WO2018105791A1 - Cathode active material for lithium secondary battery, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising same - Google Patents

Cathode active material for lithium secondary battery, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery comprising same Download PDF

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
  • a battery generates electric power by using an electrochemical reaction material for the positive electrode and the negative electrode.
  • a typical example of such a battery is a lithium secondary battery that generates electrical energy by a change in chemical potential (chemi cal potent al) when lithium ions are intercalated / deintercalated at a positive electrode and a negative electrode.
  • lithium silver is detached from the positive electrode during layer charging of the battery, and the phenomenon of being inserted from the positive electrode during discharge occurs.
  • the format ion efficiency of the lithium secondary battery is based on a case where 100% of lithium ions inserted at the same amount (at the time of discharge of the battery) are inserted in the same amount (at the time of discharge of the battery).
  • phase change of the positive electrode active material occurs due to the detachment and insertion of lithium ions, and it is known to use a positive electrode active material containing Co as a method of alleviating such phase shift. In other cases, it has been found that the phase change is less mitigating.
  • the more the use of the positive electrode active material having a smaller particle size the higher the chemical conversion efficiency of the battery. Since the layer discharge of the battery is a redox reaction from a broad viewpoint, the reaction is the higher the reaction area of the positive electrode active material. It is increasing. This phenomenon is called Kinetic ic.
  • the improvement in reaction by this Kinetic i phenomenon is not limited to the removal and insertion of lithium ions, but also applies to reaction with electrolyte. That is, the smaller the size of the positive electrode active material, the more active the formation of a solid electrolyte interphase (SEI) layer that acts as a resistance on the surface, which is deepened as the charge and discharge of the battery is repeated to increase the capacity retention rate. It is a factor to reduce.
  • SEI solid electrolyte interphase
  • a positive electrode active material In order to solve the above-mentioned problems, a positive electrode active material, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, which exhibit excellent chemical conversion efficiency and capacity retention rate, and which can implement a high energy density. To provide.
  • a cathode active material for a lithium secondary battery in which the small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vo l%) of the total volume (100 vol%) of the aggregate of the lithium metal oxide particles.
  • the small particles (C) may include lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal less than 1, lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal of 1 or more, and including Ti as a dopant, or a combination thereof.
  • the small particles (C) may each include 300 ppm or more of Ti as a dopant.
  • the small particles (C), respectively, do not contain Mg as a dopant, or may include less than 3000ppm (except 0 ppm).
  • the small particles (C) may be lithium metal oxide particles each containing 300 ppm or more of Ti and less than 3000 ppm of Mg (excluding 0 ppm) as a dopant.
  • the small particles (C) may be lithium metal oxide particles each containing Co as an essential element.
  • the volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol%) of the lithium metal oxide particle set more specifically, 0.01 vol% or more, 1 vol% or less, 0.5 vol%
  • the small particles (C) may occupy a volume of 1 vol% or more.
  • the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles in the lithium metal oxide particle set include lithium metal oxide particles (A) having a particle size of more than 7 jm; And lithium metal oxide particles (B) having a particle size of more than 2 and 7 urn or less.
  • At least 10 vol% of the total volume of the lithium metal oxide particle aggregate may be occupied by the sum of the volume of the small particles (C) and the particles (B), and the balance may be occupied by the particles (A). .
  • the coating layer may include phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof, and further include an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide, and combinations thereof. can do.
  • small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of m or less (excluding 0;); And a lithium metal oxide particle set comprising lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles; and comprising a coating layer disposed on a surface of at least some of the particles forming the lithium metal oxide particle set.
  • Particles occupy less than 10 vol% (except 0 vol%) of the total volume of the lithium metal oxide particle assembly (100 vol%) and have a density of at least 3.9 g when compressed to 200 MPa at room temperature. / cc or more, discharge capacity after 40 cycles at a room temperature of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at room temperature is more than 97% of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / 1
  • the positive electrode active material for lithium secondary batteries which has a discharge capacity * 100 ⁇ after a cycle is provided.
  • the positive electrode active material is 0.2 / 0.2C relative to Li + / Li at room temperature, And when the battery is driven under the conditions of 3.0V to 4.5V, the format ion efficiency may be 97% or more.
  • the positive electrode active material has a density (Pel let Dens i ty) of at least 4.0g / cc or more at 200 MPa in phase silver, 0.2 / 0.2C for Li + / Li, and 3.0V to 4.5 at room temperature
  • the format i on efficiency is 98% or more
  • the discharge capacity is 1 after 40 cycles when the battery is operated under the conditions of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at room temperature.
  • 98 3 ⁇ 4 »or more of the discharge capacity after the cycle discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 100 cycles * 100%).
  • the small oxide metal oxide supply material may be particles containing Co as an essential component.
  • the molar ratio of lithium / metal may be 1 or less.
  • the mixture including the small particle metal oxide feed material and the lithium feed material may further include any one of a Ti feed material , a quality feed , and an Mg feed material, or may further include both the Ti feed material and the Mg feed material.
  • the firing temperature may be 750 to 1,050 ° C.
  • the minimum particle size is more than 0.1 / / m 0.5 ⁇ or less
  • the D50 particle diameter is 0.5 / more than 1 «m or less
  • the maximum particle size is more than 4 and 7 izm or less Powders consisting of lithium metal oxide particles can be produced.
  • the large particle metal oxide feed material may be particles having a size of 3 to 20.
  • the firing temperature may be 750 to 1, 050 ° C.
  • the firing temperature may be 650 to 950 ° C.
  • a positive electrode comprising a positive electrode active material according to system 1; A negative electrode including a negative electrode active material; And an electrolyte;
  • the chemical conversion efficiency and cycle capacity retention rate of the battery are excellently expressed, and further, the energy density may be improved.
  • FIG. 7 shows PSD analysis results of Preparation Examples 1 and 3.
  • DO.9 particle diameter is 0.1, 0.2, 0.3 .... 3, 5, , .... 10, 20, 30 ⁇
  • the particle size, D50 particle size refers to the particle size when particles are accumulated up to 50% by volume, and the particle size, D95, refers to the particle size when particles are accumulated up to 95% by volume.
  • small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of 2 or less (excluding 0); And a lithium metal oxide particle set comprising lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles; and a coating layer disposed on a surface of at least some of the particles forming the lithium metal oxide particle set.
  • the small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol%) of the lithium metal oxide particle assembly, and provides a cathode active material for a lithium secondary battery.
  • the "particle size” means the size of particles classified according to PSD (Particle Size Distribution).
  • the cathode active material provided in one embodiment of the present invention is a cathode active material in which two kinds of lithium metal oxide particles having different particle sizes are mixed by a so-called bi-modal technology, and has been compressed to 200 MPa from silver. It is advantageous to realize a compression density of 3.9g / cc or more.
  • i ty) is at least 3.9g / cc and can achieve a format ion efficiency of 97% or more when the battery is operated at a temperature of 0.2 / 0.2C for Li + / Li and 3.0V to 4.5V at room temperature.
  • the positive electrode active material satisfying the particle size, blending ratio, and coating layer conditions presented in one embodiment of the present invention has an advantage of expressing compression density, chemical conversion efficiency of the battery, and cycle retention excellently. Can be confirmed in the evaluation examples described later.
  • the particle size is 2 / less (but, except 0) is a small particle (C) of the lithium metal oxide particles; And lithium metal oxide particles having a particle size larger than those of the small particles; lithium metal oxide particles comprising 10 vol% or less of the total volume (100 vol) of the lithium metal oxide particles (but 0 vol%).
  • the small particles occupy a volume. .
  • the small particles can fill the voids between the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles, so that a large amount of positive electrode active material can be accumulated in a unit volume.
  • the chemical conversion efficiency of the battery is improved by the excellent reaction properties of the small particles, while the improvement of the reaction properties with the electrolyte is prevented by the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles, thereby preventing a decrease in cycle capacity retention.
  • the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention includes a coating layer located on the surface of at least a portion of the particles forming the lithium metal oxide particle set.
  • the coating layer may be present on some or all of the small particles and on the surface of some or all of the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles.
  • the particles in which the coating layer is present are advantageous in that the phase change caused by the detachment and insertion of lithium aions is suppressed, thereby improving the cycle capacity retention rate of the battery.
  • the coating layer may include phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof, and an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide, and combinations thereof. It may be a composite coating layer further comprising.
  • Such a coating layer may contribute to improvement of battery characteristics by suppressing oxidative decomposition of the positive electrode active material by reaction with an electrolyte at high voltage and providing a dr iving force for increasing the degree of diffusion of Li ions into the positive electrode active material. .
  • Small particle composition
  • metal means all metals (including dopants) except lithium in the lithium metal oxide particles.
  • Small particle size precursors of 1 or less are used. However, at a normal firing temperature of 750 to 1, 050 ° C (preferably 800 to 100 C C), the larger the amount of Li, the more the growth of lithium metal oxide particles is promoted by the synthetic promoting action (Fl ux effect). Can be.
  • a method of setting the molar ratio of lithium / metal in the small particle precursor to 1 or less was considered. It was confirmed by the evaluation example mentioned later that particle growth was suppressed and the small particle which has a particle size of 2 or less (however, more than 0) is formed also at normal baking temperature.
  • a method of adding an element that suppresses grain growth during firing of the small particle size precursor as a dopant is considered.
  • Ti is one of the elements that suppress mipza growth.
  • the addition of Ti in an amount corresponding to the increased content of L i results in a particle having a particle size of 2 ⁇ or less (more than 0 m) even at a normal firing temperature. It was confirmed in the evaluation examples to be described later that is formed.
  • doping of Ti may be applied when the molar ratio of lithium / metal is less than one. ⁇
  • the size of the lithium metal oxide particles formed may vary depending on the amount of Ti added with the dopant. Specifically, when the Ti content is 300ppra or more, small particles having a particle size of 2 ⁇ m or less (but greater than 0) are formed, but when the Ti content is less than 300 ppm, particles larger than zm may be formed under the same conditions. have.
  • the reason why the size of the lithium metal oxide particles formed according to the Ti content varies in various ways is related to the extent to which the growth of grain boundaries is suppressed by the precipitates.
  • the small particles (C) may each contain 300 ppm or more of Ti as a dopant.
  • dopant does not contain Mg or, if included, the content can be controlled to less than 3000ppm (except 0 ppm).
  • the small particles (C), respectively, may be lithium metal oxide particles containing Co as an essential member element.
  • Co is an element that can alleviate the phase shift caused by the detachment and insertion of lithium ions. Specific particle size and blending ratio
  • the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention after mixing a large particle size lithium metal oxide powder prepared from a large particle precursor and a small particle size lithium metal oxide powder prepared from a small particle precursor, It may be obtained through a surface coating process.
  • particles having a size smaller than the minimum particle size (Dmin) of the large particle size lithium metal oxide powder (A) before mixing may have the characteristics of the small particle lithium metal oxide powder before mixing.
  • the particles having the characteristics of the small particle size lithium metal oxide powder before mixing even in the mixed powder the particle size, that is, the particle size larger than the small particles, but has a size smaller than the Dmin of the large-size lithium metal oxide powder Particles.
  • Dmin of the large-diameter lithium metal oxide powder may be about 7;
  • the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles in the lithium metal oxide particle set include lithium metal oxide particles (A) having a particle size greater than 7; And particles Lithium metal oxide particles (B) having a size of greater than 3 ⁇ 4 ⁇ or less than 7 // m.
  • a volume sum of the particles (C) and the particles (B) occupies a volume of at least 10 vol%, and the balance is the particles ( A) can occupy.
  • the relationship between the particles (A), the particles (B), and the particles (C) will be clearly understood.
  • the volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol) of the lithium metal oxide particle set more specifically, the volume of 0.01 vol% or more and 1 vol% or less, 0.5 vol%
  • the small particles (C) may occupy a volume of 1 vol% or more.
  • Lithium metal oxide particles included in the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention may include a compound represented by the following formula (1), regardless of the particle size.
  • M may include Co and optionally include Ni, Mn, and combinations thereof
  • A may be selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and combinations thereof, and D may further include Ti, Zr, Ce, Ge, Sn, Al, Sb, and combinations thereof.
  • small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of / m or less (excluding 0; ⁇ ); And particles than the small particles Lithium metal oxide particles comprising a large size of the lithium metal oxide particles; comprising a coating layer located on the surface of at least some of the particles constituting the lithium metal oxide particles aggregate, wherein the lithium metal oxide particles
  • the small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol3 ⁇ 4) of the total volume (100 vol), and the compressive density from the silver to 200 MPa is at least 3.9 g / cc.
  • the discharge capacity after 40 cycles is at least 97% of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 1 cycle) when the battery is driven at layer temperature of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V. 100%), to provide a positive electrode active material for a lithium secondary battery.
  • the compressive density of the positive electrode active material may have a particle size similar to that of the positive electrode active material but higher than that of the positive electrode active material which is not a bimodal form.
  • the positive electrode active material may be compressed to 200 MPa at room temperature. Peel et Densi ty has at least 3.9g / cc and can express high energy density.
  • the battery to which the positive electrode active material is applied may exhibit a cycle capacity retention rate of 97% when driven at the above limited conditions at room temperature. Furthermore, the battery to which the positive electrode active material is applied may have a format ion efficiency of 97% or more when driven under conditions of 0.2 / 0.2C, and 3.0V to 4.5V with respect to Li + / Li at room temperature.
  • the positive electrode active material has a density (Pel let Densi ty) of at least 4.0g / cc or more at 200 MPa at room temperature, 0.2 / 0.2C for Li + / Li, and 3.0V to 4.5V at phase silver
  • the battery has a format ion efficiency of 98% or more, and the battery is discharged after 1 cycle after 40 cycles when operating the battery at room temperature under 0.5 C, discharge 1.0 C, and 3.0 V to 4.5 V. More than 98% of discharge capacity (after 40 cycles, after discharge cycle / 1 cycle Discharge capacity * ioo%).
  • the present invention by firing a mixture comprising a metal oxide feed material and a lithium feed material having a large particle size, preparing a large particle lithium metal oxide powder; Calcining a mixture comprising a small particle metal oxide material and a lithium feed material to produce a small particle lithium metal oxide powder; Preparing a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder; Adhering a coating raw material to a surface of a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the lithium metal oxide small particle powder; And calcining the mixture to which the coating raw material is attached, wherein the metal oxide feed material having a small particle size is a particle having a size of 1.5 // m or less (excluding 0) and the metal oxide supply having the large particle size.
  • the material provides a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery, which is a particle having a size larger than that of the small particle metal oxide feed material.
  • the small particle size precursor means a metal oxide supply material having the small particle size, and is a particle having a size of 1.5 or less (excluding 0).
  • the large particle size precursor means a metal oxide supply material having the large particle size, and means a particle having a larger size than the small particle metal oxide supply material.
  • the molar ratio of lithium / metal may be 1 or less.
  • the growth of particles is suppressed, and small particles having a particle size of 2 m or less (but greater than 0 // m) are formed even at a normal firing temperature, as described above.
  • the mixture including the small particle metal oxide feed material and the lithium feed material may further include any one of a Ti feed material and an Mg feed material, or may further include both the Ti feed material and the Mg feed material.
  • the molar ratio of lithium / metal is 1 or more
  • the particle size of 2 ⁇ M or less is achieved even at a normal firing temperature.
  • the branched particles are formed as described above.
  • doping of Ti may be applied when the molar ratio of lithium / metal is less than one.
  • the small oxide metal oxide supply material may be particles containing Co as an essential component. Co has been described above as an element capable of alleviating the phase shift caused by the detachment and insertion of lithium ions. Small particle precursor firing process (small particle powder manufacturing process)
  • the firing temperature may be 750 to 1, 050 ° C. This is a conventional calcined silver for crystallization, and detailed description thereof is omitted as it is generally known.
  • the minimum particle size is greater than 0.5 / 1 / m or less 0.5
  • the D50 particle diameter is greater than 0.5 ⁇ 1 / an or less
  • the maximum particle size is greater than 4 7 ⁇ Powders consisting of lithium metal oxide particles below can be prepared.
  • the large particle diameter metal oxide feed material may be particles having a size of 3 to 15.
  • Large particle precursor firing process large particle powder manufacturing process
  • the firing temperature may be 750 to 1,050 ° C. This is the usual firing temperature for crystallization, the details of which are omitted as they are generally known.
  • Large particle powder and small particle powder mixing process
  • the coating process is performed on the small particle powder, the large particle powder, the black silver, the large particle powder and the small particle powder mixed powder.
  • the coating layer may be formed on the surface of some or all of the particles included in the powder to be coated.
  • the coating raw material may be a phosphate coating raw material.
  • it may be phosphoric acid (H 3 P0 4 ), ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 P0 4 ), diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HP0 4 ), or a combination thereof.
  • firing silver may be 650 to 95CTC.
  • a coating layer containing phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof may be formed.
  • a composite coating layer further comprising an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide and combinations thereof may be formed.
  • Lithium metal oxide powder obtained by heat-treating the mixture at 900 to 1000 ° C. for 10 hours was prepared as Preparation Example 1.
  • Manufacture example 2 small particle size powder
  • Li 2 C0 3 , C03O4 (D50 14 // m), Ti0 2 500 ppm, and MgC0 3 100 ppm were dry mixed but the Li / Me ratio in the mixture was 1.024.
  • FIG. 5 is a SEM photograph of one particle of Preparation Example 3 at a high magnification (more than 10,000 magnification), and from this, it can be seen that the particle size is smaller than 2 and the particle shape is equilateral.
  • Preparation Example 7 0.13 17.55 62.23 Preparation Example 1 and Preparation Example 6 Mixed Powder Preparation Example 8 0. 13 17.43 62.23 Preparation Example 3 and Preparation Example 6 Mixed Powder Preparation Example 9 0.78 18.26 62.23 Preparation Example 4 and Preparation Example 6 Preparation of Mixed Powder Example 10 1.50 17.76 62.23 Preparation Example 3 and Preparation Example 6 Mixed Powder Coating
  • the minimum particle size was recorded in Dmin and the maximum particle size in Dmax, and the D50 particle size according to the general definition. Recorded.
  • Ti is more than 500ppm and can be doped with 300ppm or more, for example, to form a particle size "as appropriate.
  • it is necessary to control the Mg so as not to be doped or less than 2000ppm when doping.
  • Preparation Examples 7 and 8 have large particle size powders, but particles having a size smaller than Dmin of Preparation Example 6 at least in the PSD of Preparation Example 8 exhibit the characteristics of the particles of Preparation Examples 1 and 3. It can be seen from having.
  • a battery was fabricated by using Preparation Example 8 in which large and small particle powders were mixed and Preparation Example 10 in which surface coating after large and small particle powders were mixed as positive electrode active materials, respectively.
  • 95% by weight of the positive electrode active material, 2.5% by weight of carbon black as a conductive agent, and 2.5% by weight of PVDF as a binder were added to 5.0% by weight of N-methyl-2 pyridone (NMP) as a solvent (solvent).
  • NMP N-methyl-2 pyridone
  • the positive electrode slurry was applied to a thin film of aluminum (A1), which is a positive electrode current collector having a thickness of 20 to 40, and vacuum dried, followed by roll press to prepare a positive electrode.
  • A1 a thin film of aluminum
  • Li-metal was used as the negative electrode.
  • a coin cell type half cell was manufactured using 1.15M LiPF6EC: DMC (l: lvol%) as an electrolyte and a cathode prepared as described above.
  • the cycle capacity retention rate was evaluated for the battery produced using Preparation Example 8 in which large and small particle powders were mixed, and Preparation Example 10 in which surface coating after large and small particle powder mixing were used as the positive electrode active material, respectively.
  • particles smaller than the Dmin of the large particle size before mixing may have similar characteristics to the small particle size before mixing have.
  • the particles occupied at least 10.17 vol% of the particles smaller than the Dmin of the large particle size powder before mixing, and among them, those particles having a particle size of 2 im or less (but 1.5; mi or more)
  • the volume occupied was 0.78 vol%, it was confirmed that the pellet density when pressed at 200 MPa at room temperature is at least 3.9 g / cc or more.
  • the chemical conversion efficiency may be more than 97%.
  • the capacity retention rate may be more than 97%.
  • the surface-coated positive electrode active material after mixing the large particle size powder has a volume occupied by particles smaller than Dmin of the large particle size powder before mixing, at least 10.17 vol%, and in particular, has a particle size of 2 M or less (but 1.5 or more).
  • the eggplants have a volume of 0.78 vol% and have a Pel let Dens i ty of at least 3.9 g / cc when pressed to 200 MPa at room temperature. Dose retention may be expressed at greater than 97%.
  • the small particle powder used for the preparation can be used by reducing the Li / Me ratio in the small particle powder to less than 1 or by appropriately doping Ti expressing the grain growth inhibiting function.
  • the Li / Me molar ratio is less than 1 and the Ti content is 300ppm, small particles having a particle size of D50 of 2 m or less (but 0.5 or more) may be formed.
  • the Li / Me molar ratio is 1 or more, in accordance with the increased content of Li If the content of Ti is also increased, small particles having a particle size of 2 or less (but 0.5 or more) may be formed.
  • the Ti content is increased in the range of 300 ppm or more, the distribution of the particle size may appear evenly.
  • the Mg content is more than 3000 ppra, particle uniformity may decrease. Therefore, when the Li / Me ratio is less than 1, or the Li / Me ratio is 1 or more, the Ti content is 300ppm or more, and the Mg content is controlled to be less than 4000ppm, it is necessary to use the small particle size powder prepared as a raw material.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains does not change the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

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Abstract

The embodiments of the present invention provide a cathode active material which exhibits an excellent coulombic efficiency and a cycle capacity retention rate of a battery and which can realize a high energy density, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery comprising the same.

Description

【명세서】  【Specification】
【발명의 명칭】  [Name of invention]
리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지  Cathode active material for lithium secondary battery, manufacturing method thereof and lithium secondary battery comprising same
【기술분야】  Technical Field
리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.  The present invention relates to a cathode active material for a lithium secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
【배경기술】  Background Art
전지는 양극과 음극에 전기 화학 반웅이 가능한 물질을 사용함으로써 전력을 발생시키는 것이다. 이러한 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 리튬 이온이 인터칼레이션 / 디인터칼레이션될 때의 화학전위 (chemi cal potent i al )의 변화에 의하여 전기 에너지를 생성하는 리튬 이차 전지가 있다.  A battery generates electric power by using an electrochemical reaction material for the positive electrode and the negative electrode. A typical example of such a battery is a lithium secondary battery that generates electrical energy by a change in chemical potential (chemi cal potent al) when lithium ions are intercalated / deintercalated at a positive electrode and a negative electrode.
구체적으로, 리튬 이차 전지의 양극의 관점에서 볼 때, 전지의 층전 시 리튬 이은은 양극으로부터 탈리되고, 방전 시에는 양극으로부터 삽입되는 현상이 발생한다.  Specifically, in view of the positive electrode of the lithium secondary battery, lithium silver is detached from the positive electrode during layer charging of the battery, and the phenomenon of being inserted from the positive electrode during discharge occurs.
이와 관련하여, 리튬 이차 전지의 화성 ( format ion) 효율은, 양극에서 (전지의 충전 시) 탈리된 만큼의 리튬 이온이 (전지의 방전 시) 동일한 양으로 삽입되는 경우를 100 % 기준으로 한다.  In this regard, the format ion efficiency of the lithium secondary battery is based on a case where 100% of lithium ions inserted at the same amount (at the time of discharge of the battery) are inserted in the same amount (at the time of discharge of the battery).
이러한 화성 효율에 영향을 미치는 인자는 여러 가지가 있는데, 그 중 양극의 구성 요소인 양극 활물질의 결정 구조, 입자 크기 등의 인자가 알려져 있다.  There are a number of factors influencing such chemical conversion efficiency. Among them, factors such as crystal structure and particle size of a positive electrode active material, which are components of a positive electrode, are known.
구조적인 면에서, 리튬 이온의 탈리와 삽입에 따라 양극 활물질의 상변이가 발생하며, 이러한 상 변이를 완화시키는 방법으로 Co를 포함하는 양극 활물질을 사용하는 것이 알려져 있지만, Co를 포함하지만 표면처리되지 않은 경우 상 변이 완화 효과가 덜하다는 것이 밝혀진 바 있다.  In terms of structure, a phase change of the positive electrode active material occurs due to the detachment and insertion of lithium ions, and it is known to use a positive electrode active material containing Co as a method of alleviating such phase shift. In other cases, it has been found that the phase change is less mitigating.
한편, 이론적으로, 입자의 크기가 작은 양극 활물질을 사용할수록 전지의 화성 효율이 좋아질 가능성이 높다. 전지의 층방전은 넓은 관점에서 산화환원 반웅이므로, 그 반웅성은 양극 활물질의 반웅 면적이 높을수록 증가하는 것이다. 이러한 현상을 키네틱 (Kinet i c) 현상이라고 한다. On the other hand, in theory, the more the use of the positive electrode active material having a smaller particle size, the higher the chemical conversion efficiency of the battery. Since the layer discharge of the battery is a redox reaction from a broad viewpoint, the reaction is the higher the reaction area of the positive electrode active material. It is increasing. This phenomenon is called Kinetic ic.
그러나, 이 키네틱 (Kinet i c) 현상에 의해 반웅성이 좋아지는 것은, 비단 리튬 이온의 탈리와 삽입에만 해당되는 것이 아니며, 전해질과의 반웅성에도 적용이 된다. 즉, 입자의 크기가 작은 양극 활물질일수록, 표면에서 저항으로 작용하는 고체 전해질 계면 (Sol id Electrolyte Interphase , SEI ) 층의 형성이 활발해질 수 있고, 이는 전지의 충방전이 반복될수록 심화되어 용량 유지율을 감소시키는 요인이 된다.  However, the improvement in reaction by this Kinetic i phenomenon is not limited to the removal and insertion of lithium ions, but also applies to reaction with electrolyte. That is, the smaller the size of the positive electrode active material, the more active the formation of a solid electrolyte interphase (SEI) layer that acts as a resistance on the surface, which is deepened as the charge and discharge of the battery is repeated to increase the capacity retention rate. It is a factor to reduce.
【발명의 상세한 설명】  [Detailed Description of the Invention]
【기술적 과제】  [Technical problem]
앞서 지적한 문제를 해결하기 위해, 전지의 화성 효율 및 용량 유지율이 두루 우수하게 발현되며, 나아가 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있는 양극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 본 발명의 구현예들로 제공한다.  In order to solve the above-mentioned problems, a positive electrode active material, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, which exhibit excellent chemical conversion efficiency and capacity retention rate, and which can implement a high energy density. To provide.
【기술적 해결방법】  Technical Solution
본 발명의 일 구현예에서는, 입자 크기가 ¾ 이하 (단, 0 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리튬 금속 산화물 입자 집합을 포함하고, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 증 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되, 상기 리륨 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vol%) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vo l% 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지하는 것인, 리륨 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다. 상기 소립자 (C)들은, 리튬 /금속의 몰비가 1 미만인 리튬 금속 산화물 입자, 리튬 /금속의 몰비가 1 이상이며 도편트로 Ti을 포함하는 리튬 금속 산화물 입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.  In one embodiment of the present invention, the particle size of the lithium metal oxide particles having a particle size of ¾ or less (excluding 0), the small particles (C); And a lithium metal oxide particle assembly comprising lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles; and a coating layer disposed on at least a part of the particles forming the lithium metal oxide particle aggregate. Provided is a cathode active material for a lithium secondary battery, in which the small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vo l%) of the total volume (100 vol%) of the aggregate of the lithium metal oxide particles. The small particles (C) may include lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal less than 1, lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal of 1 or more, and including Ti as a dopant, or a combination thereof.
상기 소립자 (C)들은 각각, 도펀트로 Ti을 300ppm 이상 포함할 수 있다.  The small particles (C) may each include 300 ppm or more of Ti as a dopant.
상기 소립자 (C)들은 각각, 도펀트로 Mg를 포함하지 않거나, 포함하는 경우 3000ppm 미만 (단, 0 ppm 제외) 포함할 수 있다.  The small particles (C), respectively, do not contain Mg as a dopant, or may include less than 3000ppm (except 0 ppm).
상기 소립자 (C)들은 각각, 도펀트로 Ti을 300ppm 이상, Mg를 3000ppm 미만 (단, 0 ppm 제외) 포함하는 리튬 금속 산화물 입자일 수 있다. 상기 소립자 (C)들은 각각, 필수 구성원소로 Co를 포함하는 리튬 금속 산화물 입자일 수 있다. The small particles (C) may be lithium metal oxide particles each containing 300 ppm or more of Ti and less than 3000 ppm of Mg (excluding 0 ppm) as a dopant. The small particles (C) may be lithium metal oxide particles each containing Co as an essential element.
구체적으로, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol%) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외)의 부피, 보다 구체적으로 0.01 vol% 이상 1 vol% 이하의 부피, 0.5 vol% 이상 1 vol% 이하의 부피를 상기 소립자 (C)들이 차지할 수 있다.  Specifically, the volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol%) of the lithium metal oxide particle set, more specifically, 0.01 vol% or more, 1 vol% or less, 0.5 vol% The small particles (C) may occupy a volume of 1 vol% or more.
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합 내 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들은, 입자 크기가 7 jm 초과인 리튬 금속 산화물 입자 (A)들; 및 입자 크기가 2 초과 7 urn 이하인 리튬 금속 산화물 입자 (B)들;을 포함할 수 있다.  The lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles in the lithium metal oxide particle set include lithium metal oxide particles (A) having a particle size of more than 7 jm; And lithium metal oxide particles (B) having a particle size of more than 2 and 7 urn or less.
상기 리륨 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol¾ 에서 , 적어도 10 vol%의 부피를 상기 소립자 (C)들 및 상기 입자 (B)들의 부피 합이 차지하고, 잔부를 상기 입자 (A)들이 차지할 수 있다.  At least 10 vol% of the total volume of the lithium metal oxide particle aggregate (100 vol¾) may be occupied by the sum of the volume of the small particles (C) and the particles (B), and the balance may be occupied by the particles (A). .
상기 코팅층은, 인산화물, 리튬 인산화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 리륨 금속 인산화물, 금속 인산화물, 리튬 금속 산화물, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 일 구현예에서는, 입자 크기가 m 이하 (단, 0 ; 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리륨 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리륨 금속 산화물 입자 집합을 포함하고, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 중 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되, 상기 리륨 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol%) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외 )의 부피를 상기 소립자들이 차지하고, 상온에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pellet Density)가 적어도 3.9g/cc 이상이고, 상온에서 층전 0.5C, 방전 1.0C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 97% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1 사이클 후 방전 용량 *100«인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다.  The coating layer may include phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof, and further include an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide, and combinations thereof. can do. In another embodiment of the present invention, small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of m or less (excluding 0;); And a lithium metal oxide particle set comprising lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles; and comprising a coating layer disposed on a surface of at least some of the particles forming the lithium metal oxide particle set. Particles occupy less than 10 vol% (except 0 vol%) of the total volume of the lithium metal oxide particle assembly (100 vol%) and have a density of at least 3.9 g when compressed to 200 MPa at room temperature. / cc or more, discharge capacity after 40 cycles at a room temperature of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at room temperature is more than 97% of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / 1 The positive electrode active material for lithium secondary batteries which has a discharge capacity * 100 <after a cycle is provided.
구체적으로, 상기 양극 활물질은, 상온에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 화성 (Format ion) 효율이 97% 이상일 수 있다. Specifically, the positive electrode active material is 0.2 / 0.2C relative to Li + / Li at room temperature, And when the battery is driven under the conditions of 3.0V to 4.5V, the format ion efficiency may be 97% or more.
보다 구체적으로, 상기 양극 활물질은, 상은에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel let Dens i ty) 가 적어도 4.0g/cc 이상이고, 상온에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 화성 (Format i on) 효율이 98% 이상이고, 상온에서 층전 0.5C , 방전 1.0C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 98¾» 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1 사이클 후 방전 용량 *100%)일 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 대입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물을 소성하여, 대입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계; 소입경인 금속 산화물 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물을 소성하여, 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계; 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계; 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물의 표면에, 코팅 원료 물질을 부착하는 단계; 및 상기 코팅 원료 물질이 부착된 흔합물을 소성하는 단계;를 포함하되, 상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은 1.5 이하 (단, 0 ; 제외)의 크기를 가진 입자이고, 상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은 상기 소입경 금속 산화물 공급 물질보다 큰 크기를 가진 입자인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.  More specifically, the positive electrode active material has a density (Pel let Dens i ty) of at least 4.0g / cc or more at 200 MPa in phase silver, 0.2 / 0.2C for Li + / Li, and 3.0V to 4.5 at room temperature When the battery is operated under the condition of V, the format i on efficiency is 98% or more, and the discharge capacity is 1 after 40 cycles when the battery is operated under the conditions of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at room temperature. 98 ¾ »or more of the discharge capacity after the cycle (discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 100 cycles * 100%). In another embodiment of the present invention, by firing a mixture comprising a metal oxide supply material and a lithium supply material having a large particle size, preparing a large particle lithium metal oxide powder; Calcining a mixture comprising a small particle metal oxide material and a lithium feed material to produce a small particle lithium metal oxide powder; Preparing a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder; Adhering a coating raw material to a surface of a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder; And calcining the complex to which the coating raw material is attached, wherein the metal oxide feed material having a small particle size is particles having a size of 1.5 or less (excluding 0), and the metal oxide supply material having a large particle size. Provides a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery, which is a particle having a size larger than that of the small particle metal oxide supply material.
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은, 필수 구성원소로 Co를 포함하는 입자일 수 있다.  The small oxide metal oxide supply material may be particles containing Co as an essential component.
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물에서, 리튬 /금속의 몰비가 1 이하일 수 있다.  In a mixture including the metal oxide supply material and the lithium supply material having the small particle diameter, the molar ratio of lithium / metal may be 1 or less.
상기 소입경 금속 산화물 공급 물질 및 리륨 공급 물질을 포함하는 흔합물은, Ti 공급 물,질 및 Mg 공급 물질 증 어느 하나를 더 포함하거나, Ti 공급 물질 및 Mg 공급 물질을 모두 더 포함할 수 있다. 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계 ;에서, 소성 온도는 750 내지 1,050 °C일 수 있다. The mixture including the small particle metal oxide feed material and the lithium feed material may further include any one of a Ti feed material , a quality feed , and an Mg feed material, or may further include both the Ti feed material and the Mg feed material. In the step of preparing the small particle size lithium metal oxide powder, the firing temperature may be 750 to 1,050 ° C.
상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;에서, 최소 입자 크기가 0. 1//m 초과 0.5 μΐΆ 이하, D50 입경이 0.5 / 초과 1 «m 이하, 및 최대 입자 크기가 4 초과 7 izm 이하인 리튬 금속 산화물 입자들로 이루어진 분말이 제조될 수 있다.  In the step of preparing a small particle size lithium metal oxide powder, the minimum particle size is more than 0.1 / / m 0.5 μΐΆ or less, the D50 particle diameter is 0.5 / more than 1 «m or less, and the maximum particle size is more than 4 and 7 izm or less Powders consisting of lithium metal oxide particles can be produced.
상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은, 3 내지 20 인 크기를 가진 입자일 수 있다.  The large particle metal oxide feed material may be particles having a size of 3 to 20.
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;에서, 소성 온도는 750 내지 1 , 050 °C일 수 있다. In the preparing of the large particle size lithium metal oxide powder; the firing temperature may be 750 to 1, 050 ° C.
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계 ;에서 , 대입경 리튬 금속 산화물 분말: 소입경 리튬 금속 산화물 분말 = 5 : 5 내지 9 : 1의 증량비로 흔합할 수 있다.  In the step of preparing a mixture of the large particle size lithium metal oxide powder and the small particle size lithium metal oxide powder; large particle size lithium metal oxide powder: small particle size lithium metal oxide powder = 5: 5 to 9: 1 Can be combined.
상기 코팅 원료 물질이 부착된 혼합물을 소성하는 단계;에서, 소성 온도는 650 내지 950 °C일 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 계 1항에 따른 양극 활물질을 포함하는 양극; 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해질;을 포함하는 리톱 이차 전지를 제공한다. In the step of firing the mixture to which the coating raw material is attached; the firing temperature may be 650 to 950 ° C. In another embodiment of the present invention, a positive electrode comprising a positive electrode active material according to system 1; A negative electrode including a negative electrode active material; And an electrolyte;
【발명의 효과】  【Effects of the Invention】
본 발명의 구현예들에 따르면, 전지의 화성 효율 및 사이클 용량 유지율이 두루 우수하게 발현되며, 나아가 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 【도면의 간단한 설명】  According to the embodiments of the present invention, the chemical conversion efficiency and cycle capacity retention rate of the battery are excellently expressed, and further, the energy density may be improved. [Brief Description of Drawings]
도 1은. 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 양극 활물질에 포함된 입자 (A)들, 입자 (B)들, 및 입자 (C)들의 관계를 벤바이어그램으로 나타낸 것이다.  1 is. The relationship between the particles (A), the particles (B), and the particles (C) included in the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention is shown in a BenBiagram.
도 2는, 제조예 1의 SEM사진이다 (스케일바: 10 卿) .  2 is a SEM photograph of Preparation Example 1 (scale bar: 10 kPa).
도 3은, 제조예 .3의 SEM사진이다 (스케일바: 10 ) .  3 is a SEM photograph of Preparation Example 3.3 (scale bar: 10).
도 4는, 제조예 4의 SEM사진이다 (스케일바: 10 ; Mn) . 도 5는, 제조예 3의 입자 하나를 고배율 (10,000배율 이상)에서 촬영한 SEM사진이다 (스케일바: 2 μm) . 4 is a SEM photograph of Preparation Example 4 (scale bar: 10; Mn). 5 is an SEM photograph of one particle of Preparation Example 3 at a high magnification (more than 10,000 magnification) (scale bar: 2 μm).
도 6은, 제조예 8의 SEM사진이다 (스케일바: 10 //in).  6 is a SEM photograph of Preparation Example 8 (scale bar: 10 // in).
도 7은, 제조예 1 및 3의 PSD 분석 결과를 나타낸 것이다.  7 shows PSD analysis results of Preparation Examples 1 and 3. FIG.
도 8은, 제조예 10("흔합 코팅 분말"로 표시), 제조예 6("대입경 분말"로 표시)ᅳ 및 제조예 3("소입경 분말"로 표시)의 PSD 분석 결과를 나타낸 것이다.  8 shows the results of PSD analysis of Preparation Example 10 (denoted as "composite coating powder"), Preparation Example 6 (denoted as "large particle powder") and Preparation Example 3 (denoted as "small particle powder"). .
【발명을 실시를 위한 최선의 형태】  [The best form for carrying out invention]
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.
아을러, 본 명세서에서 입자 크기와 관련하여, DO.9 입경이란, 0.1, 0.2, 0.3.... 3, 5, Ί .... 10, 20, 30^ 이렇게 다양한 입자 크기가 분포되어 있는 활물질 입자를 부피비로 0.9%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기를 의미하며, D6 입경은 부피비로 6%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기, D10은 부피비로 10%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기 , D50 입경은 부피비로 50%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기, D95 입경은 부피비로 95%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기를 의미한다. 바이모달 (bi-modal) 양극활물질  In relation to particle size in this specification, DO.9 particle diameter is 0.1, 0.2, 0.3 .... 3, 5, , .... 10, 20, 30 ^ The particle size when the particles of the active material are accumulated up to 0.9% by volume, and the particle size of D6 is the particle size when the particles are accumulated up to 6% by volume, and D10 is when the particles are accumulated up to 10% by volume. The particle size, D50 particle size, refers to the particle size when particles are accumulated up to 50% by volume, and the particle size, D95, refers to the particle size when particles are accumulated up to 95% by volume. Bi-modal Cathode Active Material
본 발명의 일 구현예에서는, 입자 크기가 2 이하 (단, 0 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리튬 금속 산화물 입자 집합을 포함하고, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 중 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol%) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다. 상기 "입자 크기"는, PSD (Particle Size Distribution)에 따라 분류된 입자의 크기를 의미한다. 본 발명의 일 구현예에서 제공하는 양극 활물질은, 이른바 바이모달 (bi-modal) 기술로, 입자 크기가 다른 2종의 리튬 금속 산화물 입자가 흔합된 형태의 양극 활물질로, 상은에서 200Mpa로 압축했을 때 3.9g/cc 이상의 압축 밀도를 구현하는데 유리하다. In one embodiment of the present invention, small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of 2 or less (excluding 0); And a lithium metal oxide particle set comprising lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles; and a coating layer disposed on a surface of at least some of the particles forming the lithium metal oxide particle set. The small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol%) of the lithium metal oxide particle assembly, and provides a cathode active material for a lithium secondary battery. The "particle size" means the size of particles classified according to PSD (Particle Size Distribution). The cathode active material provided in one embodiment of the present invention is a cathode active material in which two kinds of lithium metal oxide particles having different particle sizes are mixed by a so-called bi-modal technology, and has been compressed to 200 MPa from silver. It is advantageous to realize a compression density of 3.9g / cc or more.
다만 바이모달 양극 활물질 구현 시, 배합되는 리륨 금속 산화물 입자의 크기 및 배합 비율 등을 적절히 제어하고, 표면의 적어도 일부에 코팅층을 포함하여야만 앞서 지적한 바와 같이 상은에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel let Dens i ty)가 적어도 3.9g/cc 이상이고, 상온에서 Li +/Li에 대해 0.2/0.2C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 97% 이상의 화성 (Format ion) 효율을 구현할 수 있고, 이와 배치 (背馳)되는 경향이 있는, 상은에서 충전 0.5C , 방전 1.0C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 97% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1 사이클 후 방전 용량 *100%)의 사이클 유지율을 동시에 구현할 수 있다.이와 관련하여 , 본 발명의 일 구현예에서는, 위 세 가지 효과를 두루 우수하게 발현할 수 있는 최적의 조건을 갖춘 바이모달 양극 활물질을 제시한다.  However, when implementing the bimodal cathode active material, it is necessary to properly control the size and blending ratio of the lithium metal oxide particles to be blended, and include a coating layer on at least a part of the surface. i ty) is at least 3.9g / cc and can achieve a format ion efficiency of 97% or more when the battery is operated at a temperature of 0.2 / 0.2C for Li + / Li and 3.0V to 4.5V at room temperature. And discharge capacity after 40 cycles when the battery is driven under conditions of charge 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at a phase silver of at least 97% of the discharge capacity after 1 cycle ( The cycle retention ratio of the discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity * 100% after 1 cycle) can be simultaneously implemented. In this regard, in one embodiment of the present invention, an optimum for excellence of the above three effects can be achieved. article With the present a bimodal cathode active material.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서 제시하는 입자 크기, 배합 비율, 및 코팅층 조건을 만족하는 양극 활물질은, 압축 밀도, 전지의 화성 효율, 사이클 유지율을 두루 우수하게 발현시키는 이점이 있고, 이러한 이점은 후술되는 평가예에서 확인할 수 있다.  Specifically, the positive electrode active material satisfying the particle size, blending ratio, and coating layer conditions presented in one embodiment of the present invention has an advantage of expressing compression density, chemical conversion efficiency of the battery, and cycle retention excellently. Can be confirmed in the evaluation examples described later.
이하 본 발명의 일 구현예에서 제공하는 양극 활물질을 보다 상세히 설명한다. 입지 크기 및 배합 비율 Hereinafter, a cathode active material provided in an embodiment of the present invention will be described in more detail. Location Size and proportion
본 발명의 일 구현예에서 제공되는 양극 활물질은, 입자 크기가 2/ 이하 (단, 0 제외)인 리륨 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리륨 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리튬 금속 산화물 입자 집합을 포함하며 , 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vol ) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지한다. . 이러한 입자 크기 및 배합 비율을 만족할 때, 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들 사이의 공극을, 상기 소립자로 하여금 메우게 하여, 단위 부피 내에서 많은 양의 양극 활물질을 집적할 수 있고, 압축 시 밀도를 높여, 전지의 에너지 밀도를 향상시키기에 유리하다. 아울러, 상기 소립자들의 우수한 반웅성에 의해 전지의 화성 효율이 향상되는 한편, 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들에 의해 전해질과의 반웅성 향상은 억제하여 사이클 용량 유지율 감소를 방지할 수 있다. 코팅층 Cathode active material provided in one embodiment of the present invention, the particle size is 2 / less (but, except 0) is a small particle (C) of the lithium metal oxide particles; And lithium metal oxide particles having a particle size larger than those of the small particles; lithium metal oxide particles comprising 10 vol% or less of the total volume (100 vol) of the lithium metal oxide particles (but 0 vol%). The small particles occupy a volume. . When satisfying such particle size and blending ratio, the small particles can fill the voids between the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles, so that a large amount of positive electrode active material can be accumulated in a unit volume. In addition, it is advantageous to increase the density during compression and to improve the energy density of the battery. In addition, the chemical conversion efficiency of the battery is improved by the excellent reaction properties of the small particles, while the improvement of the reaction properties with the electrolyte is prevented by the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles, thereby preventing a decrease in cycle capacity retention. Can be. Coating layer
한편, 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 양극 활물질은, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 증 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함한다.  On the other hand, the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention, includes a coating layer located on the surface of at least a portion of the particles forming the lithium metal oxide particle set.
즉, 상기 소립자들의 일부 또는 전체, 그리고 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들의 일부 또는 전체의 표면에 상기 코팅층이 존재할 수 있다.  That is, the coating layer may be present on some or all of the small particles and on the surface of some or all of the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles.
상기 코팅층이 존재하는 입자는, 리튬 아온의 탈리와 삽입에 따라 발생하는 상변이가 억제되어, 전지의 사이클 용량 유지율을 개선하기에 유리하다 .  The particles in which the coating layer is present are advantageous in that the phase change caused by the detachment and insertion of lithium aions is suppressed, thereby improving the cycle capacity retention rate of the battery.
구체적으로, 상기 코팅층은 , 인산화물 , 리튬 인산화물 , 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 리륨 금속 인산화물, 금속 인산화물, 리튬 금속 산화물, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 더 포함하는 복합 코팅층일 수 있다.  Specifically, the coating layer may include phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof, and an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide, and combinations thereof. It may be a composite coating layer further comprising.
이러한 코팅층은, 고전압에서 전해액과의 반웅에 의해 양극 활물질이 산화 분해되는 것을 억제하고, 양극 활물질 내부로 Li 이온이 확산되는 정도를 높이는 추진력 (Dr iving Force)을 제공함으로써 전지 특성 향상에 기여할 수 있다. 소립자 조성  Such a coating layer may contribute to improvement of battery characteristics by suppressing oxidative decomposition of the positive electrode active material by reaction with an electrolyte at high voltage and providing a dr iving force for increasing the degree of diffusion of Li ions into the positive electrode active material. . Small particle composition
상기 소립자 (C)들은, 리튬 /금속의 몰비가 1 미만인 리륨 금속 산화물 입자, 리튬 /금속의 몰비가 1 이상이며 도펀트로 Ti을 포함하는 리튬 금속 산화물 입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 여기서 금속은, 상기 리튬 금속 산화물 입자에 포함된, 리튬을 제외한 모든 금속 (도펀트 포함)을 의미한다. The small particles (C), the lithium metal oxide of the molar ratio of lithium / metal less than 1 Particles, lithium / metal molar ratio of one or more, and may include lithium metal oxide particles containing Ti as a dopant, or a combination thereof. Herein, metal means all metals (including dopants) except lithium in the lithium metal oxide particles.
일반적으로 리륨 금속 산화물 입자의 소입경화를 위해서는, D50 Generally, for the small particle size of the lithium metal oxide particles, D50
1 이하의 소입경 전구체가 사용된다. 다만, 통상의 소성 온도인 750 ~ 1 , 050°C (바람직하게는 800 ~ 100C C )에서, Li의 양이 많을수록 그에 의한 합성촉진 작용 (Fl ux 효과)에 의해 리튬 금속 산화물 입자의 성장이 촉진될 수 있다. Small particle size precursors of 1 or less are used. However, at a normal firing temperature of 750 to 1, 050 ° C (preferably 800 to 100 C C), the larger the amount of Li, the more the growth of lithium metal oxide particles is promoted by the synthetic promoting action (Fl ux effect). Can be.
이에 본 발명의 일 구현예에서는, 소입경 전구체 내 리튬 /금속의 몰비를 1 이하로 하는 방법을 고려하였다. 이에 따라 입자 성장이 억제되어, 통상의 소성 온도에서도 2 이하 (단, 0 초과)의 입경을 가지는 소립자가 형성되는 것을 후술되는 평가예에서 확인하였다.  Thus, in one embodiment of the present invention, a method of setting the molar ratio of lithium / metal in the small particle precursor to 1 or less was considered. It was confirmed by the evaluation example mentioned later that particle growth was suppressed and the small particle which has a particle size of 2 or less (however, more than 0) is formed also at normal baking temperature.
한편, 리튬 /금속의 몰비가 낮을수록 리튬의 이동이 감소되어 기본적인 전지 특성 (예들 들어, 용량 특성)을 원활하게 발현시키기 어려을 수 있다.  On the other hand, the lower the molar ratio of lithium / metal, the less the movement of lithium, it may be difficult to smoothly express the basic battery characteristics (for example, capacity characteristics).
이에, 본 발명의 일 구현예에서는, 소입경 전구체의 소성 시 입자 성장을 억제시키는 원소를 도펀트로 첨가하는 방법을 고려하였다. 구체적으로, Ti는 밉자 성장을 억제시키는 원소 중 하나이다. 이와 관련하여, 리륨 /금속의 몰비가 1이상인 경우에도, 증가한 L i의 함량에 부합하는 양의 Ti를 첨가하면 , 통상의 소성 온도에서도 2 βΆ 이하 (단, 0 m 초과)의 입경을 가지는 소립자가 형성되는 것을 후술되는 평가예에서 확인하였다. 물론 Ti 의 도핑은, 리튬 /금속의 몰비가 1 미만인 경우에 적용되어도무방하다. 、  Thus, in one embodiment of the present invention, a method of adding an element that suppresses grain growth during firing of the small particle size precursor as a dopant is considered. Specifically, Ti is one of the elements that suppress mipza growth. In this regard, even if the molar ratio of lithium / metal is 1 or more, the addition of Ti in an amount corresponding to the increased content of L i results in a particle having a particle size of 2 β or less (more than 0 m) even at a normal firing temperature. It was confirmed in the evaluation examples to be described later that is formed. Of course, doping of Ti may be applied when the molar ratio of lithium / metal is less than one. 、
다만, 동일 크기의 소입경 전구체에 대해, 동일한 리튬 /금속의 몰비로 하더라도, 도펀트로 첨가하는 Ti의 양에 따라 형성되는 리륨 금속 산화물 입자 크기가 달라질 수 있다. 구체적으로, Ti의 함량이 300ppra 이상인 경우 입자 크기가 2 μm 이하 (단, 0 초과)의 입경을 가지는 소립자가 형성되지만, Ti의 함량이 300ppm 미만이면 같은 조건에서도 zm을 초과하는 입자가 형성될 수 있다. 이렇게 Ti의 함량에 따라 형성되는 리튬 금속 산화물 입자의 크기가 다양하게 나타나는 이유는, 석출물에 의해 결정립계의 성장이 억제되는 정도가 달라지는 것과 관련된다. 구체적으로, 결정화를 위한 고온 소성 시, 도펀트를 포함한 화합물이 도펀트의 결정립계로 석출되는 현상이 발생되는데, 이때 석출된 석출물이 결정립계의 성장을 억제시키는 일종의 커버링 작용을 하기 때문이고, 결정성장 억제는 억제를 위해 첨가된 원소의 종류 및 양에 따라 억제 효과의 정도가 달라지기 때문이다. However, even with the same molar ratio of lithium / metal to the small-size precursors of the same size, the size of the lithium metal oxide particles formed may vary depending on the amount of Ti added with the dopant. Specifically, when the Ti content is 300ppra or more, small particles having a particle size of 2 μm or less (but greater than 0) are formed, but when the Ti content is less than 300 ppm, particles larger than zm may be formed under the same conditions. have. The reason why the size of the lithium metal oxide particles formed according to the Ti content varies in various ways is related to the extent to which the growth of grain boundaries is suppressed by the precipitates. Specifically, during high temperature firing for crystallization, a phenomenon in which a compound including a dopant is precipitated to the grain boundary of the dopant occurs, because the precipitate precipitates as a kind of covering action to inhibit the growth of the grain boundary, and inhibits the growth of the crystal. This is because the degree of the inhibitory effect varies depending on the type and amount of elements added for the purpose.
이에, 상기 소립자 (C)들은 각각, 도펀트로 Ti을 300ppm 이상 포함할 수 있다. 한편, 도펀트로 Mg는 포함하지 않거나, 포함하는 경우 그 함량을 3000ppm 미만 (단, 0 ppm 제외)로 제어할 수 있다.  Accordingly, the small particles (C) may each contain 300 ppm or more of Ti as a dopant. On the other hand, dopant does not contain Mg or, if included, the content can be controlled to less than 3000ppm (except 0 ppm).
한편, 상기 소립자 (C)들은 각각, 필수 구성원소로 Co를 포함하는 리튬 금속 산화물 입자일 수 있다. Co는, 리튬 이온의 탈리와 삽입에 따라 발생하는 상 변이를 완화시킬 수 있는 원소이다. 구체적인 입자 크기 및 배합 비율  On the other hand, the small particles (C), respectively, may be lithium metal oxide particles containing Co as an essential member element. Co is an element that can alleviate the phase shift caused by the detachment and insertion of lithium ions. Specific particle size and blending ratio
보다 상세한 내용은 후술하겠지만, 본 발명의 일 구현예에서 제공하는 양극 활물질은, 대입경 전구체로부터 제조된 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 소입경 전구체로부터 제조된 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 흔합한 후, 표면 코팅 공정을 거쳐 수득된 것일 수 있다.  As will be described in more detail below, the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention, after mixing a large particle size lithium metal oxide powder prepared from a large particle precursor and a small particle size lithium metal oxide powder prepared from a small particle precursor, It may be obtained through a surface coating process.
이러한 흔합 분말에서, 흔합 전 대입경 리륨 금속 산화물 분말 (A)의 최소 입자 크기 (Dmin)보다 작은 크기를 가지는 입자들은, 흔합 전 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 특성을 가질 수 있다.  In such a mixed powder, particles having a size smaller than the minimum particle size (Dmin) of the large particle size lithium metal oxide powder (A) before mixing, may have the characteristics of the small particle lithium metal oxide powder before mixing.
구체적으로, 상기 흔합 분말 증에서도 흔합 전 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 특성을 가지는 입자들은, 상기 소립자, 그라고, 상기 소립자보다는 입자 크기가 크지만 상기 대입경 리륨 금속 산화물 분말의 Dmin 보다는 작은 크기를 가지는 입자들을 포함한다.  Specifically, the particles having the characteristics of the small particle size lithium metal oxide powder before mixing even in the mixed powder, the particle size, that is, the particle size larger than the small particles, but has a size smaller than the Dmin of the large-size lithium metal oxide powder Particles.
보다 구체적으로, 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말의 Dmin은, 후술되는 평가예처럼 약 7 ; 일 수 있다. 이를 기준으로, 상기 리륨 금속 산화물 입자 집합 내 소립자들보다 입자 크기가 큰 리륨 금속 산화물 입자들은, 입자 크기가 7 초과인 리튬 금속 산화물 입자 (A)들; 및 입자 크기가 ¾隱 초과 7 //m 이하인 리튬 금속 산화물 입자 (B)들;을 포함할 수 있다. More specifically, Dmin of the large-diameter lithium metal oxide powder may be about 7; Based on this, the lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles in the lithium metal oxide particle set include lithium metal oxide particles (A) having a particle size greater than 7; And particles Lithium metal oxide particles (B) having a size of greater than ¾ 隱 or less than 7 // m.
이와 관련하여, 상기 리륨 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol%)에서, 적어도 10 vol%의 부피를 상기 소립자 (C)들 및 상기 입자 (B)들의 부피 합이 차지하고, 잔부를 상기 입자 (A)들이 차지할 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 입자 (A)들, 상기 입자 (B)들, 및 상기 입자 (C)들의 관계가 명확히 이해될 수 있을 것이다.  In this regard, in the total volume (100 vol%) of the aggregate of the lithium metal oxide particles, a volume sum of the particles (C) and the particles (B) occupies a volume of at least 10 vol%, and the balance is the particles ( A) can occupy. Referring to FIG. 1, the relationship between the particles (A), the particles (B), and the particles (C) will be clearly understood.
보다 구체적으로, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 (100 vol ) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외)의 부피, 보다 구체적으로 0.01 vol% 이상 1 vol% 이하의 부피, 0.5 vol% 이상 1 vol% 이하의 부피를 상기 소립자 (C)들이 차지할 수 있다. 이러한 구체적인 범위를 만족할 때, 앞서 설명한 효과가 최적화될 수 있다. 구체적인 조성  More specifically, the volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol%) of the total volume (100 vol) of the lithium metal oxide particle set, more specifically, the volume of 0.01 vol% or more and 1 vol% or less, 0.5 vol% The small particles (C) may occupy a volume of 1 vol% or more. When satisfying this specific range, the effects described above can be optimized. Concrete composition
본 발명의 일 구현예에서 제공하는 양극 활물질에 포함되는 리튬 금속 산화물 입자는, 그 입자 크기에 무관하게, 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.  Lithium metal oxide particles included in the positive electrode active material provided in one embodiment of the present invention may include a compound represented by the following formula (1), regardless of the particle size.
Lixdi-.-AD Ot 화학식 (1)  Lixdi -.- AD Ot Formula (1)
(상기 화학식 (1)에서 0.8<x<1.2, 0<m<0.04, 0<z<0.04, 1.8≤t≤2.2이고, M은 Co를 포함하며 Ni, Mn 및 이들의 조합을 선택적으로 포함할 수 있으며, A는 Mg, Ca, Sr, Ba 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고, D는 Ti, Zr, Ce, Ge, Sn, Al, Sb 및 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있다.)  (In Formula (1), 0.8 <x <1.2, 0 <m <0.04, 0 <z <0.04, 1.8 ≦ t ≦ 2.2, M may include Co and optionally include Ni, Mn, and combinations thereof) A may be selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and combinations thereof, and D may further include Ti, Zr, Ce, Ge, Sn, Al, Sb, and combinations thereof.)
이때, 0 < m+z < 0.05일 수 있다. 여기서 m+z는 A 및 D 도펀트 총량이다. 즉, 앞서 설명한 Ti 및 Mg 외, 다른 원소들도 도펀트로 포함될 수 있지만, 상기 범위를 만족할 필요가 있다. 최적 전지 성능을구현하는 바이모달 (bimodal) 양극활물질  At this time, 0 <m + z <0.05. Where m + z is the total amount of A and D dopants. That is, other elements other than Ti and Mg described above may be included as dopants, but the above range needs to be satisfied. Bimodal Cathode Active Material for Optimal Battery Performance
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 입자 크기가 /m 이하 (단, 0 ; ΜΠ 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리튬 금속 산화물 입자 집합을 포함하고, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 중 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되, 상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vol ) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol¾) 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지하고, 상은에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel let Densi ty)가 적어도 3.9g/cc 이상이고, 상온에서 층전 0.5C , 방전 1.0C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 97% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1 사이클 후 방전 용량 *100%)인, 리륨 이차 전지용 양극 활물질을 제공한다. In another embodiment of the present invention, small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of / m or less (excluding 0; ΜΠ); And particles than the small particles Lithium metal oxide particles comprising a large size of the lithium metal oxide particles; comprising a coating layer located on the surface of at least some of the particles constituting the lithium metal oxide particles aggregate, wherein the lithium metal oxide particles The small particles occupy a volume of 10 vol% or less (excluding 0 vol¾) of the total volume (100 vol), and the compressive density from the silver to 200 MPa is at least 3.9 g / cc. At room temperature, the discharge capacity after 40 cycles is at least 97% of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 1 cycle) when the battery is driven at layer temperature of 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V. 100%), to provide a positive electrode active material for a lithium secondary battery.
이는, 앞서 설명한 바이모달 (bi-modal ) 양극 활물질의 입자 크기, 배합 비율, 및 코팅층 조건을 만족함으로써, 압축 밀도을 향상시키키고 나아가 전지의 화성 효율, 사이클 용량 유지율을 최적화할 수 있는 양극 활물질이다. 구체적으로, 상기 양극 활물질의 압축 밀도는, 상기 양극 활물질과 입경이 유사하지만 바이모달 형태가 아닌 양극 활물질의 압축 밀도보다 높을 수 있다.. 예를 들어, 상기 양극 활물질은, 상온에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel l et Densi ty)가 적어도 3.9g/cc 이상을 가져 , 높은 에너지 밀도를 발현될 수 있다.  This satisfies the particle size, blending ratio, and coating layer conditions of the bi-modal cathode active material described above, and thus is a cathode active material capable of improving the compression density and further optimizing the chemical conversion efficiency and cycle capacity retention of the battery. Specifically, the compressive density of the positive electrode active material may have a particle size similar to that of the positive electrode active material but higher than that of the positive electrode active material which is not a bimodal form. For example, the positive electrode active material may be compressed to 200 MPa at room temperature. Peel et Densi ty has at least 3.9g / cc and can express high energy density.
이와 동시에, 상기 양극 활물질을 적용한 전지는, 상온에서 상기 한정된 조건으로 구동 시, 97% 의 사이클 용량 유지율을 나타낼 수 있다. 나아가, 상기 양극 활물질을 적용한 전지는, 상온에서 Li +/Li에 대해 0.2/0.2C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 구동 시, 화성 (Format ion) 효율이 97% 이상일 수 있다.  At the same time, the battery to which the positive electrode active material is applied may exhibit a cycle capacity retention rate of 97% when driven at the above limited conditions at room temperature. Furthermore, the battery to which the positive electrode active material is applied may have a format ion efficiency of 97% or more when driven under conditions of 0.2 / 0.2C, and 3.0V to 4.5V with respect to Li + / Li at room temperature.
보다 구체적으로, 상기 양극 활물질은, 상온에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel let Densi ty) 가 적어도 4.0g/cc 이상이고, 상은에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 화성 (Format ion) 효율이 98% 이상이고, 상온에서 층전 0.5C, 방전 1.0C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 98% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1 사이클 후 방전 용량 *ioo%)일 수 있다. More specifically, the positive electrode active material has a density (Pel let Densi ty) of at least 4.0g / cc or more at 200 MPa at room temperature, 0.2 / 0.2C for Li + / Li, and 3.0V to 4.5V at phase silver When the battery is driven under phosphorus conditions, the battery has a format ion efficiency of 98% or more, and the battery is discharged after 1 cycle after 40 cycles when operating the battery at room temperature under 0.5 C, discharge 1.0 C, and 3.0 V to 4.5 V. More than 98% of discharge capacity (after 40 cycles, after discharge cycle / 1 cycle Discharge capacity * ioo%).
이처럼 우수한 전지 특성은, 앞서 설명한 입자 크기, 배합 비율, 및 코팅층 조건을 적절히 제어함으로써 달성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은, 앞서 설명한 내용 및 후술되는 평가예를 참고할 수 있다. 바이모달 (biᅳ modal ) 양극활물질의 제조 방법  Such excellent battery characteristics can be achieved by appropriately controlling the particle size, blending ratio, and coating layer conditions described above. For a detailed description thereof, reference may be made to the above description and an evaluation example described later. Method for preparing bi ᅳ modal cathode active material
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 대입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 혼합물을 소성하여, 대입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계; 소입경인 금속 산화물 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물을 소성하여, 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계; 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계; 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 리튬 금속 산화물 소입경 분말의 흔합물의 표면에, 코팅 원료 물질을 부착하는 단계; 및 상기 코팅 원료 물질이 부착된 흔합물을 소성하는 단계 ;를 포함하되 , 상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은 1.5 //m 이하 (단, 0 제외)의 크기를 가진 입자이고 상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은 상기 소입경 금속 산화물 공급 물질보다 큰 크기를 가진 입자인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.  In another embodiment of the present invention, by firing a mixture comprising a metal oxide feed material and a lithium feed material having a large particle size, preparing a large particle lithium metal oxide powder; Calcining a mixture comprising a small particle metal oxide material and a lithium feed material to produce a small particle lithium metal oxide powder; Preparing a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder; Adhering a coating raw material to a surface of a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the lithium metal oxide small particle powder; And calcining the mixture to which the coating raw material is attached, wherein the metal oxide feed material having a small particle size is a particle having a size of 1.5 // m or less (excluding 0) and the metal oxide supply having the large particle size. The material provides a method for producing a cathode active material for a lithium secondary battery, which is a particle having a size larger than that of the small particle metal oxide feed material.
이는, 대입경 전구체로부터 제조된 대입경 리륨 금속 산화물 분말 및 소입경 전구체로부터 제조된 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 흔합한 후, 표면 코팅 공정을 거쳐, 앞서 설명한 바이모달 (bi-modal ) 양극 활물질을 수득할 수 있는 방법이다.  This is achieved by mixing the large-size lithium metal oxide powder prepared from the large particle precursor and the small-size lithium metal oxide powder prepared from the small particle precursor, and then subjecting the bi-modal cathode active material described above to a surface coating process. It is a method that can be obtained.
여기서, 소입경 전구체는, 상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질을 의미하며, 1.5 이하 (단, 0 제외)의 크기를 가진 입자이다. 또한, 대입경 전구체는, 상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질을 의미하며, 상기 소입경 금속 산화물 공급 물질보다 큰 크기를 가진 입자를 의미한다.  Here, the small particle size precursor means a metal oxide supply material having the small particle size, and is a particle having a size of 1.5 or less (excluding 0). In addition, the large particle size precursor means a metal oxide supply material having the large particle size, and means a particle having a larger size than the small particle metal oxide supply material.
이하, 상기 제조 방법에 대해 상세히 설명하되, 앞서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다. 소입경 전구체 흔합물 제조 공정 Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail, and descriptions overlapping with those described above will be omitted. Small particle precursor mixture manufacturing process
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리륨 공급 물질을 포함하는 흔합물에서, 리튬 /금속의 몰비가 1 이하일 수 있다. 이에 따라 입자 성장이 억제되어, 통상의 소성 온도에서도 2 m 이하 (단, 0 //m 초과)의 입경을 가지는 소립자가 형성되는 것은, 앞서 설명한 바와 같다.  In a mixture including the small particle metal oxide supply material and the lithium supply material, the molar ratio of lithium / metal may be 1 or less. As a result, the growth of particles is suppressed, and small particles having a particle size of 2 m or less (but greater than 0 // m) are formed even at a normal firing temperature, as described above.
상기 소입경 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물은, Ti 공급 물질 및 Mg 공급 물질 중 어느 하나를 더 포함하거나, Ti 공급 물질 및 Mg 공급 물질을 모두 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 리륨 /금속의 몰비가 1이상인 경우에도, 증가한 Li의 함량에 부합하는 양의 Ti를 첨가하면, 통상의 소성 온도에서도 2 {M 이하 (단, 0 //m 초과)의 입경을 가지는 소립자가 형성되는 것은, 앞서 설명한 바와 같다. 물론 Ti 의 도핑은, 리튬 /금속의 몰비가 1 미만인 경우에 적용되어도 무방하다.  The mixture including the small particle metal oxide feed material and the lithium feed material may further include any one of a Ti feed material and an Mg feed material, or may further include both the Ti feed material and the Mg feed material. In this regard, even if the molar ratio of lithium / metal is 1 or more, when Ti in an amount corresponding to the increased Li content is added, the particle size of 2 {M or less (but more than 0 // m) is achieved even at a normal firing temperature. The branched particles are formed as described above. Of course, doping of Ti may be applied when the molar ratio of lithium / metal is less than one.
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은, 필수 구성원소로 Co를 포함하는 입자일 수 있다. Co는, 리튬 이온의 탈리와 삽입에 따라 발생하는 상 변이를 완화시킬 수 있는 원소임을 앞서 설명하였다. 소입경 전구체 소성 공정 (소입경 분말 제조 공정)  The small oxide metal oxide supply material may be particles containing Co as an essential component. Co has been described above as an element capable of alleviating the phase shift caused by the detachment and insertion of lithium ions. Small particle precursor firing process (small particle powder manufacturing process)
상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;에서, 소성 온도는 750 내지 1 , 050 °C일 수 있다. 이는, 결정화를 위한 통상의 소성 은도이며, 이에 대한 상세한 설명은 일반적으로 알려진 바와 같아 생략한다. 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;에서, 최소 입자 크기가 0. 1//m 초과 0.5 이하, D50 입경이 0. 5 μΐα 초과 1 /an 이하, 및 최대 입자 크기가 4 초과 7 ΜΠ 이하인 리튬 금속 산화물 입자들로 이루어진 분말이 제조될 수 있다. 대입경 전구체 흔합물 제조 공정 In the step of preparing the small-size lithium metal oxide powder; the firing temperature may be 750 to 1, 050 ° C. This is a conventional calcined silver for crystallization, and detailed description thereof is omitted as it is generally known. In the step of preparing a small particle size lithium metal oxide powder, the minimum particle size is greater than 0.5 / 1 / m or less 0.5, the D50 particle diameter is greater than 0.5 μΐα 1 / an or less, and the maximum particle size is greater than 4 7 ΜΠ Powders consisting of lithium metal oxide particles below can be prepared. Large Particle Precursor Mixture Manufacturing Process
상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은, 3 내지 15 인 크기를 가진 입자일 수 있다. 대입경 전구체 소성 공정 (대입경 분말 제조 공정) 상기 대입경 리륨 금속 산화물 분말을 제조하는 단계 ;에서, 소성 온도는 750 내지 1,050 °C일 수 있다. 이는, 결정화를 위한 통상의 소성 온도이며, 이에 대한 상세한 설명은 일반적으로 알려진 바와 같아 생략한다. 대입경 분말 및 소입경 분말 흔합 공정 The large particle diameter metal oxide feed material may be particles having a size of 3 to 15. Large particle precursor firing process (large particle powder manufacturing process) In the step of preparing the large particle size lithium metal oxide powder, the firing temperature may be 750 to 1,050 ° C. This is the usual firing temperature for crystallization, the details of which are omitted as they are generally known. Large particle powder and small particle powder mixing process
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계;에서, 대입경 리륨 금속 산화물 분말: 소입경 리튬 금속 산화물 분말 = 5 : 5 내지 9 : 1의 중량비로 흔합할 수 있다.  In the step of preparing a mixture of the large particle size lithium metal oxide powder and the small particle size lithium metal oxide powder; large particle size lithium metal oxide powder: small particle size lithium metal oxide powder = 5: 5 to 9: 1 Can be combined.
이러한 흔합비를 만족할 때, 앞서 설명한 조건에 부합하는 양극 활물질이 수득될 수 있다. 그러나, 상기 범위 미만으로 소입경 리튬 금속 산화물 분말이 적게 포함되는 경우, 상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 사이의 공극이 적절히 메워지지 못하여 집적 효율이 저하되는 문제가 있다. 한편, 상기 범위 초과로 소입경 리륨 금속 산화물 분말이 과량 포함되는 경우, 상기 대입경 리륨 금속 산화물 분말 사이의 공극을 메우고도 남는 분말이 발생하는 문제가 있다.  When satisfying such a mixing ratio, a cathode active material meeting the conditions described above can be obtained. However, when the small particle size lithium metal oxide powder is included less than the above range, there is a problem that the gap between the large particle size lithium metal oxide powder is not properly filled, the integration efficiency is lowered. On the other hand, when the small particle size lithium metal oxide powder is contained in excess of the said range, there exists a problem that the powder which fills the space | gap between the said large particle size lithium metal oxide powder remains.
예를 들어, 후술되는 실시예에서는, 대입경 리튬 금속 산화물 분말: 소입경 리튬 금속 산화물 분말 = 8 : 2로 하였다. 코팅 공정  For example, in the Example mentioned later, large-size lithium metal oxide powder: small particle size lithium metal oxide powder was set to 8: 2. Coating process
소입경 분말, 대입경 분말, 흑은, 대입경 분말 및 소입경 분말 흔합 분말에 대해, 코팅 공정을 진행한다.  The coating process is performed on the small particle powder, the large particle powder, the black silver, the large particle powder and the small particle powder mixed powder.
이에 따라, 코팅 대상으로 하는 분말에 포함된 각 입자들의 일부 또는 전체의 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.  Accordingly, the coating layer may be formed on the surface of some or all of the particles included in the powder to be coated.
상기 코팅 원료 물질은, 인산화물 코팅 원료 물질일 수 있다. 예를 들어, 인산 (H3P04) , 인산이수소암모늄 (NH4H2P04) , 인산수소이암모늄 ( (NH4)2HP04) , 또는 이들의 조합일 수 있다. The coating raw material may be a phosphate coating raw material. For example, it may be phosphoric acid (H 3 P0 4 ), ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 P0 4 ), diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HP0 4 ), or a combination thereof.
상기 코팅 원료 물질이 부착된 흔합물을 소성하는 단계;에서, 소성 은도는 650 내지 95CTC일 수 있다. 이러한 범위의 소성 온도에서, 인산화물, 리튬 인산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 코팅층이 형성될 수 있다. 나아가, 리튬 금속 인산화물, 금속 인산화물, 리튬 금속 산화물, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 더 포함하는 복합 코팅층이 형성될 수도 있다. In the step of firing the mixture to which the coating raw material is attached; firing silver may be 650 to 95CTC. At this firing temperature, a coating layer containing phosphate, lithium phosphate, or a combination thereof may be formed. Furthermore, a composite coating layer further comprising an oxide selected from the group consisting of lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, metal oxide and combinations thereof may be formed.
【발명을 실시를 위한 최선의 형태】 제조예 : 리튬금속산화물분말의 제조 제조예 1(소입경 분말) BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Production Example Manufacture of Lithium Metal Oxide Powder Production Example 1 (Small Size Powder)
Li2C03 , C03O4 (D50 1 ra) , Ti02 300ppm, 및 MgC03 300ppm 을 건식 흔합하되 그 흔합물 내 Li /Me의 몰비가 0.98이 되도록 하였다. 여기서 Me는 Li를 제외한 모든 양이온 금속, 즉 Co , Ti , 및 Mg을 기준으로 한다. Dry mixing of Li 2 C0 3 , C03O4 (D50 1ra), 300 ppm of Ti0 2 , and 300 ppm of MgC0 3 was made such that the molar ratio of Li / Me in the mixture was 0.98. Me is based on all cationic metals except Li, ie Co, Ti, and Mg.
상기 흔합물을 900 내지 1000°C로 10 시간 동안 열처리하여 수득된 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 1로 하였다. 제조예 2(소입경 분말) Lithium metal oxide powder obtained by heat-treating the mixture at 900 to 1000 ° C. for 10 hours was prepared as Preparation Example 1. Manufacture example 2 (small particle size powder)
Ti02 300ppm을 lOOOppm으로 변경한 점을 제외하고, 나머지는 제조예 1과 동일하게 하여 수득된 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 2로 하였다. 제조예 3 (소입경 분말) Except for changing 300 ppm of Ti0 2 to 100 ppm, the rest of the lithium metal oxide powder obtained in the same manner as in Preparation Example 1 was used as Preparation Example 2. Preparation Example 3 (Small Size Powder)
Ti02 300ρριτι을 2000ppm으로 변경한 점을 제외하고, 나머지는 제조예 1과 동일하게 하여 수득된 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 3으로 하였다. 제조예 4 (소입경 분말) Except for changing Ti0 2 300ρριτι to 2000 ppm, the rest of the lithium metal oxide powder obtained in the same manner as Preparation Example 1 was used as Preparation Example 3. Preparation Example 4 (Small Size Powder)
Ti02 300ppm을 2000ppm으로 변경한 점 및 MgC03 300ppm을 4000ppm으로 변경한 점을 제외하고, 나머지는 제조예 1과 동일하게 하여 수득된 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 4로 하였다. 제조예 5 (소입경 분말) Except for changing 300 ppm Ti0 2 to 2000 ppm and changing 300 ppm MgC0 3 to 4000 ppm, the rest of the lithium metal oxide powders obtained in the same manner as Preparation Example 1 were used as Preparation Example 4. Preparation Example 5 (Small Size Powder)
Li2C03 , Co304 (D50 Ιμ ) , Ti02 300ppm을 건식 혼합하되 그 흔합물 내 Li /Me의 몰비가 1.015이 되도록 하였다. Dry mix Li 2 C0 3 , Co 3 0 4 (D50 Ιμ), 300 ppm Ti0 2 , but in the mixture The molar ratio of Li / Me was set to 1.015.
상기 흔합물을 900 내지 iooo°c로 10 시간 동안 열처리하여 수득된 리륨 금속 산화물 분말을 제조예 5로 하였다. 제조예 6(대입경 분말) The lithium metal oxide powder obtained by heat-treating the mixture at 900 to iooo ° C for 10 hours was made as Preparation Example 5. Preparation Example 6 (large particle size powder)
Li2C03 , C03O4 (D50 14//m) , Ti02 500ppm , 및 MgC03 lOOOppm을 건식 흔합하되 그 흔합물 내 Li /Me비가 1.024가 되도록 하였다. Li 2 C0 3 , C03O4 (D50 14 // m), Ti0 2 500 ppm, and MgC0 3 100 ppm were dry mixed but the Li / Me ratio in the mixture was 1.024.
상기 흔합물을 900 내지 KXXrC로 10 시간 동안 열처리하여 수득된 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 6으로 하였다. 제조예 7(대ᅳ소입경 흔합 분말)  The mixture was heat-treated with 900 to KXXrC for 10 hours to obtain a lithium metal oxide powder of Preparation Example 6. Production Example 7 (large particle size combined powder)
제조예 6의 분말과 제조예 1의 분말의 총합이 100g이 되게 하되 그 흔합비를 제조예 6 : 제조예 1= 8 : 2(중량비 기준)로 하여 건식 믹서로 흔합하였다. 이에 따라 대 ᅳ소입경이 흔재된 상태로 수득되는 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 7으로 하였다. 제조예 8(대 ·소입경 톤합 분말)  The total amount of the powder of Preparation Example 6 and the powder of Preparation Example 1 was set to 100 g, but the mixing ratio was mixed into a dry mixer using Preparation Example 6: Preparation Example 1 = 8: 2 (based on the weight ratio). As a result, a lithium metal oxide powder obtained in a state in which a large Ga particle size was common was used as Preparation Example 7. Production Example 8 (large particle size ton sum powder)
제조예 1의 분말을 제조예 3의 분말로 변경한 점을 제외하고, 나머지는 제조예 7과 동일하게 하여 대ᅳ소입경 o 흔재된 상태로 수득되는 리튬 금속 산화물 분말을 제조예 8로 하였다. 제조예 9(대ᅳ소입경 흔합 분말)  Except for changing the powder of Preparation Example 1 to the powder of Preparation Example 3, the rest was the same as in Preparation Example 7 to prepare a lithium metal oxide powder obtained in a large particle size o common state as Preparation Example 8. Production Example 9 (large particle size combined powder)
제조예 1의 분말을 제조예 4의 분말로 변경한 점을 제외하고, 나머지는 제조예 7과 동일하게 하여 대ᅳ소입경이 흔재된 상태로 수득되는 리튬 금속 산화물 분말을 대ᅳ소입경 흔합 분말 3으로 하였다. 제조예 10(대ᅳ소입경 흔합 후 코팅 분말)  Except for changing the powder of Preparation Example 1 to the powder of Preparation Example 4, the remainder was the same as in Preparation Example 7 to replace the lithium metal oxide powder obtained in a state where the large particle size is common, It was set to three. Production Example 10 (coated powder after mixing large particle size)
제조예 8의 분말에 대해, MgC03 분말 lOOOppm , Ti (0H)4분말 lOOOppra , (NH4)2HP0 분말 2000ppm을 건식 흔합하여, 제조예 8의 분말 표면에 MgC03 분말, Ti (0H)4분말, 및 (NH4)2HP04 분말이 부착된 상태의 흔합물을 제조하였다. With respect to the powder of Preparation Example 8, MgC0 3 powder lOOOOppm, Ti (0H) 4 powder lOOOOppra, (NH 4 ) 2 HP0 powder 2000ppm was dry mixed, MgC0 3 powder, Ti (0H) 4 on the powder surface of Preparation Example 8 Powder, and a mixture with (NH 4 ) 2 HP0 4 powder attached Prepared.
상기 흔합물을 소성로에서 800 °C로 6시간 열처리하여, 대ᅳ소입경 입자 각각의 표면 일부 또는 전부가 코팅된 바이모달 (Bi-modal ) .형태의 리튬 금속산화물 분말을 수득하였다. ' 실험예 1 SEM image The mixture was heat-treated at 800 ° C. for 6 hours in a kiln to form a bi-modal coated with part or all of the surface of each large particle size particle . Lithium metal oxide powder in the form was obtained. '' Experimental Example 1 SEM image
JE0L제 Normal-SEM 을 이용하여, 제조예 1(도 2), 제조예 3(도 3) , 및 제조예 4(도 4)의 각 소입경 분말 (C) , 및 제조예 8(도 6)의 대ᅳ소입경 흔합 분말에 대한 SEM사진을 촬영하였다. The small particle size powder (C) of manufacture example 1 (FIG. 2), manufacture example 3 (FIG. 3), and manufacture example 4 (FIG. 4) using the Normal-SEM made from JE0L, and manufacture example 8 (FIG. 6) SEM images of large and small particle size powders were taken.
제조예 1(도 2) 및 제조예 3(도 3)의 의 SEM 사진을 대비하면, 소입경 분말에서 Ti의 함량이 증가함에 따라 입자 크기의 분포가 고른1ᅳ것을 확인 할 수 있다. Production Example 1 (Fig. 2) and when compared to the SEM images of the Preparation Example 3 (FIG. 3), it is possible to make sure that eu 1, the particle size distribution of even as the amount of Ti increases in the small particle size powder.
또한, 제조예 3(도 3) 및 제조예 4(도 4)의 SEM 사진을 대비하면, 소입경 분말에서 Mg의 함량이 증가함에 따라 작은 입자와 큰 입자가 확연히 구분되는 현상 즉, 입자 균일도가 떨어짐을 확인 할 수 있다.  In addition, in contrast to the SEM photographs of Preparation Example 3 (FIG. 3) and Preparation Example 4 (FIG. 4), as the Mg content is increased in the small particle size, a phenomenon in which small particles and large particles are clearly distinguished, that is, particle uniformity You can see the fall.
구체적으로, 도 5는 제조예 3의 입자 하나를 고배율 ( 10 , 000배율 이상)에서 촬영한 SEM 사진이며, 이로부터 입자의 크기는 2 보다 작고 입자 형상이 등근 것을 확인할 수 있다.  Specifically, FIG. 5 is a SEM photograph of one particle of Preparation Example 3 at a high magnification (more than 10,000 magnification), and from this, it can be seen that the particle size is smaller than 2 and the particle shape is equilateral.
한편, 제조예 8(도 6)을 관찰하면, 제조예 3 및 6의 각 입자가 고르게 흔합된 것을 확인할 수 있다. 실험예 2: PSDCParticle Size Distribution )  On the other hand, when observing manufacture example 8 (FIG. 6), it can confirm that each particle of manufacture examples 3 and 6 was mixed evenly. Experimental Example 2: PSDCParticle Size Distribution
Mi crotrac 제의 S3500.모델의 PSD 측정기로, 제조예 1 내지 10의 각 분말에 대한 입자 크기 분포를 측정하고, 그 결과를 표 , 도 7 및 8에 기록하였다. With a PSD meter of S3500. Model manufactured by Mi crotrac, particle size distribution for each powder of Preparation Examples 1 to 10 was measured, and the results are recorded in the tables and FIGS. 7 and 8.
[표 1]
Figure imgf000019_0001
제조예 2 0. 13 1.43 4.62 入 겨 «
TABLE 1
Figure imgf000019_0001
Manufacturing example 2 0. 13 1.43 4.62 入 «
제조예 3 0. 13 0.78 4.44  Preparation Example 3 0.33 0.78 4.44
제조예 4 0.78 2.85 13.66 人 겨  Preparation Example 4 0.78 2.85 13.66 Human Bran
제조예 5 0. 13 1.70 5.98 人이겨 «  Manufacturing example 5 0. 13 1.70 5.98 人 Win «
제조예 6 7.13 19.07 62.23 대입경 분말  Preparation Example 6 7.13 19.07 62.23 Large particle size powder
제조예 7 0. 13 17.55 62.23 제조예 1 및 제조예 6흔합 분말 제조예 8 0. 13 17.43 62.23 제조예 3 및 제조예 6 흔합 분말 제조예 9 0.78 18.26 62.23 제조예 4 및 제조예 6 흔합 분말 제조예 10 1.50 17.76 62.23 제조예 3 및 제조예 6 흔합 분말 코팅 참고로, 표 1의 각 제조예에서, 최소 입자 크기를 Dmin으로 기록하고 최대 입자 크기를 Dmax로 기록하고, 일반적인 정의에 따른 D50 입경도 기록하였다.  Preparation Example 7 0.13 17.55 62.23 Preparation Example 1 and Preparation Example 6 Mixed Powder Preparation Example 8 0. 13 17.43 62.23 Preparation Example 3 and Preparation Example 6 Mixed Powder Preparation Example 9 0.78 18.26 62.23 Preparation Example 4 and Preparation Example 6 Preparation of Mixed Powder Example 10 1.50 17.76 62.23 Preparation Example 3 and Preparation Example 6 Mixed Powder Coating For reference, in each Preparation Example of Table 1, the minimum particle size was recorded in Dmin and the maximum particle size in Dmax, and the D50 particle size according to the general definition. Recorded.
1) 소입경 분말의 평가 1) Evaluation of Small Particle Powder
표 1 및 도 7에서, Li /Me 몰비가 1 미만이며 Mg 도핑량이 동일한 소입경 분말인 제조예 1 내지 3의 측정 결과를 살펴보면, Ti의 도핑량이 증가 할수록 Dmax와 D50이 줄어드는 것을 확인 할 수 있다.  In Table 1 and FIG. 7, the measurement results of Preparation Examples 1 to 3, in which the Li / Me molar ratio is less than 1 and the Mg doping amount is the same, are found. As the doping amount of Ti increases, Dmax and D50 decrease. .
또한, Li /Me 몰비가 1 초과인 소입경 분말제조예 5의 측정 결과에서, In addition, in the measurement result of the small particle powder manufacture example 5 whose Li / Me molar ratio is more than 1,
Li /Me 몰비가 1 초과이더라도, Mg의 함량을 최소화하고, 입자 크기 조절을 위해 필요한 만큼 Ti 도핑량을 적절히 제어하면, Dmax와 D50은 제조예 1과 유사한 수준으로 조절됨을 확인할 수 있다. Even if the Li / Me molar ratio is greater than 1, it can be seen that if the Mg content is minimized and Ti doping amount is properly controlled as necessary for particle size control, Dmax and D50 are controlled to a level similar to Preparation Example 1.
이러한 결과들을 토대로, Ti은 300ppm이상, 구체적으로 500ppm 이상 도핑하여, 입자 크기를'적절히 형성할 수 있음을 알 수 있다. 이와 더불어, Mg는 도핑하지 않거나, 도핑할 경우 2000ppm이하가 되도록 제어할 필요가 있음을 알 수 있다. Based on these results, it can be seen that Ti is more than 500ppm and can be doped with 300ppm or more, for example, to form a particle size "as appropriate. In addition, it can be seen that it is necessary to control the Mg so as not to be doped or less than 2000ppm when doping.
2) 대입경 분말의 평가 2) Evaluation of Large Particle Powder
또한, 제조예 6의 대입경 분말의 Dmin이 소입경 분말인 제조예 1 내지 3 및 제조예 5의 각 Dmax보다 큰 것을 확인 할 수 있다. 3) 흔합 분말의 평가 In addition, it can be confirmed that Dmin of the large particle size powder of Preparation Example 6 is larger than each Dmax of Preparation Examples 1 to 3 and Preparation Example 5, which are small particle powders. 3) Evaluation of Mixed Powder
이로 인해, 제조예 7 및 8은 대ᅳ소입경 분말이 흔재된 상태이나, 제조예 8의 PSD에서 적어도 제조예 6의 Dmin 보다 작은 크기를 가지는 입자들은, 제조예 1 및 3의 입자의 특성을 가지는 것을 미루어 알 수 있다.  For this reason, Preparation Examples 7 and 8 have large particle size powders, but particles having a size smaller than Dmin of Preparation Example 6 at least in the PSD of Preparation Example 8 exhibit the characteristics of the particles of Preparation Examples 1 and 3. It can be seen from having.
4) 코팅 분말의 평가 4) Evaluation of Coating Powder
한편, 표 1에서, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10의 경우, Dmi n이 제조예 8보다 증가한 것으로 확인된다.  On the other hand, in Table 1, in the case of Preparation Example 10 surface-coated after large particle size powder mixing, it is confirmed that Dmi n is increased than Preparation Example 8.
이는, 코팅을 위한 소성 공정에서, 소입경 분말 중에서도 1 의 극소입경을 가지는 입자가 그와 인접한 입자 (대입경 또는 소입경)와 결합됨에 따라 크기가 약간 커지기 때문이다.  This is because, in the firing process for coating, the particles having a very small particle size of 1 among the small particle powders become slightly larger as they are combined with adjacent particles (large particle size or small particle size).
보다 구체적으로, 제조예 10(흔합 후 코팅 분말), 제조예 6(대입경 분말), 및 제조예 3(소입경 분말)의 PSD 결과를 그래프로 나타내면 도 8과 같다.  More specifically, the PSD results of Preparation Example 10 (coated powder after mixing), Preparation Example 6 (large particle powder), and Preparation Example 3 (small particle powder) are shown in a graph as shown in FIG. 8.
도 8을 참고하면, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10의 분말 전체 부피 ( 100 vol%)에서, 흔합 전 대입경 분말인 제조예 6의 Dmin보다 작은 크기를 가지는 입자들이 차지하는 부피는 10. 17%가 된다 ( [표 2] 참조) . 이는, 제조예 10의 분말 중 적어도 10. 17 vo l %의 분말은 흔합 전 소입경 분말인 제조예 3과 유사한 특징을 가진다고 볼 수 있다. 특히, 제조예 10의 분말 중 2 이하 (단, 1 . 5 이상)의 입경을 가지는 소립자는 총합 으 78 vol ¾>인 것을 확인 할 수 있다.  Referring to FIG. 8, in the total volume (100 vol%) of the powder coated in Preparation Example 10 after mixing the large particle size powder, the volume occupied by particles having a size smaller than that of Dmin of Preparation Example 6, which is the particle size before mixing, was 10 17% (see Table 2). This, it can be seen that at least 10. 17 vo l% of the powder of Preparation Example 10 has similar characteristics to Preparation Example 3, which is a small particle size before mixing. In particular, small particles having a particle size of 2 or less (but 1.5 or more) in the powder of Preparation Example 10 can be confirmed that the total 78 vol ¾>.
[표 2] TABLE 2
입자 크기 부피 분율 (vol%) 비고  Particle Size Volume Fraction (vol%) Remarks
(卿)  (卿)
제조예 6 제조예 10  Preparation Example 6 Preparation Example 10
7. 13 0. 12 0.91 입자 (Β) 7. 13 0. 12 0.91 Particles (Β)
6.54 Ν/Α 0.86 6.54 Ν / Α 0.86
6.00 Ν/Α 0.84  6.00 Ν / Α 0.84
5.50 Ν/Α 0.83 5.04 N/A 0.82 5.50 Ν / Α 0.83 5.04 N / A 0.82
4.62 N/A 0.81  4.62 N / A 0.81
4.24 N/A 0.76  4.24 N / A 0.76
3.89 N/A 0.74  3.89 N / A 0.74
3.57 N/A 0.70  3.57 N / A 0.70
3.27 N/A 0.70  3.27 N / A 0.70
3.00 N/A 0.65  3.00 N / A 0.65
2.75 N/A 0.56  2.75 N / A 0.56
2.52 N/A 0.45  2.52 N / A 0.45
2.31 N/A 0.34  2.31 N / A 0.34
2.12 N/A 0.33  2.12 N / A 0.33
1.95 N/A 0.26 소립자 IS ' 1.95 N / A 0.26 Particles IS ''
1.78 N/A 0.23 1.78 N / A 0.23
1.64 N/A 0.17  1.64 N / A 0.17
1.50 N/A 0.12  1.50 N / A 0.12
주: 표 2에서, 각 제조예 분말의 전체 부피 중에서, PSD (Particle Size Distribution)에 따라 분류된 특정 크기를 가진 입자가 차지하는 부피의 %분율을 나타내었다. 한편, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 경우, 흔합 전 대입경 분말의 Dmin보다 작은 입자가 차지하는 부피가 적어도 10.17 vol%이고 그 중에서도 2 이하 (단, 1.5 이상)의 입경을 가지는 소립자들이 차지하는 부피가 0.78 vol%일 때, 후술되는 실험예 3에서 상온에서 200 MPa로 프레스될 때의 압축 밀도 (Pellet Density)가 적어도 3.9g/cc 이상인 것이 확인되었다. 실험예 3 : P.D측정 대소입경 분말이 흔합된 제조예 7 내지 9와, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10에 대해, 각각 상온에서 200 MPa로 프레스될 때의 축 밀도 (Pel let Dens i ty) 측정하고 그 결과를 표 3에 기록하였다. [표 3] Note: In Table 2, the percentage of the volume occupied by particles having a specific size classified according to PSD (Particle Size Distribution) among the total volume of each preparation powder. On the other hand, in the case of the surface coating after the mixing of the large particle size powder, the particles occupied by the particles smaller than the Dmin of the large particle size powder before mixing are at least 10.17 vol%, and the volume of the small particles having the particle size of 2 or less (but 1.5 or more) When 0.78 vol%, in Experimental Example 3 to be described later, it was confirmed that the compressive density (Pellet Density) when pressed to 200 MPa at room temperature is at least 3.9g / cc or more. Experimental Example 3 For Production Examples 7 to 9 in which PD measurement large-sized particle powders were mixed and Production Example 10 surface-coated after large-sized particle powder mixing were respectively pressed at 200 MPa at room temperature Pel let Dens i ty was measured and the results are reported in Table 3. TABLE 3
Figure imgf000023_0001
앞서 표 2에서, D50 입경이 가장 작은 제조예 3의 소입경 분말이 제조예 8의 제조에 사용되고, D50 입경이 가장 큰 제조예 4의 소입경 분말이 제조예 9의 제조에 사용된 것을 확인할 수 있다.
Figure imgf000023_0001
In Table 2, it can be seen that the small particle size powder of Preparation Example 3 having the smallest D50 particle diameter was used for the preparation of Preparation Example 8, and the small particle size powder of Preparation Example 4 having the largest D50 particle diameter was used for the preparation of Preparation Example 9. have.
이를 표 3과 함께 살펴보면, 동일한 대입경 분말에 대해 흔합하는 소입경 분말의 D50이 작을수록, 흔합 분말의 P.D가 커짐을 알 수 있다. 한편, 대소입경 분말의 흔합비는 동일하나 표면 코팅 여부만 상이한 제조예 10의 P . D가 상대적으로 낮음을 확인할 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 코팅을 위한 소성 공정에서 입자 크기가 달라진 것에 기인한다. 실험예 4 : 전기화학 특성평가  Looking at this together with Table 3, it can be seen that the smaller the D50 of the small particle powder mixed for the same large particle powder, the larger the P.D of the mixed powder. On the other hand, the mixing ratio of the large particle size powder is the same, but different only in the surface coating or not P of Preparation Example 10. It can be seen that D is relatively low. This is due to the change in particle size in the firing process for coating, as described above. Experimental Example 4 : Electrochemical Characteristic Evaluation
( 1) 코인셀의 제조 (1) Production of coin cell
대소입경 분말이 흔합된 제조예 8 및 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10를 각각 양극 활물질로 사용하여, 전지를 제작하였다. 구체적으로, 양극 활물질 95증량 %, 도전제로 카본 블랙 (carbon bl ack) 2.5중량%, 및 결합제로 PVDF 2.5증량%를 용제 (솔벤트)인 N-메틸 -2 피를리돈 (NMP) 5.0중량%에 첨가하여 양극 슬러리를 제조하였다.  A battery was fabricated by using Preparation Example 8 in which large and small particle powders were mixed and Preparation Example 10 in which surface coating after large and small particle powders were mixed as positive electrode active materials, respectively. Specifically, 95% by weight of the positive electrode active material, 2.5% by weight of carbon black as a conductive agent, and 2.5% by weight of PVDF as a binder were added to 5.0% by weight of N-methyl-2 pyridone (NMP) as a solvent (solvent). The positive electrode slurry was prepared by the addition.
상기 양극 슬러리를 두께 20 내지 40 의 양극 집전체인 알루미늄 (A1 ) 박막에 도포 및 진공 건조하고 를 프레스 (rol l press)를 실시하여 양극을 제조하였다.  The positive electrode slurry was applied to a thin film of aluminum (A1), which is a positive electrode current collector having a thickness of 20 to 40, and vacuum dried, followed by roll press to prepare a positive electrode.
음극으로는 Li-금속을 이용하였다. 이와 같이 제조된 양극과 Li-금속을 대극으로, 전해액으로는 1.15M LiPF6EC:DMC(l:lvol%)을 사용하여 코인 셀 타입의 반쪽 전지를 제조하였다. Li-metal was used as the negative electrode. A coin cell type half cell was manufactured using 1.15M LiPF6EC: DMC (l: lvol%) as an electrolyte and a cathode prepared as described above.
(2) 화성 (Format ion) 효율 평가 (2) Evaluation of format ion efficiency
대소입경 분말이 흔합된 제조예 8 및 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10를 각각 양극 활물질로 사용하여 제작된 전지에 대해, 화성 (Format ion) 효율을 평가하였다.  Format ion efficiency was evaluated for batteries fabricated using Preparation Example 8 in which large and small particle powders were mixed and Preparation Example 10 in which surface coating after large and small particle powders were mixed as positive electrode active materials, respectively.
구체적으로, 25 °C에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C 조건으로 3.0V 내지 4.5V사이의 화성 (Formation) 효율을 측정한 결과를 표 4에 기록하였다. Specifically, the results of measuring the formation efficiency (formation) between 3.0V to 4.5V at 0.2 / 0.2C conditions for Li + / Li at 25 ° C. are reported in Table 4.
[표 4] TABLE 4
Figure imgf000024_0001
표 4에 따르면, 대소입경 분말이 흔합된 제조예 8 보다, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10를 양극 활물질로 사용한 경우 화성 효율이 97% 이상으로 우수하게 나타난다.
Figure imgf000024_0001
According to Table 4, compared to Preparation Example 8 in which the large-sized particle powder was mixed, when the Preparation Example 10 coated with the large-size particle powder after mixing was used as the positive electrode active material, the chemical conversion efficiency was better than 97%.
(3) 사이클 용량 유지율 평가 (3) Cycle capacity retention rate evaluation
대소입경 분말이 흔합된 제조예 8 및 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10를 각각 양극 활물질로 사용하여 제작된 전지에 대해, 사이클 용량 유지율을 평가하였다.  The cycle capacity retention rate was evaluated for the battery produced using Preparation Example 8 in which large and small particle powders were mixed, and Preparation Example 10 in which surface coating after large and small particle powder mixing were used as the positive electrode active material, respectively.
구체적으로, 3.0V 내지 4.5V 상온에서 층전 0.5Cᅳ 방전 1.0C 조건으로 층방전을 반복하였을 때 40/1 retention (첫번째 사이클 용량 대비 40번째 사이클 용량)을 표 5에 기록하였다. [표 5] Specifically, 40/1 retention (the 40th cycle capacity compared to the first cycle capacity) was recorded in Table 5 when the layer discharge was repeated under the layer discharge 0.5C 0.5 discharge 1.0C condition at 3.0V to 4.5V room temperature. TABLE 5
Figure imgf000025_0001
표 5에 따르면, 대소입경 분말이 흔합된 제조예 8 보다, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 제조예 10를 양극 활물질로 사용한 경우 화성 효율이 97% 이상으로 우수하게 나타난다. 실험예 1내지 4에 대한 평가
Figure imgf000025_0001
According to Table 5, compared to Preparation Example 8 in which the large-sized particle powder was mixed, when the Preparation Example 10 surface-coated after the large-sized particle powder was mixed as the cathode active material, the chemical conversion efficiency was excellent as 97% or more. Evaluation for Experimental Examples 1 to 4
(1) 입자 크기 및 균일도 (1) particle size and uniformity
소입경 분말에서, Ti의 함량이 증가함에 따라 입자 크기의 분포가 고르고 (제조예 1 내지 3), Mg의 함량이 증가함에 따라 입자 균일도가 떨어짐 (제조예 3 및 4)을 확인할 수 있었다.  In the small particle size, it was found that the distribution of the particle size was uniform as the content of Ti was increased (Production Examples 1 to 3), and the particle uniformity was decreased as the content of Mg was increased (Production Examples 3 and 4).
(2) 입자 크기 분포 (2) particle size distribution
대소입경 흔합 분말 (제조예 7 내지 9) 및 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 경우 (제조예 10), 흔합 전 대입경 분말의 Dmin보다 작은 입자는, 흔합 전 소입경 분말과 유사한 특징을 가질 수 있다.  When the large particle size mixed powder (preparations 7 to 9) and the surface coating after the large particle size mixed (preparation example 10), particles smaller than the Dmin of the large particle size before mixing, may have similar characteristics to the small particle size before mixing have.
특히 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 경우, 흔합 전 대입경 분말의 Dmin보다 작은 입자가 차지하는 부피가 적어도 10.17 vol%이고, 그 중에서도 2 im 이하 (단, 1.5 ; mi이상)의 입경을 가지는 소립자들이 차지하는 부피가 0.78 vol%일 때, 상온에서 200 MPa로 프레스될 때의 압축 밀도 (Pellet Density)가 적어도 3.9g/cc 이상인 것이 확인되었다.  Particularly, in the case of the surface coating after mixing the large particle size powder, the particles occupied at least 10.17 vol% of the particles smaller than the Dmin of the large particle size powder before mixing, and among them, those particles having a particle size of 2 im or less (but 1.5; mi or more) When the volume occupied was 0.78 vol%, it was confirmed that the pellet density when pressed at 200 MPa at room temperature is at least 3.9 g / cc or more.
(2) P.D (Pellet Density) (2) P.D (Pellet Density)
대소입경 분말이 흔합된 경우 (제조예 7 내지 9), 동일한 대입경 분말에 대해 흔합하는 소입경 분말의 D50이 작을수록, 흔합 분말의 P .D가 커짐을 알 수 있다. When large and small particle powders are mixed (production examples 7 to 9), the same large particle size It can be seen that the smaller the D50 of the small particle size powder to be mixed with the powder, the larger the P.D of the mixed powder is.
한편, 대소입경 분말의 흔합비는 동일하나 표면 코팅 여부만 상이한 경우 (제조예 8 및 10)를 보면, 표면이 코팅된 경우 P .D가 상대적으로 감소하지만, 사용하는 소입경 분말의 D50을 적절히 고려하여 P . D 감소를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.  On the other hand, when the mixing ratio of the large-sized particle powder is the same but only the surface coating is different (Manufacturing Examples 8 and 10), P. D is relatively reduced when the surface is coated, but D50 of the small particle powder used is appropriately In consideration of P. It can be seen that D reduction can be minimized.
(3) 전지의 화성 (Format i on) 효율 (3) Format i on efficiency of battery
대소입경 분말이 흔합된 경우 (제조예 8)보다, 대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 경우 (제조예 10)의 양극 활물질을 전지에 적용하면, 화성 효율이 97% 이상으로 우수하게 나타날 수 있다.  When the large-size particle powder is mixed (preparation example 8), when the positive electrode active material in the case of the surface coating after mixing the large-size particle (mixing example 10) to the battery, the chemical conversion efficiency may be more than 97%.
(4) 전지의 사이클 용량 유지율 (4) cycle capacity retention rate of the battery
대소입경 분말이 흔합된 경우 (제조예 8)보다, 대소입경 분말 혼합 후 표면 코팅된 경우 (제조예 10)의 양극 활물질을 전지에 적용하면, 용량 유지율이 97% 이상으로 우수하게 나타날 수 있다.  When the large-size particle powder is mixed (preparation example 8), when the positive electrode active material of the case (coating example 10) is surface-coated after mixing the large-size particle powder, the capacity retention rate may be more than 97%.
(4) 종합 (4) synthesis
대소입경 분말 흔합 후 표면 코팅된 양극 활물질은, 흔합 전 대입경 분말의 Dmin보다 작은 입자가 차지하는 부피가 적어도 10. 17 vol%이고, 그 중에서도 2 M 이하 (단, 1.5 ;圆이상)의 입경을 가지는 소립자들이 차지하는 부피가 0.78 vol%일 때, 상온에서 200 MPa로 프레스될 때의 압축 밀도 (Pel let Dens i ty)가 적어도 3.9g/cc 이상이며, 이를 적용한 전지는 화성 효율이 97% 이상이며 용량 유지율은 97% 이상으로 발현될 수 있다.  The surface-coated positive electrode active material after mixing the large particle size powder has a volume occupied by particles smaller than Dmin of the large particle size powder before mixing, at least 10.17 vol%, and in particular, has a particle size of 2 M or less (but 1.5 or more). The eggplants have a volume of 0.78 vol% and have a Pel let Dens i ty of at least 3.9 g / cc when pressed to 200 MPa at room temperature. Dose retention may be expressed at greater than 97%.
단, 그 제조를 위해 사용되는 소입경 분말은, 소성 공정에서 입성장을 억제시키기 위해서는 소입경 분말 내 Li /Me비가 1 미만이 되게 하거나, 입성장 억제 기능을 발현하는 Ti를 적절히 도핑하여 사용할 수 있다. 구체적으로, Li /Me 몰비가 1미만이며 Ti의 함량이 300ppm인 경우, D50이 2 m 이하 (단, 0.5 이상)의 입경을 가지는 소립자가 형성될 수 있다 . 한편, Li /Me 몰비가 1이상인 경우에도, 증가한 Li의 함량에 부합하게 Ti의 함량 또한 증가시키면, 2 이하 (단, 0.5 이상)의 입경을 가지는 소립자가 형성될 수 있다. However, in order to suppress the grain growth in the firing process, the small particle powder used for the preparation can be used by reducing the Li / Me ratio in the small particle powder to less than 1 or by appropriately doping Ti expressing the grain growth inhibiting function. have. Specifically, when the Li / Me molar ratio is less than 1 and the Ti content is 300ppm, small particles having a particle size of D50 of 2 m or less (but 0.5 or more) may be formed. On the other hand, even if the Li / Me molar ratio is 1 or more, in accordance with the increased content of Li If the content of Ti is also increased, small particles having a particle size of 2 or less (but 0.5 or more) may be formed.
나아가, 300ppm 이상인 범위에서 Ti의 함량이 증가함에 따라 입자 크기의 분포가 고르게 나타날 수 있다. 다만, Mg의 함량이 3000 ppra 이상인 경우 입자 균일도가 떨어질 수 있다. 따라서, Li /Me비가 1미만이거나, Li /Me 비가 1이상인 경우 Ti의 함량이 300ppm 이상이며, Mg 함량은 4000ppm 미만으로 제어하여 제조된 소입경 분말을 원료로 할 필요가 있다. 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.  Furthermore, as the Ti content is increased in the range of 300 ppm or more, the distribution of the particle size may appear evenly. However, when the Mg content is more than 3000 ppra, particle uniformity may decrease. Therefore, when the Li / Me ratio is less than 1, or the Li / Me ratio is 1 or more, the Ti content is 300ppm or more, and the Mg content is controlled to be less than 4000ppm, it is necessary to use the small particle size powder prepared as a raw material. The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains does not change the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims

【청구범위】 [Claim]
【청구항 1】  [Claim 1]
입자 크기가 2/ m 이하 (단, 0 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리륨 금속 산화물 입자 집합을 포함하고,  Small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of 2 / m or less (excluding 0); And lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles;
상기 리륨 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 중 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되,  It includes a coating layer located on the surface of at least some of the particles constituting the lithium metal oxide particles aggregate,
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vo l%) 중 10 vo l% 이하 ( ^ 0 vo l% 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지하는 것인,  The small particles occupy a volume of 10 vo l% or less (excluding ^ 0 vo l%) of the total volume of the lithium metal oxide particle aggregate (100 vo l%),
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 2]  [Claim 2]
제 1항에 있어서,  The method of claim 1,
상기 소립자 (C)들은,  The small particles (C),
리튬 /금속의 몰비가 1 미만인 리튬 금속 산화물 입자, 리튬 /금속의 몰비가 1 이상이며 도펀트로 Ti을 포함하는 리튬 금속 산화물 입자, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인,  Lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal of less than 1, lithium metal oxide particles having a molar ratio of lithium / metal of 1 or more and including Ti as a dopant, or a combination thereof,
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 3】  [Claim 3]
계 2항에 있어서,  The method according to claim 2,
상기 소립자 (C)들은 각각,  The small particles (C) are each,
필수 구성원소로 Co를 포함하는 리륨 금속 산화물 입자인,  Lithium metal oxide particles containing Co as an essential element,
리륨 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for a lithium secondary battery.
【청구항 4]  [Claim 4]
제 3항에 있어서,  The method of claim 3,
상기 소립자 (C)들은 각각,  The small particles (C) are each,
도편트로 Ti을 300ppm 이상 포함하는 리튬 금속 산화물 입자인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.  The positive electrode active material for lithium secondary batteries which is lithium metal oxide particle containing 300 ppm or more of Ti as a dopant.
【청구항 5】  [Claim 5]
저 항에 있어서,  In that paragraph
상기 소립자 (C)들은 각각, 도펀트로 Mg를 3000ppm 미만 (단, 0 ppm 제외) 포함하는 리륨 금속 산화물 입자인, The small particles (C) are each, Lithium metal oxide particles containing less than 3000 ppm Mg (except 0 ppm) as a dopant
리륨 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for a lithium secondary battery.
【청구항 6】  [Claim 6]
제 3항에 있어서,  The method of claim 3,
상기 소립자 (C)들은 각각,  The small particles (C) are each,
도펀트로 Ti을 300ppm 이상, Mg를 3000ppm 미만 (단, 0 ppm 제외) 포함하는 리튬 금속 산화물 입자인,  Lithium metal oxide particles containing 300 ppm or more of Ti and less than 3000 ppm of Mg (excluding 0 ppm) as a dopant,
리륨 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for a lithium secondary battery.
【청구항 7】  [Claim 7]
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 1 to 6,
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vo l%) 중 0 . 5 vo l% 이상 1 vo l % 이하의 부피를 상기 소립자 (C)들이 차지하는 것인,  0 in the total volume (100 vo l%) of the lithium metal oxide particle set. The small particles (C) occupy a volume of not less than 5 vo l% and not more than 1 vo l%.
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 8】  [Claim 8]
제 1항 내지 제 6항 증 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 1 to 6,
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합 내 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들은,  Lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles in the lithium metal oxide particle set,
입자 크기가 7 βm 초과인 리튬 금속 산화물 입자 (A)들; 및  Lithium metal oxide particles (A) having a particle size of greater than 7 βm; And
입자 크기가 2//m 초과 7 / ra 이하인 리튬 금속 산화물 입자 (B)들;을 포함하는 것인,  Lithium metal oxide particles (B) having a particle size greater than 2 / m or less than 7 / ra;
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 9】  [Claim 9]
거 18항에 있어서,  According to claim 18,
상기 리륨 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vo l%)에서, 적어도 10 vo l %의 부피를 상기 소립자 (C)들 및 상기 입자 (B)들의 부피 합이 차지하고, 잔부를 상기 입자 (A)들이 차지하는 것인,  In the total volume (100 vo l%) of the aggregate of the lithium metal oxide particles, a volume sum of the small particles (C) and the particles (B) occupies a volume of at least 10 vo l%, the balance being the particles (A) They occupy,
리튬 아차 전지용 양극 활물질.  Positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 10】  [Claim 10]
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅층은 , The method according to any one of claims 1 to 6, The coating layer is,
인산화물, 리륨 인산화물, 또는 이돌의 조합을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.  A positive electrode active material for a lithium secondary battery, comprising a combination of phosphate, lithium phosphate, or idol.
【청구항 Π]  [Claim claim Π]
제 10항에 있어서,  The method of claim 10,
상기 인산화물 코팅층은,  The phosphate coating layer is,
리튬 금속 인산화물, 금속 인산화물, 리튬 금속 산화물, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 더 포함하는 것인, 리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Lithium metal phosphate, metal phosphate, lithium metal oxide, a metal oxide, and the oxide further selected from the group consisting of a combination thereof, the cathode active material for a lithium secondary battery.
【청구항 12】  [Claim 12]
입자 크기가 2 이하 (단, 0 제외)인 리튬 금속 산화물 입자인 소립자 (C)들; 및 상기 소립자들보다 입자 크기가 큰 리튬 금속 산화물 입자들;로 이루어진 리튬 금속 산화물 입자 집합을 포함하고,  Small particles (C) which are lithium metal oxide particles having a particle size of 2 or less (excluding 0); And lithium metal oxide particles composed of lithium metal oxide particles having a larger particle size than the small particles;
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합을 이루는 입자들 증 적어도 일부의 표면에 위치하는 코팅층을 포함하되,  It includes a coating layer located on the surface of at least a portion of the particles constituting the lithium metal oxide particle aggregate,
상기 리튬 금속 산화물 입자 집합의 전체 부피 ( 100 vol%) 중 10 vol% 이하 (단, 0 vol% 제외)의 부피를 상기 소립자들이 차지하고,  The small particles occupy a volume of 10 vol% or less (except 0 vol%) of the total volume (100 vol%) of the lithium metal oxide particle assembly,
상온에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pe l l et Dens i ty)가 적어도 3.9g/cc 이상이고,  When compressed to 200 MPa at room temperature, the density (Pe l et Dens i ty) is at least 3.9 g / cc,
상은에서 충전 0.5C, 방전 1.0C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 97% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1사이클 후 방전 용량 *100%)인,  When the battery is driven under conditions of 0.5C, 1.0C, and 3.0V to 4.5V charged at phase silver, the discharge capacity after 40 cycles is at least 97% of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 1 cycle) 100%)
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 13】  [Claim 13]
제 12항에 있어서,  The method of claim 12,
상온에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C , 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 화성 (Format i on) 효율이 97% 이상인,  When the battery is operated under the conditions of 0.2 / 0.2C, and 3.0V to 4.5V with respect to Li + / Li at room temperature, the format i on efficiency is 97% or more,
리튬 이차 전지용 양극 활물질 .  Cathode Active Material for Lithium Secondary Battery.
【청구항 14]  [Claim 14]
제 13항에 있어서, 상온에서 200 MPa로 압축 시 밀도 (Pel let Dens i ty) 가 적어도 4.0g/cc 이상이고, The method of claim 13, Pel let Dens i ty when compressed to 200 MPa at room temperature is at least 4.0g / cc,
상온에서 Li+/Li에 대해 0.2/0.2C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 화성 (Format ion) 효율이 98% 이상이고,  When the battery is operated under the conditions of 0.2 / 0.2C and 3.0V to 4.5V for Li + / Li at room temperature, the format ion efficiency is 98% or more,
상온에서 충전 0.5C , 방전 1.0C, 및 3.0V 내지 4.5V인 조건으로 전지 구동 시, 40 사이클 후 방전 용량이 1사이클 후 방전 용량의 98% 이상 (40 사이클 후 방전 용량 /1사이클 후 방전 용량 *100%)인,  When the battery is operated under the conditions of charging 0.5C, discharge 1.0C, and 3.0V to 4.5V at room temperature, the discharge capacity after 40 cycles is 98% or more of the discharge capacity after 1 cycle (discharge capacity after 40 cycles / discharge capacity after 1 cycle) * 100%)
리튬 이차 전지용 양극 활물질.  Cathode active material for lithium secondary battery.
【청구항 15】  [Claim 15]
대입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물을 소성하여, 대입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;  Calcining a mixture comprising a large particle diameter metal oxide supply material and a lithium supply material to prepare a large particle diameter lithium metal oxide powder;
소입경인 금속 산화물 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물을 소성하여, 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계 ;  Calcining a mixture comprising a metal oxide material having a small particle size and a lithium supply material to prepare a small particle lithium metal oxide powder;
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계 ;  Preparing a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder;
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬. 금속 산화물 분말의 흔합물의 표면에 , 코팅 원료 물질을 부착하는 단계 ; 및  The large particle size lithium metal oxide powder and the small particle size lithium. Adhering a coating raw material to the surface of the mixture of metal oxide powders; And
상기 코팅 원료 물질이 부착된 흔합물을 소성하는 단계;를 포함하되 상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은 1.5 / 이하 (단, 0 제외)의 크기를 가진 입자이고,  Calcining the mixture to which the coating raw material is attached; wherein the metal oxide feed material having a small particle size is particles having a size of 1.5 / or less (excluding 0),
상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은 상기 소입경 금속 산화물 공급 물질보다 큰 크기를 가진 입자인,  The large particle diameter metal oxide supply material is a particle having a larger size than the small particle metal oxide supply material,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 16】  [Claim 16]
제 15항에 있어서,  The method of claim 15,
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질은,  The small oxide metal oxide supply material,
필수 구성원소로 Co를 포함하는 입자인,  It is a particle containing Co as an essential element,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 17】  [Claim 17]
제 16항에 있어서, 상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물에서, The method of claim 16, In the mixture comprising the metal oxide supply material and the lithium supply material having the small particle,
리튬 /금속의 몰비가 1 이하인 것인,  The molar ratio of lithium / metal is 1 or less ,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 18】  [Claim 18]
제 17항에 있어서,  The method of claim 17,
상기 소입경 금속 산화물 공급 물질 및 리륨 공급 물질을 포함하는 혼합물은,  The mixture comprising the small particle metal oxide feed material and the lithium feed material,
Ti 공급 물질을 더 포함하는 것인,  Further comprising a Ti feed material
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법 .  Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery.
【청구항 19】  [Claim 19]
제 18항에 있어서,  The method of claim 18,
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리륨 공급 물질을 포함하는 흔합물은,  The composite including the metal oxide supply material and the lithium supply material having the small particle size,
Mg 공급 물질을 더 포함하는 것인,  Further comprising Mg feed material,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 20]  [Claim 20]
제 19항에 있어서,  The method of claim 19,
상기 소입경인 금속 산화물 공급 물질 및 리튬 공급 물질을 포함하는 흔합물은,  The composite including the metal oxide supply material and the lithium supply material, which are the small particle,
Ti 공급 물질 및 Mg 공급 물질을 더 포함하는 것인,  Further comprising a Ti feed material and Mg feed material,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 21】  [Claim 21]
제 15항 내지 제 20항 증 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 15 to 20,
상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계 ;에서 , 소성 온도는 750 내지 1 , 050 °C인 것인, In the step of preparing a small particle size lithium metal oxide powder, the firing temperature is 750 to 1, 050 ° C,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 22】  [Claim 22]
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에.있어서,  The method according to any one of claims 15 to 20,
상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계 ;에서 , 최소 입자 크기가 0. 1 초과 0.5 iM 이하, D50 입경이 0.5 초과 1 rn 이하, 및 최대 입자 크기가 4 초과 7 urn 이하인 리튬 금속 산화물 입자들로 이루어진 분말이 제조되는 것인, In the step of preparing the small particle size lithium metal oxide powder, Wherein a powder is made of lithium metal oxide particles having a minimum particle size greater than 0.1 and up to 0.5 iM, a D50 particle diameter greater than 0.5 and up to 1 rn, and a maximum particle size greater than 4 and up to 7 urn,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 23】  [Claim 23]
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 15 to 20,
상기 대입경인 금속 산화물 공급 물질은,  The large oxide metal oxide supply material is,
3 내지 15 인 크기를 가진 입자인,  Which is a particle having a size of 3 to 15,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 24】  [Claim 24]
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 15 to 20,
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말을 제조하는 단계;에서,  Preparing the large particle lithium metal oxide powder;
소성 온도는 750 내지 1 , 050 °C인 것인, The firing temperature is 750 to 1, 050 ° C,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 25】  [Claim 25]
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어세  21. The method according to any one of claims 15 to 20
상기 대입경 리튬 금속 산화물 분말 및 상기 소입경 리튬 금속 산화물 분말의 흔합물을 제조하는 단계 ;에서,  In the step of preparing a mixture of the large particle lithium metal oxide powder and the small particle lithium metal oxide powder;
대입경 리륨 금속 산화물 분말: 소입경 리튬 금속. 산화물 분말 = 5 : 5 내지 9 : 1의 중량비로 흔합하는 것인,  Large particle size lithium metal oxide powder: Small particle size lithium metal. Oxide powder = 5: 5 to 9: 1 in a weight ratio of mixing,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 26】  [Claim 26]
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,  The method according to any one of claims 15 to 20,
상기 인산화물 공급 물질이 부착된 흔합물을 소성하는 단계;에서, 소성 은도는 650 내지 950 °C인 것인, Calcining the complex to which the phosphate feed material is attached; wherein the calcined silver is 650 to 950 ° C.
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.  The manufacturing method of the positive electrode active material for lithium secondary batteries.
【청구항 27]  [Claim 27]
제 1항에 따른 양극 활물질을 포함하는 양극;  A positive electrode comprising the positive electrode active material according to claim 1;
음극 활물질을 포함하는 음극; 및  A negative electrode including a negative electrode active material; And
전해질; 을 포함하는 리튬 이차 전 Electrolyte; Lithium Secondary Electrode Containing
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11053602B2 (en) 2018-09-17 2021-07-06 Co-Tech Development Corp. Micro-roughened electrodeposited copper foil and copper foil substrate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110132287A (en) * 2010-06-01 2011-12-07 주식회사 엘앤에프신소재 Precursor of transition metal compound, lithium transition compound using the same, positive active material including the lithium transition compound and lithium ion secondary battery including the positive active material
KR20120029441A (en) * 2009-06-05 2012-03-26 유미코르 Nanoparticle doped precursors for stable lithium cathode material
US20120156566A1 (en) * 2009-06-24 2012-06-21 Reminex Sa Particles of doped lithium cobalt oxide, method for preparing the same and their use in lithium ion batteries
KR101400593B1 (en) * 2012-12-06 2014-05-27 삼성정밀화학 주식회사 Cathode active material, method for preparing the same, and lithium secondary batteries comprising the same
KR20160075196A (en) * 2014-12-19 2016-06-29 주식회사 엘지화학 Mixed positive-electrode active material, positive-electrode and secondary battery comprising the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120029441A (en) * 2009-06-05 2012-03-26 유미코르 Nanoparticle doped precursors for stable lithium cathode material
US20120156566A1 (en) * 2009-06-24 2012-06-21 Reminex Sa Particles of doped lithium cobalt oxide, method for preparing the same and their use in lithium ion batteries
KR20110132287A (en) * 2010-06-01 2011-12-07 주식회사 엘앤에프신소재 Precursor of transition metal compound, lithium transition compound using the same, positive active material including the lithium transition compound and lithium ion secondary battery including the positive active material
KR101400593B1 (en) * 2012-12-06 2014-05-27 삼성정밀화학 주식회사 Cathode active material, method for preparing the same, and lithium secondary batteries comprising the same
KR20160075196A (en) * 2014-12-19 2016-06-29 주식회사 엘지화학 Mixed positive-electrode active material, positive-electrode and secondary battery comprising the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11053602B2 (en) 2018-09-17 2021-07-06 Co-Tech Development Corp. Micro-roughened electrodeposited copper foil and copper foil substrate

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