KR20200023870A - AN ANODE ACTIVE MATERIAL CONTAINING Si FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a silicon-based negative electrode active material for a lithium secondary battery and a manufacturing method thereof. After forming a composite by coating microscale silicon particles on graphite particles, the composite is subjected to wet crushing and redispersion, and it is possible to produce a negative electrode active material for a lithium secondary battery having excellent efficiency and charge and discharge capacity, and a secondary battery including the negative electrode active material.

Description

리튬이차전지용 실리콘계 음극 활물질 및 이의 제조방법{AN ANODE ACTIVE MATERIAL CONTAINING Si FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Silicon-based negative electrode active material for lithium secondary battery and manufacturing method thereof {AN ANODE ACTIVE MATERIAL CONTAINING Si FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 리튬 이차 전지용 실리콘계 음극활물질 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 흑연 입자에 마이크로미터 크기의 실리콘 입자가 코팅된 실리콘-흑연 복합체를 (습식) 분쇄 및 재분산시킴으로써, 충방전 용량과 효율이 우수한 실리콘/흑연/탄소 복합체인 리튬 이차 전지용 실리콘계 복합 음극 활물질과 이의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a silicon-based negative electrode active material for a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same, wherein the charge-discharge capacity and efficiency are improved by (wet) crushing and redispersing the silicon-graphite composite coated with micrometer-sized silicon particles on the graphite particles. Provided is a silicon-based composite anode active material for a lithium secondary battery, which is an excellent silicon / graphite / carbon composite, and a method of manufacturing the same.

기존의 상용화된 흑연의 경우에는, 리튬 저장용량이 약 372mAh/g으로 저장용량이 비교적 낮아 차세대 휴대용 기기의 경량화, 소형화 다기능화에 따른 긴 작동시간을 충분히 만족시키지 못하고 있다. In the case of conventional commercialized graphite, lithium storage capacity is about 372mAh / g, and the storage capacity is relatively low, and thus it does not sufficiently satisfy the long operation time due to the light weight, miniaturization and multifunctionality of the next-generation portable devices.

따라서 흑연보다 큰 리튬 저장 용량을 갖는 음극 활물질의 대안으로 실리콘계 복합체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 실리콘계 음극 활물질의 경우에는, 이론적인 저장용량이 약 4200mAh/g으로 Si 원자가 최대 4.4개의 리튬과 반응할 수 있으므로 고용량을 갖지만, 리튬이 금속과 합금화 되면서 금속원자 사이의 틈새자리를 차지하면서 반응하여 격자상수가 증가하므로, 부피 팽창은 필수적으로 발생하게 된다.Therefore, researches on silicon-based composites have been actively conducted as an alternative to the negative electrode active material having a lithium storage capacity larger than graphite. In the case of the silicon-based negative active material, the theoretical storage capacity is about 4200 mAh / g, which has a high capacity since Si atoms can react with up to 4.4 lithium, but the lithium reacts while alloying with the metal, occupying a gap between the metal atoms and lattice. As the constant increases, volume expansion necessarily occurs.

이러한 부피 팽창은 최대 약 400%까지 진행될 수 있는데, 금속과 리튬의 반응으로 합금화가 일어나면 리튬-금속간의 결합은 취성이 약한 이온결합의 성질을 갖게되므로, 부피팽창에 따라 응력이 발생하게 되고 쉽게 깨지게 되며, 재료의 균열이 일어나게 된다.This volume expansion can be up to about 400%. When alloying occurs due to the reaction between metal and lithium, the bond between lithium and metal has the property of weak brittle ionic bond, which causes stress and easily breaks due to volume expansion. Cracking of the material occurs.

이러한 실리콘계 음극 활물질의 부피팽창은 실제 리튬이차전지 응용을 저해하는 주요 원인이라 할 수 있으므로, 리튬이온의 합금화 될 때 발생하는 기계적 응력을 분산시킴으로써, 부피 팽창과 수축에 따른 스트레스를 최소시킬 필요가 있다.Since the volume expansion of the silicon-based negative active material can be said to be a major cause of inhibiting the actual application of lithium secondary batteries, it is necessary to minimize the stress due to volume expansion and contraction by dispersing mechanical stress generated when alloying lithium ions. .

등록특허 제10-1749505호Patent Registration No. 10-1749505

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이크로미터 크기의 실리콘을 흑연의 표면에 형성하여 실리콘-흑연 복합체를 제조한 후, 이를 (습식) 분쇄하고 재분산 과정을 거침으로써 보다 균일하고 작은 크기의 실리콘을 제조함으로써 부피 팽창 현상을 완화시킬 수 있으며, 추가적으로 탄소 전구체를 혼합하여 실리콘/흑연/탄소 복합체를 형성함으로써, 단순한 부피 팽창의 완화뿐만 아니라, 고효율 및 장수명 특성을 갖는 리튬 이차전지용 실리콘계 음극 활물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art, by forming a micrometer-sized silicon on the surface of the graphite to produce a silicon-graphite composite, and then (wet) pulverization and redispersion process is more uniform and It is possible to alleviate the volume expansion phenomenon by manufacturing a small size silicon, and additionally by mixing the carbon precursor to form a silicon / graphite / carbon composite, not only the simple expansion of the volume expansion, but also silicon based lithium secondary battery having high efficiency and long life characteristics It is an object to provide a negative electrode active material.

본 발명의 다른 목적은 이러한 제조방법을 통해 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질을 제공하는 것이며, 또 다른 목적은 이러한 제조방법에 의해 제조된 리튬 이차전지용 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a negative electrode active material for a lithium secondary battery prepared through such a manufacturing method, and another object is to provide a lithium secondary battery including a negative electrode active material for a lithium secondary battery prepared by such a manufacturing method.

이러한 본 발명의 해결하고자 하는 과제와 효과는 후술되는 바람직한 실시예를 통해서 더욱 분명하게 이해될 수 있을 것이다.The problem and effects to be solved of the present invention will be more clearly understood through the preferred embodiments described below.

앞서 살펴본 종래 기술의 문제점과 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제시하는 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질은, 2차 입자의 평균 입경이 20㎛ 이하이고, 비표면적이 1~20㎡/g인 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 포함한다.In order to achieve the problems of the prior art and the object of the present invention described above, the lithium secondary battery silicon-based composite negative electrode active material proposed by the present invention, the average particle diameter of the secondary particles is 20㎛ or less, the specific surface area 1 ~ 20㎡ / g composite particles of carbon-silicon-graphite.

상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자는, 흑연의 표면과 내부 기공에 실리콘이 형성된 실리콘-흑연 복합체를 분쇄 단계를 거친 후, 탄소 전구체를 가하여 탄화시킴으로써 얻어질 수 있다.The carbon-silicon-graphite composite particles may be obtained by pulverizing a silicon-graphite composite having silicon formed on the surface and internal pores of graphite, followed by carbonization by adding a carbon precursor.

이때, 분쇄 단계를 거치기 전의 모재로 사용된 흑연의 평균 입경은 20㎛ 이하이고, 비표면적이 1~10㎡/g이고, 이러한 기재에 코팅되어 형성되는 실리콘은, 1~3㎛의 두께인 것이 바람직하다.In this case, the average particle diameter of the graphite used as the base material before the grinding step is 20㎛ or less, the specific surface area is 1 ~ 10㎡ / g, and the silicon formed by coating on such a substrate is 1 ~ 3㎛ thickness desirable.

이러한 실리콘-흑연 복합체에 형성된 실리콘은, SiH4, SiHCl3, Si2H6 또는 SiH2Cl2의 실란(silane)계 가스를 사용한 열분해반응을 통해 형성될 수 있다.Silicon formed in the silicon-graphite composite may be formed through a pyrolysis reaction using a silane-based gas of SiH 4 , SiHCl 3 , Si 2 H 6, or SiH 2 Cl 2 .

상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자 100 중량부를 기준으로 20~70 중량부의 실리콘과 3~50 중량부의 흑연이 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that 20 to 70 parts by weight of silicon and 3 to 50 parts by weight of graphite are included based on 100 parts by weight of the carbon-silicon-graphite composite particles.

본 발명의 다른 실시형태로는, 리튬 이차전지용 음극 활물질의 제조 방법을 들 수 있는데, 모재로 흑연을 준비하는 단계; 상기 흑연의 표면과 내부 기공에 실리콘을 코팅하여 실리콘-흑연 복합체를 형성하는 단계; 상기 실리콘-흑연 복합체를 분쇄하는 단계; 분쇄된 실리콘-흑연 복합체를 재분산시키는 단계; 및 재분산된 혼합물에 탄소 전구체를 혼합한 후, 탄화시켜 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 제조하는 단계;를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a method for producing a negative electrode active material for a lithium secondary battery, comprising: preparing graphite as a base material; Coating silicon on the surface and internal pores of the graphite to form a silicon-graphite composite; Grinding the silicon-graphite composite; Redispersing the milled silicon-graphite composite; And mixing the carbon precursor with the redispersed mixture, followed by carbonization to produce composite particles of carbon-silicon-graphite.

본 발명에 따른 실리콘계 음극 활물질의 제조 방법을 이용하여 얻어지는 실리콘/흑연/탄소 복합체 형태의 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질은 효과적으로 부피 팽창을 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 흑연과 탄소를 포함하는 복합체이므로, 고효율 장수명의 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다, Since the silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery in the form of a silicon / graphite / carbon composite obtained by using the method for preparing a silicon-based negative electrode active material according to the present invention can effectively alleviate the volume expansion and is a composite including graphite and carbon, There is an advantage that can secure the characteristics of high efficiency long life,

다만, 이러한 본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 또 다른 효과들은 후술되는 기재로부터 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 코팅 모재로 사용되는 흑연(a), 마이크로미터 크기로 형성된 실리콘-흑연 복합체(b), 습식 분쇄 및 재분산 과정을 거친 실리콘-흑연 복합체(c) 및 실리콘/흑연/탄소 복합체의 실리콘계 음극 활물질(d)의 주사전자현미경(SEM)사진이다.
도 2는 실험예 1 내지 실험예 3의 입도 분도를 측정한 결과이다.
도 3은 실험예 1과 실험예 3의 하프셀 평가의 1회 충방전 곡선을 나타낸 결과이다.
도 4는 실험예 1과 실험예 3의 하프셀 평가의 10회 충방전의 수명 결과를 나타낸 결과이다.
도 5는 실험예 1과 실험예 3의 파우치 풀셀 평가의 100회 충방전의 수명 결과를 나타낸 결과이다.
1 is a silicon based graphite (a), a silicon-graphite composite (b) formed in a micrometer size, a silicon-graphite composite (c) subjected to wet grinding and redispersion, and a silicon / graphite / carbon composite used as a coating base material. A scanning electron microscope (SEM) photograph of the negative electrode active material (d).
2 is a result of measuring the particle size distribution of Experimental Examples 1 to 3.
Figure 3 is a result showing the one-time charge and discharge curve of the half-cell evaluation of Experimental Example 1 and Experimental Example 3.
4 is a result showing the life results of 10 times of charge and discharge of the half-cell evaluation of Experimental Example 1 and Experimental Example 3.
Figure 5 is a result showing the life results of 100 charge / discharge of the pouch full cell evaluation of Experimental Example 1 and Experimental Example 3.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, but should be construed as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.Each of the steps may be performed out of the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

앞서 살펴보았던 종래 기술의 문제점과 본 발명의 목적 및 효과를 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 리튬이온 이차전지용 음극 활물질은 다음과 같은 과정을 거쳐 제조되는 것이 바람직하다.In order to achieve the problems and the objects and effects of the prior art described above, it is preferable that the negative electrode active material for a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention is manufactured through the following process.

먼저, 코팅 모재인 흑연을 준비한 후, 이렇게 준비된 흑연의 표면 및 내부에, 실란계 가스를 열분해하여 실리콘 코팅층을 형성시킴으로써, 실리콘-흑연 복합체를 형성한다. 실리콘-흑연 복합체를 구성하는 실리콘 코팅층은 마이크로미터 두께의 막(film) 형태로 흑연의 표면 및 내부에 존재하여, 실리콘-흑연 복합체의 형태를 이루게 된다.First, after preparing the graphite as a coating base material, the silicon-graphite composite is formed by thermally decomposing a silane-based gas to form a silicon coating layer on the surface and inside of the thus prepared graphite. The silicon coating layer constituting the silicon-graphite composite is present on the surface and inside of the graphite in the form of a micrometer-thick film to form the silicon-graphite composite.

이때 모재로 사용되는 흑연의 평균 입경은 20㎛ 이하이고, 표면적은 약 1 ~ 10㎡/g인 것이 바람직하다. 상기 마이크로미터 두께의 실리콘 코팅층을 구성하는 실리콘은 실리콘-흑연 복합체의 전체 중량 100 중량부를 기준으로로 약 20~70 중량부의 범위로 포함될 수 있으며, 1~3㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the average particle diameter of the graphite used as the base material is 20 ㎛ or less, the surface area is preferably about 1 ~ 10 m 2 / g. The silicon constituting the micrometer-thick silicon coating layer may be included in a range of about 20 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the silicon-graphite composite, and is preferably formed to a thickness of 1 to 3 μm.

상기 마이크로미터 크기의 실리콘 코팅층을 형성하는 단계에서, 모재인 흑연의 표면과 내부 기공에 코팅되는 실리콘 코팅층은, 400℃ 이상 800℃ 미만의 온도 범위에서 화학기상증착 혹은 열분해 반응을 통해 형성될 수 있으며, 이때 사용되는 원료물질로 SiH4, SiHCl3, Si2H6 또는 SiH2Cl2 등의 실란(silane)계 가스가 사용될 수 있다.In the step of forming the micrometer-sized silicon coating layer, the silicon coating layer coated on the surface of the graphite as the base material and the internal pores, may be formed by chemical vapor deposition or pyrolysis reaction in the temperature range of 400 ℃ to less than 800 ℃. In this case, a silane-based gas such as SiH 4 , SiHCl 3 , Si 2 H 6, or SiH 2 Cl 2 may be used as a raw material.

이렇게 제조된 실리콘-흑연 복합체는, 분쇄 과정, 바람직하게는 습식 분쇄 과정을 거침으로써, 실리콘의 경우에는 나노미터 크기, 예를 들어 평균 입경이 500nm 이하, 더욱 바람직하게는 200nm 이하의 크기로 감소하며, 흑연의 경우에는 마이크로미터 크기, 예를 들어 평균 입경이 약 3㎛의 크기로 분쇄될 수 있다.The silicon-graphite composite thus prepared is subjected to a pulverization process, preferably a wet pulverization process, so that the silicon is reduced to a nanometer size, for example, an average particle diameter of 500 nm or less, more preferably 200 nm or less. In the case of graphite, the micrometer size, for example, the average particle diameter can be ground to a size of about 3㎛.

실리콘과 흑연이 습식 분쇄를 통해 각각 나노미터 및 마이크로미터 크기 이하로 분쇄될 수 있으며, 이러한 습식 분쇄를 통해 나노미터 크기로 실리콘이 분쇄됨으로써, 실리콘의 응집으로 인한 부피팽창을 완화시킬 수 있다. 이렇게 습식 분쇄를 통해 보다 균일하게 분쇄된 실리콘은 적어도 약 500nm 이하의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다.Silicon and graphite may be pulverized to nanometer and micrometer sizes or less through wet grinding, respectively, and the wet grinding may be performed to crush silicon to nanometer size, thereby alleviating volume expansion due to agglomeration of silicon. It is preferable that the silicon pulverized more uniformly through wet grinding has an average particle diameter of at least about 500 nm or less.

이렇게 분쇄된 나노미터 크기의 실리콘과 마이크로미터 크기의 흑연의 혼합물에 탄소 전구체를 추가로 더 혼합한 후, 습식 분산 단계를 거치게 되는데, 이때 혼합되는 탄소 전구체로는 피치(Pitch), 구연산(citric acid), 수크로오스(sucrose) 또는 글루코오스(glucose) 중에서 적어도 하나 이상이 선택될 수 있다.The carbon precursor is further mixed with the pulverized nanometer-sized silicon and micrometer-sized graphite mixture, followed by a wet dispersion step, wherein the mixed carbon precursors include pitch and citric acid. ), Sucrose (sucrose) or glucose (glucose) at least one or more may be selected.

이렇게 추가로 혼합된 탄소 전구체는, 분산 과정에서, 분쇄된 실리콘 및 흑연과의 졸-젤 반응을 통해 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 형성한 후, 탄화 과정을 거치게 되며, 탄화 과정은 약 600~1,100 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.The additionally mixed carbon precursor is subjected to carbonization after forming a composite particle of carbon-silicon-graphite through sol-gel reaction with pulverized silicon and graphite in the dispersion process, and the carbonization process is about 600 It is preferably carried out in the temperature range of ~ 1,100 ℃.

본 발명은 이러한 방법으로 제조된 실리콘계 음극 활물질을 포함하는 리튬이온 이차전지를 포함한다.The present invention includes a lithium ion secondary battery comprising a silicon-based negative electrode active material prepared by this method.

본 발명에 따른 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 포함하는 실리콘계 음극 활물질은, 분쇄와 분산 단계를 거친 흑연과 실리콘이 탄소와 고르게 혼합되어 있는 형상으로, 기존의 실리콘계 음극 활물질이 전지 충방전 시 실리콘의 부피 팽창으로 인해 구조가 깨지기 쉬운 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.The silicon-based negative active material including the carbon-silicon-graphite composite particles according to the present invention has a shape in which graphite and silicon, which have been pulverized and dispersed, are evenly mixed with carbon, and the silicon-based negative active material is silicon when the battery is charged or discharged. The volume expansion of the structure effectively solves the problem of fragile structure.

즉, 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제조된 탄소-실리콘-흑연 복합체 입자는, 내부 기공이 포함된 다공성 흑연을 모재로 사용하여, 모재의 표면과 내부 기공에 실리콘이 형성되도록 코팅하여 실리콘-흑연 복합체를 제조함으로써, 동일 함량의 실리콘 코팅층의 두께에 비해 코팅되는 실리콘 코팅층의 두께를 감소시킬 수 있으며, 습식 분쇄와 습식 분산 과정을 통해 나노미터 크기의 실리콘 입자의 분산성을 높일 수 있다.That is, the carbon-silicon-graphite composite particles prepared according to one embodiment of the present invention may be formed by coating the silicon and graphite on the surface of the base material and the inner pores by using porous graphite containing internal pores as a base material. By manufacturing the composite, it is possible to reduce the thickness of the silicon coating layer to be coated compared to the thickness of the silicon coating layer of the same content, it is possible to increase the dispersibility of nanometer-sized silicon particles through wet grinding and wet dispersion process.

또한 흑연 및 탄소를 사용함으로써, 전기전도도를 향상시킬 수 있으면서 동시에 결착도를 높일 수 있다. 이로 인해 이차 전지의 충방전 사이클이 진행됨에 따라 전극을 기계적으로 안정화 시키는데 매우 중요한 역할을 수행할 수 있다. In addition, by using graphite and carbon, the electrical conductivity can be improved while the binding degree can be increased at the same time. As a result, as the charge and discharge cycle of the secondary battery progresses, it may play a very important role in mechanically stabilizing the electrode.

이러한 본 발명에 따른 실리콘계 음극 활물질의 제조 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 모재로 사용되는 흑연(평균 입경이 20㎛ 이하이고, 비표면적이 1~10㎡/g)의 표면 및 내부 기공 표면에. 막(Film)형태의 구조로 마이크로미터 크기(1~3㎛의 두께)의 실리콘 코팅층을 형성하여 실리콘-흑연 복합체을 먼저 제조한다.In more detail describing the manufacturing process of the silicon-based negative active material according to the present invention, the graphite (an average particle diameter is 20㎛ or less, specific surface area of 1 ~ 10㎡ / g) used as the base material and on the surface of the internal pore . A silicon-graphite composite is first prepared by forming a silicon coating layer having a micrometer size (thickness of 1 to 3 μm) in a film structure.

이렇게 제조된 실리콘-흑연 복합체를 습식 분쇄 과정을 통해 나노미터 크기(500nm 이하, 더욱 바람직하게는 200nm 이하)의 실리콘과 마이크로미터 크기의 흑연(평균 입경이 약 3㎛)으로 분쇄를 진행한 후, 분쇄된 실리콘 및 흑연에 탄소전구체를 더 혼합하고 습식 분산장비를 이용하여 보다 균일하게 실리콘과 흑연을 재분산시키게 된다.After the silicon-graphite composite thus prepared was pulverized to a nanometer size (500 nm or less, more preferably 200 nm or less) silicon and micrometer size graphite (average particle size of about 3㎛) through a wet grinding process, The carbon precursor is further mixed with the pulverized silicon and graphite, and the wet dispersion equipment is used to redistribute the silicon and graphite more uniformly.

이러한 재분산 과정을 거친 혼합물을 건조한 후에 탄화 과정을 거침으로써, 2차 입자의 평균 입경이 20㎛ 이하이고 비표면적이 1~20㎡/g인 실리콘-흑연-탄소 복합체 구조를 갖는 음극활물질을 제조할 수 있다.By drying the mixture, which has undergone such redispersion, and then carbonizing it, a negative electrode active material having a silicon-graphite-carbon composite structure having an average particle diameter of 20 µm or less and a specific surface area of 1 to 20 m 2 / g is produced. can do.

이러한 본 발명에 따른 실리콘-흑연-탄소 복합체 구조를 갖는 실리콘계 음극활물질의 제조 방법은, 실리콘, 흑연 및 탄소의 분산 과정을 포함하며, 흑연과 실리콘층이 탄소층과 고르게 혼합되어 있는 형태의 복합체 형태를 갖는다.The method for preparing a silicon-based negative electrode active material having a silicon-graphite-carbon composite structure according to the present invention includes a dispersion process of silicon, graphite, and carbon, and a composite form in which graphite and silicon layers are evenly mixed with a carbon layer. Has

이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 따른 실리콘계 음극활물질 및 이의 제조 방법을 좀 더 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter will be described in more detail with respect to the silicon-based negative electrode active material and a method for manufacturing the same according to the present invention through specific examples.

[[ 실시예Example 1] One]

평균 입경이 18㎛ 이고, 비표면적이 9m2/g인 흑연(도 1(a) 참조)을 회전식 소성로에 충진하고, 모노실란(SiH4) 가스를 500℃에서 10시간 열분해하여 흑연 표면 및 내부에 4㎛ 두께의 실리콘 코팅 층을 형성함으로써 실리콘-흑연 복합체를 형성하였다(도 1(b) 참조).Graphite having an average particle diameter of 18 µm and a specific surface area of 9 m 2 / g (see FIG. 1 (a)) was charged into a rotary kiln, and monosilane (SiH 4 ) gas was pyrolyzed at 500 ° C. for 10 hours to allow the surface and the interior of the graphite to The silicon-graphite composite was formed by forming a silicon coating layer having a thickness of 4 μm (see FIG. 1 (b)).

[[ 실시예Example 2] 2]

실시예 1에서 형성된 실리콘-흑연 복합체를 습식 분쇄 장비를 사용하여 나노미터 크기의 실리콘으로 분쇄하였다. 수평 또는 수직형 습식 볼 밀링 장비를 이용하여 2,000~3,000rpm의 조건에서 약 5 시간 동안 습식 분쇄를 진행하여, 평균 입경이 약 500nm의 실리콘으로 크기를 감소시켰다. 이때 흑연 입자 역시 평균 입경이 약 약 3㎛ 정도로 감소되었다(도 1 (c), (d) 참조).The silicon-graphite composite formed in Example 1 was ground to nanometer sized silicon using a wet grinding equipment. Wet grinding was performed for about 5 hours at 2,000-3,000 rpm using horizontal or vertical wet ball milling equipment to reduce the size to about 500 nm of silicon with an average particle diameter. At this time, the graphite particles also had an average particle diameter reduced to about 3 μm (see FIGS. 1C and 1D).

이러한 습식 분쇄 과정에서 습식 볼밀링 장비의 내부 온도는 60℃를 넘지 않도록 조절 하였으며, 습식 분쇄 과정에 사용되는 지르코니아 볼(Zirconia beads)은 지름이 0.1~0.5mm인 것을 사용하였다.In this wet grinding process, the internal temperature of the wet ball milling equipment was controlled not to exceed 60 ° C., and the zirconia balls used in the wet grinding process were used with a diameter of 0.1 to 0.5 mm.

[[ 실시예Example 3] 3]

실시예 2에서 제조된 습식 분쇄된 실리콘과 흑연에 탄소전구체로 Pitch를 혼합한 후, 분산 과정을 통해 균일하게 재분산시켰다.The pitch was mixed with the wet pulverized silicon and graphite prepared in Example 2 with a carbon precursor, and then uniformly redispersed through a dispersion process.

이러한 재분산을 위한 분산 과정은, 앞선 실시예 2와 동일한 수평 또는 수직형 습식 볼 밀링 장비를 사용하였고, 2,000~3,000rpm 범위에서 약 1시간 동안 습식 분쇄를 통해 진행되었다. 또한, 습식 볼밀링 장비의 내부 온도는 70℃를 넘지 않도록 제어하였으며, 지르코니아 볼(Zirconia beads)의 경우에는 지름이 0.3~0.65mm인 것을 사용하였다. The dispersion process for this redispersion was performed using the same horizontal or vertical wet ball milling equipment as in Example 2 above, followed by wet grinding for about 1 hour in the 2,000-3,000 rpm range. In addition, the internal temperature of the wet ball milling equipment was controlled not to exceed 70 ℃, in the case of zirconia balls (Zirconia beads) used a diameter of 0.3 ~ 0.65mm.

이러한 재분산 과정을 통해 탄소 전구체는, 분쇄된 실리콘 및 흑연과 졸-젤 반응을 통해 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 형성할 수 있으며, 이러한 복합체 입자를 탄화시키기 위해 회전식 소성로에 충진하여 약 900℃에서 2시간 동안 비활성 분위기에서 열처리를 수행하였으며, 최종적으로 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 수득하였다(도 1의 (e) 내지 (g) 참조).Through this redispersion, the carbon precursor can form a composite particle of carbon-silicon-graphite through sol-gel reaction with the pulverized silicon and graphite. Heat treatment was performed in an inert atmosphere at 2 ° C. for 2 hours, and finally, composite particles of carbon-silicon-graphite were obtained (see (e) to (g) of FIG. 1).

[[ 실험예Experimental Example 1] 전자현미경 관찰 결과 1] electron microscope observation

이러한 실시예 1 내지 3에서 각각 수득된 결과물들을 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 1의 (a) 내지 (g)로 정리하였다.The results obtained in each of Examples 1 to 3 were observed using a scanning electron microscope (SEM), and the results are summarized in (a) to (g) of FIG. 1.

실시예 1(도 1(b))의 경우에는 실리콘이 흑연 전체 표면을 덮고 있음을 확인할 수 있으며, 두께는 약 1-3㎛ 정도임을 확인할 수 있다. In the case of Example 1 (Fig. 1 (b)) it can be seen that the silicon covers the entire graphite surface, it can be confirmed that the thickness is about 1-3㎛.

실시예 2(도 1(c),(d))의 경우에는 실리콘-흑연 복합체가 습식 분쇄 과정을 통해 효과적으로 분쇄되어 실리콘의 평균 크기가 약 500nm 정도로 감소하였음을 확인할 수 있다.In the case of Example 2 (Fig. 1 (c), (d)) it can be seen that the silicon-graphite composite is effectively pulverized through a wet grinding process to reduce the average size of the silicon to about 500nm.

실시예 3(도 1 (e), (f), (g))의 경우에는, 분쇄된 실리콘과 흑연에 탄소 전구체가 추가로 혼합된 이후, 습식 재분산 과정을 통해 실리콘과 흑연 및 탄소가 고르게 재분산된 2차 입자 형태로 구현되었음을 확인할 수 있다.In the case of Example 3 (Figs. 1 (e), (f), and (g)), after the carbon precursor is further mixed with the pulverized silicon and graphite, the silicon, graphite, and carbon are evenly distributed through a wet redispersion process. It can be seen that it is implemented in the form of redispersed secondary particles.

이렇게 실시예 3을 통해 얻어진 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자의 조성을 확인한 결과, 복합체 입자 100 중량부를 기준으로 20~70 중량부의 실리콘과 3~50 중량부의 흑연이 포함되어 있음을 확인할 수 있었으며, 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자의 평균 입경은 약 200nm 임을 확인할 수 있었다.As a result of confirming the composition of the composite particles of carbon-silicon-graphite obtained through Example 3, it was confirmed that 20 to 70 parts by weight of silicon and 3 to 50 parts by weight of graphite were included based on 100 parts by weight of the composite particles. It was confirmed that the average particle diameter of the composite particles of silicon-graphite was about 200 nm.

[[ 실험예Experimental Example 2] 입도 분석 2] particle size analysis

앞선 실시예 1, 2 및 3에서 수득된 시료들의 입도 분석을 진행하였으며, 그 결과를 도 2에 정리하였다. Particle size analysis of the samples obtained in Examples 1, 2, and 3 was performed, and the results are summarized in FIG. 2.

입도 분포를 측정한 결과, 습식 분쇄 전의 실리콘-흑연 복합체의 입도분포는 실리콘 2차 입자의 크기는 약 3-5㎛ 정도 였으며, 흑연은 20㎛ 정도 수준으로 확인되었으며(도 2의 실시예 1 참조), 습식 분쇄 후의 입도는 약 200nm 수준의 실리콘입자와 3㎛ 수준의 흑연입자로 관찰되었다(도 2의 실시예 2 참조). As a result of measuring the particle size distribution, the particle size distribution of the silicon-graphite composite before wet grinding was about 3-5 µm in size and about 20 µm in graphite (see Example 1 of FIG. 2). ), The particle size after the wet grinding was observed as silicon particles of about 200 nm level and graphite particles of 3 μm level (see Example 2 of FIG. 2).

이러한 입도 분포의 변화를 고려해 볼 때, 습식 분쇄를 통해 실리콘-흑연 복합체의 실리콘 및 흑연의 입자 크기가 현저하게 감소하였음을 알 수 있다.In view of this change in particle size distribution, it can be seen that the wet-grinding significantly reduced the particle size of silicon and graphite of the silicon-graphite composite.

실시예 3의 경우 탄소 전구체의 추가 혼합과 재분산 과정 및 탄화 단계를 거침으로써, 탄소-실리콘-흑연 복합체 입자가 효과적으로 형성되어 평균 입경이 10㎛ 정도로 복합화 되었음을 알 수 있다.In the case of Example 3, the carbon-silicon-graphite composite particles were effectively formed by further mixing, redispersing, and carbonizing the carbon precursor, and thus, the average particle diameter was about 10 μm.

[[ 실험예Experimental Example 3]  3] 리튬이차전지의Of lithium secondary battery 용량 특성 (코인 하프 셀) Capacity characteristics (coin half cell)

실시예 3에서 얻어진 탄소-실리콘-흑연 복합체 입자를 포함하는 음극 활물질과 도전재(Super-P) 및 바인더를 8:1:1의 무게 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러리를 구리 호일에 도포하여 약 80℃의 온도에서 약 2시간 동안 1차 건조시킨 후, 약 110℃의 진공 오븐에서 12시간 동안 추가 건조하여 극판을 제조 하였다. A slurry was prepared by mixing the negative electrode active material including the carbon-silicon-graphite composite particles obtained in Example 3, the conductive material (Super-P), and the binder in a weight ratio of 8: 1: 1. The slurry thus prepared was applied to a copper foil and firstly dried at a temperature of about 80 ° C. for about 2 hours, and further dried for 12 hours in a vacuum oven at about 110 ° C. to prepare a plate.

CR2032 코인 하프 셀의 formation은 0.005~1.5V 구간에서 0.1C로 충방전을 진행하였으며(도 3 참조), 초기 효율과 용량 유지율을 아래의 식으로 계산하였다.Formation of CR2032 coin half cell was charged and discharged at 0.1C in a 0.005 ~ 1.5V section (see Figure 3), the initial efficiency and capacity retention was calculated by the following equation.

초기 효율(%) = 1회 충전 용량 / 1회 방전용량 x 100Initial Efficiency (%) = 1 charge capacity / 1 discharge capacity x 100

용량 유지율(%) = 50번째 사이클 방전용량 / 1번째 사이클 방전용량 x 100 Capacity retention rate (%) = 50th cycle discharge capacity / 1st cycle discharge capacity x 100

1회 충방전 평가결과를 확인한 결과, 실시예 1의 실리콘-흑연 복합체를 사용한 경우에는, 가역 용량[mAh/g] 및 효율[%]이 각각 1015mAh/g, 62.9%로 확인되었으며, 실시예 3의 탄소-실리콘-흑연 복합체 음극 활물질의 경우에는 1351mAh/g, 86.1%로 측정되었다. As a result of confirming the results of one time charge and discharge evaluation, when the silicon-graphite composite of Example 1 was used, reversible capacity [mAh / g] and efficiency [%] were confirmed to be 1015 mAh / g and 62.9%, respectively. In the case of the carbon-silicon-graphite composite anode active material of 1351mAh / g, it was measured as 86.1%.

이러한 결과를 통해, 습식 분쇄 및 재분산을 통해 실리콘의 크기를 감소시키고 분산도를 높임으로써, 충/방전시의 부반응을 억제시킬 수 있어 용량 및 효율이 증가한 것으로 판단되며, 탄소 코팅을 통해 실리콘과 흑연의 접촉면이 증가하여 부피팽창 및 전기전도도 향상으로 인해 용량 및 효율이 증가한 것으로 해석된다.These results suggest that capacity and efficiency are increased by reducing side size during charge / discharge by reducing the size of silicon and increasing the degree of dispersion through wet grinding and redispersion. It is interpreted that the capacity and efficiency are increased due to the increase of the contact surface of graphite and the volume expansion and the electrical conductivity.

[[ 실험예Experimental Example 4]  4] 리튬이차전지Lithium secondary battery 수명특성(코인 하프 셀) Life Characteristics (Coin Half Cell)

앞선 실험예 3과 동일한 시료에 대해서 음극 활물질의 수명 특성을 확인하기 위해 500mAh/g급으로 제작된 전극을 이용하여 수명 특성 평가를 진행하였다.In order to confirm the life characteristics of the negative electrode active material for the same sample as in Experimental Example 3, the life characteristics were evaluated using an electrode manufactured at 500 mAh / g class.

실시예 1 혹은 실시예 3의 음극 활물질 : 도전재(SFG6L) : 바인더(SBR) : 증점제(CMC) 92 : 5 : 1.5 : 1.5의 무게 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하였다.A negative electrode active material of Example 1 or Example 3: conductive material (SFG6L): binder (SBR): thickener (CMC) 92: 5: 1.5: 1.5 by mixing in a weight ratio of a slurry was prepared.

이렇게 제조된 슬러리를 구리 호일에 도포한 후, 약 80℃의 온도에서 약 2시간 동안 1차 건조시킨 후, 110℃의 진공 오븐에서 약 12시간 동안 2차 건조하여 극판을 제조 하였다. The slurry thus prepared was applied to a copper foil, and then dried first at a temperature of about 80 ° C. for about 2 hours, and then secondarily dried at 110 ° C. in a vacuum oven for about 12 hours to prepare a plate.

CR2032 코인 하프 셀은 formation은 0.005~1.5V 구간에서 0.1C로 2회 충방전을 진행하고, 수명특성은 0.005 ~ 1.0V에서 0.5C로 10회 충방전을 실시하여 용량 유지율을 측정하여 수명 특성을 평가하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.The CR2032 coin half cell is charged and discharged twice at 0.1C in the range of 0.005 ~ 1.5V, and the charge and discharge is performed 10 times at 0.5C at 0.005 ~ 1.0V for 10 hours. It evaluated, and the result is shown in FIG.

용량 유지율(%) = 10번째 사이클 방전용량 / 1번째 사이클 방전용량 x 100 Capacity retention rate (%) = 10th cycle discharge capacity / 1st cycle discharge capacity x 100

실시예 1의 경우에는 수명특성이 86.02%, 실시예 3의 경우에는 99.32%로 확인되었으며, 실시예 1의 실리콘-흑연 복합체에 비해 실시예 3의 탄소-실리콘-흑연 복합체 음극 활물질이 현저하게 향상된 결과를 나타내었다.In Example 1, the lifetime characteristics were 86.02% and 99.32% in Example 3, and the carbon-silicon-graphite composite anode active material of Example 3 was significantly improved compared to the silicon-graphite composite of Example 1. The results are shown.

[[ 실험예Experimental Example 5]  5] 리튬이차전지의Of lithium secondary battery 부피팽창율Volume expansion rate 특성 (코인 하프 셀) Characteristics (coin half cell)

실험예 4와 동일한 조건에서, 부피팽창율을 측정하기 위해 10회의 충방전을 실시하고, 11회 만충전(100% SOC) 후 수분이 제어된 드라이룸(DRY ROOM)에서 전극을 해체한 이후 해체된 음극극판을 DMC에 약 2분간 세척 후 마이크로미터를 이용하여 음극 전극의 두께를 측정하여, 부피 팽창율을 확인였다.Under the same conditions as in Experimental Example 4, 10 charge and discharge cycles were performed to measure the volume expansion rate, and after 11 full charge cycles (100% SOC), the electrode was dismantled after dismantling the electrode in a dry controlled room (DRY ROOM). After washing the negative electrode plate in DMC for about 2 minutes, the thickness of the negative electrode was measured by using a micrometer, and the volume expansion rate was confirmed.

실시예 1의 경우에는 부피 팽창률이 64%, 실시예 3의 경우에는 42%로 확인되었으며, 실시예 1의 실리콘-흑연 복합체에 비해 실시예 3의 탄소-실리콘-흑연 복합체 음극 활물질을 사용한 경우, 부피 팽창율이 현저하게 감소한 결과를 나타내었다.In Example 1, the volume expansion rate was 64%, and in Example 3, it was confirmed as 42% .In the case of using the carbon-silicon-graphite composite anode active material of Example 3 compared to the silicon-graphite composite of Example 1, The result was a marked decrease in volume expansion.

부피팽창율(%) = (11회 충전상태의 전극두께-초기 전극두께) / 초기 전극두께 x 100 Volume expansion rate (%) = (electrode thickness at initial charge-initial electrode thickness) / initial electrode thickness x 100

[[ 실험예Experimental Example 6]  6] 리튬이차전지의Of lithium secondary battery 용량 특성 (파우치  Capacity characteristics (pouch 풀셀Full Cell ))

본 발명에 따른, 탄소-실리콘-흑연 복합체 음극 활물질의 파우치풀셀 수명 특성을 확인하게 위해, 실시예 1과 실시예 3의 시료를 사용하여 500mAh/g급으로 제작된 전극을 제조한 후, 수명 특성 평가를 진행하였다.After confirming the pouch full cell life characteristics of the carbon-silicon-graphite composite anode active material according to the present invention, using the samples of Example 1 and Example 3 to prepare the electrode produced at 500mAh / g class, life characteristics Evaluation was conducted.

실시예 1 혹은 실시예 3의 음극 활물질 : 도전재(SFG6L) : 바인더(SBR) : 증점제(CMC) 92 : 5 : 1.5 : 1.5 무게 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러리를 구리 호일에 도포하여 80℃의 온도에서 약 2시간 동안 1차 건조한 후, 110℃의 진공 오븐에서 12시간 동안 2차로 추가 건조하여 극판을 제조 하였다.A negative electrode active material of Example 1 or Example 3: conductive material (SFG6L): binder (SBR): thickener (CMC) 92: 5: 1.5: 1.5 by mixing in a weight ratio to prepare a slurry. The slurry thus prepared was applied to a copper foil and first dried at a temperature of 80 ° C. for about 2 hours, and further dried for 12 hours in a vacuum oven at 110 ° C. to prepare a plate.

30mAh급 파우치 각형 풀셀을 2.7 ~ 4.35V에서 1C로 수명평가를 진행하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.The 30mAh pouch square full cell was evaluated for life at 1C at 2.7 to 4.35V, and the results are shown in FIG. 5.

용량 유지율(%) = 100번째 사이클 방전용량 / 1번째 사이클 방전용량 x 100 Capacity retention rate (%) = 100th cycle discharge capacity / 1st cycle discharge capacity x 100

실시예 1의 경우에는 수명특성이 36.32%, 실시예 3의 경우에는 74.23%로 확인되었으며, 앞선 실험예 4와 유사하게 실시예 1의 실리콘-흑연 복합체에 비해 실시예 3의 탄소-실리콘-흑연 복합체 음극 활물질이 현저하게 향상된 결과를 나타내었다.In Example 1, the lifespan was 36.32%, and in Example 3, 74.23%, and the carbon-silicon-graphite of Example 3 was compared to the silicon-graphite composite of Example 1 similarly to the previous Experimental Example 4. The composite anode active material showed significantly improved results.

Claims (10)

2차 입자의 평균 입경이 20㎛ 이하이고, 비표면적이 1~20㎡/g인 탄소-실리콘-흑연 복합체 입자를 포함하는 리튬 이차전지용 실리콘계 음극 활물질Silicon-based negative electrode active material for lithium secondary batteries containing carbon-silicon-graphite composite particles having an average particle diameter of secondary particles of 20 µm or less and a specific surface area of 1 to 20 m 2 / g. 제1항에 있어서,
상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자는,
흑연의 표면과 내부 기공에 실리콘이 형성된 실리콘-흑연 복합체를 분쇄 단계를 거친 후, 탄소 전구체를 가하여 탄화시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질.
The method of claim 1,
The composite particles of carbon-silicon-graphite are
A silicon-based composite anode active material for a lithium secondary battery, characterized in that obtained by carbonizing a silicon-graphite composite having silicon formed on the surface and internal pores of graphite after a pulverization step, and then adding a carbon precursor.
제2항에 있어서,
분쇄 단계를 거치기 전의 흑연의 평균 입경은 20㎛ 이하이고, 비표면적이 1~10㎡/g인인 것 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질.
The method of claim 2,
An average particle diameter of graphite before the grinding step is 20 μm or less, and the specific surface area is 1 to 10 m 2 / g, wherein the silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery.
제2항에 있어서,
분쇄 및 재분산 단계를 거치기 전의 실리콘-흑연 복합체에 형성된 실리콘 코팅층은, 1~3㎛의 두께인 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질.
The method of claim 2,
The silicon coating layer formed on the silicon-graphite composite prior to the grinding and redispersion has a thickness of 1 to 3 μm, wherein the silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery.
제2항에 있어서,
상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자 100 중량부를 기준으로 20~70 중량부의 실리콘과 3~50 중량부의 흑연이 포함되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질.
The method of claim 2,
20 to 70 parts by weight of silicon and 3 to 50 parts by weight of graphite, based on 100 parts by weight of the composite particles of carbon-silicon-graphite, the silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery.
리튬 이차전지용 음극 활물질의 제조 방법에 있어서,
기재로 흑연을 준비하는 단계;
상기 흑연의 표면과 내부 기공에 실리콘을 코팅하여 실리콘-흑연 복합체를 형성하는 단계;
상기 실리콘-흑연 복합체를 분쇄하는 단계;
분쇄된 실리콘과 흑연의 혼합물에 탄소 전구체를 혼합한 후, 재분산시키는 단계; 및
재분산된 혼합물을 소성하는 탄화 단계;를 거쳐 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자를 제조하는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질의 제조 방법.
In the manufacturing method of the negative electrode active material for lithium secondary batteries,
Preparing graphite as a substrate;
Coating silicon on the surface and internal pores of the graphite to form a silicon-graphite composite;
Grinding the silicon-graphite composite;
Mixing the carbon precursor with a mixture of the ground silicon and graphite, and then redispersing; And
Carbonizing step of sintering the redispersed mixture; through the carbon-silicon-graphite composite to produce a composite particle, a method for producing a silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery.
제5항에 있어서,
상기 실리콘-흑연 복합체에 코팅되는 실리콘은, SiH4, SiHCl3, Si2H6 또는 SiH2Cl2의 실란(silane) 가스를 사용한 열분해반응을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 5,
The silicon coated on the silicon-graphite composite is formed through a thermal decomposition reaction using a silane gas of SiH 4 , SiHCl 3 , Si 2 H 6, or SiH 2 Cl 2, the silicon-based composite for lithium secondary battery Method for producing a negative electrode active material.
제5항에 있어서,
상기 실리콘-흑연 복합체를 형성하는 단계에서, 실리콘-흑연 복합체에 형성된 실리콘 코팅층은, 1~3㎛의 두께인 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 5,
In the step of forming the silicon-graphite composite, the silicon coating layer formed on the silicon-graphite composite, characterized in that the thickness of 1 ~ 3㎛, method for producing a silicon-based composite negative active material for a lithium secondary battery.
제5항에 있어서,
상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자 100 중량부를 기준으로 3~50 중량부의 흑연과 20~70 중량부의 실리콘이 포함되는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 5,
3 to 50 parts by weight of graphite and 20 to 70 parts by weight of silicon, based on 100 parts by weight of the carbon-silicon-graphite composite particles, the method of manufacturing a silicon-based composite negative electrode active material for a lithium secondary battery.
제5항에 있어서,
상기 탄소-실리콘-흑연의 복합체 입자에 포함된 실리콘 입자는 평균 입도가 약 200nm인 것을 특징으로 하는, 리튬 이차전지용 실리콘계 복합 음극 활물질의 제조 방법.
The method of claim 5,
Method for producing a silicon-based composite negative active material for a lithium secondary battery, characterized in that the silicon particles contained in the carbon-silicon-graphite composite particles have an average particle size of about 200nm.
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