KR20170076348A - Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same - Google Patents

Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20170076348A
KR20170076348A KR1020150186486A KR20150186486A KR20170076348A KR 20170076348 A KR20170076348 A KR 20170076348A KR 1020150186486 A KR1020150186486 A KR 1020150186486A KR 20150186486 A KR20150186486 A KR 20150186486A KR 20170076348 A KR20170076348 A KR 20170076348A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
composite oxide
lithium
lithium composite
acid
Prior art date
Application number
KR1020150186486A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김재한
고형신
황일규
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코이에스엠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원, 주식회사 포스코이에스엠 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020150186486A priority Critical patent/KR20170076348A/en
Publication of KR20170076348A publication Critical patent/KR20170076348A/en
Priority to KR1020180059154A priority patent/KR102295296B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/366Composites as layered products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/122

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되고, 중심입경 기준 0.3내지 1.5㎛의 단결정상태인 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.
[화학식 1]
LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0)
The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method for producing the same, and a lithium secondary battery comprising the same, wherein the cathode active material is represented by the following chemical formula 1 and has a central particle diameter of 0.3 to 1.5 탆.
[Chemical Formula 1]
Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0)

Description

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

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

최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화 추세와 관련하여 이들 기기의 전원으로 사용되는 전지의 고성능화 및 대용량화에 대한 필요성이 높아지고 있다.Recently, with regard to the tendency to miniaturize and lighten portable electronic devices, there is an increasing need for high performance and large capacity of batteries used as power sources for these devices.

전지는 양극과 음극에 전기 화학 반응이 가능한 물질을 사용함으로써 전력을 발생시키는 것이다. 이러한 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 리튬 이온이 인터칼레이션/디인터칼레이션될 때의 화학전위(chemical potential)의 변화에 의하여 전기 에너지를 생성하는 리튬 이차 전지가 있다.Cells generate electricity by using materials that can electrochemically react to the positive and negative electrodes. A representative example of such a battery is a lithium secondary battery that generates electrical energy by a change in chemical potential when the lithium ions are intercalated / deintercalated in the positive electrode and the negative electrode.

상기 리튬 이차 전지는 리튬 이온의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 물질을 양극과 음극 활물질로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시켜 제조한다.The lithium secondary battery is manufactured by using a material capable of reversible intercalation / deintercalation of lithium ions as a positive electrode and a negative electrode active material, and filling an organic electrolyte or a polymer electrolyte between the positive electrode and the negative electrode.

리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 리튬 복합금속 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 복합금속 산화물들이 연구되고 있다. As a cathode active material of a lithium secondary battery, a lithium composite metal compound is used. For example, composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 and LiMnO 2 have been studied.

상기 양극 활물질 중 LiMn2O4, LiMnO2 등의 Mn계 양극 활물질은 합성하기도 쉽고, 값이 비교적 싸며, 과충전시 다른 활물질에 비하여 열적 안정성이 가장 우수하고, 환경에 대한 오염이 낮아 매력이 있는 물질이기는 하나, 용량이 적다는 단점을 가지고 있다.Of the above cathode active materials, Mn-based cathode active materials such as LiMn 2 O 4 and LiMnO 2 are easy to synthesize and are relatively inexpensive and have excellent thermal stability compared to other active materials in overcharging, However, it has a disadvantage of low capacity.

LiCoO2는 양호한 전기 전도도와 약 3.7V 정도의 높은 전지 전압을 가지며, 사이클 수명 특성, 안정성 또한 방전 용량 역시 우수하므로, 현재 상업화되어 시판되고 있는 대표적인 양극 활물질이다. 그러나 LiCoO2는 가격이 비싸기 때문에 전지 가격의 30% 이상을 차지하므로 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.LiCoO 2 is a typical cathode active material commercially available and commercially available since it has good electric conductivity, high battery voltage of about 3.7 V, excellent cycle life characteristics, stability and discharge capacity. However, since LiCoO 2 is expensive, it accounts for more than 30% of the battery price, which causes the price competitiveness to deteriorate.

또한 LiNiO2는 위에서 언급한 양극 활물질 중 가장 높은 방전 용량의 전지 특성을 나타내고 있으나, 합성하기 어려운 단점이 있다. 또한 니켈의 높은 산화상태는 전지 및 전극 수명 저하의 원인이 되며, 자기 방전이 심하고 가역성이 떨어지는 문제가 있다. 아울러, 안정성 확보가 완전하지 않아서 상용화에 어려움을 겪고 있다.LiNiO 2 also exhibits the highest discharge capacity of the battery among the above-mentioned cathode active materials, but it is difficult to synthesize LiNiO 2 . Also, the high oxidation state of nickel causes degradation of battery life and electrode life, and there is a problem that self discharge is severe and reversibility is low. In addition, it is difficult to commercialize it because the stability is not completely secured.

상기와 같이 종전의 기술들에서 전지 특성을 향상 시키기 위한 다양한 코팅층을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질이 제공되어 왔다. As described above, there have been provided cathode active materials for lithium secondary batteries including various coating layers for improving battery characteristics in the prior art.

구조적 안정성 및 전기화학적 특성이 개선된 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공하며, 상기 양극 활물질을 포함하는 양극을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention provides a positive electrode active material for a lithium secondary battery improved in structural stability and electrochemical characteristics, and a lithium secondary battery including the positive electrode active material.

본 발명의 일 구현예에서는, 하기 화학식 1로 표시되고, 중심입경 기준 0.3내지 1.5㎛의 단결정상태인 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a cathode active material for a lithium secondary battery, which is represented by the following Chemical Formula 1 and is in a single crystal state with a center particle diameter of 0.3 to 1.5 탆.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0) Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0)

상기 양극 활물질은, 분쇄된 형태이며, 분쇄 전후의 비표면적의 차이가 0.2-0.5 g/m2일 수 있다.The cathode active material is in a pulverized form, and the difference in specific surface area before and after pulverization may be 0.2-0.5 g / m 2 .

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 리튬 원료 물질; Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 금속 원료 물질; 및 유기산 첨가제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 분무 건조하여 전구체 물질을 제조하는 단계; 상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계; 및 상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, a lithium source material; Metal raw materials including Ni, Co, and Mn; And an organic acid additive to prepare a slurry; Spray drying the slurry to produce a precursor material; Firing the precursor material to obtain a lithium composite oxide; And pulverizing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide. The present invention also provides a method for producing a lithium secondary battery.

상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서, 소성시, 상기 리튬 원료 물질 및/또는 유기산 첨가제의 분해로 인한 가스 발생으로 리튬 복합 산화물 내 공극이 형성될 수 있다. In the step of obtaining the lithium composite oxide by firing the precursor material, voids in the lithium composite oxide may be formed due to generation of gas due to decomposition of the lithium source material and / or the organic acid additive during firing.

상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;는 기계적 밀링 방법으로 수행될 수 있다. The step of pulverizing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide may be performed by a mechanical milling method.

상기 슬러리를 분무 건조하여 전구체 물질을 제조하는 단계;는, 열풍 온도 250 내지 300℃, 및 배기 열풍 온도를 100 내지 150℃ 조건으로 수행될 수 있다. The step of spray-drying the slurry to produce a precursor material may be carried out under a condition of a hot air temperature of 250 to 300 ° C and an exhaust hot air temperature of 100 to 150 ° C.

상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는, 800 내지 900℃에서 8-12시간 조건으로 수행될 수 있다. The step of firing the precursor material to obtain a lithium composite oxide may be performed at 800 to 900 ° C for 8 to 12 hours.

상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는, 승온속도 2-4℃/min 조건으로 수행될 수 있다. The step of calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide may be performed at a temperature raising rate of 2-4 ° C / min.

상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서, 수득된 리튬 복합 산화물의 1차 입자 입경은 0.5 내지 1㎛ 일 수 있다. In the step of obtaining the lithium composite oxide by firing the precursor material, the primary particle size of the lithium composite oxide obtained may be 0.5 to 1 탆.

상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서, 수득된 리튬 복합 산화물의 탭밀도는 1.3 내지 1.6 g/cm2 일 수 있다. In the step of obtaining the lithium composite oxide by firing the precursor material, the tap density of the lithium complex oxide obtained may be 1.3 to 1.6 g / cm < 2 >.

상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;에 의해 수득된 단결정 양극 활물질은, 중심입경 기준 0.3내지 1.5㎛의 단결정상태일 수 있다. The single crystal cathode active material obtained by pulverizing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide may be in a single crystal state of 0.3 to 1.5 占 퐉 based on the center particle diameter.

상기 유기산 첨가제는, 푸마르산 (Fumaric acid), 아디프산 (Adipic acid), 석신산 (Succinic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 글루타르산 (Glutarinc acid), 시트르산 (Citric acid), 말레산 (Maleic acid), 옥살산 (Oxailic acid), 말론산 (Malonic acid), 또는 이들의 조합일 수 있다. The organic acid additive may be selected from the group consisting of fumaric acid, adipic acid, succinic acid, tartaric acid, glutaric acid, citric acid, Maleic acid, oxalic acid, malonic acid, or a combination thereof.

상기 리튬 원료 물질은, 탄산리튬일 수 있다. The lithium source material may be lithium carbonate.

상기 리튬 복합 산화물 조성은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. The lithium composite oxide composition may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0) Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0)

상기 화학식의 e는 B, Al, Ti, Zr, Ba 또는 이들의 조합의 도핑 원소를 포함할 수 있다. E in the above formula may include doping elements of B, Al, Ti, Zr, Ba, or combinations thereof.

상기 양극 활물질은, B, Al, Ti, Zr, Ba또는 이들의 조합의 코팅층을 더 포함할 수 있다. The cathode active material may further include a coating layer of B, Al, Ti, Zr, Ba or a combination thereof.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 양극; 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 전해질을 포함하되, 상기 양극은 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지를 제공한다. In another embodiment of the present invention, cathode; And an electrolyte positioned between the positive electrode and the negative electrode, wherein the positive electrode includes the positive electrode active material according to an embodiment of the present invention.

개선된 특성을 가지는 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공할 수 있다. It is possible to provide a positive electrode active material for a lithium secondary battery having improved characteristics.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1, 2의 양극활물질 SEM 사진을 나타내었다.
도 2는 실시예 1 및 3 의 양극활물질 SEM 사진을 나타내었다.
도 3은 컷-오프(Cut-off) 3.0~4.3V에서의 0.1C 내지 4.0C 에 대한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 의 율특성(rate capability)을 나타내는 그래프이다.
1 is a SEM photograph of a cathode active material of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
Fig. 2 shows SEM photographs of the cathode active materials of Examples 1 and 3.
3 is a graph showing the rate capability of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 for 0.1C to 4.0C at a cut-off of 3.0 to 4.3V.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. Thus, in some embodiments, well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명의 일 구현예에서는, 리튬 원료 물질; Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 금속 원료 물질; 및 유기산 첨가제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 분무 건조하여 전구체 물질을 제조하는 단계; 상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계; 및 상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a lithium source material; Metal raw materials including Ni, Co, and Mn; And an organic acid additive to prepare a slurry; Spray drying the slurry to produce a precursor material; Firing the precursor material to obtain a lithium composite oxide; And pulverizing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide. The present invention also provides a method for producing a lithium secondary battery.

본 발명의 일 구현예에서 목표로하는 양극재의 형태는 입경 0.3 내지 1.5㎛의 단결정이며, 결정 입자에 이종의 금속으로 도핑된 상태 또는 표면에 코팅된 상태를 모두 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the target cathode material is a single crystal having a grain size of 0.3 to 1.5 占 퐉 and may include a state in which the crystal grain is doped with a different kind of metal or a state in which the crystal grain is coated on the surface.

단결정 상태의 양극재는 높은 표면적으로 고율 특성이 개선될 수 있다. 이와 함께 고에너지 밀도를 위한 높은 압연 상황에서 입자의 붕괴 없이 성능 유지가 가능하다. The cathode material in a single crystal state can be improved in high-rate characteristics with a high surface area. At the same time, it is possible to maintain the performance without particle collapse under high rolling conditions for high energy density.

또한, 이종금속으로 도핑 및/또는 코팅되어 충방전 간 부피팽창이 최소화되어 결정의 붕괴 및 박리 등의 문제를 최소화할 수 있다. In addition, the volume expansion of charge and discharge is minimized by doping and / or coating with dissimilar metals, thereby minimizing problems such as crystal collapse and peeling.

상기 Li, Ni, Co, 및/또는 Mn의 원료 물질, 및 유기산 첨가제가 고르게 포함하는 전구체를 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는,각 원료 물질의 특히 리튬 및 유기산 첨가제의 분해로 인한 가스 발생으로 리튬 복합 산화물 내 균일한 공극이 형성되는 단계일 수 있다. The step of firing a precursor containing the raw material of Li, Ni, Co, and / or Mn and the organic acid additive uniformly to obtain a lithium composite oxide is characterized in that a gas resulting from the decomposition of lithium, Thereby forming a uniform void in the lithium composite oxide.

본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 양극에 유용하게 사용될 수 있다. 상기 리튬 이차 전지는 양극과 함께 음극 활물질을 포함하는 음극 및 전해질을 포함한다.The positive electrode active material according to one embodiment of the present invention can be usefully used as a positive electrode of a lithium secondary battery. The lithium secondary battery includes a cathode and an electrolyte including an anode active material together with a cathode.

상기 양극은 본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질과, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 양극 활물질 조성물을 제조한 다음, 알루미늄 집전체 상에 직접 코팅 및 건조하여 제조한다. 또는 상기 양극 활물질 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 알루미늄 집전체 상에 라미네이션하여 제조가 가능하다.The positive electrode is prepared by preparing a positive electrode active material composition by mixing a positive electrode active material according to an embodiment of the present invention, a conductive material, a binder and a solvent, and then directly coating and drying on the aluminum current collector. Or by casting the positive electrode active material composition on a separate support, then peeling the support from the support, and laminating the resulting film on an aluminum current collector.

이때 도전재는 카본 블랙, 흑연, 금속 분말을 사용하며, 결합제는 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물이 가능하다. 또한 용매는 N-메틸피롤리돈, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 데칸 등을 사용한다. 이때 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준으로 사용된다.The conductive material may be carbon black, graphite, metal powder, and the binder may include vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene And mixtures thereof. Further, N-methylpyrrolidone, acetone, tetrahydrofuran, decane and the like are used as the solvent. At this time, the content of the cathode active material, the conductive material, the binder and the solvent is used at a level normally used in a lithium secondary battery.

상기 음극은 양극과 마찬가지로 음극 활물질, 결합제 및 용매를 혼합하여 애노드 활물질 조성물을 제조하며, 이를 구리 집전체에 직접 코팅하거나 별도의 지지체 상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 음극 활물질 필름을 구리 집전체에 라미네이션하여 제조한다. 이때 음극 활물질 조성물에는 필요한 경우에는 도전재를 더욱 함유하기도 한다.The negative electrode is prepared by mixing the negative electrode active material, the binder and the solvent in the same manner as the positive electrode. The anode active material composition is coated directly on the copper current collector or cast on a separate support, and the negative active material film, Laminated. At this time, the negative electrode active material composition may further contain a conductive material if necessary.

상기 음극 활물질로는 리튬을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 예컨대, 리튬 금속이나 리튬 합금, 코크스, 인조 흑연, 천연 흑연, 유기 고분자 화합물 연소체, 탄소 섬유 등을 사용한다. 또한 도전재, 결합제 및 용매는 전술한 양극의 경우와 동일하게 사용된다. As the negative electrode active material, a material capable of intercalating / deintercalating lithium is used. For example, lithium metal, lithium alloy, coke, artificial graphite, natural graphite, organic polymeric compound combustion material, . The conductive material, the binder and the solvent are used in the same manner as in the case of the above-mentioned anode.

상기 세퍼레이터는 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며, 일예로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.The separator may be polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or a multilayer film of two or more thereof. The separator may be a polyethylene / polypropylene double-layer separator, It is needless to say that a mixed multilayer film such as a polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, a polypropylene / polyethylene / polypropylene three-layer separator and the like can be used.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하며, 리튬염이 용해된 것을 사용한다. As the electrolyte to be charged into the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a known solid electrolyte may be used, and a lithium salt dissolved therein may be used.

상기 비수성 전해질의 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등의 환상 카보네이트; 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 쇄상 카보네이트; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 에테르류; 아세토니트릴 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류 등을 사용할 수 있다. 이들을 단독또는 복수개 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 환상 카보네이트와 쇄상 카보네이트와의 혼합 용매를 바람직하게 사용할 수 있다.The solvent of the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and? -Butyrolactone; Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane and 2-methyltetrahydrofuran; Nitriles such as acetonitrile; Amides such as dimethylformamide and the like can be used. These may be used singly or in combination. Particularly, a mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate can be preferably used.

또한 전해질로서, 폴리에틸렌옥시드, 폴리아크릴로니트릴 등의 중합체 전해질에 전해액을 함침한 겔상 중합체 전해질이나, LiI, Li3N 등의 무기 고체 전해질이 가능하다.As the electrolyte, a gelated polymer electrolyte in which an electrolyte solution is impregnated with a polymer electrolyte such as polyethylene oxide or polyacrylonitrile, or an inorganic solid electrolyte such as LiI or Li 3 N can be used.

이때 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.Wherein the lithium salt is selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCl, and LiI.

이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail. The following examples are illustrative of the present invention only and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example 1 One

전체 조성 기준 LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0)인 양극 활물질의 제조에 있어, Li source로 산화물, 수산화물, 질산화물중 하나와, Based on the total composition Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0), a Li source is used for the production of a cathode active material, one of oxide, hydroxide,

Ni 및 Co, Mn의 source 물질로 산화물, 수산화물, 질산화물, 초산화물중 하나 또는 목표조성으로 설계된 수산화물 상태의 전구체, 그리고 The source material of Ni and Co, Mn is oxide, hydroxide, nitrate, superoxide, precursor of hydroxide state designed to one or target composition, and

푸마르산 (Fumaric acid), 아디프산 (Adipic acid), 석신산 (Succinic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 글루타르산 (Glutarinc acid), 시트르산 (Citric acid), 말레산 (Maleic acid), 옥살산 (Oxailic acid), 말론산 (Malonic acid) 등의 유기산계열의 첨가제를 습식분쇄 및 분무건조를 통하여 각 원료물질이 전구체 입자내에 고르게 포함된 전구체를 수득하였다. The organic acid may be selected from the group consisting of fumaric acid, adipic acid, succinic acid, tartaric acid, glutaric acid, citric acid, maleic acid, oxalic acid, Oxalic acid and malonic acid were wet-milled and spray-dried to obtain precursors in which each raw material was uniformly contained in the precursor particles.

보다 구체적으로, 본 실험의 출발원료로서 Li2CO3 , Ni(OH)2, Mn3O4, Co(OH)2를 사용하여 Li1 .0Ni0 .6Co0 .2Mn0 .2O2 의 화학양론비가 되도록 칭량하고, 유기산(Citric acid)을 칭량된 무게의3에서5 wt% 추가후, 여기에 고체/액체 비율이 5:5가 되도록 순수를 첨가하였다. More specifically, Li 1 CO 3 , Ni (OH) 2 , Mn 3 O 4 , and Co (OH) 2 were used as starting materials for the present experiment to prepare Li 1 .0 Ni 0 .6 Co 0 .2 Mn 0 .2 O 2. The organic acid (citric acid) was added in an amount of 3 to 5 wt% of the weighed weight, and pure water was added thereto so that the solid / liquid ratio became 5: 5.

원료 물질들을 균일하게 혼합이 되도록 교반기에서 400rpm으로 10분간 교반을 한 후 습식분쇄장치(Mincer, Netzsch사 제품)에서 고속으로 분쇄 및 분산을 시켜 슬러리화 하였다. 습식 분쇄 및 분산시 0.65 mm 의 직경을 가지는 지르코니아 비드를 사용하였으며 분쇄 시간은 30분으로 고정하였다. 분쇄된 슬러리 내 입자의 입도(D50)가 0.3㎛이하가 되기까지 분쇄 및 분산을 시켰으며, 이때 슬러리의 점도는 500cp 이하로 조절하였다.The raw materials were stirred at 400 rpm for 10 minutes in a stirrer so as to be uniformly mixed, and then pulverized and dispersed at a high speed in a wet grinding apparatus (Mincer, Netzsch) to form a slurry. Zirconia beads having a diameter of 0.65 mm were used for wet grinding and dispersing, and the grinding time was fixed to 30 minutes. The slurry was pulverized and dispersed until the particle size (D50) of the particles in the pulverized slurry became 0.3 탆 or less, at which time the viscosity of the slurry was adjusted to 500 cp or less.

슬러리의 건조 및 성형은 분무건조장치(아인시스템 제품)를 사용하였으며 투입 열풍 온도를 250 내지 300℃, 배기 열풍 온도를 100 내지 150℃로 하였다. The slurry was dried and molded using a spray dryer (manufactured by Ain Systems Co.), the hot air temperature was 250 to 300 ° C, and the hot air temperature was 100 to 150 ° C.

상기 제조된 전구체 분말 약 100g 을 각각 알루미나 도가니에 넣고 5 l/min 의 공기 흐름하에서 860℃에서 10시간 소성 (승온속도 3℃/min) 함으로써, 소성 시 리튬 원료 물질 및 유기산의 분해 가스의 영향으로 소성 후 입자 내 공극이 고르게 발달한 높은 비표면적을 가지는 양극 활물질을 얻을 수 있었다.About 100 g of the prepared precursor powder was placed in an alumina crucible and fired at 860 ° C for 10 hours under an air flow of 5 l / min (at a heating rate of 3 ° C / min), whereby the decomposition gas of lithium raw material and organic acid A positive electrode active material having a high specific surface area in which pores in the particles were uniformly developed after firing was obtained.

상기의 양극활물질의 단위 입자(1차 입자)의 크기가 0.3 내지 1㎛ 이고, 탭밀도는 1.3 내지 1.6 g/cm2 정도였다. The size of the unit particles (primary particles) of the cathode active material is 0.3 to 1 mu m, the tap density is 1.3 to 1.6 g / cm < 2 > Respectively.

제조된 양극활물질은 입자를 이루는 결정입자간에 소성시 발생하는 분해가스의 영향으로 공극이 발달한 상태로 외부의 물리적인 힘에 의하여 쉽게 해쇄되는 특징을 가지고 있어 분쇄장치(Rotor mill, Retsch사 제품)에서 고속으로 분쇄 시켜 중심입경 기준 0.3내지 1㎛의 단결정상태의 양극활물질을 얻을 수 있었다. The produced cathode active material is characterized in that pores are developed due to the decomposition gas generated during firing between the crystal grains constituting the particles and is easily cracked by external physical force. Therefore, the crushing device (Rotor mill, manufactured by Retsch Co.) To obtain a single-crystal cathode active material having a center particle diameter of 0.3 to 1 占 퐉.

상기 제조된 단결정 상의 양극 활물질에 대하여 수용액상의 B, Al, Ti, Zr, Ba 등의 물질을 습식코팅하고, 분무 열분해 공정을 통해 균일한 코팅층을 포함하는 단결정 상의 양극 활물질을 수득할 수 있다.Al, Ti, Zr, Ba, or the like in an aqueous solution phase is wet-coated on the prepared single crystal cathode active material, and a single crystal cathode active material including a uniform coating layer can be obtained through a spray pyrolysis process.

실시예Example 2-3 2-3

아래 표 1의 조성을 나타내도록 첨가물질로서 ZrO2 , TiO2를 사용하여 화학양론비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 2 내지 3 의 조성을 나타내는 양극활물질을 제조하였다.A cathode active material showing the compositions of Examples 2 to 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that ZrO 2 and TiO 2 were used as additive materials in the stoichiometric ratio shown in Table 1 below.

구분division 양극활물질 조성 Cathode active material composition 실시예 1Example 1 Li[Ni0 .60Co0 .20Mn0 .20]O2 Li [Ni Co 0 .60 0 .20 0 .20 Mn] O 2 실시예 2Example 2 Li[Ni0 .60Co0 .20Mn0 .195Zr0 .005]O2 Li [Ni 0 .60 Co 0 .20 Mn 0 .195 Zr 0 .005 ] O 2 실시예 3Example 3 Li[Ni0 .60Co0 .20Mn0 .195Ti0 .005]O2 Li [Ni 0 .60 Co 0 .20 Mn 0 .195 Ti 0 .005 ] O 2

비교예Comparative Example 1 One

일반적인 공침 반응을 통해 제조된 Li1 .0Ni0 .6Co0 .2Mn0 .2O2 조성의 양극 활물질을 이용하였다. Is manufactured through a general co-precipitation reaction Li 1 .0 Ni 0 .6 Co 0 .2 Mn 0 .2 O was used as the positive electrode active material of the second composition.

비교예Comparative Example 2 2

습식 분쇄 및 분무 건조를 통해 제조된 전구체를 이용한 Li1 .0Ni0 .6Co0 .2Mn0 .2O2 조성의 양극 활물질을 이용하였다.The cathode active material of Li 1 .0 Ni 0 .6 Co 0 .2 Mn 0 .2 O 2 composition using precursors prepared by wet pulverization and spray drying was used.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> SEMSEM 측정 및  Measurement and 탭밀도Tap density 측정 Measure

상기 조성을 나타내는 대표도로서 실시예 1 및 비교예 1, 2의 각각의 양극활물질 SEM 사진을 도 1에 나타내었다.A representative SEM photograph of the positive electrode active material of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in FIG.

실시예 1 내지 실시예 3 의 양극활물질에 대해 분쇄공정을 전후의 SEM 사진을 도 2에 나타내었다.SEM photographs of the cathode active materials of Examples 1 to 3 before and after the crushing process are shown in Fig.

상기의 양극활물질 입자들의 비표면적에 대하여 비표면적 측정기(상표명:Micromeritics, Tristar-3000)를 통해 측정하여 아래 표 2에 나타내었다. 표2 에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3에서 습식 분무 건조 및 분쇄공정을 거쳐 제조된 활물질의 경우 비교예에 대하여 전반적으로 높은 비표면적을 나타내며 분쇄전후의 비표면적의 차이는 0.2-0.5를 나타내었다. The specific surface area of the cathode active material particles was measured by a specific surface area meter (trade name: Micromeritics, Tristar-3000) and is shown in Table 2 below. As shown in Table 2, the active materials prepared by the wet spray drying and pulverizing processes in Examples 1 to 3 exhibited generally high specific surface area as compared with Comparative Examples, and the difference in specific surface area before and after pulverization was 0.2-0.5 .

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 분쇄전Before crushing 1.81.8 1.51.5 2.02.0 0.30.3 0.50.5 분쇄후After grinding 2.02.0 1.81.8 2.22.2 -- --

* 단위: m2/g * Unit: m 2 / g

실시예 1 내지 3 및 비교예1내지 2에서 제조된 하프 코인 전지를 전기화학분석장치(Toyo, Toscat 3100)를 이용하여 25℃, 전압범위 3~4.3V, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0C의 방전율을 적용하여 충방전 실험을 실시하였으며, 그 결과를 아래의 표 3 및 도3, 4에 나타내었다. The half-cell batteries manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to electrochemical analysis at 25 ° C in a voltage range of 3 to 4.3 V, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, and 4.0 using an electrochemical analyzer (Toyo, Toscat 3100) C discharge rate, and the results are shown in Table 3 and FIGS. 3 and 4 below.

표 3 및 도 3은 Cut-off 3.0~4.3V에서 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0C의 조건으로 실행한 충방전결과 및 방전율에 따른 효율을 나타낸 것이다. 표3및 도 3 에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3에서 습식 분무 건조 및 분쇄공정을 거쳐 제조된 활물질의 경우 초기 방전 용량 및 초기 가역 효율, 율특성이 공침법 및 습식법으로 제조된 비교예 1, 2보다 높은 값을 나타내었다.Table 3 and FIG. 3 show the efficiency according to the charging / discharging performance and the discharging rate performed under conditions of 0.1, 0.5, 1.0, 2.0 and 4.0C at cut-off of 3.0 to 4.3V. As shown in Table 3 and FIG. 3, in the case of the active material prepared through the wet spray drying and pulverizing processes in Examples 1 to 3, the initial discharge capacity, the initial reversible efficiency and the rate characteristics were comparative examples 1, 2, respectively.

구분division 1st방전용량
[@ 0.1C, mAh/g]
1 st discharge capacity
[@ 0.1 C, mAh / g]
1st가역효율
[@ char/disch, %]
1 st reversible efficiency
[@ char / disch,%]
율특성
[@4.0/0.1C, %]
Rate characteristic
[@ 4.0 / 0.1C,%]
실시예 1(분쇄전)Example 1 (before grinding) 182.3182.3 93.493.4 86.586.5 실시예 1Example 1 186.0186.0 93.493.4 88.288.2 실시예 2Example 2 185.3185.3 93.293.2 87.887.8 실시예 3Example 3 183.8183.8 93.793.7 87.987.9 비교예 1Comparative Example 1 173.4173.4 87.087.0 84.284.2 비교예 2Comparative Example 2 176.6176.6 87.287.2 86.386.3

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (17)

하기 화학식 1로 표시되고,
중심입경 기준 0.3내지 1.5㎛의 단결정상태인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
[화학식 1]
LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0)
(1)
Wherein the cathode active material is in a single crystal state with a center particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉.
[Chemical Formula 1]
Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0)
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질은, 분쇄된 형태이며, 분쇄 전후의 비표면적의 차이가 0.2-0.5 g/m2인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode active material is in a pulverized form and the difference in specific surface area before and after pulverization is 0.2-0.5 g / m 2 .
리튬 원료 물질; Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 금속 원료 물질; 및 유기산 첨가제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계;
상기 슬러리를 분무 건조하여 전구체 물질을 제조하는 단계;
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계; 및
상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;
를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
Lithium raw material; Metal raw materials including Ni, Co, and Mn; And an organic acid additive to prepare a slurry;
Spray drying the slurry to produce a precursor material;
Firing the precursor material to obtain a lithium composite oxide; And
Crushing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide;
Wherein the positive electrode active material is a positive electrode active material.
제3항에 있어서,
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서,
소성시, 상기 리튬 원료 물질 및/또는 유기산 첨가제의 분해로 인한 가스 발생으로 리튬 복합 산화물 내 공극이 형성되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
And calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide,
Wherein the pores in the lithium composite oxide are formed by the generation of gas due to decomposition of the lithium source material and / or the organic acid additive agent during firing.
제3항에 있어서,
상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;는 기계적 밀링 방법으로 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the step of crushing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide is performed by a mechanical milling method.
제3항에 있어서,
상기 슬러리를 분무 건조하여 전구체 물질을 제조하는 단계;는,
열풍 온도 250 내지 300℃, 및 배기 열풍 온도를 100 내지 150℃ 조건으로 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
Spray drying the slurry to produce a precursor material,
A hot air temperature of 250 to 300 DEG C, and an exhaust hot air temperature of 100 to 150 DEG C. The method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery according to claim 1,
제3항에 있어서,
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는,
800 내지 900℃에서 8-12시간 조건으로 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
And calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide,
At 800 to 900 DEG C for 8 to 12 hours.
제3항에 있어서,
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는,
승온속도 2-4℃/min 조건으로 수행되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
And calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide,
At a temperature rising rate of 2-4 DEG C / min. The method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery according to claim 1,
제3항에 있어서,
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서,
수득된 리튬 복합 산화물의 1차 입자 입경은 0.3 내지 1㎛인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
And calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide,
Wherein the lithium composite oxide has a primary particle size of 0.3 to 1 占 퐉.
제3항에 있어서,
상기 전구체 물질을 소성하여 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서,
수득된 리튬 복합 산화물의 탭밀도는 1.3 내지 1.6 g/cm2 인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
And calcining the precursor material to obtain a lithium composite oxide,
The tap density of the obtained lithium composite oxide was 1.3 to 1.6 g / cm &lt; 2 &gt; By weight based on the total weight of the lithium secondary battery.
제3항에 있어서,
상기 수득된 리튬 복합 산화물을 분쇄하여 단결정화하는 단계;에 의해 수득된 단결정 양극 활물질은,
중심입경 기준 0.3내지 1.5㎛의 단결정상태인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
The single crystal positive electrode active material obtained by pulverizing and monocrystallizing the obtained lithium composite oxide,
Wherein the cathode active material is in a single crystal state with a center particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉.
제3항에 있어서,
상기 유기산 첨가제는,
푸마르산 (Fumaric acid), 아디프산 (Adipic acid), 석신산 (Succinic acid), 타타르산 (Tartaric acid), 글루타르산 (Glutarinc acid), 시트르산 (Citric acid), 말레산 (Maleic acid), 옥살산 (Oxailic acid), 말론산 (Malonic acid), 또는 이들의 조합인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
The organic acid additive may contain,
The organic acid may be selected from the group consisting of fumaric acid, adipic acid, succinic acid, tartaric acid, glutaric acid, citric acid, maleic acid, oxalic acid, (Oxailic acid), Malonic acid, or a combination thereof. The method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery according to claim 1,
제3항에 있어서,
상기 리튬 원료 물질은, 탄산리튬인 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the lithium source material is lithium carbonate.
제3항에 있어서,
상기 리튬 복합 산화물 조성은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
[화학식 1]
LiaNibCocMndMeO2 (a=1.0-1.1, b=0.5-0.8, c/d=1.0-1.5, e=0.00-0.01, b+c+d+e=1.0)
The method of claim 3,
Wherein the composition of the lithium composite oxide is represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
Li a Ni b Co c Mn d M e O 2 (a = 1.0-1.1, b = 0.5-0.8, c / d = 1.0-1.5, e = 0.00-0.01, b + c + d + e = 1.0)
제3항에 있어서,
상기 양극 활물질은 B, Al, Ti, Zr, Ba 또는 이들의 조합의 도핑 원소를 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the positive electrode active material comprises a doping element of B, Al, Ti, Zr, Ba, or a combination thereof.
제3항에 있어서,
상기 양극 활물질은, B, Al, Ti, Zr, Ba 또는 이들의 조합의 코팅층을 더 포함하는 것인 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the positive electrode active material further comprises a coating layer of B, Al, Ti, Zr, Ba or a combination thereof.
양극; 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 전해질을 포함하되,
상기 양극은 제1항에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인 리튬 이차 전지.
anode; cathode; And an electrolyte positioned between the anode and the cathode,
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode comprises the positive electrode active material according to claim 1.
KR1020150186486A 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same KR20170076348A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186486A KR20170076348A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR1020180059154A KR102295296B1 (en) 2015-12-24 2018-05-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186486A KR20170076348A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180059154A Division KR102295296B1 (en) 2015-12-24 2018-05-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170076348A true KR20170076348A (en) 2017-07-04

Family

ID=59356935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150186486A KR20170076348A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170076348A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346718A (en) * 2018-09-21 2019-02-15 山东省科学院能源研究所 A kind of monocrystalline precursor of nickel-cobalt-lithium-manganese-oxide and its preparation method and application
CN109659537A (en) * 2018-12-19 2019-04-19 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 Citrate assists Fluorin doped ternary nano piece/polypyrrole preparation method and product and application
WO2019194609A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing cathode active material for lithium secondary battery, cathode active material for lithium secondary battery, cathode, comprising same, for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising same
WO2019194510A1 (en) * 2018-04-06 2019-10-10 주식회사 엘지화학 Cathode active material for lithium secondary battery, method for manufacturing same, cathode comprising same for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
CN111867979A (en) * 2018-04-04 2020-10-30 株式会社Lg化学 Method for preparing positive electrode active material for lithium secondary battery, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019194609A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing cathode active material for lithium secondary battery, cathode active material for lithium secondary battery, cathode, comprising same, for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising same
CN111867979A (en) * 2018-04-04 2020-10-30 株式会社Lg化学 Method for preparing positive electrode active material for lithium secondary battery, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
US12074307B2 (en) 2018-04-04 2024-08-27 Lg Chem, Ltd. Method of preparing positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode active material for lithium secondary battery, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
WO2019194510A1 (en) * 2018-04-06 2019-10-10 주식회사 엘지화학 Cathode active material for lithium secondary battery, method for manufacturing same, cathode comprising same for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
US11799066B2 (en) 2018-04-06 2023-10-24 Lg Energy Solution, Ltd. Positive electrode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery which include the positive electrode active material
US11876210B2 (en) 2018-04-06 2024-01-16 Lg Energy Solution, Ltd. Positive electrode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery which include the positive electrode active material
CN109346718A (en) * 2018-09-21 2019-02-15 山东省科学院能源研究所 A kind of monocrystalline precursor of nickel-cobalt-lithium-manganese-oxide and its preparation method and application
CN109659537A (en) * 2018-12-19 2019-04-19 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 Citrate assists Fluorin doped ternary nano piece/polypyrrole preparation method and product and application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102295296B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
CN113169338B (en) Positive electrode additive for lithium secondary battery, method for producing same, positive electrode for lithium secondary battery comprising same, and lithium secondary battery comprising same
KR101746187B1 (en) Positive electrode active material for rechargable lithium battery, and rechargable lithium battery including the same
KR101601917B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
JP6116800B2 (en) Positive electrode active material, positive electrode and lithium battery employing the same, and manufacturing method thereof
JP5115697B2 (en) Positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
KR101577179B1 (en) Cathod active material for lithium rechargeable battery and lithium rechargeable battery comprising the same
KR101622352B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
WO2011089958A1 (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
KR20170046066A (en) Positive Electrode Active Material Comprising Layered Lithium Metal Oxides and Positive Electrode having the Same
JP5278994B2 (en) Lithium secondary battery
KR101909216B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
JPH09237631A (en) Positive electrode active substance for lithium secondary battery, manufacture thereof and lithium secondary battery
KR20130001703A (en) Cathod active material, lithium rechargeble battery including the same, and method of activiting the same
KR101802517B1 (en) Cathod active material, method for preparing the same, lithium secondary battery comprising the same
JP2006344509A (en) Lithium secondary battery
KR101115416B1 (en) Positive active material for rechargeable, method of preparing same, and rechargeable lithium battery including same
KR20170076348A (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR101646994B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR20180111552A (en) Manufacturing method of metal coated cathode active material And cathode active material made by the same
KR101655241B1 (en) Manufacturing method of lithium manganese complex oxide coated with lithium polysilicate, lithium manganese complex oxide for lithium rechargeable batteries made by the same, and lithium rechargeable batteries comprising the same
KR101676687B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR101576274B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR101553389B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, coating material for positive active material, method of manufacturing the same and rechargeable lithium battery including same
KR20200036623A (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent