KR20150090963A - Positive electrode active material for rechargable lithium battery, method for synthesis the same, and rechargable lithium battery including the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a positive electrode active material for a porous lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the same, wherein the positive electrode active material for a porous lithium secondary battery comprises a core represented by Chemical Formula 1 and a coating layer disposed on a surface of the core, and the coating layer includes aluminum, aluminum oxide, lithium aluminum oxide, or a combination thereof. [Chemical Formula 1] Li_xM_yO_2 In Chemical Formula 1, M is [Ni_aCo_bMn_((1-a-b))]_(1-c-)_dZr_cW_d, 0.9<=x<=1.5, 0.9<=y<=1.1, 0.4<=a<=0.8, 0<b<=0.4, 0<c<=0.01, and 0<=d<=0.005.

Description

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGABLE LITHIUM BATTERY, METHOD FOR SYNTHESIS THE SAME, AND RECHARGABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery including the lithium secondary battery. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

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

전지는 내부에 들어 있는 화학 물질의 전기 화학적 산화 환원 반응시 발생하는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로, 전지 내부의 에너지가 모두 소모되면 폐기하여야 하는 일차 전지와 여러 번 충전할 수 있는 이차 전지로 나눌 수 있다. 이 중 이차 전지는 화학 에너지와 전기 에너지의 가역적 상호 변환을 이용하여 여러 번 충방전하여 사용할 수 있다.A battery is a device that converts the chemical energy generated by an electrochemical oxidation-reduction reaction of an internal chemical substance into electrical energy. When the energy inside the battery is exhausted, the primary battery and the rechargeable secondary battery . Among them, the secondary battery can be used by charging and discharging several times by using reversible conversion between chemical energy and electric energy.

최근 첨단 전자산업의 발달로 전자 장비의 소형화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬 이차 전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.Background Art [0002] With the recent development of high-tech electronics industry, it is becoming possible to miniaturize and lighten electronic equipments, and the use of portable electronic equipments is increasing. The need for a battery having a high energy density as a power source for such portable electronic devices has been increased, and research on lithium secondary batteries has been actively conducted.

이러한 리튬 이차 전지는 리튬을 인터칼레이션(intercalation) 및 디인터칼레이션(deintercalation)할 수 있는 양극 활물질을 포함하는 양극 및 리튬을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 음극을 포함하는 전지 셀에 전해질을 주입하여 사용된다.Such a lithium secondary battery includes a positive electrode including a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium and a negative electrode including a negative active material capable of intercalating and deintercalating lithium And the electrolyte is injected into the battery cell.

이 중 양극 활물질로 다양한 전이 금속을 포함하는 산화물을 사용하여 전지 특성을 개선하는 연구가 진행되고 있다. 전이 금속을 포함하는 산화물로는 예컨대 리튬 코발트계 산화물, 리튬 니켈계 산화물, 또는 리튬 망간계 산화물 등을 들 수 있다.Among them, studies have been made to improve the battery characteristics by using an oxide containing various transition metals as a cathode active material. Examples of the oxide containing a transition metal include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide and the like.

현재 활발하게 연구 개발되고 있는 양극재료로 LiCoO2는 안정된 충방전특성, 우수한 전자전도성, 높은 열적 안정성 및 평탄한 방전전압 특성을 갖는 뛰어난 물질이나, 코발트는 매장량이 적고 고가인 데다가 인체에 대한 독성이 있기 때문에 다른 양극 재료 개발이 요망된다. LiCoO 2 is a superior cathode material with stable charge / discharge characteristics, excellent electron conductivity, high thermal stability and flat discharge voltage characteristics, but cobalt has a low storage capacity, high cost and toxicity to human body Therefore, development of other cathode materials is desired.

LiNiO2는 재료합성에 어려움이 있을 뿐만 아니라 열적 안정성에 문제가 있어 상품화되지 못하고 있으며, LiMn2O4는 저가격 제품에 일부가 상품화되고 있다. 그러나, 스피넬 구조를 갖는 LiMn2O4는 이론용량이 148mAh/g 정도로 다른 재료에 비해 작고, 3차원 터널 구조를 갖기 때문에 리튬이온의 삽입 및 탈리시 확산저항이 커서 확산 계수가 2차원 구조를 갖는 LiCoO2와 LiNiO2에 비해 낮으며, 수명 특성이 좋지 않다. LiNiO 2 is difficult to synthesize materials and has not been commercialized due to a problem of thermal stability, and LiMn 2 O 4 is partly commercialized at a low price. However, since LiMn 2 O 4 having a spinel structure has a theoretical capacity of about 148 mAh / g and is smaller than other materials and has a three-dimensional tunnel structure, diffusion resistance is large when lithium ions are inserted and removed, It is lower than LiCoO 2 and LiNiO 2 , and has poor life characteristics.

상기 문제점들을 극복할 수 있는 재료로서 층상 결정구조를 갖는 재료들에 관해 많은 연구가 진행되어 왔다. 이중 에서 최근 가장 각광받는 층상 결정구조를 갖는 재료로 리튬 니켈코발트망간계 산화물 들 수 있다. 이 재료는 LiCoO2에 비해 저가격, 고용량, 우수한 열적 안정성 등의 특성을 나타낸다. 그러나 이 재료는 충방전 사이클 특성, 레이트 특성, 열정 안정성 등을 동시에 만족시키기에는 한계가 있다. As a material capable of overcoming the above problems, much research has been conducted on materials having a layered crystal structure. Of these, lithium nickel cobalt manganese-based oxides can be used as a material having a layered crystal structure most recently exposed. This material exhibits properties such as low cost, high capacity and excellent thermal stability compared to LiCoO 2 . However, this material has a limitation in satisfying the charging / discharging cycle characteristic, the rate characteristic, the heat stability and the like at the same time.

이에, 전지 특성을 향상시키기 위하여 상기 리튬 니켈코발트망간계 산화물에 지르코늄 등의 다른 전이금속을 도핑하는 시도들과 상기 리튬 니켈코발트망간계 산화물에 다른 금속을 코팅하는 연구들이 활발히 진행되고 있다.
In order to improve the battery characteristics, attempts have been made to coat the lithium nickel cobalt manganese oxide with another transition metal such as zirconium and other metals to coat the lithium nickel cobalt manganese oxide with another metal.

충방전 특성과 고율 특성, 수명 특성 등이 우수한 다공성의 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
A cathode active material for a lithium secondary battery having excellent charge / discharge characteristics, high rate characteristics, and long life characteristics, a method for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same.

본 발명의 일 구현예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물, 및 상기 금속 산화물의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 알루미늄, 알루미늄 산화물, 리튬알루미늄 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 다공성의 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a metal oxide represented by the following Chemical Formula 1 and a coating layer disposed on the surface of the metal oxide, wherein the coating layer is formed of a porous material including aluminum, aluminum oxide, lithium aluminum oxide, Of the positive electrode active material for a lithium secondary battery.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

LixMyO2 Li x M y O 2

상기 화학식 1에서 M은 [NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd이고, 0.9≤x≤1.5, 0.9≤y≤1.1, 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다. Wherein M is represented by [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d , 0.9? X? 1.5, 0.9? Y? 1.1, 0.4? A? 0.8, 0 <b ? 0.4, 0 < c? 0.01, and 0? D?

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 내부에 기공을 가지고, 상기 기공의 평균 크기는 10nm 내지 1㎛일 수 있다. The cathode active material for a lithium secondary battery has pores therein, and the average size of the pores may be 10 nm to 1 탆.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 입경은 2㎛ 내지 10㎛일 수 있다. The particle size of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 2 탆 to 10 탆.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 탭밀도는 1 내지 1.9 g/ml일 수 있다. The tap density of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 1 to 1.9 g / ml.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 비표면적은 0.8 내지 1.3 m2/g일 수 있다. The specific surface area of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 0.8 to 1.3 m 2 / g.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 구형일 수 있다. The cathode active material for the lithium secondary battery may be spherical.

상기 화학식 1에서 0.6≤a≤0.8일 수 있다.In Formula 1, 0.6? A? 0.8 may be satisfied.

상기 코팅층은 상기 코어 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 포함될 수 있다. The coating layer may be included in an amount of 0.001 to 0.01 mole per mole of the core.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 공침법으로 하기 화학식 2의 전구체를 제조하는 단계; 상기 화학식 2의 전구체 및 리튬 원료를 용매에 투입하고 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계; 상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 전구체 용액을 분무 건조하는 단계; 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계; 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계; 및 건조된 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a precursor of formula (2) by coprecipitation; Adding a precursor of Formula 2 and a lithium source to a solvent and mixing to prepare a precursor solution; Pulverizing the precursor solution; Spray drying the pulverized precursor solution; Heat-treating the spray-dried material to produce a lithium-transition metal composite oxide; Adding the lithium-transition metal composite oxide and the aluminum compound to a solvent, mixing and drying the mixture; And heat treating the dried material. The present invention also provides a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery.

[화학식 2](2)

[NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd (OH)2 [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d ( OH) 2

상기 화학식 2에서 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다.0.4? A? 0.8, 0? B? 0.4, 0 <c? 0.01, and 0? D?

상기 화학식 2의 전구체의 평균 입경은 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.The average particle size of the precursor of the formula (2) may be 1 탆 to 20 탆.

상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계는 상기 전구체 및 상기 리튬 원료의 입경이 0.3 ㎛ 이하가 되도록 분쇄하는 것일 수 있다. The step of pulverizing the precursor solution may be such that the particle size of the precursor and the lithium source is not more than 0.3 탆.

상기 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계에서 상기 열처리는 860 내지 890℃에서 수행될 수 있고, 24 내지 36 시간 동안 수행될 수 있다. In the step of preparing the lithium-transition metal composite oxide by heat-treating the spray-dried material, the heat treatment may be performed at 860 to 890 ° C, and may be performed for 24 to 36 hours.

상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계에서, 상기 용매는 물일 수 있다.In the step of adding the lithium-transition metal composite oxide and the aluminum compound to a solvent and mixing and drying the solvent, the solvent may be water.

상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 설페이트, 알루미늄 나이트레이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 클로라이드, 또는 이들의 조합일 수 있다.The aluminum compound may be aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum acetate, aluminum chloride, or a combination thereof.

상기 알루미늄 화합물은 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 첨가될 수 있다. The aluminum compound may be added in an amount of 0.001 to 0.01 mole based on 1 mole of the lithium-transition metal composite oxide.

상기 건조된 물질을 열처리하는 단계는 550℃ 내지 750℃에서 수행될 수 있고, 5 내지 10시간 동안 수행될 수 있다. The heat treatment of the dried material may be performed at 550 ° C to 750 ° C, and may be performed for 5 to 10 hours.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는 상기 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극, 및 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte containing the positive electrode active material.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

일 구현예에 따른 양극 활물질과 이를 포함하는 리튬 이차 전지는 고율 특성 및 수명 특성 등이 우수하다.
The positive electrode active material according to one embodiment and the lithium secondary battery including the same have excellent high-rate characteristics and life characteristics.

도 1은 비교예 1의 양극 활물질에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 비교예 2의 양극 활물질에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 1의 양극 활물질에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 실시예 1의 양극 활물질과 그 단면에 대한 주사전자현미경 사진이다
도 5는 실시예 1의 양극 극판의 절단면에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대한 초기 충방전 효율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대한 율별 충방전 특성을 평가한 그래프이다.
도 8은 실시예 1, 2, 및 비교예 1의 전지에 대한 수명 특성 평가 그래프이다.
1 is a scanning electron microscope photograph of a cathode active material of Comparative Example 1. Fig.
2 is a scanning electron micrograph of the cathode active material of Comparative Example 2. Fig.
3 is a scanning electron micrograph of the cathode active material of Example 1. Fig.
4 is a scanning electron microphotograph of the cathode active material of Example 1 and its cross section
5 is a scanning electron microscope photograph of the cut surface of the positive electrode plate of Example 1. Fig.
6 is a graph showing the initial charge / discharge efficiency of the batteries manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the charge / discharge characteristics of the batteries manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, evaluated.
8 is a graph showing life characteristics of batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1;

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

본 발명의 일 구현예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물, 및 상기 금속 산화물의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 알루미늄, 알루미늄 산화물, 리튬알루미늄 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 다공성의 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a metal oxide represented by the following Chemical Formula 1 and a coating layer disposed on the surface of the metal oxide, wherein the coating layer is formed of a porous material including aluminum, aluminum oxide, lithium aluminum oxide, Of the positive electrode active material for a lithium secondary battery.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

LixMyO2 Li x M y O 2

상기 화학식 1에서 M은 [NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd이고, 0.9≤x≤1.5, 0.9≤y≤1.1, 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다. Wherein M is represented by [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d , 0.9? X? 1.5, 0.9? Y? 1.1, 0.4? A? 0.8, 0 <b ? 0.4, 0 < c? 0.01, and 0? D?

상기 양극 활물질은 리튬 니켈코발트망간계 산화물에 지르코늄(Zr) 및/또는 텅스텐(W)이 일정량 도핑되어 있고, 그 표면에 알루미늄, 알루미늄 산화물, 및/또는 리튬알루미늄 산화물 등이 코팅되어 있는 형태일 수 있다.The cathode active material may be a lithium nickel cobalt manganese based oxide doped with zirconium (Zr) and / or tungsten (W) in a predetermined amount and coated with aluminum, aluminum oxide, and / or lithium aluminum oxide have.

또한 상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 다공성으로, 내부에 기공을 가진다. 상기 기공의 평균 크기는 10nm 내지 1㎛, 100nm 내지 1㎛일 수 있다. 이에 따라 상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다. The cathode active material for lithium secondary batteries is porous and has pores therein. The average size of the pores may be 10 nm to 1 탆, and 100 nm to 1 탆. Accordingly, the positive electrode active material for a lithium secondary battery can exhibit excellent battery characteristics.

상기 기공의 평균 크기는 상기 양극 활물질의 단면을 주사전자현미경 등으로 관찰하여 측정한 것으로, 기공의 가장 긴 길이를 의미할 수 있다. The average size of the pores is measured by observing a cross section of the cathode active material with a scanning electron microscope or the like, and may mean the longest length of the pores.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 입경은 2㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 9㎛, 2㎛ 내지 8㎛, 3㎛ 내지 10㎛, 4㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다. The particle size of the cathode active material for a lithium secondary battery may be 2 탆 to 10 탆, specifically 2 탆 to 9 탆, 2 탆 to 8 탆, 3 탆 to 10 탆, and 4 탆 to 10 탆. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

상기 양극 활물질의 입경은 D50을 의미할 수 있으며, D50은 누적 분포 곡선(cumulative size-distribution curve)에서 부피비로 50%에서의 입자 크기를 의미한다.The particle size of the cathode active material may mean D50, and D50 means a particle size at 50% by volume ratio in a cumulative size-distribution curve.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 D90은 10㎛ 내지 18㎛, 10㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다. D90은 누적 분포 곡선에서 부피비로 90%에서의 입자 크기를 의미한다.The D90 of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 10 탆 to 18 탆 and 10 탆 to 15 탆. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics. D90 means the particle size at 90% by volume in the cumulative distribution curve.

또한 상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 D10은 1㎛ 내지 5㎛, 1㎛ 내지 4㎛일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다. D10은 누적 분포 곡선에서 부피비로 10%에서의 입자 크기를 의미한다.The D10 of the cathode active material for the lithium secondary battery may be 1 탆 to 5 탆 and 1 탆 to 4 탆. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics. D10 means the particle size at 10% in volume fraction in the cumulative distribution curve.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 탭밀도는 1 내지 1.9 g/ml, 구체적으로 1 내지 1.8 g/ml, 1 내지 1.7 g/ml, 1 내지 1.6 g/ml일 수 있다. 상기 양극 활물질은 상기 범위의 탭밀도를 만족하여 전극 제조 시 유리하고 극판의 로딩량을 높여 전지의 에너지 밀도를 증가시키고 전지의 고출력 특성을 구현할 수 있다.The tap density of the cathode active material for a lithium secondary battery may be 1 to 1.9 g / ml, specifically 1 to 1.8 g / ml, 1 to 1.7 g / ml, and 1 to 1.6 g / ml. The cathode active material satisfies the tap density within the above range, which is advantageous in electrode production and increases the loading amount of the electrode plate, thereby increasing the energy density of the battery and realizing high output characteristics of the battery.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 비표면적은 0.8 내지 1.3 m2/g, 구체적으로 0.9 내지 1.3 m2/g, 1.0 내지 1.3 m2/g, 0.8 내지 1.2 m2/g일 수 있다. 이에 따라 상기 양극 활물질은 전지의 수명 특성 등을 개선할 수 있다. The specific surface area of the cathode active material for a lithium secondary battery may be 0.8 to 1.3 m 2 / g, specifically 0.9 to 1.3 m 2 / g, 1.0 to 1.3 m 2 / g, and 0.8 to 1.2 m 2 / g. Accordingly, the cathode active material can improve the lifetime characteristics and the like of the battery.

상기 비표면적은 BET (Bnauer-Emmett-Teller) 비표면적을 의미한다.The specific surface area means a BET (Bnauer-Emmett-Teller) specific surface area.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 구형(spherical)일 수 있다. 상기 코팅층은 구형의 금속 산화물 표면에 연속적으로 또는 불연속적으로 형성되어 있을 수 있고, 코팅된 양극 활물질의 최종 형태도 구형을 유지할 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 구현할 수 있다. The cathode active material for the lithium secondary battery may be spherical. The coating layer may be continuously or discontinuously formed on the surface of the spherical metal oxide, and the final shape of the coated cathode active material may be spherical. In this case, the positive electrode active material can realize excellent battery characteristics.

상기 화학식 1에서 x는 Li의 몰비율, t는 M의 몰 비율이다. 리튬의 몰비율인 x는 0.9≤x≤1.5이고, 구체적으로 0.9≤x≤1.4, 0.9≤x≤1.3, 0.9≤x≤1.2일 수 있다.In the above formula (1), x is the molar ratio of Li and t is the molar ratio of M. The molar ratio x of lithium is 0.9? X? 1.5, and specifically 0.9? X? 1.4, 0.9? X? 1.3, 0.9? X? 1.2.

상기 M은 전이금속으로, 니켈, 코발트, 망간, 지르코늄, 및 텅스텐을 포함할 수 있다. 상기 M은 구체적으로 [NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd으로 표시된다. The M may be a transition metal, and may include nickel, cobalt, manganese, zirconium, and tungsten. M is specifically expressed as [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d .

상기 식에서 a는 니켈의 몰비율, b는 코발트의 몰비율이고, c는 지르코늄의 몰비율, d는 텅스텐의 몰비율이다. Where a is the molar ratio of nickel, b is the molar ratio of cobalt, c is the molar ratio of zirconium, and d is the molar ratio of tungsten.

니켈의 몰비율은 0.4≤a≤0.8이다. 일 예로 상기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물은 니켈 리치계 산화물일 수 있는데, 이 때 0.5≤a≤0.8, 0.55≤a≤0.8, 0.6≤a≤0.8일 수 있다. 니켈의 함량이 상기 범위를 만족할 경우 전지의 고율 충방전 특성 및 고율 출력 특성을 구현할 수 있다. 특히 니켈 함량이 증가할 수록 에너지 밀도가 높고 가격 측면에서 유리하다. The molar ratio of nickel is 0.4? A? 0.8. For example, the metal oxide represented by Formula 1 may be a nickel-based oxide, and 0.5? A? 0.8, 0.55 a? 0.8, and 0.6 a? 0.8. When the content of nickel satisfies the above range, high rate charge / discharge characteristics and high output characteristics of the battery can be realized. In particular, the higher the nickel content, the higher the energy density and the better the price.

코발트의 몰비율은 0<b≤0.4로, 구체적으로 0<b≤0.3, 0.1≤b≤0.4, 0.1≤b≤0.3일 수 있다.The molar ratio of cobalt is 0 < b? 0.4, specifically 0 < b? 0.3, 0.1? B? 0.4 and 0.1? B? 0.3.

상기 a와 b의 범위 내에서, 니켈, 코발트, 망간의 비율은 적절히 조절될 수 있다.Within the ranges of a and b above, the ratio of nickel, cobalt and manganese can be suitably controlled.

지르코늄의 몰비율은 0<c≤0.01이며, 구체적으로 0<c≤0.009, 0<c≤0.008, 0<c≤0.007, 0.001≤c≤0.01, 0.001≤c≤0.009, 0.002≤c≤0.008, 0.003≤c≤0.007일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.0 < c < = 0.001, 0.00 < 0.003? C? 0.007. In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

텅스텐의 함량은 0≤d≤0.005로, 구체적으로 0≤d≤0.004, 0≤d≤0.003, 0.0005≤d≤0.005, 0.0006≤d≤0.004, 0.0007≤d≤0.003일 수 있다. 이 경우 상기 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.The content of tungsten may be 0? D? 0.005, specifically 0? D? 0.004, 0? D? 0.003, 0.0005? D? 0.005, 0.0006? D? 0.004 and 0.0007? D? In this case, the cathode active material may exhibit excellent battery characteristics.

상기 코팅층은 상기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 포함될 수 있다. 상기 코팅층의 함량이 상기 범위를 만족할 경우 전지의 충방전 특성, 수명 특성 등이 개선될 수 있다. The coating layer may be contained in an amount of 0.001 to 0.01 mole per 1 mole of the metal oxide represented by the general formula (1). When the content of the coating layer satisfies the above range, the charge / discharge characteristics and life characteristics of the battery can be improved.

상기 양극 활물질은 지르코늄 및/또는 텅스텐을 도핑하여 사용함으로써 전지의 충방전 특성, 수명 특성 등을 개선할 수 있다.The cathode active material can improve charge / discharge characteristics, life characteristics, etc. of the battery by using zirconium and / or tungsten.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 공침법으로 하기 화학식 2의 전구체를 제조하는 단계; 상기 화학식 2의 전구체 및 리튬 원료를 용매에 투입하고 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계; 상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 전구체 용액을 분무 건조하는 단계; 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계; 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계; 및 건조된 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a precursor of formula (2) by coprecipitation; Adding a precursor of Formula 2 and a lithium source to a solvent and mixing to prepare a precursor solution; Pulverizing the precursor solution; Spray drying the pulverized precursor solution; Heat-treating the spray-dried material to produce a lithium-transition metal composite oxide; Adding the lithium-transition metal composite oxide and the aluminum compound to a solvent, mixing and drying the mixture; And heat treating the dried material. The present invention also provides a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery.

[화학식 2](2)

[NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd (OH)2 [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d ( OH) 2

상기 화학식 2에서 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다.0.4? A? 0.8, 0? B? 0.4, 0 <c? 0.01, and 0? D?

상기 제조 방법으로 통하여 전술한 양극 활물질을 제조할 수 있다. 제조된 양극 활물질은 전지의 고율 특성, 출력 특성, 수명 특성 등을 개선할 수 있다. The above-described cathode active material can be produced through the above-described production method. The produced cathode active material can improve the high-rate characteristics, the output characteristics, the life characteristics, and the like of the battery.

상기 화학식 2의 전구체는 공침법에 의해 제조된 것으로, 상기 화학식 2의 전구체의 평균 입경은 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.The precursor of Formula 2 is prepared by co-precipitation, and the average particle size of the precursor of Formula 2 may be 1 to 20 占 퐉.

상기 리튬 원료는 예를 들어 탄산리튬, 수산화리튬, 질산리튬, 산화리튬, 또는 이들의 조합일 수 있다. The lithium source may be, for example, lithium carbonate, lithium hydroxide, lithium nitrate, lithium oxide, or a combination thereof.

상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계는 예를 들어 비드밀(bead mill)을 이용하여 분쇄하는 것일 수 있다. The step of pulverizing the precursor solution may be, for example, grinding using a bead mill.

또한 상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계는 상기 전구체 및 상기 리튬 원료의 입경이 0.3 ㎛ 이하가 되도록 분쇄하는 것일 수 있다. 이 경우 그 다음 단계인 분무 건조 단계를 효과적으로 수행할 수 있다.The step of pulverizing the precursor solution may be carried out such that the particle size of the precursor and the lithium source is 0.3 μm or less. In this case, the spray drying step as the next step can be effectively performed.

상기 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계에서 상기 열처리는 860 내지 890℃에서 수행될 수 있고, 24 내지 36 시간 동안 수행될 수 있다. 이 경우 상기 리튬 전이금속 복합 산화물이 효과적으로 제조될 수 있고, 이를 포함하는 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다. In the step of preparing the lithium-transition metal composite oxide by heat-treating the spray-dried material, the heat treatment may be performed at 860 to 890 ° C, and may be performed for 24 to 36 hours. In this case, the lithium transition metal complex oxide can be effectively produced, and the cathode active material containing the lithium transition metal complex oxide can exhibit excellent battery characteristics.

일 구현예에 따른 양극 활물질의 제조 방법에서는 코팅 방법으로 수계 코팅 방법을 사용하는데, 이때 유기 용매를 사용하지 않고 친환경적인 수계 용매를 사용할 수 있다. 즉, 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계에서, 상기 용매는 물일 수 있다. 이 경우 친환경적이라는 장점이 있다.In the method of preparing a cathode active material according to one embodiment, a water-based coating method is used as a coating method. In this case, an environmentally friendly aqueous solvent can be used without using an organic solvent. That is, in the step of adding the lithium-transition metal composite oxide and the aluminum compound to a solvent and mixing and drying the solvent, the solvent may be water. In this case, it has the advantage of being environmentally friendly.

코팅 원료로 사용되는 상기 알루미늄 화합물은 구체적으로 알루미늄 설페이트, 알루미늄 나이트레이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 클로라이드, 또는 이들의 조합일 수 있다.The aluminum compound used as the coating raw material may specifically be aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum acetate, aluminum chloride, or a combination thereof.

상기 알루미늄 화합물은 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 첨가될 수 있다. 이 경우 전지의 고율 특성, 고출력 특성, 수명 특성 등이 개선될 수 있다. The aluminum compound may be added in an amount of 0.001 to 0.01 mole based on 1 mole of the lithium-transition metal composite oxide. In this case, high-rate characteristics, high-output characteristics, life characteristics, etc. of the battery can be improved.

상기 건조된 물질을 열처리하는 단계는 550℃ 내지 750℃에서 수행될 수 있고, 5 내지 10시간 동안 수행될 수 있다. 이 경우 코팅층이 효과적으로 형성될 수 있고, 이를 포함하는 양극 활물질은 우수한 전지 특성을 나타낼 수 있다.The heat treatment of the dried material may be performed at 550 ° C to 750 ° C, and may be performed for 5 to 10 hours. In this case, the coating layer can be effectively formed, and the cathode active material containing the cathode active material can exhibit excellent battery characteristics.

이와 같이 형성된 코팅층은 알루미늄 산화물을 주로 포함하는 것으로 보인다. 또한 화학식 1의 금속 산화물의 표면에 존재하는 리튬이 코팅층으로 확산되어, 상기 코팅층은 리튬알루미늄 산화물도 포함하는 것으로 보인다.The coating layer thus formed appears to mainly contain aluminum oxide. Also, lithium present on the surface of the metal oxide of Formula 1 diffuses into the coating layer, and the coating layer is also considered to include lithium aluminum oxide.

상기 양극 활물질은 알루미늄, 알루미늄 산화물, 및/또는 리튬알루미늄 산화물 등으로 이루어진 코팅층을 포함함으로써 우수한 전지 특성을 구현할 수 있다.The positive electrode active material may include a coating layer made of aluminum, aluminum oxide, and / or lithium aluminum oxide to achieve excellent battery characteristics.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는 상기 양극 활물질을 포함하는 양극, 음극, 및 전해액을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte containing the positive electrode active material.

상기 양극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성되는 양극 활물질 층을 포함한다. The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector.

상기 집전체로는 Al을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Al may be used as the current collector, but the present invention is not limited thereto.

상기 양극 활물질 층은 양극 활물질, 바인더, 그리고 선택적으로 도전재를 포함한다.The cathode active material layer includes a cathode active material, a binder, and optionally a conductive material.

상기 바인더는 예를 들어 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등일 수 있다. The binder may be selected from, for example, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymers comprising ethylene oxide, Styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like can be used.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로, 전지에서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples of the conductive material include metal powders such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, copper, nickel, aluminum and silver, metal fibers and the like, and conductive materials such as polyphenylene derivatives May be used alone or in combination.

상기 음극은 집전체 및 상기 집전체 위에 형성된 음극 활물질 층을 포함한다. The negative electrode includes a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector.

상기 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The current collector may be a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foil, a copper foil, a polymer substrate coated with a conductive metal, or a combination thereof.

상기 음극 활물질 층은 음극 활물질, 바인더 조성물, 및/또는 도전재를 포함한다.The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, a binder composition, and / or a conductive material.

상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 또는 전이 금속 산화물을 포함한다. The negative electrode active material includes a material capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, or a transition metal oxide.

상기 음극 활물질과 바인더 조성물, 도전재에 대한 설명은 생략한다.Descriptions of the negative electrode active material, the binder composition and the conductive material will be omitted.

상기 전해질은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다. 상기 비수성 유기 용매와 리튬염은 상용되는 것이라면 제한 없이 적용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The electrolyte includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt. The non-aqueous organic solvent and the lithium salt can be used as long as they are compatible with each other, so that detailed explanation is omitted.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐이므로 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following examples are only illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example 1  One

(1) 양극 활물질의 제조(1) Preparation of cathode active material

공침법을 이용하여 전구체 (Ni0 .60Mn0 .20Co0 .20)0.994Zr0 .005W0 .001(OH)2 (5.5㎛)를 합성한다. 상기 전구체와 Li2CO3를 계량하여 증류수에 분산시킨다. 분산된 슬러리는 지르코늄 비드 밀(Zr-bead mill)을 이용하여 작은 입자(Dmax = 0.3㎛ 이하)가 될 때까지 분쇄시킨다. 분쇄된 슬러리를 스프레이 드라이어(Spray Dryer)로 분무 건조한다. Using a coprecipitation method to synthesize a precursor (Ni 0 .60 Mn 0 .20 Co 0 .20) 0.994 Zr 0 .005 W 0 .001 (OH) 2 (5.5㎛). The precursor and Li 2 CO 3 are weighed and dispersed in distilled water. The dispersed slurry is pulverized to a small particle size (Dmax = 0.3 μm or less) using a zirconium bead mill. The pulverized slurry is spray dried with a spray dryer.

분무 건조된 물질 1.5 ~ 5kg을 물라이트(mullite) 재질의 내화갑(saggar)에 충진한 후, 소결로에서 공기(air)분위기로 소성온도 870 ~ 890℃ 조건에서 승온속도 2.85℃/min로 소성한다. 승온 7시간, 유지 10시간, 냉각 2.5시간, 유지5 시간, 냉각 6시간으로 총 30시간 동안 소결한다. 1.5 to 5 kg of the spray dried material was charged into a saggar of mullite and then sintered in an air atmosphere in a sintering furnace at a sintering temperature of 870 to 890 ° C and a sintering temperature of 2.85 ° C / do. Sintered for a total of 30 hours at a temperature of 7 hours, a holding time of 10 hours, a cooling time of 2.5 hours, a holding time of 5 hours and a cooling time of 6 hours.

소결된 물질을 분쇄 분급하여, 리튬니켈코발트망간 복합금속 산화물인 Li1.05(Ni0.60Mn0.20Co0.20)0.994Zr0.005W0.001O2을 얻었다. The sintered material was pulverized and classified to obtain lithium nickel cobalt manganese composite metal oxide Li 1.05 (Ni 0.60 Mn 0.20 Co 0.20 ) 0.994 Zr 0.005 W 0.001 O 2 .

상기 금속 산화물을 상온에서 알루미늄 나이트레이트(Al(NO3)3) 0.005mol 수용액에 분산시켜 10분 동안 코팅하였다. 이후 압력 여과기(filter press)를 이용하여 고/액 분리를 하고, 고압의 프레시 에어(Fresh Air)를 이용하여 활물질 표면의 잔여 수분을 제거하였다. The metal oxide was dispersed in an aqueous solution of 0.005 mol of aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ) at room temperature and coated for 10 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to solid / liquid separation using a filter press, and residual moisture on the surface of the active material was removed using a high-pressure fresh air.

고/액 분리된 활물질은 150℃ 유동층 건조기를 이용하여 건조하였다.The active / liquid separated active material was dried using a fluid bed dryer at 150 ° C.

건조된 활물질 3kg을 물라이트(mullite) 재질의 내화갑(saggar)에 충진 후 열처리로에서 열처리 온도 550~750℃ 조건에서 승온속도 2.85℃/min으로 소성하였다. 승온 3시간, 유지 5시간, 냉각 2시간으로 총 10시간 동안 열처리한다. 3 kg of the dried active material was filled in a saggar of mullite and then fired in a heat treatment furnace at a heat treatment temperature of 550 to 750 ° C at a heating rate of 2.85 ° C / min. Heat for 3 hours, 5 hours and 2 hours for 10 hours.

알루미늄 표면 처리된 활물질을 분쇄 분급하고 최종적으로 Li1.00(Ni0.60Mn0.20Co0.20)0.994Zr0.005W0.001Al0.005O2을 얻었다.The aluminum surface-treated active material was pulverized and classified to obtain Li 1.00 (Ni 0.60 Mn 0.20 Co 0.20 ) 0.994 Zr 0.005 W 0.001 Al 0.005 O 2 .

(2) 리튬 이차 전지((2) Lithium secondary battery ( HalfHalf -- cellcell )의 제조)

상기에서 제조된 양극 활물질과 도전제(Denka black), 바인더(PVDF)의 질량비가 94:3:3이 되도록 N-메틸-2피롤리돈 용매에서 균일하게 혼합하였다. 상기의 혼합물을 알루미늄 호일에 고르게 도포한 후 롤프레스에서 압착하고 100℃ 진공오븐에서 12시간 진공 건조하여 양극을 제조하였다. The mixture was uniformly mixed in a N-methyl-2-pyrrolidone solvent such that the weight ratio of the cathode active material to the conductive material (Denka black) and the binder (PVDF) was 94: 3: 3. The mixture was uniformly applied to an aluminum foil, compressed by a roll press, and vacuum-dried in a vacuum oven at 100 캜 for 12 hours to prepare a positive electrode.

로딩 레벨은 8.5±0.5mg/cm2이고, 극판 밀도는 3±0.1g/cm3이며, 극판 두께는 40.0±1.0㎛이다.The loading level is 8.5 +/- 0.5 mg / cm 2 , the density of the electrode plate is 3 ± 0.1 g / cm 3 , and the thickness of the electrode plate is 40.0 ± 1.0 μm.

상대 전극으로 Li-metal을 사용하고, 전해액으로 EC:EMC = 1:2인 혼합용매에 1몰의 LiPF6용액을 액체 전해액으로 사용하여 통상적인 제조방법에 따라 2032 반쪽 전지(half coin cell)를 제조하였다. A 2032 half-coin cell was prepared according to a conventional method using Li-metal as a counter electrode and 1 mole of LiPF 6 solution as a liquid electrolyte in a mixed solvent of EC: EMC = 1: 2 as an electrolyte .

실시예Example 2 2

공침법으로 합성한 전구체로 (Ni0 .60Mn0 .20Co0 .20)0.995Zr0 .005(OH)2 (11.2㎛)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 활물질과 반쪽 전지를 제조하였다. (OH) 2 (11.2 탆) was used as a precursor synthesized by coprecipitation method (Ni 0 .60 Mn 0 .20 Co 0 .20 ) and 0.995 Zr 0 .005 A half cell was manufactured.

비교예Comparative Example 1 One

공침법으로 합성한 전구체를 사용하지 않고, 원재료인 Li2CO3, Ni(OH)2, Co(OH)2, Mn3O4, Zr(OH)4, 및 WO3를 증류수에 분산시킨 슬러리를 분쇄 후 분무 건조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 활물질 및 반쪽 전지를 제조하였다. A slurry obtained by dispersing raw materials such as Li 2 CO 3 , Ni (OH) 2 , Co (OH) 2 , Mn 3 O 4 , Zr (OH) 4 and WO 3 in distilled water without using a precursor synthesized by coprecipitation Was crushed and spray-dried, a cathode active material and a half-cell were prepared in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative Example 2 2

공침법으로 합성한 전구체를 사용하되, 분무 건조 방법을 사용하지 않고, 상기 전구체와 리튬 원료를 혼합하여 열처리한 후 알루미늄을 코팅하는 방법을 통해 양극 활물질을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 반쪽 전지를 제조하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that the precursor synthesized by the coprecipitation method was used, but the cathode active material was prepared by mixing the precursor with the lithium source and then heat-treating the aluminum precursor without using the spray drying method To prepare a half-cell.

평가예Evaluation example 1: 활물질의 물성 평가 1: Evaluation of physical properties of active material

상기 실시예 1, 2, 비교예 1 및 2의 양극 활물질에 대한 입도 분포와 탭밀도 및 비표면적을 측정하여 아래 표 1에 기재하였다.The particle size distribution, tap density and specific surface area of the cathode active materials of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were measured and reported in Table 1 below.

측정항목Metrics 비교예 1
(습식 활물질)
Comparative Example 1
(Wetting active material)
비교예 2
(공침 활물질)
Comparative Example 2
(Coprecipitated active material)
실시예 1
(공침+습식)
Example 1
(Co-op + wet)
실시예 2
(공침+습식)
Example 2
(Co-op + wet)
입도분포
(㎛)
Particle size distribution
(탆)
DminDmin 0.360.36 2.612.61 1.641.64 1.641.64
D10D10 3.463.46 5.695.69 3.213.21 3.583.58 D50D50 9.899.89 11.2011.20 6.516.51 7.167.16 D90D90 19.3619.36 23.1823.18 13.1713.17 13.6113.61 DmaxDmax 31.2931.29 38.9538.95 24.7124.71 21.2821.28 탭밀도 (g/ml)Tap density (g / ml) 2.262.26 1.781.78 1.511.51 1.331.33 BET 비표면적 (m2/g)BET specific surface area (m 2 / g) 0.460.46 0.180.18 1.001.00 1.051.05

또한 상기 비교예 1, 2, 및 실시예 1의 양극 활물질에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진을 각각 도 1, 2, 및 3에 나타내었다. 실시예 1의 사진인 도 3을 참고하면 구형이면서 다공성인 활물질이 제조되었음을 확인할 수 있다. SEM photographs of the cathode active materials of Comparative Examples 1, 2, and 1 are shown in FIGS. 1, 2, and 3, respectively. Referring to FIG. 3, which is a photograph of Example 1, it can be seen that a spherical and porous active material was produced.

평가예Evaluation example 2: 활물질 및  2: active material and 극판의Plate 단면 분석 Section analysis

도 4는 실시예 1의 양극 활물질과 그 단면에 대한 주사전자현미경 사진이다. 도 4를 참고하면 실시예 1의 양극 활물질 내부에는 기공이 많이 존재함을 확인할 수 있다. 4 is a scanning electron microscope (SEM) image of the cathode active material of Example 1 and its cross section. Referring to FIG. 4, it can be seen that there are many pores in the cathode active material of Example 1.

도 5는 실시예 1의 양극 극판의 절단면에 대한 주사전자현미경 사진이다. 도 5를 참고하면, 극판을 높은 압연 밀도(3±0.1g/cm3)로 밀링하더라도 실시예 1의 양극 활물질에는 물리적인 파쇄 현상 등의 손상이 거의 나타나지 않았음을 알 수 있다. 5 is a scanning electron microscope photograph of the cut surface of the positive electrode plate of Example 1. Fig. Referring to FIG. 5, even when the electrode plate was milled at a high rolling density (3 ± 0.1 g / cm 3 ), it was found that the cathode active material of Example 1 showed almost no damage such as physical fracture phenomenon.

평가예Evaluation example 3: 전지의  3: 충방전Charging and discharging 특성  characteristic

실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대하여 초기 충방전 효율을 측정하여 그 결과를 도 6 및 아래 표 2에 나타내었다. The initial charge and discharge efficiencies of the batteries prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured, and the results are shown in FIG. 6 and Table 2 below.

충전 조건: CC/CV 0.1C 4.4V, 1/20C 컷오프Charging conditions: CC / CV 0.1C 4.4V, 1 / 20C cutoff

방전 조건: CC, 0.1C 3.0V 컷오프Discharge condition: CC, 0.1C 3.0V cutoff

비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 충전용량(mAh/g)Charging capacity (mAh / g) 208.6208.6 206.1206.1 206.7206.7 방전용량(mAh/g)Discharge capacity (mAh / g) 188.3188.3 187.2187.2 189.7189.7 효율(%)efficiency(%) 90.390.3 90389038 91.891.8

도 6 및 상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 및 2의 초기 효율이 비교예에 비하여 우수함을 알 수 있다. Referring to FIG. 6 and Table 2, it can be seen that the initial efficiencies of Examples 1 and 2 are superior to those of Comparative Examples.

평가예Evaluation example 4: 전지의  4: 율별By rate 특성 characteristic

실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 전지에 대하여 율별 특성을 평가하여 그 결과를 도 7 및 아래 표 3에 나타내었다. 충방전 조건은 상기 평가예 3의 경우와 동일하다.The characteristics of the batteries prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated according to the rate. The results are shown in FIG. 7 and Table 3 below. Charging and discharging conditions were the same as those in Evaluation Example 3 above.

C-rateC-rate 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 0.10.1 100100 100.0100.0 100.0100.0 0.20.2 97.997.9 97.797.7 97.997.9 0.50.5 95.195.1 94.694.6 94.894.8 1.01.0 91.991.9 92.392.3 92.292.2 2.02.0 88.888.8 89.689.6 89.789.7 5.05.0 81.981.9 85.685.6 85.485.4

상기 표 3에 기재한 수치는 율별 충방전 효율(%)을 의미한다.The values shown in Table 3 mean the charge-discharge efficiency (%) by rate.

상기 표 3과 도 7을 참고하면 실시예의 경우 비교예에 비하여 고율에서의 출력특성이 더 우수함을 확인할 수 있다. Referring to Table 3 and FIG. 7, it can be confirmed that the output characteristics at the high rate are better in the embodiment than the comparative example.

평가예Evaluation example 5: 전지의 수명 특성 평가 5: Evaluation of battery life characteristics

실시예 1, 2, 및 비교예 1의 전지에 대하여 수명 특성을 평가하여 그 결과를 도 8 및 하기 표 4에 나타내었다. 충방전 조건은 상기 평가예 3의 경우와 동일하다.Life characteristics of the batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated. The results are shown in Fig. 8 and Table 4 below. Charging and discharging conditions were the same as those in Evaluation Example 3 above.

첫 번째 방전용량(mAh/g)The first discharge capacity (mAh / g) 50사이클 째 방전용량 (mAh/g)50th discharge capacity (mAh / g) 용량 유지율(%)Capacity retention rate (%) 비교예 1Comparative Example 1 171.9171.9 162.0162.0 94.294.2 실시예 1Example 1 171.7171.7 165.3165.3 96.396.3 실시예 2Example 2 174.1174.1 166.6166.6 95.795.7

상기 표 4 및 도 8을 참고하면, 실시예의 경우 비교예에 비하여 수명 특성이 더욱 우수하다는 것을 알 수 있다. Referring to Table 4 and FIG. 8, it can be seen that the life characteristics of the Examples are better than those of the Comparative Examples.

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

Claims (19)

하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물, 및
상기 금속 산화물의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하고,
상기 코팅층은 알루미늄, 알루미늄 산화물, 리튬알루미늄 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 다공성의 리튬 이차 전지용 양극 활물질:
[화학식 1]
LixMyO2
상기 화학식 1에서 M은 [NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd이고,
0.9≤x≤1.5, 0.9≤y≤1.1, 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다.
A metal oxide represented by the following formula (1), and
And a coating layer disposed on a surface of the metal oxide,
Wherein the coating layer comprises at least one of aluminum, aluminum oxide, lithium aluminum oxide, or a combination thereof. The positive electrode active material for a porous lithium secondary battery includes:
[Chemical Formula 1]
Li x M y O 2
In the above formula (1), M is [Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d ,
0.9? X? 1.5, 0.9? Y? 1.1, 0.4? A? 0.8, 0 <b? 0.4, 0 <c? 0.01, and 0? D?
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 내부에 기공을 가지고, 상기 기공의 평균 크기는 10nm 내지 1㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the positive electrode active material for a lithium secondary battery has pores therein and the average size of the pores is 10 nm to 1 占 퐉.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 입경은 2㎛ 내지 10㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the cathode active material for a lithium secondary battery has a particle diameter of 2 占 퐉 to 10 占 퐉.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 탭밀도는 1 내지 1.9 g/ml인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the tap density of the cathode active material for a lithium secondary battery is 1 to 1.9 g / ml.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 비표면적은 0.8 내지 1.3 m2/g인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the specific surface area of the positive electrode active material for the lithium secondary battery is 0.8 to 1.3 m 2 / g.
제1항에서,
상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 구형인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the positive electrode active material for a lithium secondary battery is a spherical positive electrode active material for a lithium secondary battery.
제1항에서,
상기 화학식 1에서 0.6≤a≤0.8인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein in Formula 1, 0.6? A? 0.8, the cathode active material for lithium secondary batteries is 0.6? A? 0.8.
제1항에서,
상기 코팅층은 상기 코어 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 포함되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method of claim 1,
Wherein the coating layer is contained in an amount of 0.001 to 0.01 mole per 1 mole of the core.
공침법으로 하기 화학식 2의 전구체를 제조하는 단계;
상기 화학식 2의 전구체 및 리튬 원료를 용매에 투입하고 혼합하여 전구체 용액을 제조하는 단계;
상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 전구체 용액을 분무 건조하는 단계;
분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계;
상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계; 및
건조된 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법:
[화학식 2]
[NiaCobMn(1-a-b)]1-c- dZrcWd (OH)2
상기 화학식 2에서 0.4≤a≤0.8, 0<b≤0.4, 0<c≤0.01, 및 0≤d≤0.005이다.
Preparing a precursor of formula (2) by coprecipitation;
Adding a precursor of Formula 2 and a lithium source to a solvent and mixing to prepare a precursor solution;
Pulverizing the precursor solution;
Spray drying the pulverized precursor solution;
Heat-treating the spray-dried material to produce a lithium-transition metal composite oxide;
Adding the lithium-transition metal composite oxide and the aluminum compound to a solvent, mixing and drying the mixture; And
A method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery, comprising: heat treating a dried material;
(2)
[Ni a Co b Mn (1-ab) ] 1-c- d Zr c W d ( OH) 2
0.4? A? 0.8, 0? B? 0.4, 0 <c? 0.01, and 0? D?
제9항에서,
상기 화학식 2의 전구체의 평균 입경은 1㎛ 내지 20㎛인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the average particle size of the precursor of Formula 2 is 1 占 퐉 to 20 占 퐉.
제9항에서,
상기 전구체 용액을 분쇄하는 단계는 상기 전구체 및 상기 리튬 원료의 입경이 0.3 ㎛ 이하가 되도록 분쇄하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of pulverizing the precursor solution comprises pulverizing the precursor and the lithium source to a particle size of 0.3 m or less.
제9항에서,
상기 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계에서 상기 열처리는 860 내지 890℃에서 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the heat treatment is performed at a temperature of 860 to 890 DEG C in the step of heat-treating the spray-dried material to produce a lithium-transition metal composite oxide.
제9항에서,
상기 분무 건조된 물질을 열처리하여 리튬 전이금속 복합 산화물을 제조하는 단계에서 상기 열처리는 24 내지 36 시간 동안 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the heat treatment is performed for 24 to 36 hours in the step of preparing the lithium-transition metal composite oxide by heat-treating the spray-dried material.
제9항에서,
상기 리튬 전이금속 복합 산화물 및 알루미늄 화합물을 용매에 첨가하여 혼합한 후 건조하는 단계에서, 상기 용매는 물인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the solvent is water, wherein the lithium transition metal composite oxide and the aluminum compound are added to a solvent and mixed and then dried.
제9항에서,
상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 설페이트, 알루미늄 나이트레이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 클로라이드, 또는 이들의 조합인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the aluminum compound is aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum acetate, aluminum chloride, or a combination thereof.
제9항에서,
상기 알루미늄 화합물은 상기 리튬 전이금속 복합 산화물 1 몰부에 대하여 0.001 내지 0.01 몰부 첨가되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the aluminum compound is added in an amount of 0.001 to 0.01 mole per 1 mole part of the lithium-transition metal composite oxide.
제9항에서,
상기 건조된 물질을 열처리하는 단계는 550℃ 내지 750℃에서 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of heat-treating the dried material is performed at a temperature of 550 ° C to 750 ° C.
제9항에서,
상기 건조된 물질을 열처리하는 단계는 5 내지 10시간 동안 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the heat treatment of the dried material is performed for 5 to 10 hours.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 양극 활물질을 포함하는 양극,
음극, 및
전해액을 포함하는 리튬 이차 전지.
A positive electrode comprising the positive electrode active material of any one of claims 1 to 8,
Cathode, and
A lithium secondary battery comprising an electrolytic solution.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170076164A (en) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 포스코 Positive active material precursor for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, positive active material for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, lithium rechargeable battery including the same positive active material
KR20170118493A (en) * 2016-04-15 2017-10-25 삼성에스디아이 주식회사 Positive active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
KR20180119289A (en) * 2017-04-25 2018-11-02 한국과학기술연구원 Method for fabricating cerium aluminide powder
WO2018221844A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 삼성에스디아이 주식회사 Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including same
WO2019017617A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 주식회사 엘지화학 Electrode not having current collector and secondary battery comprising same
KR20200041974A (en) * 2017-08-29 2020-04-22 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a method for manufacturing the same, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
US10637042B2 (en) 2016-04-15 2020-04-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Positive active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
CN113366669A (en) * 2019-02-18 2021-09-07 Sm研究所股份有限公司 Anode active material, method of preparing the same, and lithium secondary battery having anode including the anode active material
GB2539612B (en) * 2014-09-03 2021-12-01 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Positive electrode active material for lithium secondary cell
US11302919B2 (en) 2016-07-20 2022-04-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including positive electrode including the nickel-based active material
US11309542B2 (en) 2016-12-08 2022-04-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, preparing method thereof, and lithium secondary battery including positive electrode including the same
US11456458B2 (en) 2016-12-08 2022-09-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material precursor for lithium secondary battery, preparing method thereof, nickel-based active material for lithium secondary battery formed thereof, and lithium secondary battery comprising positive electrode including the nickel-based active material
US11569503B2 (en) 2016-07-20 2023-01-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including positive electrode including the nickel-based active material
US11996554B2 (en) 2018-12-10 2024-05-28 Lg Energy Solution, Ltd. High-nickel positive electrode active material, producing method thereof, positive electrode and lithium secondary battery comprising the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070066453A (en) * 2005-12-22 2007-06-27 한국전기연구원 Positive electrode active material, manufacturing method thereof and lithium secondary battery comprising the same
KR20130117340A (en) * 2012-04-18 2013-10-25 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 Positive electrode composition for nonaqueous electrolyte secondary battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070066453A (en) * 2005-12-22 2007-06-27 한국전기연구원 Positive electrode active material, manufacturing method thereof and lithium secondary battery comprising the same
KR20130117340A (en) * 2012-04-18 2013-10-25 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 Positive electrode composition for nonaqueous electrolyte secondary battery

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2539612B (en) * 2014-09-03 2021-12-01 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Positive electrode active material for lithium secondary cell
KR20170076164A (en) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 포스코 Positive active material precursor for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, positive active material for lithium rechargeable battery and manufacturing method thereof, lithium rechargeable battery including the same positive active material
KR20170118493A (en) * 2016-04-15 2017-10-25 삼성에스디아이 주식회사 Positive active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
US10637042B2 (en) 2016-04-15 2020-04-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Positive active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same
US11742482B2 (en) 2016-07-20 2023-08-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including positive electrode including the nickel-based active material
US11569503B2 (en) 2016-07-20 2023-01-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including positive electrode including the nickel-based active material
US11302919B2 (en) 2016-07-20 2022-04-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including positive electrode including the nickel-based active material
US11309542B2 (en) 2016-12-08 2022-04-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material for lithium secondary battery, preparing method thereof, and lithium secondary battery including positive electrode including the same
US11456458B2 (en) 2016-12-08 2022-09-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Nickel-based active material precursor for lithium secondary battery, preparing method thereof, nickel-based active material for lithium secondary battery formed thereof, and lithium secondary battery comprising positive electrode including the nickel-based active material
KR20180119289A (en) * 2017-04-25 2018-11-02 한국과학기술연구원 Method for fabricating cerium aluminide powder
WO2018221844A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 삼성에스디아이 주식회사 Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including same
CN110495022B (en) * 2017-07-19 2022-07-19 株式会社Lg化学 Electrode without current collector and secondary battery including the same
CN110495022A (en) * 2017-07-19 2019-11-22 株式会社Lg化学 Electrode without current-collector and the secondary cell including the electrode
US11581532B2 (en) 2017-07-19 2023-02-14 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode having no current collector and secondary battery including the same
WO2019017617A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 주식회사 엘지화학 Electrode not having current collector and secondary battery comprising same
KR20200041974A (en) * 2017-08-29 2020-04-22 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a method for manufacturing the same, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
US11996554B2 (en) 2018-12-10 2024-05-28 Lg Energy Solution, Ltd. High-nickel positive electrode active material, producing method thereof, positive electrode and lithium secondary battery comprising the same
CN113366669A (en) * 2019-02-18 2021-09-07 Sm研究所股份有限公司 Anode active material, method of preparing the same, and lithium secondary battery having anode including the anode active material

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