KR20230025328A - Negative electrode active material, negative electrode and secondary battery comprising same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a negative electrode active material including: silicon-based composite particles including SiO_x (0 < x < 2) and a Li compound, and having a carbon layer on at least a part of the surface thereof; and a surface layer provided on at least a part of the silicon-based composite particles, wherein the negative electrode active material includes a group 13 element and a group 15 element, and the surface layer includes an amorphous phase.

Description

음극 활물질, 이를 포함하는 음극 및 이차전지{NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, NEGATIVE ELECTRODE AND SECONDARY BATTERY COMPRISING SAME}Negative active material, negative electrode and secondary battery containing the same

본 출원은 2021년 8월 13일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2021-0107524호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.This application claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2021-0107524 filed with the Korean Intellectual Property Office on August 13, 2021, all of which are incorporated herein.

본 발명은 음극 활물질, 이를 포함하는 음극 및 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an anode active material, a cathode and a secondary battery including the same.

최근 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 전기 자동차 등 전지를 사용하는 전자기구의 급속한 보급에 수반하여 소형 경량이면서도 상대적으로 고용량인 이차전지의 수요가 급속히 증대되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 경량이고 고에너지 밀도를 가지고 있어 휴대 기기의 구동 전원으로서 각광을 받고 있다. 이에 따라, 리튬 이차전지의 성능 향상을 위한 연구개발 노력이 활발하게 진행되고 있다.Recently, with the rapid spread of electronic devices using batteries such as mobile phones, notebook computers, and electric vehicles, the demand for small, lightweight, and relatively high-capacity secondary batteries is rapidly increasing. In particular, lithium secondary batteries are in the limelight as a driving power source for portable devices because they are lightweight and have high energy density. Accordingly, research and development efforts to improve the performance of lithium secondary batteries are being actively conducted.

일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막, 전해질, 유기 용매 등을 포함한다. 또한, 양극 및 음극에는 집전체 상에 양극 활물질 및 음극 활물질을 각각 포함하는 활물질층이 형성될 수 있다. 일반적으로 상기 양극에는 LiCoO2, LiMn2O4 등의 리튬 함유 금속 산화물이 양극 활물질로 사용되며, 음극에는 리튬을 함유하지 않는 탄소계 활물질, 실리콘계 활물질이 음극 활물질로 사용되고 있다.In general, a lithium secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, an electrolyte, an organic solvent, and the like. In addition, active material layers each including a positive electrode active material and a negative electrode active material may be formed on the current collector on the positive electrode and the negative electrode. In general, a lithium-containing metal oxide such as LiCoO 2 or LiMn 2 O 4 is used as a cathode active material for the cathode, and a carbon-based active material or a silicon-based active material that does not contain lithium is used as an anode active material for the anode.

음극 활물질 중, 실리콘계 활물질의 경우 탄소계 활물질에 비해 높은 용량을 가지며, 우수한 고속 충전 특성을 갖는 점에서 주목되고 있다. 그러나, 실리콘계 활물질은 충방전에 따른 부피 팽창/수축의 정도가 크며, 비가역 용량이 크므로 초기 효율이 낮다는 단점이 있다.Among negative active materials, silicon-based active materials have attracted attention in that they have higher capacity than carbon-based active materials and excellent high-speed charging characteristics. However, the silicon-based active material has a high degree of volume expansion/contraction due to charging and discharging, and has a high irreversible capacity, so the initial efficiency is low.

한편 실리콘계 활물질 중 실리콘계 산화물, 구체적으로 SiOx(0 < x < 2)로 표시되는 실리콘계 산화물의 경우, 실리콘(Si) 등 타 실리콘계 활물질 대비 충방전에 따른 부피 팽창/수축의 정도가 낮다는 점에서 장점이 있다. 그러나, 여전히 실리콘계 산화물도 비가역 용량의 존재에 따라 초기 효율이 저하된다는 단점이 있다.On the other hand, in the case of silicon-based oxide among silicon-based active materials, specifically silicon-based oxide represented by SiO x (0 < x < 2), the degree of volume expansion / contraction due to charging and discharging is lower than that of other silicon-based active materials such as silicon (Si). There are advantages. However, silicon-based oxide still has a disadvantage in that initial efficiency is lowered depending on the presence of irreversible capacitance.

이와 관련하여, 실리콘계 산화물에 Li, Al, Mg 등의 금속을 도핑 또는 삽입시킴에 의해 비가역 용량을 감소시키고 초기 효율을 향상시키려는 연구가 계속되어 왔다. 그러나, 금속 도핑된 실리콘계 산화물이 음극 활물질로서 포함된 음극 슬러리의 경우, 금속이 도핑되어 형성된 금속 산화물이 수분과 반응하여 음극 슬러리의 pH를 높이고 점도를 변화시키는 문제가 있으며, 이에 따라 제조된 음극의 상태가 불량해 지고, 음극의 충방전 효율이 저하되는 문제가 있다.In this regard, research on reducing irreversible capacity and improving initial efficiency by doping or intercalating metals such as Li, Al, and Mg into silicon-based oxide has been continued. However, in the case of an anode slurry containing a metal-doped silicon-based oxide as an anode active material, there is a problem in that the metal oxide formed by doping the metal reacts with moisture to increase the pH of the anode slurry and change the viscosity. There is a problem that the state is poor and the charging and discharging efficiency of the negative electrode is lowered.

이에 따라, 실리콘계 산화물을 포함하는 음극 슬러리의 상 안정성을 향상시키고, 이로부터 제조된 음극의 충방전 효율을 향상시킬 수 있는 음극 활물질의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need to develop an anode active material capable of improving the phase stability of an anode slurry containing silicon-based oxide and improving the charge/discharge efficiency of an anode prepared therefrom.

한국등록특허 제10-0794192호는 리튬 이차 전지용 탄소 피복 실리콘-흑연 복합 음극 소재의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지의 제조방법에 관한 것이나, 전술한 문제점을 해결하기에는 한계가 있다.Korean Patent Registration No. 10-0794192 relates to a method for manufacturing a carbon-coated silicon-graphite composite negative electrode material for a lithium secondary battery and a method for manufacturing a secondary battery including the same, but has limitations in solving the above-mentioned problems.

한국등록특허 제10-0794192호Korean Patent Registration No. 10-0794192

본 발명은 음극 활물질, 이를 포함하는 음극 및 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an anode active material, a cathode and a secondary battery including the same.

본 발명의 일 실시상태는 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하고, 표면의 적어도 일부에 탄소층이 구비된 실리콘계 복합 입자; 및 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 구비된 표면층을 포함하는 음극 활물질로서, 상기 음극 활물질은 13족 원소 및 15족 원소를 포함하고, 상기 표면층은 비정질상을 포함하는 음극 활물질을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes SiO x (0<x<2) and a Li compound, and a silicon-based composite particle having a carbon layer on at least a portion of the surface; and a surface layer provided on at least a portion of the silicon-based composite particle, wherein the negative active material includes a Group 13 element and a Group 15 element, and the surface layer includes an amorphous phase.

본 발명의 일 실시상태는 상기 음극 활물질을 포함하는 음극을 제공한다.One embodiment of the present invention provides an anode including the anode active material.

본 발명의 일 실시상태는 상기 음극을 포함하는 이차전지를 제공한다. One embodiment of the present invention provides a secondary battery including the negative electrode.

본 발명의 일 실시상태에 따른 음극 활물질은 실리콘계 복합 입자 상에 구비된 표면층을 포함하고, 상기 표면층이 비정질상을 포함하는 것이 특징으로, 상기와 같은 표면층을 실리콘계 복합 입자 표면에 구비시킴으로써, 실리콘계 복합 입자에 포함된 리튬 부산물을 효과적으로 제거할 수 있고, 미반응한 리튬 부산물을 효과적으로 피복하여 리튬 부산물 또는 실리콘계 복합 입자 내의 리튬 화합물이 슬러리의 수분과 반응하여 슬러리의 물성을 저하시키는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 표면층이 비정질상으로 형성되어 Li 이온의 출입이 용이해지므로, 슬러리 상에서의 부반응을 효과적으로 줄이면서도 전지의 용량, 효율, 저항 성능 및/또는 수명을 안정적으로 구현시킬 수 있는 효과가 있다.An anode active material according to an exemplary embodiment of the present invention includes a surface layer provided on the silicon-based composite particle, and the surface layer includes an amorphous phase. By providing the surface layer as described above on the surface of the silicon-based composite particle, the silicon-based composite particle It is possible to effectively remove the lithium by-product contained in the slurry, and effectively cover the unreacted lithium by-product, thereby preventing a phenomenon in which the lithium by-product or the lithium compound in the silicon-based composite particle reacts with moisture in the slurry to deteriorate the physical properties of the slurry. In addition, since the surface layer is formed in an amorphous phase to facilitate the inflow and outflow of Li ions, side reactions in the slurry phase can be effectively reduced while capacity, efficiency, resistance performance and/or lifespan of the battery can be stably implemented.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 음극 활물질은 표면층이 Li을 포함하여 음극 활물질 표면의 리튬 확산(Li diffusion) 저항이 낮아져 방전 율속 특성(rate capability)이 우수해지는 효과가 있다.In addition, since the surface layer of the negative active material according to an exemplary embodiment of the present invention contains Li, lithium diffusion resistance on the surface of the negative active material is lowered, thereby providing excellent discharge rate capability.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, this specification will be described in more detail.

본 명세서에 있어서, 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.In the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors are guided by the principle that the concept of terms can be appropriately defined in order to best explain their invention. Based on this, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions of terms used in this specification include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에 있어서, 음극 활물질 내 포함된 구조의 결정성은 X선 회절 분석을 통해 확인할 수 있으며, X선 회절 분석은 X-ray diffraction(XRD) 분석 기기(제품명: D4-endavor, 제조사: bruker)를 이용하여 수행할 수 있고, 상기 기기 외에도 당업계에서 사용되는 기기를 적절히 채용할 수 있다.In the present specification, the crystallinity of the structure included in the negative electrode active material can be confirmed through X-ray diffraction analysis, and the X-ray diffraction analysis is performed using an X-ray diffraction (XRD) analyzer (product name: D4-endavor, manufacturer: bruker). In addition to the above devices, devices used in the art may be appropriately employed.

본 명세서에 있어서, 음극 활물질 내의 원소의 유무 및 원소의 함량은 ICP 분석을 통해 확인할 수 있으며, ICP 분석은 유도결합 플라즈마 발광 분석 분광기(ICPAES, Perkin-Elmer 7300)를 이용하여 수행할 수 있다.In the present specification, the presence or absence of elements and the content of elements in the negative electrode active material can be confirmed through ICP analysis, and the ICP analysis can be performed using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICPAES, Perkin-Elmer 7300).

본 명세서에 있어서, 평균 입경(D50)은 입자의 입도 분포 곡선(입도 분포도의 그래프 곡선)에 있어서, 체적 누적량의 50%에 해당하는 입경으로 정의할 수 있다. 상기 평균 입경(D50)은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있다. 상기 레이저 회절법은 일반적으로 서브미크론(submicron) 영역에서부터 수 mm 정도의 입경의 측정이 가능하며, 고 재현성 및 고 분해성의 결과를 얻을 수 있다.In the present specification, the average particle diameter (D 50 ) may be defined as a particle diameter corresponding to 50% of the cumulative volume in the particle size distribution curve (graph curve of the particle size distribution). The average particle diameter (D 50 ) may be measured using, for example, a laser diffraction method. The laser diffraction method is generally capable of measuring particle diameters of several millimeters in the submicron region, and can obtain results with high reproducibility and high resolution.

이하 본 발명의 바람직한 실시상태를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시상태는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시상태들에 한정되지는 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

<음극 활물질><Negative electrode active material>

본 발명의 일 실시상태는 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하고, 표면의 적어도 일부에 탄소층이 구비된 실리콘계 복합 입자; 및 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 구비된 표면층을 포함하는 음극 활물질로서, 상기 음극 활물질은 13족 원소 및 15족 원소를 포함하고, 상기 표면층은 비정질상을 포함하는 음극 활물질을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes SiO x (0<x<2) and a Li compound, and a silicon-based composite particle having a carbon layer on at least a portion of the surface; and a surface layer provided on at least a portion of the silicon-based composite particle, wherein the negative active material includes a Group 13 element and a Group 15 element, and the surface layer includes an amorphous phase.

일반적으로, 실리콘계 입자에 Li을 도핑하는 과정에서 미반응한 리튬으로 인하여 형성된 리튬 부산물이 입자 상에 존재하여, 슬러리 형성 시 염기성을 띠게 된다. 따라서, 슬러리의 유변 물성이 변화하고, 실리콘계 입자의 Si와 염기가 반응하여 가스가 발생하는 문제점이 있다.In general, lithium by-products formed due to unreacted lithium in the process of doping silicon-based particles with Li exist on the particles, and thus become basic when forming the slurry. Therefore, there is a problem in that the rheological properties of the slurry are changed and gas is generated by reacting Si of the silicon-based particles with a base.

따라서, 본 발명에서는 Li이 도핑된 실리콘계 복합 입자에 표면층을 구비시켜 Li 도핑 과정에서 형성된 리튬 부산물을 효과적으로 제거함과 동시에 형성된 표면층이 실리콘계 복합 입자 상에 형성되어 입자를 패시베이션(passivation)하는 역할을 하게 된다. 이때 형성된 표면층은 비정질상을 포함하여 Li 이온의 출입이 용이해지므로, 슬러리 상에서의 부반응을 효과적으로 줄이면서도 전지의 용량, 효율, 저항 성능 및/또는 수명을 안정적으로 구현시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the present invention, a surface layer is provided on the silicon-based composite particle doped with Li to effectively remove the lithium by-product formed during the Li doping process, and the surface layer formed on the silicon-based composite particle is formed on the silicon-based composite particle to passivate the particle. . At this time, since the formed surface layer includes an amorphous phase and facilitates the inflow and outflow of Li ions, there is an effect of stably implementing the capacity, efficiency, resistance performance and / or lifespan of the battery while effectively reducing side reactions in the slurry phase.

또한, 표면층이 Li을 더 포함하는 경우, 음극 활물질 표면의 리튬 확산(Li diffusion) 저항이 낮아져 방전 율속 특성(rate capability)이 우수해지는 효과가 있다.In addition, when the surface layer further includes Li, the lithium diffusion resistance of the surface of the negative electrode active material is lowered, so that the discharge rate capability is excellent.

본 발명의 일 실시상태에 따른 음극 활물질은 실리콘계 복합 입자를 포함한다. 상기 실리콘계 복합 입자는 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하고, 표면의 적어도 일부에 탄소층이 구비된다.An anode active material according to an exemplary embodiment of the present invention includes silicon-based composite particles. The silicon-based composite particle includes SiO x (0<x<2) and a Li compound, and a carbon layer is provided on at least a part of the surface.

상기 SiOx(0<x<2)는 상기 실리콘계 복합 입자 내에서 매트릭스(matrix)에 해당할 수 있다. 상기 SiOx(0<x<2)는 Si 및 SiO2가 포함된 형태일 수 있으며, 상기 Si는 상(phase)을 이루고 있을 수도 있다. 즉, 상기 x는 상기 SiOx(0<x<2) 내에 포함된 Si에 대한 O의 개수비에 해당한다. 상기 실리콘계 복합 입자가 상기 SiOx(0<x<2)를 포함하는 경우, 이차 전지의 방전 용량이 개선될 수 있다.The SiO x (0<x<2) may correspond to a matrix in the silicon-based composite particle. The SiO x (0<x<2) may include Si and SiO 2 , and the Si may form a phase. That is, the x corresponds to the number ratio of O to Si included in the SiO x (0<x<2). When the silicon-based composite particle includes the SiO x (0<x<2), the discharge capacity of the secondary battery may be improved.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 실리콘계 복합 입자는 Li 화합물을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the silicon-based composite particle may include a Li compound.

상기 Li 화합물은 상기 실리콘계 복합 입자 내에서 매트릭스(matrix)에 해당할 수 있다. 상기 Li 화합물은 상기 실리콘계 복합 입자 내에서 리튬 원자, 리튬 실리케이트, 리튬 실리사이드, 리튬 산화물 중 적어도 하나의 형태로 존재할 수 있다. 상기 실리콘계 복합 입자가 Li 화합물을 포함하는 경우, 초기 효율이 개선되는 효과가 있다.The Li compound may correspond to a matrix in the silicon-based composite particle. The Li compound may exist in the form of at least one of a lithium atom, lithium silicate, lithium silicide, and lithium oxide in the silicon-based composite particle. When the silicon-based composite particle includes a Li compound, there is an effect of improving initial efficiency.

상기 Li 화합물은 상기 실리콘계 복합 입자에 도핑된 형태로 상기 실리콘계 복합 입자의 표면 및/또는 내부에 분포될 수 있다. 상기 Li 화합물은 실리콘계 복합 입자의 표면 및/또는 내부에 분포되어, 실리콘계 복합 입자의 부피 팽창/수축을 적절한 수준으로 제어할 수 있고, 활물질의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 Li 화합물은 실리콘계 산화물 입자의 비가역상(예를 들면, SiO2)의 비율을 낮추어 활물질의 효율을 증가시키기 위한 측면에서 함유될 수 있다.The Li compound may be distributed on the surface and/or inside of the silicon-based composite particle in a doped form. The Li compound may be distributed on the surface and/or inside of the silicon-based composite particle to control volume expansion/contraction of the silicon-based composite particle to an appropriate level and prevent damage to the active material. In addition, the Li compound may be included in order to increase the efficiency of the active material by lowering the ratio of the non-reversible phase (eg, SiO 2 ) of the silicon-based oxide particles.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, Li 화합물은 리튬 실리케이트 형태로 존재할 수 있다. 상기 리튬 실리케이트는 LiaSibOc(2≤a≤4, 0<b≤2, 2≤c≤5)로 표시되며, 결정질 리튬 실리케이트와 비정질 리튬 실리케이트로 구분될 수 있다. 상기 결정질 리튬 실리케이트는 상기 실리콘계 입자 내에서 Li2SiO3, Li4SiO4 및 Li2Si2O5로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 리튬 실리케이트의 형태로 존재할 수 있으며, 비정질 리튬 실리케이트는 LiaSibOc(2≤a≤4, 0<b≤2, 2≤c≤5)의 형태의 복잡한 구조(complex)로 이루어질 수 있고, 상기 형태에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the Li compound may exist in the form of lithium silicate. The lithium silicate is represented by Li a Si b O c (2≤a≤4, 0<b≤2, 2≤c≤5), and may be classified into crystalline lithium silicate and amorphous lithium silicate. The crystalline lithium silicate may exist in the form of at least one type of lithium silicate selected from the group consisting of Li 2 SiO 3 , Li 4 SiO 4 and Li 2 Si 2 O 5 in the silicon-based particle, and the amorphous lithium silicate may be Li a It may be made of a complex structure in the form of Si b O c (2≤a≤4, 0<b≤2, 2≤c≤5), but is not limited to the above form.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질의 X선 회절 분석 시, Si에서 유래하는 피크가 나타나고, Li2SiO3 및 Li2Si2O5 중 적어도 하나에서 유래하는 피크가 나타날 수 있다. In one embodiment of the present invention, upon X-ray diffraction analysis of the negative electrode active material, a peak derived from Si may appear, and a peak derived from at least one of Li 2 SiO 3 and Li 2 Si 2 O 5 may appear.

상기 Si에서 유래하는 피크는 Si(111) 및/또는 Si(220)에 의한 회절피크를 포함할 수 있고, 상기 Si(111) 에 의한 회절피크는 회절각(2θ)=27.5° 내지 29.5°의 범위에서 나타날 수 있고, Si(220) 에 의한 회절피크는 회절각(2θ)=45° 내지 50°의 범위에서 나타날 수 있다.The peak originating from Si may include a diffraction peak due to Si(111) and/or Si(220), and the diffraction peak due to Si(111) has a diffraction angle (2θ) = 27.5° to 29.5°. It may appear in the range, and the diffraction peak by Si (220) may appear in the range of diffraction angle (2θ) = 45 ° to 50 °.

상기 Li2SiO3에서 유래하는 피크는 회절각(2θ)=17.5° 내지 20.5°의 범위에서 나타날 수 있고, 상기 Li2Si2O5에서 유래하는 피크는 회절각(2θ)=23.0° 내지 25.5°의 범위에서 나타날 수 있다. 다만, 상기 화합물들에서 유래하는 피크는 전술한 회절각 범위 외에도 다른 회절각 범위에서 나타나는 피크를 포함할 수 있다.The peak derived from Li 2 SiO 3 may appear in the range of diffraction angle (2θ) = 17.5° to 20.5°, and the peak derived from Li 2 Si 2 O 5 may appear at diffraction angle (2θ) = 23.0° to 25.5 It can appear in a range of degrees. However, peaks derived from the compounds may include peaks appearing in other diffraction angle ranges in addition to the aforementioned diffraction angle range.

상기 음극 활물질의 X선 회절 분석은 X-ray diffraction(XRD) 분석 기기(제품명: D4-endavor, 제조사: bruker)를 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로, Cu Kα에서 발생한 X선 파장을 사용할 수 있고, 음극 활물질 0.3g을 직경 2.5cm, 높이 2.5mm인 원통형 홀더에 넣고, 홀더 내 시료의 높이가 일정하도록 슬라이드 글라스로 평탄화 작업을 수행하여 XRD 분석을 위한 시료를 준비한 뒤, XRD 분석 기기의 SCAN TIME은 1시간 15분으로 설정하고, 측정 영역은 2θ가 10˚ 내지 90˚인 영역으로 설정하고, 1초에 0.02˚씩 2θ를 스캔하도록 STEP TIME과 STEP SIZE를 설정하여 피크를 측정할 수 있다.X-ray diffraction analysis of the negative active material may be performed using an X-ray diffraction (XRD) analyzer (product name: D4-endavor, manufacturer: bruker). Specifically, an X-ray wavelength generated from Cu Kα can be used, 0.3 g of the negative electrode active material is placed in a cylindrical holder with a diameter of 2.5 cm and a height of 2.5 mm, and a flattening operation is performed with a slide glass so that the height of the sample in the holder is constant, XRD After preparing the sample for analysis, the SCAN TIME of the XRD analysis device is set to 1 hour and 15 minutes, the measurement area is set to an area where 2θ is 10˚ to 90˚, and STEP to scan 2θ at 0.02˚ per second Peak can be measured by setting TIME and STEP SIZE.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 Li은 0.1 중량부 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 구체적으로 1 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있고, 보다 구체적으로 2 중량부 내지 11 중량부로 포함될 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 Li의 함량은 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 4 중량부 이상, 6 중량부 이상, 8 중량부 이상일 수 있고, 10 중량부 이하일 수 있다. Li의 함량이 늘어남에 따라 초기 효율은 증가하나, 방전 용량이 감소하는 문제점이 있으므로, 상기 범위를 만족하는 경우, 적절한 방전 용량 및 초기 효율을 구현할 수 있다. In one embodiment of the present invention, 0.1 part by weight to 25 parts by weight of Li may be included based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material. Specifically, it may be included in 1 part by weight to 15 parts by weight, and more specifically, it may be included in 2 parts by weight to 11 parts by weight. In one example, the amount of Li may be 4 parts by weight or more, 6 parts by weight or more, 8 parts by weight or more, or 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material. As the Li content increases, the initial efficiency increases, but there is a problem in that the discharge capacity decreases. Therefore, when the above range is satisfied, appropriate discharge capacity and initial efficiency can be implemented.

상기 Li 원소의 함량은 ICP 분석을 통해 확인할 수 있다. 구체적으로, 음극 활물질 일정량(약 0.01 g)을 분취한 후, 백금 도가니에 옮겨 질산, 불산, 황산을 첨가하여 핫 플레이트에서 완전 분해한다. 이후, 유도플라즈마 발광 분석 분광기(ICPAES, Perkin-Elmer 7300)를 사용하여 분석하고자 하는 원소의 고유 파장에서 표준 용액(5 mg/kg)을 이용하여 조제된 표준액의 강도를 측정하여 기준 검량선을 작성한다. 이 후, 전처리된 시료용액 및 바탕 시료를 기기에 도입하고, 각각의 강도를 측정하여 실제 강도를 산출하고, 상기 작성된 검량선 대비 각 성분의 농도를 계산한 후, 전체의 합이 이론 값이 되도록 환산하여 제조된 음극 활물질의 원소 함량을 분석할 수 있다. The content of the Li element can be confirmed through ICP analysis. Specifically, after fractionating a certain amount (about 0.01 g) of the negative electrode active material, it is transferred to a platinum crucible and completely decomposed on a hot plate by adding nitric acid, hydrofluoric acid, and sulfuric acid. Then, using an induced plasma emission spectrometer (ICPAES, Perkin-Elmer 7300), a standard calibration curve is prepared by measuring the intensity of the standard solution prepared using the standard solution (5 mg/kg) at the intrinsic wavelength of the element to be analyzed. . Thereafter, the pretreated sample solution and the blank sample are introduced into the instrument, each intensity is measured to calculate the actual intensity, and after calculating the concentration of each component against the calibration curve prepared above, the total sum is converted to the theoretical value. It is possible to analyze the element content of the negative electrode active material prepared by the method.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 실리콘계 복합 입자는 추가의 금속 원자를 포함할 수 있다. 상기 금속 원자는 상기 실리콘계 복합 입자 내에서 금속 원자, 금속 실리케이트, 금속 실리사이드, 금속 산화물 중 적어도 하나의 형태로 존재할 수 있다. 상기 금속 원자는 Mg, Li, Al 및 Ca로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 음극 활물질의 초기 효율이 개선될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the silicon-based composite particle may include additional metal atoms. The metal atom may exist in the form of at least one of a metal atom, a metal silicate, a metal silicide, and a metal oxide in the silicon-based composite particle. The metal atom may include at least one selected from the group consisting of Mg, Li, Al, and Ca. Accordingly, initial efficiency of the anode active material may be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따른 실리콘계 복합 입자는 표면의 적어도 일부에 탄소층이 구비되어 있다. 이때 상기 탄소층은 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하는 입자 표면의 적어도 일부에 피복된 형태일 수 있다. 즉, 상기 탄소층은 입자 표면에 부분적으로 피복되어 있거나, 입자 표면의 전부에 피복된 형태일 수 있다. 상기 탄소층에 의해 상기 음극 활물질에 도전성이 부여되고, 이차 전지의 초기 효율, 수명 특성 및 전지 용량 특성이 향상될 수 있다.A carbon layer is provided on at least a part of the surface of the silicon-based composite particle according to an exemplary embodiment of the present invention. In this case, the carbon layer may be coated on at least a part of the particle surface including SiO x (0<x<2) and a Li compound. That is, the carbon layer may partially cover the surface of the particle or may cover the entire surface of the particle. Conductivity is imparted to the anode active material by the carbon layer, and initial efficiency, lifespan characteristics, and battery capacity characteristics of a secondary battery may be improved.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소층은 비정질상을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the carbon layer includes an amorphous phase.

구체적으로, 상기 탄소층은 비정질 탄소를 포함할 수 있다. 또는, 상기 탄소층은 비정질 탄소층일 수 있다. 상기 비정질 탄소는 상기 탄소층의 강도를 적절하게 유지시켜, 상기 실리콘계 복합 입자의 팽창을 억제시킬 수 있다. Specifically, the carbon layer may include amorphous carbon. Alternatively, the carbon layer may be an amorphous carbon layer. The amorphous carbon can properly maintain the strength of the carbon layer and suppress expansion of the silicon-based composite particles.

또한, 상기 탄소층은 결정질 탄소를 추가로 포함하거나, 포함하지 않을 수 있다.In addition, the carbon layer may or may not additionally include crystalline carbon.

상기 결정질 탄소는 상기 음극 활물질의 도전성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 결정질 탄소는 플로렌, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The crystalline carbon may further improve conductivity of the anode active material. The crystalline carbon may include at least one selected from the group consisting of florene, carbon nanotubes, and graphene.

상기 비정질 탄소는 상기 탄소층의 강도를 적절하게 유지시켜, 상기 실리콘계 복합 입자의 팽창을 억제시킬 수 있다. 상기 비정질 탄소는 타르, 피치 및 기타 유기물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 탄화물, 또는 탄화수소를 화학기상증착법의 소스로 이용하여 형성된 탄소계 물질일 수 있다. The amorphous carbon can properly maintain the strength of the carbon layer and suppress expansion of the silicon-based composite particles. The amorphous carbon may be a carbon-based material formed by using at least one carbide selected from the group consisting of tar, pitch, and other organic materials, or a hydrocarbon as a source of chemical vapor deposition.

상기 기타 유기물의 탄화물은 수크로오스, 글루코오스, 갈락토오스, 프록토오스, 락토오스, 마노스, 리보스, 알도헥소스 또는 케도헥소스의 탄화물 및 이들의 조합에서 선택되는 유기물의 탄화물일 수 있다.The other organic carbide may be an organic carbide selected from carbides of sucrose, glucose, galactose, fructose, lactose, mannose, ribose, aldohexose or ketohexose, and combinations thereof.

상기 탄화수소는 치환 또는 비치환된 지방족 또는 지환식 탄화수소, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소일 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 지방족 또는 지환식 탄화수소의 지방족 또는 지환식 탄화수소는 메테린, 에테린, 에틸렌, 아세틸렌, 프로페인, 뷰테인, 뷰텐, 펜테인, 아이소뷰테인 또는 헥세인 등일 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소의 방향족 탄화수소는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 스티렌, 에틸벤젠, 다이페닐메테인, 나프탈렌, 페놀, 크레졸, 나이트로벤젠, 클로로벤젠, 인덴, 쿠마론, 파이리딘, 안트라센 또는 페난트렌 등을 들 수 있다.The hydrocarbon may be a substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic hydrocarbon or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon. The aliphatic or alicyclic hydrocarbon of the substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic hydrocarbon may be metherin, etherin, ethylene, acetylene, propane, butane, butene, pentane, isobutane or hexane. Aromatic hydrocarbons of the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbons include benzene, toluene, xylene, styrene, ethylbenzene, diphenylmethane, naphthalene, phenol, cresol, nitrobenzene, chlorobenzene, indene, coumaron, pyridine, Anthracene, phenanthrene, etc. are mentioned.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소층은 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 50 중량부, 0.1 중량부 내지 30 중량부 또는 0.1 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로는 0.5 중량부 내지 15 중량부, 1 중량부 내지 10 중량부, 2 중량부 내지 8 중량부 또는 3 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 음극 활물질의 용량과 효율 감소를 방지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon layer may be included in an amount of 0.1 to 50 parts by weight, 0.1 to 30 parts by weight, or 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative electrode active material. More specifically, it may be included in 0.5 parts by weight to 15 parts by weight, 1 part by weight to 10 parts by weight, 2 parts by weight to 8 parts by weight, or 3 parts by weight to 5 parts by weight. When the above range is satisfied, reduction in capacity and efficiency of the negative electrode active material may be prevented.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소층의 두께는 1 nm 내지 500 nm일 수 있고, 구체적으로 5 nm 내지 300 nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 음극 활물질의 도전성이 개선되고, 음극 활물질의 부피 변화가 용이하게 억제되며, 전해액과 음극 활물질의 부반응이 억제되어, 전지의 초기 효율 및/또는 수명이 개선되는 효과가 있다. In one embodiment of the present invention, the thickness of the carbon layer may be 1 nm to 500 nm, specifically 5 nm to 300 nm. When the above range is satisfied, the conductivity of the negative active material is improved, the volume change of the negative active material is easily suppressed, and the side reaction between the electrolyte and the negative active material is suppressed, thereby improving the initial efficiency and/or lifespan of the battery.

구체적으로 상기 탄소층은 메탄, 에탄 및 아세틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 탄화수소 가스를 사용하는 화학기상증착법(CVD)에 의해 형성될 수 있다.Specifically, the carbon layer may be formed by chemical vapor deposition (CVD) using at least one hydrocarbon gas selected from the group consisting of methane, ethane and acetylene.

본 발명의 일 실시상태에 따른 실리콘계 복합 입자는 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 구비된 표면층을 포함한다.The silicon-based composite particle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a surface layer provided on at least a part of the silicon-based composite particle.

상기 표면층은 표면에 탄소층이 구비된 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 피복된 형태일 수 있다. 즉, 상기 표면층은 입자 표면에 부분적으로 피복되어 있거나, 입자 표면의 전부에 피복된 형태일 수 있다. 표면층의 형상으로는 섬형(island type) 또는 박막형등을 들 수 있으나, 표면층의 형상은 이에 한정되지 않는다.The surface layer may be coated on at least a portion of the silicon-based composite particle having a carbon layer on its surface. That is, the surface layer may be partially coated on the particle surface or coated on the entire particle surface. The shape of the surface layer may include an island type or a thin film type, but the shape of the surface layer is not limited thereto.

상기 표면층은 상기 탄소층 상의 적어도 일부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 표면층은 상기 탄소층 상에 인접하여 피복되어, SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하는 입자-탄소층-표면층의 형태로 구비될 수 있다.The surface layer may be provided on at least a portion of the carbon layer. That is, the surface layer may be coated adjacently on the carbon layer and provided in the form of a particle-carbon layer-surface layer containing SiO x (0<x<2) and a Li compound.

상기 표면층은 상기 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하는 입자 표면 중 탄소층이 구비되지 않은 영역 상에 구비될 수 있다. 즉, 상기 표면층은 상기 SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하는 입자 상에 인접하여 피복되어, SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하는 입자-표면층의 형태로 구비될 수 있다.The surface layer may be provided on a region not provided with a carbon layer among the particle surfaces including the SiO x (0<x<2) and the Li compound. That is, the surface layer is adjacently coated on the particle containing SiO x (0<x<2) and Li compound, in the form of a particle-surface layer containing SiO x (0<x<2) and Li compound. may be provided.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질은 13족 원소 및 15족 원소를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the negative electrode active material includes a group 13 element and a group 15 element.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질은 Al 및 P를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the negative electrode active material includes Al and P.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질은 Li, 13족 원소 및 15족 원소를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the negative electrode active material includes Li, a group 13 element, and a group 15 element.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질은 Li, Al 및 P를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the negative electrode active material includes Li, Al and P.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질의 ICP 분석 시 Li, 13족 원소 및 15족 원소가 검출될 수 있다. 구체적으로, 상기 13족 원소는 Al이고, 상기 15족 원소는 P일 수 있다.In one embodiment of the present invention, Li, a group 13 element, and a group 15 element may be detected during ICP analysis of the negative electrode active material. Specifically, the group 13 element may be Al, and the group 15 element may be P.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 Al 및 P를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may include Al and P.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 Al, P 및 O 원소를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may include Al, P and O elements.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 Li, Al, P 및 O 원소를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may include Li, Al, P, and O elements.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 13족 원소는 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 0.05 중량부 내지 0.3 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로 0.1 중량부 내지 0.4 중량부 포함될 수 있거나, 0.12 중량부 내지 0.35 중량부 포함될 수 있거나, 0.15 중량부 내지 0.3 중량부 포함될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Group 13 element may be included in an amount of 0.05 parts by weight to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material. Specifically, 0.1 part by weight to 0.4 parts by weight may be included, 0.12 parts by weight to 0.35 parts by weight may be included, or 0.15 parts by weight to 0.3 parts by weight may be included.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 15족 원소는 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 0.05 중량부 내지 2 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로 0.1 중량부 내지 1.5 중량부 포함될 수 있거나, 0.15 중량부 내지 1 중량부 포함될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Group 15 element may be included in an amount of 0.05 parts by weight to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material. Specifically, 0.1 part by weight to 1.5 parts by weight may be included, or 0.15 parts by weight to 1 part by weight may be included.

상기 표면층은 AlzPwOv(0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함할 수 있다. 상기 AlzPwOv 상은 알루미늄 산화물, 인 산화물, 알루미늄 인산염 등을 포함할 수 있고, z, y 및 v는 각 원자의 개수비를 의미한다. 일 예에 있어서, 상기 AlzPwOv 상은 AlPO4 또는 Al(PO3)3 등으로부터 형성된 혼합물 또는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The surface layer may include an Al z P w O v (0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase. The Al z P w O v phase may include aluminum oxide, phosphorus oxide, aluminum phosphate, and the like, and z, y, and v mean the number ratio of each atom. In one example, the Al z P w O v phase may include a mixture or compound formed from AlPO 4 or Al(PO 3 ) 3 , but is not limited thereto.

상기 표면층은 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함할 수 있다. 상기 LiyAlzPwOv 상은 알루미늄 산화물, 인 산화물, 리튬 산화물, 알루미늄 인산염, 리튬염, 리튬인산염, 리튬 알루미네이트 등을 포함할 수 있고, y, z, w 및 v는 각 원자의 개수비를 의미한다. 일 예에 있어서, 상기 LiyAlzPwOv 상은 Li3PO4, AlPO4, Al(PO3)3 또는 LiAlO2 등으로부터 형성된 혼합물 또는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The surface layer may include a Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase. The Li y Al z P w O v phase may include aluminum oxide, phosphorus oxide, lithium oxide, aluminum phosphate, lithium salt, lithium phosphate, lithium aluminate, etc., and y, z, w, and v represent the number of atoms means defense. In one example, the Li y Al z P w O v phase may include a mixture or compound formed from Li 3 PO 4 , AlPO 4 , Al(PO 3 ) 3 or LiAlO 2 , but is not limited thereto.

상기와 같은 상을 포함하는 무기물 표면층이 구비되는 경우, 실리콘계 복합 입자에 포함된 Li 화합물이 슬러리의 수분과 반응하여 슬러리의 점도를 낮아지게 만드는 현상을 방지할 수 있으며, 이로부터 전극 상태의 안정성 및/또는 충방전 용량을 개선시키는 효과가 있다.When the inorganic surface layer including the above phase is provided, it is possible to prevent a phenomenon in which the Li compound included in the silicon-based composite particles reacts with moisture in the slurry to lower the viscosity of the slurry, thereby improving the stability of the electrode state and / or there is an effect of improving the charge / discharge capacity.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 비정질상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may include an amorphous phase.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 비정질상으로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may be made of an amorphous phase.

상기 표면층은 AlzPwOv(0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함할 수 있고, 상기 AlzPwOv(0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상은 비정질상일 수 있다.The surface layer may include an Al z P w O v (0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase, and the Al z P w O v (0<z≤10, 0 <w≤10, 0<v≤10) The phase may be an amorphous phase.

상기 표면층은 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함할 수 있고, 상기 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상은 비정질상일 수 있다.The surface layer may include a Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase, and the Li y Al z P w The O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase may be an amorphous phase.

표면층이 결정질로 이루어진 경우에는 Li 이온의 출입이 어려워져, 저항 및 수명 특성이 저하되는 문제점이 있다. 본 발명의 음극 활물질은 표면층이 상기와 같은 비정질상을 포함함으로써, 비정질상을 포함하지 않는 경우보다 Li 이온의 출입이 용이해지므로, 슬러리상에서의 부반응을 효과적으로 줄이면서도 용량 및/또는 효율을 안정적으로 구현시킬 수 있는 효과가 있다.When the surface layer is made of crystal, it is difficult for Li ions to enter and exit, resulting in a decrease in resistance and lifespan characteristics. In the negative electrode active material of the present invention, when the surface layer includes the amorphous phase as described above, Li ions are easier to enter and exit than when the amorphous phase is not included, so that side reactions in the slurry phase can be effectively reduced while capacity and/or efficiency can be stably implemented. There are possible effects.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 Li2O, LiOH 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 실리콘계 입자에 리튬을 도핑하는 과정에서 남은 물질들이 수분이나 공기에 노출되어 Li2O, LiOH 및 Li2CO3 등의 리튬 부산물을 형성할 수 있기 때문에, 상기 표면층은 Li2O, LiOH 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택된 1 이상이 포함된 형태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may further include one or more selected from the group consisting of Li 2 O, LiOH, and Li 2 CO 3 . In general, since materials remaining in the process of doping silicon-based particles with lithium may be exposed to moisture or air to form lithium by-products such as Li 2 O, LiOH, and Li 2 CO 3 , the surface layer is Li 2 O, LiOH And Li 2 CO 3 It may be a form containing one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 y는 0<y≤3를 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the y may satisfy 0<y≤3.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 z는 0<z≤1를 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the z may satisfy 0<z≤1.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 w는 0.5≤w≤3를 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the w may satisfy 0.5≤w≤3.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 v는 4<v≤12를 만족할 수 있다.In one embodiment of the present invention, v may satisfy 4<v≤12.

상기 표면층은 ⅰ) 실리콘계 복합 입자 및 알루미늄 인산염 ⅱ) 실리콘계 복합 입자, 알루미늄 전구체 및 인 전구체 또는 ⅲ) 실리콘계 복합 입자 및 Li-Al-P-O 계열 전구체를 건식 혼합하여 열처리하거나 용매에 혼합한 뒤 용매를 기화시키면서 반응시켜 형성할 수 있다. The surface layer is heat-treated by dry mixing i) silicon-based composite particles and aluminum phosphate, ii) silicon-based composite particles, aluminum precursor, and phosphorus precursor, or iii) silicon-based composite particles and Li-Al-P-O-based precursor, or mixed with a solvent and vaporized the solvent. It can be formed by reacting while doing it.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 음극 활물질의 X선 회절 분석 시, 표면층에서 유래하는 결정성 피크가 나타나지 않는다. 구체적으로, 표면층에 포함된 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상에서 유래하는 결정질 피크가 검출되지 않는다. 표면층에서 유래하는 결정질 피크가 나타나는 경우, 표면층이 결정질로 이루어지거나, 결정질을 과량 포함하고 있어 용량 및/또는 효율이 저하되는 문제점이 있다. 일 예에 있어서, 표면층에서 유래하는 결정질 피크의 경우, 표면층 코팅 전/후에 따른 변화를 통하여 알아낼 수 있다. 구체적으로, XRD의 경우 결정질 피크가 검출되는 것으로, 표면층 코팅 전/후에 따른 음극 활물질의 XRD 그래프의 차이가 없을 시 표면층에서 유래하는 결정질 피크가 나타나지 않는 것이고, 표면층이 비정질상으로 형성되었음을 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, upon X-ray diffraction analysis of the negative electrode active material, no crystalline peak derived from the surface layer appears. Specifically, no crystalline peak derived from the Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase included in the surface layer is detected. When a crystalline peak derived from the surface layer appears, the surface layer is made of crystalline or contains an excessive amount of crystalline, resulting in a decrease in capacity and/or efficiency. In one example, in the case of a crystalline peak derived from the surface layer, it can be found through a change according to before/after coating the surface layer. Specifically, in the case of XRD, a crystalline peak is detected, and when there is no difference in the XRD graph of the negative electrode active material before and after coating the surface layer, no crystalline peak derived from the surface layer appears, and the surface layer is formed in an amorphous phase. It can be confirmed.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층에 포함된 비정질상은 표면층 총 100 중량부를 기준으로 50 중량부 초과로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 비정질상은 표면층 총 100 중량부를 기준으로 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 80 중량부 이상, 90 중량부 이상, 95 중량부 이상 또는 99 중량부 이상 포함될 수 있고, 100 중량부 이하 또는 100 중량부 미만으로 포함될 수 있다. 상기와 같은 범위를 만족함으로써, 슬러리 상에서의 부반응을 효율적으로 억제할 수 있고, 용량 및/또는 효율을 안정적으로 구현시킬 수 있는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the amorphous phase included in the surface layer may include more than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total surface layer. Specifically, the amorphous phase may be included in an amount of 60 parts by weight or more, 70 parts by weight or more, 80 parts by weight or more, 90 parts by weight or more, 95 parts by weight or more, or 99 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the total surface layer, and 100 parts by weight or less than 100 parts by weight. By satisfying the above range, side reactions in the slurry phase can be effectively suppressed, and capacity and/or efficiency can be stably implemented.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하로 포함될 수 있다. 구체적으로, 8 중량부 이하, 6 중량부 이하 또는 5 중량부 이하로 포함될 수 있고, 0.1 중량부 이상 또는 0.5 중량부 이상으로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하 또는 1.5 중량부 이상 3 중량부 이하로 포함될 수 있다. 표면층의 함량이 상기 범위보다 소량인 경우, 슬러리 상에서의 가스 발생을 막기 어려우며, 상기 범위보다 과량인 경우 용량 또는 효율 구현이 어려운 문제점이 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may be included in 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material. Specifically, it may be included in 8 parts by weight or less, 6 parts by weight or less, or 5 parts by weight or less, and may be included in 0.1 parts by weight or more or 0.5 parts by weight or more. More specifically, it may be included in 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, or 1.5 parts by weight or more and 3 parts by weight or less. When the content of the surface layer is less than the above range, it is difficult to prevent gas generation in the slurry phase, and when it is more than the above range, it is difficult to realize capacity or efficiency.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층 및 상기 탄소층의 중량비는 1:0.1 내지 1:30일 수 있다. 구체적으로, 1:0.5 내지 1:5일 수 있거나 1:1 내지 1:4 일 수 있거나 1:1 내지 1:3일 수 있다. 상기와 같은 범위를 만족함으로써, 탄소층과 표면층이 실리콘계 복합 입자를 효과적으로 피복하여 슬러리 상에서의 부반응을 효율적으로 억제할 수 있고, 용량 및/또는 효율을 안정적으로 구현시킬 수 있다. 반면, 탄소층보다 표면층의 함량이 너무 많은 경우 용량 또는 효율 구현이 어려우며, 표면층보다 탄소층의 함량이 너무 많은 경우 슬러리 상에서의 가스 발생을 막기 어려운 문제점이 있다.In one embodiment of the present invention, the weight ratio of the surface layer and the carbon layer may be 1:0.1 to 1:30. Specifically, it may be 1:0.5 to 1:5, or it may be 1:1 to 1:4, or it may be 1:1 to 1:3. By satisfying the above range, the carbon layer and the surface layer effectively cover the silicon-based composite particles to effectively suppress side reactions in the slurry phase, and the capacity and/or efficiency can be stably implemented. On the other hand, when the content of the surface layer is too large compared to the carbon layer, it is difficult to realize capacity or efficiency, and when the content of the carbon layer is too large than that of the surface layer, it is difficult to prevent gas generation in the slurry.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면층은 탄소층 100 중량부를 기준으로 90 중량부 이하로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 표면층은 탄소층 100 중량부를 기준으로 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 50 중량부 이하 포함될 수 있다. 또한, 상기 표면층은 탄소층 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 이상, 1 중량부 이상, 5 중량부 이상, 10 중량부 이상 포함될 수 있다. 상기와 같은 범위를 만족함으로써, 탄소층과 표면층이 실리콘계 복합 입자를 효과적으로 피복하여 슬러리 상에서의 부반응을 효율적으로 억제할 수 있고, 용량 및/또는 효율을 안정적으로 구현시킬 수 있는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the surface layer may be included in 90 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the carbon layer. Specifically, the surface layer may be included in an amount of 80 parts by weight or less, 70 parts by weight or less, 60 parts by weight or less, or 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the carbon layer. In addition, the surface layer may be included in an amount of 0.1 parts by weight or more, 1 part by weight or more, 5 parts by weight or more, or 10 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the carbon layer. By satisfying the above range, the carbon layer and the surface layer effectively cover the silicon-based composite particles to effectively suppress side reactions in the slurry phase, and there is an effect of stably implementing capacity and/or efficiency.

상기 음극 활물질의 평균 입경(D50)은 0.1 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 1 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로 1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 충방전 시의 활물질의 구조적 안정을 기하고, 입경이 과도하게 커짐에 따라 부피 팽창/수축 수준도 커지는 문제를 방지하고, 입경이 과도하게 낮아 초기 효율이 감소하는 문제를 방지할 수 있다.The negative active material may have an average particle diameter (D50) of 0.1 μm to 30 μm, specifically 1 μm to 20 μm, and more specifically, 1 μm to 10 μm. When the above range is satisfied, the structural stability of the active material during charging and discharging is ensured, the problem of increasing the level of volume expansion / contraction as the particle size becomes excessively large, and the problem of reducing the initial efficiency due to the excessively low particle size It can be prevented.

<음극 활물질의 제조방법><Method of manufacturing negative electrode active material>

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 활물질의 제조 방법은, 실리콘계 복합 입자를 제조하는 단계; 및 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 표면층을 구비시키는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the manufacturing method of the negative electrode active material, preparing a silicon-based composite particle; and providing a surface layer on at least a portion of the silicon-based composite particle.

상기 실리콘계 복합 입자는 Si 분말 및 SiO2 분말을 진공에서 가열하여 기화시킨 후, 상기 기화된 혼합 기체를 증착시켜 예비 입자를 형성하는 단계; 상기 예비 입자 상에 탄소층을 형성시키는 단계; 및 상기 탄소층이 형성된 예비 입자와 Li 분말을 혼합한 뒤 열처리하는 단계를 통하여 형성될 수 있다.The silicon-based composite particles are vaporized by heating Si powder and SiO 2 powder in a vacuum, and then depositing the vaporized mixed gas to form preliminary particles; Forming a carbon layer on the preliminary particles; And it may be formed through a step of heat-treating after mixing the preliminary particles on which the carbon layer is formed with Li powder.

또는, 상기 실리콘계 복합 입자는 Si 분말 및 SiO2 분말을 진공에서 가열하여 기화시킨 후, 상기 기화된 혼합 기체를 증착시켜 예비 입자를 형성하는 단계; 및 예비 입자와 Li 분말을 혼합한 뒤 열처리하는 단계를 통하여 형성될 수 있다.Alternatively, the silicon-based composite particles are vaporized by heating Si powder and SiO 2 powder in a vacuum, and then depositing the vaporized mixed gas to form preliminary particles; And it may be formed through a step of heat-treating after mixing the preliminary particles and Li powder.

구체적으로, 상기 Si 분말 및 SiO2 분말의 혼합 분말은 진공 하에서 1400 ℃ 내지 1800 ℃ 또는 1400 ℃ 내지 1600 ℃에서 열처리할 수 있다.Specifically, the mixed powder of the Si powder and SiO 2 powder may be heat treated at 1400 °C to 1800 °C or 1400 °C to 1600 °C under vacuum.

형성된 예비 입자는 SiOx(x=1)의 형태로 존재할 수 있다.The preliminary particles formed may exist in the form of SiO x (x=1).

상기 실리콘계 복합 입자는 전술한 Li 실리케이트, Li 실리사이드, Li 산화물 등을 포함할 수 있다. The silicon-based composite particle may include the aforementioned Li silicate, Li silicide, Li oxide, and the like.

상기 상기 실리콘계 복합 입자의 입도는 볼밀(ball mill), 제트 밀(jet mill) 또는 기류 분급과 같은 방법을 통하여 입도를 조절할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The particle size of the silicon-based composite particles may be adjusted through a method such as a ball mill, a jet mill, or air flow classification, but is not limited thereto.

상기 탄소층을 형성하는 단계에서는 탄화수소 가스를 사용하는 화학기상증착법(CVD)을 이용하거나, 탄소 소스(carbon source)가 되는 물질을 탄화시켜서 탄소층을 제조할 수 있다.In the step of forming the carbon layer, the carbon layer may be prepared by using chemical vapor deposition (CVD) using hydrocarbon gas or by carbonizing a material serving as a carbon source.

구체적으로, 형성된 예비 입자를 반응로에 투입 후 탄화수소 가스를 600 ℃ 내지 1200 ℃에서 화학기상증착(CVD)하여 형성할 수 있다. 상기 탄화수소 가스는 메탄, 에탄, 프로판 및 아세틸렌을 포함하는 군에서 선택된 적어도 1종의 탄화수소 가스일 수 있고, 900 ℃ 내지 1000 ℃에서 열처리할 수 있다.Specifically, after introducing the formed preliminary particles into a reactor, hydrocarbon gas may be formed by chemical vapor deposition (CVD) at 600 ° C to 1200 ° C. The hydrocarbon gas may be at least one type of hydrocarbon gas selected from the group consisting of methane, ethane, propane and acetylene, and heat treatment may be performed at 900 °C to 1000 °C.

상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 표면층을 구비시키는 단계는 상기 실리콘계 복합 입자 및 알루미늄 인산염을 건식 혼합하여 열처리하는 단계 또는 상기 실리콘계 복합 입자 및 알루미늄 인산염을 용매에 혼합한 뒤 열처리하여 용매를 기화시키면서 상기 실리콘계 복합 입자 및 알루미늄 인산염을 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법으로 표면층을 형성하는 경우, 실리콘계 복합 입자의 제조 과정에서 형성된 Li 부산물과 알루미늄 인산염을 반응시켜 표면층을 용이하게 형성시킬 수 있다.The step of providing a surface layer on at least a portion of the silicon-based composite particles may include performing heat treatment by dry mixing the silicon-based composite particles and aluminum phosphate, or mixing the silicon-based composite particles and aluminum phosphate in a solvent and then heat-treating the silicon-based composite particles while vaporizing the solvent. It may include reacting the composite particles and aluminum phosphate. When the surface layer is formed by the above method, the surface layer can be easily formed by reacting the aluminum phosphate with the Li by-product formed during the manufacturing process of the silicon-based composite particles.

상기 알루미늄 인산염은 AlbPcOd(0<b≤10, 0<c≤10, 0<d≤10) 형태일 수 있다. 구체적으로 Al(PO3)3 또는 AlPO4일 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 상기 표면층을 형성하기 위하여 당업계에서 사용하는 염을 적절히 채용할 수 있다.The aluminum phosphate may be in the form of Al b P c O d (0<b≤10, 0<c≤10, 0<d≤10). Specifically, it may be Al(PO 3 ) 3 or AlPO 4 , but is not limited thereto, and salts used in the art may be appropriately employed to form the surface layer.

또는 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 표면층을 구비시키는 단계는 상기 실리콘계 복합 입자, 알루미늄 전구체 및 인 전구체를 건식 혼합하여 열처리 하는 단계 또는 상기 실리콘계 복합 입자, 알루미늄 전구체 및 인 전구체를 용매에 혼합한 뒤 열처리하여 용매를 기화시키면서 상기 실리콘계 복합 입자, 알루미늄 전구체 및 인 전구체를 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법으로 표면층을 형성하는 경우, 실리콘계 복합 입자의 제조 과정에서 형성된 Li 부산물, 알루미늄 전구체 및 인 전구체를 반응시켜 표면층을 용이하게 형성시킬 수 있다.Alternatively, providing a surface layer on at least a portion of the silicon-based composite particles may include performing heat treatment by dry mixing the silicon-based composite particles, aluminum precursor, and phosphorus precursor, or heat treatment after mixing the silicon-based composite particles, aluminum precursor, and phosphorus precursor in a solvent. and reacting the silicon-based composite particle, the aluminum precursor, and the phosphorus precursor while vaporizing the solvent. When the surface layer is formed by the above method, the surface layer can be easily formed by reacting the Li by-product, the aluminum precursor, and the phosphorus precursor formed during the manufacturing process of the silicon-based composite particle.

상기 알루미늄 전구체는 AlaOb(0<a≤10, 0<b≤10) 형태의 산화 알루미늄일 수 있고, 구체적으로 Al2O3일 수 있다.The aluminum precursor may be aluminum oxide in the form of Al a O b (0<a≤10, 0<b≤10), and may specifically be Al 2 O 3 .

또는 상기 알루미늄 전구체는 수산화알루미늄, 질산알루미늄 또는 황산알루미늄 등일 수 있으며, 구체적으로, Al(OH)3, Al(NO3)3·9H20 또는 Al2(SO4)3일 수 있고, 이에 한정되지 않고, 상기 표면층을 형성하기 위하여 당업계에서 사용하는 알루미늄 전구체를 적절히 채용할 수 있다.Alternatively, the aluminum precursor may be aluminum hydroxide, aluminum nitrate or aluminum sulfate, and specifically, may be Al(OH) 3 , Al(NO 3 ) 3 .9H 2 0 or Al 2 (SO 4 ) 3 , and is limited thereto. Instead, an aluminum precursor used in the art may be appropriately employed to form the surface layer.

상기 인 전구체는 PcOd (0<c≤10, 0<d≤10) 형태의 산화 인일 수 있다.The phosphorus precursor may be phosphorus oxide in the form of P c O d (0<c≤10, 0<d≤10).

또는 상기 인 전구체는 인산암모늄, 인산이암모늄 또는 인산 등일 수 있으며, 구체적으로, (NH4)3PO4, (NH4)2HPO4, H3PO4 또는 NH4H2PO4일 수 있고, 이에 한정되지 않고, 상기 표면층을 형성하기 위하여 당업계에서 사용하는 인 전구체를 적절히 채용할 수 있다.Alternatively, the phosphorus precursor may be ammonium phosphate, diammonium phosphate or phosphoric acid, and specifically, (NH 4 ) 3 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , H 3 PO 4 or NH 4 H 2 PO 4 , , It is not limited thereto, and a phosphorus precursor used in the art may be appropriately employed to form the surface layer.

또는 상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 표면층을 구비시키는 단계는 상기 실리콘계 복합 입자 및 Li-Al-P-O 계열 전구체를 건식 혼합하여 열처리하는 단계 또는 상기 실리콘계 복합 입자 및 Li-Al-P-O 계열 전구체를 용매에 혼합한 뒤 열처리하여 용매를 기화시키면서 상기 실리콘계 복합 입자 및 Li-Al-P-O 계열 전구체를 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법으로 표면층을 형성하는 경우, Li-Al-P-O 계열 전구체를 직접 투입하여 표면층을 형성시킬 수 있다.Alternatively, the step of providing a surface layer on at least a portion of the silicon-based composite particles may include dry mixing and heat-treating the silicon-based composite particles and the Li-Al-P-O-based precursor or the silicon-based composite particles and the Li-Al-P-O-based precursor in a solvent. It may include a step of reacting the silicon-based composite particle and the Li-Al-P-O-based precursor while vaporizing the solvent by heat treatment after mixing. When the surface layer is formed by the above method, the surface layer may be formed by directly introducing a Li-Al-P-O-based precursor.

상기 Li-Al-P-O 계열 전구체는 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 형태일 수 있다. 구체적으로 Li3PO4, AlPO4, Al(PO3)3 또는 LiAlO2 등으로부터 복합적으로 형성된 혼합물 또는 화합물일 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 상기 표면층을 형성하기 위하여 당업계에서 사용하는 구성을 적절히 채용할 수 있다.The Li-Al-PO-based precursor may be in the form of Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10). Specifically, it may be a mixture or compound complexly formed from Li 3 PO 4 , AlPO 4 , Al(PO 3 ) 3 , or LiAlO 2 , but is not limited thereto, and a configuration used in the art to form the surface layer is suitably used. can be hired

상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 표면층을 구비시키는 단계에 있어서, 상기 열처리는 500℃ 내지 700℃에서 수행될 수 있고, 구체적으로 550℃ 내지 650℃에서 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 사용하는 염 또는 전구체 등에 따라 상이할 수 있다. 열처리 온도가 상기 범위보다 높은 경우, 표면층이 결정질로 형성되어 표면층을 통한 Li 이온의 출입이 어려워지므로, 저항 및 수명 특성이 저하되고, 용량 및/또는 효율이 저하되는 문제점이 있다. 열처리 온도가 상기 범위를 만족하는 경우, 염 또는 전구체와 Li 부산물과의 반응이 잘 일어나 표면층이 Li을 포함하게 되므로, 형성된 음극 활물질의 수분에 대한 내구도가 높아지고, 음극 활물질 표면의 리튬 확산(Li diffusion) 저항이 낮아져 방전 율속 특성(rate capability)이 우수해지는 효과가 있다.In the step of providing a surface layer on at least a portion of the silicon-based composite particle, the heat treatment may be performed at 500 °C to 700 °C, specifically at 550 °C to 650 °C. However, it is not limited thereto, and may be different depending on the salt or precursor used. When the heat treatment temperature is higher than the above range, the surface layer is formed in a crystalline form, making it difficult for Li ions to enter and exit through the surface layer, resulting in reduced resistance and lifetime characteristics, and reduced capacity and/or efficiency. When the heat treatment temperature satisfies the above range, the reaction between the salt or precursor and Li by-product occurs easily and the surface layer contains Li, so that the durability of the formed negative active material against moisture increases, and the lithium diffusion on the surface of the negative active material (Li diffusion) ) has the effect of improving the discharge rate capability because the resistance is lowered.

상기 용매는 물 또는 에탄올일 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 당업계에서 사용하는 용매를 적절히 채용할 수 있다.The solvent may be water or ethanol, but is not limited thereto, and solvents used in the art may be appropriately employed.

상기 실리콘계 복합 입자 상에 형성된 표면층은 바람직하게는 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함하고, LiyAlzPwOv 상은 비정질상일 수 있다.The surface layer formed on the silicon-based composite particle preferably includes a Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase, The Li y Al z P w O v phase may be an amorphous phase.

상기 표면층에 대한 내용은 전술한 바와 같다.Details of the surface layer are as described above.

<음극><cathode>

본 발명의 일 실시 상태에 따른 음극은 전술한 음극 활물질을 포함할 수 있다.An anode according to an exemplary embodiment of the present invention may include the anode active material described above.

구체적으로, 상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체 상에 배치된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 음극 활물질층은 상기 음극 활물질을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 음극 활물질층은 바인더 및/또는 도전재를 더 포함할 수 있다. Specifically, the negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode current collector. The negative active material layer may include the negative active material. Furthermore, the negative electrode active material layer may further include a binder and/or a conductive material.

상기 음극 활물질층은 음극 활물질, 바인더 및/또는 도전재를 포함하는 음극 슬러리를 음극 집전체의 적어도 일면에 도포하고 건조 및 압연하여 형성될 수 있다.The negative electrode active material layer may be formed by applying a negative electrode slurry containing a negative electrode active material, a binder, and/or a conductive material to at least one surface of a negative electrode current collector, followed by drying and rolling.

상기 음극 슬러리는 상기 음극 활물질, 바인더 및/또는 도전재를 포함한다.The anode slurry includes the anode active material, a binder, and/or a conductive material.

상기 음극 슬러리는 추가의 음극 활물질을 더 포함할 수 있다.The anode slurry may further include an additional anode active material.

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

상기 추가의 음극 활물질은 탄소계 음극 활물질일 수 있다.The additional anode active material may be a carbon-based anode active material.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극 슬러리에 포함된 음극 활물질 및 추가의 음극 활물질의 중량비는 10:90 내지 90:10일 수 있고, 구체적으로 10:90 내지 50:50일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the weight ratio of the negative electrode active material and the additional negative electrode active material included in the negative electrode slurry may be 10:90 to 90:10, specifically 10:90 to 50:50.

상기 음극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 집전체로는 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 구리, 니켈과 같은 탄소를 잘 흡착하는 전이 금속을 집전체로 사용할 수 있다. 상기 집전체의 두께는 6㎛ 내지 20㎛일 수 있으나, 상기 집전체의 두께가 이에 제한되는 것은 아니다.The anode current collector may be any material having conductivity without causing chemical change in the battery, and is not particularly limited. For example, as the current collector, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium, or silver may be used. Specifically, a transition metal that adsorbs carbon well, such as copper and nickel, can be used as the current collector. The current collector may have a thickness of 6 μm to 20 μm, but the thickness of the current collector is not limited thereto.

상기 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 폴리 아크릴산 (poly acrylic acid) 및 이들의 수소를 Li, Na 또는 Ca 등으로 치환된 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 또한 이들의 다양한 공중합체를 포함할 수 있다.The binder is polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidenefluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, poly Vinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), alcohol It may include at least one selected from the group consisting of phononized EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), fluororubber, polyacrylic acid, and materials in which hydrogen is substituted with Li, Na, or Ca, and Various copolymers thereof may be included.

상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, farnes black, lamp black, and thermal black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; conductive tubes such as carbon nanotubes; metal powders such as fluorocarbon, aluminum, and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

<이차전지><Secondary Battery>

본 발명의 일 실시상태에 따른 이차 전지는 전술한 일 실시상태에 따른 음극을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 이차 전지는 음극, 양극, 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해질을 포함할 수 있으며, 상기 음극은 전술한 음극과 동일하다. 상기 음극에 대해서는 전술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.A secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention may include the negative electrode according to the aforementioned exemplary embodiment. Specifically, the secondary battery may include a negative electrode, a positive electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, and the negative electrode is the same as the negative electrode described above. Since the cathode has been described above, a detailed description thereof will be omitted.

상기 양극은 양극 집전체 및 상기 양극 집전체 상에 형성되며, 상기 양극활물질을 포함하는 양극 활물질층을 포함할 수 있다.The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode current collector and including the positive electrode active material.

상기 양극에 있어서, 양극 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또, 상기 양극 집전체는 통상적으로 3 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 집전체 표면 상에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 예를 들어 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.In the positive electrode, the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel. , those surface-treated with nickel, titanium, silver, etc. may be used. In addition, the cathode current collector may have a thickness of typically 3 to 500 μm, and adhesion of the cathode active material may be increased by forming fine irregularities on the surface of the current collector. For example, it may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics.

상기 양극 활물질은 통상적으로 사용되는 양극 활물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; LiFe3O4 등의 리튬 철 산화물; 화학식 Li1+c1Mn2-c1O4 (0≤c1≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-c2Mc2O2 (여기서, M은 Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 및 Ga으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이고, 0.01≤c2≤0.3를 만족한다)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-c3Mc3O2 (여기서, M은 Co, Ni, Fe, Cr, Zn 및 Ta 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이고, 0.01≤c3≤0.1를 만족한다) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M은 Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이다.)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 양극은 Li-metal일 수도 있다.The cathode active material may be a commonly used cathode active material. Specifically, the cathode active material may include layered compounds such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or compounds substituted with one or more transition metals; lithium iron oxides such as LiFe 3 O 4 ; lithium manganese oxides such as Li 1+c1 Mn 2-c1 O 4 (0≤c1≤0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 ; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Formula LiNi 1-c2 M c2 O 2 (where M is at least one selected from the group consisting of Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, and Ga, and satisfies 0.01≤c2≤0.3) Ni site-type lithium nickel oxide; Formula LiMn 2-c3 M c3 O 2 (wherein M is at least one selected from the group consisting of Co, Ni, Fe, Cr, Zn, and Ta, and satisfies 0.01≤c3≤0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (Here, M is at least one selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu and Zn.) Lithium manganese composite oxide represented by; Examples include LiMn 2 O 4 in which Li in the formula is partially substituted with an alkaline earth metal ion, but is not limited thereto. The anode may be Li-metal.

상기 양극 활물질층은 앞서 설명한 양극 활물질과 함께, 양극 도전재 및 양극 바인더를 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer may include a positive electrode conductive material and a positive electrode binder together with the positive electrode active material described above.

이때, 상기 양극 도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성을 갖는 것이면 특별한 제한없이 사용가능하다. 구체적인 예로는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 전도성 고분자 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. At this time, the positive electrode conductive material is used to impart conductivity to the electrode, and in the configured battery, any material that does not cause chemical change and has electronic conductivity can be used without particular limitation. Specific examples include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon-based materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, and carbon fiber; metal powders or metal fibers such as copper, nickel, aluminum, and silver; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; or conductive polymers such as polyphenylene derivatives, and the like, and one of them alone or a mixture of two or more may be used.

또, 상기 양극 바인더는 양극 활물질 입자들 간의 부착 및 양극 활물질과 양극 집전체와의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 구체적인 예로는 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 또는 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.In addition, the positive electrode binder serves to improve adhesion between particles of the positive electrode active material and adhesion between the positive electrode active material and the positive electrode current collector. Specific examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, carboxymethylcellulose (CMC) ), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), fluororubber, or various copolymers thereof, and the like may be used alone or in a mixture of two or more of them.

분리막으로는 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로, 통상 이차 전지에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다. 또 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포가 사용될 수도 있다. 또, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 분리막이 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.The separator separates the negative electrode and the positive electrode and provides a passage for lithium ion movement. If it is normally used as a separator in a secondary battery, it can be used without particular limitation. it is desirable Specifically, a porous polymer film, for example, a porous polymer film made of polyolefin-based polymers such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, and ethylene/methacrylate copolymer, or these A laminated structure of two or more layers of may be used. In addition, conventional porous non-woven fabrics, for example, non-woven fabrics made of high-melting glass fibers, polyethylene terephthalate fibers, and the like may be used. In addition, a coated separator containing a ceramic component or a polymer material may be used to secure heat resistance or mechanical strength, and may be selectively used in a single-layer or multi-layer structure.

상기 전해질로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.Examples of the electrolyte include, but are not limited to, organic liquid electrolytes, inorganic liquid electrolytes, solid polymer electrolytes, gel polymer electrolytes, solid inorganic electrolytes, and molten inorganic electrolytes that can be used in manufacturing a lithium secondary battery.

구체적으로, 상기 전해질은 비수계 유기용매와 금속염을 포함할 수 있다. Specifically, the electrolyte may include a non-aqueous organic solvent and a metal salt.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라하이드로푸란, 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 카보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.As the non-aqueous organic solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butyllolactone, 1,2-dimethine Toxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxorane, formamide, dimethylformamide, dioxorane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid Triester, trimethoxy methane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ether, methyl propionate, propionic acid An aprotic organic solvent such as ethyl may be used.

특히, 상기 카보네이트계 유기 용매 중 고리형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기 용매로서 유전율이 높아 리튬염을 잘 해리시키므로 바람직하게 사용될 수 있으며, 이러한 고리형 카보네이트에 디메틸카보네이트 및 디에틸카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 높은 전기 전도율을 갖는 전해질을 만들 수 있어 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. In particular, among the carbonate-based organic solvents, ethylene carbonate and propylene carbonate, which are cyclic carbonates, are high-viscosity organic solvents and have a high dielectric constant, so they can be preferably used because they dissociate lithium salts well, and dimethyl carbonate and diethyl carbonate and When the same low-viscosity, low-dielectric constant linear carbonate is mixed and used in an appropriate ratio, an electrolyte having high electrical conductivity can be made and can be used more preferably.

상기 금속염은 리튬염을 사용할 수 있고, 상기 리튬염은 상기 비수 전해액에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The metal salt may be a lithium salt, and the lithium salt is a material that is easily soluble in the non-aqueous electrolyte. For example, the anion of the lithium salt is F - , Cl - , I - , NO 3 - , N (CN ) 2 - , BF 4 - , ClO 4 - , PF 6 - , (CF 3 ) 2 PF 4 - , (CF 3 ) 3 PF 3 - , (CF 3 ) 4 PF 2 - , (CF 3 ) 5 PF - , (CF 3 ) 6 P - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CF 2 SO 3 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , (FSO 2 ) 2 N - , CF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO - , (CF 3 SO 2 ) 2 CH - , (SF 5 ) 3 C - , (CF 3 SO 2 ) 3 C - , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - At least one selected from the group consisting of may be used.

상기 전해질에는 상기 전해질 구성 성분들 외에도 전지의 수명특성 향상, 전지 용량 감소 억제, 전지의 방전 용량 향상 등을 목적으로 예를 들어, 디플루오로 에틸렌카보네이트 등과 같은 할로알킬렌카보네이트계 화합물, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사인산 트리아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올 또는 삼염화 알루미늄 등의 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수도 있다.In addition to the above electrolyte components, the electrolyte may include, for example, haloalkylene carbonate-based compounds such as difluoroethylene carbonate, pyridine, and triglycerides for the purpose of improving battery life characteristics, suppressing battery capacity decrease, and improving battery discharge capacity. Ethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, hexaphosphoric acid triamide, nitrobenzene derivative, sulfur, quinone imine dye, N-substituted oxazolidinone, N,N-substituted imida One or more additives such as zolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxy ethanol or aluminum trichloride may be further included.

본 발명의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공한다. 상기 전지 모듈 및 전지 팩은 고용량, 높은 율속 특성 및 사이클 특성을 갖는 상기 이차 전지를 포함하므로, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 중대형 디바이스의 전원으로 이용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a battery module including the secondary battery as a unit cell and a battery pack including the same are provided. Since the battery module and the battery pack include the secondary battery having high capacity, high rate and cycle characteristics, a medium or large-sized device selected from the group consisting of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage system can be used as a power source for

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention, but the above embodiments are merely illustrative of the present description, and various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present description. It is obvious to those skilled in the art, Naturally, such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예 1-1Example 1-1

Si 및 SiO2를 1:1 몰비로 혼합한 분말 100g을 반응로에서 1,400℃의 승화 온도로 진공 가열하였다. 이 후, 기화된 Si, SiO2 혼합 기체를 800℃의 냉각 온도를 가지는 진공 상태의 냉각 영역(cooling zone)에서 반응시켜 고상으로 응결시켰다. 이 후, 비활성 분위기, 800℃의 온도에서 열처리를 진행하여 예비 실리콘계 입자를 제조하였다. 이 후, 상기 예비 실리콘계 입자를 볼밀을 이용하여 sus ball media 15개를 투입한 후, 3시간 동안 분쇄하여 6㎛(D50) 크기의 실리콘계 입자를 제조하였다. 이 후, Ar 가스를 흘려 불활성 분위기를 유지하면서 CVD 장치의 핫 존(hot zone)에 상기 실리콘계 입자를 위치시키고, 캐리어 가스로 Ar를 사용하여 상기 메탄을 900℃의 핫 존에 불어넣어 20분간 10-1 torr에서 반응시켜, 상기 실리콘계 입자의 표면에 탄소층을 형성시켰다.100 g of powder obtained by mixing Si and SiO 2 in a molar ratio of 1:1 was vacuum-heated to a sublimation temperature of 1,400° C. in a reaction furnace. Thereafter, the vaporized Si and SiO 2 mixed gas was reacted in a cooling zone in a vacuum state having a cooling temperature of 800° C. and condensed into a solid phase. Thereafter, heat treatment was performed at a temperature of 800° C. in an inert atmosphere to prepare preliminary silicon-based particles. Thereafter, 15 sus ball media were added to the preliminary silicon-based particles using a ball mill, and then pulverized for 3 hours to prepare silicon-based particles having a size of 6 μm (D 50 ). Thereafter, while maintaining an inert atmosphere by flowing Ar gas, the silicon-based particles are placed in a hot zone of a CVD apparatus, and methane is blown into the hot zone at 900 ° C. using Ar as a carrier gas, followed by 10 minutes for 20 minutes. By reacting at -1 torr, a carbon layer was formed on the surface of the silicon-based particle.

상기 실리콘계 입자 90g에 Li 금속 분말(Li metal powder)을 10g 추가하고, 비활성 분위기, 800℃의 온도에서 열처리를 진행하여 Li이 도핑된 실리콘계 복합 입자를 제조하였다.10 g of Li metal powder was added to 90 g of the silicon-based particles, and heat treatment was performed at a temperature of 800° C. in an inert atmosphere to prepare silicon-based composite particles doped with Li.

상기 실리콘계 복합 입자 98.5g 에 Al(PO3)3 1.5g을 혼합한 후, 600℃ 열처리하여 실리콘계 복합 입자 표면에 Li, Al, P 및 O를 포함하는 표면층이 형성된 음극 활물질을 제조하였다.After mixing 1.5 g of Al(PO 3 ) 3 with 98.5 g of the silicon-based composite particles, heat treatment was performed at 600° C. to prepare a negative electrode active material having a surface layer containing Li, Al, P, and O formed on the surface of the silicon-based composite particles.

상기 음극 활물질의 ICP 분석 시, Li, Al, P의 함량은 각각 상기 음극 활물질 총 100 wt%를 기준으로 9.5 wt%, 0.15 wt%, 0.5 wt% 였다.Upon ICP analysis of the anode active material, the contents of Li, Al, and P were 9.5 wt%, 0.15 wt%, and 0.5 wt%, respectively, based on 100 wt% of the total amount of the anode active material.

실시예 1-2Example 1-2

Al(PO3)3 대신 AlPO4를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 음극 활물질을 제조하였다. A negative electrode active material was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that AlPO 4 was used instead of Al(PO 3 ) 3 .

상기 음극 활물질의 ICP 분석 시, Li, Al, P의 함량은 각각 상기 음극 활물질 총 100 wt%를 기준으로 9.5 wt%, 0.15 wt%, 0.17 wt% 였다.Upon ICP analysis of the anode active material, contents of Li, Al, and P were 9.5 wt%, 0.15 wt%, and 0.17 wt%, respectively, based on 100 wt% of the anode active material.

실시예 1-3Examples 1-3

상기 실리콘계 복합 입자 97g, Al(PO3)3 3g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 음극 활물질을 제조하였다. An anode active material was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that 97 g of the silicon-based composite particles and 3 g of Al(PO 3 ) 3 were used.

상기 음극 활물질의 ICP 분석 시, Li, Al, P의 함량은 각각 상기 음극 활물질 총 100 wt%를 기준으로 9.4 wt%, 0.3 wt%, 0.9 wt% 였다.Upon ICP analysis of the anode active material, the contents of Li, Al, and P were 9.4 wt%, 0.3 wt%, and 0.9 wt%, respectively, based on 100 wt% of the anode active material.

비교예 1-1Comparative Example 1-1

표면층 형성 시 열처리 온도를 800℃로 처리한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 음극 활물질을 제조하였다. An anode active material was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the heat treatment temperature was set at 800° C. when forming the surface layer.

비교예 1-2Comparative Example 1-2

상기 실리콘계 복합 입자에 Al(PO3)3를 혼합하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 음극 활물질을 제조하였다. An anode active material was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that Al(PO 3 ) 3 was not mixed with the silicon-based composite particles.

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 실리콘계 음극 활물질은 하기 표 1과 같다.The silicon-based negative electrode active materials prepared in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.

표면층의 유무Presence or absence of surface layer 표면층의 상phase of the surface layer 음극 활물질 100 중량부 기준Based on 100 parts by weight of negative electrode active material 음극 활물질의 D50(㎛)D 50 (㎛) of negative active material 음극 활물질의 비표면적 (m2/g)Specific surface area of negative electrode active material (m 2 /g) 표면층의 함량
(중량부)
content of the surface layer
(parts by weight)
탄소층의 함량
(중량부)
content of carbon layer
(parts by weight)
Li 함량
(중량부)
Li content
(parts by weight)
실시예 1-1Example 1-1 OO 비정질amorphous 1.51.5 4.54.5 9.59.5 66 2.52.5 실시예 1-2Example 1-2 OO 비정질amorphous 1.51.5 4.54.5 9.59.5 66 2.52.5 실시예 1-3Example 1-3 OO 비정질amorphous 33 4.34.3 9.49.4 66 2.52.5 비교예 1-1Comparative Example 1-1 OO 결정질crystalline 1.51.5 4.54.5 9.59.5 66 2.52.5 비교예 1-2Comparative Example 1-2 XX -- 00 55 9.59.5 66 2.52.5

상기 Li, Al, P 원자 함량은 유도결합 플라즈마 발광 분석 분광기(Perkin-Elmer 7300사의 ICP-OES, AVIO 500)를 이용한 ICP 분석을 통하여 확인하였다. The Li, Al, and P atomic contents were confirmed through ICP analysis using an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-OES, AVIO 500, manufactured by Perkin-Elmer 7300).

상기 표면층의 상은 표면층 코팅 전/후에 따른 XRD 그래프의 변화를 통하여 확인하였다. 표면층이 비정질인 경우, 코팅 전/후에 따른 XRD 패턴의 차이가 없었다.The phase of the surface layer was confirmed through changes in XRD graphs before and after coating the surface layer. When the surface layer was amorphous, there was no difference in XRD patterns before and after coating.

상기 탄소층의 함량은 연소를 통한 원소 분석법(Bruker사의 G4 ICARUS)을 통하여 산소 조건 하에서 확인하였다.The content of the carbon layer was confirmed under oxygen conditions through elemental analysis through combustion (Bruker's G4 ICARUS).

상기 음극 활물질의 D50은 microtac 장비를 이용하여 PSD 측정 방법으로 분석하였다. D50 of the anode active material was analyzed by a PSD measurement method using a microtac device.

상기 비표면적은, BET 측정 장비(BEL-SORP-MAX, Nippon Bell)를 이용하여, 200℃에서 8시간 동안 가스를 제거(degassing)하고, 77K에서 N2 흡착/탈착(adsorption/desorption)을 진행하여 측정하였다.The specific surface area was measured by degassing at 200° C. for 8 hours using BET measuring equipment (BEL-SORP-MAX, Nippon Bell), and adsorption/desorption of N 2 at 77K. was measured.

<실험예 1: 방전 용량, 초기 효율 및 용량 유지율 평가><Experimental Example 1: Evaluation of discharge capacity, initial efficiency and capacity retention rate>

실시예들 및 비교예들의 음극 활물질을 각각 이용하여 음극 및 전지를 제조하였다. A negative electrode and a battery were manufactured using the negative electrode active materials of Examples and Comparative Examples, respectively.

상기 음극 활물질, 도전재인 카본 블랙, 바인더인 PAA (poly acrylic acid)를 80:10:10 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이후, 상기 혼합물 5g에 증류수 7.8g을 투입한 뒤 교반하여 음극 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 슬러리를 두께가 20㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 금속 박막에 도포, 건조하였다. 이때 순환되는 공기의 온도는 60℃였다. 이어서, 압연(roll press)하고 130℃의 진공 오븐에서 12시간 동안 건조하여 음극을 제조하였다.A mixture was prepared by mixing the anode active material, carbon black as a conductive material, and polyacrylic acid (PAA) as a binder in a weight ratio of 80:10:10. Thereafter, 7.8 g of distilled water was added to 5 g of the mixture and stirred to prepare an anode slurry. The anode slurry was applied to a copper (Cu) metal thin film as an anode current collector having a thickness of 20 μm and dried. At this time, the temperature of the circulated air was 60°C. Subsequently, a negative electrode was prepared by roll pressing and drying in a vacuum oven at 130° C. for 12 hours.

제조된 음극을 1.7671㎠의 원형으로 절단한 리튬(Li) 금속 박막을 양극으로 하였다. 상기 양극과 음극 사이에 다공성 폴리에틸렌의 분리막을 개재하고, 메틸에틸카보네이트(EMC)와 에틸렌카보네이트(EC)의 혼합 부피비가 7:3인 혼합 용액에 0.5 중량부로 용해된 비닐렌 카보네이트를 용해시키고, 1M 농도의 LiPF6가 용해된 전해액을 주입하여, 리튬 코인 하프 셀(coin half-cell)을 제조하였다.A lithium (Li) metal thin film obtained by cutting the prepared negative electrode into a circular shape of 1.7671 cm 2 was used as a positive electrode. A separator of porous polyethylene is interposed between the positive electrode and the negative electrode, and vinylene carbonate dissolved in 0.5 parts by weight is dissolved in a mixed solution having a mixed volume ratio of methyl ethyl carbonate (EMC) and ethylene carbonate (EC) of 7: 3, and 1M A lithium coin half-cell was prepared by injecting an electrolyte solution in which a concentration of LiPF 6 was dissolved.

제조된 전지에 대해 충·방전을 수행하여, 방전 용량, 초기 효율, 용량 유지율을 평가하였고, 이를 하기 표 2에 기재하였다.The prepared battery was charged and discharged to evaluate discharge capacity, initial efficiency, and capacity retention rate, which are shown in Table 2 below.

1회 사이클과 2회 사이클은 0.1C로 충·방전하였고, 3회 사이클부터 49회 사이클까지는 0.5C로 충·방전을 수행하였다. 50회 사이클은 충전(리튬이 음극에 들어있는 상태)상태에서 종료하였다.The first and second cycles were charged and discharged at 0.1C, and the third to 49th cycles were charged and discharged at 0.5C. 50 cycles were terminated in the state of charge (with lithium in the negative electrode).

충전 조건: CC(정전류)/CV(정전압)(5mV/0.005C current cut-off) Charging conditions: CC (constant current)/CV (constant voltage) (5mV/0.005C current cut-off)

방전 조건: CC(정전류) 조건 1.5VDischarge condition: CC (constant current) condition 1.5V

1회 충방전 시의 결과를 통해, 방전 용량(mAh/g) 및 초기 효율(%)을 도출하였다. 구체적으로 초기 효율(%)은 다음과 같은 계산에 의해 도출되었다.Through the results of one charge and discharge, discharge capacity (mAh / g) and initial efficiency (%) were derived. Specifically, the initial efficiency (%) was derived by the following calculation.

초기 효율(%) = (1회 방전 후 방전 용량 / 1회 충전 용량)×100Initial efficiency (%) = (discharge capacity after one discharge / one charge capacity) × 100

용량 유지율은 각각 다음과 같은 계산에 의해 도출되었다. The capacity retention rates were derived by the following calculations, respectively.

용량 유지율(%) = (50회 방전 용량 / 1회 방전 용량)×100Capacity retention rate (%) = (50 discharge capacity / 1 discharge capacity) × 100

전지battery 방전 용량(mAh/g)Discharge capacity (mAh/g) 초기 효율(%)Initial Efficiency (%) 용량 유지율(%)Capacity retention rate (%) 실시예 1-1Example 1-1 13801380 9191 4040 실시예 1-2Example 1-2 13801380 9191 4040 실시예 1-3Examples 1-3 13701370 9090 4040 비교예 1-1Comparative Example 1-1 13001300 8989 3535 비교예 1-2Comparative Example 1-2 12501250 8686 3030

상기 표 2에 있어서, 실시예 1-1 내지 1-3에서는 실리콘계 복합 입자 상에 표면층을 비정질상으로 구비시킴으로써, 실리콘계 복합 입자에 포함된 리튬 부산물을 효과적으로 제거할 수 있고, 상기 표면층이 실리콘계 복합 입자를 효과적으로 피복하여 리튬 부산물 및 실리콘계 복합 입자의 리튬 화합물이 슬러리의 수분과 반응하여 슬러리의 물성을 저하시키는 것을 방지하므로, 방전 용량, 초기 효율 및 용량 유지율이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.In Table 2, in Examples 1-1 to 1-3, by providing an amorphous surface layer on the silicon-based composite particle, it is possible to effectively remove lithium by-products included in the silicon-based composite particle, and the surface layer forms the silicon-based composite particle. It can be confirmed that the discharge capacity, initial efficiency, and capacity retention rate are all excellent because the effective coating prevents the lithium by-product and the lithium compound of the silicon-based composite particles from reacting with moisture in the slurry to deteriorate the physical properties of the slurry.

반면, 비교예 1-1은 열처리 온도가 높아 표면층이 결정질로 형성된 것으로 Li 이온의 출입이 어려워져, 방전 용량, 초기 효율 및 수명 특성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in Comparative Example 1-1, the surface layer was formed in a crystalline form due to the high heat treatment temperature, and it was confirmed that Li ion entry and exit became difficult, and discharge capacity, initial efficiency, and lifespan characteristics were deteriorated.

비교예 1-2은 표면층을 포함하지 않아 실리콘계 복합 입자에 포함된 Li 화합물이 슬러리의 수분과 쉽게 반응하여 슬러리의 점도를 변화시키고, 슬러리의 부반응이 발생하기 때문에 초기 효율 및 수명 특성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.Comparative Example 1-2 does not include a surface layer, so the Li compound contained in the silicon-based composite particles easily reacts with moisture in the slurry to change the viscosity of the slurry, and side reactions of the slurry occur, so that the initial efficiency and life characteristics are lowered. I was able to confirm.

실시예 2-1Example 2-1

상기 실리콘계 복합 입자와 Al(PO3)3를 에탄올(ethanol)에 분산 시킨 후 90℃로 가열하여 에탄올을 증발시킨 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 Al, P 및 O를 포함하는 표면층이 형성된 음극 활물질을 제조하였다.Al, P, and O were included in the same manner as in Example 1-1, except that the silicon-based composite particles and Al(PO 3 ) 3 were dispersed in ethanol and then heated to 90° C. to evaporate the ethanol. An anode active material having a surface layer formed thereon was prepared.

형성된 음극 활물질의 표면층의 상은 비정질이었고, 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 표면층의 함량은 1.5 중량부, 탄소층은 4.5 중량부, Li는 9.5 중량부였다. 음극 활물질의 D50은 6㎛이었고, 비표면적은 2.5 m2/g였다.The surface layer of the formed negative active material was amorphous, and the contents of the surface layer were 1.5 parts by weight, 4.5 parts by weight of the carbon layer, and 9.5 parts by weight of Li based on 100 parts by weight of the total negative electrode active material. The negative electrode active material had a D 50 of 6 μm and a specific surface area of 2.5 m 2 /g.

<실험예 2: 속도 특성 평가><Experimental Example 2: Evaluation of speed characteristics>

상기 실시예 1-1 및 2-1의 음극 활물질을 이용하여 실험예 1과 동일한 방법으로 음극 및 전지를 제조하였다.An anode and a battery were prepared in the same manner as in Experimental Example 1 using the anode active materials of Examples 1-1 and 2-1.

실시예 1-1 및 2-1에서 제조한 전지에 대해 충·방전을 평가하였다. 충전 속도를 0.2C로 고정시키고, 방전 속도를 0.2C, 1.0C, 3.0C 및 5.0C로 변경하면서, 방전 용량이 얼마나 줄어드는지를 확인하고자 속도 특성(rate capability)을 측정하였고, 이를 하기 표 3에 기재하였다. 한편, 0.2C로 방전 시의 방전 용량을 100%로 설정하였다.Charge and discharge were evaluated for the batteries manufactured in Examples 1-1 and 2-1. While fixing the charging rate at 0.2C and changing the discharging rate to 0.2C, 1.0C, 3.0C, and 5.0C, the rate capability was measured to determine how much the discharge capacity was reduced, which is shown in Table 3 below. described. On the other hand, the discharge capacity at the time of discharging at 0.2 C was set to 100%.

방전 용량 (%)Discharge capacity (%) 전지battery 0.2C0.2C 1.0C1.0C 3.0C3.0C 5.0C5.0C 실시예 1-1Example 1-1 100100 9595 9090 8080 실시예 2-1Example 2-1 100100 9090 7777 6565

상기 실시예 1-1 및 2-1은 실리콘계 복합 입자의 표면에 표면층이 비정질상으로 구비됨으로써, 상기 표면층이 실리콘계 복합 입자를 효과적으로 피복하여 리튬 부산물 및 실리콘계 복합 입자의 리튬 화합물이 슬러리의 수분과 반응하여 슬러리의 물성을 저하시키는 것을 방지하는 역할을 한다.In Examples 1-1 and 2-1, the surface layer is provided on the surface of the silicon-based composite particle in an amorphous state, so that the surface layer effectively covers the silicon-based composite particle, so that the lithium by-product and the lithium compound of the silicon-based composite particle react with moisture in the slurry. It serves to prevent deterioration of the physical properties of the slurry.

이 중에서도, 실시예 2-1은 표면층이 Li를 포함하지 않는 반면, 실시예 1-1은 표면층이 Li를 포함하기 때문에 음극 활물질 표면의 리튬 확산(Li diffusion) 저항이 낮아져 방전 율속 특성(rate capability)이 우수하므로, 실시예 2-1 보다 실시예 1-1이 방전 속도에 따른 방전 용량이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있었다.Among them, in Example 2-1, the surface layer does not contain Li, whereas in Example 1-1, since the surface layer contains Li, the lithium diffusion resistance on the surface of the negative electrode active material is lowered, resulting in discharge rate capability ) is excellent, it was confirmed that the discharge capacity according to the discharge rate of Example 1-1 was more excellent than that of Example 2-1.

Claims (15)

SiOx(0<x<2) 및 Li 화합물을 포함하고, 표면의 적어도 일부에 탄소층이 구비된 실리콘계 복합 입자; 및
상기 실리콘계 복합 입자 상의 적어도 일부에 구비된 표면층을 포함하는 음극 활물질로서,
상기 음극 활물질은 13족 원소 및 15족 원소를 포함하고,
상기 표면층은 비정질상을 포함하는 음극 활물질.
A silicon-based composite particle including SiO x (0<x<2) and a Li compound and having a carbon layer on at least a part of the surface; and
As an anode active material comprising a surface layer provided on at least a part of the silicon-based composite particle,
The negative electrode active material includes a group 13 element and a group 15 element,
The surface layer is a negative electrode active material containing an amorphous phase.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층은 Al, P 및 O 원소를 포함하는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The surface layer is a negative electrode active material containing Al, P and O elements.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층은 Li, Al, P 및 O 원소를 포함하는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The surface layer is a negative electrode active material containing Li, Al, P and O elements.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층은 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상을 포함하고,
상기 LiyAlzPwOv(0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) 상은 비정질상인 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The surface layer includes a Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase,
The Li y Al z P w O v (0<y≤10, 0<z≤10, 0<w≤10, 0<v≤10) phase is an amorphous negative active material.
청구항 1에 있어서,
상기 음극 활물질의 X선 회절 분석 시, 표면층에서 유래하는 결정성 피크가 나타나지 않는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
A negative electrode active material that does not show a crystalline peak derived from the surface layer when X-ray diffraction analysis of the negative electrode active material.
청구항 1에 있어서,
상기 음극 활물질의 X선 회절 분석 시, Si에서 유래하는 피크가 나타나고, Li2SiO3 및 Li2Si2O5 중 적어도 하나에서 유래하는 피크가 나타나는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
A negative electrode active material wherein, upon X-ray diffraction analysis of the negative electrode active material, a peak derived from Si appears and a peak derived from at least one of Li 2 SiO 3 and Li 2 Si 2 O 5 appears.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층에 포함된 비정질상은 표면층 총 100 중량부를 기준으로 50 중량부 초과로 포함되는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The amorphous phase included in the surface layer is a negative electrode active material that is included in more than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total surface layer.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층 및 상기 탄소층의 중량비는 1:0.1 내지 1:30인 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
A weight ratio of the surface layer and the carbon layer is 1:0.1 to 1:30 of the negative electrode active material.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층은 탄소층 100 중량부를 기준으로 90 중량부 이하로 포함되는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The surface layer is a negative active material that is included in 90 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the carbon layer.
청구항 1에 있어서,
상기 표면층은 Li2O, LiOH 및 Li2CO3로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 더 포함하는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The surface layer further comprises at least one member selected from the group consisting of Li 2 O, LiOH, and Li 2 CO 3 .
청구항 1에 있어서,
상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 Li이 0.1 중량부 내지 25 중량부로 포함되는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
A negative electrode active material comprising 0.1 part by weight to 25 parts by weight of Li based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소층은 비정질상을 포함하는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The negative electrode active material comprising the carbon layer is an amorphous phase.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소층은 상기 음극 활물질 총 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 50 중량부로 포함되는 것인 음극 활물질.
The method of claim 1,
The negative electrode active material of which the carbon layer is included in 0.1 part by weight to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material.
청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 따른 음극 활물질을 포함하는 음극.An anode comprising the anode active material according to any one of claims 1 to 13. 청구항 14에 따른 음극을 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising the negative electrode according to claim 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100794192B1 (en) 2006-09-08 2008-01-14 한국과학기술연구원 Method for fabricating carbon-coated silicon/graphite composite anode material for lithium secondary battery and method for fabricating secondary battery comprising the same

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