양극활물질, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 리튬 이차전지
cathode active materials, fabrication method of the same, and lithium secondary batteries using the same
특허 요약
본 발명에 따른 양극활물질의 제조 방법은, 양극활물질 전구체 및 리튬염을 소성하여 예비 양극활물질을 제조하는 단계, 및 상기 예비 양극활물질에 탄소와 플루오린이 결합된 화합물을 포함하는 용액을 제공하고 �칭하여 상기 양극활물질을 제조하는 단계를 포함하되, 상기 용액은 상기 예비 양극활물질을 제조한 후에 제공되는 것을 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

양극활물질 전구체 및 리튬염을 소성하여, 예비 양극활물질을 제조하는 단계; 및상기 예비 양극활물질에 탄소와 플루오린이 결합된 화합물을 포함하는 용액을 제공하고 �칭하여, 양극활물질을 제조하는 단계를 포함하되,상기 용액은 상기 예비 양극활물질을 제조한 후에 제공되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

2

제1 항에 있어서,상기 용액에 의해 상기 예비 양극활물질의 �칭이 시작되는 �칭 시작 온도는 500℃ 초과 700℃ 미만으로 제어되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

3

제2 항에 있어서,상기 예비 양극활물질에 상기 용액을 제공하고 �칭하여 상기 양극활물질을 제조하는 단계에서,상기 예비 양극활물질의 입자의 표면에 존재하는 리튬 잔여물이 플루오린화 리튬층으로 변환되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

4

제3 항에 있어서,상기 예비 양극활물질에 상기 용액을 제공하고 �칭하여 상기 양극활물질을 제조하는 단계에서,상기 용액의 상기 화합물 내에 탄소와 플루오린의 결합이 끊어지는 것을 포함하고,상기 예비 양극활물질의 입자의 표면 상의 상기 리튬 잔여물 내에 리튬과 상기 용액 내에 플루오린이 결합되어, 상기 양극활물질의 1차 입자의 표면 상에 상기 플루오린화 리튬층이 형성되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

5

제4 항에 있어서,상기 예비 양극활물질에 상기 용액을 제공하고 �칭하여 상기 양극활물질을 제조하는 단계에서,상기 용액은, 상기 용액에 상기 예비 양극활물질을 담지하는 방법, 또는 상기 용액을 상기 예비 양극활물질에 분무하는 방법으로, 상기 양극활물질에 제공되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

6

양극활물질 전구체 및 리튬염을 소성한 후에 탄소와 플루오린이 결합된 화합물을 포함하는 용액을 제공하여 �칭하는 양극활물질의 제조 방법에 있어서,상기 용액에 의해 상기 양극활물질의 1차 입자의 표면 상에 플루오린화 리튬층이 형성되는 것을 포함하고,�칭 시작 온도에 따라서, 상기 양극활물질의 1차 입자의 표면 상에 상기 플루오린화 리튬층의 두께가 제어되는 것을 포함하는 양극활물질의 제조 방법.

7

전이 금속 및 리튬을 포함하는 양극활물질에 있어서,상기 양극활물질은 복수의 1차 입자가 응집된 2차 입자를 포함하고,복수의 상기 1차 입자 및 상기 2차 입자의 표면 플루오린화 리튬층이 코팅된 것을 포함하는 양극활물질.

8

제7 항에 있어서,복수의 상기 1차 입자는, 상기 2차 입자 내부의 제1 타입 1차 입자, 및 상기 2차 입자 외부의 제2 타입 1차 입자를 포함하고,상기 제1 타입 1차 입자 및 상기 제2 타입 1차 입자의 표면 상에 상기 플루오린화 리튬층이 코팅된 것을 포함하는 양극활물질.

9

제7 항에 있어서,상기 1차 입자 및 상기 2차 입자의 표면 상에 상기 플루오린화 리튬층의 두께가 증가할수록, 리튬 이차전지의 초기 용량이 감소되고 용량 유지율이 향상되는 것을 포함하는 양극활물질.

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제7 항에 있어서,상기 양극활물질에 대해서 전위차 적정법으로 분석 시, 수산화 리튬의 농도는 2,521ppm 초과 3,773ppm 미만이고, 탄산 리튬의 농도는 449ppm 초과 2,354ppm 미만인 것을 포함하는 양극활물질.

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제7항 따른 상기 양극활물질을 갖는 양극을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,4.2V 이상으로 충/방전 시, 상기 양극활물질의 상기 플루오린화 리튬층에 의해, 용량 유지율 및 율속 특성이 향상되는 것을 포함하는 리튬 이차전지.

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제11 항에 있어서,충/방전 과정에서 상기 양극활물질의 상기 플루오린화 리튬층에 의해, 상기 양극활물질의 크랙의 발생이 억제되는 것을 포함하는 리튬 이차전지.