KR102063898B1 - Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same - Google Patents

Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same Download PDF

Info

Publication number
KR102063898B1
KR102063898B1 KR1020170080790A KR20170080790A KR102063898B1 KR 102063898 B1 KR102063898 B1 KR 102063898B1 KR 1020170080790 A KR1020170080790 A KR 1020170080790A KR 20170080790 A KR20170080790 A KR 20170080790A KR 102063898 B1 KR102063898 B1 KR 102063898B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lithium
active material
positive electrode
magnesium
metal oxide
Prior art date
Application number
KR1020170080790A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190001191A (en
Inventor
명승택
김선재
조창흠
Original Assignee
세종대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종대학교산학협력단 filed Critical 세종대학교산학협력단
Priority to KR1020170080790A priority Critical patent/KR102063898B1/en
Publication of KR20190001191A publication Critical patent/KR20190001191A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102063898B1 publication Critical patent/KR102063898B1/en

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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/40—Nickelates
    • C01G53/42—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2
    • C01G53/44—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese
    • 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
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • 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
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • 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
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • 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
    • Y02E60/122—

Landscapes

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

Abstract

리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 양극 활물질은 리튬-전이금속 산화물 입자와 상기 리튬-전이금속 산화물 입자의 표면 상에 위치하는 탄산리튬을 구비한다. 상기 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05)일 수 있다. 상기 양극활물질은 ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석에서 MgCO+ 파편(fragment)이 검출될 수 있다.Provided is a cathode active material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery including the same. The positive electrode active material includes lithium-transition metal oxide particles and lithium carbonate positioned on the surface of the lithium-transition metal oxide particles. The lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 < y + z <1, Me may be Al or Ti, 0 ≦ a ≦ 0.05). The cathode active material may detect MgCO + fragments in a time of flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) analysis.

Description

리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 {Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same}Positive electrode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same {Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로 구체적으로는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a lithium secondary battery.

이차전지는 방전뿐 아니라 충전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지를 말한다. 이차전지 중 대표적인 리튬 이차전지는 양극활물질에 포함된 리튬이온이 전해질을 거쳐 음극으로 이동한 후 음극활물질의 층상 구조 내로 삽입되며(충전), 이 후 음극활물질의 층상 구조 내로 삽입되었던 리튬 이온이 다시 양극으로 되돌아가는(방전) 원리를 통해 작동한다. 이러한 리튬 이차전지는 현재 상용화되어 휴대전화, 노트북 컴퓨터 등의 소형전원으로 사용되고 있으며, 하이브리드 자동차 등의 대형 전원으로도 사용가능할 것으로 예측되고 있어, 그 수요가 증대될 것으로 예상된다.The secondary battery refers to a battery that can be repeatedly used because it can be charged as well as discharged. The representative lithium secondary battery of the secondary battery is lithium ions contained in the positive electrode active material is transferred to the negative electrode through the electrolyte and then inserted into the layered structure of the negative electrode active material (charging), after which the lithium ion inserted into the layered structure of the negative electrode active material is again It works on the principle of returning to the anode (discharge). Such lithium secondary batteries are currently commercialized and used as small power sources for mobile phones, notebook computers, and the like, and are expected to be used as large power sources for hybrid cars, and the demand is expected to increase.

그러나, 리튬 이차전지에서 양극활물질로 주로 사용되는 복합금속산화물은 전해질과의 반응에 의해 열화될 수 있다. 이를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제2006-0119382호는 이종 금속 산화물이 코팅된 양극활물질을 제시하고 있다. However, a composite metal oxide mainly used as a cathode active material in a lithium secondary battery may be degraded by reaction with an electrolyte. In order to solve this problem, Korean Patent Publication No. 2006-0119382 proposes a cathode active material coated with a dissimilar metal oxide.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표면 상에 잔류하는 리튬 화합물의 양이 감소됨과 동시에 전해질과의 반응에 의한 표면 열화가 억제되어 수명특성이 향상될 수 있는 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention is the amount of lithium compounds remaining on the surface and at the same time the surface degradation due to reaction with the electrolyte is suppressed to improve the life characteristics of a lithium secondary battery positive electrode active material and a lithium secondary comprising the same In providing a battery.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 양극 활물질을 제공한다. 상기 양극 활물질은 리튬-전이금속 산화물 입자와 상기 리튬-전이금속 산화물 입자의 표면 상에 위치하는 탄산리튬을 구비한다. 상기 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05)일 수 있다. 상기 양극활물질은 ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석에서 MgCO+ 파편(fragment)이 검출될 수 있다.One aspect of the present invention to achieve the above technical problem provides a positive electrode active material. The positive electrode active material includes lithium-transition metal oxide particles and lithium carbonate positioned on the surface of the lithium-transition metal oxide particles. The lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 < y + z <1, Me may be Al or Ti, 0 ≦ a ≦ 0.05). The cathode active material may detect MgCO + fragments in a time of flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) analysis.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 양극 활물질 제조 방법을 제공한다. 먼저, 리튬-전이금속 산화물 입자들을 준비한다. 마그네슘 수용액을 사용하여 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들을 세척한다. 상기 세척된 리튬-전이금속 산화물 입자들을 건조한다.In order to achieve the above technical problem, an aspect of the present invention provides a method of manufacturing a positive electrode active material. First, lithium-transition metal oxide particles are prepared. Aqueous magnesium solution is used to wash the lithium-transition metal oxide particles. The washed lithium-transition metal oxide particles are dried.

상기 마그네슘 수용액은 마그네슘 염이 용해된 수용액이고, 상기 마그네슘 염은 마그네슘 설페이트, 마그네슘 클로라이드, 마그네슘 니트레이트, 마그네슘 하이드록사이드, 또는 마그네슘 아세테이트일 수 있다. 상기 마그네슘 염은 마그네슘 니트레이트·육수화물일 수 있다.The aqueous magnesium solution is an aqueous solution of magnesium salts, and the magnesium salt may be magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium hydroxide, or magnesium acetate. The magnesium salt may be magnesium nitrate hexahydrate.

상기 세척 단계 전 리튬-전이금속 산화물 입자들은 그의 표면 상에 산화 리튬(Li2O), 수산화 리튬(LiOH), 탄산 리튬(Li2CO3), 또는 리튬 카바이드(Li2C)인 리튬 잔류물을 구비하고, 상기 리튬 잔류물은 상기 세척 단계에서 그 량이 줄어들 수 있다. 상기 세척 단계 후에, 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들은 그의 표면 상에 탄산 마그네슘을 구비할 수 있다. 상기 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05) 일 수 있다.Lithium-transition metal oxide particles before the washing step are lithium residues on their surface which are lithium oxide (Li 2 O), lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), or lithium carbide (Li 2 C). And, the lithium residue may be reduced in amount in the washing step. After the washing step, the lithium-transition metal oxide particles may have magnesium carbonate on their surface. The lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 < y + z <1, Me may be Al or Ti, 0 ≦ a ≦ 0.05).

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 또 다른 일 측면은 이차전지를 제공한다. 상기 이차전지는 리튬-전이금속 산화물 입자와 상기 리튬-전이금속 산화물 입자의 표면 상에 위치하는 탄산리튬을 구비하는 양극 활물질을 포함하는 양극, 리튬이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 전해질을 포함한다.Another aspect of the present invention to achieve the above technical problem provides a secondary battery. The secondary battery includes a positive electrode including a positive electrode active material having lithium-transition metal oxide particles and lithium carbonate positioned on a surface of the lithium-transition metal oxide particles, a negative electrode containing a negative electrode active material into which lithium can be inserted and removed; And an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 표면 상에 잔류하는 리튬 화합물의 양이 감소됨과 동시에 전해질과의 반응에 의한 표면 열화가 억제되어 수명특성이 향상될 수 있는 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이를 구비하는 이차전지를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the amount of lithium compounds remaining on the surface is reduced, and the surface degradation due to the reaction with the electrolyte is suppressed, thereby improving the life characteristics of the lithium secondary battery cathode active material and the secondary having the same. A battery can be provided.

그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 활물질 입자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양극을 제조하는 방법을 나타낸 플로우챠트이다.
도 3은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말과 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말의 ToF-SIMS 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 충방전 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 5는 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 율(rate) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 사이클 횟수에 따른 방전용량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 양극 활물질 비교예에 따른 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 그리고 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진들을 나타낸다.
도 8은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 양극 활물질 비교예에 따른 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 그리고 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말을 촬영한 투과전자현미경(TEM)사진들을 나타낸다.1 is a cross-sectional view schematically showing a positive electrode active material particle according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a positive electrode according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a magnesium salt of the prepared positive electrode active material, for example, processing Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder and a non-no treatment Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O a graph showing the ToF-SIMS results of the second powder to be.
4 are graphs showing charge and discharge characteristics of half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2.
FIG. 5 is a graph showing rate characteristics of half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2. FIG.
6 is a graph showing a change in discharge capacity according to the number of cycles of the half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2. FIG.
7 is a magnesium salt treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material preparation example, distilled water treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material comparative example, and Scanning electron microscope (SEM) images of untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder are shown.
FIG. 8 shows magnesium salt-treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material preparation example, distilled water treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material comparative example, and Transmission electron microscope (TEM) images of untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder are shown.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. In the figures, where a layer is said to be "on" another layer or substrate, it may be formed directly on the other layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지는 양극, 리튬이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극, 및 이들 사이에 위치하는 전해질을 구비한다.A lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode containing a negative electrode active material into which lithium can be inserted, and an electrolyte positioned therebetween.

<양극><Anode>

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 양극은 양극 활물질 입자들을 구비할 수 있다. 이에 더하여, 상기 양극은 도전재 및 결합재를 더 구비할 수 있다. A cathode of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may include cathode active material particles. In addition, the anode may further include a conductive material and a binder.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 활물질 입자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a cathode active material particle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 양극 활물질 입자(10)는 리튬-전이금속 산화물 입자(11) 및 상기 리튬-전이금속 산화물 입자(11)의 표면 상에 배치된 탄산 마그네슘(12)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, the cathode active material particles 10 may include lithium-transition metal oxide particles 11 and magnesium carbonate 12 disposed on a surface of the lithium-transition metal oxide particles 11.

상기 리튬-전이금속 산화물(11)은 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, Li(CoxNi1-x)O2(0.5≤x〈1), LiMn2O4, LiMn5O12, 또는 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05) 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로서, 리튬-전이금속 산화물은 고가이며 희속금속인 Co의 함량이 감소되면서도, 높은 열적 안정성과 용량, 우수한 가역성을 나타낼 수 있는 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05)일 수 있다. 구체적으로는, 양극활물질인 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x[Niy(Co0.5Mn0.5)1-y]1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.3≤y≤0.9) 일 수 있다.The lithium-transition metal oxide 11 may be, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li (Co x Ni 1-x ) O 2 (0.5 ≦ x <1), LiMn 2 O 4 , LiMn 5 O 12 , or Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 <y + z <1, Me May be Al or Ti, 0 ≦ a ≦ 0.05). However, it is not limited to this. As an example, the lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) which can exhibit high thermal stability, capacity, and excellent reversibility while reducing the content of expensive and noble metal Co. 1-x O 2 (−0.2 ≦ x ≦ 0.2, 0.01 ≦ y ≦ 0.5, 0.01 ≦ z ≦ 0.5, 0 <y + z <1, and Me is Al or Ti, 0 ≦ a ≦ 0.05). Specifically, the lithium-transition metal oxide as the cathode active material is Li 1 + x [Ni y (Co 0.5 Mn 0.5 ) 1-y ] 1-x O 2 (−0.2 ≦ x ≦ 0.2, 0.3 ≦ y ≦ 0.9) Can be.

리튬-전이금속 산화물 입자(11)는 수 내지 수십 ㎛ 구체적으로는 5 내지 20 ㎛의 직경을 가질 수 있고, 수백 ㎚ 크기의 일차 입자가 응집되어 형성된 이차 입자의 형태를 가질 수 있다. 또한, 리튬-전이금속 산화물 입자(11)는 대략적으로 구형의 형태를 가질 수 있다.  The lithium-transition metal oxide particles 11 may have a diameter of several to several tens of micrometers, specifically, 5 to 20 micrometers, and may have the form of secondary particles formed by agglomeration of several hundred nanometer primary particles. In addition, the lithium-transition metal oxide particles 11 may have an approximately spherical shape.

상기 탄산 마그네슘(12)은 상기 리튬-전이금속 산화물 입자(11) 표면의 적어도 일부 영역 상에 위치할 수 있다. 이에 더하여, 상기 탄산 마그네슘(12)은 상기 일차입자의 사이사이에도 균일하게 분포할 수 있다. 한편, 상기 리튬-전이금속 산화물 입자(11) 표면 상에는 리튬 잔류물 일 예로서, 산화 리튬(Li2O), 수산화 리튬(LiOH), 탄산 리튬(Li2CO3), 또는 리튬 카바이드(Li2C)도 함께 위치할 수 있다.The magnesium carbonate 12 may be located on at least a portion of the surface of the lithium-transition metal oxide particle 11. In addition, the magnesium carbonate 12 may be uniformly distributed among the primary particles. On the other hand, the lithium residue on the surface of the lithium-transition metal oxide particles 11 as an example, lithium oxide (Li 2 O), lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), or lithium carbide (Li 2 C) can also be located together.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양극을 제조하는 방법을 나타낸 플로우챠트이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a positive electrode according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 리튬-전이금속 산화물 입자들 즉, 리튬-전이금속 산화물 파우더를 준비할 수 있다(S1). 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들의 표면 상에는 전이금속과 산화물을 형성하지 못하고 잔류하는 리튬화합물 예를 들어, 산화 리튬(Li2O), 수산화 리튬(LiOH), 탄산 리튬(Li2CO3), 또는 리튬 카바이드(Li2C)가 존재할 수 있다. 이러한 잔류 리튬화합물은 이차전지 내에서 전해질 내의 특정물질과 반응할 수 있고 그 반응물은 양극 활물질의 표면 상에 축적될 수 있는데, 이러한 반응물은 리튬이온의 이동을 방해할 수 있다. 일 예로서, 잔류 리튬화합물은 전해질 내의 HF 등과 반응하여 LiF를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 2, lithium-transition metal oxide particles, that is, lithium-transition metal oxide powder may be prepared (S1). Lithium compounds remaining without forming transition metals and oxides on the surfaces of the lithium-transition metal oxide particles, for example, lithium oxide (Li 2 O), lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), or Lithium carbide (Li 2 C) may be present. Such residual lithium compounds may react with specific substances in the electrolyte in the secondary battery and the reactants may accumulate on the surface of the positive electrode active material, and these reactants may interfere with the movement of lithium ions. As an example, the residual lithium compound may react with HF in the electrolyte to generate LiF.

마그네슘 수용액 내에 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들을 넣어 반응시킬 수 있다(S3). 상기 마그네슘 수용액은 마그네슘 양이온과 상대 음이온을 구비하는 마그네슘 염이 용매인 물 내에 용해된 것일 수 있다. 이 때, 상기 마그네슘염은 마그네슘 염 수화물일 수 있다. 상기 상대 음이온은 설페이트(sulfate), 클로라이드(chloride), 니트레이트(nitrate), 하이드록사이드(hydroxide), 또는 아세테이트 (acetate)일 수 있다. 일 예로, 상기 마그네슘 염은 마그네슘 니트레이트, 나아가 마그네슘 니트레이트·육수화물(Mg(NO3)2·6H2O)일 수 있다.The lithium-transition metal oxide particles may be added and reacted with the aqueous magnesium solution (S3). The aqueous magnesium solution may be a magnesium salt having a magnesium cation and a counter anion dissolved in water as a solvent. In this case, the magnesium salt may be magnesium salt hydrate. The counter anion may be sulfate, chloride, nitrate, hydroxide, or acetate. For example, the magnesium salt may be magnesium nitrate, further, magnesium nitrate hexahydrate (Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O).

상기 마그네슘 수용액 내의 마그네슘 이온의 몰농도는 0.1 mM 내지 50 mM 구체적으로, 0.5 mM 내지 5 mM일 수 있다. 또한, 상기 마그네슘 수용액의 pH는 5.5 내지 6.5일 수 있다. 상기 반응은 20 내지 30도(℃) 일 예로서, 상온에서 진행될 수 있고, 반응기 내에서 교반과 함께 진행되며, 약 5 내지 20 분간 진행될 수 있다.The molar concentration of magnesium ions in the aqueous magnesium solution may be 0.1 mM to 50 mM, specifically, 0.5 mM to 5 mM. In addition, the pH of the magnesium aqueous solution may be 5.5 to 6.5. The reaction may be carried out at 20 to 30 degrees (° C.) as an example, at room temperature, proceed with stirring in the reactor, and may proceed for about 5 to 20 minutes.

상기 반응 과정에서 리튬-전이금속 산화물 입자들의 표면 상에 잔류하는 리튬화합물은 상기 마그네슘 수용액 내에 용해되어 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들의 표면으로부터 일부 제거될 수 있다. 이 때, 마그네슘 수용액 내의 마그네슘 이온은 상기 잔류 리튬산화물 중 일부 일 예로서, 탄산 리튬(Li2CO3)와 반응하여 탄산 마그네슘을 형성할 수 있고(하기 반응식 참조), 이 탄산 마그네슘은 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들의 표면 상에 잔류할 수 있다. 그 결과, 리튬-전이금속 산화물 입자 및 그의 표면 상에 위치하는 탄산 마그네슘을 구비하는 양극 활물질 입자를 얻을 수 있다. 상기 탄산 마그네슘은 MgCO3일 수 있다. 한편, 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들의 표면 상에는, 잔류 리튬화합물 예를 들어, 산화 리튬(Li2O), 수산화 리튬(LiOH), 탄산 리튬(Li2CO3), 또는 리튬 카바이드(Li2C)가 일부 제거되어 함량이 줄어들었지만 그래도 여전히 잔류할 수는 있다.The lithium compound remaining on the surface of the lithium-transition metal oxide particles in the reaction process may be dissolved in the aqueous magnesium solution and partially removed from the surface of the lithium-transition metal oxide particles. In this case, magnesium ions in the aqueous magnesium solution may react with lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) to form magnesium carbonate as one example of the residual lithium oxide (see the following reaction formula), and the magnesium carbonate is lithium- May remain on the surface of the transition metal oxide particles. As a result, positive electrode active material particles comprising lithium-transition metal oxide particles and magnesium carbonate positioned on the surface thereof can be obtained. The magnesium carbonate may be MgCO 3 . On the other hand, on the surface of the lithium-transition metal oxide particles, a residual lithium compound, for example, lithium oxide (Li 2 O), lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), or lithium carbide (Li 2 C ) Has been removed to some extent, but it may still remain.

[반응식][Scheme]

Li2CO3 + Mg2+ → MgCO3 + 2Li+ Li 2 CO 3 + Mg 2+ → MgCO 3 + 2Li +

이 후, 탄산 마그네슘을 구비하는 양극 활물질 입자를 필터링을 통해 반응액으로부터 걸러낸 후 건조할 수 있다. 상기 필터링 과정에서 여과액 내에는 물과 함께 마그네슘 염에 포함되었던 상대 음이온, 리튬 양이온 등이 용해되어 있을 수 있다. 상기 건조는 약 80 내지 120 ℃의 감압상태에서 수행할 수 있다. 일 예로서, 100 ℃의 진공 상태에서 수행할 수 있다.Thereafter, the cathode active material particles including magnesium carbonate may be filtered out of the reaction solution through filtering and then dried. In the filtering process, a counter anion, a lithium cation, and the like, which are included in the magnesium salt together with water, may be dissolved in the filtrate. The drying may be performed at a reduced pressure of about 80 to 120 ℃. As an example, it may be performed in a vacuum state of 100 ℃.

상기 건조된 양극 활물질 입자를 열처리할 수 있다. 이 열처리는 150 내지 300 ℃ 에서 수행할 수 있다. 이 경우, 양극 활물질 입자의 구조적 변형이 야기되지 않을 수 있고 또한 표면 상에 형성된 탄산 마그네슘 중 마그네슘의 산화가 억제될 수 있다.The dried cathode active material particles may be heat treated. This heat treatment can be carried out at 150 to 300 ℃. In this case, structural deformation of the positive electrode active material particles may not be caused, and oxidation of magnesium in magnesium carbonate formed on the surface may be suppressed.

이 후, 탄산 마그네슘을 표면 상에 구비하는 양극 활물질 입자들, 도전재, 및 결합재를 혼합하여 양극재료를 얻을 수 있다(S5). 이 때, 도전재는 천연 흑연, 인조 흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 그래핀 등의 탄소 재료일 수 있다. 결합재는 열가소성 수지 예를 들어, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 사불화에틸렌, 불화비닐리덴계 공중합체, 육불화프로필렌 등의 불소 수지, 및/또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.Thereafter, the cathode material may be obtained by mixing the cathode active material particles having the magnesium carbonate on the surface, the conductive material, and the binder material (S5). In this case, the conductive material may be a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, cokes, carbon black, carbon nanotubes, graphene, or the like. The binder may be a thermoplastic resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoride, vinylidene fluoride copolymer, fluorine resin such as hexafluoropropylene, and / or polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene. It may include.

양극재료를 양극 집전체 상에 도포하여 양극을 형성할 수 있다(S7). 양극 집전체는 Al, Ni, 스테인레스 등의 도전체일 수 있다. 양극재료를 양극 집전체 상에 도포하는 것은 가압 성형, 또는 유기 용매등을 사용하여 페이스트를 만든 후 이 페이스트를 집전체 상에 도포하고 프레스하여 고착화하는 방법을 사용할 수 있다. 유기 용매는 N,N-디메틸아미노프로필아민, 디에틸트리아민 등의 아민계; 에틸렌옥시드, 테트라히드로푸란 등의 에테르계; 메틸에틸케톤 등의 케톤계; 아세트산메틸 등의 에스테르계; 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비양성자성 극성 용매 등일 수 있다. 페이스트를 양극 집전체 상에 도포하는 것은 예를 들면, 그라비아 코팅법, 슬릿다이 코팅법, 나이프 코팅법, 스프레이 코팅법을 사용하여 수행할 수 있다.The positive electrode material may be coated on the positive electrode current collector to form a positive electrode (S7). The positive electrode current collector may be a conductor such as Al, Ni, stainless steel, or the like. The application of the positive electrode material onto the positive electrode current collector may be made by pressure molding or by using an organic solvent or the like to make a paste, and then applying the paste onto the current collector and pressing to fix the paste. The organic solvent is amine type, such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethyltriamine; Ethers such as ethylene oxide and tetrahydrofuran; Ketones such as methyl ethyl ketone; Esters such as methyl acetate; Aprotic polar solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone. Application of the paste onto the positive electrode current collector can be performed using, for example, a gravure coating method, a slit die coating method, a knife coating method, a spray coating method.

<음극><Cathode>

음극활물질은 리튬 이온을 탈삽입하거나 전환(conversion) 반응을 일으킬 수 있는 금속, 금속합금, 금속산화물, 금속불화물, 금속황화물, 및 천연 흑연, 인조흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 탄소 재료 등을 사용하여 형성할 수도 있다. Cathode active materials include metals, metal alloys, metal oxides, metal fluorides, metal sulfides, and natural graphite, artificial graphite, coke, carbon black, carbon nanotubes, which can deintercalate lithium ions or cause conversion reactions. It can also form using carbon materials, such as a fin.

음극활물질, 도전재, 및 결합제를 혼합하여 음극재료를 얻을 수 있다. 이 때, 도전재는 천연 흑연, 인조 흑연, 코크스류, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 그래핀 등의 탄소 재료일 수 있다. 결합제는 열가소성 수지 예를 들어, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 사불화에틸렌, 불화비닐리덴계 공중합체, 육불화프로필렌 등의 불소 수지, 및/또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있다.The negative electrode material can be obtained by mixing the negative electrode active material, the conductive material, and the binder. In this case, the conductive material may be a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, cokes, carbon black, carbon nanotubes, graphene, or the like. The binder may be a thermoplastic resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoride, vinylidene fluoride copolymer, fluorine resin such as hexafluoropropylene, and / or polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene. It may include.

음극재료를 음극 집전체 상에 도포하여 음극을 형성할 수 있다. 음극 집전체는 Al, Ni, Cu, 스테인레스 등의 도전체일 수 있다. 음극재료를 음극 집전체 상에 도포하는 것은 가압 성형, 또는 유기 용매등을 사용하여 페이스트를 만든 후 이 페이스트를 집전체 상에 도포하고 프레스하여 고착화하는 방법을 사용할 수 있다. 유기 용매는 N,N-디메틸아미노프로필아민, 디에틸트리아민 등의 아민계; 에틸렌옥시드, 테트라히드로푸란 등의 에테르계; 메틸에틸케톤 등의 케톤계; 아세트산메틸 등의 에스테르계; 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 비양성자성 극성 용매 등일 수 있다. 페이스트를 음극 집전체 상에 도포하는 것은 예를 들면, 그라비아 코팅법, 슬릿다이 코팅법, 나이프 코팅법, 스프레이 코팅법을 사용하여 수행할 수 있다.The negative electrode material may be applied onto the negative electrode current collector to form a negative electrode. The negative electrode current collector may be a conductor such as Al, Ni, Cu, stainless steel, or the like. The application of the negative electrode material onto the negative electrode current collector may be made by pressure molding, or a method of forming a paste using an organic solvent or the like, and then applying the paste onto the current collector and pressing to fix the paste. The organic solvent is amine type, such as N, N-dimethylaminopropylamine and diethyltriamine; Ethers such as ethylene oxide and tetrahydrofuran; Ketones such as methyl ethyl ketone; Esters such as methyl acetate; Aprotic polar solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone. Application of the paste onto the negative electrode current collector can be performed using, for example, a gravure coating method, a slit die coating method, a knife coating method, a spray coating method.

<전해질><Electrolyte>

전해질은 리튬염과 비수 전해질을 함유할 수 있다. The electrolyte may contain a lithium salt and a nonaqueous electrolyte.

상기 리튬염은 상기 비수 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 등이 사용될 수 있다. The lithium salt is a good material to dissolve in the nonaqueous 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 lithium carbonate, lithium phenyl borate and the like can be used.

비수 전해질은 비수 전해액, 유기 고체 전해질, 또는 무기 고체 전해질일 수 있다. 상기 비수 전해액은 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 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 카보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매일 수 있다. 상기 유기 고체 전해질은 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, 또는 이온성 해리기를 포함하는 중합체일 수 있다. 상기 무기 고체 전해질은 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 또는 황산염일 수 있다.The nonaqueous electrolyte may be a nonaqueous electrolyte, an organic solid electrolyte, or an inorganic solid electrolyte. The nonaqueous electrolyte is, for example, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butylo lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetra Hydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolon, formamide, dimethylformamide, dioxolon, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid Tryesters, trimethoxy methane, dioxorone derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrionate, propionic acid It may be an aprotic organic solvent such as ethyl. The organic solid electrolyte may be, for example, a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, a poly etchation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, or an ion. It may be a polymer containing a sex dissociation group. The inorganic solid electrolyte is, for example, 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 , Li 4 It may be a nitride, halide, or sulfate of Li, such as SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 .

이들 고체 전해질을 이용하여 이차 전지의 안전성을 보다 높일 수 있는 경우가 있다. 또한, 고체 전해질이 후술하는 세퍼레이터의 역할을 하는 경우도 있고, 그 경우에는 세퍼레이터를 필요로 하지 않는 경우도 있다.By using these solid electrolytes, the safety of a secondary battery may be improved more. In addition, a solid electrolyte may play the role of the separator mentioned later, and a separator may not be needed in that case.

<세퍼레이터><Separator>

양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 배치될 수 있다. 이러한 세퍼레이터는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 불소 수지, 질소 함유 방향족 중합체 등의 재질로 이루어지는 다공질 필름, 부직포, 직포 등의 형태를 가지는 재료일 수 있다. 세퍼레이터의 두께는, 전지의 부피 에너지 밀도가 높아지고, 내부 저항이 작아진다는 점에서, 기계적 강도가 유지되는 한 얇을수록 바람직하다. 세퍼레이터의 두께는, 일반적으로 5 내지 200 ㎛ 정도일 수 있고, 더 구체적으로는 5 내지 40 ㎛일 수 있다.The separator may be disposed between the positive electrode and the negative electrode. Such a separator may be a material having a form such as a porous film made of a material such as polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, a fluorine resin, a nitrogen-containing aromatic polymer, a nonwoven fabric, a woven fabric, or the like. The thickness of the separator is preferably as thin as the mechanical strength is maintained in that the volume energy density of the battery becomes high and the internal resistance becomes small. The thickness of the separator may generally be on the order of 5 to 200 μm, more specifically 5 to 40 μm.

<리튬 이차 전지의 제조 방법><Method for producing lithium secondary battery>

양극, 세퍼레이터, 및 음극을 순서대로 적층하여 전극군을 형성한 후 필요하다면 전극군을 말아서 전지캔에 수납하고, 전극군에 전해질을 함침시킴으로써 이차 전지를 제조할 수 있다. 이와는 달리, 양극, 고체 전해질, 및 음극을 적층하여 전극군을 형성한 후 필요하다면 전극군을 말아서 전지캔에 수납하여 이차 전지를 제조할 수 있다.A secondary battery can be manufactured by laminating | stacking a positive electrode, a separator, and a negative electrode in order, and forming an electrode group, then, if necessary, rolling up an electrode group in a battery can and impregnating an electrolyte in an electrode group. Alternatively, a secondary battery may be manufactured by stacking a positive electrode, a solid electrolyte, and a negative electrode to form an electrode group, and then rolling the electrode group in a battery can if necessary.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental examples.

[실험예들; Examples][Experimental Examples; Examples]

양극 활물질 제조예Example of manufacturing a positive electrode active material

증류수 100 ㎖에 질산 마그네슘 육수화물 (magnesium nitrate hexahydrate)을 0.001M의 농도로 넣은 후, 12시간동안 교반하여 질산 마그네슘 수용액을 얻었다. Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말과 상기 질산 마그네슘 수용액을 1:1의 질량비로 준비한 후, 이들 둘을 혼합하여 10분 동안 반응시켰다. 결과물을, 필터링하여 고형분을 얻은 후 건조시켜 고형분에 존재하는 수분을 최대한 제거하였다. 이 후, 100 ℃의 진공오븐에서 12 시간 동안 진공건조시켜 세척된 양극 활물질을 얻었다.Magnesium nitrate hexahydrate was added to 100 ml of distilled water at a concentration of 0.001 M, followed by stirring for 12 hours to obtain an aqueous magnesium nitrate solution. Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder and the aqueous solution of magnesium nitrate were prepared in a mass ratio of 1: 1, and the two were mixed and reacted for 10 minutes. The resultant was filtered to obtain a solid and then dried to remove as much moisture as possible from the solid. Thereafter, the result was vacuum dried for 12 hours in a vacuum oven at 100 ℃ to obtain a positive electrode active material washed.

양극 활물질 비교예Cathode Active Material Comparative Example

질산 마그네슘 수용액 대신 증류수를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정을 거쳐 양극 활물질을 세척하였다.Except for using distilled water instead of aqueous magnesium nitrate, the positive electrode active material was washed through the same process as in Preparation Example 1.

전지 제조예Battery Production Example

상기 양극 활물질 제조예에서 얻어진 양극활물질, 도전제인 덴카 블랙(denka black) 및 결합제(Poly vinylidene fluoride; PVdF)를 92:4:4 (무게분율)로 정량하여 유기 용매(NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)) 내에서 혼합하여 양극활물질 슬러리 조성물을 형성하였다. 이 양극활물질 슬러리 조성물을 알루미늄 포일 집전체 상에 코팅한 후 건조 및 압착하여 양극을 형성하였다.The positive electrode active material, the conductive agent denka black, and the binder (Poly vinylidene fluoride (PVdF)) obtained in the positive electrode active material preparation example were quantified by 92: 4: 4 (weight fraction) to an organic solvent (NMP (N-Methyl-2). -Pyrrolidone)) to form a positive electrode active material slurry composition. The cathode active material slurry composition was coated on an aluminum foil current collector and then dried and pressed to form a cathode.

이 후, 상기 양극, 리튬 금속인 음극, 에틸렌 카보네이트(EC)와 다이메틸 카보네이트(DMC)의 혼합 용매(3:7 부피비)에 전해질인 1M LiPF6가 용해된 비수전해질, 및 폴리프로필렌 세퍼레이터를 사용하여, 리튬이차전지의 통상적 제조공정에 따라 2032 규격의 코인 전지를 제조하였다. 이 후, 안정화를 위해 하룻동안 방치하였다.Subsequently, a non-aqueous electrolyte in which 1 M LiPF 6 is dissolved in a mixed solvent (3: 7 volume ratio) of the positive electrode, the negative electrode of lithium metal, ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC), and a polypropylene separator were used. Thus, a coin battery of the 2032 standard was manufactured according to a conventional manufacturing process of a lithium secondary battery. Thereafter, it was left for one day to stabilize.

전지 비교예 1Battery Comparative Example 1

양극활물질로서 상기 양극 활물질 비교예에서 얻어진 것을 사용한 것을 제외하고는 전지 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 양극 및 반전지를 제조하였다.A positive electrode and a half cell were prepared in the same manner as in Battery Preparation Example 1, except that the positive electrode active material obtained in the positive electrode active material comparative example was used.

전지 비교예 2Battery Comparative Example 2

양극활물질로서 아무런 처리하지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말을 사용한 것을 제외하고는 전지 제조예 1과 동일한 방법을 사용하여 양극 및 반전지를 제조하였다.A positive electrode and a half cell were prepared in the same manner as in Battery Preparation Example 1, except that Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder was not used as the cathode active material.

도 3은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말과 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말의 ToF-SIMS 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a magnesium salt of the prepared positive electrode active material, for example, processing Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder and a non-no treatment Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O a graph showing the ToF-SIMS results of the second powder to be.

도 3을 참조하면, 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말(b)은 그의 표면 상에 MgCO+ 파편(fragment)이 검출된 반면, 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말(a)에서는 MgCO+ 파편이 검출되지 않음을 알 수 있다. 이에 따라, 세척액 내의 마그네슘 염은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말 상에 잔류 리튬이었던 Li2CO3와 반응하여 MgCO3를 형성한 것으로 추정할 수 있다.Referring to FIG. 3, the magnesium salt-treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder (b) according to the preparation example of the positive electrode active material was detected without MgCO + fragments on its surface. It can be seen that MgCO + debris was not detected in Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder (a). Accordingly, it can be estimated that the magnesium salt in the washing solution reacted with Li 2 CO 3 , which was residual lithium, on the Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder to form MgCO 3 .

도 4는 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 충방전 특성을 나타낸 그래프들이다. 이 때, 충전은 4.3V까지 19 mA/g (0.1C)으로 정전류 충전을 행하였고, 방전은 상기 충전 속도와 동일한 속도로 정전류 방전을 3.0V까지 행하였다.4 are graphs showing charge and discharge characteristics of half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2. At this time, the charge was constant current charged up to 4.3V at 19 mA / g (0.1C), and the discharge was performed at 3.0 V at the same rate as the charge rate.

도 4를 참조하면, 아무 처리하지 않은 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 2)의 경우 182.48 mAh/g의 방전 용량과 89.09 %의 초기 효율을, 증류수를 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 1)의 경우 184.03 mAh/g의 방전 용량과 85.59 %의 초기 효율을, 그리고 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)의 경우 181.88 mAh/g의 방전 용량과 89.26 %의 초기 효율을 나타내었다.Referring to FIG. 4, in the case of a half cell using a cathode active material that had not been treated (Comparative Example 2), an inversion using a cathode active material washed with distilled water with a discharge capacity of 182.48 mAh / g and an initial efficiency of 89.09% Paper (Comparative Battery Example 1), a discharge capacity of 184.03 mAh / g, an initial efficiency of 85.59%, and 181.88 mAh / g for a half cell (battery preparation example 1) using a positive electrode active material washed with an aqueous magnesium solution. Discharge capacity and an initial efficiency of 89.26%.

이로부터 마그네슘 염을 사용하여 세척한 양극활물질을 사용한 전지의 경우, 전혀 처리되지 않은 양극활물질을 사용한 전지와 거의 유사한 초기 용량 및 초기 효율을 나타내는 것을 알 수 있다.From this, it can be seen that the battery using the positive electrode active material washed with magnesium salt shows an initial capacity and initial efficiency almost similar to the battery using the positive electrode active material not treated at all.

도 5는 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 율(rate) 특성을 나타낸 그래프이다. 이 때, 충전은 4.3V까지 정전류 충전을 행하였고, 방전은 상기 충전 속도와 동일한 속도로 정전류 방전을 3.0V까지 행하였다. 충전 및 방전 속도는 제1 사이클에서 0.1C, 제2 사이클에서 0.2C, 제3 사이클에서 0.5C, 제4 사이클에서 1C, 제5 사이클에서 1.5C, 제6 사이클에서 2C, 그리고 제7 사이클에서는 5C였다.FIG. 5 is a graph showing rate characteristics of half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2. FIG. At this time, charging performed constant current charging to 4.3V, and discharge performed constant current discharge to 3.0V at the same speed as the said charging speed. Charge and discharge rates are 0.1C in the first cycle, 0.2C in the second cycle, 0.5C in the third cycle, 1C in the fourth cycle, 1.5C in the fifth cycle, 2C in the sixth cycle, and in the seventh cycle. 5C.

도 5을 참조하면, C-rate를 높여가면서 실험한 결과, 아무 처리하지 않은 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 2) 대비 증류수를 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 1)와 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)의 경우 높은 C-rate (5C)에서 더 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, as a result of experimenting while increasing the C-rate, the half cell using the positive electrode active material washed with distilled water compared to the half cell using the cathode active material not treated at all (Comparative Example 2) (Comparative Example 1 battery) ) And a half cell (battery preparation example 1) using the positive electrode active material washed with an aqueous magnesium solution, it can be seen that the C-rate (5C) shows better characteristics.

이에 더하여, 제2 사이클 (0.2C)에서의 방전용량 대비 제7 사이클 (5C)에서의 방전용량의 비율은 아무 처리하지 않은 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 2)가 62.85 %, 증류수를 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 1)가 67.89 %, 그리고 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)가 72.66 %를 나타낸 바, 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)가 가장 우수한 율속 특성을 나타냄을 알 수 있다.In addition, the ratio of the discharge capacity in the seventh cycle (5C) to the discharge capacity in the second cycle (0.2C) was 62.85% for the half cell (battery comparison example 2) using the positive electrode active material which had not been treated at all. 67.89% of the half-cell using the positive electrode active material washed using the positive electrode active material and 72.66% of the half-cell using the positive electrode active material washed with the aqueous magnesium solution showed 72.66%. It can be seen that the half cell (battery preparation example 1) using the positive electrode active material washed using exhibited the best rate-rate characteristics.

도 6은 전지 제조예 1, 전지 비교예 1, 및 전지 비교예 2에 따른 반전지들의 사이클 횟수에 따른 방전용량 변화를 나타낸 그래프이다. 이 때, 충전과 방전은 3.0 내지 4.3V의 전위영역에서 190 mA/g (1C)의 전류밀도로 행하였고, 총 100 사이클 진행하였다.6 is a graph showing a change in discharge capacity according to the number of cycles of the half cells according to Battery Preparation Example 1, Battery Comparative Example 1, and Battery Comparative Example 2. FIG. At this time, charging and discharging were performed at a current density of 190 mA / g (1C) in a potential region of 3.0 to 4.3 V, and a total of 100 cycles were performed.

도 6을 참조하면, 첫 번째 사이클에서의 방전 용량 대비 100 번째 사이클에서의 방전 용량의 비율을 살펴보면, 증류수를 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 1)가 84.84 %, 아무 처리하지 않은 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 비교예 2)가 90.73%, 그리고 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)가 95.05 %를 나타내어, 마그네슘 수용액을 사용하여 세척한 양극 활물질을 사용한 반전지 (전지 제조예 1)가 가장 우수한 수명 특성을 나타냄을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, looking at the ratio of the discharge capacity in the 100th cycle to the discharge capacity in the first cycle, the half cell using the positive electrode active material washed with distilled water (Comparative Example 1) was 84.84%, and no treatment. 90.73% of half-cells using the positive electrode active material (battery comparison example 2) and 95.05% of half-cells using the positive electrode active material washed with an aqueous magnesium solution (Battery Preparation Example 1) exhibited 95.05% It can be seen that a half cell (battery preparation example 1) using one positive electrode active material exhibits the best life characteristics.

하기 표 1은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 양극 활물질 비교예에 따른 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 그리고 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말 표면의 잔류리튬의 양을 나타낸다. 표 1에 기재된 잔류리튬의 양은 와더 방법(Warder method)을 사용하여 5g을 기준으로 3회 측정한 후의 평균값이다.Table 1 shows magnesium salt-treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material preparation example, distilled water treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material comparative example, and The amount of residual lithium on the surface of the untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder is shown. The amount of residual lithium shown in Table 1 is an average value after three measurements based on 5 g using the Wader method.

잔류리튬 량 (unit: ppm)Residual Lithium Amount (unit: ppm) LiOHLiOH Li2CO3 Li 2 CO 3 총 잔류리튬Total residual lithium 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말
(양극 활물질 제조예)Magnesium Salt Treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 Powder
(Anode Active Material Production Example) 12511251 25292529 37803780 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말
(양극 활물질 비교예)Distilled Water Treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 Powder
(Anode Active Material Comparative Example) 948948 24882488 34363436 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말Untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 Powder 40084008 72437243 1125111251

표 1을 참조하면, 마그네슘 염 처리된 경우의 총 표면 잔류리튬 양은 3780 ppm으로 아무 처리되지 않은 경우의 총 표면 잔류리튬의 양인 11251 ppm 대비 크게 감소한 것을 알 수 있다. 그러나, 마그네슘 염 처리된 경우의 총 표면 잔류리튬의 양은 증류수 처리된 경우의 총 표면 잔류리튬의 양 3436 ppm 대비 다소 높은 것으로 나타났다.Referring to Table 1, it can be seen that the total surface residual lithium in the case of magnesium salt treatment was significantly reduced compared to 11251 ppm, which is the total surface residual lithium in the case of no treatment. However, the amount of total surface residual lithium in the case of magnesium salt treatment was found to be somewhat higher than the amount of total surface residual lithium in the distilled water treatment.

도 7 및 도 8은 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 양극 활물질 비교예에 따른 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말, 그리고 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진들과 투과전자현미경(TEM)사진들을 나타낸다.7 and 8 are magnesium salt-treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material preparation example, distilled water treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder according to the positive electrode active material Comparative Example And SEM images of untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powders and transmission electron microscope (TEM) images.

도 7 및 도 8을 참조하면, 양극 활물질 제조예에 따른 마그네슘 염 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말과 양극 활물질 비교예에 따른 증류수 처리된 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말은 표면이 매우 깨끗한 반면, 아무 처리되지 않은 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 분말은 이물질들(F)이 확인되는 등 지저분함을 알 수 있다.7 and 8, magnesium salt-treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder and distilled water treated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] according to the positive active material preparation example The surface of the O 2 powder was very clean, while the untreated Li [Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ] O 2 powder was found to be dirty such that foreign matters (F) were identified.

앞서 살펴본 바와 같이, 마그네슘 염 수용액 처리된 리튬-전이금속 산화물 입자는 표면 잔류리튬이 세척되어 일부 제거되지만 증류수 처리된 경우 대비 표면 잔류리튬의 양이 높은 것을 알 수 있다 (표 1). 한편, 마그네슘 염 처리된 리튬-전이금속 산화물 입자를 양극 활물질로 사용한 전지는 증류수 처리된 리튬-전이금속 산화물 입자를 양극 활물질로 사용한 전지 대비 율 특성 (도 5) 및 수명 특성 (도 6)이 우수한 데, 이는 증류수 처리된 경우 대비 마그네슘 염 수용액 처리된 경우 리튬 이온의 손실이 적은 것에 기인하는 것으로 판단되었다. 따라서, 마그네슘 염 수용액 처리된 리튬-금속 산화물 입자는 리튬 이온의 손실이 크지 않으면서도 표면 잔류리튬의 저감이 가능하여 율 특성 및 수명 특성이 우수하는 등 전지 특성의 향상을 나타낼 수 있다. As described above, the lithium-transition metal oxide particles treated with the magnesium salt aqueous solution are partially removed by washing the surface residual lithium, but it can be seen that the amount of the surface residual lithium is higher than that in the case of distilled water treatment (Table 1). On the other hand, a battery using magnesium salt-treated lithium-transition metal oxide particles as the positive electrode active material has excellent rate characteristics (FIG. 5) and lifetime characteristics (FIG. 6) compared to batteries using distilled water-treated lithium-transition metal oxide particles as the positive electrode active material. This was due to the loss of lithium ions when treated with magnesium salt solution compared to the case of distilled water treatment. Therefore, the lithium-metal oxide particles treated with the magnesium salt aqueous solution can reduce the residual lithium without a large loss of lithium ions, thereby exhibiting improved battery characteristics such as excellent rate characteristics and longevity characteristics.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.

Claims (11)

리튬-전이금속 산화물 입자; 및
상기 리튬-전이금속 산화물 입자의 표면 상에 위치하는 탄산마그네슘을 포함하는 양극 활물질.Lithium-transition metal oxide particles; And
A cathode active material comprising magnesium carbonate located on the surface of the lithium-transition metal oxide particles. 제1항에 있어서,
상기 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05)인 양극 활물질.The method of claim 1,
The lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 < y + z <1, Me is Al or Ti, 0≤a≤0.05) positive electrode active material. 제1항에 있어서,
상기 양극활물질은 ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석에서 MgCO+ 파편(fragment)이 검출되는 양극 활물질.The method of claim 1,
The cathode active material is a cathode active material in which MgCO + fragments are detected by ToF-SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) analysis. 리튬-전이금속 산화물 입자들을 준비하는 단계;
마그네슘 수용액을 사용하여 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들을 세척하는 단계; 및
상기 세척된 리튬-전이금속 산화물 입자들을 건조하는 단계를 포함하고,
상기 세척 단계 후에, 상기 리튬-전이금속 산화물 입자들은 그의 표면 상에 탄산 마그네슘을 구비하는 양극 활물질 제조 방법.Preparing lithium-transition metal oxide particles;
Washing the lithium-transition metal oxide particles using an aqueous magnesium solution; And
Drying the washed lithium-transition metal oxide particles;
After the washing step, the lithium-transition metal oxide particles have magnesium carbonate on their surface. 제4항에 있어서,
상기 마그네슘 수용액은 마그네슘 염이 용해된 수용액이고,
상기 마그네슘 염은 마그네슘 설페이트, 마그네슘 클로라이드, 마그네슘 니트레이트, 마그네슘 하이드록사이드, 또는 마그네슘 아세테이트인 양극 활물질 제조 방법.The method of claim 4, wherein
The magnesium aqueous solution is an aqueous solution of magnesium salts dissolved,
And said magnesium salt is magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium hydroxide, or magnesium acetate. 제5항에 있어서,
상기 마그네슘 염은 마그네슘 니트레이트·육수화물인 양극 활물질 제조 방법.The method of claim 5,
The said magnesium salt is a manufacturing method of the positive electrode active material which is magnesium nitrate hexahydrate. 제4항에 있어서,
상기 세척 단계 전 리튬-전이금속 산화물 입자들은 그의 표면 상에 산화 리튬(Li2O), 수산화 리튬(LiOH), 탄산 리튬(Li2CO3), 또는 리튬 카바이드(Li2C)인 리튬 잔류물을 구비하고,
상기 리튬 잔류물은 상기 세척 단계에서 그 량이 줄어드는 양극 활물질 제조 방법.The method of claim 4, wherein
Lithium-transition metal oxide particles before the washing step are lithium residues on their surface which are lithium oxide (Li 2 O), lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), or lithium carbide (Li 2 C). And
The lithium residue is reduced in the amount of the positive electrode active material manufacturing method. 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 리튬-전이금속 산화물은 Li1+x(Ni1-y-zCoyMnzMea)1-xO2(-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0<y+z<1, Me는 Al 또는 Ti, 0≤a≤0.05)인 양극 활물질 제조방법.The method of claim 4, wherein
The lithium-transition metal oxide is Li 1 + x (Ni 1-yz Co y Mn z Me a ) 1-x O 2 (-0.2≤x≤0.2, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5, 0 < y + z <1, Me is Al or Ti, 0≤a≤0.05) positive electrode active material manufacturing method. 리튬-전이금속 산화물 입자를 구비하고,
상기 입자 표면에 대한 ToF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석에서 MgCO+ 파편(fragment)이 검출되는 양극 활물질.With lithium-transition metal oxide particles,
A cathode active material in which MgCO + fragments are detected in a time of flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) analysis of the particle surface. 제1항의 양극 활물질을 포함하는 양극;
리튬이 탈삽입될 수 있는 음극활물질을 함유하는 음극; 및
상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 전해질을 포함하는 리튬 이차전지.A positive electrode comprising the positive electrode active material of claim 1;
A negative electrode containing a negative electrode active material into which lithium can be inserted; And
Lithium secondary battery comprising an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode.
KR1020170080790A 2017-06-26 2017-06-26 Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same KR102063898B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170080790A KR102063898B1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170080790A KR102063898B1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190001191A KR20190001191A (en) 2019-01-04
KR102063898B1 true KR102063898B1 (en) 2020-01-08

Family

ID=65018273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170080790A KR102063898B1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102063898B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210087716A (en) * 2020-01-03 2021-07-13 주식회사 엘지화학 Positive Electrode with Increased Hardness for Improving the Safety, Preparing Method thereof, and Secondary Battery Comprising the Same
CN111653767B (en) * 2020-02-27 2021-10-01 乳源东阳光磁性材料有限公司 Washing process and preparation method of high-nickel polycrystalline ternary cathode material
KR102580333B1 (en) * 2020-12-21 2023-09-18 포스코홀딩스 주식회사 Positive active material, preparing method thereof and rechargeable lithium battery
JP2024509987A (en) * 2021-03-25 2024-03-05 エルジー・ケム・リミテッド Manufacturing method of positive electrode active material
KR102604722B1 (en) * 2021-04-29 2023-11-22 포스코홀딩스 주식회사 Positive active material, preparing method thereof and rechargeable lithium battery
KR20230174413A (en) * 2022-06-21 2023-12-28 포스코홀딩스 주식회사 Positive active material, and preparing method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015170551A (en) * 2014-03-10 2015-09-28 株式会社豊田自動織機 Composition including positive electrode active material subjected to surface treatment, dispersant and solvent

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150100406A (en) * 2014-02-25 2015-09-02 삼성에스디아이 주식회사 Positive active material, preparing method thereof, positive electrode for lithium secondary battery including the same, and lithium secondary battery employing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015170551A (en) * 2014-03-10 2015-09-28 株式会社豊田自動織機 Composition including positive electrode active material subjected to surface treatment, dispersant and solvent

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190001191A (en) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9444095B1 (en) Method of making cathode active material, cathode and lithium secondary battery
CN107408686B (en) Cathode active material for lithium ion secondary battery, method for manufacturing same, and lithium ion secondary battery comprising same
KR102063898B1 (en) Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same
KR102183996B1 (en) Positive active material and manufacturing method thereof, positive electrode and lithium battery containing the material
JP5115697B2 (en) Positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP4872150B2 (en) Non-aqueous secondary battery active material and non-aqueous secondary battery using the same
US20090155692A1 (en) Surface treated anode active material and method of making the same, anode including the same, and lithium battery including the same
KR102073951B1 (en) Additives for cathode, manufacturing method of the same, cathode including the same, and lithium recharegable battery including the same
KR101653299B1 (en) High voltage positive active material and lithium secondary battery comprising the same
CN110447132B (en) Positive electrode additive, method for preparing same, and positive electrode and lithium secondary battery comprising same
WO2010125729A1 (en) Positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing same, and nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101595333B1 (en) Electrode for Secondary Battery Improved Energy Density and Lithium Secondary Battery Comprising the Same
KR102120271B1 (en) Positive Electrode Active Material Comprising High-voltage Lithium Cobalt Oxide Having Doping element for Lithium Secondary Battery and Method of Manufacturing the Same
KR102545342B1 (en) Manufacturing method of lithium composite metal oxide
CN111758179B (en) Positive electrode, electrode group and nonaqueous electrolyte battery
JP5194633B2 (en) Active material and electrode manufacturing method, active material and electrode
JP2018172255A (en) Method for producing lithium-nickel composite oxide
KR101629489B1 (en) Surface Treated Positive Active Material For Lithium Secondary Battery With Fluoropolymer and Method For Manufacturing The Same
KR20150144613A (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR102274784B1 (en) positive material having surface coated positive active material for lithium secondary battery, preparation method thereof and lithium secondary battery comprising the same
KR101841113B1 (en) Cathode Active Material for Lithium Secondary Battery Which Ionized Metal Is Coated on Surface Thereof and Method for Preparation of the Same
KR20160126840A (en) Cathode Active Material Particles Comprising One or More Coating Layer and Method for Preparation of the Same
KR20090006897A (en) Lithium manganese oxide for cathode active material and lithium secondary battery containing the same
CN110383542B (en) Positive electrode active material containing lithium-rich lithium manganese-based oxide and lithium tungsten compound or additional tungsten compound on lithium manganese-based oxide, and positive electrode of lithium secondary battery
CN107814417B (en) Cobalt oxide for lithium secondary battery, method for preparing same, lithium cobalt oxide, and lithium secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant