KR20190057952A - Preparing method of the positive electrode active material for lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing a positive electrode active material, which comprises following steps of: preparing the positive electrode active material comprising 70 mol% or more of nickel relative to a total number of moles of transition metals except lithium; and washing the positive electrode active material with an aqueous solution containing an organic acid. According to the present invention, it is possible to manufacture the positive electrode active material having improved resistance characteristics and lifespan characteristics.

Description

리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조 방법 {PREPARING METHOD OF THE POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a positive electrode active material for a lithium secondary battery,

본 발명은 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지며, 사이클 수명이 길고, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries having a high energy density and voltage, a long cycle life, and a low self-discharge rate are commercially available and widely used.

리튬 이차전지의 양극활물질로는 리튬 전이금속 복합 산화물이 이용되고 있으며, 이 중에서도 작용전압이 높고 용량 특성이 우수한 LiCoO2 등의 리튬 코발트 복합금속 산화물이 주로 사용되고 있다. 그러나, LiCoO2는 탈리튬에 따른 결정 구조의 불안정화 때문에 열적 특성이 매우 열악하다. 또한, 상기 LiCoO2는 고가이기 때문에 전기 자동차 등과 같은 분야의 동력원으로서 대량 사용하기에는 한계가 있다. Lithium transition metal complex oxides are used as the cathode active material of lithium secondary batteries, and among them, lithium cobalt composite metal oxides such as LiCoO 2 having high action voltage and excellent capacity characteristics are mainly used. However, LiCoO 2 has very poor thermal properties due to the destabilization of the crystal structure due to the depolymerization. In addition, since LiCoO 2 is expensive, it can not be used in large quantities as a power source for fields such as electric vehicles and the like.

상기 LiCoO2를 대체하기 위한 재료로서, 리튬 망간 복합금속 산화물(LiMnO2 또는 LiMn2O4 등), 리튬 인산철 화합물(LiFePO4 등) 또는 리튬 니켈 복합금속 산화물(LiNiO2 등) 등이 개발되었다. 이 중에서도 약 200 mAh/g의 높은 가역용량을 가져 대용량의 전지 구현이 용이한 리튬 니켈 복합금속 산화물에 대한 연구 개발이 보다 활발히 연구되고 있다. 그러나, 상기 LiNiO2는 LiCoO2와 비교하여 열 안정성이 열위하고, 충전 상태에서 외부로부터의 압력 등에 의해 내부 단락이 생기면 양극 활물질 그 자체가 분해되어 전지의 파열 및 발화를 초래하는 문제가 있었다. 이에 따라 상기 LiNiO2의 우수한 가역용량은 유지하면서도 낮은 열안정성을 개선하기 위한 방법으로서, Ni의 일부를 Co 및 Mn 또는 Al로 치환한 리튬 니켈코발트금속 산화물이 개발되었다.Lithium manganese composite metal oxides (such as LiMnO 2 or LiMn 2 O 4 ), lithium iron phosphate compounds (such as LiFePO 4 ), or lithium nickel composite metal oxides (such as LiNiO 2 ) have been developed as materials for replacing LiCoO 2 . Among them, research and development on a lithium nickel composite metal oxide having a high reversible capacity of about 200 mAh / g and facilitating the realization of a large capacity battery has been actively researched. However, LiNiO 2 has a lower thermal stability than LiCoO 2, and if an internal short circuit occurs due to external pressure or the like in a charged state, the cathode active material itself is decomposed to cause rupture and ignition of the battery. Accordingly, a lithium nickel cobalt metal oxide in which a part of Ni is substituted with Co and Mn or Al has been developed as a method for improving low thermal stability while maintaining excellent reversible capacity of LiNiO 2 .

그러나, 상기 리튬 니켈코발트금속 산화물의 경우, 구조 안정성이 낮고 용량이 낮으며, 특히 용량 특성을 높이기 위해 니켈의 함량을 70 몰% 이상으로 높일 경우, 리튬 니켈코발트금속 산화물 중의 니켈이 Ni2 +로 유지되려는 경향으로 인해, 그 표면에 LiOH 및 Li2CO3 등 리튬 부산물이 다량 생성된다는 문제점이 있었다. 이와 같이, 표면에 리튬 부산물의 함량이 높은 리튬 니켈코발트금속 산화물을 사용할 경우, 리튬 이차전지에 주입된 전해액과 반응함으로써 리튬 이차전지에서 스웰링(swelling) 현상을 야기할 수 있어, 이를 포함하는 이차전지는 전지 성능을 충분히 발휘할 수 없었다.However, in the case of the lithium nickel cobalt metal oxide, when the content of nickel is increased to 70 mol% or more in order to improve the capacity characteristics, the nickel in the lithium nickel cobalt metal oxide is reduced to Ni 2 + There is a problem that a large amount of lithium by-products such as LiOH and Li 2 CO 3 are produced on the surface thereof. When the lithium nickel cobalt metal oxide having a high content of lithium by-products on the surface is used, the lithium secondary battery reacts with the electrolyte injected into the lithium secondary battery, thereby causing a swelling phenomenon in the lithium secondary battery. The battery could not sufficiently exhibit the battery performance.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 리튬 니켈코발트금속 산화물의 합성 후 수세 공정을 진행함으로써 리튬 니켈코발트금속 산화물의 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량을 저감하려는 방법들이 제안되고 있다. 종래에는 증류수를 이용하여 리튬 니켈코발트금속 산화물을 수세하는 방법이 수행되었다. 그러나, 이 경우 리튬 니켈코발트금속 산화물의 표면에 존재하는 리튬 부산물 중 Li2CO3의 제거는 용이하지 않았으며, 이에 따라 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량 저감 효과가 충분히 만족스럽지 못한 실정이다.In order to solve such a problem, methods have been proposed for reducing the content of lithium by-products present on the surface of the lithium nickel cobalt metal oxide by conducting a water washing process after synthesis of the lithium nickel cobalt metal oxide. Conventionally, a method of washing lithium nickel cobalt metal oxide with distilled water has been performed. However, in this case, removal of Li 2 CO 3 from the lithium by-products present on the surface of the lithium-nickel-cobalt metal oxide is not easy, and thus the effect of reducing the content of lithium by-products present on the surface is not sufficiently satisfactory.

따라서, 고함량의 니켈을 포함하는 리튬 니켈코발트금속 산화물의 표면에 존재하는 리튬 부산물을 저감할 수 있는 양극 활물질을 제조하기 위한 방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, development of a method for producing a cathode active material capable of reducing lithium by-products present on the surface of a lithium nickel cobalt metal oxide containing a high nickel content is desired.

대한민국 공개특허공보 제2012-0117822호Korean Patent Publication No. 2012-0117822

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 기술적 과제는 양극 활물질 제조 후 수세 공정을 통하여 양극 활물질의 손상(damage) 없이, 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 부산물을 저감할 수 있는 양극 활물질의 제조 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above-mentioned problems, a first technical object of the present invention is to provide a positive electrode active material capable of reducing lithium by-products present on the surface of a positive electrode active material without damaging the positive electrode active material through a washing process after manufacturing the positive electrode active material And a method for producing the same.

본 발명은 리튬을 제외한 전이금속의 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함하는 양극 활물질을 준비하는 단계; 및 상기 양극 활물질을 유기산을 포함하는 수용액에서 수세하는 단계;를 포함하는, 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing a positive electrode active material, comprising: preparing a positive electrode active material comprising 70 mol% or more of nickel relative to the total number of moles of transition metals except lithium; And washing the positive electrode active material with an aqueous solution containing an organic acid.

본 발명에 따르면, 니켈을 고함량으로 포함하는 양극 활물질을 제조한 후 수세 시 증류수에 유기산을 혼합한 유기산 수용액을 이용하여 양극 활물질을 수세함으로써, 양극 활물질의 손상 없이, 표면에 존재하는 리튬 부산물만을 저감할 수 있다. 상기와 같이 유기산 수용액을 이용하여 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량을 저감시킴에 따라, 양극 활물질의 표면이 더욱 활성화되어 충방전 효율, 저항 특성 및 수명 특성이 개선된 양극 활물질을 제조할 수 있다.According to the present invention, a positive electrode active material containing nickel in a high content is prepared, and then the positive electrode active material is washed with an aqueous organic acid solution in which organic acid is mixed with distilled water at the time of flushing to remove only lithium by- Can be reduced. As described above, by using the organic acid aqueous solution to reduce the amount of lithium by-products present on the surface, the surface of the cathode active material can be further activated to produce a cathode active material having improved charge / discharge efficiency, resistance characteristics, and lifetime characteristics.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지의 저항 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing lifetime characteristics of a lithium secondary battery produced in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
FIG. 2 is a graph showing resistance characteristics of the lithium secondary battery manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

일반적으로, 양극 활물질의 표면에 리튬 부산물이 과량으로 존재하는 경우, 상기 리튬 불순물이 리튬 이차전지에 주입된 전해액과 반응하여, 리튬 이차전지의 스웰링(swelling) 현상을 야기한다는 문제점이 있었다. 더불어, 양극 활물질이 고용량화를 위하여 니켈을 고함량으로 포함할 경우, 이와 같은 스웰링 문제는 더욱 심각해진다. Generally, when an excessive amount of lithium by-product is present on the surface of the cathode active material, the lithium impurity reacts with the electrolyte injected into the lithium secondary battery, causing a swelling phenomenon of the lithium secondary battery. In addition, when the positive electrode active material contains nickel in a high content for high capacity, such swelling problem becomes more serious.

이에, 본 발명자들은 니켈을 고함량으로 포함하는 양극 활물질의 제조 시, 수세 용액에 유기산을 추가함으로써 양극 활물질의 손상 없이, 표면에 존재하는 리튬 부산물만을 선택적으로 제거할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors have found that, in the production of a positive electrode active material containing nickel in a high content, it is possible to selectively remove only lithium by-products present on the surface without damaging the positive electrode active material by adding an organic acid to the wash solution. Completed.

보다 자세하게 설명하면, 본 발명은 리튬을 제외한 전이금속의 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함하는 양극 활물질을 준비하는 단계; 및 상기 양극 활물질을 유기산을 포함하는 수용액에서 수세하는 단계;를 포함하는, 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다. More specifically, the present invention provides a method for preparing a positive electrode active material, comprising: preparing a positive electrode active material containing 70 mol% or more of nickel relative to the total number of moles of transition metals except lithium; And washing the positive electrode active material with an aqueous solution containing an organic acid.

본 발명에 따른 양극 활물질을 제조하기 위해서, 먼저 리튬을 제외한 전이금속의 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함하는 양극 활물질을 준비한다. In order to produce the cathode active material according to the present invention, first, a cathode active material containing 70 mol% or more of nickel relative to the total number of moles of transition metals except lithium is prepared.

구체적으로, 상기 양극 활물질은 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:Specifically, the cathode active material may preferably be represented by the following Formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Li1+a(NibCocM1 dM2 e)1-aO2 Li 1 + a (Ni b Co c M 1 d M 2 e ) 1-a O 2

상기 화학식 1에서, M1는 Mn 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이고, M2는 Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, Ti, Sr, Ba, Ce, F, P, S 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이고, 0≤a≤0.2, 0.7≤b≤1.0, 0≤c≤0.3, 0≤d≤0.3, 0≤e≤0.1임.Wherein M 1 is at least one or more selected from the group consisting of Mn and Al and M 2 is at least one element selected from the group consisting of Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, , Ce, F, P, S and Y, and 0? A? 0.2, 0.7? B? 1.0, 0? C? 0.3, 0? D? 0.3, 0? E? being.

상기 리튬 전이금속 산화물 중에 포함되는 리튬과 전이금속들의 몰비(Li/Me의 몰비)는 1.0 내지 1.2, 바람직하게는 1.0 내지 1.15일 수 있으며, 상기 범위를 만족할 경우 리튬 전이금속 산화물이 우수한 용량을 나타낼 수 있다. The molar ratio (Li / Me molar ratio) of lithium to the transition metals contained in the lithium transition metal oxide may be 1.0 to 1.2, preferably 1.0 to 1.15. When the range is satisfied, the lithium transition metal oxide shows excellent capacity .

또한, 상기 양극 활물질은 필요에 따라 선택적으로 도핑 원소 M2를 더 포함할 수 있다. 상기 도핑 원소 M2는 Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, Ti, Sr, Ba, Ce, F, P, S 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속 원소를 포함할 수 있으며, 상기 양극 활물질이 상기 도핑 원소 M2를 더 포함할 경우, 상기 양극 활물질의 구조 안정성이 향상되어 이를 적용한 전지의 수명 특성이 더 향상될 수 있다.In addition, the positive electrode active material may further include a selectively doping element M 2, as needed. Wherein the doping element M 2 is at least one selected from the group consisting of Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, Ti, Sr, Ba, Ce, F, P, And when the cathode active material further includes the doping element M 2 , the structural stability of the cathode active material is improved, and the lifetime characteristics of the battery can be further improved.

상기 화학식 1로 표시된 바와 같이, 양극 활물질이 리튬을 제외한 전이금속 산화물 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함할 경우, 고용량 특성을 나타내는 양극 활물질을 제공할 수 있다. 그러나, 니켈의 함량이 높아질수록 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량 또한 높아진다는 단점이 있다.As shown in Formula 1, when the positive electrode active material contains 70 mol% or more of nickel relative to the total number of moles of the transition metal oxide excluding lithium, a positive electrode active material exhibiting a high capacity characteristic can be provided. However, as the content of nickel increases, the content of lithium by-products present on the surface also increases.

이에, 본 발명과 같이 유기산을 포함하는 수용액을 이용하여 니켈을 고함량으로 포함하는 양극 활물질을 수세할 경우, 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 부산물을 효과적으로 저감할 수 있다.Thus, when the positive electrode active material containing nickel in a high content is washed with an aqueous solution containing an organic acid as in the present invention, lithium by-products present on the surface of the positive electrode active material can be effectively reduced.

구체적으로, 상기 유기산을 포함하는 수용액에서 상기 양극 활물질을 수세하여 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 부산물을, 양극 활물질 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이하로 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 리튬 불순물은 LiOH 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다. Specifically, in the aqueous solution containing the organic acid, the cathode active material is washed with water to control lithium by-products present on the surface of the cathode active material to 0.3% by weight or less based on the total weight of the cathode active material. For example, the lithium impurity may be at least one selected from the group consisting of LiOH and Li 2 CO 3 .

상기 유기산을 포함하는 수용액은 증류수 및 유기산을 포함하는 것이다. 예를 들면, 증류수 만을 이용하여 상기 양극 활물질을 수세할 경우 LiOH는 증류수 내에 해리되어 양극 활물질 표면으로부터 제거가 용이한 반면, Li2CO3는 증류수 내에 해리가 용이하지 않아 제거가 어렵다. 따라서, 증류수에 유기산을 적정 비율로 혼합한 수용액을 사용함으로써 LiOH 뿐만 아니라, Li2CO3 또한 용이하게 제거할 수 있다. The aqueous solution containing the organic acid includes distilled water and organic acid. For example, when the cathode active material is washed with distilled water alone, LiOH is easily dissociated in the distilled water and is easily removed from the surface of the cathode active material, whereas Li 2 CO 3 is difficult to dissociate in the distilled water because it is difficult to dissociate. Therefore, not only LiOH but also Li 2 CO 3 can be easily removed by using an aqueous solution obtained by mixing an appropriate amount of organic acid with distilled water.

예를 들면, 상기 양극 활물질이 리튬을 제외한 전이금속 산화물 총 몰수에 대하여 70몰% 미만의 니켈을 포함하는 저함량의 니켈-함유 양극 활물질인 경우, 양극 활물질 합성 후 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량이 본원발명과 같이 니켈을 고함량으로 포함하는 경우에 비해 훨씬 적으며, 이에 따라 유기산을 포함하는 수용액으로 수세할 경우, 리튬 부산물뿐만 아니라 양극 활물질 표면의 손상 또한 발생할 수 있다. 그러나, 본원발명과 같이 양극 활물질로서 리튬을 제외한 전이금속 산화물 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함하는 고함량의 니켈-함유 양극 활물질은 표면에 존재하는 다량의 리튬 부산물로 인해, 유기산을 포함하는 수용액으로 수세하더라도 양극 활물질 표면의 손상 없이, 리튬 부산물만을 선택적으로 제거할 수 있는 것이다. For example, when the cathode active material is a nickel-containing cathode active material having a low content of nickel of less than 70 mol% based on the total number of moles of transition metal oxides except lithium, the content of lithium by- As compared with the case where nickel is contained in a high content as in the present invention, the amount of nickel is much smaller than that in the case of containing nickel in a high content. Thus, when washed with an aqueous solution containing an organic acid, damage to the surface of the cathode active material as well as lithium by- However, as in the present invention, a high content of nickel-containing cathode active material containing 70 mol% or more of nickel relative to the total moles of transition metal oxides excluding lithium as the positive electrode active material contains organic acid due to a large amount of lithium by- It is possible to selectively remove only the lithium by-product without damaging the surface of the cathode active material.

상기 유기산은 증류수에 해리될 수 있고, 양극 활물질의 손상을 최소화할 수 있는 약산이 바람직하며, 더 바람직하게는 상기 유기산은 시트르산, 말산, 포름산, 아세트산, 옥살산 및 아스코르브산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 유기산은 무기산에 비해 약산이기 때문에, 양극 활물질의 손상 없이 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 불순물만을 선택적으로 녹여낼 수 있으며, 특히 리튬 부산물 중 Li2CO3를 효과적으로 녹여낼 수 있다.The organic acid is preferably a weak acid which can dissociate into distilled water and can minimize damage to the cathode active material. More preferably, the organic acid is at least one selected from the group consisting of citric acid, malic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid and ascorbic acid Or more. Since the organic acid is weakly acidic than inorganic acid, only the lithium impurity present on the surface of the cathode active material can be selectively dissolved without damaging the cathode active material, and Li 2 CO 3 among the lithium by-products can be effectively dissolved.

상기 유기산을 포함하는 수용액은 증류수 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 내지 5 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 3 중량부로 포함할 수 있다. 예를 들면, 증류수 100 중량부에 대하여 유기산을 0.5 중량부 미만으로 포함할 경우, 양극 활물질 표면의 리튬 부산물의 제거가 용이하지 않을 수 있으며, 증류수 100 중량부에 대하여 유기산이 5 중량부를 초과할 경우, 양극 활물질의 표면에 손상을 야기할 수 있다.The aqueous solution containing the organic acid may be added in an amount of 0.5 to 5 parts by weight, preferably 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water. For example, when the organic acid is contained in an amount of less than 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water, removal of the lithium by-product on the surface of the cathode active material may not be easy. If the organic acid exceeds 5 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water , The surface of the positive electrode active material may be damaged.

상기 유기산을 포함하는 수용액 100 중량부에 대하여 상기 양극 활물질을 40 중량부 내지 60 중량부 혼합하고 교반하는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 유기산을 포함하는 수용액 100 중량부에 대하여 상기 양극 활물질을 40 중량부 미만으로 포함할 경우, 수용액 대비 양극 활물질의 함량이 적기 때문에 양극 활물질 표면의 손상이 야기될 수 있다. 또한, 유기산을 포함하는 수용액 100 중량부에 대하여 상기 양극 활물질이 60 중량부를 초과할 경우, 수용액의 함량이 상대적으로 적기 때문에 수세가 원활하게 이루어지지 않고, 이에 따라 양극 활물질 표면에 존재하는 리튬 부산물의 제거가 용이하지 않을 수 있다.40 parts by weight to 60 parts by weight of the cathode active material may be mixed and stirred with respect to 100 parts by weight of the aqueous solution containing the organic acid. For example, if the amount of the cathode active material is less than 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solution containing the organic acid, the cathode active material may be damaged due to a small amount of the cathode active material. If the amount of the cathode active material is more than 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solution containing an organic acid, the water is not smoothly washed out due to the relatively small amount of the aqueous solution, Removal may not be easy.

상기 수세 단계 중 수세 온도는 바람직하게는 10℃ 내지 15℃이다. 상기 수세 온도가 상기 범위 이하일 경우, LiOH가 증류수 내에 해리되는 양이 저하되어, 결과적으로 LiOH의 제거가 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 수세 단계 중 수세 시간은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 30분 내지 600분, 바람직하게는 60분 내지 120분이 바람직할 수 있다.The water-washing temperature in the washing step is preferably from 10 캜 to 15 캜. When the water-washing temperature is lower than the above range, the amount of LiOH dissociated in the distilled water is lowered, and consequently, the removal of LiOH may not be easy. The washing time in the washing step is not particularly limited, but may be, for example, 30 minutes to 600 minutes, preferably 60 minutes to 120 minutes.

또한, 본 발명은 상기한 양극 활물질의 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질에 있어서, 상기 양극 활물질은 리튬을 제외한 전이금속 산화물의 총 몰수에 대하여 니켈을 70 몰% 이상 포함하는 리튬 전이금속 산화물;을 포함하고, 상기 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 부산물의 함량이 양극 활물질 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이하인 양극 활물질을 제공한다. In the cathode active material according to the present invention, the cathode active material may include a lithium transition metal oxide containing 70 mol% or more of nickel based on the total moles of transition metal oxides except lithium, And the content of lithium by-products present on the surface of the cathode active material is 0.3% by weight or less based on the total weight of the cathode active material.

상기 양극 활물질은 상기한 양극 활물질의 제조 방법에 의해 표면에 존재하는 리튬 부산물이양극 활물질 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이하로 제어된 것이다. 따라서, 상기 양극 활물질에 대하여 상술한 양극 활물질의 제조 방법에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있다.In the cathode active material, lithium byproducts present on the surface of the cathode active material are controlled to 0.3 wt% or less based on the total weight of the cathode active material. Therefore, all of the above-described methods for producing the positive electrode active material can be applied to the positive electrode active material.

또한, 본 발명에 따른 양극 활물질을 포함하는, 리튬 이차전지용 양극을 제공한다. 구체적으로, 상기 이차전지용 양극은, 양극 집전체, 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극 활물질층을 포함하며, 상기 양극 활물질층은 본 발명에 따른 양극 활물질을 포함하는, 리튬 이차전지용 양극을 제공한다. Also, there is provided a positive electrode for a lithium secondary battery comprising the positive electrode active material according to the present invention. Specifically, the cathode for a secondary battery includes a cathode current collector, a cathode active material layer formed on the cathode current collector, and the cathode active material layer includes the cathode active material according to the present invention.

이때, 상기 양극 활물질은 상술한 바와 동일하므로, 구체적인 설명을 생략하고, 이하 나머지 구성에 대해서만 구체적으로 설명한다.Since the cathode active material is the same as that described above, a detailed description thereof will be omitted and only the remaining constitution will be specifically described below.

상기 양극 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또, 상기 양극 집전체는 통상적으로 3 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 집전체 표면 상에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 예를 들어 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, carbon, nickel, titanium, , Silver or the like may be used. In addition, the cathode current collector may have a thickness of 3 to 500 탆, and fine unevenness may be formed on the surface of the current collector to increase the adhesive force of the cathode active material. For example, it can be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 양극 활물질층은 상기 양극 활물질과 함께, 도전재 및 필요에 따라 선택적으로 바인더를 포함할 수 있다. The cathode active material layer may include a conductive material and, optionally, a binder optionally together with the cathode active material.

이때 상기 양극 활물질은 양극 활물질층 총 중량에 대하여 80 내지 99중량%, 보다 구체적으로는 85 내지 98.5중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기한 함량범위로 포함될 때 우수한 용량 특성을 나타낼 수 있다.At this time, the cathode active material may be contained in an amount of 80 to 99% by weight, more specifically 85 to 98.5% by weight based on the total weight of the cathode active material layer. When included in the above content range, excellent capacity characteristics can be exhibited.

상기 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성을 갖는 것이면 특별한 제한 없이 사용 가능하다. 구체적인 예로는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 도전재는 양극 활물질층 총 중량에 대하여 0.1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the electrode. The conductive material is not particularly limited as long as it has electron conductivity without causing chemical change. Specific examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black and carbon fiber; Metal powder or metal fibers such as copper, nickel, aluminum and silver; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; And polyphenylene derivatives. These may be used alone or in admixture of two or more. The conductive material may be included in an amount of 0.1 to 15% by weight based on the total weight of the cathode active material layer.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들 간의 부착 및 양극 활물질과 집전체와의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 구체적인 예로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 바인더는 양극 활물질층 총 중량에 대하여 0.1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.The binder serves to improve the adhesion between the positive electrode active material particles and the adhesion between the positive electrode active material and the current collector. Specific examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylalcohol, polyacrylonitrile, Polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulphonated-EPDM, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, Styrene-butadiene rubber (SBR), fluorine rubber, and various copolymers thereof, and one kind or a mixture of two or more kinds of them may be used. The binder may be included in an amount of 0.1 to 15% by weight based on the total weight of the cathode active material layer.

상기 양극은 상기한 양극 활물질을 이용하는 것을 제외하고는 통상의 양극 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기한 양극 활물질 및 선택적으로, 바인더 및 도전재를 용매 중에 용해 또는 분산시켜 제조한 양극 활물질층 형성용 조성물을 양극집전체 상에 도포한 후, 건조 및 압연함으로써 제조할 수 있다. The positive electrode may be manufactured according to a conventional positive electrode manufacturing method, except that the positive electrode active material described above is used. Specifically, the cathode active material and optionally the binder and the conductive material may be dissolved or dispersed in a solvent to prepare a composition for forming a cathode active material layer, which is then applied onto the cathode current collector, followed by drying and rolling.

상기 용매로는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 용매일 수 있으며, 디메틸셀폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤(acetone) 또는 물 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 용매의 사용량은 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 용해 또는 분산시키고, 이후 양극제조를 위한 도포시 우수한 두께 균일도를 나타낼 수 있는 점도를 갖도록 하는 정도면 충분하다.Examples of the solvent include dimethyl sulfoxide (DMSO), isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, and the like. Water and the like, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. The amount of the solvent to be used is sufficient to dissolve or disperse the cathode active material, the conductive material and the binder in consideration of the coating thickness of the slurry and the yield of the slurry, and then to have a viscosity capable of exhibiting excellent thickness uniformity Do.

또한, 다른 방법으로, 상기 양극은 상기 양극 활물질층 형성용 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 양극 집전체 상에 라미네이션함으로써 제조될 수도 있다.Alternatively, the positive electrode may be produced by casting the composition for forming the positive electrode active material layer on a separate support, and then laminating a film obtained by peeling from the support onto the positive electrode collector.

또한, 본 발명은 상기 양극을 포함하는 전기화학소자를 제조할 수 있다. 상기 전기화학소자는 구체적으로 전지, 커패시터 등일 수 있으며, 보다 구체적으로는 리튬 이차전지일 수 있다.In addition, the present invention can produce an electrochemical device including the positive electrode. The electrochemical device may be specifically a battery, a capacitor, or the like, and more specifically, it may be a lithium secondary battery.

상기 리튬 이차전지는 구체적으로, 양극, 상기 양극과 대향하여 위치하는 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 및 전해질을 포함하고, 상기 양극은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명을 생략하고, 이하 나머지 구성에 대해서만 구체적으로 설명한다. Specifically, the lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode disposed opposite to the positive electrode, and a separation membrane and an electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode is the same as that described above, Only the remaining configuration will be described in detail below.

또한, 상기 리튬 이차전지는 상기 양극, 음극, 분리막의 전극 조립체를 수납하는 전지용기, 및 상기 전지용기를 밀봉하는 밀봉 부재를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The lithium secondary battery may further include a battery container for housing the electrode assembly of the anode, the cathode, and the separator, and a sealing member for sealing the battery container.

상기 리튬 이차전지에 있어서, 상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질층을 포함한다.In the lithium secondary battery, the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode current collector.

상기 음극 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또, 상기 음극 집전체는 통상적으로 3㎛ 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있으며, 양극 집전체와 마찬가지로, 상기 집전체 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있다. 예를 들어, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the negative electrode current collector may be formed on the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, Carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like may be used. In addition, the negative electrode collector may have a thickness of 3 to 500 탆, and similarly to the positive electrode collector, fine unevenness may be formed on the surface of the collector to enhance the binding force of the negative electrode active material. For example, it can be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 음극 활물질층은 음극 활물질과 함께 선택적으로 바인더 및 도전재를 포함한다.The anode active material layer optionally includes a binder and a conductive material together with the anode active material.

상기 음극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는 인조흑연, 천연흑연, 흑연화 탄소섬유, 비정질탄소 등의 탄소질 재료; Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si합금, Sn합금 또는 Al합금 등 리튬과 합금화가 가능한 금속질 화합물; SiOβ(0 < β < 2), SnO2, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물과 같이 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 금속산화물; 또는 Si-C 복합체 또는 Sn-C 복합체과 같이 상기 금속질 화합물과 탄소질 재료를 포함하는 복합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극활물질로서 금속 리튬 박막이 사용될 수도 있다. 또, 탄소재료는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소 (soft carbon) 및 경화탄소 (hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 무정형, 판상, 인편상, 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연, 키시흑연 (Kish graphite), 열분해 탄소 (pyrolytic carbon), 액정피치계 탄소섬유 (mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체 (meso-carbon microbeads), 액정피치 (Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스 (petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다.As the negative electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium may be used. Specific examples thereof include carbonaceous materials such as artificial graphite, natural graphite, graphitized carbon fiber and amorphous carbon; Metal compounds capable of alloying with lithium such as Si, Al, Sn, Pb, Zn, Bi, In, Mg, Ga, Cd, Si alloys, Sn alloys or Al alloys; Metal oxides capable of doping and dedoping lithium such as SiO? (0 <? <2), SnO 2 , vanadium oxide, and lithium vanadium oxide; Or a composite containing the metallic compound and the carbonaceous material such as Si-C composite or Sn-C composite, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. Also, a metal lithium thin film may be used as the negative electrode active material. The carbon material may be both low-crystalline carbon and high-crystallinity carbon. Examples of the low-crystalline carbon include soft carbon and hard carbon. Examples of the highly crystalline carbon include natural graphite, artificial graphite, artificial graphite or artificial graphite, Kish graphite graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitch based carbon fiber, meso-carbon microbeads, mesophase pitches and petroleum or coal tar coke derived cokes).

상기 음극활물질은 음극 활물질층의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 내지 99중량%로 포함될 수 있다.The negative electrode active material may include 80% by weight to 99% by weight based on the total weight of the negative electrode active material layer.

상기 바인더는 도전재, 활물질 및 집전체 간의 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 음극 활물질층의 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component for assisting the bonding between the conductive material, the active material and the current collector, and is usually added in an amount of 0.1% by weight to 10% by weight based on the total weight of the negative electrode active material layer. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene Examples thereof include ethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, fluorine rubber and various copolymers thereof.

상기 도전재는 음극활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 음극 활물질층의 전체 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material may be added in an amount of 10 wt% or less, preferably 5 wt% or less, based on the total weight of the negative electrode active material layer, as a component for further improving the conductivity of the negative electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

예를 들면, 상기 음극 활물질층은 음극 집전체 상에 음극 활물질, 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 용매 중에 용해 또는 분산시켜 제조한 음극 활물질층 형성용 조성물을 도포하고 건조함으로써 제조되거나, 또는 상기 음극 활물질층 형성용 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 음극 집전체 상에 라미네이션함으로써 제조될 수 있다.For example, the negative electrode active material layer is prepared by applying and drying a composition for forming a negative electrode active material layer, which is prepared by dissolving or dispersing a negative electrode active material on a negative electrode current collector, and optionally a binder and a conductive material in a solvent, Casting a composition for forming an active material layer on a separate support, and then laminating a film obtained by peeling from the support onto a negative electrode current collector.

상기 음극 활물질층은 일례로서 음극 집전체 상에 음극 활물질, 및 선택적으로 바인더 및 도전재를 용매 중에 용해 또는 분산시켜 제조한 음극 활물질층 형성용 조성물을 도포하고 건조하거나, 또는 상기 음극 활물질층 형성용 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 음극 집전체 상에 라미네이션함으로써 제조될 수도 있다.The negative electrode active material layer may be formed by applying and drying a composition for forming a negative electrode active material layer prepared by dissolving or dispersing a negative electrode active material on a negative electrode collector and optionally a binder and a conductive material in a solvent, Casting the composition on a separate support, and then peeling the support from the support to laminate a film on the negative electrode current collector.

한편, 상기 리튬 이차전지에 있어서, 분리막은 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로, 통상 리튬 이차전지에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다. 또 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포가 사용될 수도 있다. 또, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 분리막이 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.Meanwhile, in the lithium secondary battery, the separation membrane separates the cathode and the anode and provides a passage for lithium ion. The separation membrane can be used without any particular limitation as long as it is used as a separation membrane in a lithium secondary battery. Particularly, It is preferable to have a low resistance and an excellent ability to impregnate the electrolyte. Specifically, porous polymer films such as porous polymer films made of polyolefin-based polymers such as ethylene homopolymers, propylene homopolymers, ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers and ethylene / methacrylate copolymers, May be used. Further, a nonwoven fabric made of a conventional porous nonwoven fabric, for example, glass fiber of high melting point, polyethylene terephthalate fiber, or the like may be used. In order to secure heat resistance or mechanical strength, a coated separator containing a ceramic component or a polymer material may be used, and the separator may be selectively used as a single layer or a multilayer structure.

또한, 본 발명에서 사용되는 전해질로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다. Examples of the electrolyte used in the present invention include an organic liquid electrolyte, an inorganic liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, a gel-type polymer electrolyte, a solid inorganic electrolyte, and a molten inorganic electrolyte that can be used in the production of a lithium secondary battery. It is not.

구체적으로, 상기 전해질은 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다. Specifically, the electrolyte may include an organic solvent and a lithium salt.

상기 유기 용매로는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 유기 용매로는, 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone), ε-카프로락톤(ε-caprolactone) 등의 에스테르계 용매; 디부틸 에테르(dibutyl ether) 또는 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 등의 에테르계 용매; 시클로헥사논(cyclohexanone) 등의 케톤계 용매; 벤젠(benzene), 플루오로벤젠(fluorobenzene) 등의 방향족 탄화수소계 용매; 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate, DMC), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate, DEC), 메틸에틸카보네이트(methylethylcarbonate, MEC), 에틸메틸카보네이트(ethylmethylcarbonate, EMC), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate, PC) 등의 카보네이트계 용매; 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등의 알코올계 용매; R-CN(R은 탄소수 2 내지 20의 직쇄상, 분지상 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류; 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류; 또는 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다. 이중에서도 카보네이트계 용매가 바람직하고, 전지의 충방전 성능을 높일 수 있는 높은 이온전도도 및 고유전율을 갖는 환형 카보네이트(예를 들면, 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트 등)와, 저점도의 선형 카보네이트계 화합물(예를 들면, 에틸메틸카보네이트, 디메틸카보네이트 또는 디에틸카보네이트 등)의 혼합물이 보다 바람직하다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 약 1:1 내지 약 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다. The organic solvent may be used without limitation as long as it can act as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. Specifically, examples of the organic solvent include ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate,? -Butyrolactone and? -Caprolactone; Ether solvents such as dibutyl ether or tetrahydrofuran; Ketone solvents such as cyclohexanone; Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and fluorobenzene; Dimethyl carbonate (DMC), diethylcarbonate (DEC), methylethylcarbonate (MEC), ethylmethylcarbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate PC) and the like; Alcohol solvents such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol; R-CN (R is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, which may contain a double bond aromatic ring or an ether bond); Amides such as dimethylformamide; Dioxolanes such as 1,3-dioxolane; Or sulfolane may be used. Among these, a carbonate-based solvent is preferable, and a cyclic carbonate (for example, ethylene carbonate or propylene carbonate) having a high ionic conductivity and a high dielectric constant, for example, such as ethylene carbonate or propylene carbonate, For example, ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate or diethyl carbonate) is more preferable. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of about 1: 1 to about 1: 9, the performance of the electrolytic solution may be excellent.

상기 리튬염은 리튬 이차전지에서 사용되는 리튬 이온을 제공할 수 있는 화합물이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 리튬염은, LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiN(C2F5SO3)2, LiN(C2F5SO2)2, LiN(CF3SO2)2 . LiCl, LiI, 또는 LiB(C2O4)2 등이 사용될 수 있다. 상기 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The lithium salt can be used without particular limitation as long as it is a compound capable of providing lithium ions used in a lithium secondary battery. Specifically, the lithium salt, LiPF 6, LiClO 4, LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAl0 4, LiAlCl 4, LiCF 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, LiN (C 2 F 5 SO 3) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2. LiCl, LiI, or LiB (C 2 O 4 ) 2 may be used. The concentration of the lithium salt is preferably in the range of 0.1 to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, so that it can exhibit excellent electrolyte performance and the lithium ion can effectively move.

상기 전해질에는 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 예를 들어, 디플루오로 에틸렌카보네이트 등과 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올 또는 삼염화 알루미늄 등의 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수도 있다. 이때 상기 첨가제는 전해질 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.In addition to the electrolyte components, the electrolyte may contain, for example, a haloalkylene carbonate-based compound such as difluoroethylene carbonate or the like, pyridine, triethanolamine, or the like for the purpose of improving lifetime characteristics of the battery, Ethyl phosphite, triethanol amine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, hexametriamide, nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, At least one additive such as benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, benzyl alcohol, The additive may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the electrolyte.

상기와 같이 본 발명에 따른 양극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지는 우수한 방전 용량, 출력 특성 및 수명 특성을 안정적으로 나타내기 때문에, 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 등의 휴대용 기기, 및 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, HEV) 등의 전기 자동차 분야 등에 유용하다.As described above, since the lithium secondary battery including the cathode active material according to the present invention stably exhibits excellent discharge capacity, output characteristics and life characteristics, it can be used in portable devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, and hybrid electric vehicles hybrid electric vehicle (HEV)).

이에 따라, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 리튬 이차전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a battery module including the lithium secondary battery as a unit cell and a battery pack including the same.

상기 전지모듈 또는 전지팩은 파워 툴(Power Tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차, 및 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용될 수 있다.The battery module or the battery pack may include a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); Or a power storage system, as shown in FIG.

본 발명의 리튬 이차전지의 외형은 특별한 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등이 될 수 있다.The external shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, but may be a cylindrical shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, or the like using a can.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다. The lithium secondary battery according to the present invention can be used not only in a battery cell used as a power source of a small device but also as a unit cell in a middle- or large-sized battery module including a plurality of battery cells.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the following examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

실시예Example

실시예Example 1 One

Ni0 . 86Co0 . 10Mn0 . 02Al0 .02(OH)2 전구체와 LiOH를 Li/Me의 비율이 1.15가 되도록 혼합한 후, 790℃에서 10시간 동안 산소 분위기에서 소성하여 Li1 .15 Ni0.86Co0.10Mn0.02Al0.02O2양극 활물질을 제조하였다.Ni 0 . 86 Co 0 . 10 Mn 0 . 02 Al 0 .02 (OH) 2 precursor and LiOH were mixed so that the ratio of Li / Me was 1.15 and then fired in an oxygen atmosphere at 790 ° C. for 10 hours to obtain Li 1 .15 Ni 0.86 Co 0.10 Mn 0.02 Al 0.02 O 2 cathode active material.

이어서, 증류수 100 중량부에 대하여 시트르산(citric acid)을 1.5 중량부로 혼합한 유기산 수용액을 준비한 후, 상기 유기산 수용액 100 중량부에 상기에서 제조한 양극 활물질을 40 중량부로 혼합하여 10℃에서 120분 동안 수세를 수행하고, 수세 후 130℃에서 10시간 동안 진공 건조하였다.Subsequently, an aqueous organic acid solution prepared by mixing 1.5 parts by weight of citric acid with 100 parts by weight of distilled water was mixed with 100 parts by weight of the organic acid aqueous solution and 40 parts by weight of the prepared cathode active material, Followed by washing with water, followed by vacuum drying at 130 DEG C for 10 hours.

상기에서 수세한 양극 활물질, 카본 블랙 도전재, 및 PVdF 바인더를 96:2:2의 중량비로 N-메틸피롤리돈(NMP) 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 이를 두께가 20㎛인 Al 호일 상에 도포한 후, 건조하고 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다.The cathode active material washed, the carbon black conductive material, and the PVdF binder were mixed at a weight ratio of 96: 2: 2 in N-methylpyrrolidone (NMP) solvent to prepare a cathode active material slurry. This was coated on an Al foil having a thickness of 20 탆, followed by drying and roll pressing to prepare a positive electrode.

한편, 음극으로 리튬 금속을 사용하였다.On the other hand, lithium metal was used as a cathode.

상기에서 제조한 양극과 음극을 폴리프로필렌(PP) 분리막과 함께 CR2032 코인셀로 조립하여, 에틸렌 카보네이트:디메틸 카보네이트:디에틸 카보네이트를 1:2:1의 부피비로 혼합한 혼합 용매에 1M의 LiPF6를 용해시킨 전해액을 주입하여, 리튬 이차전지를 제조하였다. The positive electrode and the negative electrode prepared above were assembled with a co-cell of CR2032 together with a polypropylene (PP) separator, and a mixed solvent of ethylene carbonate: dimethyl carbonate: diethyl carbonate in a volume ratio of 1: 2: 1 was mixed with 1M of LiPF 6 Was injected into the reactor to prepare a lithium secondary battery.

비교예Comparative Example 1 One

증류수를 이용하여 양극 활물질을 수세하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 양극 및 이를 포함하는 이차전지를 제조하였다. A positive electrode and a secondary battery including the positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode active material was washed with distilled water.

비교예Comparative Example 2 2

에탄올 100 중량부에 대하여 시트르산을 1.5 중량부 혼합한 수세 용액을 이용하여 양극 활물질을 수세하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 양극 및 이를 포함하는 이차전지를 제조하였다.A positive electrode and a secondary battery including the positive electrode active material were prepared in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode active material was washed with a washing solution prepared by mixing 1.5 parts by weight of citric acid with 100 parts by weight of ethanol.

비교예Comparative Example 3 3

Li1 . 15Ni0 . 6Co0 . 2Mn0 . 2O2 양극 활물질을 증류수 100 중량부에 대하여 시트르산을 1.5 중량부로 혼합한 유기산 수용액을 이용하여 수세하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 양극 및 이를 포함하는 이차전지를 제조하였다.Li 1 . 15 Ni 0 . 6 Co 0 . 2 Mn 0 . 2 O 2 cathode active material was washed with an aqueous organic acid solution prepared by mixing 1.5 parts by weight of citric acid with 100 parts by weight of distilled water to prepare a positive electrode and a secondary battery comprising the same .

실험예Experimental Example 1: 양극 활물질의 표면  1: Surface of positive electrode active material LiLi 부산물량 측정 Busan quantity measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 양극 활물질의 표면에 존재하는 Li 부산물량을 측정하기 위해 pH 적정(titration)을 수행하였다. pH meter는 Metrohm을 이용하였으며 1 mL씩 적정하여 pH를 기록하였다. 구체적으로, 양극 활물질 표면의 리튬 부산물량은 Metrohm pH 미터를 이용하여, 0.1N 농도의 HCl로 pH를 적정하여 측정하였고, 이를 하기 표 1에 나타내었다.PH titration was performed to measure the amount of Li by-products present on the surface of the cathode active material prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. pH was measured using a Metrohm pH meter and titrated by 1 mL. Specifically, the amount of lithium by-product on the surface of the cathode active material was measured by titrating the pH with a 0.1 N concentration of HCl using a Metrohm pH meter, as shown in Table 1 below.

Li 부산물Li byproduct LiOHLiOH Li2CO3 Li 2 CO 3 총계sum 실시예1Example 1 0.150.15 0.150.15 0.30.3 비교예1Comparative Example 1 0.150.15 0.350.35 0.50.5 비교예2Comparative Example 2 0.40.4 0.40.4 0.80.8

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 양극 활물질은 표면에 리튬 부산물이 약 0.3 중량% 이하로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 수세 용액 중 물에 의해 LiOH가 떨어져나가고, 수세 용액 중 포함된 유기산에 의해 Li2CO3 또한 제거가 용이하였다. 그러나, 비교예 1의 경우, 증류수만을 이용하여 양극 활물질을 수세함으로써 LiOH의 제거는 용이한 반면, Li2CO3는 양극 활물질 표면에서 씻겨나가지 않고, 표면에 존재함을 확인할 수 있었다. 비교예 2의 경우, 유기용매 및 유기산을 포함하는 수세 용액에서 양극 활물질을 수세함으로써 세정력이 저하되어 LiOH 및 Li2CO3의 제거가 용이하기 않았다.As shown in Table 1, it was confirmed that the cathode active material prepared in Example 1 had lithium byproducts on the surface of about 0.3 wt% or less. This is because LiOH was removed by water in the washing water solution and Li 2 CO 3 was easily removed by the organic acid contained in the washing water solution. However, in the case of Comparative Example 1, LiOH was easily removed by rinsing the cathode active material using only distilled water, while Li 2 CO 3 was not washed away from the surface of the cathode active material, and was found to exist on the surface. In the case of Comparative Example 2, the positive electrode active material was washed with water in an aqueous solution containing an organic solvent and an organic acid, whereby the detergency was lowered and removal of LiOH and Li 2 CO 3 was not easy.

실험예Experimental Example 2: 리튬 이차전지의  2: Lithium secondary battery 충방전Charging and discharging 효율 평가 Efficiency evaluation

상기 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조한 리튬 이차전지에 대하여 충방전 효율 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The charge / discharge efficiency of the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated. The results are shown in Table 1 below.

구체적으로, 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조한 리튬 이차전지에 각각에 대하여 상온(25℃)에서 0.2C 정전류로 4.25V까지 충전을 실시하였고, 0.2C 정전류로 2.5V까지 방전을 실시한 후, 첫번째 사이클에서 충방전 특성을 관찰하였다. 이후 및 2.0C로 방전 조건을 달리하여 C-rate에 따른 충방전 효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Specifically, the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were each charged to 4.25 V at a constant current of 0.2 C at room temperature (25 캜), and discharged to 2.5 V at a constant current of 0.2 C After that, charge and discharge characteristics were observed in the first cycle. The charging / discharging efficiency according to the C-rate was measured by varying the discharging conditions at and after 2.0 C, and the results are shown in Table 2 below.

충전@0.2C
(mAh/g)
Charging @ 0.2C
(mAh / g)
방전@0.2C
(mAh/g)
Discharge @ 0.2C
(mAh / g)
효율 (%)efficiency (%) 1.0C (%)1.0 C (%) 2.0C (%)2.0 C (%)
실시예1Example 1 230.1230.1 205.4205.4 89.389.3 92.092.0 87.487.4 비교예1Comparative Example 1 231.2231.2 205.5205.5 88.988.9 91.791.7 87.287.2 비교예2Comparative Example 2 231.2231.2 201.4201.4 87.187.1 90.290.2 86.186.1 비교예3Comparative Example 3 194.2194.2 168.3168.3 86.786.7 88.888.8 84.284.2

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 리튬 이차전지는 0.2C-rate로 충전 시 89% 이상의 우수한 효율을 나타내며, 1C-rate 및 2C-rate에서도 비교예 1~3에 비해 우수한 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 비교예 3의 경우 실시예 1에 비해 Ni의 함량이 적은 전이금속 산화물을 사용함으로써, 수세 시 양극 활물질의 표면 손상에 의해 충방전 효율이 열위한 것임을 확인할 수 있었다. As shown in Table 2, the lithium secondary battery manufactured in Example 1 exhibited excellent efficiency of 89% or more when charged at a 0.2C-rate, and superior efficiency at 1C-rate and 2C-rate as compared with Comparative Examples 1 to 3 . &Lt; / RTI &gt; Particularly, in the case of Comparative Example 3, it was confirmed that the use of a transition metal oxide having a smaller content of Ni than Example 1 was used to improve charge-discharge efficiency by surface damage of the positive electrode active material during water washing.

실험예Experimental Example 3: 수명 특성 평가 3: Evaluation of life characteristics

상기 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지 각각에 대하여 사이클에 따른 수명 특성을 측정하였다. 구체적으로, 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지를 각각 0.3C 정전류로 4.25V까지 충전을 실시하였다. 이후, 0.3C 정전류로 2.5V가 될 때까지 방전을 실시하였다. 상기 충전 및 방전 거동을 1 사이클로 하여, 이러한 사이클을 30회 반복 실시한 후, 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~2에 따른 용량 유지율을 측정하였고, 이를 도 1에 나타내었다. The lifetime characteristics of each of the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were measured according to cycles. Specifically, the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were charged to 4.25 V at a constant current of 0.3 C, respectively. Thereafter, discharging was performed until the voltage reached 2.5 V at a constant current of 0.3 C. The charging and discharging behaviors were set as one cycle. After repeating this cycle 30 times, the capacity retention ratios according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were measured and shown in Fig.

도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 리튬 이차전지는 30회 사이클이 30회 반복될 동안 비교예 1~2의 리튬 이차전지에 비해 우수한 용량 유지율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 1, it was confirmed that the lithium secondary battery of Example 1 exhibited a better capacity retention ratio than the lithium secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2 during 30 cycles of 30 cycles.

실험예4Experimental Example 4 : 저항 특성 평가: Evaluation of resistance characteristics

상기 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지 각각에 대하여 사이클에 따른 저항 특성을 측정하였다. 구체적으로, 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지를 각각 0.3C 정전류로 4.25V까지 충전을 실시하였다. 이후, 0.3C 정전류로 2.5V가 될 때까지 방전을 실시하였다. 이때, 60초에 해당하는 전압을 기록하여, 초기 전압과의 차이를 인가한 전류로 나누어 저항을 매 사이클마다 계산하였다. 상기 충전 및 방전 거동을 1 사이클로 하여, 이러한 사이클을 30회 반복 실시한 후, 상기 실시예 1 및 비교예 1~2에 따른 저항 증가율을 측정하였고, 이를 도 2에 나타내었다. The resistance characteristics of each of the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were measured according to cycles. Specifically, the lithium secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were charged to 4.25 V at a constant current of 0.3 C, respectively. Thereafter, discharging was performed until the voltage reached 2.5 V at a constant current of 0.3 C. At this time, the voltage corresponding to 60 seconds was recorded, and the resistance was calculated every cycle by dividing the difference from the initial voltage by the applied current. The charging and discharging behaviors were set as one cycle. After repeating this cycle 30 times, the resistance increase rate according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured and shown in FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 리튬 이차전지는 30 사이클 동안 저항이 약 2배 정도 상승한 반면, 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지는 저항이 각각 2.5배 및 2.8배 정도 상승하여, 실시예 1에서 제조한 리튬 이차전지의 저항 증가율이 비교예 1~2에서 제조한 리튬 이차전지에 비해 낮은 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 2, the resistance of the lithium secondary battery manufactured in Example 1 increased about twice during 30 cycles, while the resistance of the lithium secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2 was 2.5 times and 2.8 times It was confirmed that the resistance increase rate of the lithium secondary battery manufactured in Example 1 was lower than that of the lithium secondary batteries prepared in Comparative Examples 1 and 2. [

Claims (8)

리튬을 제외한 전이금속의 총 몰수에 대하여 70몰% 이상의 니켈을 포함하는 양극 활물질을 준비하는 단계; 및
상기 양극 활물질을 유기산을 포함하는 수용액에서 수세하는 단계;를 포함하는, 양극 활물질의 제조 방법.
Preparing a cathode active material comprising 70 mol% or more of nickel relative to the total number of moles of transition metals except lithium; And
And washing the positive electrode active material with an aqueous solution containing an organic acid.
제1항에 있어서,
상기 유기산을 포함하는 수용액에서 상기 양극 활물질을 수세하여 양극 활물질의 표면에 존재하는 리튬 부산물을 양극 활물질 전체 중량에 대하여 0.3 중량% 이하로 제어하는 것인, 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode active material is washed with an aqueous solution containing the organic acid to control lithium byproduct present on the surface of the cathode active material to 0.3 wt% or less based on the total weight of the cathode active material.
제2항에 있어서,
상기 리튬 부산물은 LiOH 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상인 양극 활물질의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The lithium by-products A method of manufacturing a positive electrode active material at least one or more selected from the group consisting of LiOH and Li 2 CO 3.
제1항에 있어서,
상기 유기산은 시트르산, 말산, 포름산, 아세트산, 옥살산 및 아스코르브산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the organic acid comprises at least one selected from the group consisting of citric acid, malic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, and ascorbic acid.
제1항에 있어서,
상기 유기산을 포함하는 수용액은 증류수 100 중량부에 대하여 유기산을 0.5 중량부 내지 5 중량부로 포함하는, 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aqueous solution containing the organic acid contains 0.5 to 5 parts by weight of organic acid per 100 parts by weight of distilled water.
제1항에 있어서,
상기 수세하는 단계에서 유기산을 포함하는 수용액 100 중량부에 대하여 상기 양극 활물질은 40 중량부 내지 60 중량부 포함되는 것인 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the positive electrode active material is contained in an amount of 40 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solution containing organic acid in the washing step.
제1항에 있어서,
상기 수세하는 단계에서 수세 온도는 10℃ 내지 15℃인 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Deg.] C to 15 [deg.] C in the water washing step.
제1항에 있어서,
상기 양극 활물질은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 양극 활물질의 제조 방법:
[화학식 1]
Li1+a(NibCocM1 dM2 e)1-aO2
상기 화학식 1에서,
M1는 Mn 및 Al로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이고,
M2는 Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, Ti, Sr, Ba, Ce, F, P, S 및 Y로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이고,
0≤a≤0.2, 0.7≤b≤1.0, 0≤c≤0.3, 0≤d≤0.3, 0≤e≤0.1임.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode active material is represented by the following formula (1): &lt; EMI ID =
[Chemical Formula 1]
Li 1 + a (Ni b Co c M 1 d M 2 e ) 1-a O 2
In Formula 1,
M 1 is at least one or more selected from the group consisting of Mn and Al,
M 2 is at least one or more selected from the group consisting of Zr, B, Al, Co, W, Mg, Ce, Hf, Ta, La, Ti, Sr, Ba, Ce, F, P,
0? A? 0.2, 0.7? B? 1.0, 0? C? 0.3, 0? D? 0.3, 0? E?
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