KR101573222B1 - Composite Anode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same - Google Patents
Composite Anode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101573222B1 KR101573222B1 KR1020130040160A KR20130040160A KR101573222B1 KR 101573222 B1 KR101573222 B1 KR 101573222B1 KR 1020130040160 A KR1020130040160 A KR 1020130040160A KR 20130040160 A KR20130040160 A KR 20130040160A KR 101573222 B1 KR101573222 B1 KR 101573222B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lithium
- active material
- metal oxide
- negative electrode
- secondary battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
본 발명은 리튬 금속 산화물 및 상기 리튬 금속 산화물과 유사한 전위(Li+/Li)에서 이상 반응(two-phase reaction)으로 인하여 평탄한 전위 평탄영역을 나타내는 수소 금속 산화물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. The present invention provides a lithium secondary battery comprising a lithium metal oxide and a hydrogen metal oxide exhibiting a flat potential flat region due to a two-phase reaction at a potential (Li + / Li) similar to that of the lithium metal oxide And a lithium secondary battery comprising the same.
Description
본 발명은, 반복적인 충방전이 가능한 이차전지와 상기 이차전지를 구성하는 음극 활물질에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery capable of repeated charge and discharge and an anode active material constituting the secondary battery.
화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.The increase in the price of energy sources due to the depletion of fossil fuels, the increase of interest in environmental pollution, and the demand for environmentally friendly alternative energy sources are becoming indispensable factors for future life. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.
특히, 리튬 이차전지의 경우, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있다.Particularly, in the case of a lithium secondary battery, the demand for an energy source is rapidly increasing due to an increase in technology development and demand for a mobile device. Recently, the use of a lithium secondary battery as a power source for an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle , And the area of use is also expanding for applications such as power assisted power supply through gridization.
종래의 리튬 이차전지의 음극은 음극 활물질로 구조적, 전기적 성질을 유지하면서 가역적인 리튬이온의 삽입(intercalation) 및 탈리가 가능한 탄소계 화합물이 주로 사용되었으나, 최근에는 종래의 탄소계 음극재에서 벗어나 실리콘(Si), 주석(Sn)을 이용한 Li 합금계(alloy)반응에 의한 음극재 및 리튬 금속 산화물에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. The negative electrode of a conventional lithium secondary battery is a negative electrode active material, and carbon-based compounds capable of intercalating and desorbing reversible lithium ions while maintaining structural and electrical properties are mainly used. Recently, however, Studies on an anode material and a lithium metal oxide by a Li alloy reaction using silicon (Si) and tin (Sn) have been conducted.
리튬 티타늄 산화물(Lithium titanium oxide, Li4Ti5O12)은, 충방전 동안 구조적 변화가 극히 낮아 제로 변형률(zero-strain) 물질로 수명특성이 매우 우수하고, 수지상 결정(dendrite)의 발생이 없어, 안전성(safety) 및 안정성(stability)이 매우 우수한 물질로 알려져 있다. 또한, 수분 내에 충전이 가능한 급속 충전용 전극 특성을 가지고 있는 장점이 있다. Lithium titanium oxide (Li 4 Ti 5 O 12 ) has a very low structural change during charge and discharge and is excellent in life characteristics due to a zero-strain material and does not generate dendrite , Safety and stability are known as very good materials. In addition, there is an advantage in that the electrode can be charged rapidly within a few minutes.
리튬 티타늄 산화물의 이론용량이 175 mAh/g 이고, 현재 160 내지 170 mAh/g 수준까지 용량을 향상시켰음에도, 종래 탄소계 음극재 대비 부족한 용량의 한계를 갖고 있는 문제가 있다. Although the theoretical capacity of lithium titanium oxide is 175 mAh / g and the capacity is improved to 160 to 170 mAh / g at present, there is a problem that it has a limit of capacity insufficient compared to the conventional carbon-based anode material.
본 발명은 리튬 티타늄 산화물을 고용량 및 구조적 안정성이 우수한 수소 티타늄 산화물과 소정의 혼합비로 혼합한 복합 음극 활물질을 제공한다.The present invention provides a composite anode active material in which lithium titanium oxide is mixed with hydrogen titanium oxide having a high capacity and a high structural stability at a predetermined mixing ratio.
또한, 본 발명은 고용량, 고출력의 리튬 이차전지를 제공한다. The present invention also provides a high capacity, high output lithium secondary battery.
본 발명에 따른 복합 음극 활물질은, In the composite negative electrode active material according to the present invention,
리튬 금속 산화물 및 상기 리튬 티타늄 산화물과 유사한 전위(Li+/Li)에서 2 상 반응(two-phase reaction)으로 인하여 평탄한 전위 평탄영역을 나타내는 수소 금속 산화물을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.A lithium metal oxide and a hydrogen metal oxide exhibiting a flat potential flat region due to a two-phase reaction at a potential (Li + / Li) similar to that of the lithium titanium oxide.
상기 수소 금속 산화물은 음극 활물질의 전체 중량 대비 0.5 중량% 이상 내지 50 중량% 이하의 범위 내로 포함되어 있을 수 있다.The hydrogen metal oxide may be contained in an amount of 0.5 wt% or more to 50 wt% or less based on the total weight of the negative electrode active material.
본 발명에 따른 복합 음극 활물질은, 구조적 안정성이 뛰어난 스피넬 구조의 리튬 금속 산화물에 수소 결합으로 안정한 격자 구조를 유지하고 상기 리튬 금속 산화물과 유사한 전위(Li+/Li)에서 전위 평탄영역을 가지며, 용량이 220 내지 300 mAh/g인 수소 금속 산화물을 포함하고 있으므로, 작동 전위에서 동시에 리튬 이온을 흡장 및 탈리할 수 있으므로, 현저히 향상된 용량 증가를 보인다.The composite negative electrode active material according to the present invention maintains a stable lattice structure due to hydrogen bonding in a lithium metal oxide having a spinel structure excellent in structural stability and has a potential flat region at a potential (Li + / Li) similar to the lithium metal oxide, Has a hydrogen metal oxide of 220 to 300 mAh / g, lithium ions can be occluded and desorbed at the operating potential simultaneously, thereby showing a remarkably improved capacity increase.
또한, 상기한 바와 같이 리튬 금속 산화물 및 수소 금속 산화물은 모두 우수한 구조적 안정성을 가지는 물질이므로, 우수한 수명특성 및 출력특성을 발휘할 수 있다.In addition, as described above, since both the lithium metal oxide and the hydrogen metal oxide have excellent structural stability, excellent lifetime characteristics and output characteristics can be exhibited.
이는 본 출원의 발명자들이 수행한 실험결과로부터 확인할 수 있다. This can be confirmed from the experimental results performed by the inventors of the present application.
상기 리튬 금속 산화물은 바람직하게는 하기 화학식 (1)로 표시될 수 있다.The lithium metal oxide may preferably be represented by the following chemical formula (1).
LiaM’bO4-cAc (1)Li a M ' b O 4-ca c (1)
상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;
a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;
c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.
상기 화학식 (1)의 산화물은 하기 화학식 (2)로 표시될 수 있다.The oxide of the formula (1) may be represented by the following formula (2).
LiaTibO4 (2)Li a Ti b O 4 (2)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.
상기 리튬 금속 산화물은 Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등일 수 있다. 다만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. The lithium metal oxide may be Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4, or the like. However, the present invention is not limited to these.
본 발명의 비제한적인 실시예에서, 상기 리튬 금속 산화물은 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다. Li1.33Ti1.67O4는 충방전 시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조를 가진다. In a non-limiting embodiment of the present invention, the lithium metal oxide may be Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 . Li 1.33 Ti 1.67 O 4 has a spinel structure with less change in crystal structure during charging and discharging and excellent reversibility.
상기 리튬 금속 산화물은 당해 업계에서 공지된 제조방법으로 제조할 수 있고, 구체적으로, 고상법, 수열법, 졸-겔 법 등으로 제조할 수 있다. The lithium metal oxide can be produced by a production method known in the art, and specifically, it can be produced by a solid phase method, a hydrothermal method, a sol-gel method, or the like.
상기 수소 금속 산화물은 하기 조성식(3)으로 표시될 수 있고, 구체적으로, H2Ti12O25, H2Ti3O7, H2Ti6O13 등일 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구체적인 실시예에서, 상기 수소 금속 산화물은 용량이 크고 싸이클 특성이 우수한 H2Ti12O25 일 수 있다. The hydrogen metal oxide may be represented by the following composition formula (3), and specifically may be H 2 Ti 12 O 25 , H 2 Ti 3 O 7 , H 2 Ti 6 O 13, and the like, but is not limited thereto. In a specific embodiment of the present invention, the hydrogen metal oxide may be H 2 Ti 12 O 25 having a large capacity and excellent cycle characteristics.
H2Tix’Oy’ (3)H 2 Ti x ' O y' (3)
상기 식에서, 2≤x’≤13, 5≤y’≤27 이다. In the above formula, 2? X? 13, 5? Y?
상기 수소 금속 산화물은 당해 업계에서 공지된 제조방법으로 제조할 수 있다. The hydrogen metal oxide can be produced by a production method known in the art.
상기 리튬 금속 산화물은 1차 입자가 응집된 2차 입자의 형태일 수 있다. The lithium metal oxide may be in the form of secondary particles in which primary particles are aggregated.
상기 2 차 입자의 입경은 200 nm 내지 30 ㎛ 일 수 있다. The particle size of the secondary particles may be 200 nm to 30 탆.
2차 입자의 입경이 200 nm 미만이면, 음극 전극 제조과정에서 접착력의 저하를 초래한다. 이를 보완하기 위해서는 더 많은 바인더의 사용을 필요로 하므로 에너지 밀도의 측면에서 바람직하지 않다. 2차 입자의 입경이 30 ㎛ 초과인 경우에는, 리튬 이온의 확산 속도가 느려서 고출력을 구현하기 어려우므로 바람직하지 않다. When the particle size of the secondary particles is less than 200 nm, the adhesive force is lowered in the process of manufacturing the cathode electrode. In order to compensate for this, it is not preferable from the viewpoint of energy density because it requires the use of more binder. When the particle diameter of the secondary particles is more than 30 占 퐉, the diffusion rate of lithium ions is slow and it is difficult to realize a high output, which is not preferable.
본 발명에 따른 복합 음극 활물질은, 서로 동일한 입경을 가진 리튬 금속 산화물과 수소 금속 산화물의 혼합물일 수도 있고, 서로 상이한 입경을 가진 리튬 금속 산화물과 수소 금속 산화물의 혼합물일 수도 있다. The composite negative electrode active material according to the present invention may be a mixture of a lithium metal oxide and a hydrogen metal oxide having the same particle diameter, or may be a mixture of a lithium metal oxide and a hydrogen metal oxide having different particle diameters.
본 발명에 따른 음극 활물질은, 상기 화학식 (1)로 표시되는 리튬 금속 산화물 이외에, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 더 포함할 수 있다.The negative electrode active material according to the present invention may contain, in addition to the lithium metal oxide represented by the above formula (1), carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x < Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials, and the like.
상기 리튬 금속 산화물은 전체 음극 활물질의 중량 대비 50 중량% 이상 내지 100 중량% 이하로 포함되어 있을 수 있다. The lithium metal oxide may be contained in an amount of 50 wt% or more to 100 wt% or less based on the weight of the entire negative electrode active material.
본 발명은 상기한 음극 활물질을 포함하는 음극과 상기 음극을 포함하고, 양극과 음극 사이에 고분자 막을 개재시킨 구조의 전극 조립체를 제공한다. 상기 고분자 막은, 양극과 음극을 격리시키는 분리막으로 이해할 수 있다.The present invention provides an electrode assembly including a negative electrode including the negative electrode active material and the negative electrode, and a polymer membrane interposed between the positive electrode and the negative electrode. The polymer membrane can be understood as a separator separating the positive electrode and the negative electrode.
상기 전극 조립체는, 당해 업계에서 공지된 구조의 젤리-롤형 전극조립체(또는 권취형 전극조립체), 스택형 전극조립체(또는 적층형 전극조립체) 또는 스택 ＆ 폴딩형 전극조립체를 모두 포함할 수 있다. The electrode assembly may include both a jelly-roll type electrode assembly (or a wound electrode assembly), a stacked electrode assembly (or a stacked electrode assembly), or a stacked & folded electrode assembly having a structure known in the art.
본 명세서에서, 상기 스택 ＆ 폴딩형 전극조립체는, 분리막 시트 상에 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 단위셀을 배열한 후, 분리막 시트를 접거나(folding) 권취(winding)하는 방법으로 제조하는 스택 ＆ 폴딩형 전극조립체를 포함하는 개념으로 이해할 수 있다.In this specification, the stacked & folded type electrode assembly is a method of arranging unit cells having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode on a separator sheet, folding and winding the separator sheet A stack & folding type electrode assembly.
또한, 상기 전극 조립체는, 양극과 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재된 구조로 적층된 상태에서 열융착 등의 방법으로 접합(laminate)되어 있는 구조의 전극 조립체를 포함할 수 있다. In addition, the electrode assembly may include an electrode assembly having a structure in which one of an anode and a cathode is laminated with a structure interposed therebetween, and is laminated by a method such as thermal fusion.
본 발명은, 상기한 전극 조립체를 전지 케이스에 수납하고 밀봉한 구조의 리튬 이차전지를 제공한다. The present invention provides a lithium secondary battery having a structure in which the electrode assembly is housed in a battery case and sealed.
상기한 리튬 이차전지는 리튬 이온전지일 수 있고, 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있고, 리튬 폴리머 전지일 수 있다. The lithium secondary battery may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery.
리튬 이차전지는 당해 업계에서 공지된 방법으로 제조할 수 있다. The lithium secondary battery can be produced by a method known in the art.
상기 음극은, 음극 활물질을 포함하는 음극 합제를 노말-메틸-2-피롤리돈(n-methyl-2-pyrrolidone: NMP) 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다.The negative electrode is formed by applying a slurry prepared by mixing a negative electrode material mixture containing a negative electrode active material with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone (NMP) And rolling.
상기 음극 합제는 상기 음극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다.In addition to the negative electrode active material, the negative electrode material mixture may optionally include a conductive material, a binder, a filler, and the like.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 음극 집전체는, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. Examples of the negative electrode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. The negative electrode current collector may be formed in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface to enhance the binding force of the negative electrode active material.
상기 도전재는 통상적으로 음극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the anode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
상기 바인더는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 음극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive agent and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the negative active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.
상기 충진제는 음극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and is used selectively as a component for suppressing the expansion of the negative electrode. Examples of the filler include an oligomer based polymer such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하고 있는 양극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 양극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 충진제 등이 포함될 수 있다.The positive electrode is prepared, for example, by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material on a positive electrode collector and then drying the positive electrode mixture. The positive electrode mixture may contain a conductive material, a filler, etc. .
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 상기 음극 집전체와 마찬가지로, 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change to the battery, and may be formed on the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or aluminum or stainless steel Carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used. As with the negative electrode collector, fine unevenness may be formed on the surface of the negative electrode collector to increase the adhesive force of the positive electrode active material. Various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM’yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M’ = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; And the formula Li 1 + x M 1-y M 'y PO 4-z X z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 비제한적인 실시예에서, 양극 활물질은, 하기 화학식 (3)으로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 금속 산화물일 수 있다.In a non-limiting embodiment of the present invention, the cathode active material may be a lithium metal oxide of a spinel structure represented by the following formula (3).
LixMyMn2-yO4-zAz(3) Li x M y Mn 2-y O 4 -z z (3)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고, Wherein 0 < y < 2, 0 z < 0.2,
M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.
A의 최대 치환량은 0.2 몰%미만일 수 있으며, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 상기 A는 F, Cl, Br, I 과 같은 할로겐, S 및 N으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 음이온일 수 있다. The maximum substitution amount of A may be less than 0.2 mol%. In a specific embodiment of the present invention, A may be at least one anion selected from the group consisting of halogens such as F, Cl, Br, I, S and N.
이러한 음이온들의 치환에 의해 전이금속과의 결합력이 우수해지고 화합물의 구조 전이가 방지되기 때문에, 전지의 수명을 향상시킬 수 있다. 반면에, 음이온 A의 치환량이 너무 많으면(t≥0.2) 불완전한 결정구조로 인해 오히려 수명 특성이 저하되므로 바람직하지 않다. By substituting these anions, the binding force with the transition metal is improved and the structural transition of the compound is prevented, so that the lifetime of the battery can be improved. On the other hand, if the substitution amount of the anion A is too large (t? 0.2), the life characteristic is deteriorated due to the incomplete crystal structure, which is not preferable.
구체적으로, 상기 화학식 (3)의 산화물은 하기 화학식 (4)로 표시되는 리튬 금속 산화물일 수 있다. Specifically, the oxide of the formula (3) may be a lithium metal oxide represented by the following formula (4).
LixNiyMn2-yO4 (4)Li x Ni y Mn 2-y O 4 (4)
상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.
보다 구체적으로, 상기 리튬 금속 산화물은 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4 일 수 있다.More specifically, the lithium metal oxide may be LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or LiNi 0.4 Mn 1.6 O 4 .
상기 바인더와 도전재 및 필요에 따라 첨가되는 성분들은 음극에서의 설명과 동일하다.The binder, the conductive material, and the components added as necessary are the same as those in the negative electrode.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머, 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다.The separator is an insulating thin film interposed between the anode and the cathode and having high ion permeability and mechanical strength. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. As such a separation membrane, for example, a sheet or a nonwoven fabric made of an olefin-based polymer such as polypropylene which is chemically resistant and hydrophobic, glass fiber, polyethylene or the like is used.
경우에 따라서는, 상기 분리막 위에는 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머 중 대표적인 것으로 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등이 있다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separation membrane to improve the stability of the cell. Representative examples of such gel polymers include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. As the electrolyte solution, a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene carbonate), PRS(Propene sultone), FPC(Fluoro-Propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene carbonate, PRS (propene sultone), FPC (fluoro-propylene carbonate), and the like.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention can be used not only in a battery cell used as a power source of a small device but also as a unit cell in a middle- or large-sized battery module including a plurality of battery cells.
또한, 본 발명은 상기 전지모듈을 중대형 디바이스의 전원으로 포함하는 전지팩을 제공하고, 상기 중대형 디바이스는 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차 및 전력 저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Also, the present invention provides a battery pack including the battery module as a power source of a middle- or large-sized device, wherein the middle- or large-sized device is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) An electric vehicle including a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), a power storage device, and the like, but the present invention is not limited thereto.
상기 전지모듈 및 전지팩의 구조 및 그것들의 제작 방법은 당업계 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure of the battery module and the battery pack and the method of manufacturing the battery module and the battery pack are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상의 설명과 같이 본 발명에 따른 복합 음극 활물질은, 구조적 안정성이 뛰어난 스피넬 구조의 리튬 금속 산화물에 수소 결합으로 인해서 안정한 격자 구조를 유지하고 있는 수소 금속 산화물을 포함하고 있으므로, 리튬 금속 산화물에 비해서 향상된 용량을 발휘한다. As described above, the composite negative electrode active material according to the present invention includes a hydrogen metal oxide having a stable lattice structure due to hydrogen bonding in a lithium metal oxide having a spinel structure excellent in structural stability. Therefore, .
도 1은, 본 발명의 비제한적인 실시예 1 및 비교예 1 및 2의 레이트 특성 곡선이다.Figure 1 is a rate characteristic curve for non-limiting Example 1 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1>≪ Example 1 >
Li1.33Ti1.67O4 : H2Ti12O25 의 혼합비가 중량비로 70 : 30 인 전극 활물질: Super-P : SBR/CMC의 질량비가 90 : 5 : 5 인 고형분을 NMP 에 배합하여 전극 합제를 제조하고, 이를 20 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 코팅하여 전극을 제조하였다. Li 1.33 Ti 1.67 O 4: a mixture ratio of H 2 Ti 12 O 25 wherein the weight ratio 70: 30 in the electrode active material: Super-P: the mass ratio of SBR / CMC 90: 5: by mixing 5 of solids in NMP an electrode material mixture And then coated on an aluminum foil having a thickness of 20 탆 to prepare an electrode.
상기 전극을 코인 모양으로 타발하고, 상대 전극으로 리튬 금속, 분리막으로 폴리에틸렌 막(Celgard, 두께 20 ㎛) 및 1 M LiPF6를 첨가한 EC : DMC : EMC의 양이 1 : 1 : 1 인 카보네이트 전해액을 이용하여 코인 형태의 전지를 제작하였다.
The electrode was punched out in the form of a coin, and a carbonate electrolyte solution (1: 1: 1) was prepared by dissolving lithium metal as a counter electrode, a polyethylene film (Celgard, thickness 20 탆) and 1 M LiPF 6 To prepare a coin type battery.
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
Li1.33Ti1.67O4 만을 전극 활물질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제작하였다.
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that only Li 1.33 Ti 1.67 O 4 was used as the electrode active material.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
H2Ti12O25 만을 전극 활물질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제작하였다.
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that only H 2 Ti 12 O 25 was used as the electrode active material.
<실험예 1><Experimental Example 1>
실시예 1 및 비교예 1 및 2의 전지를 0.1C로 충전한 후, 레이트 특성을 확인하고 결과를 도 1에 도시하였다. 도 1을 참조하면, 실시예 1 (▲)은 비교예 1 (■) 에 비해서, 0.1C 방전 시 우수한 용량을 보이고, 비교예 2 (●) 에 비해서, 3 C 방전 시 우수한 용량을 보이고 있다. 실시예 1은 고전류 통전 시의 리튬 이온의 전도도(lithium ionic conductivity)가 개선되었음을 알 수 있다.
The batteries of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were filled with 0.1 C, and the rate characteristics were confirmed. The results are shown in FIG. Referring to FIG. 1, Example 1 (▲) shows a good capacity at 0.1 C discharge and a superior capacity at 3 C discharge as compared with Comparative Example 2 (●), as compared with Comparative Example 1 (1). It can be seen that Example 1 improved lithium ionic conductivity during high current conduction.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (14)
LiaTibO4 (2)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다;
H2Tix'Oy' (3)
상기 식에서, 2≤x'≤13, 5≤y'≤27 이다.A lithium metal oxide represented by the following general formula (2) and a flat-type potential flat region due to a two-phase reaction at a potential (Li + / Li) similar to that of the lithium metal oxide, A composite anode active material characterized by containing a hydrogen metal oxide.
Li a Ti b O 4 (2)
Where 0.5? A? 3, 1? B? 2.5;
H 2 Ti x ' O y' (3)
In the above formula, 2? X? 13, 5? Y?
The lithium secondary battery according to claim 11, wherein the lithium secondary battery is a lithium polymer battery.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120038918 | 2012-04-16 | ||
| KR20120038918 | 2012-04-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130116804A KR20130116804A (en) | 2013-10-24 |
| KR101573222B1 true KR101573222B1 (en) | 2015-12-02 |
Family
ID=49635795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130040160A KR101573222B1 (en) | 2012-04-16 | 2013-04-12 | Composite Anode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101573222B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110084229A1 (en) | 2006-06-09 | 2011-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure |
-
2013
- 2013-04-12 KR KR1020130040160A patent/KR101573222B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110084229A1 (en) | 2006-06-09 | 2011-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130116804A (en) | 2013-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101451196B1 (en) | Cathode Active Material and Lithium Secondary Battery Employed with the Same | |
| KR101658510B1 (en) | The Cathode Electrodes For Secondary Battery and the Secondary Battery Comprising the Same | |
| KR101578510B1 (en) | Lithium Secondary Battery of Improved Life Characteristics | |
| KR101511022B1 (en) | Moisture-Limited Electrode Active Material, Moisture-Limited Electrode and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101469436B1 (en) | Cathode Active Material and Lithium Secondary Battery For Controlling Impurity or Swelling Comprising the Same and Method For Manufacturing Cathode Active Material Of Improved Productivity | |
| KR101572074B1 (en) | Anode Active Material Having High Capacity and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| US9960412B2 (en) | Electrode active material with low moisture retention and lithium secondary battery including the same | |
| US10424781B2 (en) | Cathode active material and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101495301B1 (en) | The Electrodes For Secondary Battery and the Secondary Battery Comprising the Same | |
| KR101527532B1 (en) | Electrode Active Material Having Improved Lithium Diffusivity and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101515361B1 (en) | Cathode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101527751B1 (en) | Cathode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101490842B1 (en) | Composite Electrode Comprising Different Electrode Active Material Coating Layers and Lithium Secondary Battery Comprising the Same | |
| KR101580486B1 (en) | Anode with Improved Wetting Properties and Lithium Secondary Battery Having the Same | |
| US9105371B2 (en) | Cathode active material and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101595328B1 (en) | Anode Electrodes for Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Containing The Same | |
| KR20150005867A (en) | Electrode Comprising Polyolefin Binder and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101573222B1 (en) | Composite Anode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR101521082B1 (en) | Anode Active Material and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
| KR20130084362A (en) | Cathode active material and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR101495314B1 (en) | Electrodes for Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Containing The Same | |
| KR20130117953A (en) | Anode active material comprising sulfur and lithium secondary battery comprising the same | |
| KR20150014829A (en) | Cathode with Eliminated Gas for Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Having the Same | |
| KR20150014329A (en) | Anode Active Material with Improved Wetting Properties and Lithium Secondary Battery Having the Same | |
| KR20130116502A (en) | Anode slurry comprising novel binder and lithium secondary battery comprising the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181016 Year of fee payment: 4 |