KR20140025103A - Cathode active material for lithium secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20140025103A
KR20140025103A KR1020120091298A KR20120091298A KR20140025103A KR 20140025103 A KR20140025103 A KR 20140025103A KR 1020120091298 A KR1020120091298 A KR 1020120091298A KR 20120091298 A KR20120091298 A KR 20120091298A KR 20140025103 A KR20140025103 A KR 20140025103A
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lithium secondary
secondary battery
positive electrode
lithium
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이윤경
박정환
하회진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery and a manufacturing method thereof, and more specifically to: a positive electrode active material for a lithium secondary battery which prevents a sudden capacity decrease in a high-speed charging and discharging cycle condition by coating the surface of Mn-rich with LiBO_2, and remarkably reduces the amount of solvent for producing a positive electrode slurry by improving cycle and lifetime properties; and a manufacturing method thereof. [Reference numerals] (AA) Comparative example; (BB) Dotted line: charge capacity, Solid line: discharge capacity

Description

리튬이차전지용 양극활물질 및 그 제조방법{CATHODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Cathode active material for lithium secondary battery and manufacturing method thereof {CATHODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 리튬이차전지용 양극활물질 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same.

근래, 휴대전화, PDA, 랩탑 컴퓨터 등 휴대 전자기기를 비롯해 다방면에서 리튬이차전지가 사용되고 있다. 특히 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요원인 중 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석 연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차의 구동원으로서 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다. 한편 리튬이차전지를 이러한 전기자동차의 구동원으로 사용하기 위해서는 높은 출력과 더불어 넓은 구간의 충전상태(SOC: State Of Charge)에서 안정적으로 출력을 유지할 수 있어야 한다.
Recently, lithium secondary batteries have been used in various fields including portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and laptop computers. In particular, as interest in environmental issues grows, lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage can be used as a driving source of electric vehicles that can replace fossil fuels such as gasoline and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution. Research on batteries is actively underway and some commercialization stages are in progress. On the other hand, in order to use a lithium secondary battery as a driving source of such an electric vehicle, it must be able to stably maintain power in a wide range of state of charge (SOC) as well as high output.

고용량 리튬이차전지의 양극재로서, 기존의 대표적 양극물질인 LiCoO2의 경우 에너지 밀도의 증가와 출력 특성의 실용 한계치에 도달하고 있고, 특히 고에너지 밀도 응용 분야에 사용될 경우 그 구조적 불안정성으로 인하여 고온 충전상태에서 구조 변성과 더불어 구조 내의 산소를 방출하여 전지 내의 전해질과 발열 반응을 일으켜 전지 폭발의 주원인이 된다. 이러한 LiCoO2의 안전성 문제를 개선하기 위하여 층상 결정구조의 LiMnO2, 스피넬 결정구조의 LiMn2O4 등 리튬함유 망간산화물과 LiNiO2 등 리튬함유 니켈산화물의 사용이 고려되어 왔으며, 최근에는 고용량의 재료로서 층상 구조의 리튬망간산화물에 필수 전이금속으로 망간(Mn)을 다른 전이 금속들(리튬 제외)보다 다량으로 첨가하는 리튬망간산화물(이하, "Mn-rich"로도 약칭함)에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.
As a cathode material of a high capacity lithium secondary battery, LiCoO 2 , which is a representative cathode material, has reached an increase in energy density and a practical limit of output characteristics, and especially when used in a high energy density application, high temperature charge due to its structural instability. In the state, along with structural modification, oxygen is released in the structure, causing exothermic reaction with the electrolyte in the battery, which is the main cause of battery explosion. In order to improve the safety problem of LiCoO 2 , lithium-containing manganese oxides such as LiMnO 2 having a layered crystal structure and LiMn 2 O 4 having a spinel crystal structure, and LiNiO 2 Lithium-containing nickel oxides have been considered, and recently, lithium manganese oxides in which manganese (Mn) is added to the layered lithium manganese oxide as a mandatory transition metal in a higher capacity than other transition metals (except lithium) as a mandatory transition metal. Many studies have been conducted (hereinafter, abbreviated as "Mn-rich").

이처럼 Mn-rich는 가격 대비 용량이 큰 리튬이차전지의 양극재로서 각광받고 있지만, 실제 적용을 위한 고속의 충, 방전 조건에서 다른 일반적인 층상 양극재와 달리 그 용량이 급격히 줄어드는 문제가 있으며, 나아가 전지 내에서 재료의 느린 반응속도로 인해 수명 특성에도 악영향을 끼치는 것으로 인식되고 있다.
As such, Mn-rich has been spotlighted as a cathode material of a lithium secondary battery having a large capacity for its price, but has a problem in that its capacity decreases rapidly unlike other general layered cathode materials under high speed charging and discharging conditions. It is recognized that the slow reaction rate of the material adversely affects the life characteristics.

이에, Mn-rich 고유의 유리한 특성들을 유지하면서 고속 충, 방전시 용량 저하를 방지하고 전지 특성을 개선할 수 있는 새로운 양극재 및 이러한 양극재를 효과적, 경제적으로 제조할 수 있는 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
Therefore, development of a new cathode material capable of preventing capacity deterioration and improving battery characteristics at high speed while maintaining Mn-rich's inherent advantageous properties, and a method for producing such cathode material effectively and economically It is required.

한국공개특허공보 제10-2009-0006897호Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2009-0006897

본 발명은 상기와 같은 요구 및 종래 문제를 해결하고자 한 것으로, 고속 충, 방전시 급격한 용량 저하가 없고 사이클 특성 및 수명 특성이 우수하며 양극 제조에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 양극재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned demands and conventional problems, and has a rapid capacity reduction during high-speed charging and discharging, excellent cycle characteristics and life characteristics, and a cathode material which can reduce the cost required for anode production and its manufacture. It is a technical task to provide a method.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물의 표면이 LiBO2로 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극활물질을 제공한다: In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a cathode active material for a lithium secondary battery, characterized in that the surface of the lithium manganese oxide represented by the formula (1) is coated with LiBO 2 :

[화학식 1] [Chemical Formula 1]

xLi2MnO3·(1-x)LiyMO2 xLi 2 MnO 3 (1-x) Li y MO 2

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

0<x<1이고, 0 <x <1,

0.9≤y≤1.2이며, 0.9≤y≤1.2,

M은 Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.M is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg and B.

또한, 본 발명은 a) 상기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물을 LiBO2와 혼합하는 단계; 및 b) 상기 혼합물을 화학적으로 표면코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 상기 양극활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention a) mixing the lithium manganese oxide represented by the formula (1) with LiBO 2 ; And b) chemically surface-coating the mixture.

또한, 본 발명의 다른 측면으로, 상기 양극활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극을 제공한다.In addition, another aspect of the present invention provides a lithium secondary battery positive electrode comprising the positive electrode active material.

또한, 본 발명의 또 다른 측면으로, 상기 양극을 포함하는 리튬이차전지, 및 상기 리튬이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 또는 전지팩을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a battery module or a battery pack comprising a lithium secondary battery including the positive electrode, and a plurality of lithium secondary batteries electrically connected to each other.

본 발명에 따른 리튬이차전지용 양극활물질은 LiBO2 표면코팅으로 인해 빠른 충, 방전 사이클 조건에서 급격한 용량 저하가 방지될 뿐만 아니라, 사이클 특성 및 수명 특성이 우수하다. The cathode active material for a lithium secondary battery according to the present invention not only prevents a sudden drop in capacity under fast charge and discharge cycle conditions due to the LiBO 2 surface coating, but also has excellent cycle characteristics and life characteristics.

또한, 상기 양극활물질을 포함하는 양극 슬러리 제조시 사용되는 용매(예컨대, NMP)의 양을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.
In addition, there is an advantage that can significantly reduce the amount of a solvent (eg, NMP) used in the production of a positive electrode slurry containing the positive electrode active material.

도 1은 실시예 및 비교예에 의한 리튬이차전지의 레이트 용량(rate capability)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 및 비교예에 의한 리튬이차전지의 사이클 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing rate capability of a lithium secondary battery according to Examples and Comparative Examples.
2 is a graph showing cycle characteristics of a lithium secondary battery according to an example and a comparative example.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

표면코팅된Surface coated 양극활물질Cathode active material

리튬이차전지용 양극활물질은 하기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물의 표면이 LiBO2로 코팅된 것이다. In the cathode active material for a lithium secondary battery, a surface of a lithium manganese oxide represented by Chemical Formula 1 is coated with LiBO 2 .

[화학식 1][Chemical Formula 1]

xLi2MnO3·(1-x)LiyMO2 xLi 2 MnO 3 (1-x) Li y MO 2

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

x는 몰수비로서 0<x<1이고, x is a mole ratio and 0 <x <1,

0.9≤y≤1.2(상세하게는, y=1)이며, 0.9≤y≤1.2 (in detail, y = 1),

M은 Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.
M is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg and B.

상기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물(Mn-rich)은 필수 전이금속으로 Mn을 포함하며, Mn의 함량이 리튬을 제외한 기타 금속들의 함량보다 많은 층상 구조 리튬 전이금속 산화물의 일종이다.The lithium manganese oxide represented by Formula 1 (Mn-rich) includes Mn as an essential transition metal, and Mn is a kind of layered lithium transition metal oxide having a content of Mn higher than that of other metals except lithium.

Mn-rich에 필수 전이금속으로 포함되는 Mn은 기타 금속들(리튬 제외)의 함량보다 다량으로 포함되는바, 리튬을 제외한 금속들의 전체량을 기준으로 50 ~ 80몰%인 것이 바람직하다. Mn의 함량이 너무 적으면 안전성이 저하되고 제조비용이 증가하며 Mn-rich만의 독특한 특성을 발휘하기 어려울 수 있다. 반대로 Mn의 함량이 너무 많으면 사이클 안정성이 떨어질 수 있다.Mn, which is included as an essential transition metal in Mn-rich, is included in a larger amount than other metals (except lithium), and is preferably 50 to 80 mol% based on the total amount of metals except lithium. Too little Mn content can lead to reduced safety, increased manufacturing costs and difficult Mn-rich unique properties. Conversely, if the content of Mn is too large, the cycle stability may be deteriorated.

상기 Mn-rich는 층상구조의 복합체(composite)일 수도 있고, 고용체(solid solution) 형태일 수도 있다. 또한 Mn-rich는 무독성이고, LiCoO2에 비해 상대적으로 저렴하며, 이를 양극활물질로 사용할 경우 고용량의 이차전지를 제공할 수 있는 이점이 있다. 이러한 측면에서, 상기 화학식 1에서의 M은 Mn, Ni 및 Co인 것이 바람직하다.The Mn-rich may be a layered composite or may be in the form of a solid solution. In addition, Mn-rich is non-toxic, relatively inexpensive compared to LiCoO 2 , when used as a cathode active material has the advantage of providing a high capacity secondary battery. In this aspect, M in Formula 1 is preferably Mn, Ni and Co.

한편, Mn-rich는 음극 표면에서의 초기 비가역 반응에 소모되는 리튬이온을 제공하고, 이후 방전시에는 음극에서의 비가역 반응에 사용되지 않았던 리튬이온들이 양극으로 이동하여 추가적인 리튬 소스를 제공할 수도 있는 물질이다.On the other hand, Mn-rich provides lithium ions that are consumed in the initial irreversible reaction at the negative electrode surface, and then during discharge, lithium ions that were not used for the irreversible reaction at the negative electrode may move to the positive electrode to provide an additional lithium source. It is a substance.

또한, Mn-rich는 고전압에서 과충전시 큰 용량을 발현하는 재료이다. 즉, Mn-rich는 양극활물질 내 구성성분의 산화수 변화에 의해 나타나는 산화/환원 전위 이상에서 일정 구간의 평탄준위를 갖고 있는데, 구체적으로 양극전위 기준 4.45V 이상의 고전압에서 (과)충전시 4.45 ~ 4.8V 영역에서 평탄준위 구간을 갖는다.In addition, Mn-rich is a material that expresses a large capacity when overcharged at high voltage. That is, Mn-rich has a flat level of a certain range above the oxidation / reduction potential indicated by the change of oxidation number of the constituents in the positive electrode active material. Specifically, 4.45 to 4.8 at high voltage of 4.45 V or higher based on the anode potential. It has a flat level section in the V region.

특히, Mn-rich는 일반적인 층상 구조의 리튬이차전지용 양극재에 비해 낮은 가격과 높은 용량은 갖는 장점이 있다.In particular, Mn-rich has the advantage of having a low price and high capacity compared to the cathode material for a lithium secondary battery of the general layer structure.

그러나, 실제 적용을 위한 고속 방전 조건에서는 Mn-rich만의 이러한 장점이 발현되지 않고 용량이 급격히 줄어드는 문제가 있으며, 전지 내에서 재료의 느린 반응속도로 인해 수명 특성에도 악영향을 끼치는 것으로 인식되고 있다.
However, in the high-speed discharge conditions for practical application, there is a problem that the capacity of the Mn-rich is not manifested and the capacity is rapidly reduced, and it is recognized that the life time characteristics are adversely affected by the slow reaction speed of the material in the battery.

이에, 본 발명에서는 Mn-rich만의 특징적 이점을 보유하면서도 고속 충, 방전 조건에서 급격한 용량 저하를 방지하고 수명 특성 또한 개선시키기 위해, Mn-rich의 표면을 LiBO2로 코팅한 리튬이차전지용 양극활물질을 제공한다. 즉, 본 발명자들은 Mn-rich 표면을 LiBO2로 코팅할 경우 레이트(rate) 특성 및 사이클 특성이 개선되며, 나아가 적은 양의 용매로도 원하는 점도를 얻을 수 있어 양극 슬러리 제조시 사용되는 용매(예컨대, NMP) 사용량 또한 기존 대비 약 2/3의 수준으로 대폭 절감할 수 있음을 확인하였다.
Accordingly, in the present invention, Mn-rich has a characteristic advantage of the lithium secondary battery positive electrode active material coated with LiBO 2 in order to prevent the sudden drop in capacity under fast charging and discharging conditions and also improve the life characteristics to provide. That is, the present inventors improve the rate (rate) and cycle characteristics when the Mn-rich surface is coated with LiBO 2 , and furthermore, the desired viscosity can be obtained even with a small amount of solvent, such as a solvent used for preparing a positive electrode slurry (eg, In addition, it is confirmed that the amount of NMP can be significantly reduced to about 2/3 of the previous level.

Mn-rich의 표면코팅에 사용되는 상기 LiBO2는 양극활물질 총 중량 기준으로 0.5 ~ 15 중량%일 수 있다. LiBO2의 함량이 0.5 중량% 미만이면 전술한 바와 같은 효과를 얻기 어려울 수 있으며, 그 함량이 15 중량%를 초과하면 Mn-rich의 상대적 함량 감소로 전지의 용량이 감소하거나 에너지 밀도가 저하될 수 있다.
LiBO 2 used for the surface coating of Mn-rich may be 0.5 to 15% by weight based on the total weight of the positive electrode active material. If the content of LiBO 2 is less than 0.5% by weight it may be difficult to obtain the above effects, if the content exceeds 15% by weight the capacity of the battery can be reduced or the energy density is reduced due to the relative content of Mn-rich have.

Mn-rich의 표면을 LiBO2로 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당분야에서 통상적으로 사용되는 양극활물질의 표면처리 방법을 적용하여 코팅을 수행할 수 있다.The method of coating the surface of Mn-rich with LiBO 2 is not particularly limited, and the coating may be performed by applying a surface treatment method of a cathode active material commonly used in the art.

일 구체예로, 본 발명은 a) 상기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물(Mn-rich)을 LiBO2와 혼합하는 단계; 및 b) 상기 혼합물을 화학적으로 표면코팅하는 단계를 포함하는 상기 양극활물질의 제조방법을 제공한다. 여기서, 상기 혼합은 액상(예컨대, 메탄올)에서 수행하는 것이 바람직하다. In one embodiment, the present invention comprises the steps of: a) mixing lithium manganese oxide (Mn-rich) represented by the formula (1) with LiBO 2 ; And b) chemically surface-coating the mixture. Here, the mixing is preferably carried out in a liquid phase (eg methanol).

상기 b) 단계에서 화학적인 표면코팅은, 예를 들어 상기 a) 단계에서 얻어진 혼합물을 250℃ ~ 1000℃의 온도에서 열처리(heat treatment)함으로써 수행될 수 있다.
The chemical surface coating in step b) may be performed by, for example, heat treatment the mixture obtained in step a) at a temperature of 250 ° C to 1000 ° C.

양극anode

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 양극활물질을 포함하는 리튬이차전지용 양극이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cathode for a lithium secondary battery comprising the cathode active material as described above.

본 발명의 양극은 LiBO2로 표면코팅된 Mn-rich를 양극활물질로서 사용하여 당분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 양극활물질, 도전재, 바인더, (필요에 따라) 충진제 등을 분산매(용매)에 분산, 혼합시켜 슬러리를 만들고 이를 양극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 본 발명의 양극을 제조할 수 있다.The positive electrode of the present invention can be prepared according to conventional methods known in the art using Mn-rich surface-coated with LiBO 2 as the positive electrode active material. For example, the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the filler (if necessary) are dispersed and mixed in a dispersion medium (solvent) to form a slurry, which is coated on a positive electrode current collector, followed by drying and rolling to produce a slurry. Can be prepared.

본 발명에 따라 LiBO2로 표면코팅된 Mn-rich를 양극활물질로 사용할 경우, 적은 양의 용매로도 원하는 점도를 얻을 수 있어 양극 슬러리 제조시 사용되는 용매(예컨대, NMP) 사용량 또한 크게 절감할 수 있다.
According to the present invention, when Mn-rich surface-coated with LiBO 2 is used as a cathode active material, a desired viscosity can be obtained even with a small amount of solvent, thereby significantly reducing the amount of solvent (eg, NMP) used in the production of a cathode slurry. have.

상기 도전재는 리튬이차전지의 내부 환경에서 부반응을 유발하지 않고 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 우수한 전기전도성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 대표적으로는 흑연 또는 도전성 탄소를 사용할 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has excellent electrical conductivity without causing side reactions in the internal environment of the lithium secondary battery and without causing chemical changes to the battery. Typically, graphite or conductive carbon may be used.

예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 뎅카 블랙, 써멀 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 결정구조가 그라펜이나 그라파이트인 탄소계 물질; 탄소 섬유, 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본; 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화 아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 산화물; 및 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 고분자;를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, graphite, such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, ketjen black, denca black, thermal black, channel black, furnace black, lamp black and summer black; Carbon-based materials whose crystal structure is graphene or graphite; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Carbon fluoride; Metal powders such as aluminum and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive oxides such as titanium oxide; And conductive polymers such as polyphenylene derivatives; may be used alone or in combination of two or more thereof, but is not necessarily limited thereto.

상기 도전재는 통상적으로 양극활물질을 포함한 양극재 전체 중량 100 중량부를 기준으로 0.5 ~ 50 중량부, 상세하게는 1 ~ 15 중량부, 더욱 상세하게는 3 ~ 10 중량부 첨가된다. 도전재의 함량이 0.5 중량부 미만으로 너무 적으면 전기전도성 향상 효과를 기대하기 어렵거나 전지의 전기화학적 특성이 저하될 수 있으며, 도전재의 함량이 50 중량부를 초과하여 너무 많으면 상대적으로 양극활물질의 양이 적어져 용량 및 에너지 밀도가 저하될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 0.5 to 50 parts by weight, specifically 1 to 15 parts by weight, and more specifically 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total weight of the cathode material including the cathode active material. If the content of the conductive material is less than 0.5 parts by weight, it is difficult to expect the effect of improving electrical conductivity, or the electrochemical characteristics of the battery may be lowered. If the content of the conductive material is more than 50 parts by weight, the amount of the positive electrode active material is relatively high. Capacity and energy density can be reduced.

양극재에 도전재를 포함시키는 방법은 크게 제한되지 않으며, 양극활물질에의 코팅 등 당분야에 공지된 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 또한 경우에 따라서는 양극활물질에 도전성의 제2피복층이 부가됨으로 인해 상기와 같은 도전재의 첨가를 대신할 수도 있다.
The method of including the conductive material in the cathode material is not particularly limited, and conventional methods known in the art such as coating on the cathode active material may be used. In some cases, the conductive second coating layer is added to the positive electrode active material, so that the addition of the conductive material may be substituted.

상기 바인더는 양극활물질과 도전재 등의 결합 및 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분이다.The binder is a component that assists in the bonding between the positive electrode active material and the conductive material and the current collector.

상기 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐리덴플루오라이드-폴리헥사플루오로프로필렌 공중합체(PVdF/HFP), 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐에테르, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌옥사이드, 알킬화 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리에틸(메트)아크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐피롤리돈, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 술폰화 EPDM 고무, 스틸렌-부틸렌 고무, 불소 고무, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.As the binder, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-polyhexafluoropropylene copolymer (PVdF / HFP), polyvinylacetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyethylene, polyethylene oxide, alkylation Polyethylene oxide, polypropylene, polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylchloride, polyacrylonitrile, polyvinylpyridine, polyvinylpyrrolidone, Styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, sulfonated EPDM rubber, styrene-butylene rubber, fluorine rubber, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxy One or more selected from the group consisting of propylcellulose, regenerated cellulose, and mixtures thereof may be used, but must It is not limited.

상기 바인더는 통상적으로 양극활물질을 포함한 양극재 전체 중량 100 중량부를 기준으로 1 ~ 50 중량부, 더욱 상세하게는 3 ~ 15 중량부 첨가된다. 바인더의 함량이 1 중량부 미만이면 전극활물질과 집전체와의 접착력이 불충분해질 수 있으며, 50 중량부를 초과하면 접착력은 향상되지만 그만큼 전극활물질의 함량이 감소하여 전지 용량이 낮아질 수 있다.
The binder is usually added 1 to 50 parts by weight, more specifically 3 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the positive electrode material including the positive electrode active material. When the content of the binder is less than 1 part by weight, the adhesion between the electrode active material and the current collector may be insufficient. When the content of the binder exceeds 50 parts by weight, the adhesion may be improved, but the content of the electrode active material may decrease, thereby lowering the battery capacity.

본 발명의 양극을 구성하는 양극재에는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 충진제가 선택적으로 첨가될 수 있다.A filler may be selectively added to the cathode material constituting the cathode of the present invention as a component for inhibiting expansion of the anode.

상기 충진제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 전극의 팽창을 억제할 수 있는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소 섬유 등의 섬유상 물질; 등을 사용할 수 있다.
The filler is not particularly limited as long as it can suppress the swelling of the electrode without causing chemical change in the battery, for example, olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers; Etc. may be used.

상기 분산매로는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMF(dimethyl formamide), DMSO(dimethyl sulfoxide), 에탄올, 이소프로판올, 물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
The dispersant may be N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethyl formamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), ethanol, isopropanol, water, and mixtures thereof, but is not limited thereto.

상기 양극 집전체로는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 은(Ag), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 스테인리스스틸(STS), 알루미늄(Al), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 카본(C), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), ITO(In doped SnO2), FTO(F doped SnO2), 및 이들의 합금과, 알루미늄(Al) 또는 스테인리스스틸의 표면에 카본(C), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 또는 은(Ag)을 표면 처리한 것 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 양극 집전체의 형태는 호일, 필름, 시트, 펀칭된 것, 다공질체, 발포체 등의 형태일 수 있다.
The positive electrode current collector is platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), iridium (Ir), silver (Ag), ruthenium (Ru), nickel (Ni), stainless steel (STS), aluminum (Al) ), Molybdenum (Mo), chromium (Cr), carbon (C), titanium (Ti), tungsten (W), ITO (In doped SnO 2 ), FTO (F doped SnO 2 ), and alloys thereof The surface treated with carbon (C), nickel (Ni), titanium (Ti), or silver (Ag) may be used on the surface of aluminum (Al) or stainless steel, but is not limited thereto. The positive electrode current collector may be in the form of a foil, a film, a sheet, a punched one, a porous body, a foam, or the like.

리튬이차전지Lithium secondary battery

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 양극을 포함하는 리튬이차전지가 제공된다.According to another aspect of the invention, there is provided a lithium secondary battery comprising the positive electrode.

일반적으로 리튬이차전지는 양극재와 집전체로 구성된 양극, 음극재와 집전체로 구성된 음극, 및 상기 양극과 음극 간의 전기적 접촉을 차단하고 리튬이온을 이동케 하는 분리막으로 구성되며, 전극과 분리막 재료의 void에는 리튬이온의 전도를 위한 전해액이 포함되어 있다.
In general, a lithium secondary battery includes a positive electrode composed of a positive electrode material and a current collector, a negative electrode composed of a negative electrode material and a current collector, and a separator that blocks electrical contact between the positive electrode and the negative electrode and moves lithium ions. Void contains electrolyte for conduction of lithium ion.

상기 음극은 당분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 음극활물질, 도전재, 바인더, (필요에 따라) 충진제 등을 분산매(용매)에 분산, 혼합시켜 슬러리를 만들고 이를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 음극을 제조할 수 있다.The negative electrode may be prepared according to conventional methods known in the art. For example, a negative electrode may be prepared by dispersing and mixing a negative electrode active material, a conductive material, a binder, and a filler (as needed) in a dispersion medium (solvent) to make a slurry, and then applying the same to a negative electrode current collector, followed by drying and rolling. have.

상기 음극활물질로는 리튬 금속, 리튬 합금(예컨대, 리튬과 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐 등과 같은 금속과의 합금), 비정질탄소, 결정질탄소, 탄소복합체 및 SnO2를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode active material may be lithium metal, a lithium alloy (eg, an alloy of lithium with a metal such as aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium, or indium), amorphous carbon, crystalline carbon, carbon composite material And SnO 2 can be used, but is not necessarily limited thereto.

상기 음극 집전체로는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 은(Ag), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 스테인리스스틸(STS), 구리(Cu), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 카본(C), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), ITO(In doped SnO2), FTO(F doped SnO2), 및 이들의 합금과, 구리(Cu) 또는 스테인리스스틸의 표면에 카본(C), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 또는 은(Ag)을 표면 처리한 것 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 음극 집전체의 형태는 호일, 필름, 시트, 펀칭된 것, 다공질체, 발포체 등의 형태일 수 있다.
The negative electrode current collector is platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), iridium (Ir), silver (Ag), ruthenium (Ru), nickel (Ni), stainless steel (STS), copper (Cu ), Molybdenum (Mo), chromium (Cr), carbon (C), titanium (Ti), tungsten (W), ITO (In doped SnO 2 ), FTO (F doped SnO 2 ), and alloys thereof The surface of carbon (C), nickel (Ni), titanium (Ti), or silver (Ag) may be used on the surface of copper (Cu) or stainless steel, but is not limited thereto. The negative electrode current collector may be in the form of a foil, a film, a sheet, a punched material, a porous body, a foam, or the like.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되어 이들 사이의 단락을 방지하고 리튬이온의 이동 통로를 제공하는 역할을 한다.The separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit therebetween and serves to provide a movement passage of lithium ions.

분리막으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 올레핀계 폴리머, 유리섬유 등을 시트, 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포 등의 형태로 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질(예컨대, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등)이 사용되는 경우에는 상기 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 구체적으로는, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막을 사용한다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10㎛, 두께는 일반적으로 5 ~ 300㎛ 범위일 수 있다.
As the separator, an olefin polymer such as polyethylene or polypropylene, glass fiber, or the like may be used in the form of a sheet, a multilayer, a microporous film, a woven fabric, and a nonwoven fabric, but is not limited thereto. On the other hand, when a solid electrolyte such as a polymer (eg, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, etc.) is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator. Specifically, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 ~ 10㎛, the thickness may generally range from 5 ~ 300㎛.

상기 전해액으로는 비수계 전해액(비수계 유기 용매)으로서 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The electrolyte may be used alone or as a mixture of two or more kinds of carbonate, ester, ether or ketone as a non-aqueous electrolyte (non-aqueous organic solvent), but is not limited thereto.

예를 들어, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 에틸프로필 카보네이트, 메틸에틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, γ-부틸로락톤, n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 인산 트리에스테르, 디부틸 에테르, N-메틸-2-피롤리디논, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란과 같은 테트라하이드로푸란 유도체, 디메틸설폭시드, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런 및 그 유도체, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산 메틸, 트리메톡시 메탄, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기 용매가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.For example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methylpropyl carbonate, ethylpropyl carbonate, methylethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butylolactone, n-methyl acetate, n- Such as ethyl acetate, n-propyl acetate, phosphoric acid triesters, dibutyl ether, N-methyl-2-pyrrolidinone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran Tetrahydrofuran derivatives, dimethyl sulfoxide, formamide, dimethylformamide, dioxolon and derivatives thereof, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, trimethoxy methane, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3 Aprotic organic solvents such as dimethyl-2-imidazolidinone, methyl propionate and ethyl propionate may be used, but are not limited thereto. It is not.

상기 전해액에는 리튬염을 더 첨가하여 사용할 수 있으며(이른바, 리튬염 함유 비수계 전해액), 상기 리튬염으로는 비수계 전해액에 용해되기 좋은 공지의 것, 예를 들어 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiPF3(CF2CF3)3, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Lithium salt may be further added to the electrolyte solution (so-called lithium salt-containing non-aqueous electrolyte solution), and the lithium salt may be well-known in the non-aqueous electrolyte solution, for example, LiCl, LiBr, LiI, and LiClO 4. , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiPF 3 (CF 2 CF 3 ) 3, LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, lithium chloroborane, lower aliphatic lithium carbonate, lithium 4-phenylborate, imide, and the like, but are not necessarily limited thereto.

상기 (비수계) 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위해 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온보존 특성을 향상시키기 위해 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
In the (non-aqueous) electrolyte, pyridine, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, for the purpose of improving charge and discharge characteristics, flame retardancy, and the like. Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrroles, 2-methoxy ethanol, aluminum trichloride, etc. It may be. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further included to impart nonflammability, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics.

본 발명의 리튬이차전지는 당분야의 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 양극과 음극 사이에 다공성의 분리막을 넣고, 비수 전해액을 투입함으로써 제조할 수 있다.
The lithium secondary battery of the present invention can be manufactured according to a conventional method in the art. For example, a porous separator may be placed between the positive electrode and the negative electrode, and the nonaqueous electrolyte may be added.

본 발명에 따른 리튬이차전지는 고속 충, 방전 사이클 조건에서 향상된 용량 특성(급격한 용량 저하 방지)을 나타낼 뿐만 아니라, 사이클 특성, 레이트 특성 및 수명 특성이 우수한 바, 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 적용됨은 물론, 중대형 디바이스의 전원인 전지모듈의 단위전지로 특히 적합하게 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention not only exhibits an improved capacity characteristic (prevents a sudden drop in capacity) under high-speed charging and discharging cycle conditions, but also has excellent cycle characteristics, rate characteristics, and life characteristics. Of course, the present invention can be particularly suitably used as a unit cell of a battery module which is a power source for medium and large devices.

이러한 측면에서, 본 발명은 또한 상기 리튬이차전지 2 이상이 전기적으로 연결(직렬 또는 병렬 연결)되어 포함된 전지모듈을 제공한다. 상기 전지모듈에 포함되는 리튬이차전지의 수량은 전지모듈의 용도 및 용량 등을 고려하여 다양하게 조절될 수 있음은 물론이다. In this aspect, the present invention also provides a battery module comprising two or more of the lithium secondary battery is electrically connected (serial or parallel connection). The number of lithium secondary batteries included in the battery module may be variously adjusted in consideration of the purpose and capacity of the battery module.

나아가, 본 발명은 당분야의 통상적인 기술에 따라 상기 전지모듈을 전기적으로 연결한 전지팩을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a battery pack in which the battery module is electrically connected according to a conventional technique in the art.

상기 전지모듈 및 전지팩은 파워 툴(Power Tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 전기 트럭; 전기 상용차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용가능하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
The battery module and the battery pack is a power tool (Power Tool); Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs); Electric truck; Electric commercial vehicle; Or, any one or more of the power storage system can be used as a medium-large device power supply, but is not necessarily limited thereto.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, these examples are provided only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.

실시예Example

표면코팅된Surface coated 양극활물질의Cathode active material 제조 Produce

0.5Li2MnO3·0.5Li(Mn0 .32Ni0 .44Co0 .24)O2를 LiBO2와 메탄올 액상에서 혼합한 다음, 혼합물을 600℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하여 화학적으로 표면코팅된 Mn-rich 양극활물질을 제조하였다.
0.5Li 2 MnO 3 · 0.5Li, and then, the surface of the mixture to chemical and heat treated for 2 hours at a temperature of 600 ℃ mixing (Mn Ni 0 .32 0 .44 0 .24 Co) O 2 in methanol liquid and LiBO 2 Coated Mn-rich cathode active material was prepared.

양극의 제조Manufacture of anode

상기 표면코팅된 양극활물질 90 중량%; 도전재로 Super-P 5 중량%; 및 바인더로 KF1100 5 중량%;를 함께 NMP에 첨가하여 슬러리를 만들었다. 이를 양극 집전체인 알루미늄(Al) 포일 위에 코팅하고 압연 및 건조하여 리튬이차전지용 양극을 제조하였다. (로딩 = 4.0 mAh/㎠)
90 wt% of the surface-coated cathode active material; 5 wt% Super-P as the conductive material; And 5% by weight of KF1100 as a binder; were added together to NMP to make a slurry. This was coated on an aluminum (Al) foil as a positive electrode collector, rolled and dried to prepare a positive electrode for a lithium secondary battery. (Loading = 4.0 mAh / cm 2)

음극의 제조Cathode manufacturing

음극활물질로 SiOx(0<x<2) 및 흑연재(상품명: MAGV2) (SiOx:흑연재의 중량비 = 33:67) 88 중량%; 도전재로 CNT 4 중량%; 바인더로 LSR(Liquid Silicone Rubber) 및 CMC 8 중량%;를 함께 NMP에 첨가하여 슬러리를 만들었다. 이를 음극 집전체인 구리(Cu) 포일 위에 코팅하고 압연 및 건조하여 리튬이차전지용 음극을 제조하였다. (로딩 = 3.6 mAh/㎠)
SiO x (0 <x <2) and graphite material (trade name: MAGV2) (SiO x : weight ratio of graphite material = 33:67) as a negative electrode active material; 4 wt% CNT as the conductive material; A slurry was added by adding LSR (Liquid Silicone Rubber) and CMC 8% by weight to NMP together as a binder. It was coated on a copper (Cu) foil, which is a negative electrode current collector, and rolled and dried to prepare a negative electrode for a lithium secondary battery. (Loading = 3.6 mAh / cm 2)

리튬이차전지의The lithium secondary battery 제조 Produce

상기와 같이 제조된 양극과 음극 사이에 다공성 폴리에틸렌의 분리막을 개재하고, 리튬염 함유 비수계 전해액(1.2M의 LiPF6가 에틸렌카보네이트(EC):디메틸카보네이트(DMC):에틸메틸카보네이트(EMC) = 2:4:4의 부피비로 혼합된 유기용매에 용해된 것)을 주입하여, 폴리머 타입 리튬이차전지를 제조하였다.
And interposing a porous polyethylene separator between the positive electrode and the negative electrode prepared as described above, a lithium salt-containing non-aqueous liquid electrolyte (LiPF 6 of 1.2M ethylene carbonate (EC): dimethyl carbonate (DMC): ethyl methyl carbonate (EMC) = And dissolved in an organic solvent mixed in a volume ratio of 2: 4: 4 to prepare a polymer type lithium secondary battery.

비교예Comparative Example

양극활물질로서 표면코팅이 안 된 0.5Li2MnO3·0.5Li(Mn0 .32Ni0 .44Co0 .24)O2를 사용한 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 리튬이차전지를 제조하였다.
Producing an image, and is a lithium secondary battery in the same manner as in Example, except that a cathode active material with a surface coating is not a 0.5Li 2 MnO 3 · 0.5Li (Mn 0 .32 Ni 0 .44 Co 0 .24) O 2 It was.

실험예Experimental Example

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 리튬이차전지에 대하여 방전속도별로 용량 및 수명을 테스트하여, 그 결과를 하기 도 1 및 2에 나타내었다.
The capacity and lifespan of the lithium secondary batteries manufactured according to the Examples and Comparative Examples were tested for each discharge rate, and the results are shown in FIGS. 1 and 2.

도 1을 참고하면, 실시예의 경우 비교예 대비 높은 C-rate에서 용량의 감소 폭이 크게 줄어드는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, in the case of the embodiment, it can be seen that the decrease in capacity is greatly reduced at higher C-rate than the comparative example.

도 2를 참고하면, 실시예의 경우 비교예 대비 사이클 특성이 더욱 우수함을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that in the case of the example, the cycle characteristics are superior to those of the comparative example.

또한, 실시예의 경우 비교예 대비 2/3 정도의 용매(NMP) 사용만으로도 동일한 점도의 양극 슬러리를 제조할 수 있었다.
In addition, in the case of the embodiment it was possible to prepare a positive electrode slurry of the same viscosity only by using a solvent (NMP) of about 2/3 compared to the comparative example.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of the present invention should be interpreted based on the scope of the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be interpreted in accordance with the following claims: It is to be understood that the invention is not limited thereto.

Claims (10)

하기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물의 표면이 LiBO2로 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극활물질:
[화학식 1]
xLi2MnO3·(1-x)LiyMO2
상기 화학식 1에서,
0<x<1이고,
0.9≤y≤1.2이며,
M은 Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.
A cathode active material for a lithium secondary battery, characterized in that the surface of the lithium manganese oxide represented by Formula 1 is coated with LiBO 2 :
[Chemical Formula 1]
xLi 2 MnO 3 (1-x) Li y MO 2
In Formula 1,
0 <x <1,
0.9≤y≤1.2,
M is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg and B.
제1항에 있어서,
상기 LiBO2는 양극활물질 총 중량 기준으로 0.5 ~ 15 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 양극활물질.
The method of claim 1,
The LiBO 2 is a positive electrode active material, characterized in that it comprises 0.5 to 15% by weight based on the total weight of the positive electrode active material.
제1항에 따른 양극활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극.
A cathode for a lithium secondary battery comprising the cathode active material according to claim 1.
제3항에 있어서,
도전성 탄소 및 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극.
The method of claim 3,
A cathode for a lithium secondary battery, further comprising conductive carbon and a binder.
제3항에 따른 양극을 포함하는 리튬이차전지.
A lithium secondary battery comprising the positive electrode according to claim 3.
제5항에 따른 리튬이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈 또는 전지팩.
A battery module or a battery pack comprising a plurality of lithium secondary batteries according to claim 5 electrically connected.
제6항에 있어서,
상기 전지모듈 또는 전지팩은 파워 툴(Power Tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 전기 트럭; 전기 상용차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 또는 전지팩.
The method according to claim 6,
The battery module or the battery pack is a power tool (Power Tool); Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs); Electric truck; Electric commercial vehicle; Or a battery module or a battery pack, characterized in that used as a power source for any one or more of the system for power storage.
a) 하기 화학식 1로 표시되는 리튬망간산화물을 LiBO2와 혼합하는 단계; 및
b) 상기 혼합물을 화학적으로 표면코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항에 따른 양극활물질의 제조방법:
[화학식 1]
xLi2MnO3·(1-x)LiyMO2
상기 화학식 1에서,
0<x<1이고,
0.9≤y≤1.2이며,
M은 Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이다.
a) mixing the lithium manganese oxide represented by Formula 1 with LiBO 2 ; And
b) a method for producing a cathode active material according to claim 1, comprising chemically surface coating the mixture:
[Chemical Formula 1]
xLi 2 MnO 3 (1-x) Li y MO 2
In Formula 1,
0 <x <1,
0.9≤y≤1.2,
M is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn, Ti, Al, Mg and B.
제8항에 있어서,
상기 a) 단계의 혼합은 액상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. The method of claim 8,
Mixing of step a) is characterized in that the manufacturing method is carried out in the liquid phase.
제8항에 있어서,
상기 b) 단계에서 화학적인 표면코팅은 250℃ ~ 1000℃의 온도에서 열처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. The method of claim 8,
Chemical surface coating in the step b) is characterized in that it is carried out by heat treatment at a temperature of 250 ℃ ~ 1000 ℃.
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