silicon (Si), zirconium (Zr), manganese (Mn), bismuth (Bi), or alkoxide salts of sulfate (Ce), sulfates, nitrates, acetates, chlorides, It provides a method for producing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that at least one compound selected from the group consisting of phosphate.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 원소 전구체의 양은 리튬이차전지 양극활물질의 0.1 내지 10 중량%임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.As an embodiment, the amount of the element precursor provides a method for producing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that 0.1 to 10% by weight of the lithium secondary battery cathode active material.

본 발명은 일 실시예로서, 상기 리튬이차전지용 양극활물질은 하기 화합물(1) 내지 (8)에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법을 제공한다.In one embodiment, the cathode active material for a lithium secondary battery provides a method for manufacturing a surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that selected from the following compounds (1) to (8).

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a ]O2-bFb, Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a]O2Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] O 2-b F b , Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] with hexagonal layered rock salt structure O 2 Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx-y/2M y)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn xy / 2 M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(Ni1/3Co(1/3-2x)Mn(1/3+x) Mx)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)Li [Li a (Ni 1/3 Co (1 / 3-2x) Mn ( 1/3 + x) M x ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg,) with hexagonal layered rock salt structure Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnxMy )1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn x M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)

육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnx-z/2M yNz)1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, N=Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn xz / 2 M y N z ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, with hexagonal layered rock salt structure) N = Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)

Olivine 구조를 갖는 LiMxFe1-xPO4 (M=Co, Ni, Mn, 0≤x≤1) (6)LiM x Fe 1-x PO 4 with Olivine structure (M = Co, Ni, Mn, 0 ≦ x1 ) (6)

큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Mn2-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (7)Spinel Li [Mn 2-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (7)

큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Ni0.5Mn1.5-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (8)Spinel Li [Ni 0.5 Mn 1.5-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (8)

Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2와 Li[Ni1/2Mn1/2]O 2는 충전시 Ni2+에서 충전심도에 따라 Ni3+나 Ni4+로 변한다. 안정한 Ni2+와는 달리 Ni3+나 Ni4+(특히 Ni4+)는 불안정성으로 인해 격자산소를 잃어 Ni2+로 환원되고, 이 격자산소는 전해액과의 반응하여 전극의 표면성질을 바꾸거나 표면의 전하이동(charge transfer) 임피던스를 증가시켜 용량감소나 고율특성 등을 저하시킨다.Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 and Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 are charged from Ni 2+ to Ni 3+ or Ni 4+ depending on the depth of charge. Change. Unlike stable Ni 2+ , Ni 3+ or Ni 4+ (particularly Ni 4+ ) loses lattice oxygen due to instability and is reduced to Ni 2+ , which reacts with the electrolyte to change the surface properties of the electrode The charge transfer impedance of the surface is increased to decrease capacity, high rate characteristics, and the like.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 Co1-xAlx (x=0-1) 산화물이나 Li(Co1-xAlx) 산화물로 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2와 Li[Ni1/2Mn1/2]O2의 표면을 코팅하여 양극활물질과 전해액과의 접촉을 방지하므로써 고율특성과 수명특성을 향상시킨다.In order to solve the above problems, Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O with Co 1-x Al x (x = 0-1) oxide or Li (Co 1-x Al x ) oxide The surface of 2 and Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 is coated to prevent contact between the positive electrode active material and the electrolyte, thereby improving high rate and life characteristics.

또한, Li(Co1-xAlx)O2의 표면처리는 전해액과의 접촉을 방지할 뿐만 아니라 Li(Co1-xAlx)O2 자체가 양극활물질로 이용되기 때문에 단위중량당의 용량 감소가 없다.In addition, Li (Co 1-x Al x) surface treatment of the O 2 is Li (Co 1-x Al x ) as well as to prevent contact with the electrolyte O 2 reduction per unit dose weight because it is used as a cathode active material itself, There is no.

Li(Co1-xAlx)O2로의 표면처리는 리튬, 코발트, 및 알루미늄의 질산염, 초산염 또는 황산염을 조성비로 증류수에 용해시킨 후, 킬레이팅제인 구연산 또는 글리콜산 일정량 및 리튬복합산화물 또는 포스페이트 화합물을 상기 용액에 혼합하여 혼합반응기에 분산시킨다. 이 혼합 반응기의 온도를 50℃ 내지 100℃로 유지시키고 불활성가스인 질소나 아르곤으로 버블링시키는 동시에 서서히 교반하면서 증류수를 제거한다. 버블링 가스 대신에 혼합 반응기의 내부를 진공상태로 유지시키는 것으로 증류수를 제거할 수도 있다. 증류수가 제거된 양극활물질을 그대로 사용할 수도 있고, 산화성 분위기로 100℃ 내지 500℃에서 1 내지 10시간 열처리 과정을 더한 다음 사용할 수도 있다.Surface treatment with Li (Co 1-x Al x ) O 2 dissolves nitrates, acetates or sulfates of lithium, cobalt, and aluminum in distilled water in a composition ratio, and then a certain amount of chelating agent citric or glycolic acid and lithium complex oxide or phosphate The compound is mixed into the solution and dispersed in the mixer. The temperature of the mixing reactor is maintained at 50 ° C to 100 ° C, bubbling with nitrogen or argon as an inert gas, and the distilled water is removed while gradually stirring. Instead of bubbling gas, distilled water may be removed by maintaining the interior of the mixing reactor in a vacuum. The cathode active material from which distilled water has been removed may be used as it is, or may be used after adding a heat treatment process at 100 ° C. to 500 ° C. for 1 to 10 hours in an oxidizing atmosphere.

양극활물질의 고율 및 수명특성 등의 전기화학적 특성을 향상시키는 또 다른 방안은 전자전도도가 높은 화합물로 표면을 처리하는 방법이다. 이러한 화합물의 대표적인 것은 2가의 산화수를 갖는 수산화코발트(Co(OH)2)이다.Another way to improve the electrochemical properties, such as the high rate and life characteristics of the positive electrode active material is to treat the surface with a high electron conductivity compound. Representative of such compounds is cobalt hydroxide (Co (OH) 2 ) with divalent oxidation number.

이때, 전자전도성을 더욱 향상시키기 위해서는 혼합 산화가(mixed valence)를 갖는 코발트층을 형성시키는 것이 필요하다. 이때, 코발트는 산화가는 2.7 내지 3.7의 것이 바람직하다. At this time, in order to further improve the electron conductivity, it is necessary to form a cobalt layer having a mixed valence. At this time, the cobalt is preferably an oxide of 2.7 to 3.7.

표면처리된 양극활물질의 수산화코발트 층을 더욱 산화시켜, 옥시수산화물 (CoOOH)로 변화시키면 전자전도성이 더욱 우수한 양극활물질을 제공할 수 있다. When the cobalt hydroxide layer of the surface-treated positive electrode active material is further oxidized to oxyhydroxide (CoOOH), it is possible to provide a positive electrode active material having better electron conductivity.

이를 위해서 리튬복합산화물 또는 포스페이트 화합물을 순수한 증류수에 분산시킨다. 슬러리 중의 리튬복합산화물 또는 포스페이트 화합물 농도는 100g/L 내지 300g/L 범위의 것이 바람직하고, 200g/L가 가장 바람직하다. 이 혼합용액에 암모니아 완충액을 첨가하여 pH9 내지 11 범위로 안정화 시킨다. 이때 사용하는 암모니아 완충액은 암모니아수, 황산암모늄, 또는 염화암모늄이다. 상기 혼합용액을 천천히 교반하면서 1L/hr의 유량으로 질소 버블링을 행하여 반응기를 불활성 분위기로 만든다. 질소를 계속 버블링시키면서 반응기에 황산 코발트 수용액과 알칼리 수용액(바람직하게 NaOH 수용액)을 연속적으로 주입시켜, 반응용액을 pH9 내지 11, 반응온도 40℃ 내지 60℃로 유지시킨다. 1 내지 3시간 교반하면서 표면처리 코발트의 중량이 양극활물질 중량비의 0.1 내지 10중량%가 되게 한다. 코발트 중량이 0.1 중량% 미만이면 도전 효과가 없으며, 10중량% 이상이면 양극활물질의 전도도는 향상되지만 활물질의 양이 저하되기 때문에 충/방전 용량이 감소하기 때문이다. 그런다음, 필터 및 건조과정을 거쳐 수산화 코발트로 표면처리된 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3 ]O2와 Li[Ni1/2Mn1/2]O2 양극활물질 분말을 얻을 수 있다.To this end, the lithium complex oxide or phosphate compound is dispersed in pure distilled water. The lithium composite oxide or phosphate compound concentration in the slurry is preferably in the range of 100 g / L to 300 g / L, most preferably 200 g / L. Ammonia buffer is added to the mixed solution to stabilize the pH in the range of 9 to 11. The ammonia buffer used at this time is ammonia water, ammonium sulfate, or ammonium chloride. Nitrogen bubbling is carried out at a flow rate of 1 L / hr while slowly stirring the mixed solution to make the reactor in an inert atmosphere. While continuously bubbling nitrogen, a cobalt sulfate aqueous solution and an aqueous alkali solution (preferably NaOH aqueous solution) were continuously injected into the reactor to maintain the reaction solution at a pH of 9 to 11 and a reaction temperature of 40 ° C to 60 ° C. While stirring for 1 to 3 hours, the weight of the surface-treated cobalt is 0.1 to 10% by weight of the positive electrode active material weight ratio. If the cobalt weight is less than 0.1 wt%, there is no conductive effect. If the cobalt weight is more than 10 wt%, the conductivity of the positive electrode active material is improved, but the charge / discharge capacity is decreased because the amount of the active material is lowered. Then, the powder of Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ] O 2 and Li [Ni 1/2 Mn 1/2 ] O 2 cathode active material surface treated with cobalt hydroxide through a filter and drying process You can get it.

단, 수산화 코발트층을 산화시켜 옥시수산화물로 처리된 양극활물질을 얻기 위해서는 상기 혼합용액을 50℃ 내지 70℃로 유지시키면서 수산화나트륨 수용액과 NaClO, Na2S2O8, K2S2O8, NaClO2 , (NH4)2S2O8 등의 산화제를 서서히 주입한다. 이때, 반응기에 질소를 계속 버블링시켜 불활성 분위기를 유지시키고, 2가의 수산화 코발트가 3가의 옥시수산화 코발트로 산화되도록 산화제 양을 조절하였다. 1 내지 3시간 반응시킨 후 순수한 증류수로 세척 및 건조시켜 옥시수산화 코발트로 처리된 양극활물질을 얻었다.However, in order to oxidize the cobalt hydroxide layer to obtain a cathode active material treated with oxyhydroxide, the aqueous solution of sodium hydroxide and NaClO, Na 2 S 2 O 8 , K 2 S 2 O 8 , while maintaining the mixed solution at 50 ℃ to 70 ℃ Slowly inject oxidants such as NaClO 2 and (NH 4 ) 2 S 2 O 8 . At this time, nitrogen was continuously bubbled into the reactor to maintain an inert atmosphere, and the amount of oxidant was adjusted so that divalent cobalt hydroxide was oxidized to trivalent cobalt oxyhydroxide. After reacting for 1 to 3 hours, the resultant was washed with pure distilled water and dried to obtain a cathode active material treated with cobalt oxyhydroxide.

본 발명은 또한 전자전도도가 높은 ITO(Indiun-Tin Oxide)로 양극활물질 표면을 처리시켜 전자 전도도가 우수한 양극활물질을 합성하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for synthesizing a cathode active material having excellent electron conductivity by treating the surface of the cathode active material with ITO (Indiun-Tin Oxide) having high electron conductivity.

ITO를 사용하는 표면처리는 인듐, 주석염 및 킬레이팅제인 글루코릴산(Glycolic acid)을 증류수나 에탄올에 용해한 후 양극활물질을 혼합한다. 이때 사용되는 인듐과 주석염은 질산염, 염화염, 황산염, 산화물, 또는 알콕사이드염을 사용하며, 사용되는 용매로는 메탄올, 에탄올, 또는 이소프로판올 등의 알콜류나 헥산, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 또는 에테르이다. 상기 표면처리 원소인 인듐과 주석의 양은 양극활물질 대비 0.1 내지 10 중량%가 적당하다. 상기 혼합 용액을 70℃ 내지 80℃ 에서 질소 버블링 시키면서 용매를 증발시킨다. 용매가 제거된 상태의 것을 120℃에서 5 내지 20시간 진공 건조시켜 양극활물질로 사용하거나, 150℃ 내지 900℃에서 1 내지 20시간 산화성 분위기, 불활성 분위기 또는 진공상태에서 열처리한 후 양극 재료로 사용할 수 있다. Surface treatment using ITO dissolves indium, tin salt and chelating agent glucolic acid in distilled water or ethanol and mixes the positive electrode active material. Indium and tin salts used here include nitrates, chlorides, sulfates, oxides, or alkoxide salts. The solvents used are alcohols such as methanol, ethanol, or isopropanol, hexane, acetone, tetrahydrofuran, or ether. . The amount of the indium and tin as the surface treatment elements is suitably 0.1 to 10% by weight relative to the positive electrode active material. The solvent is evaporated while the mixed solution is bubbled with nitrogen at 70 ° C to 80 ° C. The solvent may be used as a cathode active material by vacuum drying at 120 ° C. for 5 to 20 hours or by heat treatment at 150 ° C. to 900 ° C. for 1 to 20 hours in an oxidizing atmosphere, inert atmosphere or vacuum state. have.

양극활물질의 전기화학적 특성을 향상시키는 또다른 방법은 양쪽성 화합물이나 염기성 화합물인 안티몬(Sb), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 납(Pb), 보론(B), 알루미늄 (Al), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 구리(Cu), 비스무트(Bi) 및 세륨(Ce)의 산화물, 수산화물, 또는 옥시수산화물로 표면처리 시켜 양극활물질 근처에서 생성되는 산을 중화 시키거나, 양극활물질과 전해액과의 반응성을 억제하여 전지의 용량이 급격하게 줄어드는 현상을 개선하며, 충방전 특성, 수명특성, 및 열적 안정성이 우수한 양극활물질을 제공하는 것이다. Another method to improve the electrochemical properties of the positive electrode active material is the amphoteric or basic compounds such as antimony (Sb), zinc (Zn), tin (Sn), indium (In), lead (Pb), boron (B), Surface treatment with oxides, hydroxides, or oxyhydroxides of aluminum (Al), cobalt (Co), magnesium (Mg), silicon (Si), zirconium (Zr), copper (Cu), bismuth (Bi) and cerium (Ce) Neutralize the acid generated near the positive electrode active material or suppress the reactivity between the positive electrode active material and the electrolyte solution to improve the phenomenon that the capacity of the battery is sharply reduced, and the positive electrode active material with excellent charge / discharge characteristics, life characteristics and thermal stability To provide.

구체적으로 설명하면, 먼저 상기 양쪽성 원소나 염기성 원소의 금속염을 예컨대 메탄올, 에탄올, 및 이소프로판올 등의 알코올 용액에 용해 한 후, 소량의 물을 첨가하여 하이드록시기를 생성시킨다. 이때 사용되는 증류수의 양은 표면처리 원소 1몰에 대해 1몰 내지 20몰이 바람직하다. 상기 금속염으로는 메톡사이드, 에톡사이드, 이소프로폭사이드, 및 부톡사이드 등의 알콕사이드염 또는 황산염, 질산염, 초산염, 염화염, 또는 산화물염 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 표면처리 원소의 양은 양극활물질 대비 0.1 내지 10 중량%이 적당하다. 표면처리 원소의 양이 0.1 중량% 이하이면 표면처리 효과가 나타나지 않으며, 10중량% 이상이면 그 자체 중량으로 인해 용량이나 에너지 밀도가 감소한다. Specifically, first, the metal salt of the amphoteric element or the basic element is dissolved in an alcohol solution such as methanol, ethanol, and isopropanol, and then a small amount of water is added to generate a hydroxyl group. The amount of distilled water used at this time is preferably 1 to 20 mol per 1 mol of the surface treatment element. As the metal salt, an alkoxide salt such as methoxide, ethoxide, isopropoxide, and butoxide, or sulfate, nitrate, acetate, chloride, or oxide salt may be used. In addition, the amount of the surface treatment element is 0.1 to 10% by weight relative to the positive electrode active material. If the amount of the surface treatment element is 0.1% by weight or less, no surface treatment effect is exhibited. If it is 10% by weight or more, the capacity or energy density decreases due to its own weight.

상기 혼합 용액을 70℃ 내지 80℃에서 질소 버블링 시키면서 용매를 증발시킨다. 그런다음, 120℃에서 5 내지 20시간 진공건조 시켜 양극활물질로 사용하거나, 150℃ 내지 900℃에서 1 내지 20시간 동안 산화성 분위기, 불활성 분위기 또는 진공상태에서 열처리하여 양극 재료로 사용할 수 있다.The solvent is evaporated while the mixed solution is nitrogen bubbled at 70 ° C to 80 ° C. Then, it can be used as a cathode active material by vacuum drying at 120 ℃ for 5 to 20 hours, or heat treatment in an oxidizing atmosphere, inert atmosphere or vacuum for 1 to 20 hours at 150 ℃ to 900 ℃.

나아가, 양쪽성 화합물과 염기성 화합물을 단독으로 사용하여 표면처리를 한 것보다, 양쪽성 화합물과 염기성 화합물의 혼합 화합물로 표면처리했을 때, 전지의 전기화학적 특성을 향상시킬 수 있다. 이것은 후술될 실시예3과 실시예8 전지의 비교실험으로 확인된다.Furthermore, when surface treatment is performed with a mixed compound of an amphoteric compound and a basic compound, the electrochemical characteristics of the battery can be improved, rather than surface treatment using an amphoteric compound and a basic compound alone. This is confirmed by a comparative experiment of the battery of Example 3 and Example 8 which will be described later.

본 발명의 리튬이차전지 양극활물질의 표면처리면은 비정질(amorphous), 결정질, 또는 결정질과 비정질이 혼합된 형태이다.The surface-treated surface of the lithium secondary battery cathode active material of the present invention is amorphous, crystalline, or a mixture of crystalline and amorphous.

본 발명에 따른 리튬이차전지에 사용될 수 있는 전해질로는 에스테르(ester)로서, 예를 들면 에틸렌 카보네이트(ethylene carbornate)(EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate)(PC), 부틸렌 카보네이트(butylene carbonate)(BC) 및 비닐렌 카보네이트(carbonate)(VC)등의 환상 카보네이트(carbonate), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate)(DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate)(DEC), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate)(EMC) 및 지푸로필카보네토(DPC)등의 비환상 카보네이트(carbonate), 포름산 메틸, 초산메틸(MA), 프로피온산 메틸(methyl)(MP) 및 프로피온산 에틸(ethyl)(MA)등의 지방족 카르본산 에스테르(ester), 부틸로 락톤(lactone)(GBL)등의 환상 카르본산 에스테르(ester)등을 들 수 있다. 환상 카보네이트(carbonate)로서는 EC, PC, VC가 바람직하다. 또 필요에 따라 지방족 카르본산 에스테르(ester) 20부피% 이하의 범위로 포함하는 것도 바람직하다. The electrolyte that can be used in the lithium secondary battery according to the present invention is an ester, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (butylene carbonate) Cyclic carbonates such as (BC) and vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate Aliphatic carbonates such as (EMC) and zipurofilcarbonone (DPC), aliphatic such as methyl formate, methyl acetate (MA), methyl propionate (MP) and ethyl propionate (MA) And cyclic carboxylic acid esters such as carboxylic acid esters and butyl lactones (GBL). As cyclic carbonate, EC, PC, and VC are preferable. Moreover, it is also preferable to contain in the range of 20 volume% or less of aliphatic carboxylic acid ester (ester) as needed.

이러한 용매에 용해하는 리튬염으로는 LiClO₄, LiBF₄,LiPF6, LiAlCl4, LiSbF6, LiSCN, LiCF3SO₃, LiCF3CO₂, Li(CF3SO₂)₂, LiAsF6, LiN(CF3SO₂)₂, LiB10Cl10, 저급 지방족 카르본산 리튬(Lithium), 클로로 보란 리튬(chloro borane Lithium), 사 페닐 붕산 리튬, 또는 LiN(CF3SO2)(C2F5SO2 ), LiN(CF3SO2)₂, LiN(C2F5SO2)2, 및 LiN(CF3SO2)(C4 F9SO2)등의 이미드(imide)류를 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 본 발명의 효과를 손상시키지 않은 범위에서 임의로 조합하여 사용될 수 있다. 특히 LiPF6를 포함하는 것이 바람직하다.Lithium salts dissolved in these solvents include LiClO₄, LiBF₄, LiPF 6 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCF 3 SO₃, LiCF 3 CO₂, Li (CF3SO₂) ₂, LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO₂) ₂, LiB 10 Cl 10 , lower aliphatic lithium carbonate, chloro borane Lithium, lithium tetraphenyl borate, or LiN (CF 3 SO 2 ) (C 2 F 5 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 And imides such as) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , and LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ). These may each be used alone or in any combination in a range which does not impair the effects of the present invention. It is particularly preferable to include LiPF 6 .

또한, 전해액을 불연성으로 하기 위해 사염화탄소, 삼불화 염화 에틸렌, 또는 포스페이트염(Phosphate)을 전해액에 포함시킬 수 있다. In addition, carbon tetrachloride, ethylene trifluoride chloride, or phosphate salt may be included in the electrolyte to render the electrolyte nonflammable.

한편, 고체 전해질을 이용할 수도 있다. 무기 고체 전해질에는, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, xLi3PO4-(1-x)Li4SiO4 , Li2SiS3, Li3PO4-Li2S-SiS2, 황화 인 화합물 등이 사용될 수 있다. 유기 고체전해질로는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리 불화 비닐리덴(vinylidene), 또는 폴리에게 키사 플루오르 프로필렌 등이나 이러한 화합물의 유도체, 혼합물, 또는 복합체의 폴리머(polymer)가 바람직하다.On the other hand, a solid electrolyte can also be used. Inorganic solid electrolytes include Li 4 SiO 4 , Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, xLi 3 PO 4- (1-x) Li 4 SiO 4 , Li 2 SiS 3 , Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , Phosphorus sulfide compounds and the like can be used. The organic solid electrolyte may be a polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene, or polyexi fluoro propylene, or a derivative, mixture, or polymer of such a compound. Is preferred.

세퍼레이터는 다공성 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 혹은 폴리프로필렌계 폴리머를 주로 사용한다. The separator mainly uses a polyethylene-based or polypropylene-based polymer such as porous polyethylene.

본 발명에 사용되는 음극재료로서는, 리튬(Lithium), 리튬(Lithium)합금, 합금, 금속간 화합물, 탄소, 유기 화합물, 무기 화합물, 금속 착체 및 유기 고분자 화합물 등 리튬이온을 흡장ㆍ방출할 수 있는 화합물이면 좋다. 이것들은 각각 단독으로, 또는 본 발명의 효과를 손상시키지 않은 범위에서 임의로 조합시켜 이용할 수 있다. As the negative electrode material used in the present invention, lithium ions such as lithium, lithium alloy, alloy, intermetallic compound, carbon, organic compound, inorganic compound, metal complex and organic polymer compound can be occluded and released. It may be a compound. These may be used alone or in any combination within a range that does not impair the effects of the present invention.

리튬(Lithium)합금으로는, Li-Al계 합금, Li-Al-Mn계 합금, Li-Al-Mg계 합금, Li-Al-Sn계 합금, Li-Al-In계 합금, Li-Al-Cd계 합금, Li-Al-Te계 합금, Li-Ga계 합금, Li-Cd계 합금, Li-In계 합금, Li-Pb계 합금, Li-Bi계 합금 및 Li-Mg계 합금 을 들 수 있다. Examples of lithium alloys include Li-Al alloys, Li-Al-Mn alloys, Li-Al-Mg alloys, Li-Al-Sn alloys, Li-Al-In alloys, and Li-Al- alloys. Cd alloy, Li-Al-Te alloy, Li-Ga alloy, Li-Cd alloy, Li-In alloy, Li-Pb alloy, Li-Bi alloy and Li-Mg alloy have.

합금, 금속간 화합물로서는 천이 금속과 규소의 화합물이나 천이 금속과 주석(tin)의 화합물 등을 들 수 있고, 특별히 니켈(nickel)과 규소의 화합물이 바람직하다. As an alloy and an intermetallic compound, the compound of a transition metal and silicon, the compound of a transition metal, and tin, etc. are mentioned, Especially a compound of nickel and silicon is preferable.

탄소성질 재료로서는, 코크스(coke), 열분해 탄소 류, 천연 흑연, 인조 흑연, 메소 카본 마이크로 비즈(meso carbon micro beads), 흑연화 메소 페이즈(phase) 소 구체, 기상 성장 탄소, 유리상 탄소 류, 탄소섬유(폴리 아크릴로 니트릴(poly acrylonitrile)계, 피치(pitch)계, 셀룰로오소(cellulose)계, 기상 성장 탄소계), 부정형 탄소 및 유기물이 소성되는 탄소 등을 들 수 있다. 이것들은 각각 단독으로, 또는 본 발명의 효과를 손상시키지 않은 범위에서 임의로 조합하여 이용해도 좋다. Examples of carbonaceous materials include coke, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, meso carbon micro beads, graphitized meso phase small spheres, vapor grown carbon, glassy carbon, carbon Fiber (poly acrylonitrile type, pitch type, cellulose type, gaseous growth carbon type), amorphous carbon, and carbon from which organic materials are fired. You may use these individually or in combination arbitrarily in the range which does not impair the effect of this invention, respectively.

한편, 외장재로는 금속캔 또는 알루미늄과 몇겹의 폴리머층으로 구성된 포장재를 주로 사용한다. On the other hand, the packaging material mainly uses a metal can or a packaging material composed of aluminum and several layers of polymers.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples.

실시예1(Sb(OH)3로의 표면처리) Example 1 (Surface Treatment with Sb (OH) 3 )

(1) 양극활물질의 합성(1) Synthesis of Cathode Active Material

반응기는 4L크기이며, 반응조의 회전날개는 상하 균일 혼합을 위해 두개의 역날개식으로 설계되었으며, 회전모터의 출력은 2.4kW이상이었다. 회전수는 1000rpm이었다. The reactor was 4L in size, and the rotor blades of the reactor were designed with two reverse blades for uniform mixing up and down, and the output of the rotor motor was more than 2.4kW. The rotation speed was 1000 rpm.

황산니켈, 망간, 및 코발트의 총 몰농도는 1M로 하였고, 수산화나트륨 용액은 4M, 암모니아수는 3M 농도의 것을 사용했다. 각 반응액의 공급속도는 금속용액 0.5L/hr, 암모니아수 0.35L/hr로 조정하였다. 용액의 평균체류시간은 6시간 정도로 유량을 조절하였다. The total molar concentration of nickel sulfate, manganese, and cobalt was 1 M, sodium hydroxide solution was 4M, and ammonia water was used at a concentration of 3M. The feed rate of each reaction solution was adjusted to 0.5 L / hr of metal solution and 0.35 L / hr of ammonia water. The average residence time of the solution was adjusted to a flow rate of about 6 hours.

용액의 pH는 11.0 내지 12.0로 조절하고, 온도는 50℃ 내지 55℃로 유지하였다. 이렇게 평균온도를 높이는 것은 코발트 수산화물이 낮은 온도에서는 착염형태로 침전이 되기 때문에, 고밀도 침전물을 얻기 어렵기 때문이다. The pH of the solution was adjusted to 11.0 to 12.0 and the temperature was maintained at 50 ° C to 55 ° C. This increase in average temperature is because cobalt hydroxide is precipitated in the form of a complex salt at a low temperature, and therefore it is difficult to obtain a high density precipitate.

수득된 수산화물은 110℃에서 15시간 건조시키고 자연 산화 시켰다. The obtained hydroxide was dried at 110 ℃ for 15 hours and naturally oxidized.

다음으로 리튬모노하이드레이트 43.2g과 구연산 4.75g을 증류수에 녹인 후 상기 니켈, 망간, 코발트의 복합 수산화물 95g을 혼합한 후 질소 퍼지를 행하면서 80℃로 유지시키면서 증류수를 제거했다. 얻어진 혼합물을 1~2℃/min 승온 속도로 가열한 후 950℃에서 20시간, 1000℃에서 10시간 내지 20시간 소성시켰다. 얻어진 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2분말은 크기가 10㎛정도로 그 입도 분포가 균일하였다.Next, 43.2 g of lithium monohydrate and 4.75 g of citric acid were dissolved in distilled water, followed by mixing 95 g of the complex hydroxide of nickel, manganese, and cobalt, followed by nitrogen purge, and distilled water was removed while maintaining the temperature at 80 ° C. The resulting mixture was heated at a temperature of 1 to 2 ° C./min, and then calcined at 950 ° C. for 20 hours and 1000 ° C. for 10 hours to 20 hours. The obtained LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder had a uniform particle size distribution with a size of about 10 μm.

(2) 표면처리(2) surface treatment

10g (0.0389몰)의 안티모니에톡사이드(Sb(C2H5O)3)를 이소프로필알코올(C3H7OH)에 넣어 혼합하고, 30℃에서 0.5시간 이상 계속 혼합하여 용액을 제조하였다. 이 용액에 0.11679몰의 증류수를 첨가하여 가수분해 과정과 축합반응 등을 거쳐 Sb(OH)3가 콜로로이드형태로 녹아 있는 현탁 용액을 제조하였다. 이렇게 만들어진 현탁 용액에 상기(1)에서 제조한 평균 입경이 10㎛인 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 200g을 넣고 50℃에서 5시간 이상 혼합하며 반응시킨 후, 80℃에서 3시간 이상 계속 반응하여 양극활물질 표면을 처리시켰다. 이 과정에서 초기 50℃에서는 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2과 현탁 용액이 화학적 치환반응을 거쳐 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2의 표면과 접촉하게 되고, 80℃에서는 용매가 증발하면서 Sb(OH)3 이 표면에 잘 붙어 있는 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2을 얻었다. 얻어진 LiNi1/3 Co1/3Mn1/3O2을 110℃에서 10시간 이상 건조한 후 양극활물질로 사용하였다. 개략적인 제조공정을 도1에 도시하였다.10 g (0.0389 mol) of antimony ethoxide (Sb (C 2 H 5 O) 3 ) was added to isopropyl alcohol (C 3 H 7 OH) and mixed, and the mixture was continuously mixed at 30 ° C. for 0.5 hours or more to prepare a solution. It was. 0.11679 mole of distilled water was added to the solution to prepare a suspension solution in which Sb (OH) 3 was dissolved in a colloidal form through a hydrolysis process and a condensation reaction. 200 g of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 having an average particle diameter of 10 μm was prepared in the suspension solution thus prepared, followed by reaction at 50 ° C. for at least 5 hours, followed by reaction at 80 ° C. The reaction was continued for at least 3 hours to treat the surface of the positive electrode active material. In this process, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and the suspension solution are brought into contact with the surface of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 by chemical substitution. , 80 ℃ and the solvent is evaporated Sb (OH) 3 is LiNi 1/3 attached to the well surface Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was obtained. The obtained LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was dried at 110 ° C. for at least 10 hours, and then used as a cathode active material. A schematic manufacturing process is shown in FIG.

(3) 전지의 제조(3) production of batteries

표면처리된 양극활물질과 도전재가 들어있는 아세틸렌블랙, 결집제로는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 80:10:10의 중량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 20㎛ 두께의 알루미늄박에 균일하게 도포하고, 120℃에서 진공 건조하여 양극을 제조하였다. Acetylene black containing the surface-treated positive electrode active material and the conductive material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder was mixed in a weight ratio of 80:10:10 to prepare a slurry. The slurry was uniformly applied to a 20 μm thick aluminum foil, and vacuum dried at 120 ° C. to prepare a positive electrode.

제조된 양극과, 리튬호일을 상대 전극으로 하며, 다공성 폴리에틸렌막(셀가르드 엘엘씨 제, Celgard 2300, 두께: 25㎛)을 세퍼레이터로 하고, 에틸렌 카보네이트와 디에틸 카보네이트가 부피비로 1:1로 혼합된 용매에 LiPF6가 1몰 농도로 녹아 있는 액체 전해액을 사용하여 통상적으로 알려져 있는 제조공정에 따라 코인 전지를 제조하였다.The prepared anode and lithium foil were used as counter electrodes, and a porous polyethylene membrane (manufactured by Celgard ELC, Celgard 2300, thickness: 25 µm) was used as a separator, and ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1. A coin battery was prepared according to a commonly known manufacturing process using a liquid electrolyte in which LiPF 6 was dissolved at a molar concentration in a solvent.

제조된 코인 전지를 전기화학 분석장치(Toyo System, Toscat 3100U)를 사용하여 4.4 내지 2.8볼트 영역에서 30℃ 및 55℃에서 전지특성을 평가하였다. The manufactured coin cell was evaluated at 30 ° C. and 55 ° C. in the 4.4 to 2.8 volt region using an electrochemical analyzer (Toyo System, Toscat 3100U).

실시예2(Al(OH)3로의 표면처리) Example 2 (Surface Treatment with Al (OH) 3 )

실시예1의 (2)표면처리 과정에서 10g (0.0389mol)의 안티모니에톡사이드(Sb(C2H5O)3) 대신에 10g의 알루미늄 이소프로폭사이드(Al(C3H7O)3)를 이소프로필알코올((CH3)2 CHOH)에 녹인 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 표면처리된 양극활물질을 얻었으며 동일한 방법으로 코인셀을 제조하여 전지특성을 평가하였다.10 g of aluminum isopropoxide (Al (C 3 H 7 O) instead of 10 g (0.0389 mol) of antimony ethoxide (Sb (C 2 H 5 O) 3 ) in the surface treatment of Example 1 ) 3) was obtained in isopropyl alcohol ((CH 3), and is surface-treated positive electrode active material in the same manner as example 1, except that dissolved in 2 CHOH) was evaluated for battery characteristics by producing a coin cell in the same manner .

실시예3(Al(OH)3로의 표면처리) Example 3 (Surface Treatment with Al (OH) 3 )

실시예1의 (2)표면처리 과정에서 10g의 알루미늄 이소프로폭사이드(Al(C3H7O)3)를 이소프로필알코올((CH3)2 CHOH)에 넣어 혼합하고 30℃에서 0.5시간 이상 계속 혼합하여 용액을 제조하였다. 이 용액에 0.1469몰의 증류수를 첨가하여 가수분해 과정과 축합반응 등을 거쳐 Al(OH)3가 콜로로이드형태로 녹아 있는 현탁 용액을 제조하였다.In the surface treatment process of Example 1, 10 g of aluminum isopropoxide (Al (C 3 H 7 O) 3 ) was added to isopropyl alcohol ((CH 3 ) 2 CHOH) and mixed for 0.5 hours at 30 ° C. Continuous mixing was continued to prepare a solution. 0.1469 mole of distilled water was added to the solution to prepare a suspension solution in which Al (OH) 3 was dissolved in a colloidal form through a hydrolysis process and a condensation reaction.

이렇게 만들어진 현탁 용액에 평균 입경이 10㎛인 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O 2 200g을 넣고 50℃에서 5시간 이상 혼합하며 반응시킨 후, 80℃에서 3시간 이상 계속 반응하여 양극활물질 표면을 처리시켰다. 이 과정에서 초기 50℃에서는 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2과 현탁 용액이 화학적 치환반응을 거쳐 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2의 표면과 접촉하게 되고, 80℃에서는 솔벤트가 증발하면서 Al(OH)3이 표면에 잘 붙어 있는 표면처리된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2을 얻었다. 얻어진 LiNi1/3 Co1/3Mn1/3O2을 110℃에서 10시간 이상 건조한 후 400℃에서 5시간 동안 열처리하여 Al2O3을 함유하는 양극활물질을 제조하였다.200 g of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 with an average particle diameter of 10 μm was added to the suspension solution, and the mixture was reacted at 50 ° C. for at least 5 hours, followed by reaction at 80 ° C. for at least 3 hours. The active material surface was treated. In this process, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and the suspension solution are brought into contact with the surface of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 by chemical substitution. At 80 ° C., the solvent was evaporated to obtain surface-treated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 in which Al (OH) 3 adhered well to the surface. The obtained LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was dried at 110 ° C. for 10 hours or more and heat-treated at 400 ° C. for 5 hours to prepare a cathode active material containing Al 2 O 3 .

그런다음 실시예1(3)과 동일한 방법으로 코인전지를 제조하여 전지특성 평가 실험을 하였다.Then, a coin battery was manufactured in the same manner as in Example 1 (3), and a battery characteristic evaluation experiment was performed.

실시예4(Al(OH)3로의 표면처리) Example 4 (Surface Treatment with Al (OH) 3 )

알루미늄 이소프로폭사이드 대신 알루미늄 설페이트 16하이드레이트(Al2(SO4)3ㆍ16H2O) 및 이소프로필알코올 대신 증류수를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예3과 동일한 방법으로 코인형의 반쪽전지를 제조 및 전지특성 평가 실험을 하였다.A coin-type half cell was prepared in the same manner as in Example 3 except that aluminum sulfate 16hydrate (Al 2 (SO 4 ) 3 .16H 2 O) instead of aluminum isopropoxide and distilled water were used instead of isopropyl alcohol. Battery characteristic evaluation experiment was performed.

실시예5(Co(OH)2로의 표면처리) Example 5 (Surface Treatment with Co (OH) 2 )

코발트설페이트 칠하이드레이트(Co(SO4)·7H2O)를 증류수에 용해시켜 0.02M 농도의 용액을 50ml만들고, 실시예1(1)에서 제조된 평균입경이 10㎛인 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 2g을 넣어 30℃에서 1시간 혼합하였다(용액A의 제조). 수산화 암모늄을(NaOH)을 증류수에 용해시켜 0.024M 농도의 용액을 만들어 앞서 만들어진 용액A에 천천히 넣으면서 50℃에서 혼합, 침전시킨다. 이 과정에서 Co(OH)2·xH2O가 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2표면에 침전된다. 다음으로 130℃에서 건조시키면서 10시간 이상 진공건조 하여 표면처리된 양극활물질을 수득하였다. 수득된 양극활물질로 실시예1(3)의 방법과 동일하게 코인전지를 제조하였다.Cobalt sulphate chihydrate (Co (SO 4 ) .7H 2 O) was dissolved in distilled water to make 50 ml of a solution of 0.02 M concentration, and the average particle diameter prepared in Example 1 (1) was 10 μm of LiNi 1/3 Co 1 2 g of 3 Mn 1/3 O 2 was added and mixed at 30 ° C. for 1 hour (preparation of Solution A). Ammonium hydroxide (NaOH) is dissolved in distilled water to make a solution of 0.024M concentration, mixed and precipitated at 50 ° C while slowly entering the solution A prepared previously. In this process, Co (OH) 2 x H 2 O is precipitated on the surface of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 . Next, while drying at 130 ℃ vacuum dried for more than 10 hours to obtain a surface-treated positive electrode active material. A coin battery was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the obtained cathode active material.

전지특성 평가는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Battery characteristic evaluation was carried out in the same manner as in Example 1.

실시예6(Al(OH)3로의 표면처리) Example 6 (Surface Treatment with Al (OH) 3 )

알루미늄 설페이트 16하이드레이트(Al2(SO4)3ㆍ16H2O)를 증류수에 용해시켜 0.004M 농도의 용액 50ml를 만들고, 만들어진 용액에 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O 2를 넣어 30℃에서 1시간 혼합하였다(용액A 제조). 수산화 암모늄을(NaOH)을 3차 증류수에 용해시켜 0.024M 농도의 용액을 만들어 앞서 만들어진 용액A에 천천히 넣으면서 50℃에서 혼합, 침전시켰다. 이 과정에서 Al(OH)3ㆍxH2O가 LiNi1/3Co1/3 Mn1/3O2표면에서 침전을 한다. 130℃에서 건조시키면서 10시간 동안 더 혼합하였다. 표면처리된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2로 상기 실시예1과 동일한 방법으로 코인형의 반쪽전지를 제조하였으며 전지특성 평가 실험을 하였다.Dissolve aluminum sulfate 16hydrate (Al 2 (SO 4 ) 3 ㆍ 16H 2 O) in distilled water to make 50 ml of a 0.004M solution, and add LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 to the resulting solution. It mixed at 30 degreeC for 1 hour (made solution A). Ammonium hydroxide (NaOH) was dissolved in tertiary distilled water to make a solution of 0.024M concentration, and mixed and precipitated at 50 ° C while slowly entering the solution A prepared above. In this process, Al (OH) 3 xH 2 O precipitates on the surface of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 . The mixture was further mixed for 10 hours while drying at 130 ° C. A coin-type half cell was manufactured by the same method as Example 1 with the surface-treated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , and the battery characteristics evaluation experiment was performed.

실시예7(양극활물질 LiNi1/2Mn1/2O2의 Al(OH)3로의 표면처리) Example 7 (Surface Treatment of Cathode Active Material LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 with Al (OH) 3 )

황산니켈, 망간, 및 코발트 대신에 황산니켈과 망간을 사용하는 것을 제외하고 실시예1(1)과 동일한 방법으로 평균 입경 5㎛의 양극활물질 LiNi1/2Mn1/2O2 을 얻었다.A positive electrode active material LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 having an average particle diameter of 5 μm was obtained in the same manner as in Example 1 (1), except that nickel sulfate and manganese were used instead of nickel sulfate, manganese, and cobalt.

그런다음 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 대신 상기 평균 입경 5㎛의 LiNi 1/2Mn1/2O2를 사용하는 것을 제외하고, 실시예3과 동일한 방법으로 코인형 반쪽전지를 제조하였으며, 전지특성 평가 실험을 하였다.Then, coin type halves in the same manner as in Example 3, except that LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 having an average particle diameter of 5 μm was used instead of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2. The battery was manufactured and the battery characteristic evaluation experiment was carried out.

실시예8(Al-Zn 복합 산화물로의 표면처리) Example 8 (Surface Treatment with Al-Zn Composite Oxide)

실시예3과 같이 Al2O3로 표면처리 된 양극활물질을 제조하였다. 다음으로 아세트산아연 이 수화물(Zn(CH3COO)2·2H2O) 1.5g을 증류수에 용해한 후 실시예3에서 제조된 양극활물질을 넣고, 50℃에서 5시간 이상 교반한 후 130℃에서 건조시키면서 10시간 동안 더 혼합한다. 이렇게 하여 얻어진 분말을 110℃에서 10시간 이상 건조한 후 400℃에서 5시간 동안 열처리하여, Al-Zn가 복합 산화물을 이루어 처리된 양극활물질을 제조하였다.As in Example 3, a cathode active material surface-treated with Al 2 O 3 was prepared. Next, 1.5 g of zinc acetate dihydrate (Zn (CH 3 COO) 2 .2H 2 O) was dissolved in distilled water, and then the positive electrode active material prepared in Example 3 was added thereto, stirred at 50 ° C. for at least 5 hours, and dried at 130 ° C. Mix for another 10 hours while stirring. The powder thus obtained was dried at 110 ° C. for at least 10 hours, and then heat-treated at 400 ° C. for 5 hours to prepare a cathode active material in which Al-Zn formed a complex oxide.

코인전제 제조 및 전지특성 평가는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하였다.Coin preparation and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1.

실시예9(Li-Co-Al 복합 산화물로의 표면처리) Example 9 (Surface Treatment with Li-Co-Al Composite Oxide)

리튬질산염, 코발트질산염, 알루미늄질산염를 각각 1:0.5:0.5의 몰 비율로 증류수에 용해한 후 1몰 구연산을 첨가하여 리튬, 코발트, 알루미늄이 1:0.5:0.5 의 몰 비율을 갖는 코팅용액 50ml를 제조하였다. 실시예1(1)에서 제조된 평균 입경이 10㎛의 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 5g을 넣고 50℃에서 5시간 이상 교반한 후, 130℃에서 건조시키면서 10시간 동안 더 혼합한다. 이렇게 하여 얻어진 분말을 110℃에서 10시간 이상 건조한 후, 400℃에서 5시간 동안 열처리하여 Li-Co-Al이 복합 산화물을 이루어 코팅된 양극활물질을 제조하였다.Lithium nitrate, cobalt nitrate, and aluminum nitrate were dissolved in distilled water at a molar ratio of 1: 0.5: 0.5, respectively, and then 1 mole citric acid was added to prepare 50 ml of a coating solution having a molar ratio of 1: 0.5: 0.5 of lithium, cobalt, and aluminum. . 5 g of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 having an average particle diameter of 10 μm prepared in Example 1 (1) was stirred at 50 ° C. for at least 5 hours, and then dried at 130 ° C. for 10 hours. Mix more. The powder thus obtained was dried at 110 ° C. for at least 10 hours, and then heat-treated at 400 ° C. for 5 hours to prepare a cathode active material coated with Li-Co-Al as a composite oxide.

코인전제 제조 및 전지특성 평가는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Coin preparation and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1.

실시예10(ITO로의 표면처리) Example 10 (Surface Treatment with ITO)

인듐초산염과 주석초산염 0.1몰 (95:5의 몰 비율)을 증류수에 용해 한 후 킬레이팅제인 구연산 0.1몰을 잘 용해시켰다. 이 혼합 수용액에 LiNi1/3Co1/3Mn1/3 O2 2몰을 투입한 후 1시간 혼합하였다. 이때 인듐과 주석이 양극활물질 표면에 잘 붙도록 20분간 초음파로 처리했다. 이 혼합 용액을 70℃에서 질소로 버블링 시키면서 증류수를 제거하였다. 이 양극활물질을 120℃에서 15시간 진공건조하였다.0.1 mol (95: 5 mole ratio) of indium acetate and tin acetate were dissolved in distilled water, and then 0.1 mol of citric acid, a chelating agent, was dissolved. 2 mol of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was added to the mixed aqueous solution, followed by mixing for 1 hour. At this time, the indium and tin was ultrasonicated for 20 minutes to adhere well to the surface of the positive electrode active material. Distilled water was removed while bubbling this mixed solution with nitrogen at 70 degreeC. This cathode active material was vacuum dried at 120 deg. C for 15 hours.

코인전제 제조 및 전지특성 평가는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Coin preparation and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1.

실시예11(ITO로의 표면처리-열처리) Example 11 (Surface Treatment with ITO—Heat Treatment)

인듐과 주석으로 표면처리 된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2을 350℃에서 5시간 공기중에서 열처리 한 것을 제외하고, 실시예 10과 동일한 방법으로 실시하였다.LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 surface-treated with indium and tin was carried out in the same manner as in Example 10 except that heat treatment was performed at 350 ° C. for 5 hours in air.

실시예12(ITO로의 표면처리) Example 12 (Surface Treatment with ITO)

10g의 안티모니에톡사이드(Sb(C2H5O)3) 대신에 95:5 몰 비율의 인듐이소프로폭사이드(In(C2H5O)3) 및 주석부톡사이드(Sn(C4H9O) 3) 10g을 이소프로필알코올((CH3)2CHOH)에 녹인 것을 제외하고, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 양극활물질을 얻었으며, 동일한 방법으로 코인셀을 제조하여 전지특성을 평가하였다.95: 5 molar ratio of indium isopropoxide (In (C 2 H 5 O) 3 ) and tin butoxide (Sn (C) instead of 10 g of antimony ethoxide (Sb (C 2 H 5 O) 3 ) 4 H 9 O) 3 ) 10g was dissolved in isopropyl alcohol ((CH 3 ) 2 CHOH), except that the positive electrode active material was obtained in the same manner as in Example 1, and the coin cell was prepared in the same manner to characterize the battery Was evaluated.

실시예13(Bi(OH)3로의 표면처리) Example 13 (Surface Treatment with Bi (OH) 3 )

비스무스 질산염을 증류수에 용해시켜 0.4몰 농도의 용액을 50ml만들고, 만들어진 용액에 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 8몰을 넣어 30℃에서 1시간 혼합하였다(용액A 제조). 수산화 암모늄을(NaOH)을 3차 증류수에 용해시켜 0.024 몰 농도의 용액을 만들어 앞서 만들어진 용액A에 천천히 넣으면서 50℃에서 혼합ㆍ침전시킨다. 이 과정에서 Bi(OH)3ㆍxH2O가 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 표면에서 침전을 한다. 130℃에서 건조시키면서 10시간 동안 더 혼합한다. 이렇게 하여 표면 처리된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3 O2을 얻은 것을 제외하고 상기 실시예1과 동일한 방법으로 코인형의 반쪽전지를 제조하였다.Bismuth nitrate was dissolved in distilled water to make 50 ml of a 0.4 mol solution, and 8 mol of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was added to the resulting solution, followed by mixing at 30 ° C. for 1 hour. Ammonium hydroxide (NaOH) is dissolved in tertiary distilled water to form a solution of 0.024 molar concentration, and mixed and precipitated at 50 ° C while slowly entering the solution A prepared above. In this process, Bi (OH) 3 xH 2 O precipitates on the surface of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 . Mix further for 10 hours while drying at 130 ° C. A coin-type half cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that surface treated LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was obtained.

비교예1(양극활물질 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2의 제조) Comparative Example 1 ( Preparation of Cathode Active Material LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 )

(2)표면처리 과정을 제외하고 실시예1와 동일한 방법으로 양극활물질, 코인의 제조 및 전극특성 평가 실험을 하였다. (2) Except for the surface treatment, positive electrode active material, coin preparation, and electrode characteristics evaluation experiment were carried out in the same manner as in Example 1.

비교예2(양극활물질 LiNi1/2Mn1/2O2의 제조) Comparative Example 2 ( Preparation of Cathode Active Material LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 )

황산니켈, 망간, 및 코발트 대신에 황산니켈과 망간을 사용하는 것을 제외하고 비교예1과 동일한 방법으로 실험하였다.Except for using nickel sulfate and manganese instead of nickel sulfate, manganese, and cobalt was tested in the same manner as in Comparative Example 1.

도2에서 (a)는 비교예1 (b)는 실시예2의 방법으로 제조된 양극활물질의 FE-SEM (Field mission Scanning Electron Microscopy) 사진으로 비교예1의 입자는 입자 자체의 크기가 큰 반면, 실시예2는 미세입자들이 덩어리져 있음을 확인할 수 있다. In Figure 2 (a) is Comparative Example 1 (b) is a field mission scanning electron microscopy (FE-SEM) photograph of the positive electrode active material prepared by the method of Example 2 particles of Comparative Example 1 has a large particle size itself , Example 2 can be confirmed that the fine particles are agglomerated.

도3은 실시예2 양극활물질의 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy) 원소 분석 결과 사진으로 코팅물질인 알루미늄 원소를 함유하고 있음을 확인할 수 있다.Figure 3 is a photograph of the element analysis results of the EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) element of the positive electrode active material can be seen that it contains the aluminum element as a coating material.

도4 내지 10은 실시예1, 2, 3, 5, 8, 9 및 12와 비교예1 방법으로 제조된 전지를 2.8V 내지 4.4V 범위 및 55℃에서 충/방전 속도를 변화시키면서, 방전 곡선 및 수명 특성 그래프를 그린 것이다. 4 to 10 are discharge curves of the batteries prepared by Examples 1, 2, 3, 5, 8, 9, and 12 and Comparative Example 1 with varying charge / discharge rates in the range of 2.8V to 4.4V and 55 ° C. And lifetime characteristic graphs.

도4(a), 5(a), 6(a), 7(a), 8(a), 9(a), 10(a)로서, 저율 방전(0.11C)에서는 두 전지의 특성이 거의 비슷하지만, 고율 방전으로 갈수록 실시예1, 2, 3, 5, 8, 9, 12의 전지가 비교예1 전지에 비해 방전 용량의 감소가 훨씬 적음을 확인할 수 있었다. 4 (a), 5 (a), 6 (a), 7 (a), 8 (a), 9 (a), and 10 (a), the characteristics of the two batteries are almost the same at low rate discharge (0.11C). Similar, however, the battery of Examples 1, 2, 3, 5, 8, 9, and 12 was found to have a much smaller decrease in discharge capacity as compared to the Comparative Example 1 battery.

도4(b), 5(b), 6(b), 7(b), 8(b), 9(b), 10(b)에서는 사이클 후 용량 감소에 있어 실시예1, 2, 3, 5, 8, 9, 12의 전지가 비교예1 전지에 비해 훨씬 적어 양극활물질의 표면처리가 전지의 사이클 수명을 향상시키는 것을 알 수 있다. 특히, 55℃에서 이루어진 충/방전 실험결과로부터 양극활물질의 표면코팅은 전지의 고온특성 또한 향상시킴을 알 수 있다. 4 (b), 5 (b), 6 (b), 7 (b), 8 (b), 9 (b), and 10 (b), Examples 1, 2, 3, The batteries of 5, 8, 9, and 12 were much smaller than the cells of Comparative Example 1, and it can be seen that the surface treatment of the positive electrode active material improves the cycle life of the battery. In particular, it can be seen that the surface coating of the positive electrode active material also improves the high temperature characteristics of the battery from the charge / discharge test results made at 55 ° C.

즉, Sb(OH)3, Al(OH)3, Co(OH)2, Al-Zn, Li-Co-Al, ITO로 코팅했을 때 전지의 전기화학적 특성이 향상됨을 확인할 수 있다.That is, it can be seen that the electrochemical properties of the battery is improved when coated with Sb (OH) 3 , Al (OH) 3 , Co (OH) 2 , Al-Zn, Li-Co-Al, ITO.

도11(a) 및 11(b)는 실시예7과 비교예2 방법으로 제조된 전지를 2.8V 내지 4.4V 범위 및 55℃에서 충/방전 속도를 변화시키면서, 방전 곡선 및 수명 특성 그래프를 그린 것이다.11 (a) and 11 (b) illustrate a discharge curve and a lifetime characteristic graph of a battery prepared in Example 7 and Comparative Example 2, varying the charge / discharge rate in the range of 2.8V to 4.4V and 55 ° C. will be.

마찬가지로, 도11(a)에서 고율 방전으로 갈수록 방전 용량의 감소에 있어 실시예7의 전지가 비교예2 전지에 비해 감소율이 훨씬 적으며, 도11(b)에서 싸이클 수명도 실시예7의 전지가 우수함을 알 수 있다. Similarly, the battery of Example 7 has a much smaller reduction rate than the battery of Comparative Example 2 in decreasing the discharge capacity as the high rate discharge in FIG. 11 (a) increases, and the cycle life of FIG. It can be seen that excellent.

도12는 실시예3과 실시예8 전지의 전기화학적 특성을 비교한 것으로, 양극활물질을 양쪽성 화합물인 Al(OH)3로 코팅한 것보다 염기성 화합물과 양쪽성 화합물이 혼합된 형태인 Al-Zn복합 산화물로 코팅처리한 것이 고율특성이나 수명특성에서 우수함을 확인할 수 있다.12 is a comparison of the electrochemical characteristics of the battery of Example 3 and Example 8, Al- in the form of a mixture of a basic compound and an amphoteric compound than coating the positive electrode active material with Al (OH) 3 as the amphoteric compound It can be seen that the coating treatment with Zn composite oxide is excellent in high rate characteristics and life characteristics.

본 발명의 표면처리된 리튬2차전지용 양극활물질은 전해액과의 반응성 및 산의 농도를 감소시키고, 양극활물질의 구조를 안정화시키며, 양극활물질의 전자전도도를 향상시켜 전지의 고율특성, 수명특성 및 열적 안정성을 향상시켰다. The surface-treated cathode active material for lithium secondary battery of the present invention reduces the reactivity with electrolyte and acid concentration, stabilizes the structure of the cathode active material, and improves the electronic conductivity of the cathode active material, thereby improving the high rate characteristics, life characteristics, and thermal properties of the battery. Improved stability

또한, 양극활물질을 염기성 화합물과 양쪽성 화합물이 혼합된 형태로 코팅처리하므로써, 그 중 어느 한 가지로 코팅처리 한 것보다 전지의 전기화학적 특성을 향상시켰다.In addition, by coating the positive electrode active material in the form of a mixture of a basic compound and an amphoteric compound, the electrochemical characteristics of the battery than the coating treatment of any one of them improved.

특히, Li(Co1-xAlx)O2로의 표면처리는 Li(Co1-xAlx)O 2 자체가 양극활물질로 이용되기 때문에 단위중량당 용량 감소가 없다.In particular, the surface treatment to the Li (Co 1-x Al x ) O 2 is not the Li (Co 1-x Al x ) O 2 itself a reduced capacity per unit weight because it is used as a cathode active material.

도1은 실시예1에 따라 양극활물질을 제조하는 공정을 간략히 도시한 도면1 is a view briefly showing a process for producing a cathode active material according to Example 1

도2는 (a)비교예1과 (b)실시예2의 양극활물질의 FE-SEM (Field mission Scanning Electron Microscopy) 사진Figure 2 is a (FE) SEM (Field mission Scanning Electron Microscopy) photograph of the positive electrode active material of Comparative Example 1 and (b) Example 2

도3은 실시예2의 양극활물질의 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy) 원소 분석 결과 사진Figure 3 is a photograph of the results of element analysis of EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) of the positive electrode active material of Example 2

도4a 및 도4b는 실시예1 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프 4A and 4B are graphs of discharge curves and lifetime characteristics according to C-Rate of batteries prepared by Example 1 and Comparative Example 1

도5a 및 도5b는 실시예2 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른방전 곡선 및 수명 특성 그래프 5A and 5B are graphs of discharge curves and lifetime characteristics according to C-Rate of batteries prepared by Example 2 and Comparative Example 1

도6a 및 도6b는 실시예3 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프 6A and 6B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries manufactured by Example 3 and Comparative Example 1;

도7a 및 도7b는 실시예5 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프7A and 7B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries prepared in Example 5 and Comparative Example 1

도8a 및 도8b는 실시예8 및 비교예2 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프8A and 8B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries manufactured by Example 8 and Comparative Example 2;

도9a 및 도9b는 실시예9 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프9A and 9B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries prepared according to Example 9 and Comparative Example 1;

도10a 및 도10b는 실시예12 및 비교예1 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프10A and 10B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries manufactured by Example 12 and Comparative Example 1;

도11a 및 도11b는 실시예7 및 비교예2 방법으로 제조된 전지의 C-Rate에 따른 방전 곡선 및 수명 특성 그래프11A and 11B are graphs of discharge curves and lifespan characteristics according to C-Rate of batteries prepared by Example 7 and Comparative Example 2;

도12는 실시예3 및 실시예8 방법으로 제조된 전지의 수명 특성 그래프12 is a graph of life characteristics of a battery manufactured by the method of Example 3 and Example 8.

Claims (12)

리튬이차전지 양극활물질에 있어서, In the lithium secondary battery cathode active material, 전자전도도가 높은 물질의 산화물, 수산화물, 및 옥시수산화물;Oxides, hydroxides, and oxyhydroxides of materials with high electron conductivity; 양쪽성 원소의 수산화물, 산화물, 및 옥시수산화물; 및Hydroxides, oxides, and oxyhydroxides of amphoteric elements; And 염기성 원소의 수산화물, 산화물, 및 옥시수산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 화합물[단, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)은 제외]로 코팅된 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질. Surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that the coating is coated with at least one compound selected from the group consisting of hydroxides, oxides, and oxyhydroxides of basic elements, except indium tin oxide (ITO) . 제 1 항에서, 상기 전자전도도가 높은 물질은 Co1-xMx (M=Al, Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), Al1-xNx (N=Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), 또는 Li(Co1-xAlx)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질.The material of claim 1 , wherein the material having high electron conductivity is Co 1-x M x (M = Al, Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0 ≦ x ≦ 1.0), Al 1-x N x (N = Zn, Mg, In, Sb, Bi, Mn, 0≤x≤1.0), or Li (Co 1-x Al x ) A surface-treated lithium secondary battery cathode active material, characterized in that. 제 1 항에서, 상기 양쪽성 원소는 안티몬(Sb), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 납(Pb), 보론(B), 또는 알루미늄(Al)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질.The surface of claim 1, wherein the amphoteric element is antimony (Sb), zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), boron (B), or aluminum (Al). Treated lithium secondary battery cathode active material. 제 1 항에서, 상기 염기성 원소는 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 비스무트(Bi) 또는 세륨(Ce)임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질.The method of claim 1, wherein the basic element is cobalt (Co), magnesium (Mg), silicon (Si), zirconium (Zr), manganese (Mn), bismuth (Bi) or cerium (Ce) Lithium secondary battery cathode active material. 제 1 항에서, 상기 리튬이차전지 양극활물질은 하기 화합물(1) 내지 (8)에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질.The cathode active material of claim 1, wherein the lithium secondary battery positive electrode active material is selected from the following compounds (1) to (8). 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a ]O2-bFb, Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a]O2Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] O 2-b F b , Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] with hexagonal layered rock salt structure O 2 Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx-y/2M y)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn xy / 2 M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(Ni1/3Co(1/3-2x)Mn(1/3+x) Mx)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)Li [Li a (Ni 1/3 Co (1 / 3-2x) Mn ( 1/3 + x) M x ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg,) with hexagonal layered rock salt structure Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnxMy )1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn x M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnx-z/2M yNz)1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, N=Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn xz / 2 M y N z ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, with hexagonal layered rock salt structure) N = Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5) Olivine 구조를 갖는 LiMxFe1-xPO4 (M=Co, Ni, Mn, 0≤x≤1) (6)LiM x Fe 1-x PO 4 with Olivine structure (M = Co, Ni, Mn, 0 ≦ x1 ) (6) 큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Mn2-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (7)Spinel Li [Mn 2-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (7) 큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Ni0.5Mn1.5-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (8)Spinel Li [Ni 0.5 Mn 1.5-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (8) 제 1 항에서, 표면처리면이 비정질(amorphous), 결정질, 또는 결정질과 비정질이 혼합된 형태임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질.The surface-treated lithium secondary battery cathode active material according to claim 1, wherein the surface-treated surface is amorphous, crystalline, or a mixture of crystalline and amorphous. 원소 전구체 및 리튬이차전지 양극활물질의 수용액에 킬레이팅제를 첨가하여 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액을 분산시킨 후, 용매를 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질[단, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)로 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질은 제외]의 제조방법.A surface-treated lithium secondary battery positive electrode comprising the step of preparing a mixed solution by adding a chelating agent to an aqueous solution of an element precursor and a lithium secondary battery positive electrode active material, dispersing the mixed solution, and then removing the solvent Method for producing an active material (except for lithium secondary battery cathode active material surface-treated with Indium Tin Oxide (ITO)). 원소 전구체 및 리튬이차전지 양극활물질의 수용액에 암모니아 완충액을 투입하고, 알칼리수용액을 첨가하여 침전시키는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질[단, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)로 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질은 제외]의 제조방법.Ammonia buffer solution is added to an aqueous solution of an element precursor and a lithium secondary battery positive electrode active material, and an alkaline aqueous solution is added to precipitate the surface-treated lithium secondary battery positive electrode active material [with indium tin oxide (ITO)]. Surface-treated lithium secondary battery positive electrode active material]. 제 8 항에서, 알칼리수용액의 첨가로부터 침전된 양극활물질에 산화제를 첨가하여 산화시키는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법.The method of claim 8, further comprising the step of oxidizing by adding an oxidant to the positive electrode active material precipitated from the addition of the alkaline aqueous solution. 제 7 항 또는 제 8 항에서, 상기 원소 전구체는 리튬(Li), 안티몬(Sb), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 납(Pb), 보론(B), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 비스무트(Bi), 또는 세륨(Ce)의 알콕사이드염, 황산염, 질산염, 초산염, 염화염, 인산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법.The method of claim 7 or 8, wherein the element precursor is lithium (Li), antimony (Sb), zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), boron (B), aluminum ( Al), cobalt (Co), magnesium (Mg), silicon (Si), zirconium (Zr), manganese (Mn), bismuth (Bi), or alkoxide salts of sulfate (Ce), sulfates, nitrates, acetates, chlorides , At least one compound selected from the group consisting of phosphates. 제 7 항 또는 제 8 항에서, 상기 원소 전구체의 양은 리튬이차전지 양극활물질의 0.1 내지 10 중량%임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법.The method of claim 7 or 8, wherein the amount of the element precursor is 0.1 to 10% by weight of the lithium secondary battery cathode active material. 제 7 항 또는 제 8 항에서, 상기 리튬이차전지용 양극활물질은 하기 화합물(1) 내지 (8)에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 표면처리된 리튬이차전지 양극활물질의 제조방법.9. The method of claim 7, wherein the cathode active material for a lithium secondary battery is selected from the following compounds (1) to (8). 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a ]O2-bFb, Li[Lia(NixCo1-2xMnx)1-a]O2Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] O 2-b F b , Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn x ) 1-a ] with hexagonal layered rock salt structure O 2 Sb (0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤b≤0.1) (1) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2xMnx-y/2M y)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2)Li [Li a (Ni x Co 1-2x Mn xy / 2 M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (2) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(Ni1/3Co(1/3-2x)Mn(1/3+x) Mx)1-a]O2-bFb (M=Mg, Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3)Li [Li a (Ni 1/3 Co (1 / 3-2x) Mn ( 1/3 + x) M x ) 1-a ] O 2-b F b (M = Mg,) with hexagonal layered rock salt structure Ca, Cu, Zn, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (3) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnxMy )1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn x M y ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, 0≤a≤) with hexagonal layered rock salt structure 0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (4) 육방정계 층상 암염구조를 갖는 Li[Lia(NixCo1-2x-yMnx-z/2M yNz)1-a]O2-bFb (M=B, Al, Fe, Cr, N=Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5)Li [Li a (Ni x Co 1-2x-y Mn xz / 2 M y N z ) 1-a ] O 2-b F b (M = B, Al, Fe, Cr, with hexagonal layered rock salt structure) N = Mg, Ca, 0≤a≤0.2, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.1, 0≤b≤0.1) (5) Olivine 구조를 갖는 LiMxFe1-xPO4 (M=Co, Ni, Mn, 0≤x≤1) (6)LiM x Fe 1-x PO 4 with Olivine structure (M = Co, Ni, Mn, 0 ≦ x1 ) (6) 큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Mn2-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (7)Spinel Li [Mn 2-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (7) 큐빅구조를 갖는 스피넬 Li[Ni0.5Mn1.5-xMx]O4 (M=Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0≤x≤0.1) (8)Spinel Li [Ni 0.5 Mn 1.5-x M x ] O 4 with cubic structure (M = Co, Ni, Cr, Mg, Al, 0 ≦ x ≦ 0.1) (8)
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