층상구조 3원계 화합물의 제조 방법, 이에 의해 제조된 이차전지용 전극 물질 및 이를 포함하는 이차전지
METHOD FOR MANUFACTURING LAYERED TERNARY COMPOUNDS, ELECTRODE MATERIALS FOR SECONDARY BATTERY MANUFACTURED THEREBY AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME
특허 요약
본 발명은, (a) 지르코늄(Zr) 분말, 원소 A (Si 또는 Ge)의 분말 및 원소 B (S, Sb, Se 또는 Te)의 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계, 및 (b) 상기 혼합 분말에 기계적 에너지를 인가해 ZrAB으로 표시되는 층상구조 3원계 화합물을 합성하는 단계를 포함하는 층상구조 3원계 화합물의 제조방법에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조된 Zr 기반의 층상구조 3원계 화합물, 특히, 전이금속 지르코늄 실리콘 황화물(ZrSiS)과 전이금속 지르콘늄 게르마늄 안티모니화물(ZrGeSb)은 우수한 초기 효율 및 충전, 방전 특성을 가지므로 이차전지, 특히 리튬 이차전지의 전극 활물질 재료로 사용하는 것에 적합하다. 특히, 상기 전이금속 지르코늄 실리콘 황화물(ZrSiS)과 전이금속 지르콘늄 게르마늄 안티모니화물(ZrGeSb)을 포함하는 이차전지의 사이클 수명도 매우 우수하다.
청구항
번호청구항
1

(a) 지르코늄(Zr) 분말, 원소 A의 분말 및 원소 B의 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 분말에 기계적 에너지를 인가해 하기 화학식으로 표시되는 층상구조 3원계 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 층상구조 3원계 화합물의 제조방법에 의해 제조된 층상구조 3원계 화합물을 포함하는 이차전지용 전극 활물질: [화학식]ZrAB(상기 화학식에서, A는 Si 또는 Ge이고, B는 S, Sb, Se, Te 로부터 선택되는 1종의 원소임).

2

제1항에 있어서,상기 층상구조 3원계 화합물의 제조방법은, (a) 지르코늄(Zr) 분말, 실리콘(Si) 분말 및 황(S) 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 분말에 기계적 에너지를 인가해 ZrSiS를 합성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 활물질.

3

제1항에 있어서,상기 층상구조 3원계 화합물의 제조방법은, (a) 지르코늄(Zr) 분말, 게르마늄(Ge) 분말 및 안티몬(Sb) 분말의 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합 분말에 기계적 에너지를 인가해 ZrGeSb를 합성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 활물질.

4

제1항 있어서,상기 단계 (b)에서 고에너지 스펙스 밀(high-energy spex mill), 진동 밀(vibrotary-mill), Z 밀(Z-mill), 유성 밀(planetary ball-mill) 또는 어트리션 밀(attrition-mill)로 기계적 에너지를 인가하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 활물질.

5

제1항에 있어서,상기 단계 (b)에서 평균 직경 1nm 이상 500μm 이하인 층상구조 3원계 화합물 분말을 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 활물질.

6

삭제

7

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 이차전지용 전극 활물질을 포함하는 이차전지.