KR20210034664A - 음극재료, 이의 제조 방법 및 그 용도 - Google Patents

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리쥐앤 취
츈레이 팡
지앤궈 런
민 위에
쉬에친 허
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비티알 뉴 머티리얼 그룹 코., 엘티디.
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Abstract

본 출원은 음극재료에 관한 것으로, 상기 음극재료는 복합 기재 재료와 복합 기재 재료 외에 피복된 탄소 코팅층을 포함하고, 상기 복합 기재 재료는 규산리튬, 규소 산화물, 활성화제 및 상기 규산리튬과 상기 규소 산화물에 매립된 규소를 포함한다.

Description

음극재료, 이의 제조 방법 및 그 용도
본 출원은 전지재료 제조 분야에 속하는 것으로, 예를 들어 음극재료, 이의 제조 방법 및 그 용도에 관한 것이다.
1991년 소니(SONY)가 상품화 리튬이온 전지를 출시하면서 리튬이온 전지 관련 재료 연구가 본격화되고 있다. 각종 제품에 대한 기능 요구 사항이 다양화됨에 따라 전지에 대한 요구 사항도 날로 증가되고 있으며, 특히 에너지 절약 및 배출이 적은 전기 자동차 (EV)가 큰 주목을 받아 자동차 연구 개발의 중심으로 됨에 따라 리튬이온 전지의 출력 공률, 에너지 밀도, 안전성 및 전압 등에 대해 더 높은 요구를 제출하였다. 리튬이온 전지의 성능은 핵심 재료의 성능에 따라 달라지므로 새로운 리튬이온 전지 전극 재료의 개발과 연구가 촉진되고 있다.
현재 리튬이온 전지의 음극재료는 일반적으로 공업화 흑연을 사용하고 있지만, 흑연 음극의 이론적 용량은 372mAh/g에 불과해 날로 증가하는 시장 수요를 충족시키지 못하고 있다. 규소 재료는 이론적 용량이 4200mAh/g에 달해 많은 주목을 받았지만, 최대 300%의 부피 팽창과 차한 순환 성능으로 인해 시장 보급 및 적용에 제한을 받고 있으며, 규소 산화물 재료는 높은 비용량과 우수한 순환 성능을 가지고 있으나 규소 산화물 재료는 초기 쿨롱효율이 낮은 문제점이 있다.
CN104603993B에서는 비수 전해질 2차전지용 음극 활물질 및 이를 이용한 비수 전해질 이차 전지를 개시하고 있으며, 상기 음극 활물질 내부에는 규산리튬상의 SiOx입자를 포함하고 있고, 상기 SiOx입자 표면은 탄소에 의해 50%~100% 덮여 있으며, 상기 SiOx입자의 평균 입경은 1μm~15μm이다. 상기 음극재료의 초기 쿨롱효율은 순수한 규소 산화물 재료에 비해 현저히 향상되지만 상기 음극 활물질 내부에 포함된 규산리튬은 전기 화학적으로 불활성인 성분이므로 재료의 가역 용량의 감소를 초래할 수 있다.
따라서, 당업계는 높은 비용량, 높은 초기 쿨롱효율 및 양호한 순환 안정성을 가진 음극재료의 개발이 필요하다.
하기 내용은 본 출원의 상세한 설명의 주제에 대한 개요이다. 본 개요는 청구범위의 보호 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.
본 출원의 제1목적은 복합 기재 재료와 복합 기재 재료 외에 피복된 탄소 코팅층을 포함하는 음극재료를 제공하는 것이다.
본 출원의 제2목적은, (1)탄소 함유 규소 산화물을 리튬원과 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계; (2)보호성 분위기 또는 진공 조건에서, 상기 원료 혼합물에 대해 1차 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계; (3)상기 소결 혼합물과 활성화제를 융합하여 활성화 전구체를 획득하는 단계; (4)보호성 분위기 또는 진공 조건에서, 상기 활성화 전구체에 대해 2차 소결하는 단계; 를 포함하는 음극재료의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 제3목적은 상기 제1목적의 음극재료의 용도를 제공하는 것이다. 상기 음극재료는 리튬이온 전지 분야에 적용될 수 있다.
본 출원의 제4목적은 상기 제1목적의 음극재료를 포함하는 리튬이온 전지를 제공하는 것이다.
하기 내용은 본 출원의 상세한 설명의 주제에 대한 개요이다. 본 개요는 청구범위의 보호 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.
본 출원의 제1목적은 복합 기재 재료와 복합 기재 재료 외에 피복된 탄소 코팅층을 포함하는 음극재료를 제공하는 것이다.
상기 복합 기재 재료는 규산리튬, 규소 산화물, 활성화제 및 상기 규산리튬과 상기 규소 산화물에 매립된 규소를 포함할 수 있다.
본 출원에서 제공하는 음극재료는 순수한 규소 산화물 재료와 비교할 때, 복합 기재 재료 중의 규산리튬이 규소 산화물 재료가 처음 충전될 때 양극 재료에서 분리되는 리튬의 소모를 감소시켜 음극재료의 초기 쿨롱효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 동시에 규소는 규산리튬에 매립되어 충방전 중에 규소의 부피가 팽창되는 문제를 완화할 수 있다.
본 출원의 복합 기재 재료의 활성화제는 한편으로 재료의 도전성을 향상시켜 음극재료의 전기 화학적 성능을 향상시키고, 다른 한편으로는 규산리튬의 결정 구조를 개선하기 위한 지지 골격의 역할을 발휘하여 리튬이온이 구조에서 이탈 및 삽입될 수 있는 충분한 공간을 가지도록 한다. 이로써 일정한 가역 용량을 나타내 음극재료의 초기 쿨롱효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 초기 쿨롱효율은 83.6%이상이다.
본 출원의 상기 규산리튬은 종래 기술에서 제조된 규산리튬과 다르다. 종래 기술에서 실리콘 음극에서 생성되는 규산리튬은 모두 화학적으로 불활성인 성분이나, 본 출원의 규산리튬은 활성화제의 작용으로 리튬이온을 저장 및 제거하는 능력이 있고 전기 화학적 활성이 좋으며 음극 물질의 용량을 더욱 증가시킬 수 있어 초기 방전 비용량은 1263mAh/g이상이다.
본 출원의 복합 기재 재료 외의 탄소 코팅층은 한편으로 재료의 도전성를 더욱 향상시켜 음극재료의 용량을 충분히 활용할 수 있고, 다른 한편으로는 충방전시 규소 및 산화규소의 부피 팽창 문제를 더욱 완화할 수 있다. 이로써 제조된 음극재료는 양호한 순환 안정성을 가질 수 있고, 0.1C의 전류 밀도에서 50사이클 용량 유지율은 82%이상이다.
선택적으로, 상기 활성화제는 알칼리금속, 전이금속, 알칼리금속 산화물 및 전이금속 산화물 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함할 수 있고, 칼륨, 마그네슘, 알루미늄, 산화 칼륨, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 선택할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 활성화제는 원자 반경이 Li보다 큰 금속 원소이거나 원자 반경이 Li보다 큰 금속 원소의 산화물일 수 있다.
선택적으로, 상기 규산리튬의 함량은 30wt%~70wt%일 수 있고, 예를 들어 35wt%, 40wt%, 45wt%, 50wt%, 55wt%, 60wt%, 65wt%등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 규소 산화물의 함량은 1wt%~13wt%일 수 있고, 예를 들어 2wt%, 3wt%, 4wt%, 5wt%, 6wt%, 7wt%, 8wt%, 9wt%, 10wt%, 11wt%, 12wt%등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 탄소의 함량은 0.05wt%~25wt%일 수 있고, 예를 들어1wt%, 3wt%, 5wt%, 8wt%, 10wt%, 12wt%, 15wt%, 18wt%, 20wt%, 22wt%등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 활성화제의 함량은 1wt%~10wt%일 수 있고, 예를 들어 2wt%, 4wt%, 5wt%, 6wt%, 8wt%, 9wt%등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 규소의 함량은 20wt%~40wt%일 수 있고, 예를 들어 22wt%, 24wt%, 25wt%, 26wt%, 28wt%, 30wt%, 32wt%, 35wt%, 38wt%등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 음극재료에서 규산리튬은 리튬 오르토실리케이트, 리튬 메타실리케이트, 리튬 디실리케이트 및 리튬 펜타실리케이트 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 규소 산화물의 분자식은 SiOx이고, 그 중에서 x는 0.5~1.8의 상수이고, 예를 들어 0.8, 1, 1.2, 1.5, 1.7등 일 수 있다.
본 출원의 제2목적은, (1)탄소 함유 규소 산화물을 리튬원과 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계; (2)보호성 분위기 또는 진공 조건에서, 상기 원료 혼합물에 대해 1차 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계; (3)상기 소결 혼합물과 활성화제를 융합하여 활성화 전구체를 획득하는 단계; (4)보호성 분위기 또는 진공 조건에서, 상기 활성화 전구체에 대해 2차 소결하는 단계; 를 포함하는 음극재료의 제조방법을 제공하는 것이다.
선택적으로, 본 출원의 단계 (3)에서 상기 소결 혼합물과 활성화제의 질량비는 5:1~30:1일 수 있고, 예를 들어 8:1, 10:1, 12:1, 15:1, 18:1, 20:1, 22:1, 25:1, 28:1등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 융합 온도는 100~300℃일 수 있고, 예를 들어 150℃, 200℃, 250℃, 280℃등 일 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 단계 (1)에서 상기 탄소 함유 규소 산화물과 리튬원의 몰비는 2.5:1~9:1일 수 있고, 예를 들어 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 탄소 함유 규소 산화물의 분자식은 SiOxC이고, 그 중에서 x는 0.5~1.8의 상수이며, SiOC을 선택할 수 있고, 예를 들어 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.5, 1.7등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 리튬원은 금속리튬, 탄산리튬, 수산화리튬 및 아세트산리튬 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 단계 (2)에서 상기 1차 소결의 온도는 200~1000℃일 수 있고, 500~900℃를 선택할 수 있으며, 예를 들어 300℃, 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃, 900℃등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 1차 소결의 시간은 2h~6h일 수 있고, 예를 들어 3h, 3.5h, 4h, 4.5h, 5h등 일 수 있다.
선택적으로, 단계 (4)에서 상기 2차 소결의 온도는 150~1000℃일 수 있고, 300~900℃를 선택할 수 있으며, 예를 들어 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃, 900℃등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 2차 소결의 시간은 6h~10h일 수 있고, 예를 들어 6.5h, 7h, 7.5h, 8h, 9h등 일 수 있다.
선택적으로, 상기 보호성 분위기는 질소기체 분위기, 아르곤기체 분위기, 헬륨기체 분위기, 네온기체 분위기, 크립톤기체 분위기 및 제논기체 분위기 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함할 수 있고, 예를 들어 질소기체 분위기, 아르곤기체 분위기, 헬륨기체 분위기 등 일 수 있다.
선택 가능한 기술방안으로서, 본 출원에 따른 음극재료의 제조방법은, (1)SiOC과 수산화리튬을 2.5:1~9:1의 몰비로 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계; (2)보호성 분위기에서 상기 원료 혼합물에 대해 500~900℃조건에서 2h~6h동안 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계; (3)상기 소결 혼합물과 Mg를 5:1~30:1의 질량비로 혼합하고, 100~300℃의 온도조건에서 lh~4h동안 융합하여 활성화 전구체를 획득하는 단계; (4)보호성 분위기에서 상기 활성화 전구체에 대해 300~900℃조건에서 6h~10h동안 소결하여, 음극재료를 획득하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 제3목적은 상기 제1목적의 음극재료의 용도를 제공하는 것이다. 상기 음극재료는 리튬이온 전지 분야에 적용될 수 있다.
선택적으로, 상기 음극재료는 리튬이온 전지의 음극재료로 사용될 수 있다.
본 출원의 제4목적은 상기 제1목적의 음극재료를 포함하는 리튬이온 전지를 제공하는 것이다.
선택적으로, 상기 리튬이온 전지의 음극재료는 상기 제1목적의 음극재료일 수 있다.
기존 기술에 비하여, 본 출원은 아래와 같은 유익한 효과가 있다:
(1)본 출원에서 제공하는 음극재료는 순수한 규소 산화물 재료와 비교할 때, 복합 기재 재료 중의 규산리튬이 규소 산화물 재료가 처음 충전될 때 양극 재료에서 분리되는 리튬의 소모를 감소시켜 음극재료의 초기 쿨롱효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 동시에 규소는 규산리튬에 매립되어 충방전 중에 규소의 부피가 팽창되는 문제를 완화할 수 있다.
(2)본 출원의 상기 규산리튬은 종래 기술에서 제조된 규산리튬과 다르다. 종래 기술에서 실리콘 음극에서 생성되는 규산리튬은 모두 화학적으로 불활성인 성분으로 본 출원의 규산리튬은 활성화제의 작용으로 리튬이온을 저장 및 제거하는 능력이 있고 전기 화학적 활성이 좋으며 음극 물질의 용량을 더욱 증가시킬 수 있어 초기 방전 비용량은 1263mAh/g이상이다.
(3)본 출원의 복합 기재 재료의 활성화제는 한편으로 재료의 도전성를 향상시켜 음극재료의 전기 화학적 성능을 향상시키고, 다른 한편으로는 규산리튬의 결정 구조를 개선하기 위한 지지 골격의 역할을 발휘하여 리튬이온이 구조에서 이탈 및 삽입될 수 있는 충분한 공간을 가지도록 한다. 이로써 일정한 가역 용량을 나타내 음극재료의 초기 쿨롱효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 초기 쿨롱효율은 83.6%이상이다.
(4)본 출원의 복합 기재 재료 외의 탄소 코팅층은 한편으로 재료의 도전성를 더욱 향상시켜 음극재료의 용량을 충분히 활용할 수 있고, 다른 한편으로는 충방전시 규소 및 산화규소의 부피 팽창 문제를 더욱 완화할 수 있다. 이로써 제조된 음극재료는 양호한 순환 안정성을 가질 수 있고, 0.1C의 전류 밀도에서 50사이클 용량 유지율은 82%이상이다.
상세한 설명을 참조하고 이해하면 본 발명의 다른 측면들도 명백히 알 수 있을 것이다.
도1은 본 출원의 실시예1에 따라 획득한 샘플의 SEM도이다.
도2는 본 출원의 실시예7에 따라 획득한 샘플의 SEM도이다.
본 출원의 이해의 돕기 위해, 본 출원을 다음과 같은 실시예를 예로 들어 설명한다. 실시예는 본 출원의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 출원에 대한 특정 한정으로 간주되어서는 안된다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
실시예1
음극재료의 제조방법은 하기 단계를 포함한다: 즉,
(1)SiOC과 금속리튬을 3:1의 몰비로 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계;
(2)보호성 분위기에서 상기 원료 혼합물에 대해 700℃조건에서 4h동안 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계;
(3)상기 소결 혼합물과 Mg를 10:1의 질량비로 혼합하여, 180℃의 온도조건에서 2h동안 융합하여, 활성화 전구체를 획득하는 단계;
(4)보호성 분위기에서 상기 활성화 전구체에 대해 750℃조건에서 8h동안 소결하여, 도1과 같은 특징을 가진 음극재료를 획득하는 단계; 를 포함하되, 도시한 바와 같이, 획득한 음극재료의 입경은 5~10μm이고 최외층에는 탄소 코팅층이 있다.
실시예2
실시예1과의 차이점은, 단계 (3)에서 소결 혼합물과 Mg의 몰비는 5:1인 것이다.
실시예3
실시예1과의 차이점은, 단계 (3)에서 소결 혼합물과 Mg의 몰비는 30:1인 것이다.
실시예4
실시예1과의 차이점은, 단계 (3)에서 소결 혼합물과 Mg의 몰비는 4:1인 것이다.
실시예5
실시예1과의 차이점은, 단계 (3)에서 소결 혼합물과 Mg의 몰비는 31:1인 것이다.
실시예6
음극재료의 제조방법은 하기 단계를 포함한다: 즉,
(1)SiOxC(x=0.5)과 수산화리튬을 9:1의 몰비로 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계;
(2)질소기체 분위기에서 상기 원료 혼합물에 대해 200℃조건에서 6h동안 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계;
(3)상기 소결 혼합물과 K2O를 5:1의 몰비로 혼합하고, 100℃의 온도조건에서 4h동안 융합하여, 활성화 전구체를 획득하는 단계;
(4)질소기체 분위기에서 상기 활성화 전구체에 대해 150℃조건에서 10h동안 소결하여 음극재료를 획득하는 단계; 를 포함한다.
실시예7
음극재료의 제조방법은 하기 단계를 포함한다: 즉,
(1)SiOxC (x=1.8)과 금속리튬을 2.5:1의 몰비로 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계;
(2)아르곤기체 분위기에서 상기 원료 혼합물에 대해 1000℃조건에서 2h동안 소결하여, 소결 혼합물을 획득하는 단계;
(3)상기 소결 혼합물과 Al를 30:1의 몰비로 혼합하고, 300℃의 온도조건에서 1h동안 융합하여, 활성화 전구체를 획득하는 단계;
(4)아르곤기체 분위기에서 상기 활성화 전구체에 대해 1000℃조건에서 6h동안 소결하여, 도2과 같은 특징을 가진 음극재료를 획득하는 단계; 를 포함하되, 도시한 바와 같이, 획득한 음극재료의 입경은 5~10μm이고 최외층에는 탄소 코팅층이 있다.
비교예1
실시예1과의 차이점은, 단계 (3)에서는 Mg를 첨가하지 않은 것이다.
비교예2
실시예1과의 차이점은, 단계 (1)에서의 SiOC를 SiO2로 대체한 것이다.
성능시험:
획득한 음극재료에 대해 다음과 같은 성능시험을 진행하였다:
(1)리튬이온 전지의 제조: 제조하여 획득한 음극재료, 도전성 카본블랙 및 CMC/SBR을 75:15:10의 비율로 동박에 도포하여 음극판을 제조하였고, 금속 리튬 시트를 상대전극, PP/PE를 분리막으로 하여 단추형 전지를 제조하였다.
(2)초기 쿨롱효율 시험: 란땐5V/10mA형 전지테스터를 이용하여 전지의 전기화학적 성능을 테스트하였다. 충방전전압은 1.5V이고, 충방전율은 0.1C이며, 초기 쿨롱효율은 초기 충전 비용량/초기 방전 비용량이다.
(3)50사이클 순환 용량 유지율 시험: 란땐5V/10mA형 전지테스터를 이용하여 전지의 전기화학적 성능을 테스트하였다. 충방전전압은 1.5V이고, 충방전율은 0.1C이며, 50사이클 순환 용량 유지율은 50회 충전 비용량/초기 충전 비용량이다.
초기 방전 비용량(mAh/g) 초기 쿨롱효율(%) 50사이클 순환 용량 유지율(%)
실시예1 1502 88.8 88.7
실시예2 1430 88.7 88.2
실시예3 1477 86.3 87.8
실시예4 1399 83.6 82.0
실시예5 1263 85.7 83.5
실시예6 1463 85.1 85.3
실시예7 1377 86.5 84.6
비교예1 1105 74.1 71.6
비교예2 1378 70.6 63.7
표 1로 부터 알 수 있다시피, 본 출원의 실시예 1 내지 7에서 제조된 음극재료에서는 규산리튬이 전기화학적 활성성분으로 되어 음극재료의 전기 화학적 성능이 우수하고, 초기 방전 비용량은 1263mAh/g이상이고 초기 쿨롱효율은 83.6%이상이며, 0.1C 전류 밀도에서의 50사이클 순환 용량 유지율은 82%이상인 것을 알 수 있다.표 1로 부터 알 수 있다시피, 실시예 4의 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 실시예 1보다 비교적 낮음을 알 수 있다. 이는 실시예 4에서 활성화제 Mg의 첨가량이 너무 많아서 규산리튬의 구조를 파괴하기 때문이고, 이렇게 제조된 음극재료의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 비교적 낮다.
표 1로 부터 알 수 있다시피, 실시예 5의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 실시예 1보다 낮음을 알 수 있다. 이는 실시예 5에서 활성화제 Mg의 첨가량이 너무 적어 음극재료 중의 규산리튬이 활성화되지 않았기 때문이고, 이렇게 제조된 음극재료의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 비교적 낮다.
표 1로 부터 알 수 있다시피, 비교예 1의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50 사이클 순환 용량 유지율이 실시예 1보다 낮음을 알 수 있다. 이는 비교예 1에서 활성화제 Mg를 첨가하지 않았을 뿐만 아니라 음극재료 중의 규산리튬이 화학적으로 불활성 성분이기 때문이고, 이렇게 제조된 음극재료의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 비교적 낮다.
표 1로 부터 알 수 있다시피, 비교예 2의 초기 방전 비용량, 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 실시예 1보다 낮은 것을 알 수 있다. 이는 비교예 2의 규소원이 SiO2이고 제조된 음극재료에 탄소 코팅층이 없기 때문이며, 이렇게 제조된 음극재료의 초기 쿨롱효율 및 50사이클 순환 용량 유지율이 비교적 낮다.
출원인은 본 출원의 상세한 공정설비 및 공정절차를 설명하기 위해 상기 실시예를 사용하였으나, 본 출원은 상기 상세한 공정설비 및 공정절차에 한정되지 않는바, 즉 본 출원이 상기 상세한 공정설비 및 공정절차에 의존해야 한다는 것을 의미하지 않음을 성명한다.

Claims (13)

  1. 음극재료에 있어서,
    상기 음극재료는 복합 기재 재료와 복합 기재 재료 외에 피복된 탄소 코팅층을 포함하고,
    상기 복합 기재 재료는 규산리튬, 규소 산화물, 활성화제 및 상기 규산리튬과 상기 규소 산화물에 매립된 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성화제는 알칼리금속, 전이금속, 알칼리금속 산화물 및 전이금속 산화물 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함하고, 선택 가능하게는 칼륨, 마그네슘, 알루미늄, 산화 칼륨, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 규산리튬의 함량은 30wt%~70wt%이고;
    선택적으로, 상기 규소 산화물의 함량은 lwt%~13wt%이며;
    선택적으로, 상기 탄소의 함량은 0.05wt%~25wt%이고;
    선택적으로, 상기 활성화제의 함량은 lwt%~10wt%이며;
    선택적으로, 상기 규소의 함량은 20wt%~40wt%이고;
    선택적으로, 상기 규산리튬은 리튬 오르토실리케이트, 리튬 메타실리케이트, 리튬 디실리케이트 및 리튬 펜타실리케이트 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함하며;
    선택적으로, 상기 규소 산화물의 분자식은 SiOx이고, 그 중에서 x는 0.5~1.8의 상수인 것을 특징으로 하는 음극재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 음극재료의 제조방법에 있어서,
    (1)탄소 함유 규소 산화물과 리튬원을 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계;
    (2)보호성 분위기 또는 진공 조건에서 상기 원료 혼합물에 대해 1차 소결하여 소결 혼합물을 획득하는 단계;
    (3)상기 소결 혼합물과 활성화제를 융합하여 활성화 전구체를 획득하는 단계;
    (4)보호성 분위기 또는 진공 조건에서 상기 활성화 전구체에 대해 2차 소결하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    단계 (3)에서 상기 소결 혼합물과 활성화제의 질량비는 5:1~30:1이고;
    선택적으로, 상기 융합 온도는 100~300℃이며;
    선택적으로, 상기 융합 시간은 lh~4h인 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    단계 (1)에서 상기 탄소 함유 규소 산화물과 리튬원의 몰비는 2.5:1~9:1인 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 탄소 함유 규소 산화물의 분자식은 SiOxC이고, 그 중에서 x는 0.5~1.8의 상수이며, 선택 가능하게는 SiOC이며;
    선택적으로, 상기 리튬원은 금속리튬, 탄산리튬, 수산화리튬 및 아세트산리튬 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  8. 제4항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    단계 (2)에서 상기 1차소결의 온도는 200~1000℃이고, 선택 가능하게는 500~900℃이며;
    선택적으로, 상기 1차 소결의 시간은 2h~6h이고;
    선택적으로, 단계 (4)에서 상기 2차 소결의 온도는 150~1000℃이고, 선택 가능하게는 300~900℃이며;
    선택적으로, 상기 2차 소결의 시간은 6h~10h이고;
    선택적으로, 상기 보호성 분위기는 질소기체 분위기, 아르곤기체 분위기, 헬륨기체 분위기, 네온기체 분위기, 크립톤기체 분위기 및 제논기체 분위기 중의 어느 하나 또는 적어도 두가지의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  9. 제4항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    (1)SiOC과 수산화리튬을 2.5:1~9:1의 몰비로 혼합하여 원료 혼합물을 획득하는 단계;
    (2)보호성 분위기에서 상기 원료 혼합물에 대해 500~900℃조건에서 2h~6h동안 소결하여 소결 혼합물을 획득하는 단계;
    (3)상기 소결 혼합물과 Mg를 5:1~30:1의 몰비로 혼합하고, 100~300℃의 온도조건에서 lh~4h동안 융합하여 활성화 전구체를 획득하는 단계;
    (4)보호성 분위기에서 상기 활성화 전구체에 대해 300~900℃조건에서 6h~10h동안 소결하여 음극재료를 획득하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극재료의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 음극재료의 용도에 있어서,
    상기 음극재료는 리튬이온 전지 분야에 적용되는 것을 특징으로 하는 음극재료의 용도.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 음극재료는 리튬이온 전지의 음극재료로 사용되는 것을 특징으로 하는 음극재료의 용도.
  12. 리튬이온 전지에 있어서,
    상기 리튬이온 전지는 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 음극재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리튬이온 전지의 음극재료는 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 음극재료인 것을 특징으로 하는 리튬이온 전지.
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