KR20210103874A - Cathode Active Material for Lithium Secondary Battery and Method for Manufacturing The Same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, comprising a compound represented by chemical formula 1, and a method for manufacturing the cathode active material the for lithium secondary battery, comprising the steps of: mixing a lithium-containing compound, an iron-containing compound, and a tantalum-containing compound in a solvent; drying the mixture to obtain a powder; and calcining the powder to obtain the compound represented by the chemical formula (1): Li_(1+x)Fe_yTa_zO_2. In the chemical formula 1, 0 < x <= 0.5, 0 < y <= 1, and 0 < z <= 0.5 and, only, x+y+z=1. According to the present invention, it is possible to provide a high-performance lithium secondary battery by having a higher ion capacity.

Description

리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이의 제조 방법{Cathode Active Material for Lithium Secondary Battery and Method for Manufacturing The Same}Cathode Active Material for Lithium Secondary Battery and Method for Manufacturing The Same

본 발명은 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same.

기존의 리튬 이차 전지는 니켈, 코발트, 망간으로 이루어진 LiNiaCobMncO2 (a+b+c=1) 층상계 구조 (공간군(Layered structure: R3-m 또는 C2/m))를 가지는 물질을 양극 소재(양극 활물질)로 사용하였다. 하지만 최근의 전기 자동차 및 대용량 에너지 저장 시스템 (Energy Storage System)의 발전에 따라 더 고성능의 새로운 조성을 가지는 양극 소재의 개발이 요구되고 있다. Conventional lithium secondary batteries have a LiNi a Co b Mn c O 2 (a+b+c=1) layered structure (layered structure: R3-m or C2/m) made of nickel, cobalt, and manganese. The material having the above was used as a positive electrode material (positive electrode active material). However, with the recent development of electric vehicles and large-capacity energy storage systems, the development of anode materials having a new composition with higher performance is required.

이 중 리튬 과잉의 암염 구조(공간군: Fm-3m)구조를 가지는 양극 소재는 최근에 연구되기 시작하였으며, 과잉의 리튬에서 오는 고에너지의 발현과 암염 구조에서 오는 구조적인 안정성의 장점을 가지는 소재를 찾기 위한 연구가 많이 진행되고 있는 실정이다.Among them, a cathode material having an excess lithium rock salt structure (space group: Fm-3m) has been recently studied, and a material that has the advantages of high energy expression from excess lithium and structural stability from the rock salt structure. There is a lot of research going on to find out.

본 발명에서는 과잉의 리튬과 철 그리고 탄탈륨이라는 기존에 사용되지 않은 조성의 전이금속으로 이루어진 암염 구조 물질을 합성하였으며, 이를 리튬 이차 전지의 양극 활물질로 적용하고자 한다.In the present invention, a rock salt structure material composed of a transition metal having a composition not previously used such as excess lithium, iron, and tantalum was synthesized, and it is intended to be applied as a positive electrode active material of a lithium secondary battery.

본 발명은 더 높은 이온 용량을 가져서 고성능의 리튬 이차 전지를 위한, 과잉의 리튬과 철 및 탄탈륨이라는 기존의 양극 활물질로 사용되지 않은 조성을 가지는 암염 구조의 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a positive electrode active material for a lithium secondary battery having a rock salt structure having a composition not used as an existing positive electrode active material such as excess lithium, iron, and tantalum for a high-performance lithium secondary battery having a higher ion capacity.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.The present invention provides a positive electrode active material for a lithium secondary battery comprising a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Li1+xFeyTazO2 Li 1+x Fe y Ta z O 2

상기 화학식 1에서, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5이고, 단 x+y+z=1이다.In Formula 1, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5, provided that x+y+z=1.

또한 본 발명은 리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 용매에 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 건조하여 분말을 얻는 단계; 및 상기 분말을 소성하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 얻는 단계;를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다In addition, the present invention comprises the steps of mixing a lithium-containing compound, an iron-containing compound and a tantalum-containing compound in a solvent; drying the mixture to obtain a powder; and calcining the powder to obtain a compound represented by the formula (1).

본 발명의 리튬 이차 전지용 양극 활물질은 기존의 리튬 이차 전지의 양극 활물질로 이용되는 LiNiaCobMncO2 (a+b+c=1)과는 달리 리튬이 과잉으로 들어있어서 더 높은 이온 용량을 가짐에 따라 고성능의 리튬 이차 전지를 제공할 수 있고, 층상 구조의 양극 활물질에 비하여 암염 구조에 따른 구조적인 안정성도 함께 확보할 수 있다. Unlike LiNi a Co b Mn c O 2 (a+b+c=1), which is used as a positive electrode active material for a lithium secondary battery, the positive active material for a lithium secondary battery of the present invention contains an excess of lithium and thus has a higher ion capacity By having a high-performance lithium secondary battery can be provided, and structural stability according to the rock salt structure can also be secured as compared to the positive electrode active material having a layered structure.

도 1은 본 발명의 실험예 1에 따른 양극 활물질의 XRD 분석 결과를 나타낸 도시이다.
도 2는 본 발명의 실험예 2에 따른 양극 활물질의 전자 현미경 사진을 나타낸 도시이다.
도 3은 본 발명의 실험예 3에 따른 양극 활물질을 이용한 이차 전지의 전압-용량 그래프를 나타낸 도시이다.
1 is a view showing the XRD analysis result of the positive electrode active material according to Experimental Example 1 of the present invention.
2 is a view showing an electron micrograph of the positive active material according to Experimental Example 2 of the present invention.
3 is a diagram illustrating a voltage-capacity graph of a secondary battery using a positive active material according to Experimental Example 3 of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.The present invention provides a cathode active material for a lithium secondary battery.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The positive active material for a lithium secondary battery may include a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Li1+xFeyTazO2 Li 1+x Fe y Ta z O 2

상기 화학식 1에서, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5이고, 단 x+y+z=1이다.In Formula 1, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5, provided that x+y+z=1.

상기 화학식 1의 화합물이 위와 같은 조성을 만족하지 않는 경우에는 구조적으로 합성 자체가 불가능하고, 불순물이 생기는 문제가 발생할 수 있다.When the compound of Formula 1 does not satisfy the above composition, it is structurally impossible to synthesize itself, and impurities may be generated.

구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 암염 구조(공간군(Layered structure): Fm-3m)를 가지는 것일 수 있다. 상기 암염 구조란, 염화나트륨과 같은 면심 입방 정계를 의미하는 것으로서, 염화나트륨에서 염소 이온은 입방 밀집 구조를 이루며 염소 이온보다 작은 나트륨 이온이 염소 이온 사이의 틈을 채우고 있는데, 이 때 각 이온은 6개의 다른 종류의 이온과 이웃하여 8면체 모양을 이루는 배열을 의미한다.Specifically, the compound represented by Formula 1 may have a rock salt structure (layered structure: Fm-3m). The rock salt structure refers to a face-centered cubic system such as sodium chloride. In sodium chloride, chlorine ions form a cubic dense structure, and sodium ions smaller than chlorine ions fill the gaps between chloride ions. At this time, each ion is It means an arrangement that forms an octahedron shape adjacent to a type of ion.

또한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 종래 주로 사용되던 2가의 철(Fe2+)의 리튬인산철(LiFePO4) 등과 같은 물질과 달리 3가의 철(Fe3+)을 포함하였음에도, 탄탈륨과의 조합으로 인해 리튬 이차 전지의 전기 화학적 성능을 우수하게 할 수 있다.In addition, the compound represented by Formula 1 is different from the conventionally mainly used materials such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) of divalent iron (Fe 2+ ), etc. Although it contains trivalent iron (Fe 3+ ), the combination with tantalum Therefore, the electrochemical performance of the lithium secondary battery can be improved.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 고산화수(+5)를 가지는 탄탈륨(Ta)을 조성에 포함하여서, 조성 내 리튬 함량을 높이게 되어 상기 화합물이 과잉 리튬 조성으로 형성됨으로써, 고성능의 리튬 이차 전지를 제공할 수 있게 한다. 또한 탄탈륨과 산화수가 동일한 니오븀(Nb)보다 전기음성도가 더 낮기 때문에, 격자 산소의 산화/환원 반응을 더 용이하게 할 수 있다.The compound represented by Formula 1 includes tantalum (Ta) having a high oxidation number (+5) in the composition, thereby increasing the lithium content in the composition, and the compound is formed in an excess lithium composition, thereby providing a high-performance lithium secondary battery make it possible In addition, since the electronegativity is lower than that of niobium (Nb) having the same oxidation number as tantalum, the oxidation/reduction reaction of lattice oxygen can be facilitated.

위와 같이 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 암염 구조를 가짐에 따라 층상 구조의 양극 활물질에 비하여 구조적 안정성이 우수하다. 구체적으로 층상 구조는 리튬으로만 이루어진 층과 전이 금속으로만 이루어진 층이 독립적으로 존재하게 되는데, 리튬만으로 이루어진 층은 충전 과정에서 리튬이 빠져나갈 때 비어있는 층으로 인해 구조가 무너지는 문제가 있을 수 있다. 반면에 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 같이 암염 구조인 경우에는 리튬과 전이 금속이 균일하게 혼재된 채 배열되기 때문에, 특정 층이 무너지는 구조적 변이가 발생하지 않는다.As described above, as the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention has a rock salt structure, it has superior structural stability compared to the positive electrode active material having a layered structure. Specifically, in the layered structure, a layer made of only lithium and a layer made of only a transition metal exist independently. However, a layer made of only lithium may have a problem in that the structure collapses due to an empty layer when lithium escapes during the charging process. have. On the other hand, in the case of a rock salt structure like the compound represented by Chemical Formula 1 of the present invention, since lithium and the transition metal are uniformly mixed and arranged, a structural change in which a specific layer collapses does not occur.

상기 화학식 1에서 0.1≤x≤0.3일 수 있고, 또는 0.4≤y≤0.7일 수 있고, 또는 0.1≤z≤0.3일 수 있다. 또는 상기 화학식 1에서 0.1≤x≤0.3이고, 0.4≤y≤0.7이고, 0.1≤z≤0.3이며, 단 x+y+z=1 일 수 있다. 상기와 같은 조성을 만족하는 화학식 1로 표시되는 화합물을 리튬 이차 전지의 양극 활물질로 이용하는 경우에는, 과잉의 리튬으로 인한 고에너지 발현을 통해서 리튬 이차 전지의 전기 화학적 성능(고용량 및/또는 고에너지 밀도 등)을 개선할 수 있다.In Formula 1, it may be 0.1≤x≤0.3, or 0.4≤y≤0.7, or 0.1≤z≤0.3. Alternatively, in Formula 1, 0.1≤x≤0.3, 0.4≤y≤0.7, 0.1≤z≤0.3, with the proviso that x+y+z=1. When the compound represented by Formula 1 satisfying the above composition is used as a cathode active material of a lithium secondary battery, the electrochemical performance (high capacity and/or high energy density, etc.) of the lithium secondary battery through high energy expression due to excess lithium ) can be improved.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 탄소계 코팅을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 상기 화합물을 탄소계 물질로 피복하여 형성된 탄소계 코팅이 더 포함된 것일 수 있다.The compound represented by Formula 1 may further include a carbon-based coating. Specifically, the compound represented by Formula 1 may further include a carbon-based coating formed by coating the compound with a carbon-based material.

상기 탄소계 코팅은 흑연 (graphite), 팽창 흑연 (expanded graphite), 카본 블랙 (carbon black), 카본 나노 튜브 (carbon nanotube), 시트르산 (citric acid), 아세트산 (acetic acid), 폴리비닐알코올 (polyvinylalcohol), 자당 (sucrose), 및 포도당 (glucose) 중에서 선택되는 적어도 하나의 탄소계 물질을 포함할 수 있다.The carbon-based coating is graphite, expanded graphite, carbon black, carbon nanotube, citric acid, acetic acid, polyvinylalcohol. , sucrose, and glucose (glucose) may include at least one carbon-based material selected from.

상기와 같이 화학식 1로 표시되는 화합물을 탄소계 코팅하는 경우에는, 상기 화합물을 양극 활물질로 이용하는 경우에 전기 전도도를 향상시킬 수 있어서 리튬 이차 전지의 성능을 향상시키는 효과가 있다.In the case of carbon-based coating of the compound represented by Formula 1 as described above, when the compound is used as a cathode active material, electrical conductivity can be improved, thereby improving the performance of a lithium secondary battery.

또한 본 발명은 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.

상기 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법은, 리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 용매에 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 건조하여 분말을 얻는 단계; 및 상기 분말을 소성하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 얻는 단계;를 포함할 수 있다.The manufacturing method of the positive electrode active material for a lithium secondary battery may include mixing a lithium-containing compound, an iron-containing compound, and a tantalum-containing compound in a solvent; drying the mixture to obtain a powder; and calcining the powder to obtain a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Li1+xFeyTazO2 Li 1+x Fe y Ta z O 2

상기 화학식 1에서, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5이고, 단 x+y+z=1이다.In Formula 1, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5, provided that x+y+z=1.

상기 리튬 함유 화합물은 Li2CO3, Li2O, LiOH, Li2O2, 및 LiCl 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. The lithium-containing compound may include at least one selected from Li 2 CO 3 , Li 2 O, LiOH, Li 2 O 2 , and LiCl.

상기 철 함유 화합물은 Fe2O3, FeO, 및 Fe3O4 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The iron-containing compound may include at least one selected from Fe 2 O 3 , FeO, and Fe 3 O 4 .

상기 탄탈륨 함유 화합물은 탄탈륨 펜톡사이드 (Ta2O5), 오염화탄탈륨 (TaCl5), 탄탈륨 메톡사이드 (tantalum methoxide, Ta(OCH3)5), 탄탈륨 에톡사이드 (tantalu ethoxide, Ta(OC2H5)5), 탄탈륨 부톡사이드 (tantalum butoxide, Ta(OCH2CH2CH2CH3)5), 및 리튬 탄탈레이트 (lithium tantalite, LiTaO3) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The tantalum-containing compound is tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), tantalum pentachloride (TaCl 5 ), tantalum methoxide (Ta(OCH 3 ) 5 ), tantalum ethoxide (tantalu ethoxide, Ta(OC 2 H) 5 ) 5 ), tantalum butoxide (Ta(OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) 5 ), and lithium tantalate (LiTaO 3 ) may include at least one selected from the group consisting of.

상기 용매는 에탄올 (ethanol), 부탄올 (butanol), 및 아세톤 (acetone) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent may include at least one selected from ethanol, butanol, and acetone.

상기 리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 혼합하는 단계는, 상기 혼합물 내에 리튬 100 중량부를 기준으로 철 30 내지 60 중량부 및 탄탈륨 10 내지 25 중량부의 함량이 되도록 상기 리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 혼합하는 것을 포함할 수 있다.In the step of mixing the lithium-containing compound, the iron-containing compound, and the tantalum-containing compound, the lithium-containing compound and iron-containing compound may contain 30 to 60 parts by weight of iron and 10 to 25 parts by weight of tantalum based on 100 parts by weight of lithium in the mixture. and mixing the compound and the tantalum containing compound.

상기 건조하는 단계는 상온(20 내지 25℃)에서 수행되는 것일 수 있다.The drying may be performed at room temperature (20 to 25° C.).

상기 소성하는 단계는 900 내지 1200℃에서 10 내지 30 시간 동안 수행될 수 있다. 구체적으로는 900 내지 1000℃에서 15 내지 25 시간 동안 수행될 수 있다.The firing may be performed at 900 to 1200° C. for 10 to 30 hours. Specifically, it may be carried out at 900 to 1000° C. for 15 to 25 hours.

상기 소성하는 단계 이후에, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 탄소계 물질을 혼합하여 탄소계 코팅을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기와 같이 탄소계 코팅을 형성하는 경우에는 전기 전도도를 향상시켜서 리튬 이차 전지의 성능을 우수하게 할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 탄소계 물질은 7 : 1 내지 10 : 1의 중량비로 혼합하는 것일 수 있고, 구체적으로 8:1 내지 9.5:1의 중량비로 혼합할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 탄소계 물질의 혼합 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우에 상기 화합물을 양극 활물질로 이용하는 리튬 이차 전지의 전기 화학적 성능이 향상될 수 있다.After the firing, the method may further include mixing the compound represented by Formula 1 and a carbon-based material to form a carbon-based coating. When the carbon-based coating is formed as described above, the performance of the lithium secondary battery may be improved by improving electrical conductivity. The compound represented by Formula 1 and the carbon-based material may be mixed in a weight ratio of 7:1 to 10:1, specifically, may be mixed in a weight ratio of 8:1 to 9.5:1. When the mixed weight ratio of the compound represented by Formula 1 and the carbon-based material satisfies the above range, the electrochemical performance of a lithium secondary battery using the compound as a positive active material may be improved.

상기 탄소계 물질은 흑연(graphite), 팽창 흑연 (expanded graphite), 카본 블랙 (carbon black), 카본 나노 튜브 (carbon nanotube), 시트르산 (citric acid), 아세트산 (acetic acid), 폴리비닐알코올 (polyvinylalcohol), 자당 (sucrose), 및 포도당 (glucose) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The carbon-based material includes graphite, expanded graphite, carbon black, carbon nanotube, citric acid, acetic acid, and polyvinylalcohol. , sucrose (sucrose), and may include at least one selected from glucose (glucose).

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 암염 구조(Layered structure: Fm-3m)일 수 있다.The compound represented by Formula 1 may have a layered structure (Fm-3m).

또한 본 발명은 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery.

상기 리튬 이차 전지는 양극; 음극; 및 전해질;을 포함하며, 상기 양극은 전술한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 포함하는 것일 수 있다.The lithium secondary battery may include a positive electrode; cathode; and an electrolyte; wherein the positive electrode may include a positive electrode active material for a lithium secondary battery including the compound represented by Chemical Formula 1 described above.

상기 양극은, 예를 들어 상기 양극 활물질 및 도전재, 결착제 등을 포함하는 양극 활물질 조성물(슬러리)이 일정한 형상으로 성형되거나, 상기 양극 활물질 조성물이 알루미늄박 등의 집전체에 도포되는 방법으로 제조될 수 있다.The positive electrode is, for example, a positive electrode active material composition (slurry) including the positive electrode active material, a conductive material, a binder, etc. is molded into a certain shape, or the positive electrode active material composition is manufactured by a method in which the composition is applied to a current collector such as an aluminum foil can be

구체적으로, 상기 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매가 혼합된 양극 활물질 조성물이 준비될 수 있다. 상기 양극 활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극 활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체 상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다.Specifically, a cathode active material composition in which the cathode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed may be prepared. The positive electrode active material composition is directly coated on a metal current collector to manufacture a positive electrode plate. Alternatively, the positive electrode active material composition may be cast on a separate support, and then a film peeled from the support may be laminated on a metal current collector to manufacture a positive electrode plate.

상기 도전재로는 카본 블랙, 흑연 미립자 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.As the conductive material, carbon black, graphite fine particles, etc. may be used, but it is not limited thereto, and any conductive material that can be used as a conductive material in the art may be used. For example, graphite, such as natural graphite and artificial graphite; Conductive materials such as carbon black, acetylene black, and Ketjen black may be used.

상기 결합제로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 결합제로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.The binder includes vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene and mixtures thereof, or styrene butadiene rubber-based polymer, etc. may be used, but is not limited thereto, and any binder that can be used as a binder in the art may be used.

상기 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.The solvent may be N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetone, or water, but is not limited thereto and any solvent that can be used in the art may be used.

상기 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 수준으로 포함될 수 있다. 리튬 이차 전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 결합제 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.The content of the positive active material, the conductive material, the binder, and the solvent may be included at a level commonly used in a lithium secondary battery. At least one of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the lithium secondary battery.

다음으로, 상기 음극은, 예를 들어 음극 활물질 및 도전재, 결착제 등을 포함하는 음극 활물질 조성물이 일정한 형상으로 성형되거나, 음극 활물질 조성물이 알루미늄박 등의 집전체에 도포되는 방법으로 제조될 수 있다.Next, the negative electrode, for example, a negative active material composition comprising a negative active material, a conductive material, a binder, etc. is molded into a predetermined shape, or the negative electrode active material composition is applied to a current collector such as aluminum foil can be manufactured by a method have.

상기 음극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 음극 활물질 조성물이 준비된다. 상기 음극 활물질 조성물이 금속 집전체 상에 직접 코팅 및 건조되어 음극판이 제조된다. 다르게는, 상기 음극 활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 음극판이 제조될 수 있다.The negative active material composition is prepared by mixing the negative active material, the conductive material, the binder and the solvent. The negative active material composition is directly coated and dried on a metal current collector to manufacture a negative electrode plate. Alternatively, the negative electrode active material composition may be cast on a separate support, and then a film peeled from the support may be laminated on a metal current collector to manufacture a negative electrode plate.

상기 음극 활물질로는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으나, 보다 구체적으로, 리튬 금속, 리튬과 합금화 가능한 금속, 전이금속 산화물, 전이금속 황화물, 리튬을 도프 및 탈도프할 수 있는 물질, 리튬 이온을 가역적으로 삽입 및 탈리가 가능한 물질, 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다.The negative active material is not particularly limited to those generally used in the art, but more specifically, lithium metal, a metal alloyable with lithium, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, and a material capable of doping and dedoping lithium. , a material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, a conductive polymer, and the like may be used.

상기 음극 활물질 조성물에서 도전재, 결합제 및 용매는, 상기 양극 활물질 조성물의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양극 활물질 조성물 및/또는 음극 활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.In the negative active material composition, the conductive material, the binder, and the solvent may be the same as those of the positive active material composition. Meanwhile, it is also possible to form pores in the electrode plate by further adding a plasticizer to the positive active material composition and/or the negative active material composition.

상기 음극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량 역시, 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준일 수 있다.The content of the negative active material, the conductive material, the binder, and the solvent may also be at a level commonly used in a lithium secondary battery.

리튬 이차 전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 결합제 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.At least one of the conductive material, the binder, and the solvent may be omitted depending on the use and configuration of the lithium secondary battery.

상기 전해질은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있을 수 있다. 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용될 수 있다.The electrolyte may be composed of an electrolyte and a lithium salt. As the electrolyte, a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like may be used.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라 히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyl lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetra hydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbo An aprotic organic solvent such as a nate derivative, a tetrahydrofuran derivative, an ether, methyl pyropionate, or ethyl propionate may be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, A polymerization agent containing an ionic dissociation group, etc. may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, etc. of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 and the like may be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenyl lithium borate, and imide can

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene carbonate), PRS(Propene sultone), VC(Vinylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.In addition, for the purpose of improving charge/discharge characteristics, flame retardancy, etc. in the electrolyte, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, nitro Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N,N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. . In some cases, in order to impart incombustibility, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high-temperature storage characteristics, and FEC (Fluoro-Ethylene) carbonate), propene sultone (PRS), and vinyl carbonate (VC) may be further included.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 다음으로, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Next, the present invention will be described in more detail through specific examples.

실시예 1 - LiExample 1 - Li 1.151.15 FeFe 0.70.7 TaTa 0.150.15 OO 22 합성 synthesis

1) Li2CO3, Fe2O3, Ta2O5를 Li : Fe : Ta = 1.1845 : 0.7 : 0.15의 비율로 에탄올을 용매로 하여 볼밀을 통해 고르게 섞는다.1) Li 2 CO 3 , Fe 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are mixed evenly through a ball mill using ethanol as a solvent in a ratio of Li : Fe : Ta = 1.1845 : 0.7 : 0.15.

2) 섞은 후, 해당 전구체를 상온에서 말린 뒤 분말을 회수하였다.2) After mixing, the precursor was dried at room temperature and the powder was recovered.

3) 950℃에서 20 시간 동안 소성한 후 분말을 회수하였다.3) After calcining at 950° C. for 20 hours, the powder was recovered.

실시예 2 - LiExample 2 - Li 1.21.2 FeFe 0.60.6 TaTa 0.20.2 OO 22 합성 synthesis

상기 실시예 1에서, Li : Fe : Ta = 1.1845 : 0.7 : 0.15의 비율 대신, Li : Fe : Ta = 1.236 : 0.6 : 0.2의 비율로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 활물질을 합성하였다.In the same manner as in Example 1, except that in Example 1, Li: Fe: Ta = 1.1845: 0.7: 0.15, instead of Li: Fe: Ta = 1.236: 0.6: 0.2, was mixed. A cathode active material was synthesized.

실시예 3 - LiExample 3 - Li 1.251.25 FeFe 0.50.5 TaTa 0.250.25 OO 22 합성 synthesis

상기 실시예 1에서, Li : Fe : Ta = 1.1845 : 0.7 : 0.15의 비율 대신, Li : Fe : ta = 1.2875 : 0.5 : 0.25의 비율로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 양극 활물질을 합성하였다.In Example 1, in the same manner as in Example 1, except that Li:Fe:ta=1.2875:0.5:0.25 was mixed instead of the ratio of Li:Fe:Ta=1.1845:0.7:0.15. A cathode active material was synthesized.

실시예 4 - 탄소 코팅된 LiExample 4 - Carbon coated Li 1.151.15 FeFe 0.70.7 TaTa 0.150.15 OO 22 합성 synthesis

1) 상기 실시예 1에서 회수된 분말 : 그라파이트(graphite) = 9 : 1로 혼합하였다.1) The powder recovered in Example 1: graphite = 9: 1 was mixed.

2) 볼밀 공정을 위한 볼과 상기 분말의 중량비는 20 : 1이며, 아르곤 기체 분위기에서 용기를 밀봉하였다.2) The weight ratio of the ball to the powder for the ball mill process was 20: 1, and the container was sealed in an argon gas atmosphere.

3) 500 rpm으로 10 시간이상 볼밀 건식 코팅을 진행한 후, 분말을 회수하여 탄소 코팅된 양극 활물질을 수득하였다.3) After ball mill dry coating was performed at 500 rpm for 10 hours or more, the powder was recovered to obtain a carbon-coated cathode active material.

실시예 5 - 양극 제조Example 5 - Anode Preparation

1) 실시예 1의 양극 활물질: Super-P: PVDF = 80: 10: 10 의 비율로 전극을 제조하였다.1) The positive electrode active material of Example 1: Super-P: PVDF = 80: 10: an electrode was prepared in a ratio of 10.

2) NMP(N-methyl-2-pyrrilidone)를 첨가해 슬러리(slurry)를 제조한 후 Al 집전체 위에 도포하였다.2) NMP (N-methyl-2-pyrrilidone) was added to prepare a slurry, and then applied on the Al current collector.

3) 상기 슬러리가 도포된 집전체를 고온에서 건조하였다.3) The current collector coated with the slurry was dried at a high temperature.

4) 이차 전지 조립 전 120℃ 진공오븐에서 10 시간 이상 건조하여, 전극 내의 수분을 제거하였다.4) 120℃ before secondary battery assembly After drying in a vacuum oven for 10 hours or more, moisture in the electrode was removed.

실험예 1 - 엑스선 회절 분석Experimental Example 1 - X-ray diffraction analysis

상기 실시예 1 내지 3의 양극 활물질의 결정 구조 분석을 위해 엑스선 회절 분석 (X-ray diffraction, XRD)을 진행하였고, 그 결과를 도 1에 도시하였다. 상기 실시예 1 내지 3의 조성 모두 공간군 Fm-3m의 암염구조를 가지는 것으로 확인되었다.X-ray diffraction (XRD) was performed to analyze the crystal structure of the positive active materials of Examples 1 to 3, and the results are shown in FIG. 1 . All of the compositions of Examples 1 to 3 were confirmed to have a rock salt structure of space group Fm-3m.

이후 볼밀 공정을 통해 건식 탄소 코팅을 한 상기 실시예 4의 양극 활물질의 XRD 분석을 진행하였으며, 여전히 암염 구조를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. Afterwards, XRD analysis of the positive active material of Example 4, which was coated with dry carbon through a ball mill process, was performed, and it was confirmed that the rock salt structure was still maintained.

실험예 2 - 전자 현미경 분석Experimental Example 2 - Electron Microscopy Analysis

상기 실시예 1 내지 3의 양극 활물질과 볼밀 공정을 통한 탄소 코팅된 실시예 4의 입자 형태 및 입자 크기를 전자현미경(Field-Emission Scanning Electron Microscopy, FE-SEM)을 통해서 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The positive active material of Examples 1 to 3 and the particle shape and particle size of Example 4 coated with carbon through a ball mill process were confirmed through an electron microscope (Field-Emission Scanning Electron Microscopy, FE-SEM), and the results are shown in Fig. 2 is shown.

실험예 3 - 전기 화학적 성능Experimental Example 3 - Electrochemical Performance

리튬 메탈을 음극 및 기준 전극으로 1.0M의 LiPF6가 녹아있는 에틸 카보네이트(Ethyl Carbonate)와 디메틸 카보네이트(Dimethyl Carbonate)가 1 : 1 (부피 비율)로 섞여있는 전해질로, 상기 실시예 4의 양극 활물질을 양극으로 사용하여, 2032 type의 coincell로 60℃에서 성능평가를 진행하였다. 양극의 경우 상기 실시예 4에서 언급한 방식으로 전극을 제작하였다. 작동 전압은 리튬 메탈 대비 1.5 ~ 4.8 V와 1.35 ~ 4.8 V의 범위에서 충/방전을 진행하였으며, 전류 밀도는 10mA·g-1, 29mA·g-1으로 진행하였다. 1.5 ~ 4.8 V의 범위 내에서 10 mA·g-1의 전류 밀도로 충/방전을 진행하였을 때 첫 방전 용량은 약 215 mA·g-1의 용량을, 1.35 ~ 4.8 V의 범위 내에서 10mA·g-1의 전류 밀도로 충/방전을 진행하였을 때 첫 방전 용량은 약 237 mA·g-1의 용량을 보여주었다. 1.5~ 4.8 V 의 범위 내에서 29 mA·g-1의 전류 밀도로 충/방전을 진행하였을 때는 첫 방전 용량이 약 198.5 mA·g-1의 용량이 나왔다. 전압-용량 그래프를 도 3에 도시하였다.Lithium metal as a negative electrode and a reference electrode is an electrolyte in which ethyl carbonate (Ethyl Carbonate) and dimethyl carbonate (Dimethyl Carbonate) in which 1.0M of LiPF 6 is dissolved are mixed in a ratio of 1:1 (volume ratio), and the positive electrode active material of Example 4 was used as an anode, and performance evaluation was performed at 60°C with a 2032 type coincell. In the case of the positive electrode, an electrode was manufactured in the manner described in Example 4. The operating voltage was charged/discharged in the range of 1.5 ~ 4.8 V and 1.35 ~ 4.8 V compared to lithium metal, and the current density was 10mA·g -1 , 29mA·g -1 . When charging/discharging with a current density of 10 mA g -1 within the range of 1.5 to 4.8 V, the first discharge capacity is about 215 mA g -1 and 10 mA·g -1 within the range of 1.35 to 4.8 V When charging/discharging was performed with a current density of g -1 , the first discharge capacity showed a capacity of about 237 mA·g -1 . When charging/discharging was performed with a current density of 29 mA·g -1 within the range of 1.5 to 4.8 V, the first discharge capacity was about 198.5 mA·g -1 . A voltage-capacity graph is shown in FIG. 3 .

Claims (20)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질:
[화학식 1]
Li1+xFeyTazO2
상기 화학식 1에서, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5이고, 단 x+y+z=1이다.
A positive active material for a lithium secondary battery comprising a compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Li 1+x Fe y Ta z O 2
In Formula 1, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5, provided that x+y+z=1.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 암염 구조(Layered structure: Fm-3m)를 가지는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
The compound represented by Formula 1 has a rock salt structure (Layered structure: Fm-3m), a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서 0.1≤x≤0.3인 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
0.1≤x≤0.3 in Formula 1, the positive electrode active material for a lithium secondary battery.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서 0.4≤y≤0.7인 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
In Chemical Formula 1, 0.4≤y≤0.7, the positive active material for a lithium secondary battery.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서 0.1≤z≤0.3인 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
In Formula 1, 0.1≤z≤0.3, the positive active material for a lithium secondary battery.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 피복하는 탄소계 코팅을 더 포함하는, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
The method according to claim 1,
A cathode active material for a lithium secondary battery, further comprising a carbon-based coating covering the compound represented by the formula (1).
청구항 6에 있어서,
상기 탄소계 코팅은 흑연 (graphite), 팽창 흑연 (expanded graphite), 카본 블랙 (carbon black), 카본 나노 튜브 (carbon nanotube), 시트르산 (citric acid), 아세트산 (acetic acid), 폴리비닐알코올 (polyvinylalcohol), 자당 (sucrose), 및 포도당 (glucose) 중에서 선택되는 적어도 하나의 탄소계 물질을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.
7. The method of claim 6,
The carbon-based coating is graphite, expanded graphite, carbon black, carbon nanotube, citric acid, acetic acid, polyvinylalcohol. , sucrose, and glucose A cathode active material for a lithium secondary battery comprising at least one carbon-based material selected from among.
리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 용매에 혼합하는 단계;
상기 혼합물을 건조하여 분말을 얻는 단계; 및
상기 분말을 소성하여 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 얻는 단계;
를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법:
[화학식 1]
Li1+xFeyTazO2
상기 화학식 1에서, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5이고, 단 x+y+z=1이다.
mixing a lithium-containing compound, an iron-containing compound, and a tantalum-containing compound in a solvent;
drying the mixture to obtain a powder; and
calcining the powder to obtain a compound represented by the following formula (1);
A method for producing a positive active material for a lithium secondary battery, comprising:
[Formula 1]
Li 1+x Fe y Ta z O 2
In Formula 1, 0<x≤0.5, 0<y≤1, 0<z≤0.5, provided that x+y+z=1.
청구항 8에 있어서,
상기 리튬 함유 화합물은 Li2CO3, Li2O, LiOH, Li2O2, 및 LiCl 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The lithium-containing compound includes at least one selected from Li 2 CO 3 , Li 2 O, LiOH, Li 2 O 2, and LiCl, a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 8에 있어서,
상기 철 함유 화합물은 Fe2O3, FeO, 및 Fe3O4 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The iron-containing compound is Fe 2 O 3 , FeO, and Fe 3 O 4 The method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of.
청구항 8에 있어서,
상기 탄탈륨 함유 화합물은 탄탈륨 펜톡사이드 (Ta2O5), 오염화탄탈륨 (TaCl5), 탄탈륨 메톡사이드 (tantalum methoxide, Ta(OCH3)5), 탄탈륨 에톡사이드 (tantalu ethoxide, Ta(OC2H5)5), 탄탈륨 부톡사이드 (tantalum butoxide, Ta(OCH2CH2CH2CH3)5), 및 리튬 탄탈레이트 (lithium tantalite, LiTaO3) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The tantalum-containing compound is tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), tantalum pentachloride (TaCl 5 ), tantalum methoxide (Ta(OCH 3 ) 5 ), tantalum ethoxide (tantalu ethoxide, Ta(OC 2 H) 5 ) 5 ), tantalum butoxide (tantalum butoxide, Ta(OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) 5 ), and lithium tantalate (lithium tantalite, LiTaO 3 ) Lithium secondary comprising at least one selected from A method of manufacturing a positive active material for a battery.
청구항 8에 있어서,
상기 용매는 에탄올 (ethanol), 부탄올 (butanol), 및 아세톤 (acetone) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the solvent comprises at least one selected from ethanol, butanol, and acetone.
청구항 8에 있어서,
상기 혼합물 내에 리튬 100 중량부를 기준으로 철 30 내지 60 중량부, 탄탈륨 10 내지 25 중량부의 함량이 되도록 상기 리튬 함유 화합물, 철 함유 화합물 및 탄탈륨 함유 화합물을 혼합하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The lithium-containing compound, the iron-containing compound, and the tantalum-containing compound are mixed so as to have a content of 30 to 60 parts by weight of iron and 10 to 25 parts by weight of tantalum based on 100 parts by weight of lithium in the mixture, manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery Way.
청구항 8에 있어서,
상기 건조하는 단계는 상온에서 수행되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The drying step is performed at room temperature, the method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 8에 있어서,
상기 소성하는 단계는 900 내지 1200℃에서 10 내지 30 시간 동안 수행되는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The calcining step is performed at 900 to 1200° C. for 10 to 30 hours, a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 8에 있어서,
상기 소성하는 단계 이후에, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 탄소계 물질을 혼합하여 탄소계 코팅을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
After the firing, the method of manufacturing a positive electrode active material for a lithium secondary battery further comprising the step of forming a carbon-based coating by mixing the compound represented by Formula 1 and a carbon-based material.
청구항 16에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 탄소계 물질은 7 : 1 내지 10 : 1의 중량비로 혼합하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
The compound represented by Formula 1 and the carbon-based material are mixed in a weight ratio of 7: 1 to 10: 1, a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 16에 있어서,
상기 탄소계 물질은 흑연(graphite), 팽창 흑연 (expanded graphite), 카본 블랙 (carbon black), 카본 나노 튜브 (carbon nanotube), 시트르산 (citric acid), 아세트산 (acetic acid), 폴리비닐알코올 (polyvinylalcohol), 자당 (sucrose), 및 포도당 (glucose) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
The carbon-based material includes graphite, expanded graphite, carbon black, carbon nanotube, citric acid, acetic acid, and polyvinylalcohol. , sucrose (sucrose), and glucose (glucose) will include at least one selected from, a method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.
청구항 8에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 암염 구조(Layered structure: Fm-3m)를 가지는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The compound represented by Formula 1 has a rock salt structure (Layered structure: Fm-3m), the method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery.
양극;
음극; 및
전해질;을 포함하며,
상기 양극은 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 항에 따른 양극 활물질을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지.
anode;
cathode; and
Electrolyte; contains,
The positive electrode comprising the positive electrode active material according to any one of claims 1 to 7, a lithium secondary battery.
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