리튬 이차 전지용 양극 첨가제를 포함하는 양극
CATHODE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING CATHODE ADDITIVE
특허 요약
본 발명은 하이-니켈 양극 활물질의 구조 안정성을 보완하기 위해 ZrO 2-x (0003c#x003c#2)의 양극 첨가제를 사용하여 고용량을 구현하면서도 수명 특성이 우수한 양극, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하고자 한다.
청구항
번호청구항
8

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 양극을 포함하는 리튬 이차 전지.

1

양극 활물질, 도전재, 바인더 및 양극 첨가제를 포함하는 양극 활물질층을 포함하는 양극이며,상기 양극 첨가제는 ZrO2-x(0003c#x003c#2)인 양극.

2

제1항에 있어서, 상기 양극 활물질은 하기 화학식 1 로 나타내는 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극.[화학식 1]LiaNi1-x-yCoxM1yM2zO2 상기 화학식 1에서, M1은 Al, Mn 또는 이들의 조합이고,, M2는 Zr, Ti, Mg, Ta, Nb, W, Mo 및 Cr로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원소이며, 1.0≤a≤1.3, 0003c#x003c#0.4, 0003c#y003c#0.4, 0≤z≤0.1, 0.6≤1-x-y003c#1.0이다.

3

제1항에 있어서, 상기 양극 첨가제의 평균 입경(D50)이 200 nm 내지 50 ㎛인 양극.

4

제1항에 있어서, 상기 ZrO2-x 은 하기 식 1을 만족하는 양극: [식 1] 5 003c#P1/P2003c# 8 식 1에서,P1은 XRD 상에서 2θ가 29°이상 내지 31°이하의 범위에서의 피크 세기이며, P2는 XRD 상에서 2θ가 35°이상 내지 37°이하에서의 피크 세기이다.

5

제1항에 있어서,상기 양극 첨가제는 정방정계(Tetragonal) 결정 구조를 갖는 양극.

6

제1항에 있어서,상기 양극 첨가제는 밴드 갭 에너지(band gap energy)가 3.0 eV 이하인 양극.

7

제1항에 있어서,상기 양극 첨가제는 양극 활물질층 총 중량을 기준으로 1중량% 내지 5중량%로 포함되는 것인 양극.

9

Zr을 포함하는 전구체를 환원시켜 ZrO2-x(0003c#x003c#2)를 준비하는 단계;상기 ZrO2-x를 양극 첨가제로 양극 활물질, 도전재 및 바인더와 혼합하여 양극 슬러리를 제조하는 단계; 및상기 양극 슬러리를 이용하여 양극 활물질층을 제조하는 단계;를 포함하는 양극의 제조 방법.

10

제9항에 있어서, 상기 전구체는 Zr의 아세테이트, 설페이트, 및 나이트레이트에서 선택되는 하나 이상인 양극의 제조 방법.

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제9항에 있어서, 상기 ZrO2-x(0003c#x003c#2)는 지르코늄을 포함하는 전구체 용액을 환원 분위기에서 열처리하여 제조되는 것인 양극의 제조 방법.

12

제11항에 있어서, 상기 환원 분위기는 수소 및 아르곤에 의해 형성되는 것인 양극의 제조 방법.

13

제11항에 있어서, 상기 열처리는 500℃ 내지 700℃의 온도에서 수행되는 것인 양극의 제조 방법.