KR20070109878A - 고성능 리튬 이차전지용 재료 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- 산소 결핍 분위기에서 혼합 전이금속 전구체와 Li2CO3의 고상 반응에 의해 제조되는 하기 화학식 1로 표시되는 조성을 가진 리튬 혼합 전이금속 산화물을 포함하고 있고, pH 적정에 의해 측정한 Li2CO3의 함량이 0.07% 이하인 것을 특징으로 하는 양극 활물질:LixMyO2 (1)상기 식에서,M = M'1 - kAk 이고, 여기서,M'는 Ni1-a-b(Ni1/2Mn1/2)aCob 로서, 0.65≤a+b≤0.85 및 0≤b≤0.6 이며;A 는 도펀트이고;0≤k<0.05; 및x+y≒2로서 0.95≤x≤1.05 이다.
- 제 1 항에 있어서, 상기 Li2CO3의 함량은, 10 g의 양극 활물질에 대한 반복적인 소킹(soaking)과 디켄팅(decanting)에 의해 제조되며 양극 활물질 중의 모든 수용성 염기를 포함하는 용액 200 ml에, 0.1M HCl를 가하면서 pH 적정을 실시하여 pH 5 이하에 도달할 때까지 사용된 0.1M HCl 용액이 20 ml 이하로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 2 항에 있어서, 상기 pH 5 이하를 달성하기 위해 사용된 0.1M HCl의 양은 10 ml 이하인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 산소 결핍 분위기는 산소 농도 10 내지 50% 인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 4 항에 있어서, 상기 산소 농도는 10 내지 30%인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 4 항에 있어서, 상기 산소 결핍 분위기는 공기 분위기인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고상 반응을 위한 Li2CO3과 혼합 전이금속 전구체의 혼합 비율은 중량을 기준으로 0.95 ~ 1.04 : 1 (Li2CO3 : 혼합 전이금속 전구체)인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 전이금속 전구체는 M(OH)2 및 MOOH (여기서, M 은 화학식 1에서의 정의와 동일함)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 8 항에 있어서, 상기 혼합 전이금속 전구체는 MOOH이고, 암모니아가 없는 과정('비 암모니아 공정')에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 전이금속 전구체는 탭 밀도(tap density)가 1.1 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고상 반응은 600 ~ 1100℃에서 3 ~ 20 시간 동안 소결하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 11 항에 있어서, 상기 소결 과정 동안 2 m3/kg LiMO2를 초과하는 양의 공기가 상기 공기를 예열하기 위한 열 교환기가 구비된 반응기 안으로 공급되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 혼합 전이금속 산화물은 높은 속도의 공기 순환 하에서 대규모 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 13 항에 있어서, 상기 소결 과정 동안 상기 높은 공기 순환 속도를 위해, 최종 리튬 혼합 전이금속 산화물 1 kg 당 적어도 2 m3(실온에서의 체적)의 공기가 반응기 내부 또는 외부로 펌핑되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 14 항에 있어서, 상기 최종 리튬 혼합 전이금속 산화물 1 kg 당 적어도 10 m3의 공기가 반응기 내부 또는 외부로 펌핑되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 12 항에 있어서, 배출 공기를 냉각하면서, 유입 공기가 반응기 내로 들어가기 전에 상기 유입 공기를 예열하는데, 열 교환기를 사용하는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 양극 활물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 10 g의 양극 활물질에 대한 반복적인 소킹(soaking)과 디켄팅(decanting)에 의해 제조되며 양극 활물질 중의 모든 수용성 염기를 포함하는 용액에, 0.1M HCl를 가하면서 pH 적정을 실시하여, pH 5 이하에 도달할 때까지 사용된 HCl 용액의 양으로 양극 활물질 중에 포함된 수용성 염기의 양을 측정하는 방법.
- 제 18 항에 있어서, 상기 0.1M HCl이 가하면서 pH 적정을 수행하는 시간은 5 시간 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
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