KR20170068130A

KR20170068130A - Rechargeable lithium battery

Info

Publication number: KR20170068130A
Application number: KR1020150174976A
Authority: KR
Inventors: 엄수진; 김영기; 박선일; 이수정
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-19

Abstract

양극 활물질을 포함하는 양극, 음극 활물질을 포함하는 음극, 그리고 전해액을 포함하고, 상기 양극 활물질은 리튬 금속 화합물 및 활성탄을 포함하고, 상기 음극 활물질은 티타늄 함유 산화물을 포함하고, 상기 티타늄 함유 산화물은 1차 입자가 응집하여 형성된 2차 입자, 그리고 상기 2차 입자로부터 분쇄된 분쇄 입자를 포함하고, 상기 분쇄 입자의 평균입경(D50)은 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 50%인 리튬 이차 전지를 제공한다.1. A lithium secondary battery comprising a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a negative electrode active material, and an electrolyte solution, wherein the positive electrode active material comprises a lithium metal compound and activated carbon, the negative electrode active material comprises a titanium- (D50) of the average particle diameter (D50) of the secondary particles, and the average particle diameter (D50) of the ground particles is in the range of 0.01% to 50% A lithium secondary battery is provided.

Description

리튬 이차 전지{RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}[0002] Lithium secondary batteries {RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY}

리튬 이차 전지에 관한 것이다.To a lithium secondary battery.

저전압 시스템(low voltage system, LVS)은 향후 전기자동차의 상용화 이전의 단계에서 널리 사용될 시스템이다. 이를 납축 전지와 함께 사용하여 듀얼 시스템(dual system)으로 활용하면 납축 전지의 역할을 보조하여 연비를 향상시키거나 납축 전지의 수명을 연장하는 효과를 볼 수 있다.The low voltage system (LVS) is a system that will be widely used before the commercialization of electric vehicles in the future. When used as a dual system using lead-acid batteries, it helps improve the fuel efficiency and extend the life of the lead-acid batteries by assisting the lead battery.

이러한 LVS 시스템은 리튬 이온 전지의 저저항화 특성을 달성하기 위한 전지 기술의 총집합이다. 리튬 이온 전지는 화학적 반응인 산화 환원 반응을 통하여 전기를 저장하는데, 이는 낮은 율속 특성과 수명 특성의 원인이 된다. 이러한 낮은 율속 특성은 고입출력을 요구하는 어플리케이션의 적용에 제약을 받는다.Such an LVS system is a total collection of battery technology for achieving low resistance characteristics of a lithium ion battery. Lithium-ion batteries store electricity through a chemical redox reaction, which causes low rate-of-life characteristics and lifetime characteristics. This low rate-limiting characteristic is limited by the application of applications requiring high input / output.

리튬 이온 전지에 사용되는 음극 활물질로서 리튬 티타늄 산화물의 경우 양극 활물질로 사용되는 LiCoO₂와 같은 리튬 금속 산화물과 유사하게 리튬에 대하여 전기화학적 활성을 나타낸다. 또한 리튬 티타늄 산화물은 충방전 전후에 결정격차 차이가 거의 없는 물질이기 때문에 안정적인 수명 특성을 나타내기도 한다. 또한 작동전위가 1.5V로 탄소에 비해 다소 높기 때문에 전해질 분해반응에 의한 부산물들이 생성되지 않아 높은 안전성을 보인다. 그러나 전도도가 낮고 리튬 이온의 확산 속도가 느리기 때문에 용량과 고율 특성에서 한계가 있다.As a negative electrode active material used in a lithium ion battery, lithium titanium oxide exhibits electrochemical activity against lithium similar to lithium metal oxide such as LiCoO ₂ used as a positive electrode active material. In addition, since lithium titanium oxide has little difference in crystal gap before and after charging / discharging, it may exhibit stable lifetime characteristics. In addition, since the operating potential is 1.5V, which is somewhat higher than that of carbon, it shows high safety because byproducts due to the decomposition reaction of the electrolyte are not produced. However, because of low conductivity and low diffusion rate of lithium ion, capacity and high rate characteristics are limited.

일 구현예는 전기전도도가 우수하고 고용량 및 고율 특성을 가지는 리튬 이차 전지를 제공하기 위한 것이다. One embodiment is to provide a lithium secondary battery having excellent electric conductivity and high capacity and high rate characteristics.

일 구현예는 양극 활물질을 포함하는 양극; 음극 활물질을 포함하는 음극; 및 전해액을 포함하고, 상기 양극 활물질은 리튬 금속 화합물 및 활성탄을 포함하고, 상기 음극 활물질은 티타늄 함유 산화물을 포함하고, 상기 티타늄 함유 산화물은 1차 입자가 응집하여 형성된 2차 입자, 그리고 상기 2차 입자로부터 분쇄된 분쇄 입자를 포함하고, 상기 분쇄 입자의 평균입경(D50)은 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 50%인 리튬 이차 전지를 제공한다. One embodiment includes a positive electrode comprising a positive electrode active material; A negative electrode comprising a negative electrode active material; And an electrolyte solution, wherein the cathode active material comprises a lithium metal compound and activated carbon, and the anode active material comprises a titanium-containing oxide, wherein the titanium-containing oxide comprises secondary particles formed by agglomeration of primary particles, Wherein the average particle size (D50) of the ground particles is 0.01% to 50% of the average particle size (D50) of the secondary particles.

상기 분쇄 입자는 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 20%의 크기를 가질 수 있다. The pulverized particles may have a size of 0.01% to 20% of the average particle diameter (D50) of the secondary particles.

상기 2차 입자의 평균입경(D50)은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ 일 수 있다.The average particle diameter (D50) of the secondary particles may be 5 [mu] m to 15 [mu] m.

상기 티타늄 함유 산화물은 상기 2차 입자 및 상기 분쇄 입자를 9:1 내지 4:6의 중량비로 포함할 수 있다. The titanium-containing oxide may contain the secondary particles and the pulverized particles in a weight ratio of 9: 1 to 4: 6.

상기 티타늄 함유 산화물은 TiO₂, LiTiO₂, LiTi₂O₄, Li₄Ti₅O₁₂ 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The titanium-containing oxide may include TiO ₂ , LiTiO ₂ , LiTi ₂ O ₄ , Li ₄ Ti ₅ O _12, or a combination thereof.

상기 리튬 금속 화합물은 리튬 니켈 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 니켈 인산화물 또는 이들의 조합의 리튬 니켈계 화합물을 포함할 수 있다.The lithium metal compound may include lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel phosphate or a combination thereof.

상기 활성탄의 비표면적은 1500 m²/g 내지 1800 m²/g 일 수 있다.The specific surface area of the activated carbon may be 1500 m ² / g to 1800 m ² / g.

상기 활성탄은 상기 리튬 금속 화합물 및 상기 활성탄의 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. The activated carbon may be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total amount of the lithium metal compound and the activated carbon.

기타 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description below.

전기전도도가 우수하고 고용량 및 고율 특성을 가지는 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.A lithium secondary battery having excellent electric conductivity and high capacity and high rate characteristics can be realized.

도 1은 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지를 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing a lithium secondary battery according to one embodiment.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

이하에서는 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지에 대해 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a lithium secondary battery according to one embodiment will be described with reference to FIG.

도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 상기 전극 조립체(110)를 담고 있는 전지 용기(120), 그리고 상기 전극 조립체(110)에서 형성된 전류를 외부로 유도하기 위한 전기적 통로 역할을 하는 전극탭(130)을 포함할 수 있다. 상기 전지 용기(120)의 두 면은 서로 마주보는 면을 겹쳐 밀봉하게 된다. 또한 상기 전극 조립체(110)를 담고 있는 전지 용기(120) 내부로 전해액이 주입된다. 상기 전극 조립체(110)는 양극, 상기 양극과 대향하는 음극, 그리고 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치되어 있는 세퍼레이터로 구성된다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery 100 according to an embodiment includes an electrode assembly 110, a battery container 120 containing the electrode assembly 110, and a current generated from the electrode assembly 110 And an electrode tab 130 serving as an electrical path for guiding the electrode tabs to the outside. The two surfaces of the battery container 120 are sealed by overlapping surfaces facing each other. Also, the electrolyte solution is injected into the battery container 120 containing the electrode assembly 110. The electrode assembly 110 includes a positive electrode, a negative electrode facing the positive electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.

물론 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는 도 1의 형태로 한정되는 것은 아니며, 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 음극을 포함하며 전지로서 작동할 수 있는 것이면 원통형, 각형, 코인형 등 어떠한 형태도 가능함은 당연하다.Of course, the lithium secondary battery according to one embodiment is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, but may include any type such as cylindrical, square, or coin type, as long as it includes a cathode for a lithium secondary battery according to an embodiment and can operate as a battery. Of course.

상기 음극은 집전체, 그리고 상기 집전체 위에 형성되는 음극 활물질층을 포함할 수 있다. The negative electrode may include a current collector and a negative electrode active material layer formed on the current collector.

상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함할 수 있다. The negative electrode active material layer may include a negative electrode active material.

상기 음극 활물질은 티타늄 함유 산화물을 포함할 수 있다.The negative electrode active material may include a titanium-containing oxide.

상기 티타늄 함유 산화물을 음극 활물질로 사용하는 리튬 이차 전지는, 음극의 산화/환원 전위가 Li/Li⁺의 전위에 대하여 1.5V 정도로서 상대적으로 높아 전해액 분해가 거의 발생하지 않고, 결정 구조의 안정성으로 인하여 사이클 특성이 우수하다. In the lithium secondary battery using the titanium-containing oxide as the negative electrode active material, the oxidation / reduction potential of the negative electrode is relatively high at about 1.5 V relative to the potential of Li / Li ⁺ , so that decomposition of the electrolyte hardly occurs, Excellent cycle characteristics.

상기 티타늄 함유 산화물은 2차 입자, 그리고 상기 2차 입자로부터 분쇄된 분쇄 입자를 포함할 수 있다. 상기 2차 입자와 상기 분쇄 입자를 포함하는 티타늄 함유 산화물을 음극 활물질로 사용함으로써, 전기전도도가 향상되고 용량 특성 및 율 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다.The titanium-containing oxide may comprise secondary particles and ground particles ground from the secondary particles. By using the titanium-containing oxide including the secondary particles and the ground particles as the negative electrode active material, a lithium secondary battery having improved electrical conductivity and excellent capacity characteristics and rate characteristics can be realized.

상기 2차 입자는 복수 개의 미립자인 1차 입자가 응집하여 형성된 입자일 수 있다. The secondary particles may be particles formed by agglomeration of primary particles which are a plurality of fine particles.

상기 1차 입자의 평균입경(D50)은 10 nm 이상 1 ㎛ 미만일 수 있고, 예를 들면, 50 nm 내지 900 nm 일 수 있다. 또한 상기 2차 입자의 평균입경(D50)은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ 일 수 있고, 예를 들면, 6 ㎛ 내지 10 ㎛ 일 수 있다. 상기 1차 입자들이 응집되어 형성된 입자로서 상기 범위 내의 크기를 가진 2차 입자를 사용할 경우, 음극 형성 시 슬러리 내 분산성, 코팅성 등 공정성이 우수하고, 높은 합제밀도를 얻을 수 있으며, 이로 인하여 용량 특성 및 고율 특성이 향상될 수 있다. The average particle diameter (D50) of the primary particles may be 10 nm or more and less than 1 占 퐉, and may be, for example, 50 nm to 900 nm. Further, the average particle diameter (D50) of the secondary particles may be 5 占 퐉 to 15 占 퐉, and may be, for example, 6 占 퐉 to 10 占 퐉. When secondary particles having a size within the above range are used as the particles formed by agglomeration of the primary particles, the processability such as dispersibility in the slurry, coating property, and the like can be excellent at the time of formation of the negative electrode and high mixing density can be obtained, Properties and high-rate characteristics can be improved.

상기 평균입경(D50)은 입도 분포에서 누적 체적이 50 부피%인 입자의 직경을 의미한다. The average particle diameter (D50) means the diameter of particles having a cumulative volume of 50 vol% in the particle size distribution.

상기 분쇄 입자는 상기 2차 입자로부터 분쇄되어 얻어질 수 있다. 상기 2차 입자는 특별한 장치를 이용하거나 큰 외력을 가하지 않고도 부스러질 만한 강도를 가질 수 있으며, 상기 분쇄 입자는 부스러진 입자, 깨진 입자 등의 용어와 같이 사용될 수 있다. The pulverized particles can be obtained by pulverization from the secondary particles. The secondary particles may have a strength to be crushed without using a special device or a large external force, and the crushed particles may be used as the terms crushed particles, broken particles, and the like.

상기 분쇄 입자는 상기 2차 입자를 분쇄하여 얻어지는 것이므로 상기 2차 입자 보다 작은 크기를 가질 수 있다. 상기 분쇄 입자는 2차 입자 보다 크기가 작은 1차 입자와는 구별되는 것으로, 1차 입자들이 응집되어 있는 2차 입자의 분쇄품이므로 2차 입자의 특성을 그대로 가지고 있다. 또한 상기 분쇄 입자는 비표면적이 크고 반응 사이트가 많으므로 상기 2차 입자와 함께 사용할 경우 전기전도도가 우수하고 고용량 및 고율 특성을 가지는 리튬 이차 전지를 구현할 수 있다. Since the pulverized particles are obtained by pulverizing the secondary particles, they may have a smaller size than the secondary particles. The pulverized particles are distinguished from the primary particles having a size smaller than that of the secondary particles, and they are the pulverized products of the secondary particles in which the primary particles are aggregated. In addition, since the ground particles have a large specific surface area and a large number of reaction sites, when used together with the secondary particles, a lithium secondary battery having excellent electric conductivity and high capacity and high rate characteristics can be realized.

구체적으로, 상기 분쇄 입자의 평균입경(D50)은 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 50% 이하일 수 있고, 예를 들면, 0.01% 내지 20% 일 수 있고, 0.01% 내지 10% 일 수 있다. 상기 분쇄 입자의 크기가 상기 2차 입자의 크기 대비 상기 범위 내인 경우 전지의 용량 및 율특성이 향상되는 효과가 있다. Specifically, the average particle diameter (D50) of the pulverized particles may be 0.01% to 50% or less, for example, 0.01% to 20% of the average particle diameter (D50) %. &Lt; / RTI > When the size of the pulverized particles is within the above range with respect to the size of the secondary particles, the capacity and rate characteristics of the battery are improved.

상기 티타늄 함유 산화물은 상기 2차 입자 및 상기 분쇄 입자를 9:1 내지 4:6의 중량비로 포함할 수 있고, 예를 들면, 7:3 내지 5:5의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 2차 입자와 분쇄 입자가 상기 중량비 범위 내로 혼합되는 경우 분쇄입자로 인하여 전극 내 활물질의 비표면적이 넓어져 전지의 율특성에 유리하게 작용한다. The titanium-containing oxide may include the secondary particles and the pulverized particles at a weight ratio of 9: 1 to 4: 6, and may be contained at a weight ratio of, for example, 7: 3 to 5: 5. When the secondary particles and the pulverized particles are mixed in the weight ratio range, the specific surface area of the active material in the electrode is enlarged due to the pulverized particles, so that the secondary particles and the pulverized particles act favorably on the rate characteristics of the battery.

상기 티타늄 함유 산화물은 티타늄 산화물, 리튬 티타늄 산화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 티타늄 산화물은 TiO₂ 등을 포함할 수 있고, 상기 리튬 티타늄 산화물은 LiTiO₂, LiTi₂O₄, Li₄Ti₅O₁₂ 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 예를 들면, Li₄Ti₅O₁₂를 사용할 수 있다.The titanium-containing oxide may include titanium oxide, lithium titanium oxide, or a combination thereof. The titanium oxide may include TiO ₂ and the like, and the lithium titanium oxide may include LiTiO ₂ , LiTi ₂ O ₄ , Li ₄ Ti ₅ O _12, or a combination thereof, for example, Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ can be used.

상기 음극 활물질층은 전술한 음극 활물질 외에 도전재 및 바인더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The negative electrode active material layer may include at least one of a conductive material and a binder in addition to the negative electrode active material.

상기 도전재는 음극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the negative electrode. Any conductive material can be used without causing any chemical change in the battery. Examples thereof include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black and carbon fiber; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.

상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the anode active material particles to each other and to adhere the anode active material to the current collector. Examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated But are not limited to, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide containing polymers, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene- Butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like, but not limited thereto.

상기 음극 활물질층은 집전체 위에 형성될 수 있다. 상기 집전체는 구리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The negative electrode active material layer may be formed on the current collector. The current collector may include, but is not limited to, copper.

상기 음극은 상기 음극 활물질과 선택적으로 상기 도전재 및 바인더를 용매와 혼합하여 음극 조성물을 제조한 다음, 상기 음극 조성물을 상기 집전체에 도포, 압연 및 건조하여 제조할 수 있다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode may be prepared by mixing the negative electrode active material, the conductive material and the binder with a solvent to prepare a negative electrode composition, and then applying the negative electrode composition to the current collector, followed by rolling and drying. As the solvent, N-methylpyrrolidone, water and the like can be used, but it is not limited thereto.

상기 양극은 집전체 및 상기 집전체에 형성되는 양극 활물질층을 포함한다. The positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector.

상기 양극 활물질층은 양극 활물질을 포함할 수 있다.The cathode active material layer may include a cathode active material.

일 구현예에 따르면, 상기 양극 활물질은 리튬 금속 화합물 및 활성탄을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the cathode active material may include a lithium metal compound and activated carbon.

리튬 이차 전지용 양극 활물질로서 리튬 금속 화합물에 활성탄을 첨가하여 사용할 경우, 음극 및 양극 내에서 리튬 이온의 이동을 방해하는 음이온의 흡탈착과 삽입 및 탈리 작용을 하도록 제공함으로써 셀 저항을 감소시킬 수 있다. 또한 양극에 첨가된 활성탄은 커패시터 구조를 형성함으로써 리튬 이온을 물리적으로 흡착하고, 흡착된 리튬 이온을 리튬 금속 화합물로 신속하게 전달함으로써 고율 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 활성탄을 첨가함으로써 활물질과 활물질 사이에 활성탄이 고르게 분포되어 균일한 전극을 형성하며, 이에 따라 반복되는 충방전에 의해 전극의 일부분이 열화되는 것을 억제하여 우수한 수명 특성도 확보할 수 있다. When activated carbon is added to a lithium metal compound as a cathode active material for a lithium secondary battery, cell resistance can be reduced by providing absorption and desorption and insertion and desorption of anions which interfere with the movement of lithium ions in the cathode and the anode. Also, the activated carbon added to the anode can physically adsorb lithium ions by forming a capacitor structure, and rapidly transfer the adsorbed lithium ions to the lithium metal compound, thereby improving the high-rate characteristics. Also, by adding activated carbon, activated carbon is uniformly distributed between the active material and the active material to form a uniform electrode, thereby preventing deterioration of a part of the electrode due to repetitive charging and discharging, thereby ensuring excellent lifetime characteristics.

상기 리튬 금속 화합물은 구체적으로 리튬 니켈계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 리튬 니켈계 화합물은 리튬 니켈 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 니켈 인산화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The lithium metal compound may specifically include a lithium nickel compound. The lithium nickel compound may include lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel phosphate, or a combination thereof.

상기 활성탄의 비표면적은 1500 m²/g 내지 1800 m²/g 일 수 있고, 예를 들면, 1600 m²/g 내지 1700 m²/g 일 수 있다. 상기 범위 내의 비표면적을 가진 활성탄을 사용할 경우 분산성이 우수하며, 고율 특성 및 수명 특성이 향상될 수 있다. The specific surface area of the activated carbon may be 1500 m ² / g to 1800 m ² / g, for example, 1600 m ² / g to 1700 m ² / g. When activated carbon having a specific surface area within the above range is used, dispersibility is excellent, and high-rate characteristics and life characteristics can be improved.

상기 활성탄의 평균입경(D50)은 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 일 수 있고, 예를 들면, 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 일 수 있다. 상기 평균입경(D50)은 입도 분포에서 누적 체적이 50 부피%인 입자의 직경을 의미한다. 상기 활성탄의 크기가 상기 범위 내인 경우 입자의 뭉침이 발생하지 않으며 특정 영역으로의 입자의 편재를 막을 수 있으므로 고율 특성이 향상될 수 있다. The average particle diameter (D50) of the activated carbon may be 1 to 30 m, and may be, for example, 1 to 20 m. The average particle diameter (D50) means the diameter of particles having a cumulative volume of 50 vol% in the particle size distribution. When the size of the activated carbon is within the above range, the aggregation of the particles does not occur and the localization of the particles to a specific region can be prevented, so that the high-rate characteristics can be improved.

상기 활성탄의 pH는 7 내지 10 일 수 있고, 예를 들면, 7 내지 9 일 수 있다. 또한 상기 활성탄은 3 중량% 이하의 수분을 함유할 수 있고, 예를 들면, 0.5 중량% 내지 2 중량%의 수분을 함유할 수 있다. 또한 상기 활성탄은 1 중량% 미만의 재(ash) 성분을 함유할 수 있다. 이러한 활성탄을 사용하는 경우 리튬 이온이 극판 표면에 흡착되는 효과로 인하여 리튬 이차 전지의 고율 특성과 수명 특성을 얻을 수 있다. The pH of the activated carbon may be 7 to 10, and may be, for example, 7 to 9. The activated carbon may contain not more than 3% by weight of water, and may contain, for example, 0.5 to 2% by weight of water. The activated carbon may also contain less than 1% by weight of ash. When such activated carbon is used, high-rate characteristics and life characteristics of the lithium secondary battery can be obtained due to the effect that lithium ions are adsorbed on the surface of the electrode plate.

상기 활성탄은 상기 리튬 금속 화합물 및 상기 활성탄의 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있고, 예를 들면, 1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 활성탄이 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우 우수한 고율 특성 및 수명 특성을 확보할 수 있다. The activated carbon may be contained in an amount of 0.1% by weight to 20% by weight, for example, 1% by weight to 10% by weight based on the total amount of the lithium metal compound and the activated carbon. When the activated carbon is contained in the above content range, excellent high-rate characteristics and life characteristics can be secured.

상기 양극 활물질층은 전술한 양극 활물질 외에 도전재 및 바인더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The cathode active material layer may include at least one of a conductive material and a binder in addition to the cathode active material.

상기 도전재는 양극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The conductive material is used for imparting conductivity to the anode, and any material can be used as long as it does not cause any chemical change in the battery constituted and is an electron conductive material. Examples thereof include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black and carbon fiber; Metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal-based materials such as metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Or a mixture thereof may be used.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 예로는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder serves to adhere the positive electrode active materials to each other well and adhere the positive electrode active material to the current collector well. Examples of the binder include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl chloride, carboxylated But are not limited to, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, ethylene oxide containing polymers, polyvinyl pyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene- Butadiene rubber, epoxy resin, nylon, and the like, but not limited thereto.

상기 양극 활물질층은 집전체 위에 형성될 수 있다. 상기 집전체는 알루미늄을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cathode active material layer may be formed on the current collector. The current collector may include, but is not limited to, aluminum.

상기 양극은 상기 양극 활물질과 선택적으로 상기 도전재 및 바인더를 용매와 혼합하여 양극 조성물을 제조한 다음, 상기 양극 조성물을 상기 집전체에 도포, 압연 및 건조하여 제조할 수 있다. 상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, 물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 전극 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.The anode may be prepared by mixing the cathode active material, the conductive material and the binder with a solvent to prepare a cathode composition, and then applying the cathode composition to the collector, followed by rolling and drying. As the solvent, N-methylpyrrolidone, water and the like can be used, but it is not limited thereto. The method of manufacturing the electrode is well known in the art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted herein.

상기 전해액은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다.The electrolytic solution includes a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

상기 비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 상기 비수성 유기 용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계 및 비양성자성 용매에서 선택될 수 있다.The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. The non-aqueous organic solvent may be selected from carbonate, ester, ether, ketone, alcohol and aprotic solvents.

상기 카보네이트계 용매로는 예컨대 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디프로필 카보네이트(dipropyl carbonate, DPC), 메틸프로필 카보네이트(methylpropyl carbonate, MPC), 에틸프로필 카보네이트(ethylpropyl carbonate, EPC), 에틸메틸 카보네이트(ethylmethyl carbonate, EMC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 부틸렌 카보네이트(butylene carbonate, BC) 등이 사용될 수 있다.Examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate ethylpropyl carbonate (EPC), ethylmethyl carbonate (EMC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC)

특히, 사슬형 카보네이트 화합물 및 환형 카보네이트 화합물을 혼합하여 사용하는 경우, 유전율을 높이는 동시에 점성이 작은 용매로 제조될 수 있어서 좋다. 이 경우 환형 카보네이트 화합물 및 사슬형 카보네이트 화합물은 약 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다.In particular, when a mixture of a chain carbonate compound and a cyclic carbonate compound is used, the solvent may be prepared from a solvent having a high viscosity and a high dielectric constant. In this case, the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound may be mixed in a volume ratio of about 1: 1 to 1: 9.

또한 상기 에스테르계 용매로는 예컨대 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone) 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르 용매로는 예컨대 디부틸에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있다.Examples of the ester solvents include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,? -Butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone mevalonolactone, caprolactone, and the like may be used. As the ether solvent, for example, dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and the like can be used. As the ketone solvent, cyclohexanone and the like can be used have. As the alcoholic solvent, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used.

상기 비수성 유기 용매는 단독 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The non-aqueous organic solvent may be used alone or in combination of two or more thereof. If one or more of the non-aqueous organic solvents is used in combination, the mixing ratio may be appropriately adjusted according to the desired cell performance.

상기 전해액은 에틸렌카보네이트, 피로카보네이트 등의 과충전 방지제와 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있다.The electrolytic solution may further contain additives such as an overcharge inhibitor such as ethylene carbonate, pyrocarbonate and the like.

상기 리튬염은 상기 비수성 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다.The lithium salt is dissolved in the non-aqueous organic solvent to act as a source of lithium ions in the battery to enable operation of a basic lithium secondary battery, and a material capable of promoting the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode to be.

상기 리튬염의 구체적인 예로는 LiPF₆, LiBF₄, LiSbF₆, LiAsF₆, LiN(SO₃C₂F₅)₂, LiC₄F₉SO₃, LiClO₄, LiAlO₂, LiAlCl₄, LiN(C_xF_2x ₊₁SO₂)(C_yF_2y ₊₁SO₂)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C₂O₄)₂(리튬 비스옥살레이토 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB), 또는 이들의 조합을 들 수 있다.The lithium salt Specific examples include _{_{_{LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6}}} , LiAsF 6, LiN (SO 3 C 2 F 5) 2, LiC 4 F 9 SO 3, LiClO 4, LiAlO 2, LiAlCl 4, LiN (C x F _{2 x} ₁ SO ₂ ) (C _y F _2y _{+ 1} SO ₂ ) wherein x and y are natural numbers, LiCl, LiI, LiB (C ₂ O ₄ ) ₂ (lithium bis (oxalato ) borate (LiBOB), or a combination thereof.

상기 리튬염의 농도는 약 0.1M 내지 약 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해액이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해액 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.The concentration of the lithium salt is preferably within the range of about 0.1M to about 2.0M. When the concentration of the lithium salt is within the above range, the electrolytic solution has an appropriate conductivity and viscosity, so that it can exhibit excellent electrolyte performance, and lithium ions can effectively move.

상기 세퍼레이터는 음극과 양극을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공하는 것으로, 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 사용 가능하다.　 즉, 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 사용될 수 있다.　 예를 들어, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것으로서, 부직포 또는 직포 형태이어도 무방하다.　 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용되고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질로 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.The separator separates the negative electrode and the positive electrode and provides a passage for lithium ion. Any separator commonly used in a lithium battery can be used. That is, it is possible to use an electrolyte having a low resistance to ion movement and an excellent ability to impregnate an electrolyte. For example, selected from glass fibers, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), or a combination thereof, and may be nonwoven fabric or woven fabric. For example, a polyolefin-based polymeric separator such as polyethylene, polypropylene and the like is mainly used, and a separator coated with a ceramic component or a polymeric material may be used to secure heat resistance or mechanical strength, and may be selectively used as a single layer or a multilayer structure.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following embodiment is only one preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(리튬 이차 전지 제작)(Production of lithium secondary battery)

실시예Example 1 One

5㎛의 평균입경(D50)을 가지는 LiNi₁ _/3Co₁ _/3Mn₁ _/3O₂, 6.8㎛의 평균입경(D50)을 가지고 1600 m²/g의 비표면적을 가지는 활성탄(Kuraray사, YP50F), 카본블랙(덴카블랙) 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 85:5:4:6의 중량비로 N-메틸피롤리돈과 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 제조된 슬러리를 15㎛ 두께의 알루미늄 박에 도포, 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다. LiNi ₁ having an average particle diameter (D50) of _{_{_{5㎛ / 3 Co 1/3 Mn}}} 1/3 O 2, has a mean particle size (D50) of 6.8㎛ activated carbon having a specific surface area of 1600 m ² / g (Kuraray Co., YP50F), carbon black (denka black) and polyvinylidene fluoride were mixed with N-methylpyrrolidone at a weight ratio of 85: 5: 4: 6 to prepare a slurry. The prepared slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 탆, dried and rolled to prepare a positive electrode.

2차 입자로서 7㎛의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂, 상기 2차 입자를 slurry 믹싱 시 mixer의 shear rate를 증가시키는 방법으로 분쇄하여 얻어진 분쇄 입자로서 300 nm의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂, 카본블랙(덴카블랙) 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 89:5:6의 중량비로 N-메틸피롤리돈과 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 제조된 슬러리를 15㎛ 두께의 알루미늄 박에 도포, 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다. Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ having an average particle diameter (D50) of 7 mu m as secondary particles, a crushed particle obtained by grinding the secondary particles by a method of increasing the shear rate of the mixer during slurry mixing, It was prepared N- methyl pyrrolidone and mixed to the slurry in a weight ratio of 6: D50) having a Li ₄ Ti ₅ O _12, the carbon black (Denka black), and polyvinylidene fluoride to 89: 5. The prepared slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 탆, dried and rolled to produce a negative electrode.

위에서 제조된 양극 및 음극과 폴리에틸렌 재질의 세퍼레이터를 이용하여 전극 조립체를 형성한 후, 여기에 전해액을 주입하여 50mAh급 파우치형의 리튬 이차 전지를 제작하였다. 이때 상기 전해액으로는 에틸렌 카보네이트(PC), 에틸메틸 카보네이트(DMC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 2:6:2의 부피비로 혼합한 혼합 용매에 1.15M의 LiPF₆를 첨가하여 제조된 것을 사용하였다. An electrode assembly was formed using the positive and negative electrodes and the separator made of polyethylene prepared above, and then an electrolyte was injected into the electrode assembly to prepare a 50 mAh pouch type lithium secondary battery. The electrolyte solution was prepared by adding 1.15 M LiPF ₆ to a mixed solvent of ethylene carbonate (PC), ethyl methyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 2: 6: 2 Respectively.

실시예Example 2 2

실시예 1에서 분쇄 입자로서 100nm의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂를 사용하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ having an average particle diameter (D50) of 100 nm was used as the ground particles in Example 1 to prepare a negative electrode.

실시예Example 3 3

실시예 1에서 2차 입자, 분쇄 입자, 카본블랙 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 50:39:5:6의 중량비로 혼합하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. Except that secondary particles, ground particles, carbon black and polyvinylidene fluoride were mixed in a weight ratio of 50: 39: 5: 6 in Example 1 to prepare a negative electrode. A battery was produced.

비교예Comparative Example 1 One

2차 입자로서 7㎛의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂, 카본블랙(덴카블랙) 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 89:5:6의 중량비로 혼합하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. Except that Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ having an average particle diameter (D50) of 7 μm as secondary particles, carbon black (denka black) and polyvinylidene fluoride were mixed at a weight ratio of 89: 5: 6 to prepare a negative electrode , A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative Example 2 2

1차 입자로서 300nm의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂, 2차 입자로서 7㎛의 평균입경(D50)을 가지는 Li₄Ti₅O₁₂, 카본블랙(덴카블랙) 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 89:5:6의 중량비로 혼합하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. Primary particles having an average particle diameter (D50) of 300nm as _{_{_{Li 4 Ti 5 O 12, Li}}} 4 Ti having an average particle diameter (D50) of secondary particles as 7㎛ ₅ O _12, the carbon black (Denka black) and a polyvinyl Lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that a negative electrode was prepared by mixing lithium fluoride in a weight ratio of 89: 5: 6.

비교예Comparative Example 3 3

실시예 1에서 분쇄 입자로서 4㎛의 평균입경(D50)을 가지는 Li4Ti5O12를 사용하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that Li4Ti5O12 having an average particle diameter (D50) of 4 mu m was used as the ground particles in Example 1 to prepare a negative electrode.

비교예Comparative Example 4 4

실시예 1에서 5㎛의 평균입경(D50)을 가지는 LiNi₁ _/3Co₁ _/3Mn₁ _/3O₂, 카본블랙(덴카블랙) 및 폴리비닐리덴플루오라이드를 90:4:6의 중량비로 혼합하여 양극을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 이차 전지를 제작하였다. An embodiment in LiNi 1 having an average particle diameter (D50) of _{_{_{_{5㎛ 1/3 Co 1/3}}}} Mn 1/3 O 2, carbon black (Denka Black), and polyvinylidene fluoride of 90: in a weight ratio of 6: 4 A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode was prepared by mixing.

평가 1: 전기전도도Evaluation 1: Electrical Conductivity

실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4에서 제작된 리튬 이차 전지에 대해 LCR meter (model : 4263B) 기기를 이용하여 전기전도도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The electrical conductivities of the lithium secondary batteries prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were measured using an LCR meter (model: 4263B). The results are shown in Table 1 below.

평가 2: 리튬 이차 전지의 고율 특성Evaluation 2: High-rate characteristics of lithium secondary battery

실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4에서 제작된 리튬 이차 전지에 대해 다음과 같이 고속 충방전 특성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The lithium secondary batteries manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated for high-speed charge / discharge characteristics as follows. The results are shown in Table 1 below.

50C 전류에서 정전류 충전을 하고, 전지전압이 2.8V 에서 충전을 종료시키고, 1C 전류에서 1.5V까지 방전시켰을 때의 용량을 측정해서 고속충전특성으로 정하였다.The capacity at the time when the battery was charged at a constant current of 50 C and the battery voltage was 2.8 V and the battery was discharged at a current of 1 C to 1.5 V was measured and determined as a fast charge characteristic.

또한 1C 전류에서 정전류 충전을 하고, 전지전압이 2.8V 에서 충전을 종료시키고, 50C 전류에서 1.5V까지 방전시켰을 때의 용량을 측정해서 고속방전특성으로 정하였다.Further, the capacity at the time of constant current charging at a current of 1 C, charging was terminated at a battery voltage of 2.8 V, and the battery was discharged at a current of 1.5 V at a current of 50 C, was measured.

하기 표 1에서, 충전율(%)은 1C에서의 충전용량 대비 50C에서의 충전용량의 백분율로 산출되며, 방전율(%)은 1C에서의 방전용량 대비 50C에서의 방전용량의 백분율로 산출된다. In the following Table 1, the filling rate (%) is calculated as a percentage of the charging capacity at 50C versus the charging capacity at 1C, and the discharge rate (%) is calculated as a percentage of the discharging capacity at 50C versus the discharging capacity at 1C.

전기전도도 (S/m)Electrical Conductivity (S / m) 용량 특성Capacity characteristics 50C/1C 충전율(%)50C / 1C Charging rate (%) 50C/1C 방전율(%)50C / 1C discharge rate (%) 실시예 1Example 1 0.010.01 145145 7777 7979 실시예 2Example 2 0.0070.007 143143 7575 7777 실시예 3Example 3 0.0080.008 143143 7575 7878 비교예 1Comparative Example 1 0.0030.003 143143 6363 6363 비교예 2Comparative Example 2 0.0020.002 142142 5959 6262 비교예 3Comparative Example 3 0.0030.003 143143 5858 6161 비교예 4Comparative Example 4 0.0010.001 142142 4747 5858

상기 표 2를 참고하면, 티타늄 함유 산화물의 2차 입자와 분쇄 입자의 혼합물을 음극 활물질로 사용하고, 이때 상기 2차 입자와 상기 분쇄 입자의 크기 비율을 적정 범위 내로 조절하여 사용하며, 리튬 금속 화합물과 활성탄의 혼합물을 양극 활물질로 사용한 실시예 1 내지 3의 리튬 이차 전지는, 비교예 1 내지 4 대비 전기전도도가 높고 용량 특성 및 고율 특성이 보다 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 2, a mixture of secondary particles and crushed particles of a titanium-containing oxide is used as a negative electrode active material, and the size ratio of the secondary particles and the crushed particles is adjusted to an appropriate range. And the activated carbon were used as the cathode active material, the lithium secondary batteries of Examples 1 to 3 had higher electric conductivity and higher capacity and higher-rate characteristics than Comparative Examples 1 to 4.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

100: 리튬 이차 전지
110: 전극 조립체
120: 전지 용기
130: 전극탭100: Lithium secondary battery
110: electrode assembly
120: Battery container
130: electrode tab

Claims

양극 활물질을 포함하는 양극;
음극 활물질을 포함하는 음극; 및
전해액을 포함하고,
상기 양극 활물질은 리튬 금속 화합물 및 활성탄을 포함하고,
상기 음극 활물질은 티타늄 함유 산화물을 포함하고,
상기 티타늄 함유 산화물은 1차 입자가 응집하여 형성된 2차 입자, 그리고 상기 2차 입자로부터 분쇄된 분쇄 입자를 포함하고,
상기 분쇄 입자의 평균입경(D50)은 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 50%인 리튬 이차 전지.A cathode comprising a cathode active material;
A negative electrode comprising a negative electrode active material; And
Comprising an electrolytic solution,
Wherein the cathode active material comprises a lithium metal compound and activated carbon,
Wherein the negative electrode active material comprises a titanium-containing oxide,
Wherein the titanium-containing oxide comprises secondary particles formed by aggregation of primary particles, and ground particles ground from the secondary particles,
Wherein an average particle diameter (D50) of the pulverized particles is 0.01% to 50% of an average particle diameter (D50) of the secondary particles.

제1항에서,
상기 분쇄 입자는 상기 2차 입자의 평균입경(D50)의 0.01% 내지 20%의 크기를 가지는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein the pulverized particles have a size of 0.01% to 20% of an average particle size (D50) of the secondary particles.

제1항에서,
상기 2차 입자의 평균입경(D50)은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ 인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein an average particle diameter (D50) of the secondary particles is 5 占 퐉 to 15 占 퐉.

제1항에서,
상기 티타늄 함유 산화물은 상기 2차 입자 및 상기 분쇄 입자를 9:1 내지 4:6의 중량비로 포함하는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein the titanium-containing oxide contains the secondary particles and the ground particles in a weight ratio of 9: 1 to 4: 6.

제1항에서,
상기 티타늄 함유 산화물은 TiO₂, LiTiO₂, LiTi₂O₄, Li₄Ti₅O₁₂ 또는 이들의 조합을 포함하는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein the titanium-containing oxide comprises TiO ₂ , LiTiO ₂ , LiTi ₂ O ₄ , Li ₄ Ti ₅ O _12, or a combination thereof.

제1항에서,
상기 리튬 금속 화합물은 리튬 니켈 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 니켈 인산화물 또는 이들의 조합의 리튬 니켈계 화합물을 포함하는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein the lithium metal compound comprises lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel phosphate or a combination thereof.

제1항에서,
상기 활성탄의 비표면적은 1500 m²/g 내지 1800 m²/g 인 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
And the specific surface area of the activated carbon is 1500 m ² / g to 1800 m ² / g.

제1항에서,
상기 활성탄은 상기 리튬 금속 화합물 및 상기 활성탄의 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 20 중량%로 포함되는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
Wherein the activated carbon is contained in an amount of 0.1% by weight to 20% by weight based on the total amount of the lithium metal compound and the activated carbon.