리튬 이차전지용 양극 활물질 및 그 제조 방법
Cathode Active Materials For Lithium Secondary Battery And Manufacturing Methods Thereof
특허 요약
본 발명은 텅스텐 및 탄탈럼으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하는 금속 함유 코팅 전구체 용액을 제조하는 단계; 화학식 Li x Ni 1-y M' y O 2-α A α (상기 식에서, 0.95≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M'는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소)로 표현되는 조성의 활물질 분말 및 계면활성제를 포함하는 활물질 용액을 제조하는 단계; 및 상기 코팅 전구체 용액과 상기 활물질 용액을 반응하여, 상기 활물질 분말 표면에 금속 원소를 함유하는 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

텅스텐 및 탄탈럼으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하는 금속 함유 코팅 전구체 용액을 제조하는 단계;화학식 LixNi1-yM'yO2-αAα (상기 식에서, 0.95≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M'는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소)로 표현되는 조성의 활물질 분말 및 계면활성제를 포함하는 활물질 용액을 제조하는 단계; 및상기 코팅 전구체 용액과 상기 활물질 용액을 반응하여, 상기 활물질 분말 표면에 상기 금속 원소를 함유하는 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

2

제1항에 있어서,상기 코팅층 형성 단계 이후에 상기 코팅 전구체 용액과 상기 활물질 용액의 반응 용액을 여과하는 단계를 포함하는, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

3

제2항에 있어서,상기 여과 단계 이후에 반응 용액을 건조하는 단계를 포함하는, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

4

제1항에 있어서,상기 코팅층 형성 단계 이후에 반응 생성물을 열처리 하는 단계를 포함하는, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

5

제3항에 있어서,상기 건조 단계 이후에 건조된 반응 생성물을 열처리 하는 단계를 포함하는, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

6

제4항 또는 제5항에 있어서,상기 열처리 단계는 300~600℃의 온도에서 수행되는 것인, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

7

제1항에 있어서,상기 코팅 전구체 용액은 삼산화 텅스텐 나노파우더를 포함하는, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

8

제1항에 있어서,상기 계면활성제는 PVP 및 시트르산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

9

제1항에 있어서,상기 활물질 용액 중의 계면활성제 : 상기 코팅 전구체 용액 중의 금속 원소의 몰비는 1 내지 7 : 1 인, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

10

제1항에 있어서,상기 분말의 조성은 LixNiyCozMn1-y-zO2(여기서, 0.95≤x≤1.1, y≥0.9, z003e#0)인, 리튬 이차전지의 양극 활물질 분말의 제조 방법.

11

하기 화학식 1로 표현되는 조성을 갖는 입자를 구비하는 리튬 이차전지용 양극 활물질 분말에 있어서,[화학식 1] LixNi1-yM'yO2-αAα (상기 식에서, 0.95≤x≤1.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤α≤2이고, M'는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V 또는 희토류 원소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소이며, A는 F, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 원소)상기 분말의 입자는 표면 코팅층을 구비하고,상기 표면 코팅층은 텅스텐 및 탄탈럼으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 함유하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질 분말.

12

제11항에 있어서,상기 코팅층은 삼산화 텅스텐을 함유하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질 분말.

13

집전체; 및상기 집전체 상에 형성된, 제11항 기재의 양극 활물질 분말; 도전재; 및 바인더를 함유하는 양극재를 포함하는, 리튬 이차전지용 양극.