KR20240057600A - Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same - Google Patents

Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR20240057600A
KR20240057600A KR1020220137966A KR20220137966A KR20240057600A KR 20240057600 A KR20240057600 A KR 20240057600A KR 1020220137966 A KR1020220137966 A KR 1020220137966A KR 20220137966 A KR20220137966 A KR 20220137966A KR 20240057600 A KR20240057600 A KR 20240057600A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
negative electrode
electrode active
resin
nanocarbon
Prior art date
Application number
KR1020220137966A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박병훈
강성환
공민경
박주연
권세만
Original Assignee
주식회사 한솔케미칼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한솔케미칼 filed Critical 주식회사 한솔케미칼
Priority to KR1020220137966A priority Critical patent/KR20240057600A/en
Publication of KR20240057600A publication Critical patent/KR20240057600A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/366Composites as layered products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/364Composites as mixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386Silicon or alloys based on silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027Negative electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 금속 입자 및 나노탄소를 포함하는 코어 및 탄소를 포함하는 쉘층을 포함하고, 상기 나노탄소가 상기 금속 입자 전체를 감싸는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이의 제조 방법과, 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery, comprising a core containing metal particles and nanocarbon and a shell layer containing carbon, wherein the nanocarbon has a shape that surrounds the entire metal particle, and a method for manufacturing the same. , and relates to a lithium secondary battery including the same.

Description

음극 활물질, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same}Anode active material, method for manufacturing the same, and lithium secondary battery comprising the same {Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same}

본 발명은 음극 활물질, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 음극 활물질의 형상을 제어하여 장기적인 충/방전 진행에도 안정적인 거동이 가능한 음극 활물질, 그의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material, a manufacturing method thereof, and a lithium secondary battery containing the same. Specifically, the present invention relates to a negative electrode active material capable of stable behavior even during long-term charging/discharging by controlling the shape of the negative electrode active material, a manufacturing method thereof, and a lithium secondary battery comprising the same. It is about lithium secondary batteries.

리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB)는 높은 에너지 밀도를 가지고, 설계가 용이하여, 모바일 전자 기기의 주요 전력 공급원으로 채택되어 사용되고 있으며, 향후 전기 자동차 혹은 신재생 에너지의 전력 저장 장치 등으로 그 응용 범위가 더욱 넓어지고 있다.Lithium Ion Battery (LIB) has high energy density and is easy to design, so it has been adopted and used as a main power source for mobile electronic devices. In the future, it will be applied to electric vehicles or renewable energy power storage devices. The scope is becoming wider.

새로운 응용 분야에 적용을 하기 위해서는 보다 높은 에너지 밀도, 장수명 등의 특성을 가지는 LIB 소재에 대한 연구가 지속적으로 요구되고 있다. 특히, 음극 소재의 경우 탄소를 비롯하여 실리콘, 주석, 게르마늄 등 여러가지 물질에 대해 연구가 진행되어 왔다.In order to apply it to new application fields, research on LIB materials with characteristics such as higher energy density and longer lifespan is continuously required. In particular, in the case of cathode materials, research has been conducted on various materials such as carbon, silicon, tin, and germanium.

이 가운데 실리콘계 음극 소재는 현재 상용화된 흑연 음극 소재에 비하여 매우 높은 이론적 용량을 가지고 있어서 많은 관심을 받아왔다. 그러나, 실리콘계 음극 소재는 실리콘 표면과 전해질의 부반응으로 인해 불안정한 SEI(Solid Electrolyte Interphase)층이 형성되어 전기화학적 특성이 저하되거나, 충방전 시 발생하는 급격한 부피 팽창으로 인한 내부 응력으로 전극 물질의 분쇄가 일어나는 등의 문제점을 가지고 있다.Among these, silicon-based anode materials have received much attention because they have a much higher theoretical capacity compared to currently commercialized graphite anode materials. However, in silicon-based anode materials, electrochemical properties deteriorate due to the formation of an unstable SEI (Solid Electrolyte Interphase) layer due to a side reaction between the silicon surface and the electrolyte, or the electrode material is pulverized due to internal stress due to rapid volume expansion that occurs during charging and discharging. There are problems that arise.

이를 해결하기 위해 실리콘계 음극 소재의 나노구조화, 표면 개질, 이종 물질 복합화 등의 연구들이 진행되어 왔다. 특히, 탄소 소재를 표면 코팅하거나 복합화하는 방법은 산업계를 중심으로 널리 연구되고 있다. 탄소 소재를 활용한 다양한 표면 처리에는 복잡하고 고비용의 공정이 필요하였고, 탄소 소재를 활용한 표면 처리를 통해서 실리콘계 음극 소재의 일부 수명 특성은 개선되었지만, 실리콘계 음극 소재의 충방전 시 발생하는 큰 부피 변화에 대응하기 위해서는 근본적인 소재 설계 개념의 수정이 요구되었다.To solve this problem, research has been conducted on nanostructuring, surface modification, and compositing of heterogeneous materials of silicon-based anode materials. In particular, methods for surface coating or complexing carbon materials are being widely studied in the industrial world. Complex and expensive processes were required for various surface treatments using carbon materials, and although some lifespan characteristics of silicon-based anode materials were improved through surface treatment using carbon materials, there was a large volume change that occurred during charging and discharging of silicon-based anode materials. In order to respond, modification of the fundamental material design concept was required.

즉, 종래의 탄소 소재를 활용한 복합화는 실리콘계 음극 소재의 물리적 형상을 개선하지 않은 상태로 탄소와의 복합화를 진행하였기 때문에 LIB에 요구되는 안정적인 수명 특성에 도달하기가 어려웠다. 따라서, 실리콘계 음극 소재의 부피 팽창을 억제하는 동시에 실리콘계 음극 소재의 불안정한 수명 특성을 개선하기 위하여 고용량 실리콘계 음극 활물질의 구조적 개질에 관한 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.In other words, it was difficult to achieve the stable lifespan characteristics required for LIB because the composite using conventional carbon materials was performed with carbon without improving the physical shape of the silicon-based anode material. Therefore, there is a need to develop technology for structural modification of high-capacity silicon-based negative electrode active materials in order to suppress the volume expansion of the silicon-based negative electrode material and at the same time improve the unstable lifespan characteristics of the silicon-based negative electrode material.

공개특허공보 제2019-0047367호 (2019.05.08)Public Patent Publication No. 2019-0047367 (2019.05.08)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 고용량 및 고에너지 밀도를 가지면서도, 장기간 사용 후에도 안정적인 충/방전 거동이 가능한 장수명 특성의 이차전지를 위한 음극 활물질을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the above problems, and its purpose is to provide a negative active material for a secondary battery with high capacity and high energy density and long life characteristics that enable stable charge/discharge behavior even after long-term use.

또한, 고효율, 저비용으로 상기 음극 활물질을 제조 가능한 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기 음극 활물질을 포함하는 전극 및 리튬 이차전지를 제공하는 것 또한 본 발명의 목적에 해당한다고 볼 수 있다.In addition, the purpose is to provide a manufacturing method capable of manufacturing the negative electrode active material with high efficiency and low cost, and providing an electrode and a lithium secondary battery containing the negative electrode active material can also be considered to be the purpose of the present invention.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to one embodiment of the present invention,

코어 및 상기 코어 외부에 형성된 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 리튬 이차 전지용 음극 활물질에 있어서,In the negative active material for a lithium secondary battery having a core-shell structure including a core and a shell layer formed outside the core,

상기 코어는 금속 입자 및 나노탄소를 포함하고,The core includes metal particles and nanocarbon,

상기 쉘층은 탄소를 포함하며,The shell layer contains carbon,

상기 나노탄소는 상기 금속 입자 전체를 감싸는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 음극 활물질이 제공된다.A negative electrode active material is provided, wherein the nanocarbon has a shape that surrounds the entire metal particle.

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to one embodiment of the present invention,

금속 입자를 분쇄하는 단계(S1);Grinding metal particles (S1);

상기 분쇄된 금속 입자 및 나노탄소를 용매에 분산시키는 단계(S2);Dispersing the pulverized metal particles and nanocarbon in a solvent (S2);

분산된 용액을 분무 건조하여 구형 금속 전구체 분말을 제조하는 단계(S3);Preparing spherical metal precursor powder by spray drying the dispersed solution (S3);

상기 구형 금속 전구체 분말을 결정질 탄소 및 비정질 탄소 중 하나 이상과 혼합하여 복합화하는 단계(S4); 및Compounding the spherical metal precursor powder by mixing it with at least one of crystalline carbon and amorphous carbon (S4); and

열처리하는 단계(S5);Heat treatment step (S5);

를 포함하는, 음극 활물질의 제조방법이 제공된다.A method for producing a negative electrode active material is provided, including.

본 발명의 일 실시예에 따르면,According to one embodiment of the present invention,

음극, 양극 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지에 있어서,In a lithium secondary battery including a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte,

상기 음극은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질을 포함하는, 리튬 이차 전지가 제공된다.A lithium secondary battery is provided, wherein the negative electrode includes a negative electrode active material according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질은 실리콘 입자가 나노탄소로 감싸진 코어부와 이를 감싸고 있는 흑연계 물질을 포함하는 쉘부로 구성되어 있다. 본 발명에서는 코어부 내의 나노탄소가 실리콘 입자를 균일하게 감싼 형태의 음극 활물질을 제안하며, 이의 구체적인 효과는 다음과 같다.The anode active material according to an embodiment of the present invention is composed of a core portion in which silicon particles are wrapped with nanocarbon and a shell portion containing a graphite-based material surrounding the core portion. The present invention proposes a negative electrode active material in which nanocarbon in the core uniformly surrounds silicon particles, and its specific effects are as follows.

음극 활물질의 코어부에 존재하는 나노탄소는 실리콘 1차 입자로 구성된 실리콘 2차 입자를 균질하게 감싸며, 이때 나노탄소 물질은 실리콘 입자로의 전자 전달 경로의 역할과 함께 실리콘 2차 입자의 분쇄를 방지하는 역할을 한다. 이를 통해, 충방전 시에도 안정적인 전기화학 반응을 가능하게 하여 안정적인 수명 특성을 발현하는데 기여할 수 있다.The nanocarbon present in the core of the negative electrode active material homogeneously surrounds the silicon secondary particles composed of silicon primary particles. At this time, the nanocarbon material acts as an electron transfer path to the silicon particles and prevents the pulverization of the silicon secondary particles. It plays a role. Through this, it can contribute to developing stable lifespan characteristics by enabling a stable electrochemical reaction even during charging and discharging.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명에서 실시한 제조예들의 음극 활물질의 전기전도도를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에서 실시한 제조예들의 풀셀 수명 특성 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4 는 본 발명에서 실시한 제조예들의 풀셀 출력 특성 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a negative electrode active material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the electrical conductivity of the negative electrode active material of the preparation examples carried out in the present invention.
Figure 3 is a graph showing the results of full cell life characteristics of manufacturing examples conducted in the present invention.
Figure 4 is a graph showing the results of full-cell output characteristics of manufacturing examples carried out in the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, various changes can be made to the embodiments, so the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are omitted.

본 발명의 일 측면에 따르면,According to one aspect of the present invention,

코어 및 상기 코어 외부에 형성된 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 리튬 이차 전지용 음극 활물질에 있어서,In the negative active material for a lithium secondary battery having a core-shell structure including a core and a shell layer formed outside the core,

상기 코어는 금속 입자 및 나노탄소를 포함하고,The core includes metal particles and nanocarbon,

상기 쉘층은 탄소를 포함하며,The shell layer contains carbon,

상기 나노탄소는 상기 금속 입자 전체를 감싸는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 음극 활물질을 제공한다.The nanocarbon provides a negative electrode active material, characterized in that it has a shape that surrounds the entire metal particle.

상기 음극 활물질의 코어에는 금속 입자 및 나노탄소가 포함되며, 상기 금속 입자는 실리콘, 알루미늄, 아연, 칼슘, 마그네슘, 철, 망간, 코발트, 니켈, 게르마늄, 주석 및 납으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 음극 활물질의 에너지 밀도 및 최대 용량 등의 개선을 위한 측면에서, 바람직하게는, 실리콘(Si)일 수 있다.The core of the negative electrode active material includes metal particles and nanocarbon, and the metal particles include one or more selected from the group consisting of silicon, aluminum, zinc, calcium, magnesium, iron, manganese, cobalt, nickel, germanium, tin, and lead. It may contain, and in terms of improving the energy density and maximum capacity of the negative electrode active material, it may preferably be silicon (Si).

또한, 상기 실리콘은 구체적으로 실리콘 나노입자, 실리콘 산화물 나노입자, 실리콘 탄화물 나노입자 및/또는 실리콘 합금 나노입자의 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 충방전에 따른 실리콘 등의 부피 변화를 억제하기 위하여, 1000㎚ 이하 크기의 실리콘 나노입자에 해당할 수 있고, 인편상 구조를 가질 수도 있다.In addition, the silicon may specifically have the form of silicon nanoparticles, silicon oxide nanoparticles, silicon carbide nanoparticles, and/or silicon alloy nanoparticles, and is preferably used to suppress volume changes of silicon, etc. due to charge and discharge. , may correspond to silicon nanoparticles with a size of 1000 nm or less, and may have a flaky structure.

앞서, 1000㎚ 이하 크기의 실리콘 나노입자로 설명하였으나, 상기 입자의 크기는 보다 구체적으로, D50 기준 50㎚ 내지 1000㎚ 일 수 있으며, 바람직하게는 80㎚ 내지 500㎚ 일 수 있고, 보다 바람직하게는 80㎚ 내지 130㎚ 일 수 있다.Previously, silicon nanoparticles with a size of 1000 nm or less were described, but more specifically, the size of the particles may be 50 nm to 1000 nm based on D 50 , preferably 80 nm to 500 nm, and more preferably may be 80 nm to 130 nm.

상기 실리콘 나노입자의 평균 입도(D50)가 1000㎚을 초과하는 경우에는, 부피 변화 억제의 효과가 떨어져, 전지의 수명이 줄어드는 효과가 나타날 수 있고, 상기 평균 입도(D50)가 50㎚ 미만인 경우에는, 제조 경비가 높아지고, 전지 용량 및 효율이 낮아질 가능성이 있다.If the average particle size (D 50 ) of the silicon nanoparticles exceeds 1000 nm, the effect of suppressing volume change may decrease and the lifespan of the battery may be reduced, and if the average particle size (D 50 ) is less than 50 nm In this case, manufacturing costs may increase and battery capacity and efficiency may decrease.

아울러, 상기 음극 활물질의 코어에 포함되는 나노탄소는, 코어에 함께 포함되는 금속 입자들의 전체를 감싸는 형태를 가지며, 일례로서, 코어의 중심부에 금속 입자가 위치하고, 코어의 외곽부에 나노탄소가 위치하는 형태, 즉, 금속 1차 입자들로 구성된 금속 2차 입자를 나노탄소가 균질하게 감싸는 형태를 들 수 있다.In addition, the nanocarbon included in the core of the negative electrode active material has a shape that surrounds the entire metal particles included in the core. For example, the metal particle is located in the center of the core, and the nanocarbon is located in the outer portion of the core. One example is a form in which nanocarbon homogeneously surrounds metal secondary particles composed of metal primary particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질은, 상기와 같이 나노탄소가 금속 1차 입자들로 구성된 금속 2차 입자를 균질하게 감싸는 형태를 가짐으로써, 금속 2차 입자의 분쇄를 방지하는 역할을 하게 되며, 상기 나노탄소 물질이 금속 입자로의 전자 전달경로의 역할도 함께 담당하게 되는바, 충방전 시에도 안정적인 전기화학 반응을 가능하게 하여 수명 특성 향상에 기여할 수 있게 된다.The anode active material according to an embodiment of the present invention has a shape in which nanocarbon homogeneously surrounds metal secondary particles composed of metal primary particles as described above, thereby preventing pulverization of metal secondary particles. In addition, the nanocarbon material also plays the role of an electron transfer path to metal particles, enabling a stable electrochemical reaction even during charging and discharging, contributing to improving lifespan characteristics.

아울러, 상기 나노탄소의 종류로는 일례로서, 그래핀 및 환원된 산화 그래핀 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 그 두께로는 일례로서, 1 내지 500 nm 일 수 있고, 입도(D50)로는 10㎛ 내지 150㎛ 일 수 있다.In addition, the type of nanocarbon may include, as an example, one or more of graphene and reduced graphene oxide, and the thickness may be, as an example, 1 to 500 nm, and the particle size (D 50 ) may be It may be 10㎛ to 150㎛.

상기 두께가 1 nm 미만인 경우, 금속 2차 입자를 감싸는 나노탄소가 실리콘 등의 금속의 부피 팽창에 의하여 쉽게 벗겨질 가능성이 있으며, 상기 두께가 500 nm 를 초과하는 경우에는, 두꺼워진 나노탄소의 두께로 인하여, 리튬 이온 등의 이동을 방해하여 출력 특성이 저하되는 현상이 발생할 수 있다.If the thickness is less than 1 nm, the nanocarbon surrounding the metal secondary particle may be easily peeled off due to volume expansion of metal such as silicon, and if the thickness exceeds 500 nm, the thickness of the thickened nanocarbon As a result, the movement of lithium ions, etc. may be hindered, leading to a decrease in output characteristics.

아울러, 그래핀과 같은 나노탄소의 입도는 통상 넓이의 개념으로 사용되는 것이 일반적이며, 상기 입도의 크기가 10㎛ 보다 작은 경우, 금속 2차 입자를 온전히 감싸지 못해 실리콘 등의 금속 1차 입자가 외부에 노출될 가능성이 있으며, 입도가 500㎛ 보다 큰 경우에는, 전구체 및 복합체 입자들을 응집시켜 수명 및 효율 등의 전기화학 특성이 열화될 수 있다.In addition, the particle size of nanocarbon such as graphene is generally used as a concept of area, and when the particle size is smaller than 10㎛, it cannot completely surround the metal secondary particles, causing metal primary particles such as silicon to be exposed to the outside. There is a possibility of being exposed to, and if the particle size is larger than 500㎛, electrochemical properties such as lifespan and efficiency may be deteriorated due to agglomeration of precursor and composite particles.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질은, 상기 금속 입자 및 나노탄소를 포함하는 코어의 외부에 탄소계 쉘층이 형성된다.Meanwhile, in the negative electrode active material according to an embodiment of the present invention, a carbon-based shell layer is formed on the outside of the core containing the metal particles and nanocarbon.

이러한 탄소계 쉘층을 포함함으로써, 코어 내부의 금속 입자 및 나노탄소는 외부에 노출되지 않고, 외부 물질과의 직접적인 접촉이 이루어지지 않게 될 수 있으며, 전기 전도도의 개선 및 전기 화학적 안정성을 확보할 수 있고, 이하 실시예 및 비교예의 비교를 통해서도 나타나는 바와 같이, 탄소계 쉘층을 포함하지 않는 비교예에 비해, 우수한 초기 효율, 수명 특성 및 출력 특성을 나타내는 효과가 있다.By including this carbon-based shell layer, the metal particles and nanocarbon inside the core are not exposed to the outside and can prevent direct contact with external substances, improving electrical conductivity and ensuring electrochemical stability. , As shown in the comparison of the examples and comparative examples below, there is an effect of showing excellent initial efficiency, lifespan characteristics, and output characteristics compared to the comparative examples that do not include a carbon-based shell layer.

한편, 상기 탄소계 쉘층은, 결정질 및 비정질 탄소 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 결정질 탄소의 종류로는 흑연계 탄소를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 천연흑연, 인조흑연, 팽창흑연 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the carbon-based shell layer may include one or more of crystalline and amorphous carbon, and the type of crystalline carbon may include graphitic carbon. More specifically, it may include natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, etc.

상기 천연흑연은 천연적으로 산출되는 흑연으로, 인편상(flake) 흑연, 고결정질(high crystalline) 흑연 등을 예로 들 수 있으며, 상기 인조흑연은 인공적으로 합성된 흑연으로서, 무정형 탄소를 고온으로 가열하여 제조되고, 일차(primary), 전기흑연(electrographite), 이차(secondary) 흑연, 흑연섬유(graphite fiber) 등을 예로 들 수 있다.The natural graphite is graphite that is produced naturally, and examples include flake graphite and high crystalline graphite. The artificial graphite is artificially synthesized graphite that is produced by heating amorphous carbon to a high temperature. It is manufactured and examples include primary, electrographite, secondary graphite, and graphite fiber.

아울러, 팽창흑연은 흑연의 층간에 산이나 알칼리 등의 화학품을 삽입(intercalation)하고 가열하여 분자 구조의 수직 층을 부풀린 것일 수 있다.In addition, expanded graphite may be formed by intercalating chemicals such as acids or alkalis between layers of graphite and heating them to expand the vertical layers of the molecular structure.

한편, 상기 비정질 탄소의 종류로는, 크게 제한되는 것은 아니나, 수크로오스(sucrose), 페놀(phenol) 수지, 나프탈렌(naphthalene) 수지, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 수지, 퍼푸릴 알코올(furfuryl alcohol) 수지, 퓨란(furan) 수지, 셀룰로오스(cellulose) 수지, 스티렌(styrene) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 또는 염화 비닐(vinyl chloride) 수지, 석탄계 피치, 석유계 피치, 폴리 비닐 클로라이드, 메조페이스 핏치, 타르, 블록공중합체(block-copolymer), 폴리올 및 저분자량 중질유로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로부터 형성된 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 석탄계 피치, 석유계 피치, 아크릴 수지로부터 형성된 것일 수 있다.Meanwhile, the types of amorphous carbon are not greatly limited, but include sucrose, phenol resin, naphthalene resin, polyvinyl alcohol resin, and furfuryl alcohol resin. , furan resin, cellulose resin, styrene resin, polyimide resin, epoxy resin or vinyl chloride resin, coal-based pitch, petroleum-based pitch, polyvinyl chloride. , mesophase pitch, tar, block-copolymer, polyol, and may be formed from one or more selected from the group consisting of low molecular weight heavy oil, and more specifically, from coal-based pitch, petroleum-based pitch, and acrylic resin. It may have been formed.

나아가, 상기 쉘층의 두께는, 100㎚ 내지 3㎛ 일 수 있으며, 상기 쉘층의 두께가 100㎚ 미만인 경우, 실리콘의 부피 변화에 의해 파손되어 수명 특성에 악영향을 미칠 수 있으며, 상기 두께가 3㎛ 를 초과하는 경우에는, 탄소량이 증가함에 따라 복합체의 용량이 감소할 뿐만 아니라, 이온전도성이 감소하여 출력 특성이 저하될 수 있다.Furthermore, the thickness of the shell layer may be 100 nm to 3 ㎛, and if the thickness of the shell layer is less than 100 ㎚, it may be damaged due to a change in the volume of silicon, which may adversely affect the lifespan characteristics, and the thickness is 3 ㎛. If it exceeds this, not only does the capacity of the composite decrease as the carbon amount increases, but the ionic conductivity decreases and the output characteristics may deteriorate.

한편, 상기 나노탄소 및 탄소계 쉘층은 앞서 상술한 바와 같이, 서로 구분될 수 있는 것으로서, 상기 나노탄소는 그래핀과 같이 주로 이차원적인(2D) 구조를 가지게 되며, 나노탄소의 비표면적(BET)은 20㎡/g 이상이고, 전기전도도는 5 S/㎝ 이상을 나타내는 것일 수 있으며, 상기 전기전도도는 구체적으로, 하기 수학식에 의해 산출되는 것일 수 있다. Meanwhile, the nanocarbon and the carbon-based shell layer can be distinguished from each other, as described above, and the nanocarbon mainly has a two-dimensional (2D) structure like graphene, and the specific surface area (BET) of nanocarbon is 20 m2/g or more, and the electrical conductivity may be 5 S/cm or more, and the electrical conductivity may be specifically calculated by the following equation.

<수학식><Equation>

σ(전기전도도) = 1 / [R (측정 저항) * t (두께) * C (보정계수=4.532)]σ (electrical conductivity) = 1 / [ R (measured resistance) * t (thickness) * C (correction coefficient = 4.532)]

(상기 식 중, t 및 R 은 나노탄소의 분체 펠렛을 압력 2400 kgf 로 압축시켰을 때의 펠렛 두께(t) 및 전기 저항(R)을 의미함.)(In the above formula, t and R refer to the pellet thickness (t) and electrical resistance (R) when the nanocarbon powder pellet is compressed at a pressure of 2400 kgf.)

이에 반해, 상기 탄소계 쉘층은 주로 삼차원적인(3D) 구조를 가지는 것으로서, 탄소계 쉘층의 비표면적(BET)은 10㎡/g 이하를 나타내는 것일 수 있다.On the other hand, the carbon-based shell layer mainly has a three-dimensional (3D) structure, and the specific surface area (BET) of the carbon-based shell layer may be 10 m2/g or less.

본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질은 상기 상술한 코어 및 쉘층을 포함하는 구조로서, 그 크기는 평균 입도(D50) 기준 3㎛ 내지 10㎛ 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 5㎛ 내지 8㎛ 일 수 있다.The anode active material according to an embodiment of the present invention has a structure including the core and shell layers described above, and its size may be 3㎛ to 10㎛ based on the average particle size (D 50 ), more preferably 5㎛ to 8㎛. It may be ㎛.

상기 코어-쉘 구조 복합체의 평균 입도(D50)가 3㎛ 미만인 경우에는, 미분에 의해 전극 제조 공정에서 분산성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 10㎛ 를 초과하는 경우에는, 복합체의 부피 팽창에 의한 전극 팽창이 심화되어 수명 및 안전성의 문제가 발생할 수 있다.If the average particle size (D 50 ) of the core-shell structure composite is less than 3㎛, a problem of lowered dispersibility in the electrode manufacturing process may occur due to fine powder, and if it exceeds 10㎛, volume expansion of the composite may occur. This may cause problems with lifespan and safety due to worsening electrode expansion.

본 발명의 일 측면에 따라,According to one aspect of the present invention,

금속 입자를 분쇄하는 단계(S1);Grinding metal particles (S1);

상기 분쇄된 금속 입자 및 나노탄소를 용매에 분산시키는 단계(S2);Dispersing the pulverized metal particles and nanocarbon in a solvent (S2);

분산된 용액을 분무 건조하여 구형 금속 전구체 분말을 제조하는 단계(S3);Preparing spherical metal precursor powder by spray drying the dispersed solution (S3);

상기 구형 금속 전구체 분말을 결정질 탄소 및 비정질 탄소 중 하나 이상과 혼합하여 복합화하는 단계(S4); 및Compounding the spherical metal precursor powder by mixing it with at least one of crystalline carbon and amorphous carbon (S4); and

열처리하는 단계(S5);Heat treatment step (S5);

를 포함하는, 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.It provides a method for manufacturing a negative electrode active material, including.

상기 단계 S1 의 분쇄 과정을 통해, 금속 입자를 나노 사이즈 크기로 분쇄하게 되며, 이에 사용되는 금속 입자의 종류 및 S2 단계에서의 나노탄소는 앞서 상세히 기술한 금속 입자 및 나노탄소의 종류와 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다.Through the pulverizing process of step S1, the metal particles are pulverized into nano-sized pieces, and the type of metal particles used and the nanocarbon in step S2 are substantially the same as the types of metal particles and nanocarbon described in detail previously. It can be seen that it is.

그 일례로서, 바람직하게는 상기 금속 입자는 실리콘 나노입자, 실리콘 산화물 나노입자, 실리콘 탄화물 나노입자 및 실리콘 합금 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 실리콘 함유 나노입자일 수 있고, 상기 나노탄소는 그래핀 및 환원된 산화 그래핀 중 하나 이상일 수 있다.As an example, preferably, the metal particles may be one or more silicon-containing nanoparticles selected from the group consisting of silicon nanoparticles, silicon oxide nanoparticles, silicon carbide nanoparticles, and silicon alloy nanoparticles, and the nanocarbon is graphene. and reduced graphene oxide.

또한, 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 용매일 수 있으며, 그 중 바람직하게는, 이소프로필알코올(IPA)을 포함하는 용매일 수 있다.Additionally, the solvent may be a solvent containing one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, and butanol, and is preferably a solvent containing isopropyl alcohol (IPA).

또한, 상기 S4 단계를 통해, 코어-쉘 구조 복합체의 구조를 제조할 수 있으며, 상기 구형 금속 전구체 분말과 혼합되는 결정질 탄소 및 비정질 탄소는 앞서 상세히 기술한 결정질 탄소 및 비정질 탄소와 동일하다고 볼 수 있다.In addition, through step S4, the structure of the core-shell structure composite can be manufactured, and the crystalline carbon and amorphous carbon mixed with the spherical metal precursor powder can be considered to be the same as the crystalline carbon and amorphous carbon described in detail previously. .

상기 S4 단계의 복합화 과정은, 일례로서 한솔케미칼 제작의 복합화기를 통해 진행될 수 있으며, 대기 또는 비활성 분위기의 조건 하에서, 1분 내지 24시간 동안, 40℃ 내지 250℃ 의 반응 온도로 진행될 수 있으며, 아울러, 상기 S5 단계의 열처리 과정은, 700℃ 내지 1100℃ 의 온도로 5분 내지 5시간 동안 실시될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 800℃ 내지 1000℃ 의 온도로 10분 내지 3시간 동안 진행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The complexation process of step S4 may be carried out, as an example, through a complexer manufactured by Hansol Chemical, and may be carried out under atmospheric or inert atmosphere conditions for 1 minute to 24 hours at a reaction temperature of 40°C to 250°C. , the heat treatment process of step S5 may be carried out at a temperature of 700°C to 1100°C for 5 minutes to 5 hours, and more specifically, may be carried out at a temperature of 800°C to 1000°C for 10 minutes to 3 hours. , but is not limited to this.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극, 양극 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지도 제공할 수 있다.Meanwhile, a lithium secondary battery including a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte according to an embodiment of the present invention can also be provided.

상기 음극은 앞서 기술한 음극 활물질 이외에 당해 기술 분야에서 리튬 전지의 음극 활물질로서 통상적으로 사용되는 음극 활물질 재료를 추가적으로 더 포함할 수도 있다. 상기 통상적으로 사용되는 음극 활물질의 재료로는, 예를 들어, 리튬 금속, 리튬과 합금 가능한 금속, 전이금속 산화물, 비전이금속 산화물 및 탄소계 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition to the negative electrode active material described above, the negative electrode may additionally include a negative electrode active material commonly used as a negative electrode active material for lithium batteries in the art. Materials of the commonly used anode active material may include, for example, one or more selected from the group consisting of lithium metal, metal alloyable with lithium, transition metal oxide, non-transition metal oxide, and carbon-based material.

또한, 상기 양극은 양극 활물질을 포함할 수 있으며, 상기 양극 활물질의 종류로는, 리튬 함유 금속 산화물에 해당할 수 있고, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 본 발명의 리튬 이차 전지에 적용 가능하다.In addition, the positive electrode may include a positive electrode active material, and the type of the positive electrode active material may be a lithium-containing metal oxide, and any type commonly used in the technical field can be applied to the lithium secondary battery of the present invention. .

나아가, 상기 전해질은, 리튬염 함유 비수계 전해질을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등을 사용할 수 있다.Furthermore, the electrolyte may include a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, and specifically, a non-aqueous electrolyte solution, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, etc. may be used.

이 외에도, 유리 섬유, 폴리에스테르, 테프론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 포릴테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 분리막이 상기 양극과 음극 사이에 추가적으로 배치되어 리튬 이차 전지에 포함될 수 있다.In addition, a separator such as glass fiber, polyester, Teflon, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), etc. may be additionally disposed between the positive electrode and the negative electrode and included in the lithium secondary battery.

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration of the present invention and its effects will be described in more detail through examples and comparative examples. However, these examples are for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

- - 실시예Example

(1) 음극 활물질의 제조(1) Manufacturing of negative electrode active material

a) 실시예 1a) Example 1

실리콘(D50 = 100㎚)과 환원된 산화그래핀을 9 대 1 중량부로 IPA 용액에 분산한 후, 이를 분무 건조하여 D50 기준 5 내지 10㎛ 크기의 2차 구형 전구체를 제조하였다.Silicon (D 50 = 100 nm) and reduced graphene oxide were dispersed in an IPA solution at a ratio of 9 to 1 by weight, and then spray-dried to prepare a secondary spherical precursor with a size of 5 to 10 μm based on D 50 .

상기 전구체와 피치(Pitch)계 탄소 및 인편상 흑연을 각각 35:35:30 의 중량부로 혼합하여 복합화기(한솔케미칼 자체 제작)에 투입하여 10분간 복합화를 진행하였다.The above precursor, pitch-based carbon, and flaky graphite were mixed in weight parts of 35:35:30, respectively, and put into a compositer (manufactured by Hansol Chemical), and composited for 10 minutes.

상기 복합화 품을 950℃에서 열처리하여 음극 활물질을 제조하였다.The composite product was heat treated at 950°C to prepare a negative electrode active material.

b) 실시예 2b) Example 2

상기 실리콘과 환원된 산화그래핀을 8 대 2 중량부로 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 진행하여, 음극 활물질을 제조하였다.A negative electrode active material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silicon and reduced graphene oxide were prepared in a ratio of 8 to 2 by weight.

c) 실시예 3c) Example 3

상기 실리콘과 환원된 산화그래핀을 95 대 5 중량부로 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일하게 진행하여, 음극 활물질을 제조하였다.A negative electrode active material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silicon and reduced graphene oxide were prepared in a ratio of 95 to 5 parts by weight.

d) 비교예 1d) Comparative Example 1

실리콘(D50 = 100㎚)과 환원된 산화그래핀을 45 대 55 중량부로 IPA 용액에 분산한 후, 이를 건조하여 D50 기준 5 내지 10㎛ 크기의 2차 구형 전구체를 제조하였다.Silicon (D 50 = 100 nm) and reduced graphene oxide were dispersed in an IPA solution at a ratio of 45 to 55 parts by weight, and then dried to prepare a secondary spherical precursor with a size of 5 to 10 μm based on D 50 .

상기 전구체를 950℃에서 열처리하여 음극 활물질을 제조하였다.The anode active material was prepared by heat treating the precursor at 950°C.

e) 비교예 2e) Comparative Example 2

실리콘(D50 = 102㎚)이 분산된 IPA 용액을 분무 건조하여 D50 기준 5 내지 10㎛ 크기의 2차 구형 전구체를 제조하였다.The IPA solution in which silicon (D 50 = 102 nm) was dispersed was spray dried to prepare a secondary spherical precursor with a size of 5 to 10 μm based on D 50 .

상기 전구체와 피치(Pitch)계 탄소 및 인편상 흑연을 각각 35:35:30 의 중량부로 혼합하여 복합화기(한솔케미칼 자체 제작)에 투입하여 10분간 복합화를 진행하였다.The above precursor, pitch-based carbon, and flaky graphite were mixed in weight parts of 35:35:30, respectively, and put into a compositer (manufactured by Hansol Chemical), and composited for 10 minutes.

상기 복합화 품을 950℃에서 열처리하여 음극 활물질을 제조하였다.The composite product was heat treated at 950°C to prepare a negative electrode active material.

(2) 코인 셀의 제조(2) Manufacturing of coin cells

a) 코인 하프 셀의 제작a) Fabrication of coin half shell

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에 의해 제조된 음극 활물질, 도전재(Super P) 및 바인더(SBR-CMC)를 94:2:4 중량비로 균일하게 혼합하여 음극 슬러리를 준비하였다. 상기 음극 슬러리를 두께가 10㎛인 구리 박막 집전체에 코팅하고, 코팅이 완료된 전극은 120℃에서 20분 동안 건조시킨 다음, 압연(pressing)하여 음극을 제조하였다.A negative electrode slurry was prepared by uniformly mixing the negative electrode active material, conductive material (Super P), and binder (SBR-CMC) prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 at a weight ratio of 94:2:4. The negative electrode slurry was coated on a copper thin film current collector with a thickness of 10㎛, and the coated electrode was dried at 120°C for 20 minutes and then pressed to produce a negative electrode.

상기 음극 및 대극(counter electrode)으로는 금속 리튬을 사용하고, 분리막으로는 폴리에틸렌(PE) 분리막(separator)을 사용하며, 전해질로는 에틸렌카보네이트(Ethylene carbonate, EC):디에틸카보네이트(Diethyl carbonate, DEC):디메틸카보네이트(Dimethyl carbonate, DMC) = 3:5:2 의 부피비로 혼합된 용매에 1.0M LiPF6 을 용해시킨 것을 사용하여, CR2032 type 코인 하프 셀을 제조하였다.Metal lithium is used as the cathode and counter electrode, polyethylene (PE) separator is used as the separator, and ethylene carbonate (EC): Diethyl carbonate is used as the electrolyte. A CR2032 type coin half cell was manufactured using 1.0M LiPF 6 dissolved in a solvent mixed at a volume ratio of DEC):Dimethyl carbonate (DMC) = 3:5:2.

b) 코인 풀 셀의 제작b) Fabrication of coin pool cell

상기 코인 하프 셀에 사용된 동일한 음극을 사용하고, 양극은 다음과 같이 제조하였다:The same cathode used in the coin half cell was used, and the anode was prepared as follows:

양극 활물질로서, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, 도전재(Super P) 및 바인더(PVDF)를 95:2:3 의 중량비로 혼합하여 양극 슬러리를 준비한 다음, 상기 양극 슬러리를 두께가 12㎛인 알루미늄 호일 집전체에 코팅하며, 코팅이 완료된 극판을 120℃에서 15분 동안 건조시키고, 압연(pressing)하여 양극을 제조하였다.As a positive electrode active material, prepare a positive electrode slurry by mixing LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , a conductive material (Super P), and a binder (PVDF) at a weight ratio of 95:2:3, and then mix the positive electrode slurry with a thickness of 12㎛. It was coated on an aluminum foil current collector, and the coated electrode plate was dried at 120°C for 15 minutes and pressed to produce a positive electrode.

상기 제조된 양극 및 음극을 사용하였으며, 분리막으로는 PE 분리막(separator)을 사용하고, 전해질로는 EC:DEC:DMC = 2:1:7 의 부피비 + 플루오로에틸렌카보네이트(Fluoroethylene carbonate, FEC) 5% 혼합 용매에 1.5M LiPF6 을 용해시킨 것을 사용하여, CR2032 type 코인 풀 셀을 제조하였다.The anode and cathode prepared above were used, a PE separator was used as the separator, and the electrolyte was EC:DEC:DMC = 2:1:7 volume ratio + fluoroethylene carbonate (FEC) 5 A CR2032 type coin full cell was manufactured using 1.5M LiPF 6 dissolved in a % mixed solvent.

(3) 물성 평가 방법 (표 1)(3) Physical property evaluation method (Table 1)

a) 입도 측정a) Particle size measurement

실리콘 입자 및 복합체(2차 입자)의 평균 입도는 상기 음극 활물질이 분산된 유기계 용액을 사용하여 입도 측정계(Mastersizer3000, Malvern Panalytical)로 측정하였다.The average particle size of the silicon particles and composite (secondary particles) was measured using a particle size meter (Mastersizer3000, Malvern Panalytical) using an organic solution in which the negative electrode active material was dispersed.

b) 탄소량 측정b) Carbon measurement

음극 활물질을 약 2200℃ 내지 3000℃ 의 고온에서 연소하여 발생하는 기체의 정량을 통해(ELEMENTRAC CS-I, ELTRA) 측정하였다.The anode active material was combusted at a high temperature of about 2200°C to 3000°C and the gas generated was measured (ELEMENTRAC CS-I, ELTRA).

c) 분체 전기전도도 측정c) Measurement of powder electrical conductivity

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에서 제조한 음극 활물질의 분체 전기전도도를 측정하였다.The powder electrical conductivity of the negative electrode active materials prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 was measured.

본 측정법에서는 분체를 펠렛화하여 4-probe 측정 방식을 통해 분체의 전기전도도를 측정하였다. 각 음극 활물질 분말 500 mg 을 내경 2.54 ㎝ 의 분체 저항 측정 용기(금속 용기)에 장입한 후, 상기 용기의 상, 하부에 원통형 전도성 지그를 통해 분체에 압력을 가하였으며, 이때, 지그의 압력을 200 kgf 에서 2400 kgf로 점진적으로 증가시켜 분체 펠렛을 압축시켜 전기 저항을 실시간으로 측정하였다. 상기 지그 압력이 2400 kgf 일 때의 펠렛의 두께(t) 및 전기 저항(R)을 측정하여 하기 수학식을 통해 전기전도도를 산출하였다.In this measurement method, the powder was pelletized and the electrical conductivity of the powder was measured using a 4-probe measurement method. After 500 mg of each negative active material powder was charged into a powder resistance measurement container (metal container) with an inner diameter of 2.54 cm, pressure was applied to the powder through a cylindrical conductive jig at the top and bottom of the container. At this time, the pressure of the jig was 200 The electrical resistance was measured in real time by compressing the powder pellets by gradually increasing from kgf to 2400 kgf. The thickness (t) and electrical resistance (R) of the pellet were measured when the jig pressure was 2400 kgf, and the electrical conductivity was calculated using the following equation.

<수학식><Equation>

σ(분체 전기전도도) = 1 / [R (측정 저항) * t (두께) * C (보정계수=4.532)]σ (powder electrical conductivity) = 1 / [ R (measured resistance) * t (thickness) * C (correction coefficient = 4.532)]

아울러, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2 의 실험을 정리한 데이터 결과를 하기 표 1 에 함께 나타내었다:In addition, the data results summarizing the experiments of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below:

실리콘 입도silicone particle size
(D50)(D50)
복합체 입도Complex particle size
(D50)(D50)
탄소 함유량carbon content
(중량%)(weight%)
전기전도도electrical conductivity
(S/㎝)(S/cm)
실시예 1Example 1 100㎚100㎚ 6.8㎛6.8㎛ 58.358.3 19.819.8 실시예 2Example 2 100㎚100㎚ 7.2㎛7.2㎛ 59.659.6 22.122.1 실시예 3Example 3 100㎚100㎚ 6.9㎛6.9㎛ 57.757.7 17.917.9 비교예 1Comparative Example 1 100㎚100㎚ 6.6㎛6.6㎛ 58.258.2 24.724.7 비교예 2Comparative Example 2 102㎚102㎚ 7.1㎛7.1㎛ 58.358.3 6.36.3

(4) 전기화학 평가 방법 (표 2)(4) Electrochemical evaluation method (Table 2)

수명 특성 및 고율 특성 평가를 위해 코인 풀 셀을 사용하였으며, 그 외의 전지 특성 평가에는 코인 하프 셀을 사용하였다.Coin full cells were used to evaluate lifespan characteristics and high rate characteristics, and coin half cells were used to evaluate other battery characteristics.

a) 코인 하프 셀a) Coin Half Cell

본 발명에 따른 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에서 제조된 음극 활물질을 이용하여 제조한 코인 하프 셀을, 각각 25℃ 에서 0.1C rate 의 전류로 전압이 0.01V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 0.01V를 유지하면서 전류가 0.05C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 충전이 완료된 셀을 10분간 휴지시킨 후, 방전 시에 전압이 1.5V(vs. Li)에 이를 때까지 0.1C의 정전류로 방전하였다(2회 실시, 초기 formation).Coin half cells manufactured using the negative electrode active materials prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 according to the present invention were operated at a current of 0.1 C at 25°C and a voltage of 0.01 V (vs. Li). It was charged at a constant current until this point, and while maintaining 0.01V, it was charged at a constant voltage until the current reached 0.05C. After the fully charged cell was rested for 10 minutes, it was discharged at a constant current of 0.1C until the voltage reached 1.5V (vs. Li) (performed twice, initial formation).

한편, 상기 "C" 는 셀의 방전 속도로서, 셀의 총 용량을 총 방전 시간으로 나누어 얻어진 값을 의미한다.Meanwhile, “C” refers to the discharge rate of the cell, which is a value obtained by dividing the total capacity of the cell by the total discharge time.

초기 충전 용량 및 초기 방전 용량은 1번째 사이클에서의 충전 및 방전 용량이며, 이는 하기 식으로부터 계산하였다.The initial charge capacity and initial discharge capacity are the charge and discharge capacities in the first cycle, which were calculated from the following equation.

초기 효율[%] = (1번째 사이클 방전 용량/1번째 사이클 충전 용량)×100Initial efficiency [%] = (1st cycle discharge capacity/1st cycle charge capacity) × 100

b) 코인 풀 셀b) Coin full cell

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에서 제조된 음극 활물질을 이용하여 제조한 코인 풀 셀을, 각각 25℃에서 0.1C rate의 전류로 전압이 4.2V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.2V를 유지하면서 전류가 0.05C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 충전이 완료된 셀을 10분간 휴지시킨 후, 방전 시에 전압이 2.7V에 이를 때까지 0.1C의 정전류로 방전하였다(2회 실시, 초기 formation).Coin full cells manufactured using the negative electrode active materials prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 were charged at a constant current of 0.1C rate at 25°C until the voltage reached 4.2V, respectively. was charged at a constant voltage until the current reached 0.05C. After the fully charged cell was rested for 10 minutes, it was discharged at a constant current of 0.1C until the voltage reached 2.7V (performed twice, initial formation).

이후, 셀을 25℃에서 1.0C rate의 전류로 전압이 4.2V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.2V를 유지하면서 전류가 0.05C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 충전이 완료된 코인 셀을 10분간 휴지시킨 후, 방전 시에 전압이 2.7V 에 이를 때까지 1.0C의 정전류로 방전하는 사이클을 반복하였다(1 ~ 300번째 사이클).Afterwards, the cell was charged at a constant current of 1.0C at 25°C until the voltage reached 4.2V, and then charged at a constant voltage while maintaining 4.2V until the current reached 0.05C. After the fully charged coin cell was left to rest for 10 minutes, the discharging cycle was repeated with a constant current of 1.0C until the voltage reached 2.7V (1st to 300th cycle).

수명 특성은 하기 식으로부터 계산하였으며, 그 결과를 표 2 및 도 3 에 나타내었다.The lifespan characteristics were calculated from the following equation, and the results are shown in Table 2 and Figure 3.

수명 특성[%] = (300번째 사이클 방전 용량/1번째 사이클 방전 용량)×100Life characteristics [%] = (300th cycle discharge capacity/1st cycle discharge capacity) × 100

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에 의해 제조된 음극 활물질을 이용한 셀의 측정된 출력 특성은 하기 식으로부터 계산하였으며, 그 결과를 표 2 및 도 4 에 나타내었다.The measured output characteristics of cells using the negative electrode active materials prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 were calculated from the following equation, and the results are shown in Table 2 and Figure 4.

출력 특성[%] = (5.0C 의 방전 용량/0.1C 의 방전 용량)×100Output characteristics [%] = (discharge capacity of 5.0C/discharge capacity of 0.1C)×100

아울러, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2 의 전기 화학 평가 실험을 정리한 데이터 결과를 하기 표 2 에 나타내었다:In addition, the data results summarizing the electrochemical evaluation experiments of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 2 below:

충전 용량charging capacity
(mAh g-1)(mAh g-1)
방전용량Discharge capacity
(mAh g-1)(mAh g-1)
초기 효율initial efficiency
(%)(%)
수명 특성life characteristics
(% @300th)(% @300th)
출력 특성output characteristics
(C(C 5.05.0 /C/C 0.10.1 ))
셀타입Cell type 코인 하프셀Coin Half Cell 코인 풀셀Coin full cell 실시예 1Example 1 1605.21605.2 1417.41417.4 88.388.3 78.578.5 72.372.3 실시예 2Example 2 1571.31571.3 1393.71393.7 88.788.7 76.876.8 70.970.9 실시예 3Example 3 1602.41602.4 1426.11426.1 89.089.0 73.773.7 71.071.0 비교예 1Comparative Example 1 1675.51675.5 1322.01322.0 78.978.9 33.833.8 68.468.4 비교예 2Comparative Example 2 1600.21600.2 1409.81409.8 88.188.1 40.940.9 62.162.1

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 활물질을 포함하는 실시예 1 내지 3 의 경우가, 탄소계 쉘부를 포함하지 않는 비교예 1 에 비해, 초기 효율, 수명 특성 및 출력 특성 면에서 모두 우수하며, 환원된 산화그래핀(나노탄소)을 포함하지 않는 비교예 2 에 비해, 수명 특성 및 출력 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다.Through this, Examples 1 to 3 including the negative electrode active material according to an embodiment of the present invention are superior to Comparative Example 1 not including a carbon-based shell portion in terms of initial efficiency, lifespan characteristics, and output characteristics. It can be confirmed that the lifespan characteristics and output characteristics are excellent compared to Comparative Example 2, which does not contain reduced graphene oxide (nanocarbon).

이상과 같이 실시예가 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Adequate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.

1 : 실리콘 1차 입자
2 : 나노탄소
3 : 탄소계 쉘부
1: Silicon primary particle
2: nanocarbon
3: Carbon-based shell part

Claims (16)

코어 및 상기 코어 외부에 형성된 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 리튬 이차 전지용 음극 활물질에 있어서,
상기 코어는 금속 입자 및 나노탄소를 포함하고,
상기 쉘층은 탄소를 포함하며,
상기 나노탄소는 상기 금속 입자 전체를 감싸는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 음극 활물질.
In the negative active material for a lithium secondary battery having a core-shell structure including a core and a shell layer formed outside the core,
The core includes metal particles and nanocarbon,
The shell layer contains carbon,
The nanocarbon is a negative electrode active material, characterized in that it has a shape that surrounds the entire metal particle.
제1항에 있어서,
상기 나노탄소의 두께는 1㎚ 내지 500㎚이며,
상기 나노탄소의 입도(D50)는 10㎛ 내지 150㎛ 인, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
The thickness of the nanocarbon is 1 nm to 500 nm,
The particle size (D 50 ) of the nanocarbon is 10㎛ to 150㎛, a negative electrode active material.
제1항에 있어서,
상기 나노탄소의 비표면적(BET)은 20㎡/g 이상이고, 전기전도도는 5 S/㎝ 이상이며, 상기 전기전도도는 하기 수학식에 의해 산출되는 것인, 음극 활물질.
<수학식>
σ(전기전도도) = 1 / [R (측정 저항) * t (두께) * C (보정계수=4.532)]
(상기 식 중, t 및 R 은 나노탄소의 분체 펠렛을 압력 2400 kgf 로 압축시켰을 때의 펠렛 두께(t) 및 전기 저항(R)을 의미함.)
According to paragraph 1,
The specific surface area (BET) of the nanocarbon is 20 m2/g or more, the electrical conductivity is 5 S/cm or more, and the electrical conductivity is calculated by the following equation.
<Equation>
σ (electrical conductivity) = 1 / [ R (measured resistance) * t (thickness) * C (correction coefficient = 4.532)]
(In the above formula, t and R refer to the pellet thickness (t) and electrical resistance (R) when the nanocarbon powder pellet is compressed at a pressure of 2400 kgf.)
제1항에 있어서,
상기 나노탄소는 그래핀 및 환원된 산화 그래핀 중 하나 이상을 포함하는, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
The nanocarbon is a negative electrode active material comprising one or more of graphene and reduced graphene oxide.
제1항에 있어서,
상기 금속 입자는 실리콘, 알루미늄, 아연, 칼슘, 마그네슘, 철, 망간, 코발트, 니켈, 게르마늄, 주석 및 납으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
A negative electrode active material wherein the metal particles include one or more selected from the group consisting of silicon, aluminum, zinc, calcium, magnesium, iron, manganese, cobalt, nickel, germanium, tin, and lead.
제1항에 있어서,
상기 금속 입자는 실리콘 나노입자, 실리콘 산화물 나노입자, 실리콘 탄화물 나노입자 및 실리콘 합금 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 실리콘 함유 나노입자인 것을 특징으로 하는, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
A negative electrode active material, wherein the metal particles are one or more silicon-containing nanoparticles selected from the group consisting of silicon nanoparticles, silicon oxide nanoparticles, silicon carbide nanoparticles, and silicon alloy nanoparticles.
제1항에 있어서,
상기 쉘층은 결정질 및 비정질 탄소 중 하나 이상을 포함하는, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
A negative electrode active material, wherein the shell layer includes one or more of crystalline and amorphous carbon.
제7항에 있어서,
상기 쉘층의 비표면적(BET)은 10㎡/g 이하인, 음극 활물질.
In clause 7,
A negative electrode active material wherein the specific surface area (BET) of the shell layer is 10 m2/g or less.
제7항에 있어서,
상기 결정질 탄소는 흑연계 탄소를 포함하는, 음극 활물질.
In clause 7,
A negative electrode active material wherein the crystalline carbon includes graphite-based carbon.
제7항에 있어서,
상기 비정질 탄소는, 수크로오스(sucrose), 페놀(phenol) 수지, 나프탈렌(naphthalene) 수지, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 수지, 퍼푸릴 알코올(furfuryl alcohol) 수지, 퓨란(furan) 수지, 셀룰로오스(cellulose) 수지, 스티렌(styrene) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 또는 염화 비닐(vinyl chloride) 수지, 석탄계 피치, 석유계 피치, 폴리 비닐 클로라이드, 메조페이스 핏치, 타르, 블록공중합체(block-copolymer), 폴리올 및 저분자량 중질유로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로부터 제조된 것인, 음극 활물질.
In clause 7,
The amorphous carbon includes sucrose, phenol resin, naphthalene resin, polyvinyl alcohol resin, furfuryl alcohol resin, furan resin, and cellulose. Resin, styrene resin, polyimide resin, epoxy resin or vinyl chloride resin, coal-based pitch, petroleum-based pitch, polyvinyl chloride, mesophase pitch, tar, block copolymer ( A negative electrode active material manufactured from one or more selected from the group consisting of block-copolymer), polyol, and low molecular weight heavy oil.
제1항에 있어서,
코어-쉘 구조의 평균 입도(D50)은 3㎛ 내지 10㎛ 이며,
상기 쉘층의 두께가 100㎚ 내지 3㎛ 인, 음극 활물질.
According to paragraph 1,
The average particle size (D 50 ) of the core-shell structure is 3㎛ to 10㎛,
A negative electrode active material wherein the shell layer has a thickness of 100 nm to 3 μm.
금속 입자를 분쇄하는 단계(S1);
상기 분쇄된 금속 입자 및 나노탄소를 용매에 분산시키는 단계(S2);
분산된 용액을 분무 건조하여 구형 금속 전구체 분말을 제조하는 단계(S3);
상기 구형 금속 전구체 분말을 결정질 탄소 및 비정질 탄소 중 하나 이상과 혼합하여 복합화하는 단계(S4); 및
열처리하는 단계(S5);
를 포함하는, 음극 활물질의 제조방법.
Grinding metal particles (S1);
Dispersing the pulverized metal particles and nanocarbon in a solvent (S2);
Preparing spherical metal precursor powder by spray drying the dispersed solution (S3);
Compounding the spherical metal precursor powder by mixing it with at least one of crystalline carbon and amorphous carbon (S4); and
Heat treatment step (S5);
Method for producing a negative electrode active material, including.
제12항에 있어서,
상기 금속 입자는 실리콘 나노입자, 실리콘 산화물 나노입자, 실리콘 탄화물 나노입자 및 실리콘 합금 나노입자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 실리콘 함유 나노입자이며,
상기 나노탄소는 그래핀 및 환원된 산화 그래핀 중 하나 이상이고,
상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 용매인, 음극 활물질의 제조방법.
According to clause 12,
The metal particles are one or more silicon-containing nanoparticles selected from the group consisting of silicon nanoparticles, silicon oxide nanoparticles, silicon carbide nanoparticles, and silicon alloy nanoparticles,
The nanocarbon is one or more of graphene and reduced graphene oxide,
A method of producing a negative electrode active material, wherein the solvent is a solvent containing at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, and butanol.
제12항에 있어서,
상기 결정질 탄소는 흑연계 탄소를 포함하며,
상기 비정질 탄소는, 수크로오스(sucrose), 페놀(phenol) 수지, 나프탈렌(naphthalene) 수지, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 수지, 퍼푸릴 알코올(furfuryl alcohol) 수지, 퓨란(furan) 수지, 셀룰로오스(cellulose) 수지, 스티렌(styrene) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 또는 염화 비닐(vinyl chloride) 수지, 석탄계 피치, 석유계 피치, 폴리 비닐 클로라이드, 메조페이스 핏치, 타르, 블록공중합체(block-copolymer), 폴리올 및 저분자량 중질유로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로부터 형성된, 음극 활물질의 제조방법.
According to clause 12,
The crystalline carbon includes graphitic carbon,
The amorphous carbon includes sucrose, phenol resin, naphthalene resin, polyvinyl alcohol resin, furfuryl alcohol resin, furan resin, and cellulose. Resin, styrene resin, polyimide resin, epoxy resin or vinyl chloride resin, coal-based pitch, petroleum-based pitch, polyvinyl chloride, mesophase pitch, tar, block copolymer ( A method of producing a negative electrode active material formed from one or more selected from the group consisting of block-copolymer), polyol, and low molecular weight heavy oil.
제12항에 있어서,
상기 열처리는 700℃ 내지 1100℃ 의 온도로 5분 내지 5시간 동안 실시되는 것인, 음극 활물질의 제조방법.
According to clause 12,
A method of producing a negative electrode active material, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 700°C to 1100°C for 5 minutes to 5 hours.
음극, 양극 및 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지에 있어서,
상기 음극은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 음극 활물질을 포함하는, 리튬 이차 전지.
In a lithium secondary battery including a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte,
A lithium secondary battery, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material of any one of claims 1 to 11.
KR1020220137966A 2022-10-25 2022-10-25 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same KR20240057600A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220137966A KR20240057600A (en) 2022-10-25 2022-10-25 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220137966A KR20240057600A (en) 2022-10-25 2022-10-25 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240057600A true KR20240057600A (en) 2024-05-03

Family

ID=91077818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220137966A KR20240057600A (en) 2022-10-25 2022-10-25 Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240057600A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190047367A (en) 2017-10-27 2019-05-08 주식회사 로드씰 Porous Silicon-Nano Carbon-Multilayer Graphene Composite Using Multi-Layer Graphene and Metal Alloy Powder and Manufacturing Thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190047367A (en) 2017-10-27 2019-05-08 주식회사 로드씰 Porous Silicon-Nano Carbon-Multilayer Graphene Composite Using Multi-Layer Graphene and Metal Alloy Powder and Manufacturing Thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101560553B1 (en) Anode active material for lithium rechargeable battery its preparation and lithium battery using same
KR101211568B1 (en) Active material for Anode, Method for manufacturing the same, And Secondary Battery and Super Capacitor including the Same
KR101589294B1 (en) Positive electrode active material for rechargable lithium battery, method for synthesis the same, and rechargable lithium battery including the same
KR101500983B1 (en) Manufacturing of nitrogen doped carbon coated Silicon based anode materials and lithium secondary battery comprising the same
KR101555932B1 (en) Electrode active material for lithium secondary battery and Method of preparing the same
CN1416189A (en) Lithium secondary battery by use of composite material covered with nano surface as active material of positive polar
Huang et al. Preparation and characterization of core–shell structure Fe3O4/C nanoparticles with unique stability and high electrochemical performance for lithium-ion battery anode material
Chaudhary et al. Surface modification of cathode materials for energy storage devices: A review
KR101454380B1 (en) Silicon Compound Based Negative Active Material, Manufacturing Method thereof And Lithium Secondary Battery Comprising The Same
JP2016076496A (en) Method of producing anode material for large output lithium ion battery
KR101666796B1 (en) Positive electrode active material for rechargable lithium battery, method for synthesis the same, and rechargable lithium battery including the same
Han et al. Modification of LiNi0. 8Co0. 1Mn0. 1 cathode with AI-Screened LiPO3 to enhance interfacial stability and ionic dynamics
KR102176590B1 (en) Method of preparing anode active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery
CN113066988A (en) Negative pole piece and preparation method and application thereof
KR101942654B1 (en) Metal/carbon crystal particle composite, method for producing the same, and energy storage device having the same
KR101950858B1 (en) Negative electrode active material and secondary battery comprising the same
CN115275166A (en) Long-life graphite composite material and preparation method thereof
KR20240057600A (en) Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same
KR20230019530A (en) Anode active material composition, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same
Yuan et al. Architecting versatile NiFe2O4 coating for enhancing structural stability and rate capability of layered Ni-rich cathodes
Bae et al. Effect of PEDOT: PSS (Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)-polystyrenesulfonate) Coating on Nanostructured Cobalt-Free LiNi0. 9Mn0. 1O2 Layered Oxide Cathode Materials for Lithium-Ion Battery
US20240178377A1 (en) Anode active material, method of preparing the same, and lithium secondary battery including the same
Yinbin et al. Enhanced electrochemical performances of LiNi0. 5Mn1. 5O4 by surface modification with Cu nanoparticles
US20240097113A1 (en) Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same
KR20240078865A (en) Anode active material, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery comprising the same