KR20200077177A - Lithium cobalt oxide-carbon composite for positive active material for lithium ion capacitor, positive active material comprising the same, lithium ion capacitor comprising the same, and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체, 이를 포함하는 양극 활물질, 이를 포함하는 리튬 이온 커패시터, 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor, a positive electrode active material comprising the same, a lithium ion capacitor comprising the same, and a method of manufacturing the same.
스마트폰 등 이동성을 갖는 전자기기의 보급이 확산됨에 따라 니켈수소전지나 리튬 이차 전지, 슈퍼 커패시터, 리튬 이온 커패시터 등의 이차 전지 개발이 활발하게 진행되고 있다. 상기 리튬 이온 커패시터(LIC: lithium ion capacitor)는 기존 전기 이중층 커패시터(EDLC: Electric Double Layer Capacitor)가 갖고 있는 고출력 및 장수명의 장점과 리튬 이온 전지가 갖고 있는 고에너지 밀도의 장점을 모두 가진 새로운 개념의 이차전지 시스템으로 각광받고 있다.2. Description of the Related Art As the spread of mobile electronic devices such as smartphones spreads, development of secondary batteries such as nickel-metal hydride batteries, lithium secondary batteries, supercapacitors, and lithium ion capacitors is actively progressing. The lithium ion capacitor (LIC) is a new concept having both the advantages of high power and long life of the existing electric double layer capacitor (EDLC) and the high energy density of the lithium ion battery. It is spotlighted as a secondary battery system.
전기 이중층 커패시터는 우수한 출력특성 및 수명특성에도 불구하고 낮은 에너지 밀도 때문에 다양한 응용 분야에 적용이 제한된다. 상기 전기 이중층 커패시터의 문제점을 해결하는 수단으로 양극 활물질 또는 음극 활물질에 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 재료를 적용하여 에너지 밀도가 향상된 하이브리드 커패시터가 제안되었다. 특히 양극은 기존 전기 이중층 커패시터에서 적용하는 양극 활물질을 사용하고 음극에는 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소계 재료를 음극 활물질로 적용하는 리튬 이온 커패시터가 제안되었다.Electric double layer capacitors have limited application in various applications due to low energy density despite excellent output characteristics and life characteristics. As a means for solving the problem of the electric double layer capacitor, a hybrid capacitor having improved energy density by applying a material capable of inserting and deintercalating lithium ions into a positive electrode active material or a negative electrode active material has been proposed. In particular, a positive electrode active material applied in an existing electric double layer capacitor is used as a positive electrode, and a lithium ion capacitor using a carbon-based material capable of intercalating and deintercalating lithium ions as a negative electrode active material has been proposed.
리튬 이온 커패시터는 낮은 반응 전위에서 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 재료를 음극 활물질로 적용하고 있기 때문에, 다른 하이브리드 커패시터에 비해 에너지 밀도의 향상 정도가 더욱 큰 편이다. 특히, 리튬 이온 커패시터는 이온화 경향이 큰 리튬 이온을 음극에 미리 도핑하여 음극의 전위를 대폭 낮출 수 있고, 셀 전압도 종래의 전기 이중층 커패시터에 비하여 향상할 수 있으므로 고전압 구현이 가능하며 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다.Since the lithium ion capacitor uses a material capable of inserting and deintercalating lithium ions at a low reaction potential as a negative electrode active material, the degree of improvement in energy density is greater than that of other hybrid capacitors. In particular, the lithium ion capacitor can significantly lower the potential of the negative electrode by pre-doping lithium ions having a high ionization tendency to the negative electrode, and the cell voltage can also be improved compared to a conventional electric double layer capacitor, thereby enabling high voltage and high energy density. Can be implemented.
다만, 이와 같은 리튬 이온 커패시터는 전기화학적 흡탈착 반응뿐 아니라 리튬의 삽입 및 탈리 반응을 위한 리튬 도핑 공정이 필요하다. 종래의 리튬 도핑 공정 기술은, 금속 리튬을 전극에 라미네이트한 후 전해액을 넣어 음극과 금속 리튬을 단락시키는 것만으로 음극과 금속 리튬의 전위차에 의해 라미네이트된 금속 리튬이 음극 속으로 녹아 들어가는 방식이 있다. 그러나, 이러한 방식은 리튬이 음극에 도핑되는 양을 제어하기가 어렵고, 도핑공정에서 발생하는 리튬 금속에 따른 안전성을 확보하기 어려우며, 이에 따라 양산에 적용하기 어려운 문제점이 있다.However, such lithium ion capacitors require a lithium doping process for the insertion and desorption reactions of lithium as well as the electrochemical adsorption and desorption reactions. Conventional lithium doping process technology, there is a method in which the metal lithium laminated by the potential difference between the negative electrode and the metallic lithium is melted into the negative electrode by simply shorting the negative electrode and the metallic lithium by putting an electrolyte solution after laminating the metallic lithium to the electrode. However, this method is difficult to control the amount of lithium doped to the negative electrode, it is difficult to secure the safety of the lithium metal generated in the doping process, and thus there is a problem that it is difficult to apply to mass production.
본 발명은 음극에 전기화학적으로 리튬을 안정하게 도핑시킬 수 있는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체, 이를 포함하는 양극 활물질, 이를 포함하는 리튬 이온 커패시터, 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. 또한, 수분 환경에서도 안정적으로 공정이 가능한 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 제공할 수 있다. An object of the present invention is to provide a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor capable of stably doping electrochemically lithium on a negative electrode, a positive electrode active material comprising the same, a lithium ion capacitor comprising the same, and a method of manufacturing the same. . In addition, it is possible to provide a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors that can be stably processed in a moisture environment.
또한, 도핑 효율과 안전성을 향상시킬 수 있고, 대량생산에 적합한 제조방법을 제공할수 있다. In addition, it is possible to improve the doping efficiency and safety, and to provide a manufacturing method suitable for mass production.
또한, 높은 에너지 밀도, 우수한 출력 특성 및 수명 특성을 갖는 리튬 이온 커패시터를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a lithium ion capacitor having high energy density, excellent output characteristics and life characteristics.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체는 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고, 하기의 화학식으로 표시된다.The lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention includes a lithium metal compound and carbon, and is represented by the following formula.
[화학식][Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
상기 탄소의 함량은 조성물 전체에 대하여 5wt%이하일 수 있다. The content of the carbon may be 5 wt% or less with respect to the entire composition.
상기 탄소는 수크로오스(sucrose)로부터 유래된 것일 수 있다. The carbon may be derived from sucrose.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질은 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고 하기의 화학식으로 표시되는 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 포함한다.The positive electrode active material for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention includes a lithium metal compound and carbon, and includes a lithium cobalt oxide-carbon composite represented by the following formula.
[화학식] [Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터는 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고 하기의 화학식으로 표시되는 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질을 포함한다. A lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention includes a lithium metal compound and carbon, and includes a positive electrode active material for a lithium ion capacitor represented by the following formula.
[화학식][Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질 첨가물의 제조방법은, 리튬전구체, 산화코발트 및 환원제를 포함하는 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 혼합물로부터 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 수득하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a positive electrode active material additive for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention comprises the steps of mixing a lithium precursor, cobalt oxide and a reducing agent to form a mixture; Heat treating the mixture; And obtaining a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors from the heat-treated mixture.
상기 리튬전구체는 수산화리튬일 수 있다. The lithium precursor may be lithium hydroxide.
상기 환원제는 수크로오스(sucrose)일 수 있다.The reducing agent may be sucrose.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 리튬전구체의 함량은 혼합물 전체에 대하여 65 내지 78 wt%, 상기 산화코발트의 함량은 혼합물 전체에 대하여 17 내지 30 wt%일 수 있다.In the step of forming the mixture, the content of the lithium precursor may be 65 to 78 wt% with respect to the entire mixture, and the content of the cobalt oxide may be 17 to 30 wt% with respect to the entire mixture.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 환원제의 함량은 혼합물 전체에 대하여 4 내지 6wt%일 수 있다. In the step of forming the mixture, the content of the reducing agent may be 4 to 6 wt% based on the entire mixture.
상기 열처리하는 단계는, 750 내지 950℃의 온도에서, 5 내지 20시간 동안 수행될 수 있다. The heat treatment may be performed at a temperature of 750 to 950°C for 5 to 20 hours.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체는 음극에 전기화학적으로 리튬을 안정하게 도핑시킬 수 있다. 또한, 수분 환경에서도 안정적으로 공정이 가능한 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 제공할 수 있다. The lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention can stably doping lithium on the negative electrode electrochemically. In addition, it is possible to provide a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors that can be stably processed in a moisture environment.
또한, 도핑 효율과 안전성을 향상시킬 수 있고, 대량생산에 적합한 제조방법을 제공할수 있다. In addition, it is possible to improve the doping efficiency and safety, and to provide a manufacturing method suitable for mass production.
또한, 높은 에너지 밀도, 우수한 출력 특성 및 수명 특성을 갖는 리튬 이온 커패시터를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a lithium ion capacitor having high energy density, excellent output characteristics and life characteristics.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법을 도시한 것이다.
도 3은 실시 예의 EDS 분석 결과이다.
도 4는 실시 예의 XRD 분석 결과를 도시한 것이고, 도 5 내지 도 11은 비교 예1 내지 7의 XRD 분석결과를 도시한 것이다.
도 12는 실시 예의 전기적 특성 분석 그래프이고, 도 13 및 도 14는 각각 비교 예6 및 7의 전기적 특성 분석 그래프이다.
도 15는 실시 예의 수분안정성 평가 XRD 그래프이다.
도 16은 비교 예1의 수분안정성 평가 XRD 그래프이다.
도 17은 프리도핑을 수행하는 동안의 용량에 따른 전압 변화를 나타낸 그래프이다.
도 18은 충방전 시 리튬 이온 커패시터의 용량에 따른 전압 변화를 나타낸 그래프이다.1 shows a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a method of manufacturing a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors according to an embodiment of the present invention.
3 is an EDS analysis result of the embodiment.
4 shows the XRD analysis results of the examples, and FIGS. 5 to 11 show the XRD analysis results of Comparative Examples 1 to 7.
12 is an electrical characteristic analysis graph of an embodiment, and FIGS. 13 and 14 are electrical characteristic analysis graphs of Comparative Examples 6 and 7, respectively.
15 is an XRD graph for evaluation of moisture stability in Examples.
16 is an XRD graph of moisture stability evaluation of Comparative Example 1.
17 is a graph showing a voltage change according to a capacity during pre-doping.
18 is a graph showing a voltage change according to the capacity of a lithium ion capacitor during charging and discharging.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체Lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체는 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고 하기의 화학식으로 표시된다. The lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention includes a lithium metal compound and carbon and is represented by the following formula.
[화학식][Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
리튬금속화합물은 결정 또는 비정질 상으로 존재할 수 있으며, 탄소는 상기 리튬금속화합물 상의 결정립 또는 비정실 상의 내부 또는 결정립계에 원자, 결정 상 또는 비정질 상으로 분포되어 배치될 수 있다. 상기 리튬금속화합물의 화학식은 Li6-xCoO4으로 표현되며, 상기 화학식에서 0≤x≤4 이다. The lithium metal compound may be present in a crystalline or amorphous phase, and carbon may be disposed as an atom, a crystalline phase, or an amorphous phase in the grain or amorphous phase of the lithium metal compound phase. The chemical formula of the lithium metal compound is represented by Li 6-x CoO 4 , and 0≤x≤4 in the above formula.
전체 리튬코발트산화물-탄소 복합체 중에서 탄소의 함량은 10wt% 이하, 바람직하게는 5wt% 이하일 수 있다. 탄소는 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 제조하는 과정 중 환원제로부터 유래된 것인 바, 첨가되는 환원제의 총량을 제어함으로써 최종 생성물인 리튬코발트산화물-탄소 복합체에서의 함량이 정해질 수 있다. 구체적으로 상기 탄소는 수크로오스(sucrose)로부터 유래된 것일 수 있다. The content of carbon in the total lithium cobalt oxide-carbon composite may be 10 wt% or less, preferably 5 wt% or less. Carbon is derived from a reducing agent during the process of preparing a lithium cobalt oxide-carbon composite, and the content in the final product lithium cobalt oxide-carbon composite can be determined by controlling the total amount of reducing agent added. Specifically, the carbon may be derived from sucrose.
상기 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체는 평균 입경이 10um 이하일 수 있다. 이러한 평균 입경 범위를 가질 때 이를 이용한 리튬 이온 커패시터는 고용량 및 고효율 특성을 가질 수 있다.The lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors may have an average particle size of 10 μm or less. Lithium ion capacitors using the average particle diameter range may have high capacity and high efficiency characteristics.
리튬 이온 커패시터용 양극 활물질Positive electrode active material for lithium ion capacitors
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질은 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고 하기의 화학식으로 표시되는 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 포함한다.The positive electrode active material for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention includes a lithium metal compound and carbon, and includes a lithium cobalt oxide-carbon composite represented by the following formula.
[화학식] [Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
또한, 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있으며, 상기 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체, 바인더 및 도전재를 용매에 혼합한 액체 또는 겔 형태일 수 있다. In addition, a binder and a conductive material may be further included, and the lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitor, a binder, or a conductive material may be in a liquid or gel form mixed with a solvent.
상기 리튬코발트산화물-탄소 복합체는 앞서 설명한 것이다. The lithium cobalt oxide-carbon composite is described above.
상기 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질에서 각 성분의 함량은 양극 활물질 전체에 대하여 리튬코발트산화물-탄소 복합체 20 내지 50 wt%, 바인더 1 내지 60 wt% 및 도전제 1 내지 10wt%일 수 있고, 여기에 용매 1 내지 20wt%를 더 포함할 수 있다. The content of each component in the positive electrode active material for a lithium ion capacitor may be 20 to 50 wt% of a lithium cobalt oxide-carbon composite, 1 to 60 wt% of a binder, and 1 to 10 wt% of a conductive agent with respect to the entire positive electrode active material, and a solvent therein It may further include 1 to 20wt%.
바인더는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무 및 불소 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The binder is not particularly limited as long as it is generally used in the art, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, Polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber and fluorine rubber.
도전제는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용하는 도전성 물질이면 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 금속 분말 및 금속 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material generally used in the art, for example graphite; Carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, metal powder and metal oxide.
용매는 유기용매 또는 물일 수 있다. The solvent may be an organic solvent or water.
리튬 이온 커패시터Lithium ion capacitor
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터(100)를 도시한 것이다. 1 shows a
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터(100)는 리튬금속화합물 및 탄소를 포함하고 하기의 화학식으로 표시되는 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질을 포함한다. The
[화학식][Formula]
Li6-xCoO4·CLi 6-x CoO 4 · C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.In the above formula, 0≤x≤4.
도 1을 참조하면, 리튬 이온 커패시터(100)는 양극 집전체(120), 상기양극 집전체(120) 상에 배치된 양극 활물질(110), 음극 집전체(140), 상기 음극 집전체(140) 상에 배치된 음극 활물질(130), 상기 양극 활물질(110) 및 음극 활물질(130) 사이에 배치된 분리막(150) 및 상기 양극 활물질(110) 및 음극 활물질(130)에서 리튬 이온의 이동 경로를 제공하는 전해액(160)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the
리튬 이온 커패시터용 양극 활물질은 앞서 설명한 것이다. The positive electrode active material for a lithium ion capacitor is described above.
양극 집전체 및 음극 집전체는 각각 양극 활물질 및 음극 활물질을 지지하는 지지체 기능을 수행하고, 외부의 전극과 연결되어 전류의 이동통로를 제공할 수 있다. 상기 양극 집전체 및 음극 집전체는 필름, 다공질체, 발포체 및 메쉬 형상 등일 수 있으며, 스테인레스 스틸, 알루미늄 등 도전성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. The positive electrode current collector and the negative electrode current collector function as a support for supporting the positive electrode active material and the negative electrode active material, respectively, and are connected to external electrodes to provide a current passage. The positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be in the form of a film, porous body, foam, or mesh, and may be made of a conductive material such as stainless steel or aluminum.
음극 활물질은 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소계 재료일 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.The negative electrode active material may be a carbon-based material capable of intercalating and deintercalating lithium ions, and is not particularly limited.
전해액은 리튬 이온을 이동시킬 수 있는 매질의 역할을 하는 것으로, 전해질 및 용매를 포함한다. 상기 전해액은 LiPF6, LiBF4 및 LiCIO4 중 어느 하나의 리튬염을 포함할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.The electrolyte solution serves as a medium capable of transferring lithium ions, and includes an electrolyte and a solvent. The electrolyte may include any one of LiPF 6 , LiBF 4 and LiCIO 4 lithium salts, and is not particularly limited.
분리막은 리튬 이온이 통과할 수 있는 구멍을 포함할 수 있으며, 폴리프로필렌 필름 등의 고분자 물질로 이루어진 것일 수 있다. The separator may include a hole through which lithium ions can pass, and may be made of a polymer material such as a polypropylene film.
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitor
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법을 도시한 것이다. Figure 2 shows a method of manufacturing a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예를 따르는 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법은, 리튬전구체, 산화코발트 및 환원제를 포함하는 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 혼합물로부터 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 수득하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor according to an embodiment of the present invention comprises: mixing a lithium precursor, cobalt oxide and a reducing agent to form a mixture; Heat treating the mixture; And obtaining a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors from the heat-treated mixture.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 리튬전구체, 산화코발트 및 환원제를 교반기 또는 믹서기를 이용하여 혼합할 수 있다. In the step of forming the mixture, lithium precursor, cobalt oxide, and a reducing agent may be mixed using a stirrer or a mixer.
상기 산화코발트는 분말 상태로 혼합될 수 있으며, 이 경우 상기 산화코발트분말의 평균 입경은 10 내지 100 μm일 수 있다. 상기 산화코발트는 CoO 또는 Co3O4의 화학식을 갖는 것일 수 있다. The cobalt oxide may be mixed in a powder state, in which case the average particle diameter of the cobalt oxide powder may be 10 to 100 μm. The cobalt oxide may have a formula of CoO or Co 3 O 4 .
상기 리튬전구체는 수산화리튬, 탄산리튬, 플루오르화리튬 및 그 혼합물일 수 있으며, 바람직하게 수산화리튬일 수 있다. 상기 리튬전구체는 분말 상태로 혼합될 수 있으며, 이 경우 상기 리튬전구체의 평균 입경은 10 내지 50 μm일 수 있다.The lithium precursor may be lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium fluoride, and mixtures thereof, preferably lithium hydroxide. The lithium precursor may be mixed in a powder state, in which case the average particle diameter of the lithium precursor may be 10 to 50 μm.
상기 환원제는 탄소를 포함하는 물질일 수 있으며, 바람직하게 수크로오스(sucrose)일 수 있다. 상기 환원제로 수크로오스를 사용함으로써 Li6-xCoO4·C가 안정적으로 생성될 수 있다. The reducing agent may be a material containing carbon, preferably sucrose. Li 6-x CoO 4 ·C can be stably produced by using sucrose as the reducing agent.
본 단계에서, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 리튬전구체의 함량은 혼합물 전체에 대하여 65 내지 78 wt%, 바람직하게는 70 내지 75 wt%일 수 있다. 상기 산화코발트의 함량은 혼합물 전체에 대하여 17 내지 30 wt%, 바람직하게는 20 내지 25 wt%일 수 있다. 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 환원제의 함량은 혼합물 전체에 대하여 4 내지 6wt%일 수 있다. 이와 같이 각 성분의 함량을 제어함으로써 최종적으로 생성되는 리튬코발트산화물-탄소 복합체에 미반응물질 또는 불순물의 형성을 최소화할 수 있고, 이를 통해 제조된 양극활물질의 효율을 극대화할 수 있다. In this step, in the step of forming the mixture, the content of the lithium precursor may be 65 to 78 wt%, preferably 70 to 75 wt% with respect to the entire mixture. The content of the cobalt oxide may be 17 to 30 wt%, preferably 20 to 25 wt% with respect to the entire mixture. In the step of forming the mixture, the content of the reducing agent may be 4 to 6 wt% based on the entire mixture. By controlling the content of each component in this way, the formation of unreacted substances or impurities in the finally produced lithium cobalt oxide-carbon composite can be minimized, thereby maximizing the efficiency of the prepared positive electrode active material.
상기 열처리하는 단계는, 750 내지 950℃의 온도에서, 5 내지 20시간 동안 수행될 수 있다. 열처리 온도가 750℃ 미만인 경우에는 리튬전구체, 산화코발트 및 환원제가 충분히 반응하지 못하기 때문에 미반응된 리튬전구체 및 산화코발트가 잔조하는 문제가 있고, 950℃를 초과하는 경우에는 제조된 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 구형도 및 밀도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있으며, 산화코발트가 잔존하는 문제가 발생할 수 있다. The heat treatment may be performed at a temperature of 750 to 950°C for 5 to 20 hours. When the heat treatment temperature is less than 750°C, the lithium precursor, cobalt oxide, and reducing agent do not react sufficiently, so there is a problem that unreacted lithium precursor and cobalt oxide remain, and when it exceeds 950°C, the produced lithium cobalt oxide- A problem that the sphericity and density of the carbon composite are lowered may occur, and a problem that cobalt oxide remains may occur.
다음으로 상기 열처리된 혼합물로부터 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 수득한다. 본 단계에서, 필요에 따라 열처리된 혼합물을 수세 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. Next, a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor is obtained from the heat-treated mixture. In this step, it may further include a step of washing and drying the heat-treated mixture as necessary.
리튬 이온 커패시터용 양극의 제조방법Method for manufacturing a positive electrode for a lithium ion capacitor
양극은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 상에 배치된 양극 활물질을 포함한다. 본 발명의 실시 예를 따르는 양극의 제조방법은, 앞서 설명한 방법에 의해 제조된 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체, 도전제, 바인더 및 용매를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 양극 집전체에 도포하는 단계; 및 상기 양극 집전체에 도포된 혼합물을 건조하는 단계;를 포함할 수 있다. The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material disposed on the positive electrode current collector. A method of manufacturing a positive electrode according to an embodiment of the present invention includes: forming a mixture by mixing a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor, a conductive agent, a binder, and a solvent prepared by the method described above; Applying the mixture to a positive electrode current collector; And drying the mixture applied to the positive electrode current collector.
상기 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체, 도전제, 바인더 및 용매를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계에서, 각 성분의 함량은 혼합물 전체에 대하여 바인더 1 내지 60 wt%, 도전제 1 내지 10wt%, 용매 1 내지 20wt% 및 잔부 리튬코발트산화물-탄소 복합체일 수 있다. 또한, 상기 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 함량은 혼합물 전체에 대하여 20 내지 50 wt%일 수 있다. In the step of forming a mixture by mixing the lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor, a conductive agent, a binder, and a solvent, the content of each component is 1 to 60 wt% of the binder, 1 to 10 wt% of the conductive agent to the entire mixture , A solvent of 1 to 20 wt% and the balance lithium cobalt oxide-carbon composite. In addition, the content of the lithium cobalt oxide-carbon composite may be 20 to 50 wt% with respect to the entire mixture.
바인더는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무 및 불소 고무 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The binder is not particularly limited as long as it is generally used in the art, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, Polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber and fluorine rubber.
도전제는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용하는 도전성 물질이면 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 금속 분말 및 금속 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material generally used in the art, for example graphite; Carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, metal powder and metal oxide.
용매는 유기용매 또는 물일 수 있다. The solvent may be an organic solvent or water.
상기 혼합물을 양극 집전체에 도포하는 단계에서 양극 집전체는 양극 활물질을 지지하는 지지체 기능을 수행하고, 외부의 전극과 연결되어 전류의 이동통로를 제공할 수 있다. 상기 양극 집전체는 필름, 다공질체, 발포체 및 메쉬 형상 등일 수 있으며, 스테인레스 스틸, 알루미늄 등 도전성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. In the step of applying the mixture to the positive electrode current collector, the positive electrode current collector functions as a support for supporting the positive electrode active material, and is connected to an external electrode to provide a current passage. The positive electrode current collector may be a film, a porous body, a foam, a mesh shape, or the like, and may be made of a conductive material such as stainless steel or aluminum.
실시 예 및 비교예Examples and comparative examples
실시 예Example
리튬전구체로 L&F 社의 수산화리튬(LiOH.H2O) 0.7583g, L&F 社의 산화코발트(Co3O4) 0.2417g 및 환원제로 Sigma Aldrich 社의 수크로오스(Sucrose) 0.0556g를 혼합하고 건믹싱을 30분동안 실시하였다. 전체 혼합물에서 수크로오스의 함량은 5.3wt%였다. As a lithium precursor, L&F's lithium hydroxide (LiOH.H 2 O) 0.7583g, L&F's cobalt oxide (Co 3 O 4 ) 0.2417g, and Sigma Aldrich's Sucrose 0.0556g as a reducing agent were mixed and dry mixed. Run for 30 minutes. The content of sucrose in the whole mixture was 5.3 wt%.
다음으로, 상기 혼합물을 Ar 분위기에서 열처리하였다. 상기 열처리는 800℃까지 5℃/min의 승온속도로 가열한 후, 800℃에서 10시간을 유지하여 실시하였다. Next, the mixture was heat treated in an Ar atmosphere. The heat treatment was performed by heating at 800° C. at a heating rate of 5° C./min, and maintaining at 800° C. for 10 hours.
다음으로, 가열된 혼합물을 상온까지 서서히 냉각하여 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 수득하였다. Next, the heated mixture was gradually cooled to room temperature to obtain a lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
비교 예1Comparative Example 1
환원제를 포함하지 않고 수산화리튬 및 산화코발트만을 혼합한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다. It was prepared in the same manner as in Example, except that only lithium hydroxide and cobalt oxide were mixed without a reducing agent.
비교 예 2Comparative Example 2
환원제로 수크로오스 대신 스테아르산(stearic acid)을 0.0556g 혼합한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example, except that 0.0556 g of stearic acid was used instead of sucrose as a reducing agent.
비교 예 3Comparative Example 3
환원제로 수크로오스 대신 Super P를 0.0556g 혼합한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example, except that 0.0556 g of Super P was mixed instead of sucrose as a reducing agent.
비교 예4Comparative Example 4
열처리 온도를 700℃로 설정한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example, except that the heat treatment temperature was set to 700 ℃.
비교 예5Comparative Example 5
열처리 온도를 900℃로 설정한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example, except that the heat treatment temperature was set to 900 ℃.
비교 예6Comparative Example 6
수크로오스의 함량을 0.0252g으로 혼합한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다. 전체 혼합물에서 수크로오스의 함량은 2.4wt%이었다.It was prepared in the same manner as in Example, except that the content of sucrose was mixed to 0.0252g. The content of sucrose in the whole mixture was 2.4 wt%.
비교 예7Comparative Example 7
수크로오스의 함량을 0.0923g으로 혼합한 것을 제외하고, 실시 예와 동일한 방법으로 제조하였다. 전체 혼합물에서 수크로오스의 함량은 8.8wt%이었다.It was prepared in the same manner as in Example, except that the content of sucrose was mixed to 0.0923g. The content of sucrose in the total mixture was 8.8 wt%.
실험 예Experimental example
EDS 분석EDS analysis
도 3은 실시 예의 EDS 분석 결과이다. EDS 분석에 따라 실시 예에 포함된 C, O 및 Co의 함량은 표 1과 같다. 3 is an EDS analysis result of the embodiment. According to the EDS analysis, the contents of C, O, and Co included in Examples are shown in Table 1.
XRD 분석XRD analysis
실시 예 및 비교 예1 내지 7에 대하여 Cu-Kα1방사선을 이용하여 XRD 분석을 수행하였다. 도 4는 실시 예의 XRD 분석 결과를 도시한 것이고, 도 5 내지 도 11은 비교 예1 내지 7의 XRD 분석결과를 도시한 것이다.XRD analysis was performed for Examples and Comparative Examples 1 to 7 using Cu-Kα1 radiation. 4 shows the XRD analysis results of the examples, and FIGS. 5 to 11 show the XRD analysis results of Comparative Examples 1 to 7.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 환원제로서 수크로오스를 첨가하는 경우 환원제를 첨가하지 않거나 다른 탄소 소스를 첨가하는 경우에 비하여 최종생성물이 안정적인 형태로 생성됨을 알 수 있다. 환원제를 첨가하지 않거나, 다른 종류의 탄소 소스를 첨가하는 경우에는 α-Co, β-Co 등의 물질이 생성되어, 이를 양극 활물질로 사용하는 경우 음극의 프리 도핑이 효율적으로 이루어지지 않을 수 있다. 4 to 7, it can be seen that when sucrose is added as a reducing agent, the final product is produced in a stable form as compared to a case where a reducing agent is not added or another carbon source is added. When no reducing agent is added or another type of carbon source is added, materials such as α-Co and β-Co are generated, and when this is used as a positive electrode active material, pre-doping of the negative electrode may not be efficiently performed.
도 4, 도 8 및 도 9를 참조하면, 열처리 온도를 800℃ 로 하는 경우 최종생성물이 안정적인 형태로 생성됨을 알 수 있다. 열처리 온도가 700℃ 및 900℃인 경우에는 CoO 등의 물질이 생성되어, 이를 양극 활물질로 사용하는 경우 음극의 프리 도핑이 효율적으로 이루어지지 않을 수 있다.4, 8 and 9, it can be seen that when the heat treatment temperature is 800°C, the final product is produced in a stable form. When the heat treatment temperature is 700°C and 900°C, a material such as CoO is generated, and when it is used as a positive electrode active material, pre-doping of the negative electrode may not be efficiently performed.
도 4, 도 10 및 도 11을 참조하면, 환원제의 함량이 5.3wt%인 경우 최종생성물이 안정적인 형태로 생성됨을 알 수 있다. 환원제의 함량이 2.4wt% 및 8.8wt인 경우에는 α-Co, β-Co, CoO 등의 물질이 생성되어, 이를 양극 활물질로 사용하는 경우 음극의 프리 도핑이 효율적으로 이루어지지 않을 수 있다.4, 10 and 11, when the content of the reducing agent is 5.3wt%, it can be seen that the final product is produced in a stable form. When the content of the reducing agent is 2.4wt% and 8.8wt, substances such as α-Co, β-Co, and CoO are generated, and when this is used as a positive electrode active material, pre-doping of the negative electrode may not be efficiently performed.
전기적 특성 분석Electrical characteristic analysis
전기적 특성의 분석을 위해 코인셀을 제조하여 코인셀 테스트를 실시하였다. 양극은 실시 예 및 비교 예에서 수득된 복합물, Super P 및 PVdF를 각각 90:5:5의 중량비로 혼합하여 제조하였고, 음극은 리튬 금속을 사용하였다. 전해액은 1.3M LiPF6 in EC:DMC=3:7(v/v)를 사용하였다. 충방전 조건은 CC, cut-off 2.0 내지 4.3V를 적용하였고, 0.1C 충전/방전으로 3회 사이클을 진행하였다. To analyze the electrical characteristics, a coin cell was prepared and a coin cell test was conducted. The positive electrode was prepared by mixing the composites, Super P and PVdF obtained in Examples and Comparative Examples in a weight ratio of 90:5:5, respectively, and a negative electrode was used for lithium metal. As the electrolyte, 1.3M LiPF 6 in EC:DMC=3:7 (v/v) was used. Charge and discharge conditions were applied CC, cut-off 2.0 to 4.3V, and 3 cycles were performed with 0.1C charge/discharge.
도 12은 실시 예의 전기적 특성 분석 그래프이고, 도 13 및 도 14는 각각 비교 예6 및 7의 전기적 특성 분석 그래프이다. 표 2는 실시 예 및 비교 예6 및 7의 전기적 특성 분석 결과를 기재한 것이다.12 is an electrical characteristic analysis graph of an embodiment, and FIGS. 13 and 14 are electrical characteristic analysis graphs of Comparative Examples 6 and 7, respectively. Table 2 describes the electrical properties analysis results of Examples and Comparative Examples 6 and 7.
(mAh/g)Charging capacity
(mAh/g)
(mAh/g)Discharge capacity
(mAh/g)
(mAh/g)Charging capacity
(mAh/g)
(mAh/g)Discharge capacity
(mAh/g)
(mAh/g)Charging capacity
(mAh/g)
(mAh/g)Discharge capacity
(mAh/g)
표 2 및 도 12 내지 도 14을 참조하면, 실시 예의 경우 충방전 특성이 향상된 것을 알 수 있다. Referring to Table 2 and FIGS. 12 to 14, it can be seen that the charging and discharging characteristics are improved in the case of the embodiment.
수분안정성 평가Moisture stability evaluation
실시 예 및 비교 예1을 온도 30℃, 상대습도 25% 조건에 30분 동안 방치한 후 Cu-Kα1방사선을 이용하여 XRD를 측정하였다. 도 15는 실시 예의 수분안정성 평가 XRD 그래프이고, 도 16은 비교 예1의 수분안정성 평가 XRD 그래프이다. Example and Comparative Example 1 was left for 30 minutes at a temperature of 30°C and a relative humidity of 25%, and then XRD was measured using Cu-Kα1 radiation. 15 is an XRD graph for evaluating moisture stability in Examples, and FIG. 16 is an XRD graph for evaluating moisture stability in Comparative Example 1.
실시 예의 경우 도 4 및 도 15를 비교하면 XRD 그래프 상의 피크에 변화가 없음을 알 수 있다. 반면, 비교 예1의 경우 도 5 및 도 16을 비교하면 XRD 그래프 상의 피크 높이가 변경됨을 알 수 있다. 이를 통해 실시 예가 비교 예에 비하여 수분안정성이 높음을 알 수 있다. In the case of the example, when comparing FIGS. 4 and 15, it can be seen that there is no change in the peak on the XRD graph. On the other hand, in Comparative Example 1, when comparing FIGS. 5 and 16, it can be seen that the peak height on the XRD graph is changed. Through this, it can be seen that the embodiment has higher water stability than the comparative example.
리튬 이온 커패시터의 전기적 특성 분석Analysis of electrical properties of lithium ion capacitors
리튬 이온 커패시터의 전기적 특성 분석을 위해 비커 전지 테스트(Beaker cell test)를 수행하였다. 양극은 실시 예 및 비교 예에서 수득된 복합물, 활성탄(AC, Activated carbon), Super P 및 PVdF를 각각 중량비로 18:72:5:5의 비율로 혼합하여 제조하였고, 음극은 천연흑연(Natural graphite), CMC 및 SBR을 각각 중량비로 96:2:2의 비율로 혼합하여 제조하였다. 전해액은 1.3M LiPF6 in EC:DMC=3:7(v/v)을 사용하였다. To analyze the electrical properties of the lithium ion capacitor, a Beaker cell test was performed. The positive electrode was prepared by mixing the composites obtained in Examples and Comparative Examples, activated carbon (AC), Super P and PVdF in a ratio of 18:72:5:5 by weight, respectively, and the negative electrode was natural graphite (Natural graphite). ), CMC and SBR were prepared by mixing in a ratio of 96:2:2 by weight, respectively. As the electrolyte, 1.3M LiPF 6 in EC:DMC=3:7 (v/v) was used.
도 17은 프리도핑을 수행하는 동안의 용량에 따른 전압 변화를 나타낸 그래프이다. 프리도핑(pre-doping)은 0.1C 조건으로 4.2V까지 충전하여 수행하였다. 17 is a graph showing a voltage change according to a capacity during pre-doping. Pre-doping was performed by charging up to 4.2V under 0.1C conditions.
도 18은 충방전 시 리튬 이온 커패시터의 용량에 따른 전압 변화를 나타낸 그래프이다. 충방전 조건은 cut-off 1.5 - 3.9V를 적용하였고, 0.1C 충전/방전으로 2회 사이클을 진행하였다.18 is a graph showing a voltage change according to the capacity of a lithium ion capacitor during charging and discharging. For the charge/discharge conditions, cut-off 1.5-3.9V was applied, and two cycles were performed with 0.1C charge/discharge.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and modification will be possible by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims, and this also belongs to the scope of the present invention. something to do.
100: 리튬 이온 커패시터
110: 양극 활물질
120: 양극 집전체
130: 음극 활물질
140: 음극 집전체
150: 분리막
160: 전해질100: lithium ion capacitor
110: positive electrode active material
120: anode current collector
130: negative electrode active material
140: cathode current collector
150: separator
160: electrolyte
Claims (13)
하기의 화학식으로 표시되는,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체:
[화학식]
Li6-xCoO4·C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.
Containing lithium metal compounds and carbon,
Represented by the following formula,
Lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors:
[Formula]
Li 6-x CoO 4 · C
In the above formula, 0≤x≤4.
상기 탄소의 함량은 조성물 전체에 대하여 5wt%이하인,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체.
According to claim 1,
The content of the carbon is 5wt% or less with respect to the entire composition,
Lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 탄소는 수크로오스(sucrose)로부터 유래된 것인,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체.
According to claim 1,
The carbon is derived from sucrose (sucrose),
Lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
리튬 이온 커패시터용 양극 활물질:
[화학식]
Li6-xCoO4·C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.
A lithium metal compound and a carbon containing a lithium cobalt oxide-carbon composite represented by the following formula,
Positive active material for lithium ion capacitors:
[Formula]
Li 6-x CoO 4 · C
In the above formula, 0≤x≤4.
리튬 이온 커패시터.
[화학식]
Li6-xCoO4·C
상기 화학식에서 0≤x≤4 임.
It includes a lithium metal compound and carbon and includes a positive electrode active material for a lithium ion capacitor represented by the following formula,
Lithium ion capacitor.
[Formula]
Li 6-x CoO 4 · C
In the above formula, 0≤x≤4.
상기 혼합물을 열처리하는 단계; 및
상기 열처리된 혼합물로부터 리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체를 수득하는 단계;를 포함하는,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
Mixing a lithium precursor, cobalt oxide, and a reducing agent to form a mixture;
Heat treating the mixture; And
Including the step of obtaining a lithium cobalt oxide-carbon composite for a lithium ion capacitor from the heat-treated mixture;
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 리튬전구체는 수산화리튬인,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 6,
The lithium precursor is lithium hydroxide,
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 환원제는 수크로오스(sucrose)인,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
The reducing agent is sucrose (sucrose),
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 리튬전구체의 함량은 혼합물 전체에 대하여 65 내지 78 wt%인
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
In the step of forming the mixture,
The content of the lithium precursor is 65 to 78 wt% with respect to the entire mixture
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 산화코발트의 함량은 혼합물 전체에 대하여 17 내지 30 wt%인
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
In the step of forming the mixture,
The content of the cobalt oxide is 17 to 30 wt% based on the total mixture
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 혼합물을 형성하는 단계에서,
상기 환원제의 함량은 혼합물 전체에 대하여 4 내지 6wt%인,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
In the step of forming the mixture,
The content of the reducing agent is 4 to 6wt% relative to the entire mixture,
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 열처리하는 단계는,
750 내지 950℃의 온도에서 수행되는,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
The heat treatment step,
Carried out at a temperature of 750 to 950°C,
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
상기 열처리하는 단계는,
5 내지 20시간 동안 수행되는,
리튬 이온 커패시터용 리튬코발트산화물-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7,
The heat treatment step,
Performed for 5 to 20 hours,
Method for manufacturing lithium cobalt oxide-carbon composite for lithium ion capacitors.
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