이차전지 음극활물질 복합소재, 및 이의 제조 방법
Composite material for anode active material of lithium secondary battery, and manufacturing method of the composite material
특허 요약
본 발명의 목적은 다양한 연화점의 석유계 피치를 인조흑연 표면에 코팅하여 용량 및 안정성이 우수한 리튬 이온 배터리용 음극소재를 제조하는 것이다. 이와 같이 제조된 복합소재는 다양한 열처리 공정을 통하여 우수한 이차전지 음극소재를 제조할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

흑연; 및상기 흑연 상에 150 ℃ 내지 250 ℃의 연화점을 가지는 석유계 피치(Pyrolysis Fuel Oil Pitch)로 코팅되고,상기 석유계 피치의 연화점에 따라, 비활성 분위기 하에 400 ℃ 내지 800 ℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 제1 열처리하는 단계; 및상기 제1 열처리하는 단계 이후 800 ℃ 내지 1000 ℃의 온도에서 열처리하는 제2 열처리하는 단계를 통해 코팅된 이차전지 음극활물질 복합소재.

2

제1항에 있어서, 상기 흑연은 천연흑연, 인조흑연, 소프트카본 및 하드카본으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이차전지 음극활물질 복합소재.

3

제1항에 있어서, 상기 흑연의 입경은 10 ㎛ 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지 음극활물질 복합소재.

4

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5

제1항에 있어서, 상기 코팅재는, 400 ℃ 내지 700 ℃ 의 온도 범위에서 두 개의 DTA 발열 피크를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지 음극활물질 복합소재.

6

석유계 잔사유를 열처리하여 150 ℃ 내지 250 ℃의 연화점을 가지는 석유계 피치를 준비하는 단계;상기 석유계 피치와 인조흑연을 혼합하여 석유계 피치로 코팅된 인조흑연을 제조하는 단계; 및상기 코팅된 인조 흑연을 열처리하는 단계;를 포함하고,상기 코팅된 인조 흑연을 열처리하는 단계에서는, 상기 석유계 피치의 연화점에 따라, 비활성 분위기 하에 400 ℃ 내지 800 ℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 제1 열처리하는 단계; 및 상기 제1 열처리하는 단계 이후 800 ℃ 내지 1000 ℃의 온도에서 열처리하는 제2 열처리하는 단계를 포함하는 이차전지 음극활물질 복합소재의 제조 방법.

7

제6항에 있어서,상기 석유계 잔사유는 납사 크래킹 공정 잔사유인 PFO(Pyrolysis Fuel Oil) 및 유동층 촉매 분해공정 잔사유인 FCC-DO(Fluidized Catalytic Cracking Decant Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 석유계 피치를 준비하는 단계에서는, 상기 석유계 잔사유를 300 ℃ 이상에서 1 시간 내지 5시간 열처리하여 탄소 전구체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 음극활물질 복합소재의 제조 방법.

8

제6항에 있어서, 상기 석유계 피치로 코팅된 인조흑연을 제조하는 단계에서는, 헥세인, 톨루엔, 테트라하이드로푸란 및 퀴놀린으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 유기용매를 이용하여 5 중량비 내지 15 중량비의 석유계 피치를 분산시킨 후, 85 중량비 내지 95 중량비의 인조 흑연을 첨가하여 12 시간 내지 24시간 교반시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 음극활물질 복합소재의 제조 방법.

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