음극활물질, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
Anode active material, method of fabrication of the same, and lithium secondary battery comprising the same
특허 요약
음극활물질의 제조 방법이 제공된다. 상기 음극활물질의 제조 방법은, 제1 금속 및 제2 금속을 포함하는 유기 금속 구조체를 준비하는 단계, 상기 유기 금속 구조체를 열처리하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속이 단원자(single atom) 상태로 표면에 제공된 탄화 구조체를 제조하는 단계, 및 도핑 금속을 포함하는 도핑 소스 및 상기 탄화 구조체를 혼합 및 반응시켜, 상기 탄화 구조체의 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속이 상기 도핑 금속으로 치환된 음극활물질을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

제1 금속 및 제2 금속을 포함하는 유기 금속 구조체를 준비하는 단계;상기 유기 금속 구조체를 열처리하여, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속이 단원자(single atom) 상태로 표면에 제공된 탄화 구조체를 제조하는 단계; 및도핑 금속을 포함하는 도핑 소스 및 상기 탄화 구조체를 혼합 및 반응시켜, 상기 탄화 구조체의 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속이 상기 도핑 금속으로 치환된 음극활물질을 제조하는 단계를 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

2

제1 항에 있어서, 상기 제1 금속은 상기 제2 금속보다 녹는점이 높고, 상기 유기 금속 구조체는, 상기 제1 금속의 녹는점보다 낮고, 상기 제2 금속의 녹는점보다 높은 온도에서 열처리되는 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

3

제1 항에 있어서, 상기 음극활물질에서, 상기 도핑 금속, 잔존된 상기 제1 금속 및 잔존된 상기 제2 금속은 단원자 상태로 제공되는 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

4

제3 항에 있어서, 상기 도핑 금속의 함량은, 잔존된 상기 제1 금속의 함량보다 낮고, 잔존된 상기 제1 금속의 함량은, 잔존된 상기 제2 금속의 함량보다 낮은 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

5

제1 항에 있어서, 상기 유기 금속 구조체의 열처리 온도는, 상기 도핑 소스 및 상기 탄화 구조체의 반응 온도보다 높은 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

6

제1 항에 있어서, 상기 음극활물질의 마이크로 기공의 면적은, 상기 탄화 구조체의 마이크로 기공의 면적보다, 작은 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

7

제1 항에 있어서, 상기 도핑 금속은 은이고, 상기 소스는 1mM 미만 제공되는 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

8

제1 항에 있어서, 상기 도핑 금속은 금이고, 상기 소스는 0.5mM 미만 제공되는 것을 포함하는 음극활물질의 제조 방법.

9

탄화 구조체; 및상기 탄화 구조체의 표면에 제공된 단원자 상태의 제1 금속, 제2 금속, 및 도핑 금속을 포함하되, 상기 탄화 구조체는 복수의 마이크로 기공을 포함하고, 상기 제1 금속, 상기 제2 금속, 및 상기 도핑 금속이 상기 탄화 구조체의 복수의 상기 마이크로 기공을 채우는 것을 포함하는 음극활물질.

10

제9 항에 있어서, 상기 제1 금속, 상기 제2 금속 및 상기 도핑 금속은 단원자 상태로 제공되어, 상기 음극활물질에 대한 XRD 분석 결과 상기 제1 금속, 상기 제2 금속, 및 상기 도핑 금속에 대응하는 피크는 관찰되지 않는 것을 포함하는 음극활물질.

11

제9 항에 있어서, 상기 도핑 금속은, 은, 백금, 또는 금 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 음극활물질.

12

제9 항에 있어서, 상기 도핑 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속보다 높은 환원 전위 값을 갖고, 상기 제1 금속은 상기 제2 금속보다 높은 녹는점을 갖는 것을 포함하는 음극활물질.

13

제12 항에 있어서, 상기 제2 금속의 함량이 상기 제1 금속의 함량보다 높은 것을 포함하는 음극활물질.