KR102643130B1 - 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질 - Google Patents

리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질에 관한 것으로, 상세하게는 분무건조법을 이용하여 금속화합물을 응집시킨 후 공기 산화 탈마그네슘화 방법을 통해 멀티 다공성 실리콘을 제조하여 상기 멀티 다공성 실리콘을 리튬 2차 전지용 전극에 적용시킴으로써, 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상된 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질에 관한 것이다.

Description

리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질{Manufacturing methods of electrode material for lithium secondary batteries and eletrode material manufactured by the method}
본 발명은 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질에 관한 것으로, 상세하게는 멀티 다공성 실리콘의 제조방법과 상기 제조방법에 의해 제조된 멀티 다공성 실리콘을 리튬 2차 전지용 전극에 적용시킴으로써, 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상된 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질에 관한 것이다.
리튬 이차 전지는 가역적으로 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 물질을 양극 및 음극으로 사용하고, 상기 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시켜 제조하며, 리튬 이온이 양극 및 음극에서 삽입/탈리될 때의 산화, 환원 반응에 의하여 전기 에너지를 생성한다.
리튬 이차 전지의 음극 활물질로는 리튬 금속을 사용하였으나, 리튬 금속을 사용할 경우 덴드라이트(dendrite)의 형성으로 인한 전지 단락에 의해 폭발 위험성이 있으며 충방전의 낮은 효율에 대한 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 극복하고자 리튬 금속을 대체하는 음극 활물질로서 비정질 탄소 또는 결정질 탄소 등의 탄소계 물질이 제시되어 음극 재료로 이용되고 있다.
그러나 탄소계 활물질로는 천연 흑연과 인조흑연등의 결정성 탄소와 소프트 카본 및 하드 카본 등의 비결정성 탄소가 있다. 흑연의 경우 한계 용량이 372 mAh/g으로서 제한적이므로 고용량화가 어렵다는 단점을 가지고 있으며, 이러한 탄소계 물질은 초기 수 사이클 동안 5 내지 30 %의 비가역 특성을 나타내며, 이러한 비가역 용량은 리튬 이온을 소모시켜 최소 1개 이상의 활물질을 완전히 충전 또는 방전하지 못하게 함으로써, 전지의 에너지 밀도면에서 불리하게 작용한다. 나아가서 차세대 리튬 이차 전지용 고용량 음극 소재로서 주목을 받고 있는 Si, Sn계 금속계 활물질의 경우 열역학적으로 Li4.4Si, Li4.4Sn 등의 금속간 화합물 형성 반응에 근거하여 약 3,500 ~ 4,200 mAh/g의 전기화학적 충/방전 용량이 실험적으로 구현되지만 이와 동시에 Li과의 반응이 진행될수록 생성되는 새로운 금속간 화합물상에 기인한 급격한 격자 부피 변화(300 ~ 400 %)에 의하여 전극 수명 열세 현상 등의 극복되기 어려운 기술적 문제점을 안고 있으며, 특히 Si, Sn 등의 금속 음극 활물질은 비가역 특성이 더욱 큰 문제가 된다.
금속계 음극 소재의 Li과의 전기화학적 반응 시에 급격한 격자 부피 팽창에 기인한 전극 퇴화 현상을 개선하기 위하여 다공성 나노 소재 및 해당 전극 설계를 통하여 가역성 증대 및 부피 팽창 현상을 효과적으로 해결할 수 있는 방법 등이 제시되고 있지만 이론적인 에너지 밀도에 비하여 실제 전극 레벨에서의 에너지 밀도 등이 상용화된 기존 음극 소재와 비교하여 그다지 높지 않으며 또한 고질적인 퇴화 현상은 아직 완벽하게 제어되기 어려운 실정이다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, MX (M=Si,Sn,Al,V,Mn,Co.., X=S,P,N,O) 타입(type)의 금속계 소재 중에서 MnP, SnP0.94 등의 층구조(layered structure)를 가진 일부 화합물이 Li과의 반응시에 기존 합금(alloying) 또는 전이(conversion) 반응이 아닌 부분적으로 편입(insertion)되는 반응을 하는 것으로 보고되고 있다.
하지만 여전히 높은 Li 반응 전위와 초기 싸이클이 진행되는 동안 가역 효율이 100 % 근접하게 도달하는데 20싸이클(cycle) 이상이 소요되는 느린 활성화 속도가 문제가 되고, 또한 일정량 이상의 Li이 충전될 경우 전이(conversion) 반응으로 변환되어 전극 수명에 치명적인 영향을 미치므로 제한적인 충방전 전위 범위에서 작동되어야 하는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1665104호(2016.10.13. 공고.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 분무건조법을 이용하여 금속화합물을 응집시킨 후 공기 산화 탈마그네슘화 방법을 통해 멀티 다공성 실리콘을 제조하여 상기 멀티 다공성 실리콘을 리튬 2차 전지용 전극에 적용시킴으로써, 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상되도록 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 멀티 다공성 실리콘은 충방전 과정에서 부피팽창으로 인한 열화를 억제하여 리튬 2차 전지의 성능을 향상시키도록 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법은 30 ~ 50 ㎛의 입경 크기를 가진 실리콘과 200 ~ 500 ㎛의 입경 크기를 가진 마그네슘을 혼합하여 금속 혼합물을 수득하는 단계(S10)와, 상기 혼합물을 1차 열처리하여 금속 화합물을 수득하는 단계(S20)와, 상기 금속 화합물을 분무건조 처리하여 금속 화합물의 입자를 응집시키는 단계(S30)와, 상기 응집된 금속 화합물을 2차 열처리하는 단계(S40), 및 상기 2차 열처리 후 에칭 용액으로 1 ~ 10 시간 동안 에칭하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
상기 1차 열처리는 아르곤, 헬륨, 및 질소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 비활성 기체 분위기하에 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 열처리는 400 ~ 900 ℃에서 3 ~ 8 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 분무건조는 150 ~ 250 ℃에서 20 ~ 80 cc의 드라이 유량으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 2차 열처리는 공기 산화 탈마그네슘 반응(air oxidation demagnesiation)으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 2차 열처리는 공기 분위기하에 500 ~ 900 ℃에서 5 ~ 24 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 에칭 용액은 염산, 황산, 인산, 질산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질은 상기 제조방법에 의해 제조된 다공성 실리콘을 포함할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법 및 그에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질은 분무건조법을 이용하여 금속화합물을 응집시킨 후 공기 산화 탈마그네슘화 방법을 통해 멀티 다공성 실리콘을 제조하여 상기 멀티 다공성 실리콘을 리튬 2차 전지용 전극에 적용시킴으로써, 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 멀티 다공성 실리콘은 충방전 과정에서 부피팽창으로 인한 열화를 억제하여 리튬 2차 전지의 성능이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극질의 제조방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다((a) 분무건조 후, (b) 공기 산화 탈마그네슘화 후, (c) 에칭 후).
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다((a) 분무건조 후, (b) 에칭 후).
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질에 따른 초기 화성 사이클의 충방전 전위에 따른 충방전 용량의 변화를 나타낸 그래프(a) 및 충방전 사이클 특성을 측정한 그래프(b)이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법은 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극질의 제조방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법을 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법은 30 ~ 50 ㎛의 입경 크기를 가진 실리콘과 200 ~ 500 ㎛의 입경 크기를 가진 마그네슘을 혼합하여 금속 혼합물을 수득하는 단계(S10)와, 상기 혼합물을 1차 열처리하여 금속 화합물을 수득하는 단계(S20)와, 상기 금속 화합물을 분무건조 처리하여 금속 화합물의 입자를 응집시키는 단계(S30)와, 상기 응집된 금속 화합물을 2차 열처리하는 단계(S40), 및 상기 2차 열처리 후 에칭 용액으로 1 ~ 10 시간 동안 에칭하는 단계(S50)를 포함한다.
본 발명의 제조방법을 각 단계별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.
우선, 30 ~ 50 ㎛의 입경 크기를 가진 실리콘과 200 ~ 500 ㎛의 입경 크기를 가진 마그네슘을 혼합하여 금속 혼합물을 수득하는 단계(S10)를 수행한다.
상기 실리콘과 마그네슘은 2 : 1 중량비로 혼합하여 임의의 교반기(stirrer)에서 500 ~ 2,000 rpm의 속도로 교반하여 금속 혼합물을 수득한다.
다음으로, 상기 혼합물을 1차 열처리하여 금속 화합물을 수득하는 단계(S20)를 수행한다.
상기 1차 열처리는 아르곤, 헬륨, 및 질소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 비활성 기체 분위기하에 400 ~ 900 ℃에서 3 ~ 8 시간 동안 수행된다.
상기 단계(S10)에서 수득된 금속 혼합물은 1차 열처리 과정을 거치게 되면 Mg2Si 형태의 금속 화합물이 수득되며, 상기 금속 화합물의 구조가 치밀해진다.
그 다음, 상기 금속 화합물을 분무건조 처리하여 금속 화합물의 입자를 응집시키는 단계(S30)를 수행한다.
상기 단계(S20)에서 수득된 금속 화합물은 증류수 또는 유기 용매와 혼합하여 150 ~ 250 ℃에서 20 ~ 80 cc의 드라이 유량으로 분무건조 처리를 한다. 도 2와 도 4(a)에서 보는 바와 같이, 상기 분무건조에 의해 금속 화합물의 입자가 응집된다. 상기 분무건조는 다공성 실리콘을 제조하기 위한 전처리 과정으로, 상기 분무건조에 의해 금속 화합물이 조밀하게 응집되어 후술하게 되는 에칭 과정을 통해 균일한 다공성 실리콘을 수득할 수 있다.
상기 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아세톤, 글리세린, 및 에틸렌 글리콜으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 유기 용매는 휘발성이 높은 용매로 분무건조시 용매가 빠르게 증발되면서 금속 화합물이 빠르게 응집되도록 하는 역할을 한다.
그 다음, 상기 응집된 금속 화합물을 2차 열처리하는 단계(S40)를 수행한다.
상기 2차 열처리는 공기 산화 탈마그네슘 반응(air oxidation demagnesiation)으로, 공기 분위기하에 500 ~ 900 ℃에서 5 ~ 24 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
즉, 하기 반응식에서 보는 바와 같이, 상기 공기 산화 탈마그네슘 반응을 통해 응집된 금속 화합물이 실리콘과 산화 마그네슘으로 생성된다.
[반응식]
Mg2Si + O2 (air) → Si + MgO
마지막으로, 상기 2차 열처리 후 에칭 용액으로 1 ~ 10 시간 동안 에칭하는 단계(S50)를 수행한다.
상기 에칭 용액은 염산, 황산, 인산, 질산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 단계(S40)에서 금속 화합물로부터 산화 마그네슘이 분해되면서 실리콘에 기공이 형성되지만, 상기 기공은 불균일하게 형성되어 있으며, 도 3(b)에서 보는 바와 같이, 금속 화합물에 여전히 산화 마그네슘이 남아있다. 이에 단계(S50)에서 에칭 용액으로 1 ~ 10 시간 동안 에칭함으로써, 금속 화합물에 존재하는 산화 마그네슘이 완전하게 제거되면서, 도 4(b)에서 보는 바와 같이, 기공이 균일하게 형성된 멀티 다공성 실리콘을 수득하게 된다.
에칭 시간이 1 시간 미만이면 산화 마그네슘이 원활하게 제거되지 않아 다공성 실리콘의 생성이 어려우며, 10 시간 초과이면 금속 화합물이 과도하게 에칭되어 전극물질의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질은 상기 제조방법에 의해 제조된 다공성 실리콘을 포함한다.
즉, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 다공성 실리콘을 포한하는 리튬 2차 전지용 전극물질은 충방전시 발생되는 구조적 변화와 부피팽창을 효율적으로 억제시킬 수 있으며, 이로 인해 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것 일뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것이 아니다.
< 실시예 > 본 발명에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조
(S10) : 40 ㎛의 입경 크기를 가진 실리콘과 300 ㎛의 입경 크기를 가진 마그네슘은 2 : 1 중량비로 교반기(stirrer)에서 1,000 rpm의 속도로 교반 및 혼합하여 금속 혼합물을 수득하였다.
(S20) : 상기 금속 혼합물을 아르곤 기체 분위기하에 500 ℃에서 5 시간 동안 1차 열처리하여 금속 화합물을 수득하였다. 이때, 수득된 금속 화합물은 Mg2Si로 생성되었다.
(S30) : 상기 Mg2Si는 증류수와 혼합하여 180 ℃에서 40 cc의 드라이 유량으로 분무건조 처리하여 Mg2Si을 응집시켰다.
(S40) : 상기 응집된 Mg2Si는 공기 산화 탈마그네슘 반응(air oxidation demagnesiation)으로, 공기 분위기하에 600 ℃에서 10 시간 동안 2차 열처리를 하였다. 상기 공기 산화 탈마그네슘 반응을 통해 응집된 Mg2Si는 실리콘과 산화 마그네슘이 생성되었다(반응식 참조).
[반응식]
Mg2Si + O2 (air) → Si + MgO
(S50) : 상기 2차 열처리 후 2M 염산으로 5 시간 동안 에칭하여 순수한 멀티 다공성 실리콘을 제조하였다.
< 실험예 1 > 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 XRD 패턴 분석
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다((a) 분무건조 후, (b) 공기 산화 탈마그네슘화 후, (c) 에칭 후).
도 3(a)는 실시예의 단계(S30)에서 분무건조된 Mg2Si를 XRD 패턴을 분석한 것으로, JCPDS에 등재된 No 35-0773 Mg2Si와 비교한 결과, 단계(S30)에서 조밀하게 응집된 Mg2Si만이 생성되었음을 확인하였고, 도 3(b)는 실시예의 단계(S40)에서 공기 산화 탈마그네슘화를 한 후 생성된 물질을 XRD 패턴을 분석한 것으로, JCPDS에 등재된 No 89-4248 MgO 및 No 27-1402 Si과 비교한 결과, 단계(S40)에서 Mg2Si으로부터 Si과 MgO로 분해된 것을 확인하였으며, 도 3(c)는 실시예의 단계(S50)에서 에칭 후 XRD 패턴을 분석한 것으로, JCPDS에 등재된 No 27-1402 Si과 비교한 결과, 단계(S40)에서 아직 실리콘에 붙어있는 MgO이 완전하게 제거되어 순수한 멀티 다공성 실리콘만 생성되었음을 확인하였다.
< 실험예 2 > 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 표면 형태학 분석
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법의 단계별 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다((a) 분무건조 후, (b) 에칭 후).
도 4(a)는 도 3(a)와 관련하여, 실시예의 단계(S30)에서 조밀하게 응집된 Mg2Si이 생성되었음을 확인하였고, 도 4(b)는 도 3(c)와 관련하여, 실시예의 단계(S50)에서 에칭을 함으로써, 단계(S40)에서 아직 실리콘에 붙어있는 MgO이 완전하게 제거되어 기공이 균일하게 형성된 멀티 다공성 실리콘만이 생성되었음을 확인하였다.
< 실험예 3 > 리튬 2차 전지 특성 평가
실시예에서 제조된 다공성 실리콘으로 전극을 제조하였다. 활물질, 도전재료 및 바인더가 중량비로 6 : 2 : 2인 도포액을 Cu 전극 기판 상에 도포하고 약 100℃의 온도에서 건조하여 전극을 제조하였다. 도전 재료로는 Super P 카본 블랙 분말을 사용하였고, 바인더로는 PAA(Polyacrylic acid)를 사용하였다.
EC(ethylene carbonate)/DEC(diethyl carbonate)/EMC(ethylmethyl carbonate)가 부피비로 3 : 5 : 2로 함유되고, 10 wt%의 FEC(fluoroethylene carbonate)가 포함된 혼합물에 1M LiPF6인 전해액을 제조하였다.
제조된 전극셀과 전해액을 사용하여 전기화학적 특성을 측정하였다. 도요(Toyo)사의 T-3100를 사용하여, 충방전 용량 및 사이클 특성을 측정하였다.
0.005 ~ 2.0 V의 전압 범위에서 초기 화성단계의 사이클(1 ~ 5 사이클)은 0.1 C-rate 정전류 방식(CC)으로 충전(리튬 삽입)과 방전(리튬 탈리)을 진행하였으며, 그 이후의 싸이클(6 ~ 45 사이클)은 0.5 C-rate 정전류 방식(CC)으로 0.005 ~ 1.5 V의 전압 범위에서 충/방전을 진행하였다.
< 충방전 특성 및 사이클 특성 평가 >
도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 2차 전지용 전극물질에 따른 초기 화성 사이클의 충방전 전위에 따른 충방전 용량의 변화를 나타낸 그래프(a) 및 충방전 사이클 특성을 측정한 그래프(b)이다. 그리고, 표 1은 측정 결과값을 정리하여 나타냈었다.
싸이클
횟수		 충전
(mAh/g)		 방전
(mAh/g)		 클롱효율
(%)		 싸이클 효율
(%)
실시예의
다공성 실리콘		 1 2772.8 2036.7 73.4 -
45 1748.9 1720.5 98.4 86.6
비교예의
다공성 실리콘		 1 2426.9 2007.6 82.7 -
45 976.7 958.2 98.1 59.1
비교예의 다공성 실리콘은 실시예의 단계(S30)인 분무건조를 하지 않고 제조되었다.
표 2와 도 5에서 보는 바와 같이, 실시예의 다공성 실리콘이 비교예보다 초기 충전 용량(1748.9 mAh/g), 방전 용량(1720.5 mAh/g), 및 싸이클 효율(86.6 %)이 우수한 것을 확인하였다. 이는 실시예의 다공성 실리콘은 분무건조의 전처리 과정을 거쳤기 때문에 균일하면서 조밀한 기공이 형성되어 충방전 과정 중에 원래의 구조를 변화시키지 않으면서, 다공성 실리콘의 부피 팽창을 억제시켜 충방전 용량 및 사이클 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 30 ~ 50 ㎛의 입경 크기를 가진 실리콘(Si)과 200 ~ 500 ㎛의 입경 크기를 가진 마그네슘을 혼합하여 금속 혼합물을 수득하는 단계(S10);
    상기 혼합물을 1차 열처리하여 금속 화합물을 수득하는 단계(S20);
    상기 금속 화합물을 분무건조 처리하여 금속 화합물의 입자를 응집시키는 단계(S30);
    상기 응집된 금속 화합물을 2차 열처리하는 단계(S40); 및
    상기 2차 열처리 후 에칭 용액으로 1 ~ 10 시간 동안 에칭하는 단계(S50);를 포함하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 아르곤, 헬륨, 및 질소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 비활성 기체 분위기하에 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 열처리는 400 ~ 900 ℃에서 3 ~ 8 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분무건조는 150 ~ 250 ℃에서 20 ~ 80 cc의 드라이 유량로 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 공기 산화 탈마그네슘 반응(air oxidation demagnesiation)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 열처리는 공기 분위기하에 500 ~ 900 ℃에서 5 ~ 24 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 염산, 황산, 인산, 질산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지용 전극물질의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 리튬 2차 전지용 전극물질.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극물질은 다공성 실리콘을 포함하는 리튬 2차 전지용 전극물질.
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