KR20150101181A - Positive active material, lithium secondary battery having the same and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an anode active material, a lithium secondary battery having the same, and a method for manufacturing the same. The present invention is to: prevent the deterioration capacity of an anode active material based on a lithium cobalt oxide in a high temperature environment and a high voltage greater than or equal to 4.4V (vs. Li/Li+); and prevent the deterioration of anode surfaces by HF generated by moisture included in an electrolyte. The present invention provides the positive active material for a lithium secondary battery in which a nano-sized Zr oxide is uniformly coated on the surface of the lithium cobalt oxide represented by chemical formula below. A nano-sized Si oxides can be uniformly coated on the surface of the lithium cobalt oxide, with the nano-sized Zr oxide. [Chemical formula] LiCo_1-xM_xO_2, wherein 0.00<=x<0.10; and M is one or more metals selected from a group consisting of Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti, and Zr.

Description

양극 활물질, 그를 갖는 리튬이차전지 및 그의 제조 방법{Positive active material, lithium secondary battery having the same and manufacturing method thereof}[0001] The present invention relates to a positive active material, a lithium secondary battery having the positive active material,

본 발명은 리튬이차전지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 층상계 산화물인 리튬 코발트 산화물(LiCo1-xMxO2)의 입자 표면에 나노 크기의 산화물로 코팅층을 형성시킴으로써 고전압 특성이 향상된 양극 활물질, 그를 갖는 리튬이차전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same by forming a coating layer of nano-sized oxide on the surface of lithium cobalt oxide (LiCo 1-x M x O 2 ) A lithium secondary battery having the lithium secondary battery, and a method of manufacturing the same.

리튬이차전지용 양극 활물질 중 층상계 구조를 가지는 LiCoO2와 같은 리튬 코발트 산화물은 가장 많이 상용화된 양극 소재이다. Co가 고가이며, 독성이 있는 문제점과 충전 중 구조 내 리튬이 50% 이상 탈리될 때 일어나는 상변형에 기인하는 구조적 안정성의 저하가 문제 시 되고 있다.Of the cathode active materials for lithium secondary batteries, lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 having a layered structure are the most commonly used cathode materials. Co is expensive and toxic, and degradation of structural stability due to phase deformation occurring when more than 50% of lithium in the structure is released during charging is a problem.

이러한 문제점에 기인하여 LiCoO2와 같은 양극 활물질은 리튬 메탈 대비 4.3 V의 충전 전압 아래에서 사용되고 있으며. 이때 사용되는 용량은 이론용량인, 274 mAh/g의 50% 수준인 130 mAh/g 정도로 한정된다. 최근 Co 원료 가격의 하락과 모바일 IT 디바이스의 수요 증가에 의해 LiCoO2의 사용량이 증가하고 있는 추세이며, 보다 고용량이 요구되고 있는 실정이다.Due to this problem, the cathode active material such as LiCoO 2 is used under a charging voltage of 4.3 V compared to lithium metal. The capacity used is limited to 130 mAh / g, which is the theoretical capacity of 50% of 274 mAh / g. Recently, the use of LiCoO 2 has been increasing due to a decline in the cost of raw materials for Co and an increase in demand for mobile IT devices, and a higher capacity is required.

한편 LiCoO2를 4.3 V(vs. Li/Li+) 이상의 고전압에서 사용할 경우 다음과 같이 문제들이 발생될 수 있다. 첫째 고전압 범위에서의 충방전에 따른 구조 변화에 기인하는 기계적 응력 반복에 의한 용량 열화와, 둘째 고전압 사용에 따른 전해액 부반응에 기인하는 Co의 용출 및 부도체성 피막(Solid Electrolyte Interface; SEI) 형성에 기인하는 용량 열화가 그것이다.On the other hand, when LiCoO 2 is used at a high voltage of 4.3 V (vs Li / Li +) or more, the following problems may occur. First, capacity deterioration due to mechanical stress repetition due to structural change due to charging and discharging in the high voltage range, and second, due to the dissolution of Co and the formation of the solid electrolyte interface (SEI) due to the side reaction of the electrolyte due to the use of high voltage Which is the capacity deterioration.

이러한 문제점들은 LiCoO2의 고용량을 위한 고전압 충전에서 극복해야 할 과제이다. 또한 고온의 사용 환경에서의 LiCoO2는 Co 용출 현상이 촉진되며, 이 또한 용량 열화의 원인이 된다.These problems are to be overcome in high-voltage charging for the high capacity of LiCoO 2 . Also, LiCoO 2 in a high-temperature use environment promotes the dissolution of Co, which also causes capacity deterioration.

또한 리튬이차전지에서의 양극 열화의 또 다른 주요 원인은 전지 제조 공정에서 발생하는 전해액내 소량의 수분이다. 이러한 잔존 수분은 리튬염인 LiPF6와 반응하여 HF를 형성시키며, HF는 강산으로서 양극 표면을 열화 시킨다.Another major cause of the deterioration of the anode in the lithium secondary battery is a small amount of moisture in the electrolyte generated in the battery manufacturing process. This residual water reacts with LiPF 6 , which is a lithium salt, to form HF, and HF degrades the anode surface as a strong acid.

전술한 바와 같은 요인들이 LiCoO2와 같은 양극 활물질의 용량 감소의 원인이 되며, 보다 열화 조건인 고전압, 고온에서의 용량 열화를 억제하기 위해서 해결해야 할 문제점이다.The above-described factors cause a decrease in the capacity of the cathode active material such as LiCoO 2 and are problems to be solved in order to suppress deterioration of capacity at high voltage and high temperature which are more deteriorating conditions.

한국등록특허 제10-0857423(2008.09.02.)Korean Patent No. 10-0857423 (Sep. 2, 2008)

따라서 본 발명의 목적은 리튬 코발트 산화물을 기반으로 한 양극 활물질의 고전압 및 고온 환경에서의 용량 열화를 억제할 수 있는 양극 활물질, 그를 갖는 리튬이차전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cathode active material capable of inhibiting capacity deterioration in a high-voltage and high-temperature environment of a lithium-cobalt oxide-based cathode active material, a lithium secondary battery having the same, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 리튬 코발트 산화물을 기반으로 한 양극 활물질의 고온 전지 특성과 열적 안정성이 개선된 양극 활물질, 그를 갖는 리튬이차전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a cathode active material having improved high temperature battery characteristics and thermal stability of a cathode active material based on lithium cobalt oxide, a lithium secondary battery having the cathode active material, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 전해액에 일부 포함되는 수분으로 기인하여 발생되는 HF로 인한 양극 표면의 열화를 억제할 수 있는 양극 활물질, 그를 갖는 리튬이차전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a cathode active material capable of suppressing deterioration of the anode surface due to HF generated due to moisture partially contained in an electrolytic solution, a lithium secondary battery having the cathode active material, and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아래의 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 리튬이차전지용 양극 활물질을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cathode active material for a lithium secondary battery, wherein a surface of lithium cobalt oxide represented by the following formula is uniformly coated with a nano-sized Zr oxide.

[화학식][Chemical Formula]

LiCo1-xMxO2(0.00≤x<0.10, M은 Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti 및 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속) LiCo 1-x M x O 2 (0.00≤x <0.10, M is Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti And Zr)

본 발명에 따른 양극 활물질에 있어서, 상기 Zr 산화물의 원료는 100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)를 포함할 수 있다.In the cathode active material according to the present invention, the raw material of the Zr oxide may include ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less.

본 발명에 따른 양극 활물질에 있어서, 상기 Zr 산화물은 상기 리튬 코발트 산화물에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%가 포함될 수 있다.In the cathode active material according to the present invention, the Zr oxide may include 0.01 to 1.0 wt% of the lithium cobalt oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질은 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물이 더 코팅될 수 있다.In the cathode active material according to the present invention, the surface of the lithium cobalt oxide may be further coated with nano-sized Si oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질에 있어서, 상기 Si 산화물의 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)를 포함할 수 있다.In the cathode active material according to the present invention, the raw material of the Si oxide is SiO x (0 <x? 2), Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) or SiX 4 X may be halogen, F, Cl, Br, I).

본 발명은 또한, 상기 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 양극 활물질을 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery comprising a cathode active material having a surface of a lithium cobalt oxide represented by the above formula and coated uniformly with a nano-sized Zr oxide.

본 발명에 따른 리튬이차전지에 있어서, 상기 양극 활물질의 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물이 더 코팅되어 있다.In the lithium secondary battery according to the present invention, the surface of the lithium cobalt oxide of the cathode active material is further coated with a nano-sized Si oxide uniformly.

본 발명은 또한, 상기 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물을 Zr 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 상기 Zr 화합물을 흡착시키는 단계와, Zr 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물을 코팅하는 단계를 포함하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a process for preparing a lithium cobalt oxide, which comprises the steps of charging a lithium cobalt oxide represented by the above formula into a Zr compound solution, stirring and drying the lithium cobalt oxide to adsorb the Zr compound on the surface of the lithium cobalt oxide, And coating the surface of the lithium cobalt oxide with a nano-sized Zr oxide uniformly on the surface of the lithium cobalt oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Zr 화합물은 100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)를 포함할 수 있다. 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 30nm 이하의 Zr 산화물 입자들이 코팅될 수 있다.In the method for producing a cathode active material according to the present invention, the Zr compound may include ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less. Zr oxide particles of 30 nm or less can be coated on the surface of the lithium cobalt oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Zr 화합물 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 분말이 포함된 용액 또는 Zr 이소프로폭사이드(Zr isoporoxide) 용액을 포함할 수 있다.In the method for producing a cathode active material according to the present invention, the Zr compound raw material may include a solution containing ZrO 2 powder having a particle diameter of 100 nm or less or a Zr isoporoxide solution.

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Zr 산화물은 상기 리튬 코발트 산화물에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%가 포함될 수 있다.In the method for producing a cathode active material according to the present invention, the Zr oxide may be contained in an amount of 0.01 to 1.0 wt% with respect to the lithium cobalt oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법은, 상기 Zr 화합물을 흡착시키는 단계 이전 및 상기 Zr 산화물을 코팅하는 단계 이후 중 하나에 수행되는, 리튬 코발트 산화물을 Si 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 상기 Si 화합물을 흡착시키는 단계와, Si 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing a cathode active material according to the present invention is characterized in that lithium cobalt oxide is introduced into a Si compound solution before stirring the Zr compound and after coating the Zr oxide, The step of adsorbing the Si compound on the surface of the lithium cobalt oxide and the step of heat treating the lithium cobalt oxide adsorbed on the Si compound to uniformly coat the surface of the lithium cobalt oxide with the nano-sized Si oxide .

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Si 산화물의 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)를 포함할 수 있다. 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 수백 nm 이하의 Si 산화물 입자들이 코팅될 수 있다.In the method for producing a cathode active material according to the present invention, the raw material of the Si oxide is SiO x (0 <x? 2), Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) SiX 4 (X is halogen, F, Cl, Br, I). Si oxide particles of several hundreds nm or less can be coated on the surface of the lithium cobalt oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Si 화합물 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiO2 분말이 포함된 용액, Si(OC2H5)O4(Tetraethyl orthosilicate) 용액 또는 SiF4 용액일 수 있다.In the production method of the positive electrode active material according to the present invention, the Si compound material comprises a SiO 2 powder having a particle diameter of 100 nm or less solution, Si (OC 2 H 5) O 4 (Tetraethyl orthosilicate) solution or SiF 4 solution Lt; / RTI &gt;

본 발명에 따른 양극 활물질의 제조 방법에 있어서, 상기 Zr 산화물을 코팅하는 단계 및 상기 Si 산화물을 코팅하는 단계에서, 열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 수행할 수 있다.In the method of manufacturing a cathode active material according to the present invention, in the step of coating the Zr oxide and the step of coating the Si oxide, the heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours.

본 발명에 따르면, 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물을 코팅함으로써, 고전압에서의 수명 열화를 억제하고 결과적으로 우수한 수명 특성을 얻을 수 있다. 즉 본 발명에 따른 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 양극 활물질을 리튬이차전지용 양극으로 적용하는 경우, 4.4V 이상의 고전압 충전에서 Zr 산화물의 코팅층은 양극 활물질과 전해액 간의 부반응을 억제하고, 양극으로부터의 Co와 같은 금속 원소 용출 및 열화 현상을 억제할 수 있다.According to the present invention, by uniformly coating the surface of the lithium cobalt oxide with the nano-sized Zr oxide, it is possible to suppress deterioration of the lifetime at high voltage and to obtain excellent lifetime characteristics. That is, when the cathode active material coated with the nano-sized Zr oxide uniformly on the surface of the lithium cobalt oxide according to the present invention is used as the anode for the lithium secondary battery, the coating layer of the oxide of Zr in the high- It is possible to suppress the elution of metal elements such as Co from the anode and the deterioration phenomenon.

또한 Zr 산화물이 코팅된 리튬 코발트 산화물을 양극 활물질로 사용함으로써, 리튬이차전지의 출력 특성을 향상시키고, 고율 방전 시 과전압을 개선할 수 있다. Further, by using a lithium cobalt oxide coated with Zr oxide as a cathode active material, the output characteristics of the lithium secondary battery can be improved and the overvoltage during high rate discharge can be improved.

또한 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물과 함께 나노 크기의 Si 산화물을 추가적으로 코팅함으로써, 리튬이차전지의 수분 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉 리튬 코발트 산화물의 표면에 코팅된 나노 크기의 Si 산화물은 리튬이차전지 내, 바람직하게는 전해액 내 잔존 수분에 의해 발생하는 HF에 대한 제거(Scavenging) 효과를 가지며, 결과적으로 리튬이차전지의 수명 특성 저하를 억제시킬 수 있다. 여기서 HF에 대한 제거 효과는 Si 산화물의 코팅층이 비수계 전해액 내에 포함되는 수분으로 인해 형성되는 HF가 Si 산화물과 우선적으로 선택 반응하여 SiF4를 형성하는 것을 의미하며, 이를 통하여 양극 활물질 코어, 즉 LiCo1-xMxO2를 보호할 수 있다.Further, by coating the surface of the lithium cobalt oxide with nano-sized Si oxide in addition to the nano-sized Zr oxide uniformly, the moisture stability of the lithium secondary battery can be improved. That is, the nano-sized Si oxide coated on the surface of the lithium cobalt oxide has a scavenging effect on the HF generated in the lithium secondary battery, preferably by residual moisture in the electrolyte, and as a result, Can be suppressed. Here, the removal effect on HF means that the coating layer of the Si oxide is formed by the moisture contained in the non-aqueous liquid electrolyte, HF preferentially reacts with the Si oxide to form SiF 4 , and through this, the cathode active material core, that is, LiCo 1-x M x O 2 .

이와 같이 본 발명에 따른 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물을 기반으로 하는 양극 활물질의 표면에 Zr 산화물과 Si 산화물의 코팅막을 형성함으로써, 4.4V (vs. Li/Li+) 이상의 고전압에서의 전기화학적 전지 특성을 향상시키면서 열적 안정성과 수분 안정성이 개선된 리튬이차전지용 양극 활물질을 제공할 수 있다.As described above, the cathode active material according to the present invention is formed by forming a coating film of Zr oxide and Si oxide on the surface of a cathode active material based on lithium cobalt oxide to improve the electrochemical cell characteristics at a high voltage of 4.4 V (vs. Li / Li +) or higher And improving the thermal stability and moisture stability of the positive electrode active material for a lithium secondary battery.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 2는 실시예 1의 양극 활물질의 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 2의 양극 활물질의 SEM 사진과 EDS 매핑 결과를 보여주는 사진이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지의 4.4 V 충전 조건에서의 출력 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지의 4.5 V 충전 조건에서의 출력 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지의 4.4 V 충전 조건에서의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지의 4.55 V 충전 조건에서의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.
도 8은 실시예 2의 양극 활물질에 코팅된 Si 산화물의 HF 제거(HF scavenging) 효과를 보여주는 모식도이다.
도 9는 실시예 2에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지의 4.4 V 충전 조건에서의 출력 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10은 실시예 2 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 이용한 리튬이차전지(수분 1000ppm 함유 전해액 사용)의 4.4 V 충전 조건에서의 수명 특성을 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is an SEM photograph of the positive electrode active material of Example 1. Fig.
3 is a photograph showing the SEM photograph and the EDS mapping result of the cathode active material of Example 2. Fig.
FIG. 4 is a graph showing output characteristics of a lithium secondary battery using a cathode active material according to Example 1 and Comparative Example 1 under a 4.4 V charging condition. FIG.
5 is a graph showing output characteristics of a lithium secondary battery using a cathode active material according to Example 1 and Comparative Example 1 under a 4.5 V charging condition.
6 is a graph showing lifetime characteristics of a lithium secondary battery using a cathode active material according to Example 1 and Comparative Example 1 under a 4.4 V charging condition.
7 is a graph showing lifetime characteristics of a lithium secondary battery using a cathode active material according to Example 1 and Comparative Example 1 under a 4.55 V charging condition.
8 is a schematic diagram showing the HF scavenging effect of the Si oxide coated on the cathode active material of Example 2. FIG.
FIG. 9 is a graph showing output characteristics of a lithium secondary battery using a cathode active material according to Example 2 under a 4.4 V charging condition. FIG.
10 is a graph showing lifetime characteristics of a lithium secondary battery (using an electrolytic solution containing 1000 ppm water) using the cathode active material according to Example 2 and Comparative Example 1 under a 4.4 V charging condition.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 양극 활물질은 아래의 화학식 1로 표현되는 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅하여 형성한다.The cathode active material according to the present invention is formed by coating a surface of lithium cobalt oxide represented by the following chemical formula 1 uniformly with a nano-sized Zr oxide.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

LiCo1-xMxO2 LiCo 1-x M x O 2

(0.00≤x<0.10, M은 Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti 및 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속)M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti and Zr One or more metals)

여기서 리튬 코발트 산화물은 층상계 산화물로서, LiCoO2 이거나, Li 혹은 Co 위치에 소량의 이종 원소(M)가 치환된 형태로 제공될 수 있다.Here, the lithium cobalt oxide is a layered oxide, LiCoO 2 , or may be provided in a form in which a small amount of a hetero-element (M) is substituted at the Li or Co position.

Zr 산화물의 원료로서, 100 nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 분말이 사용될 수 있다. 또는 Zr 산화물의 원료로서, 바람직하게는 Zr 원소를 포함하는 용액일 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 Zr 이소프로폭사이드(Zr isoporoxide)를 포함하는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 일 수 있다. As the raw material of the Zr oxide, a ZrO 2 powder having a particle diameter of 100 nm or less can be used. Or a solution containing Zr element as a raw material of Zr oxide, more preferably Zr (OR) 4 containing Zr isoporoxide (R is alkyl, alkenyl or alkynyl ).

Zr 산화물 함량은 리튬 코발트 산화물의 총중량에 대하여 0.01 내지 1.0 wt% 일 수 있다. 여기서 Zr 산화물의 함량이 0.01 wt% 미만인 경우, 고전압에서의 수명 열화의 억제 효과가 미미하게 발생한다. 반면에 Zr 산화물의 함량이 1.0 wt% 초과하는 경우, 용량이 감소하고 출력 특성이 감소할 수 있다. The Zr oxide content may be 0.01 to 1.0 wt% based on the total weight of the lithium cobalt oxide. If the content of the Zr oxide is less than 0.01 wt%, the effect of suppressing deterioration of the life at high voltage is insignificant. On the other hand, when the content of the Zr oxide exceeds 1.0 wt%, the capacity may decrease and the output characteristic may decrease.

본 발명에 따른 양극 활물질은 Zr 산화물과 함께 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅하여 형성할 수 있다.The cathode active material according to the present invention can be formed by coating a surface of a lithium cobalt oxide with a Zr oxide uniformly with a nano-sized Si oxide.

여기서 Si 산화물의 원료로서, 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiO2를 포함하는 SiOx(0<x≤2) 입자 혹은 파우더일 수 있다.Here, SiO x (0 < x? 2) particles or powder containing SiO 2 having a particle diameter of 100 nm or less may be used as a raw material of the Si oxide.

또한 Si 산화물의 원료로서, Si(OC2H5)O4(Tetraethyl orthosilicate)을 포함하는 Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiF4를 포함하는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I) 일 수 있다. Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) containing Si (OC 2 H 5 ) O 4 (Tetraethyl orthosilicate) or SiX 4 containing SiF 4 F, Cl, Br, I).

이와 같이 본 발명은 LiCoO2의 양극 활물질의 표면에 소량의 Zr 산화물을 나노입자 형태로 코팅시켜줌으로서, 4.4 V(vs. Li/Li+) 이상의 고전압 충전 조건에서 우수한 수명 특성을 나타내며, 고출력에서의 과전압 개선으로 인한 에너지 증가를 달성 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 LiCoO2의 양극 활물질은 Zr 산화물의 코팅층에 의한 열 안정성이 개선되는 효과가 있다.As described above, the present invention is characterized by coating a small amount of Zr oxide in the form of nanoparticles on the surface of the cathode active material of LiCoO 2 , exhibiting excellent lifetime characteristics under a high voltage charging condition of 4.4 V (vs. Li / Li +), The energy increase due to the improvement can be achieved. Also, the cathode active material of LiCoO 2 according to the present invention has an effect of improving thermal stability due to the coating layer of Zr oxide.

본 발명에 따른 양극 활물질은 Zr 산화물과 함께 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅하여 형성할 수 있다. 여기서 Si 산화물의 코팅층은 리튬이차전지 내, 바람직하게는 전해액 내 잔존 수분에 의해 발생하는 HF에 대한 제거(Scavenging) 효과를 가지며, 결과적으로 리튬이차전지의 수명 특성의 저하를 억제할 수 있다.The cathode active material according to the present invention can be formed by coating a surface of a lithium cobalt oxide with a Zr oxide uniformly with a nano-sized Si oxide. Here, the coating layer of Si oxide has a scavenging effect on HF generated by residual water in the lithium secondary battery, preferably the electrolyte, and as a result, deterioration of the life characteristics of the lithium secondary battery can be suppressed.

이와 같이 본 발명에 따른 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물을 기반으로 하는 양극 활물질의 표면에 Zr 산화물과 Si 산화물의 코팅막을 형성함으로써, 전기화학적 전지 특성을 향상시키면서 열적 안정성과 수분 안정성이 개선된 리튬이차전지용 양극 활물질을 제공할 수 있다.As described above, the cathode active material according to the present invention is characterized in that a coating film of Zr oxide and Si oxide is formed on the surface of a cathode active material based on lithium cobalt oxide, thereby improving the electrochemical cell characteristics and improving the thermal stability and moisture stability. A positive electrode active material can be provided.

본 발명의 실시예에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 대해서 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 따른 흐름도이다.A method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 S10단계에서 Zr을 포함하는 Zr 화합물 용액 제조한다. 이때 Zr 화합물 용액의 Zr 원료로는 100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)가 사용될 수 있다. 리튬 코발트 산화물의 총중량에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%의 Zr 산화물의 코팅량을 고려하여 Zr 화합물 용액을 제조한다. 예컨대 Zr 이소프로폭사이드를 이소프로필알콜(isopropyl alcohol; IPA)에 투입한 후 25℃에서 2시간 정도 교반하여 Zr 화합물 용액을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 1, a Zr compound solution containing Zr is prepared in step S10. At this time, ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less may be used as a Zr raw material of the Zr compound solution. A Zr compound solution is prepared in consideration of the coating amount of the Zr oxide of 0.01 to 1.0 wt% with respect to the total weight of the lithium cobalt oxide. For example, Zr isopropoxide may be added to isopropyl alcohol (IPA) and stirred at 25 ° C for about 2 hours to prepare a Zr compound solution.

다음으로 S20단계에서 제조된 Zr 화합물 용액에 리튬 코발트 산화물을 투입한 후, 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Zr 화합물 흡착시킨다. 예컨대 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Zr 화합물 흡착시킬 수 있다. 즉 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반하는 과정에서 IPA는 전부 증발되며, Zr 화합물이 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 흡착된다.Next, lithium cobalt oxide is added to the Zr compound solution prepared in step S20, followed by stirring and drying to adsorb the Zr compound on the surface of the lithium cobalt oxide. For example, at a stirring rate of 380 rpm at 80 DEG C for about 8 hours to dry the Zr compound on the surface of the lithium cobalt oxide. That is, in the course of stirring for 8 hours at a stirring rate of 380 rpm at 80 ° C, all the IPA is evaporated and the Zr compound is uniformly adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide.

다음으로 S30단계에서 Zr 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물을 코팅한다. 이때 열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 공기 중에서 수행할 수 있다.Next, in step S30, the lithium cobalt oxide to which the Zr compound is adsorbed is heat-treated to uniformly coat the surface of the lithium cobalt oxide with the nano-sized Zr oxide. The heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours in air.

이어서 S40단계에서 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 리튬 코발트 산화물을 Si 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Si 화합물을 흡착시킨다. Then, in step S40, a lithium cobalt oxide coated with a nano-sized Zr oxide is added to the Si compound solution, followed by stirring and drying to adsorb the Si compound on the surface of the lithium cobalt oxide.

이때 Si 화합물 용액의 Si 원료로는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)가 사용될 수 있다. 예컨대 나노 입자 크기의 SiO2를 IPA에 투입한 후 25℃에서 10분간 초음파 처리를 통하여 교반하여 Si 화합물 용액을 제조할 수 있다. 이어서 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Si 화합물 흡착시킬 수 있다. 즉 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반하는 과정에서 IPA는 전부 증발되며, Si 화합물이 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 흡착된다.At this time, the Si raw material for the Si compound solution having a particle size of less than 100 nm SiO x (0 <x≤2 ), Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) or SiX 4 (X is a halogen, F, Cl, Br, I) may be used. For example, SiO 2 of nanoparticle size may be added to IPA, and the solution may be stirred by ultrasonic treatment at 25 ° C for 10 minutes to prepare a Si compound solution. Subsequently, the Si compound can be adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide by stirring and drying at 80 DEG C at a stirring rate of 380 rpm for about 8 hours. That is, in the course of stirring for 8 hours at a stirring rate of 380 rpm at 80 ° C, the IPA is completely evaporated and the Si compound is uniformly adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide.

그리고 S50단계에서 Si 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅시킴으로써, 본 발명에 따른 양극 활물질을 제조할 수 있다. 이때 열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 공기 중에서 수행할 수 있다.The cathode active material according to the present invention can be manufactured by heat-treating the lithium cobalt oxide adsorbed on the Si compound in step S50 and coating the surface of the lithium cobalt oxide uniformly with the nano-sized Si oxide. The heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours in air.

이와 같은 본 발명에 따른 양극 활물질의 전기 화학적 성능을 평가하기 위해서, 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 양극 활물질을 제조하였다. In order to evaluate the electrochemical performance of the cathode active material according to the present invention, the cathode active materials according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were prepared.

[실시예 1][Example 1]

LiCoO2 10g 대비 1 wt%의 ZrO2의 코팅량을 계산하여 Zr 이소프로폭사이드를 정량 후, 30 mL의 IPA에 분산 시킨 용매를 준비한 후, 10g의 LiCoO2를 투입하여 80℃에서 8시간 동안 380rpm으로 교반하였다. 이 과정에서 용매는 전부 증발되며, Zr 원료가 표면에 흡착된 LiCoO2가 얻어졌다. LiCoO2 표면에 Zr 산화물의 코팅층을 형성시키기 위하여 열처리를 실시하였으며, 열처리는 전기로를 이용하여 500℃에서 4시간 동안 공기 분위기에서 실시하였다. 상기의 과정을 통하여 Zr 산화물이 코팅된 LiCoO2의 실시예 1에 따른 양극 활물질을 얻었다.Zr isopropoxide was determined by calculating a coating amount of 1 wt% of ZrO 2 relative to 10 g of LiCoO 2 , and then 30 mL of IPA was dispersed in a solvent. Then, 10 g of LiCoO 2 was added thereto and the mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours And stirred at 380 rpm. In this process, all of the solvent was evaporated, and LiCoO 2 adsorbed on the surface of the Zr raw material was obtained. Heat treatment was performed to form a coating layer of Zr oxide on the surface of LiCoO 2. The heat treatment was performed in an air atmosphere at 500 ° C. for 4 hours using an electric furnace. The cathode active material according to Example 1 of LiCoO 2 coated with Zr oxide was obtained through the above process.

도 2는 실시예 1의 양극 활물질의 SEM 사진이다. 도 2를 참조하면, LiCoO2 표면에 20 nm 정도의 Zr 산화물이 고르게 분포하고 있는 것을 확인 할 수 있다.2 is an SEM photograph of the positive electrode active material of Example 1. Fig. Referring to FIG. 2, it can be seen that Zr oxides of about 20 nm are uniformly distributed on the surface of LiCoO 2 .

[실시예 2][Example 2]

실시예 1에서 얻어진 Zr 산화물이 코팅된 LiCoO2를 출발 물질로 사용하여, Si 산화물을 추가적으로 코팅하고자 하였다. Zr 산화물이 코팅된 LiCoO2 무게 대비 0.5 wt%의 SiO2 나노입자(입경 < 10 nm)를 IPA 30 mL에 투입하고 10분간 초음파 처리를 함으로서 IPA내 SiO2 분말을 고르게 분산시켰다. 실시예 1에서 얻어진 LiCoO2 10g을 투입하여 80℃에서 8시간 동안 380rpm으로 교반하였다. 이 과정에서 IPA는 전부 증발되며, 이 단계에서 SiO2가 LiCoO2의 표면에 고르게 분포된다. LiCoO2 표면에 Si 산화물의 코팅층을 형성시키기 위하여 열처리를 실시하였으며, 열처리는 전기로를 이용하여 500℃에서 4시간 동안 공기 분위기에서 실시하였다. 상기의 과정을 통하여 Si 산화물이 추가 코팅된 실시예 2에 따른 양극 활물질을 얻었다.Using the Zr oxide-coated LiCoO 2 obtained in Example 1 as a starting material, an additional coating of Si oxide was desired. SiO 2 nanoparticles (particle diameter <10 nm) of 0.5 wt% based on the weight of LiCoO 2 coated with Zr oxide were put into 30 mL of IPA and ultrasonically treated for 10 minutes to uniformly disperse SiO 2 powder in IPA. 10 g of LiCoO 2 obtained in Example 1 was added and stirred at 380 rpm for 8 hours at 80 ° C. During this process, all of the IPA is evaporated and at this stage SiO 2 is evenly distributed on the surface of LiCoO 2 . Heat treatment was performed to form a coating layer of Si oxide on the surface of LiCoO 2 , and the heat treatment was performed in an air atmosphere at 500 ° C. for 4 hours using an electric furnace. The cathode active material according to Example 2 in which Si oxide was further coated was obtained through the above process.

도 3은 실시예 2의 양극 활물질의 SEM 사진과 EDS 매핑 결과를 보여주는 사진이다. 도 3을 참조하면, Zr 산화물의 코팅층과는 별개로 크게는 수백 nm 크기의 Si 산화물이 LiCoO2 표면에 추가 코팅되어 있는 것을 확인 할 수 있다. EDS 맴핑 결과로부터 Si 산화물이 LiCoO2 표면에 균일하게 분포하는 것으로부터 코팅이 잘 형성되어 있는 것을 확인 할 수 있다.3 is a photograph showing the SEM photograph and the EDS mapping result of the cathode active material of Example 2. Fig. Referring to FIG. 3, it can be seen that, besides the coating layer of Zr oxide, Si oxide having a size of several hundreds of nanometers is additionally coated on the surface of LiCoO 2 . From the results of EDS mapping, it can be seen that the Si oxide is uniformly distributed on the surface of LiCoO 2 , and thus the coating is well formed.

[비교예 1][Comparative Example 1]

실시예 1에서 출발 물질로 이용한 순수한 LiCoO2 분말을 비교예 1에 따른 양극 활물질로 사용하였다. The pure LiCoO 2 powder used as the starting material in Example 1 was used as a cathode active material according to Comparative Example 1.

[시험예][Test Example]

실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 양극 활물질을 사용하여 다음과 같은 방법으로 양극 활물질의 전기화학 성능을 평가할 수 있는 리튬이차전지를 제조한 후에, 이에 대한 전지 성능 평가를 수행하였다.A lithium secondary battery capable of evaluating the electrochemical performance of the cathode active material was prepared by using the cathode active material according to Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, and then battery performance was evaluated.

여기서 리튬이차전지는 양극 활물질을 포함하는 양극, 리튬 이온의 삽입/탈리가 가능한 음극 활물질을 포함하는 음극, 양극과 음극 사이에 존재하는 분리막, 및 비수성 전해질을 포함한다.The lithium secondary battery includes a cathode including a cathode active material, a cathode including a cathode active material capable of intercalating / deintercalating lithium ions, a separator existing between the cathode and the anode, and a non-aqueous electrolyte.

[리튬이차전지 제조][Production of lithium secondary battery]

실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 의 양극 활물질을 사용하여 양극 활물질 95 wt%, 도전재로 Denka black 2.5 wt%, 바인더로 N-메틸 피롤리돈(NMP) 2.5 wt%를 용매로 하여 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 두께 20 ㎛의 알루미늄 박(Al foil)에 도포하여 건조 후, 프레스로 압밀화시켜 진공 상에서 120 ℃로 16 시간 건조해 직경 16 mm의 원판 전극을 제조하였다.Using 95 wt% of the cathode active material, 2.5 wt% of Denka black as a conductive material, and 2.5 wt% of N-methylpyrrolidone (NMP) as a binder, using the cathode active materials of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 Slurry. This slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 탆, dried, and then compacted by a press and dried in vacuum at 120 캜 for 16 hours to prepare a disc electrode having a diameter of 16 mm.

상대극으로는 직경 16 mm로 펀칭을 한 리튬 금속박을 사용하였고, 분리막으로는 폴리프로필렌(PP) 필름을 사용하였고, 전해액으로는 1M의 LiPF6의 EC/DMC/DEC 1:2:1 v/v의 혼합 용액을 사용하였다. 전해액을 분리막에 함침시킨 후, 이 분리막을 작용극과 상대극 사이에 끼운 후 2032 코인셀로 전기화학 특성 평가용 리튬이차전지를 제조하였다.Relative pole is as was used for the lithium metal foil by a punch, the separation membrane with a diameter of 16 mm of polypropylene (PP) as was used for the film, the electrolyte is 1M of LiPF 6 in EC / DMC / DEC 1: 2 : 1 v / v was used. After the electrolyte was impregnated into the separator, the separator was sandwiched between the working electrode and the counter electrode, and then a lithium secondary battery for evaluating electrochemical characteristics was prepared from 2032 coin cells.

[전지 성능 평가][Evaluation of Battery Performance]

리튬이차전지의 충방전 특성 평가는 정전류법을 이용하여 수행하였으며, 충방전 전압 범위는 방전 전압은 3.0 V, 충전 전압은 고전압 영역인 4.4V, 4.5V, 4.55V로 수행하였다. 초기 용량 평가는 0.1 C의 전류밀도로 실시하였으며, 출력특성은 0.1 C, 1 C, 2 C로 평가하였다. 상온 수명 특성은 25 ℃에서 실시하였으며, 0.5 C로 진행하였다. 여기서 충방전 전압은 Li 메탈 대비의 전압(vs. Li/Li+)이다.The charging and discharging characteristics of the lithium secondary battery were evaluated by using a constant current method. The charging and discharging voltage ranges were 3.0 V for discharge and 4.4V, 4.5V and 4.55V for charging voltage. The initial capacity was evaluated at a current density of 0.1 C and the output characteristics were evaluated at 0.1 C, 1 C and 2 C. The room temperature lifetime characteristics were carried out at 25 ℃ and at 0.5 ℃. Here, the charge / discharge voltage is the voltage (vs. Li / Li +) relative to Li metal.

실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 양극 활물질을 사용하여 제조된 리튬이차전지에 대한 초기 용량은 표 1에 나타낸 바와 같다. 금속 산화물의 코팅층이 형성됨에 따라 초기 용량이 소폭 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅이 추가됨에 따른 양극 활물질 중량의 증가에 의한 것이다.The initial capacities for the lithium secondary batteries produced using the cathode active materials according to Examples 1, 2 and Comparative Example 1 are as shown in Table 1. It can be confirmed that the initial capacity is slightly reduced as the coating layer of the metal oxide is formed. This is due to an increase in the weight of the cathode active material as the coating is added.

Figure pat00001
Figure pat00001

실시예 1 및 비교예 1의 양극 활물질을 적용한 리튬 이차 전지의 충전 전압에 따른 출력 특성에 대한 측정 그래프를 도 4 및 5에 나타내었다. 여기서 도 4는 충전전압 4.4 V, 도 5 은 충전전압 4.5 V의 조건에서 평가한 결과를 나타낸 것이다. 4.4 V, 4.5 V 각 충전전압에서의 C-rate에 따른 상세한 용량과 에너지를 각각 표 2 및 표 3에 나타내었다.FIGS. 4 and 5 show measurement graphs of output characteristics of a lithium secondary battery using the cathode active material of Example 1 and Comparative Example 1 according to charging voltage. Here, FIG. 4 shows a result of evaluation under the condition of a charging voltage of 4.4 V and a charging voltage of 4.5 V in FIG. 4.4 V and 4.5 V The detailed capacities and energies according to the C-rate at each charging voltage are shown in Table 2 and Table 3, respectively.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2를 참조하면 4.4 V에서의 전 출력에 대한 용량의 경우, 실시예 1이 다소 낮은 것으로 나타나나, 도 4에서 확인할 수 있는 것과 같이 실시예 1의 경우 비교예 1과 비교하여 전 출력에서의 방전 곡선에서 과전압이 개선된 것을 확인 할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that Example 1 is somewhat lower in the case of the capacity for the whole output at 4.4 V, but as seen from FIG. 4, in the case of Example 1, It can be confirmed that the overvoltage is improved in the discharge curve.

따라서 C-rate에 따른 에너지로 환산하면 표 2에서 나타낸 것과 같이 0.1C에서의 에너지가 실시예 1인 704.3 mWh/g으로 비교예 1의 691.9 mWh/g 높은 것을 알 수 있다. 고출력인 2C에서도 실시예 1은 656.5 mWh/g, 비교예 1은 623.4 mWh/g으로 실시예 1의 에너지가 향상된 것을 확인 할 수 있다. 또한 0.1C 대비 출력 유지율도 실시예 1은 93.2%로 비교예의 90.1%와 비교하여 향상된 것을 확인 할 수 있다.Accordingly, as shown in Table 2, the energy at 0.1 C of Example 1 is 704.3 mWh / g, which is 691.9 mWh / g of Comparative Example 1, as shown in Table 2. It is also confirmed that the energy of Example 1 is improved at 2C, which is high power, at 656.5 mWh / g in Example 1 and 623.4 mWh / g in Comparative Example 1. In addition, the output retention ratio against 0.1C was 93.2% in Example 1, which is improved compared with 90.1% in Comparative Example.

더욱 고전압 조건인 4.5 V에서의 출력특성의 충방전 곡선을 도 5에 방전 용량 및 에너지를 표 3에 나타내었다. 전 C-rate 영역에서 실시예 1이 비교예 1 보다 높은 용량을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 방전 곡선의 과전압 개선에 의한 에너지 증가도 동시에 확인 할 수 있다.The charging / discharging curve of the output characteristic at 4.5 V, which is a higher voltage condition, is shown in FIG. 5, and the discharging capacity and the energy are shown in Table 3. It can be confirmed that Example 1 exhibits higher capacity than Comparative Example 1 in the entire C-rate region, and energy increase due to the overvoltage improvement of the discharge curve can also be confirmed at the same time.

Figure pat00003
Figure pat00003

표 3에서 나타낸 것과 같이 0.1C에서의 에너지가 실시예 1인 770.1 mWh/g으로 비교예 1의 763.1 mWh/g 높은 것을 알 수 있다, 고출력인 2C에서도 실시예 1은 724.6 mWh/g, 비교예 1은 681.0 mWh/g으로 실시예 1의 에너지가 향상된 것을 확인 할 수 있다. 또한 0.1C 대비 출력 유지율도 실시예 1은 92.7%로 비교예의 89.2%와 비교하여 향상된 것을 확인 할 수 있다. As shown in Table 3, it can be seen that the energy at 0.1 C is 770.1 mWh / g of Example 1, which is 763.1 mWh / g of Comparative Example 1. In Example 2 at high power 2C, 724.6 mWh / 1 was 681.0 mWh / g, indicating that the energy of Example 1 was improved. In addition, the output retention ratio in comparison with 0.1C was 92.7% in Example 1, which is improved compared to 89.2% in Comparative Example.

따라서, 본 발명에서 제공하는 Zr 산화물의 코팅은 출력 특성 개선에 효과적임을 확인 하였다. Therefore, it has been confirmed that the coating of the Zr oxide provided by the present invention is effective in improving the output characteristics.

실시예 1 및 비교예 1의 양극 활물질을 적용한 리튬 이차 전지의 충전 전압에 따른 수명 특성에 대한 측정 그래프를 도 6, 7에 나타내었다. 도 6은 충전전압 4.4 V, 도 5 은 충전전압 4.55V의 조건에서 평가한 결과를 나타낸 것이다. 또한 사이클 증가에 따른 용량 및 초기 용량 대비 유지율을 표 4와 표 5에 나타내었다.FIGS. 6 and 7 show measurement graphs of lifetime characteristics of a lithium secondary battery using the cathode active material of Example 1 and Comparative Example 1 according to the charging voltage. FIG. 6 shows a result of evaluation under the condition of a charging voltage of 4.4 V and a charging voltage of 4.55 V in FIG. Table 4 and Table 5 show the capacity and the retention ratio relative to the initial capacity as the cycle increases.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

4.4V 충전 전압에서의 초기 용량은 비교예 1은 166.5 mAh/g인 것에 대하여 Zr 산화물이 코팅된 실시예 1은 167.7 mAh/g로 유사한 초기 용량을 나타내는 것을 확인 할 수 있다. 비교예 1의 경우 50 사이클 후 용량 유지율이 73.2%로 현저한 용량 감소가 일어난 것에 반하여, 실시예 1은 96.3%로 우수한 수명 특성을 나타내는 것을 확인 할 수 있다.It can be seen that the initial capacity at the 4.4V charge voltage is 166.5 mAh / g for Comparative Example 1, and 167.7 mAh / g for the Zr oxide coated first Example. In the case of Comparative Example 1, the capacity retention rate after 50 cycles was 73.2%, which is a remarkable decrease in capacity. On the other hand, Example 1 exhibits an excellent life characteristic of 96.3%.

또한 더욱 열화 조건인 충전 전압 4.55 V의 수명 특성의 경우, 초기 용량은 비교예 1이 187.7 mAh/g인 것에 대하여 Zr 산화물이 코팅된 실시예 1이 199.6 mAh/g로 초기 용량에서 차이가 나는 것 을 확인 할 수 있다. 비교예 1의 경우 50 사이클 후 용량이 21.9 mAh/g으로 급격한 용량 열화를 나타내는 것에 반하여, 실시예 1은 50 사이클 후 용량이 163.1 mAh/g으로 용량 억제가 제어됨을 확인 할 수 있다. 초기 용량 대비 유지율로 표현하면 50 사이클 후 용량 유지율이 비교예 1이 11.7%, 실시예 1은 81.7%로 Zr 산화물의 표면 코팅이 LiCoO2의 양극 활물질의 고전압 수명 개선에 매우 효과적임을 알 수 있다. Further, in the case of the lifetime characteristic of a charging voltage of 4.55 V, which is a further deteriorating condition, the initial capacity is 187.7 mAh / g in Comparative Example 1, and 199.6 mAh / g in Example 1 in which the Zr oxide is coated, can confirm. In Comparative Example 1, the capacity after 50 cycles shows a rapid deterioration of capacity to 21.9 mAh / g, whereas in Example 1, the capacity inhibition is controlled to be 163.1 mAh / g after 50 cycles. When expressed as the retention ratio relative to the initial capacity, the capacity retention ratio after 50 cycles is 11.7% for Comparative Example 1 and 81.7% for Example 1, which indicates that the surface coating of Zr oxide is very effective for improving the high voltage lifetime of the LiCoO 2 cathode active material.

Si 산화물의 코팅에 의한 수분 안정성 개선의 효과에 대한 반응 메커니즘을 도 8에 나타내었다. 전해액내 잔존하는 수분은 리튬염과 반응하여 HF를 형성시키며, 이렇게 생성되는 HF는 양극 표면에서 반응함으로서 양극의 열화를 가져온다. Si 산화물은 HF와 선택적 그리고 우선적으로 반응하여 SiF4를 형성시키는 HF 제거(scavenging) 효과를 가지며, HF에 의한 양극 활물질 코어, 즉 LiCoO2를 효과적으로 보호하여 양극 열화를 제어하는 것이 가능하다.The reaction mechanism for the effect of improving the water stability by the coating of the Si oxide is shown in Fig. The remaining water in the electrolyte reacts with the lithium salt to form HF. The resulting HF reacts on the surface of the anode, resulting in deterioration of the anode. The Si oxide has an HF scavenging effect which selectively and preferentially reacts with HF to form SiF 4 , and it is possible to effectively control anodic deterioration by effectively protecting the cathode active material core, that is, LiCoO 2 by HF.

Figure pat00006
Figure pat00006

도 9에 Si 산화물을 추가 코팅한 실시예 2의 출력 특성을 나타내었으며, 각 C-rate에 따른 방전 용량을 표 6에 나타내었다. Zr 산화물만 단독 코팅한 실시예 1과 비교하여 Si 산화물을 추가 코팅한 실시예 2의 출력 특성에서의 저하는 거의 없는 것을 확인 할 수 있다.FIG. 9 shows the output characteristics of Example 2 in which the Si oxide was additionally coated, and the discharge capacity according to each C-rate is shown in Table 6. It can be confirmed that there is little deterioration in the output characteristics of Example 2 in which the Si oxide was additionally coated as compared with Example 1 in which only the Zr oxide was coated alone.

Figure pat00007
Figure pat00007

수분 안정성을 평가하기 위하여 증류수 1000 ppm이 포함된 전해액을 사용하여 코인셀을 제조하여 1C에서의 수명 특성을 평가하였으며, 그 결과를 도 10에 나타내었으며, 사이클 진행에 따른 용량 및 유지율을 표 7에 나타내었다.In order to evaluate water stability, a coin cell was manufactured using an electrolytic solution containing 1000 ppm of distilled water, and the life characteristics at 1C were evaluated. The results are shown in FIG. 10, Respectively.

비교예 1의 경우 실시예 2와 비교하여 초기 용량이 크게 감소하는 것을 확인 할 수 있으며, 이는 전해액내 HF와의 반응에 의한 용량 감소로 예상되어 진다. 40 사이클 후 용량은 비교예 1은 121.9 mAh/g을 나타내었고, 실시예 2는 161.6 mAh/g을 나타내어 실시예 2가 높은 용량을 발현함을 확인할 수 있다. 용량 유지율은 비교예 1은 78%, 실시예 2는 97.3%로 Si 산화물의 코팅에 의한 수분 안정성이 개선됨을 확인 할 수 있다.Compared with Example 2, the initial capacity of Comparative Example 1 is greatly reduced, which is expected to decrease by the reaction with HF in the electrolyte solution. The capacity after 40 cycles was 121.9 mAh / g for Comparative Example 1 and 161.6 mAh / g for Example 2, indicating that Example 2 exhibits high capacity. The capacity retention ratio was 78% for Comparative Example 1 and 97.3% for Example 2, which indicates that the water stability by the coating of the Si oxide is improved.

한편 본 발명의 실시예에 따른 양극 활물질의 제조 방법에서는 리튬 코발트 산화물의 표면에 Zr 산화물을 코팅한 이후에 Si 산화물을 코팅하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 11에 도시된 바와 같이, 리튬 코발트 산화물의 표면에 Si 산화물을 코팅한 이후에 Zr 산화물을 코팅하여 양극 활물질을 제조할 수도 있다.In the method of manufacturing a cathode active material according to an embodiment of the present invention, the surface of lithium cobalt oxide is coated with Zr oxide and then coated with Si oxide, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 11, a cathode active material may be prepared by coating Si oxide on the surface of lithium cobalt oxide, followed by coating Zr oxide.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 따른 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 먼저 S110단계에서 Si을 포함하는 Si 화합물 용액 제조한다. 이때 Si 화합물 용액의 Si 원료로는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)가 사용될 수 있다. 예컨대 나노 입자 크기의 SiO2를 IPA에 투입한 후 25℃에서 10분간 초음파 처리를 통하여 교반하여 Si 화합물 용액을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 11, a Si compound solution containing Si is prepared in step S110. At this time, the Si raw material for the Si compound solution having a particle size of less than 100 nm SiO x (0 <x≤2 ), Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) or SiX 4 (X is a halogen, F, Cl, Br, I) may be used. For example, SiO 2 of nanoparticle size may be added to IPA, and the solution may be stirred by ultrasonic treatment at 25 ° C for 10 minutes to prepare a Si compound solution.

다음으로 S120단계에서 제조된 Si 화합물 용액에 리튬 코발트 산화물을 투입한 후, 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Si 화합물 흡착시킨다. 즉 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Si 화합물 흡착시킬 수 있다. 이때 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반하는 과정에서 IPA는 전부 증발되며, Si 화합물이 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 흡착된다.Next, lithium cobalt oxide is added to the Si compound solution prepared in step S120, followed by stirring and drying to adsorb the Si compound on the surface of the lithium cobalt oxide. That is, the Si compound can be adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide by stirring and drying at a stirring rate of 380 rpm at 80 DEG C for about 8 hours. At this time, in the process of stirring for 8 hours at a stirring speed of 380 rpm at 80 ° C, the IPA is completely evaporated and the Si compound is uniformly adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide.

다음으로 S130단계에서 Si 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅한다. 이때 열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 공기 중에서 수행할 수 있다.Next, in step S130, the lithium cobalt oxide to which the Si compound is adsorbed is heat-treated to uniformly coat the surface of the lithium cobalt oxide with the nano-sized Si oxide. The heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours in air.

이어서 S140단계에서 나노 크기의 Si 산화물이 코팅된 리튬 코발트 산화물을 Zr 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Zr 화합물을 흡착시킨다. 이때 Zr 화합물 용액의 Zr 원료로는 100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)가 사용될 수 있다. 리튬 코발트 산화물의 총중량에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%의 Zr 산화물의 코팅량을 고려하여 Zr 화합물 용액을 제조한다. 예컨대 Zr 이소프로폭사이드를 IPA에 투입한 후 25℃에서 2시간 정도 교반하여 Zr 화합물 용액을 제조할 수 있다. 이어서 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반 및 건조하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 Zr 화합물 흡착시킬 수 있다. 이때 80℃에서 380rpm의 교반 속도로 8시간 정도 교반하는 과정에서 IPA는 전부 증발되며, Zr 화합물이 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 흡착된다.Then, in step S140, the lithium cobalt oxide coated with the nano-sized Si oxide is put into the Zr compound solution, stirred and dried to adsorb the Zr compound to the surface of the lithium cobalt oxide. At this time, ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less may be used as a Zr raw material of the Zr compound solution. A Zr compound solution is prepared in consideration of the coating amount of the Zr oxide of 0.01 to 1.0 wt% with respect to the total weight of the lithium cobalt oxide. For example, Zr isopropoxide is added to IPA and stirred at 25 DEG C for about 2 hours to prepare a Zr compound solution. And then stirred and dried at 80 DEG C at a stirring rate of 380 rpm for about 8 hours to adsorb the Zr compound to the surface of the lithium cobalt oxide. At this time, in the course of stirring for 8 hours at a stirring rate of 380 rpm at 80 ° C, the IPA is completely evaporated and the Zr compound is uniformly adsorbed on the surface of the lithium cobalt oxide.

그리고 S150단계에서 Zr 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물을 코팅함으로써, 본 발명에 따른 양극 활물질을 제조할 수 있다. 이때 열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 공기 중에서 수행할 수 있다. The cathode active material according to the present invention can be manufactured by heat-treating the lithium cobalt oxide adsorbed on the Zr compound and coating the surface of the lithium cobalt oxide uniformly with the nano-sized Zr oxide in step S150. The heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours in air.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (15)

아래의 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질.
[화학식]
LiCo1-xMxO2(0.00≤x<0.10, M은 Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti 및 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속)
A positive electrode active material for a lithium secondary battery, wherein a surface of a lithium cobalt oxide represented by the following formula is uniformly coated with a nano-sized Zr oxide.
[Chemical Formula]
LiCo 1-x M x O 2 (0.00≤x <0.10, M is Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti And Zr)
제1항에 있어서, 상기 Zr 산화물의 원료는,
100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
And ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less.
제1항에 있어서,
상기 Zr 산화물은 상기 리튬 코발트 산화물에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the Zr oxide is contained in an amount of 0.01 to 1.0 wt% with respect to the lithium cobalt oxide.
제1항에 있어서,
상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물이 더 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
And a surface of the lithium cobalt oxide is further coated with a nano-sized Si oxide uniformly.
제4항에 있어서, 상기 Si 산화물의 원료는,
100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질.
5. The method according to claim 4,
SiO x (0 <x≤2) having a particle diameter of below 100 nm, including the Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) or SiX 4 (X is a halogen, F, Cl, Br, I) And a positive electrode active material for a lithium secondary battery.
아래의 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물이 코팅된 양극 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
[화학식]
LiCo1-xMxO2(0.00≤x<0.10, M은 Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti 및 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속)
A lithium secondary battery comprising a lithium cobalt oxide represented by the following chemical formula, wherein the surface of the lithium cobalt oxide is uniformly coated with a nano-sized Zr oxide.
[Chemical Formula]
LiCo 1-x M x O 2 (0.00≤x <0.10, M is Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti And Zr)
제6항에 있어서,
상기 양극 활물질의 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물이 더 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 6,
Wherein a surface of the lithium cobalt oxide of the cathode active material is further coated with a nano-sized Si oxide uniformly.
아래의 화학식으로 표현되는 리튬 코발트 산화물을 Zr 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 상기 Zr 화합물을 흡착시키는 단계;
Zr 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Zr 산화물을 코팅하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
[화학식]
LiCo1-xMxO2(0.00≤x<0.10, M은 Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti 및 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속)
Introducing a lithium cobalt oxide expressed by the following formula into a Zr compound solution, stirring and drying to adsorb the Zr compound on the surface of the lithium cobalt oxide;
Treating the lithium cobalt oxide adsorbed with the Zr compound to heat uniformly coat the surface of the lithium cobalt oxide with a nano-sized Zr oxide;
Wherein the positive electrode active material is a positive electrode active material.
[Chemical Formula]
LiCo 1-x M x O 2 (0.00≤x <0.10, M is Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Ag, Ca, Na, K, In, Ga, Ge, V, Mo, Nb, Si, Ti And Zr)
제8항에 있어서,
상기 Zr 화합물은 100nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 또는 Zr(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl)를 포함하고,
상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 30nm 이하의 Zr 산화물 입자들이 코팅되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The Zr compound includes ZrO 2 or Zr (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) having a particle diameter of 100 nm or less,
Wherein the surface of the lithium cobalt oxide is coated with Zr oxide particles of 30 nm or less in thickness.
제8항에 있어서,
상기 Zr 화합물 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 ZrO2 분말이 포함된 용액 또는 Zr 이소프로폭사이드(Zr isoporoxide) 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the Zr compound raw material comprises a solution containing ZrO 2 powder having a particle diameter of 100 nm or less or a solution of Zr isoporoxide.
제8항에 있어서,
상기 Zr 산화물은 상기 리튬 코발트 산화물에 대해서 0.01 내지 1.0 wt%가 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the Zr oxide is contained in an amount of 0.01 to 1.0 wt% with respect to the lithium cobalt oxide.
제8항에 있어서, 상기 Zr 화합물을 흡착시키는 단계 이전 및 상기 Zr 산화물을 코팅하는 단계 이후 중 하나에 수행되는,
리튬 코발트 산화물을 Si 화합물 용액에 투입한 후 교반 및 건조하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 상기 Si 화합물을 흡착시키는 단계;
Si 화합물이 흡착된 리튬 코발트 산화물을 열처리하여 상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 균일하게 나노 크기의 Si 산화물을 코팅하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8, wherein the step of adsorbing the Zr compound is performed prior to the step of adsorbing the Zr compound and the step of coating the Zr oxide.
Introducing a lithium cobalt oxide into a solution of a Si compound, stirring and drying the solution to adsorb the Si compound on the surface of the lithium cobalt oxide;
Coating the surface of the lithium cobalt oxide with uniformly nano-sized Si oxide by heat-treating the lithium cobalt oxide adsorbed on the Si compound;
The method of claim 1, wherein the positive electrode active material is a lithium salt.
제12항에 있어서,
상기 Si 산화물의 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiOx(0<x≤2), Si(OR)4(R은 alkyl, alkenyl 또는 alkynyl) 또는 SiX4(X는 halogen, F, Cl, Br, I)를 포함하고,
상기 리튬 코발트 산화물의 표면에 수백 nm 이하의 Si 산화물 입자들이 코팅되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The raw material of the Si oxide is SiO x (0 <x? 2), Si (OR) 4 (R is alkyl, alkenyl or alkynyl) or SiX 4 (X is halogen, F, Cl, Br , &Lt; / RTI &gt; I)
Wherein the surface of the lithium cobalt oxide is coated with Si oxide particles of several hundreds nm or less.
제12항에 있어서,
상기 Si 화합물 원료는 100 nm 이하의 입경을 가지는 SiO2 분말이 포함된 용액, Si(OC2H5)O4(Tetraethyl orthosilicate) 용액 또는 SiF4 용액인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the Si compound raw material is a solution containing SiO 2 powder having a particle diameter of 100 nm or less, a solution of Si (OC 2 H 5 ) O 4 (Tetraethyl orthosilicate) or a solution of SiF 4. Way.
제12항에 있어서, 상기 Zr 산화물을 코팅하는 단계 및 상기 Si 산화물을 코팅하는 단계에서,
열처리는 200 내지 700℃에서 1 내지 24시간 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein in the coating of the Zr oxide and the coating of the Si oxide,
Wherein the heat treatment is performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours.
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