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KR100743053B1 - Negative electrode active material. The manufacturing method and a lithium secondary battery having the same - Google Patents

Negative electrode active material. The manufacturing method and a lithium secondary battery having the same Download PDF

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KR100743053B1
KR100743053B1 KR1020050118900A KR20050118900A KR100743053B1 KR 100743053 B1 KR100743053 B1 KR 100743053B1 KR 1020050118900 A KR1020050118900 A KR 1020050118900A KR 20050118900 A KR20050118900 A KR 20050118900A KR 100743053 B1 KR100743053 B1 KR 100743053B1
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Abstract

본 발명은 리튬 이차 전지의 음극 활물질에 있어서, SnaCub를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다. 상기 SnaCub는 흑연(graphite)과 합금될 수 있으며, 탄소가 도포될 수 있다. 또한, 상기 흑연과 합금된 SnaCub는 탄소가 도포될 수 있다. 본 발명은 상기 음극 활물질의 제조방법을 제공하며 상기 음극 활물질을 구비한 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention provides a negative electrode active material comprising a Sn a Cu b in a negative electrode active material of a lithium secondary battery. The Sn a Cu b may be alloyed with graphite and carbon may be coated. Also, Sn a Cu b alloyed with graphite may be coated with carbon. The present invention provides a method for producing the negative electrode active material and provides a lithium secondary battery having the negative electrode active material.

리튬 이차 전지, 음극 활물질, 주석 Lithium secondary battery, negative electrode active material, tin

Description

음극 활물질. 그 제조방법 및 이를 구비한 리튬 이차 전지{Negative Active Material, Manufacturing Method thereof And Lithium Secondary Battery Comprising The Same}Negative electrode active material. The manufacturing method and a lithium secondary battery having the same {Negative Active Material, Manufacturing Method and And Lithium Secondary Battery Comprising The Same}

도 1은 본 발명에 따른 음극 활물질 제조 과정을 나타낸 도,1 is a view showing a negative electrode active material manufacturing process according to the present invention,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지의 구성도,2 is a block diagram of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 음극 활물질의 XRD 회절분석 결과도, 3 is an XRD diffraction analysis of the negative electrode active material according to an embodiment of the present invention,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 음극 활물질의 SEM 사진,4A to 4C are SEM images of the negative electrode active material according to one embodiment of the present invention;

도 5a 내지 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 음극 활물질의 입도 분석에 관한 분포도,5A to 5C are distribution charts related to particle size analysis of an anode active material according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지의 정전류 충방전 시험 결과도,6 is a constant current charge and discharge test results of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention,

도 7a 및 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지의 사이클 횟수에 따른 충방전 비용량 측정 결과도,7a and 7b is a result of measuring charge and discharge specific capacity according to the number of cycles of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention,

도 8a 및 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지의 시간의 변화에 대한 전극 재료 전위의 변화 결과도,8A and 8B are diagrams showing changes in electrode material potential with respect to a change in time of a lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention;

** 도면의 주요부호에 대한 설명*** Description of the main symbols in the drawings *

1: 리튬 이차 전지 2: 음극1: lithium secondary battery 2: negative electrode

3: 양극 4: 세퍼레이터3: anode 4: separator

5: 전지용기 6: 봉입부재5: battery container 6: sealing member

본 발명은 음극 활물질, 그 제조방법 및 이를 구비한 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a negative electrode active material, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery having the same.

최근 전자, 정보통신 산업의 발전은 전자기기의 휴대화, 소형화, 경량화, 고성능화를 통하여 급속한 성장을 보이고 있다. 따라서 이들 휴대용 전자기기의 전원으로 고성능의 리튬이차전지로 채용되고 있으며, 수요가 급증하고 있다. 충전과 방전을 거듭하며 사용하는 이차 전지는 정보통신을 위한 휴대용 전자기기나 전기자전거, 전기자동차 등의 전원으로 필수적이다. 특히 이들의 제품성능이 핵심부품인 전지에 의해 좌우되므로 고성능 전지에 대한 요구는 대단히 크다. 전지에 요구되는 특성은 충방전 특성, 수명, 고율 특성과 고온에서의 안정성 등 여러 가지 측면이 있으며 가장 많이 사용되고 있는 것이 리튬 이차 전지이다. Recently, the development of the electronic and information communication industry is showing rapid growth through the portable, miniaturized, lightweight, and high-performance electronic devices. Therefore, high-performance lithium secondary batteries are employed as power sources for these portable electronic devices, and demand is increasing rapidly. Secondary batteries used with repeated charging and discharging are essential as power sources for portable electronic devices, electric bicycles, and electric vehicles for information and communication. In particular, since their product performance depends on batteries, which are core components, the demand for high performance batteries is very large. The characteristics required for the battery include various aspects such as charge and discharge characteristics, lifespan, high rate characteristics, and stability at high temperatures, and lithium secondary batteries are most commonly used.

리튬 이차 전지는 높은 전압과 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 가장 주목받고 있는 전지이며 전해질에 따라서 액체를 쓰는 액체형 전지, 액체와 폴리머를 혼용해서 쓰는 젤형 폴리머 전지와 순수하게 고분자만을 사용하는 고체형 폴리머 전지로 구분하기도 한다.Lithium secondary batteries are the ones that are attracting the most attention because they have high voltage and high energy density. They are liquid type batteries using liquids according to electrolytes, gel polymer batteries using a mixture of liquids and polymers, and solid polymer batteries using pure polymers. It can also be distinguished.

리튬 이차 전지는 양극, 음극, 전해질, 격리막(separator), 외장재 등으로 주로 구성된다. 양극은 전류집전체에 양극 활물질, 도전제와 바인더(binder) 등의 혼합물이 결착되어 구성된다. 양극 활물질로는 LiCoO2 , LiMn2O4 , LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬 전이금속 화합물이 주로 사용된다. 이들 물질들은 결정구조 내로 리튬이온이 삽입/탈리(intercalation/deintercalation)가 되면서 진행되는 전기화학적 반응 전위가 높다. The lithium secondary battery is mainly composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, a separator, a packaging material, and the like. The positive electrode is formed by binding a mixture of a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder to a current collector. As the positive electrode active material, lithium transition metal compounds such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , and LiMnO 2 are mainly used. These materials have a high electrochemical reaction potential that proceeds as intercalation / deintercalation of lithium ions into the crystal structure occurs.

음극 활물질은 리튬금속, 탄소 또는 흑연 등이 주로 사용되며 양극 활물질과는 반대로 전기화학적 반응 전위가 낮다. 전해질은 주로 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸에틸 카보네이트 등의 극성 유기용매에 LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2, LiPF6 , LiBF4, LiClO4, LiN(SO2C2F5)2 등의 리튬이온을 포함하는 염을 용해시켜 사용한다. Lithium metal, carbon or graphite is mainly used as the negative electrode active material and has a low electrochemical reaction potential as opposed to the positive electrode active material. The electrolyte is mainly composed of LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN ( A salt containing lithium ions such as SO 2 C 2 F 5 ) 2 is dissolved and used.

양극과 음극을 전기적으로 절연시키며 이온의 통로를 제공해주는 역할을 하는 격리막은 다공성 폴리에틸렌 등 폴리올레틴계 폴리머를 주로 사용한다. 전지의 내용물을 보호하며 전지외부로 전기적 통로를 제공하는 외장재로는 금속캔 또는 알 루미늄과 몇 겹의 폴리머층으로 구성된 포장재를 주로 사용한다.As the separator which electrically insulates the positive electrode and the negative electrode and provides a passage of ions, a polyoletin-based polymer such as porous polyethylene is mainly used. As an exterior material that protects the contents of the battery and provides an electrical passage to the outside of the battery, a metal can or a packaging material composed of aluminum and several layers of polymers is mainly used.

액체를 전해질로 쓰는 리튬이온 2차 전지는 과충전이나 기타 부주의한 사용으로 인해 화재나 폭발의 위험성을 갖고 있다. 이러한 안전성의 문제와 더욱 얇고 자유로운 형태의 전지를 제조하기 위해 폴리머를 전해질로 사용하는 리튬이온 폴리머 전지의 개발이 많이 진행되고 있다. 리튬이온 폴리머 전지는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴 등의 고분자 물질들의 메트릭스 내에 액체 전해질을 함침시킨 형태로 구성된다. 따라서, 액체 전해질의 누액 위험이 적고 금속캔 대신 알루미늄박과 폴리머층들로 구성된 포장재를 사용할 수 있어 얇으면서도 형태를 자유롭게 할 수 있는 이점을 갖게 되는 것이다.Lithium-ion secondary batteries that use liquids as electrolytes present a risk of fire or explosion due to overcharging or other careless use. In order to manufacture such a safety problem and a thinner and free battery, there are many developments of a lithium ion polymer battery using a polymer as an electrolyte. The lithium ion polymer battery is constructed by impregnating a liquid electrolyte in a matrix of polymer materials such as polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, and the like. Therefore, there is less risk of leakage of the liquid electrolyte, and instead of a metal can, a packaging material composed of aluminum foil and polymer layers can be used, thereby having an advantage of being thin and free of shapes.

리튬 이차 전지는, 충전 및 방전의 반복적인 조작으로 직류전력을 저장하고, 필요에 따라서 외부로 직류를 공급할 수 있도록 하는 전지로서 사용되고 있다. 이러한 이차 전지는 양극과 음극이 전해액을 사이에 두고 동일한 케이싱내에 위치되며, 이들 전극은 외부부하와 연결됨으로 전류의 흐름이 이루어질 수 있는 구성을 갖는다. 이와 같은 작용을 위하여 상기한 양극과 음극에는, 외부회로로 전기 에너지를 발생시켜 내보내기 위한 화학물질로서의 기능을 하는 이른바 활물질이 코팅 또는 캐스팅된다. 이러한 활물질은 전극부재에 균일하게 도포되어야 전지의 성능을 향상시킬 수 있으므로 활물질의 도포는 전지의 성능에 많은 영향을 주며 활발한 연구가 진행되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION A lithium secondary battery is used as a battery that stores DC power by repetitive operations of charging and discharging and can supply DC to the outside as needed. Such a secondary battery has a configuration in which a positive electrode and a negative electrode are positioned in the same casing with an electrolyte therebetween, and these electrodes are connected to an external load so that current can flow. To this end, the positive electrode and the negative electrode are coated or cast with a so-called active material which functions as a chemical substance for generating and exporting electrical energy to an external circuit. Since the active material may be uniformly applied to the electrode member to improve the performance of the battery, the application of the active material has a great effect on the performance of the battery and active research is being conducted.

리튬이차전지는 현존의 최고성능 이차전지임에도 불구하고 전자기기 측면에서는 보다 고성능의 전지를 필요로 하고 있다. 리튬이차전지의 고성능화는 양극과 음극의 특성 향상이 중요한 역할을 점하고 있는 바, 고성능의 음극재료의 개발은 중요한 과제이다. 기존의 흑연은 372mAh/g의 비용량을 나타내는데, 흑연을 대체할 수 있는 신규의 고성능 음극재료를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 전극재료의 개선 연구는 과거에도 있어왔고, 현재도 진행하고 있으며, 미래에도 변함없이 개선을 위한 연구가 요구될 것이다. Although lithium secondary batteries are the highest performance secondary batteries in existence, they require higher performance batteries in terms of electronic devices. High performance of lithium secondary batteries plays an important role in improving the characteristics of the positive electrode and the negative electrode, and the development of high performance negative electrode material is an important problem. Existing graphite exhibits a specific capacity of 372 mAh / g, and research is being conducted to develop a new high-performance cathode material that can replace graphite. Research on the improvement of such electrode materials has been in the past, is still in progress, and research for improvement will be required in the future.

음극활물질로 흑연을 대체하기 위한 연구로서, 금속-금속 합금계, 전이금속산화물계, 준금속계 등에 대한 검토를 진행해 온 결과, 주석계의 복합물은 고비용량 특성을 나타내고 있어 중요한 음극 후보물질로 개발될 가능성이 높은 것을 발견하였다. As a study to replace graphite with negative electrode active material, studies on metal-metal alloys, transition metal oxides, and metalloids have been conducted. As a result, tin-based composites have high specific capacity and can be developed as important negative electrode candidates. We found a high probability.

또한, 주석계의 복합물은 그러나 충방전 과정 중에 부피팽창이 커서 재료 입자가 부서지며 이로 인하여 입자 간의 전기적 접촉이 불량해지며 비용량이 감소하고 싸이클 수명이 감소하는 원인이 되며 이것이 주석계 재료가 고용량임에도 불구하고 실용화되기 힘든 난제이다.In addition, tin-based composites, however, have a large volume expansion during charge and discharge, which causes material particles to break, resulting in poor electrical contact between particles, reduced cost, and reduced cycle life. Nevertheless, it is difficult to be practical.

본 발명은 이러한 주석계 재료의 문제점을 극복할 수 있는 주석-구리 복합 물, 특히 특정 조성비를 갖는 주석-구리 복합물의 음극 활물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a negative electrode active material of a tin-copper composite, particularly a tin-copper composite having a specific composition ratio, which can overcome the problems of such a tin-based material.

또한, 2종 이상의 금속을 합금화하여 부피팽창에 의한 성능의 열화를 줄이기 위하여 팽창을 흡수할 수 있는 버퍼 매트릭스(buffer matrix)를 도입하고, 합금된 금속은 주석과는 리튬과의 전기화학 반응 전위가 다른, 즉 전기화학 반응 구간에서 전기화학적으로 활성인 주석과 다르게 전기화학적으로 비활성인 금속 복합체인 버퍼 매트릭스를 포함하는 음극활물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, in order to reduce the deterioration of performance due to volume expansion by alloying two or more metals, a buffer matrix capable of absorbing expansion is introduced, and the alloyed metal has an electrochemical reaction potential of lithium with tin. Another object of the present invention is to provide a negative electrode active material including a buffer matrix, which is a metal complex which is electrochemically inactive unlike electrochemically active tin in an electrochemical reaction section.

또한, 전기화학적으로 활성인 주석과 전기화학적으로 비활성에 가까운 금속의 복합물인 주석(Sn)-구리(Cu) 복합체 SnaCub를 개발하고, SnaCub 복합체를 흑연(Graphite)으로 합금하거나, 또는 탄소전구체와 혼합하고 탄화시켜 SnaCub-흑연 복합체 또는 탄소 도포 SnaCub를 개발하고, SnaCub-흑연 복합체에 탄소를 표면에 형성하는 기술개발을 통하여 비용량과 충방전 특성이 향상된 음극 활물질 및 이를 이용한 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, we have developed a tin (Sn) -copper (Cu) composite Sn a Cu b , a complex of electrochemically active tin and an electrochemically inert metal complex, and alloying the Sn a Cu b composite with graphite. Specific amount and charge and discharge through the development of Sn a Cu b -graphite composite or carbon coated Sn a Cu b by mixing and carbonizing with carbon precursor and carbon formation on Sn a Cu b -graphite composite An object of the present invention is to provide an anode active material having improved characteristics and a lithium secondary battery using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

리튬이차전지의 음극 활물질에 있어서, SnaCub를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.The negative electrode active material of a lithium secondary battery WHEREIN : It provides the negative electrode active material characterized by including Sn a Cu b .

또한, 상기 SnaCub는 흑연(graphite)과 합금된 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, the Sn a Cu b provides a negative electrode active material, characterized in that the alloy with graphite (graphite).

또한, 상기 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, the Sn a Cu b is mixed with a carbon precursor and carbonized carbon precursor to provide a negative electrode active material characterized in that the carbon is applied.

또한, 상기 흑연과 합금된 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, Sn a Cu b alloyed with the graphite provides a negative electrode active material, characterized in that the carbon is coated by mixing the carbon precursor and carbonized.

또한, 상기 SnaCub 복합물과 흑연의 혼합 중량비는 1:1인 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, the mixed weight ratio of the Sn a Cu b composite and graphite provides a negative electrode active material, characterized in that 1: 1.

또한, 상기 흑연과 합금된 SnaCub와 탄소전구체의 혼합 중량비는 3:7인 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, the mixed weight ratio of Sn a Cu b alloyed with the graphite and the carbon precursor provides a negative electrode active material, characterized in that 3: 7.

또한, 상기 SnaCub의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 음극 활물질을 제공한다.In addition, the composition ratio a: b of the Sn a Cu b provides a negative electrode active material, characterized in that 5: 6.

본 발명은 또한, 주석(Sn)과 구리(Cu)를 혼합하여 SnaCub 복합물을 제조하는 단계; 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)을 혼합하여 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계; 및 상기 SnaCub-흑연 복합물을 탄소 전구체와 혼합하고 상기 탄소 전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of mixing the tin (Sn) and copper (Cu) to prepare a Sn a Cu b composite; Preparing a graphite composite - the Sn a Cu b composites and graphite (graphite) and mixed with a Sn Cu b; And preparing a carbon coated Sn a Cu b -graphite composite by mixing the Sn a Cu b -graphite composite with a carbon precursor and carbonizing the carbon precursor.

또한, 상기 SnaCub의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the composition ratio a: b of the Sn a Cu b provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that 5: 5.

또한, 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)의 혼합 중량비는 1:1인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the mixed weight ratio of the Sn a Cu b composite and graphite (graphite) provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that 1: 1.

또한, 상기 SnaCub-흑연 복합물과 탄소 전구체의 혼합 중량비는 3:7인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the mixed weight ratio of the Sn a Cu b -graphite composite and the carbon precursor provides a method of producing a negative electrode active material, characterized in that 3: 7.

또한, 상기 SnaCub 복합물을 제조하는 단계는 볼 밀러(ball miller)를 이용하여 기계적으로 합금하여 SnaCub 복합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 음극 활물 질의 제조방법을 제공한다.In addition, the method for producing the Sn a Cu b complexes provides a cathode hwalmul query method, characterized in that for producing a Sn b Cu composite alloy by mechanically using a ball miller (ball miller).

또한, 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 볼 밀러(ball miller)를 이용하여 기계적으로 혼합하여 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.Further, the Sn a Cu b - preparing a graphite composite is the Sn a Cu b to mechanically mixed using a ball miller (ball miller) - provides a method for producing the negative electrode, characterized in that for producing a graphite composite active material, do.

또한, 상기 각 단계 중 하나 이상은 비활성가스 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, at least one of the above steps provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that performed in an inert gas atmosphere.

또한, 상기 비활성가스는 아르곤(Ar) 가스인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the inert gas provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that the argon (Ar) gas.

또한, 상기 탄소 전구체는 폴리비닐클로라이드(PolyVinylChloride)인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the carbon precursor provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that the polyvinyl chloride (PolyVinylChloride).

또한, 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 전기로에서 800~1100℃의 범위내에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, the step of preparing the Sn a Cu b -graphite composite provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that the carbonization in the range of 800 ~ 1100 ℃ in an electric furnace.

또한, 상기 각 단계 중 하나 이상은 얻어진 결과물을 분쇄하여 입도를 조절 하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법을 제공한다.In addition, at least one of the above steps provides a method for producing a negative electrode active material, characterized in that to control the particle size by grinding the resultant.

본 발명은 또한, 음극 활물질을 포함하는 음극과 양극 활물질을 포함하는 양극 및 이온전도체를 구비한 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 음극 활물질은 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery having a negative electrode including a negative electrode active material and a positive electrode and an ion conductor including a positive electrode active material, wherein the negative electrode active material comprises a Sn a Cu b -graphite composite coated with carbon A lithium secondary battery is provided.

또한, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 구형이며, 평균 입도는 4 ~ 9 ㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite is spherical, and provides a lithium secondary battery having an average particle size of 4 to 9 μm.

또한, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.In addition, the composition ratio a: b of the Sn a Cu b -graphite composite coated with carbon provides a lithium secondary battery, characterized in that 5: 6.

또한, 상기 음극은 도전재인 카본 블랙(Super P Black)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.In addition, the negative electrode provides a lithium secondary battery, further comprising carbon black (Super P Black) as a conductive material.

또한, 상기 음극은 바인더인 카르복시메틸셀룰로스(CMC)와 구리집전체를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.In addition, the negative electrode provides a lithium secondary battery, characterized in that the binder further comprises a carboxymethyl cellulose (CMC) and a copper current collector.

또한, 상기 이온전도체는 전해액 또는 고분자 전해질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.In addition, the ion conductor provides a lithium secondary battery, characterized in that the electrolyte or polymer electrolyte.

또한, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 전술한 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지를 제공한다.In addition, the carbon coated Sn a Cu b -graphite composite provides a lithium secondary battery, characterized in that prepared according to the above-described manufacturing method.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

먼저, 본 발명에 따른 음극 활물질을 설명한다.First, the negative electrode active material according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 음극 활물질은 SnaCub를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한 상기 SnaCub는 흑연(graphite)과 합금될 수 있다. 또한, 상기 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포될 수 있다. 또한, 상기 흑연과 합금된 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포될 수 있다. 이외에도 본 발명의 기술분야에서 사용되는 음극 활물질을 혼합하여 사용할 수 있으며 이도 본 발명에 포함된다. The negative electrode active material according to the present invention is characterized in that it comprises a Sn a Cu b . In addition, the Sn a Cu b may be alloyed with graphite. In addition, the Sn a Cu b may be carbonized by mixing the carbon precursor and carbonizing the carbon precursor. In addition, Sn a Cu b alloyed with the graphite may be carbonized by mixing the carbon precursor and carbonizing the carbon precursor. In addition, a negative electrode active material used in the technical field of the present invention may be mixed and used in the present invention.

상기 주석과 구리의 혼합비, 즉 원자비율 a:b는 제한되지 않으나 3:8 ~ 8:3 범위내가 좋으며, 특히 5:6의 비율, 즉 Sn5Cu6로 복합물을 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 SnaCub 복합물과 흑연의 혼합 중량비는 제한되지 않으나 5:1 ~ 1:5의 범위내가 좋으며, 특히 1:1의 혼합 중량비를 갖는 것이 좋다. 상기 1:1의 혼합 중량비는 오차범위내 및 균등범위로 볼 수 있는 범위의 혼합 중량비도 포함한다.The mixing ratio of tin and copper, i.e., the atomic ratio a: b, is not limited but is in the range of 3: 8 to 8: 3, and it is particularly preferable to prepare a composite with a ratio of 5: 6, that is, Sn 5 Cu 6 . In addition, the mixed weight ratio of the Sn a Cu b composite and graphite is not limited, but is preferably within the range of 5: 1 to 1: 5, and particularly preferably has a mixed weight ratio of 1: 1. The mixed weight ratio of 1: 1 also includes a mixed weight ratio within a range that can be seen as an error range and an equivalent range.

상기 탄소 전구체는 탄화에 의해 탄소가 복합물에 도포될 수 있도록 탄소를 제공할 수 있는 물질이면 제한되지 않으며, 특히 고분자 물질인 것이 바람직하다. 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 등의 비닐계 수지, 폴리아닐린(PAn), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene) 등의 전도성 고분자 등이 선택될 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 염산 등을 이용하여 도핑된 전도성 고분자일 수 있다. 탄소 전구체로 특히 폴리비닐클로라이드(PVC)가 좋다. 상기 흑연과 합금된 SnaCub와 탄소 전구체의 혼합 중량비는 제한되지 않으나 2:8 ~ 5:5 범위내인 것이 바람직하며, 특히 3:7이 좋다. The carbon precursor is not limited as long as it is a material capable of providing carbon so that carbon can be applied to the composite by carbonization, and is particularly preferably a high molecular material. Vinyl-based resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl chloride (PVC), and conductive polymers such as polyaniline (PAn), polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene are selected. The conductive polymer may be a conductive polymer doped with hydrochloric acid or the like. Carbon precursors are particularly preferred polyvinylchloride (PVC). Although the mixing weight ratio of Sn a Cu b alloyed with the graphite and the carbon precursor is not limited, it is preferably within the range of 2: 8 to 5: 5, and particularly preferably 3: 7.

이하에서는 본 발명에 따른 음극 활물질의 제조방법을 설명한다. 이하의 제조방법에 대한 설명은 음극 활물질에 대한 설명도 포함된다.Hereinafter will be described a method of manufacturing a negative electrode active material according to the present invention. Description of the following manufacturing method also includes a description of the negative electrode active material.

본 발명에 따른 음극 활물질의 제조방법은, 주석(Sn)과 구리(Cu)를 혼합하여 SnaCub 복합물을 제조하는 단계, 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)을 혼합하여 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계, 및 상기 SnaCub-흑연 복합물을 탄소 전구체와 혼합하고 상기 탄소 전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In the manufacturing method of the negative electrode active material according to the present invention, a step of preparing a Sn a Cu b composite by mixing tin (Sn) and copper (Cu), by mixing the Sn a Cu b composite and graphite (graphite) Sn a Cu b - preparing a graphite composite, and the Sn a Cu b - that comprises a step for producing a graphite complex-graphite composite is mixed with a carbon precursor and by carbonizing the carbon precursor Sn a Cu b a carbon coating It features.

상기 각 단계 중 하나 이상은 비활성가스 분위기에서 수행하는 것이 좋으며, 상기 비활성가스는 아르곤(Ar) 가스가 바람직하다. At least one of each of the steps is preferably carried out in an inert gas atmosphere, the inert gas is preferably argon (Ar) gas.

또한, 상기 각 단계 중 하나 이상은 얻어진 결과물을 분쇄하여 입도를 조절하는 것이 좋다. 분쇄방법은 종래에 잘 알려져 있으므로 그에 의한다.In addition, at least one of the above steps is preferably to control the particle size by grinding the obtained result. Grinding method is well known in the art and accordingly.

본 발명에 따른 음극 활물질은 리튬이온의 삽입/탈리(intercalation/ deintercalation) 현상을 이용한 전지라면 제한되지 않고 음극 활물질로 적용될 수 있다.The negative electrode active material according to the present invention is not limited as long as it is a battery using an intercalation / deintercalation phenomenon of lithium ions, and may be applied as a negative electrode active material.

상기 SnaCub 복합물을 제조하는 단계는 주석과 구리를 혼합하여 SnaCub 복합물을 제조하는 단계이다. 상기 주석과 구리의 혼합비, 즉 원자비율 a:b는 제한되지 않으나 3:8 ~ 8:3 범위내가 좋으며, 특히 5:6의 비율, 즉 Sn5Cu6로 복합물을 제조하는 것이 바람직하다. 상기 5:6의 비율은 수학적으로 정확한 수치라기보다 실험적, 실용적 수치로서 실험, 제조상의 오차범위내 또는 균등 범위내도 포함된다.Preparing the Sn Cu b a composite is a step for preparing a Cu b Sn complex mixture of tin and copper. The mixing ratio of tin and copper, i.e., the atomic ratio a: b, is not limited but is in the range of 3: 8 to 8: 3, and it is particularly preferable to prepare a composite with a ratio of 5: 6, that is, Sn 5 Cu 6 . The ratio of 5: 6 is an experimental and practical value rather than a mathematically accurate value, and is included in an experimental or manufacturing error range or an equivalent range.

주석과 구리를 혼합하여 SnaCub 복합물을 제조하는 방법은 제한되지 않으나 합금의 방법을 이용할 수 있으며, 특히 유동(Planetary) 볼 밀러(Ball Miller)를 회전시키면서 기계적으로 합금시키는 것이 좋다. 상기 회전속도는 제한되지 않으나 50 ~ 200 rpm으로 회전시키며, 시간은 20~100시간이 적정하나 필요에 따라 변형이 가능하다. 상기 볼 밀러에서 사용되는 볼은 일종을 이용할 수 있으나 직경이 다른 여러 종류의 볼을 사용할 수도 있다. 합금 용기는 산소 및 수분의 혼입에 따른 재료의 산화를 방지하기 위해 실링된 용기를 사용하고 불활성 가스, 특히 아르곤 가스 분위기 하에서 수행하는 것이 좋다.The method of preparing a Sn a Cu b composite by mixing tin and copper is not limited, but an alloying method may be used, and mechanical alloying may be particularly performed while rotating a planetary ball miller. The rotational speed is not limited, but rotates at 50 to 200 rpm, and the time is suitable for 20 to 100 hours, but may be modified as necessary. The ball used in the ball miller may use a kind, but various kinds of balls having different diameters may be used. The alloy container preferably uses a sealed container to prevent oxidation of the material due to the incorporation of oxygen and moisture and is carried out under an inert gas, in particular argon gas atmosphere.

SnaCub 복합물 제조 후에는 입자를 분쇄(grinding)하고 체질(seiving)하여 입도를 조절하는 것이 좋다.After the preparation of the Sn a Cu b composite, the particle size may be adjusted by grinding and sieving the particles.

상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)을 혼합하여 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계이다. 상기 SnaCub 복합물과 흑연의 혼합 중량비는 제한되지 않으나 5:1 ~ 1:5의 범위내가 좋으며, 특히 1:1의 혼합 중량비를 갖는 것이 좋다. 상기 1:1의 혼합 중량비는 오차범위내 및 균등범위로 볼 수 있는 범위의 혼합 중량비도 포함한다.The Sn a Cu b - preparing a graphite composite is a Sn b Cu by mixing the Sn a Cu b composites and graphite (graphite) - a step for producing a graphite composite. Although the mixing weight ratio of the Sn a Cu b composite and graphite is not limited, it is preferably within the range of 5: 1 to 1: 5, and particularly preferably having a mixing weight ratio of 1: 1. The mixed weight ratio of 1: 1 also includes a mixed weight ratio within a range that can be seen as an error range and an equivalent range.

SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 방법은 제한되지 않으나 합금의 방법이 좋으며, 특히 유동(Planetary) 볼 밀러(Ball Miller)를 회전시키면서 기계적으로 합금시키는 것이 좋다. 상기 회전속도는 제한되지 않으나 50 ~ 200 rpm으로 회전시키며, 시간은 10~100시간이 적정하나 필요에 따라 변형이 가능하다. 상기 볼 밀러 에서 사용되는 볼은 전술한 SnaCub 복합물을 제조하는 단계의 설명과 동일하므로 생략한다. 합금 용기는 산소 및 수분의 혼입에 따른 재료의 산화를 방지하기 위해 실링된 용기를 사용하고 불활성 가스, 특히 아르곤 가스 분위기 하에서 수행하는 것이 좋다.The method of preparing the Sn a Cu b -graphite composite is not limited, but the method of the alloy is good, in particular, it is preferable to mechanically alloy while rotating the planetary Ball Miller (Ball Miller). The rotational speed is not limited but rotates at 50 to 200 rpm, and the time is suitable for 10 to 100 hours, but may be modified as necessary. The ball used in the ball miller is omitted because it is the same as the description of the step of producing the Sn a Cu b composite described above. The alloy container preferably uses a sealed container to prevent oxidation of the material due to the incorporation of oxygen and moisture and is carried out under an inert gas, in particular argon gas atmosphere.

SnaCub-흑연 복합물 제조 후에는 입자를 분쇄(grinding)하고 체질(seiving)하여 입도를 조절하는 것이 좋다.After the preparation of the Sn a Cu b -graphite composite, the particle size may be controlled by grinding and sieving the particles.

상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 상기 SnaCub-흑연 복합물을 탄소 전구체와 혼합하고 상기 탄소 전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계이다. 상기 탄소 전구체는 탄화에 의해 탄소가 복합물에 도포될 수 있도록 탄소를 제공할 수 있는 물질이면 제한되지 않으며, 특히 고분자 물질인 것이 바람직하다. 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 등의 비닐계 수지, 폴리아닐린(PAn), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene) 등의 전도성 고분자 등이 선택될 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 염산 등을 이용하여 도핑된 전도성 고분자일 수 있다.The preparing of the Sn a Cu b -graphite composite is a step of mixing the Sn a Cu b -graphite composite with a carbon precursor and carbonizing the carbon precursor to prepare a Sn a Cu b -graphite composite coated with carbon. The carbon precursor is not limited as long as it is a material capable of providing carbon so that carbon can be applied to the composite by carbonization, and is particularly preferably a high molecular material. Vinyl-based resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl chloride (PVC), and conductive polymers such as polyaniline (PAn), polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene are selected. The conductive polymer may be a conductive polymer doped with hydrochloric acid or the like.

탄소 전구체로 특히 폴리비닐클로라이드(PVC)가 좋다.Carbon precursors are particularly preferred polyvinylchloride (PVC).

상기 SnaCub-흑연 복합물과 탄소 전구체의 혼합 중량비는 제한되지 않으나 2:8 ~ 5:5 범위내인 것이 바람직하며, 특히 3:7이 좋다. PVC는 분말을 사용하는 것이 좋다. 혼합 재료를 탄화로 또는 전기로에 넣고 탄화시켜 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제조한다. 비활성가스의 분위기하에서 수행하는 것이 바람직하며, 비활성가스로는 아르곤가스를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 탄화시간은 제한되지 않으나 1 ~ 3시간이 바람직하며, 탄화 온도로는 800~ 1100℃에서 수행하는 것이 바람직하다. Although the mixing weight ratio of the Sn a Cu b -graphite composite and the carbon precursor is not limited, it is preferably in the range of 2: 8 to 5: 5, and particularly preferably 3: 7. PVC is good to use powder. The mixed material is placed in a carbonization furnace or an electric furnace and carbonized to produce a carbon coated Sn a Cu b -graphite composite. It is preferable to carry out in the atmosphere of an inert gas, and it is especially preferable to use argon gas as an inert gas. In addition, the carbonization time is not limited, but is preferably 1 to 3 hours, the carbonization temperature is preferably carried out at 800 ~ 1100 ℃.

상기 탄화단계 이후에, 얻어진 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 유발을 이용하여 미세하게 분쇄할 수도 있다.After the carbonization step, the obtained carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite may be finely ground using a mortar.

도 1에 Sn 및 Cu 분말로부터 흑연 합금화 및 탄소 도포 재료의 제조 과정을 나타내었다.1 shows a process for producing graphite alloying and carbon coating material from Sn and Cu powders.

상기의 과정을 통해 제조된 본 발명의 일실시예에 따른 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물의 물리적 특성을 측정하였으며 그 측정결과를 후술할 실시예 및 실험예에서 보다 상세하게 설명한다.Physical properties of the carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite according to an embodiment of the present invention prepared by the above process were measured and the measurement results will be described in more detail in Examples and Experimental Examples to be described below.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 음극 활물질을 구비한 리튬 이차 전지를 상세히 설명한다.Hereinafter, a lithium secondary battery having a negative electrode active material according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 음극 활물질을 구비한 리튬 이차 전지는, 음극 활물질을 포함하는 음극과 양극 활물질을 포함하는 양극 및 이온전도체를 구비한 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 음극 활물질은 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 구형이 바람직하며, 평균 입도는 4 ~ 9 ㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 전술한 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다. 조성비 a:b는 제한되지 않으나 제조방법에서 전술한 조성비가 바람직하며 특히, 5:6이 좋다.A lithium secondary battery having a negative electrode active material according to the present invention is a lithium secondary battery having a negative electrode including a negative electrode active material, a positive electrode containing a positive electrode active material and an ion conductor, wherein the negative electrode active material is carbon coated Sn a Cu It is characterized by comprising a b -graphite composite. The carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite is preferably spherical, characterized in that the average particle size is 4 ~ 9 ㎛. The carbon coated Sn a Cu b -graphite composite may be prepared according to the above-described manufacturing method. Although the composition ratio a: b is not limited, the composition ratio mentioned above in a manufacturing method is preferable, and 5: 6 is especially preferable.

상기 구형의 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 SnaCub 복합물과 흑연이 합금된 SnaCub-흑연 복합물에 탄소가 도포된 형상을 이룬다.Sn a Cu b of the coating of the spherical carbon-graphite composite Sn Cu b a a a b Sn a Cu alloy composites and graphite-form a carbon coating on graphite-like composite.

탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제외한 나머지 구성은 본 기술분야에서 알려진 구성을 제한되지 않고 선택하여 적용할 수 있다. 바람직하기로는, 상기 음극은 도전재인 카본 블랙(Super P Black)을 더 포함할 수 있으며, 상기 음극은 바인더인 카르복시메틸셀룰로스(CMC)와 구리집전체를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 이온전도체는 전해액 또는 고분자 전해질일 수 있다.Except for the carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite, the other configurations can be selected and applied without limitation to those known in the art. Preferably, the negative electrode may further include carbon black (Super P Black) as a conductive material, and the negative electrode may further include a carboxymethyl cellulose (CMC) and a copper current collector as a binder. In addition, the ion conductor may be an electrolyte solution or a polymer electrolyte.

본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지는 전술한 음극 활물질 이외에도 본 발명의 기술분야에서 알려진 음극 활물질을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉 제한되지 않으나, 리튬금속, 탄소 또는 흑연 등을 더 포함할 수 있다. 또한 활성 탄소를 더 사용할 수도 있다. The lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a negative electrode active material known in the art, in addition to the above-described negative electrode active material. That is, although not limited, it may further include lithium metal, carbon or graphite. It is also possible to further use activated carbon.

도 2은 본 발명의 실시 형태인 리튬 이차 전지(1)를 나타낸 것이다. 리튬 이차 전지(1)는 음극(2), 전극(3), 상기 음극(2)과 양극(3) 사이에 배치된 세퍼레이터(4), 상기 음극(2), 양극(3) 및 세퍼레이터(4)에 함침된 이온전도체와, 전지 용기(5)와, 전지 용기(5)를 봉입하는 봉입부재(6)를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 도 2에 도시된 리튬 이차 전지의 형태는 원통형이나 이외에 원통형, 각형, 코인형, 또는 쉬트형 등의 다양한 형상으로 될 수 있다.2 shows a lithium secondary battery 1 which is an embodiment of the present invention. The lithium secondary battery 1 includes a negative electrode 2, an electrode 3, a separator 4 disposed between the negative electrode 2 and the positive electrode 3, the negative electrode 2, the positive electrode 3, and the separator 4. ), The ion conductor impregnated in the ()), the battery container (5), and the sealing member (6) for sealing the battery container (5) as a main portion. The shape of the lithium secondary battery illustrated in FIG. 2 may be in the form of a cylinder, in addition to various shapes such as a cylinder, a square, a coin, or a sheet.

상기 양극(3)은 양극 활물질, 도전재 및 바인더로 이루어진 양극 합제를 구비하여 된 것이다. 양극 활물질로는 리튬을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션 할 수 있는 화합물로 LiMn2O4, LiCoO2, LiNiO2, LiFeO2 , V2O5, TiS, MoS 등이 있으며 제한되지 않는다.The positive electrode 3 is provided with a positive electrode mixture composed of a positive electrode active material, a conductive material and a binder. The positive electrode active material is a compound capable of reversibly intercalating / deintercalating lithium, including LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , V 2 O 5 , TiS, MoS, and the like.

세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 다공질 필름을 사용할 수 있다.As the separator, an olefin porous film such as polyethylene or polypropylene can be used.

상기 이온전도체는, 전해액으로 프로필렌 카보네이트(이하, PC), 에틸렌 카보네이트(이하 EC), 부틸렌 카보네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸 테트라히드로퓨란, γ-부티로락톤, 디옥솔란, 4-메틸디옥솔란, N,N- 디메틸포름아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디메틸 카보네이트(이하, DMC), 에틸메틸 카보네이트(이하, EMC), 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸이소프로필 카보네이트, 에틸부틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디이소프로필카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디에틸렌글리콜, 디메틸에테르 등의 비프로톤성 용매, 또는 이들 용매 중 2종 이상을 혼합한 혼합 용매에, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2, LiPF6 , LiBF4, LiClO4, LiN(SO2C2F5)2 등의 리튬염으로 이루어진 전해질 1종 또는 2종 이상을 혼합시킨 것을 용해한 것을 사용할 수 있다.The ion conductor may be propylene carbonate (hereinafter referred to as PC), ethylene carbonate (hereinafter referred to as EC), butylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, dioxane, and the like. Solan, 4-methyldioxolane, N, N-dimethylformamide, dimethylacetoamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dichloroethane, chlorobenzene, nitrobenzene, dimethyl carbonate ( Hereinafter, DMC), ethyl methyl carbonate (hereinafter EMC), diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diethylene glycol, dimethyl ether LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN () in an aprotic solvent such as or a mixed solvent in which two or more of these solvents are mixed. SO 2 C 2 F 5) may be used that prepared by dissolving a mixture of the electrolyte alone or in combination of two or more made of a lithium salt of 2, and so on.

또한 상기 전해액 대신에 고분자 고체 전해질을 사용하여도 좋으며, 이 경우는 리튬이온에 대한 이온도전성이 높은 고분자를 사용하는 것이 바람직하고, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리에틸렌이민 등을 사용할 수 있고, 또한 이것의 고분자에 상기 용매와 용질을 첨가하여 겔상으로 한 것을 사용할 수도 있다.In addition, a polymer solid electrolyte may be used instead of the electrolyte solution. In this case, it is preferable to use a polymer having high ion conductivity with respect to lithium ions, and polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethyleneimine and the like can be used. The solvent and the solute may be added to the polymer of to form a gel.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예><Example>

(a) Sn5Cu6 복합체의 제조(a) Sn 5 Cu 6 Preparation of the complex

주석과 구리 분말 (99.9 % pure, Sigma Aldrich)을 5:6의 원자비율로 하여 유동(Planetary) 볼 밀러(Ball Miller)로 120 rpm으로 60시간 동안 기계적으로 합금하여 제조하였다. 사용한 볼(ball)은 크기가 다른 두 종류로서 직경이 5 mm와 10 mm였으며 2:4의 중량비율로 사용하였다. 용기는 산소 및 수분의 혼입에 의한 재료의 산화를 막기 위하여 실링된 용기를 사용하였으며 아르곤 가스를 30분 정도 치환하여 사용하였다. 제조 후 분쇄(grinding)하고 체질(seiving)하여 재료의 입도를 조절하였다.Tin and copper powder (99.9% pure, Sigma Aldrich) were prepared by mechanically alloying at 120 rpm for 60 hours in a Planetary Ball Miller at an atomic ratio of 5: 6. The balls used were two different sizes, 5 mm in diameter and 10 mm in diameter, and used in a weight ratio of 2: 4. As the vessel, a sealed vessel was used to prevent oxidation of the material by incorporation of oxygen and moisture, and argon gas was substituted for about 30 minutes. After the production was ground (grinding) and sieving (sieving) to adjust the particle size of the material.

(b) Sn5Cu6-흑연 복합체의 제조(b) Preparation of Sn 5 Cu 6 -graphite composite

제조한 Sn5Cu6 복합체를 흑연(DAG-68s, SODIFF)과 1:1의 중량비로 하여 유동(Planetary) 볼 밀러(Ball Miller)로 160 rpm으로 18시간 동안 기계적으로 합금하여 제조하였다. 제조한 합금 재료를 제조 후 분쇄(grinding)하고 체질(seiving)하여 재료의 입도를 조절하였다.The prepared Sn 5 Cu 6 composite was prepared by mechanically alloying the graphite (DAG-68s, SODIFF) in a weight ratio of 1: 1 with a planetary Ball Miller at 160 rpm for 18 hours. After the prepared alloy material was prepared (grinding) and sieving (sieving) to control the particle size of the material.

(c) 탄소가 도포된 Sn5Cu6 또는 탄소가 도포된 Sn5Cu6-흑연 복합체의 제조(c) Preparation of carbon coated Sn 5 Cu 6 or carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite

제조한 Sn5Cu6 또는 Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 탄소 도포는 탄소 전구체로 PVC(PolyVinylChloride)분말을 사용하여 제조하였다. Sn5Cu6 또는 Sn5Cu6-흑연 복합 체와 PVC의 중량비는 3:7이었다. 혼합 재료를 아르곤 기류하의 800-1000℃의 전기로에서 탄화시켜 제조하였다. 전기로의 승온 속도는 10℃/minute로 하였다.Carbon coating on the prepared Sn 5 Cu 6 or Sn 5 Cu 6 -graphite composite was prepared using PVC (PolyVinylChloride) powder as a carbon precursor. The weight ratio of Sn 5 Cu 6 or Sn 5 Cu 6 -graphite composite to PVC was 3: 7. The mixed material was prepared by carbonization in an electric furnace at 800-1000 ° C. under an argon stream. The temperature increase rate of an electric furnace was 10 degreeC / minute.

<실험예 1> 탄소가 도포된 Sn5Cu6-흑연 복합체의 재료 특성 분석Experimental Example 1 Material Properties Analysis of Carbon Coated Sn 5 Cu 6 -Graphite Composite

재료의 결정 구조 특성은 Philips 1830의 X-선 회절분석기(X-ray diffractometer)를 사용하였으며, Ni filtered Cu Kα radiation (λ = 1.5406 Å)을 사용하고 주사속도는 0.04°/sec 였으며, 측정한 2θ 범위는 10° ~ 120°였다. 재료의 표면 형상은 SEM(Scanning Electron Microscope, Jeol S-300 H)을 사용하였다. 입도분석은 Malvern easy particle size analyzer를 사용하였다.The crystal structure of the material was measured by Philips 1830's X-ray diffractometer, Ni-filtered Cu Kα radiation (λ = 1.5406 Å), scanning rate of 0.04 ° / sec. The range was 10 ° to 120 °. Surface shape of the material was used SEM (Scanning Electron Microscope, Jeol S-300 H). Particle size analysis was performed using a Malvern easy particle size analyzer.

실험결과는 다음과 같다.The experimental results are as follows.

도 3은 Sn5Cu6 복합체, Sn5Cu6-흑연 복합체, 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체의 PXRD 경향을 나타낸 도이다. 도 3의 (a)는 제조한 Sn5Cu6 복합체로서 29°와 42°의 2θ 값으로서 Sn5Cu6 복합체가 제조되었음을 확인할 수 있다. 도 3의 (b)는 Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 XRD pattern은 피크(peak)가 크지(intensive) 못한 것으로 봐서 결정성이 낮음을 알 수 있다. 도 3의 (c)는 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 XRD pattern으로서, 열처리 과정에서 결정성이 낮은 합금 재료의 결정성이 향상되어 확연히 구분할 수 있는 피크(peak)들로 나타남을 확인할 수 있다. Figure 3 is a graph showing the PXRD tendency of Sn 5 Cu 6 composite, Sn 5 Cu 6 -graphite composite, carbon coating Sn 5 Cu 6 -graphite composite. Of Figure 3 (a) it can be confirmed that the Cu 6 Sn 5 composite is obtained as a value of 2θ as a Cu 6 Sn 5 composites prepared 29 ° and 42 °. 3 (b) shows that the XRD pattern for the Sn 5 Cu 6 -graphite composite is low in crystallinity as the peak is not intensive. 3 (c) is an XRD pattern for the carbon-coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite, which shows that the crystallinity of the alloy material having low crystallinity during the heat treatment is improved, and thus the peaks are clearly distinguishable. Can be.

PVC 등 탄소 전구체의 탄소화는 500 ℃ 이상에서 진행되며, 1000℃ 이상까지 열처리 할 때 탄소재료의 결정의 크기(La)는 증가하고, H/C 원소 비율은 감소한다. 이 과정 동안 면간거리를 나타내는 XRD의 d002 피크의 위치는 크게 변하지 않는데 이는 비정질의 탄소 재료가 결정형으로 향상되지 않음을 나타낸다. 이러한 이유로 인하여 제조한 재료에서 흑연의 d002에 해당하는 피크는 나타나지 않는다. 그러므로 Sn5Cu6-흑연 복합체 표면에 도포된 탄소재료는 비정질 구조이다.Carbonization of carbon precursors such as PVC proceeds at 500 ° C. or higher, and when the heat treatment is performed at 1000 ° C. or higher, the crystal size (La) of the carbon material increases and the H / C element ratio decreases. During this process, the position of the d002 peak of the XRD, which represents the interplanar spacing, does not change significantly, indicating that the amorphous carbon material does not improve to the crystalline form. For this reason, the peak corresponding to d002 of graphite does not appear in the produced material. Therefore, the carbon material coated on the Sn 5 Cu 6 -graphite composite surface has an amorphous structure.

도 3의 (b)의 26° 영역에서 잘 알려진 흑연의 d002 피크를 확인할 수 있다. 나타낸 바와 같이 재료에는 불필요한 XRD 피크가 나타나지 않음으로서 순수도가 높은 복합체로 얻어졌음을 알 수 있다. The well known d002 peak of graphite in the 26 ° region of Figure 3 (b) can be seen. As can be seen, unnecessary XRD peaks do not appear in the material, indicating that a high purity composite was obtained.

도 3의 (c)에 측정한 XRD pattern의 피크들을 구리(JCPDS 04-0836)와 주석(JCPDS 04-0673), Sn5Cu6 .25 (JCPDS 47-1575) 및 흑연에 대하여 표준의 JCPDS 값으로 매칭하여 나타내었다.Peaks of the XRD pattern measurement in Fig. 3 (c) copper (JCPDS 04-0836) and tin (JCPDS 04-0673), Cu 6 Sn 5 .25 (JCPDS 47-1575) and JCPDS standard value with respect to the graphite It is shown by matching.

도 4a 내지 4c는 각각 Sn5Cu6 복합체, Sn5Cu6-흑연 복합체, 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 SEM 사진을 도시한 도이다. 겉보기 모양에 있어서는 큰 차이를 확인 할 수 없었으며, 공통적인 사항은 각 재료 입자들이 응집(agglomeration)된 것이 아니라 구형의 입자 형상으로 존재하는 특징을 나타내었다. 평균 입도는 4 ~ 9 μm 였다.4A to 4C are SEM photographs of Sn 5 Cu 6 composites, Sn 5 Cu 6 -graphite composites, and carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composites, respectively. There was no big difference in the apparent shape, and the common point was that the material particles were not agglomerated but exist in spherical shape. The average particle size was 4-9 μm.

도 5a 내지 5c는 각각 Sn5Cu6 복합체, Sn5Cu6-흑연 복합체, 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 입도 분석 결과를 나타낸 도이다. 도시된 바와 같이 평균 입도는 4-9㎛였으며, 재료에 흑연과 탄소를 도포함에 따라 입자의 크기는 증가하였다. Sn5Cu6 복합체의 평균입도는 4.8㎛였는데 흑연과의 복합 재료인 Sn5Cu6-흑연 복합체는 평균입도가 5.6㎛로 증가하였다. 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체는 8.9㎛의 평균입도를 나타내었다. 이러한 증가는 Sn5Cu6 복합체에 비해 두 배로 증가한 결과이다. 이러한 증가는 Sn5Cu6-흑연 복합체 표면에 탄소가 침착되어 재료 표면을 충분히 감싼 결과이다.5A to 5C are graphs showing particle size analysis results for Sn 5 Cu 6 composite, Sn 5 Cu 6 -graphite composite, and carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite, respectively. As shown, the average particle size was 4-9 μm, and the particle size increased with the application of graphite and carbon to the material. The average particle size of the Sn 5 Cu 6 composite was 4.8 μm, but the average particle size of the Sn 5 Cu 6 -graphite composite, which is a composite material with graphite, increased to 5.6 μm. The carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite had an average particle size of 8.9 μm. This increase is a result of doubling the Sn 5 Cu 6 composite. This increase is the result of the deposition of carbon on the surface of the Sn 5 Cu 6 -graphite composite, which sufficiently covers the material surface.

<실험예 2>Experimental Example 2

본 발명에 따른 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체의 리튬 이차 전지 음극 활물질로의 전기화학적 특성을 실험하기 위한 전지의 제조는 다음과 같다. 2025형의 원반형 전지(coin cell)을 구성하여 평가하였다. 시험 전극은 전술한 전극 활물질인 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체 90 중량%에 대해 결합제인 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF)를 10 중량%를 사용하고 재료의 분산을 위하여 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 분산 용매로 사용하였다. 제조한 슬러리를 구리 박막에 도포하고 건조한 후 압착하여 전극으로 제조하였다. 제조한 전극과 리튬금속박, 격리막 및 전해액을 사용하여 2025 원반형 전지를 구성하였다. 전해액은 1.0M LiPF6 EC/DMC/EMC/PC 4/3/3/1(Cheil Industries Ltd, South Korea)을 사용하였다.Preparation of a battery for experimenting the electrochemical characteristics of the carbon-coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite according to the present invention to the lithium secondary battery negative electrode active material is as follows. A 2025-type coin cell was constructed and evaluated. The test electrode uses 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder relative to 90% by weight of the carbon-coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite, which is the electrode active material described above, and N-methyl-2- for dispersing the material. Pyrrolidone (NMP) was used as the dispersion solvent. The prepared slurry was applied to a thin copper film, dried and pressed to prepare an electrode. A 2025 disc battery was constructed using the prepared electrode, lithium metal foil, separator, and electrolyte solution. As the electrolyte solution, 1.0M LiPF 6 EC / DMC / EMC / PC 4/3/3/1 (Cheil Industries Ltd, South Korea) was used.

도 6은 (Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지와 (탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지에 대한 정전류 충방전 시험 결과를 나타낸 도이다. (Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지의 제1차 충전 비용량은 약 564 mAh/g이었고, (탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지의 충전 비용량은 약 303 mAh/g을 나타내었다. (탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지에서 낮은 비용량이 나온 것은 리튬저장 용량이 낮은 탄소 재료가 Sn5Cu6 재료에 비해 2배의 중량이 사용된 것 때문인 것으로 보인다. Fig. 6 shows the results of the constant current charge / discharge test of the (Sn 5 Cu 6 -graphite composite) ┃Li battery and the (carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite) ┃Li battery. (Sn 5 Cu 6 -graphite composite) ┃The primary charging specific capacity of Li battery was about 564 mAh / g, and (Carbon-coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite) 충전 Li battery was about 303 mAh / g is shown. (Carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite) The low specific capacity of Li batteries appears to be due to the fact that carbon materials with low lithium storage capacity used twice as much weight as Sn 5 Cu 6 materials.

도 7a 및 7b는 각각 (Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지와 (탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체)┃Li 전지에 대한 사이클 회수에 따른 충방전 비용량을 도시한 도이다. 도시된 바와 같이 탄소 재료가 많이 사용된 경우 비용량은 낮으나 충방전 싸이클 특성은 보다 우수하였다. 탄소 재료에 의한 Sn5Cu6-흑연 복합체의 도포로 인해 전극 재료의 팽창을 흡수하는 완충 능력이 증가하여 싸이클 특성이 향상된 결과이다. 7A and 7B show charge and discharge specific capacities according to the number of cycles for the (Sn 5 Cu 6 -graphite composite) ┃Li battery and the (carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite) ┃Li battery, respectively. As shown, when the carbon material is used a lot, the specific capacity is low but the charge and discharge cycle characteristics are better. The application of the Sn 5 Cu 6 -graphite composite by the carbon material increases the buffer capacity to absorb the expansion of the electrode material, resulting in improved cycle characteristics.

탄소재료의 함량을 조절하여 좋은 싸이클 특성과 함께 전극재료의 비용량을 개선할 수 있다. 충방전의 진행에 따라 비용량이 감소하였는데 이는 합금 재료의 부피팽창에 의하여 전극재료가 진전체와 재료간의 전자전도 경로로부터 탈리된 결과로 판단된다.By controlling the content of the carbon material, it is possible to improve the specific capacity of the electrode material with good cycle characteristics. As charging and discharging progressed, the specific capacity decreased, which is believed to be the result of the electrode material being detached from the electron conduction path between the genuine and the material due to the volume expansion of the alloy material.

도 8a 및 8b는 시간의 변화에 대한 전극 재료 전위의 변화를 나타내었다. Sn5Cu6-흑연 복합체는 400 mV에서 Li7Sn3의 형성에 기인한 전위 평탄 영역을 나타내었으나 탄소 도포 Sn5Cu6-흑연 복합체는 그러한 전위 평탄 영역을 나타내지 않았다. 8A and 8B show the change in electrode material potential over time. The Sn 5 Cu 6 -graphite composite exhibited dislocation planar regions due to the formation of Li 7 Sn 3 at 400 mV, while the carbon coated Sn 5 Cu 6 -graphite composite did not exhibit such dislocation planar regions.

Sn5Cu6-흑연 복합체에 대한 탄소 재료의 도포는 전자전도를 원활히 하면서도 합금 재료의 부피팽창을 감소시킬 수 있으며, 탄소 재료 도포 함량의 최적화로 고용량 장수명의 전극 재료로 이용될 수 있다. Sn5Cu6-흑연 복합체의 경우 약 564 mAh/g의 비용량을 나타내었으며, 탄소의 도입으로 부피팽창을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.Application of the carbon material to the Sn 5 Cu 6 -graphite composite can reduce the volume expansion of the alloying material while facilitating the electronic conductivity, and can be used as a high-capacity long-life electrode material by optimizing the carbon material coating content. Sn 5 Cu 6 -graphite composites showed a specific capacity of about 564 mAh / g, it can be seen that the volume expansion can be reduced by the introduction of carbon.

본 발명에 따른 음극 활물질 및 리튬 이차 전지는, 물리적 특성 및 전기 화학적 특성을 분석한 결과, 충방전 특성이 향상되었으며 보다 우수한 충방전 싸이클 특성을 나타내었고 우수한 비용량을 가져 탁월한 성능을 나타내며 산업적으로 유용하다. The negative electrode active material and the lithium secondary battery according to the present invention, as a result of analyzing the physical and electrochemical properties, the charge and discharge characteristics were improved, exhibited better charge and discharge cycle characteristics, has an excellent specific capacity and shows excellent performance and industrially useful Do.

Claims (25)

삭제delete 리튬이차전지의 음극 활물질에 있어서,In the negative electrode active material of a lithium secondary battery, SnaCub(a:b의 비율은 3:8 ~ 8:3 범위내임)를 포함하여 이루어지고, 상기 SnaCub는 흑연(graphite)과 합금된 것을 특징으로 하는 음극 활물질.Sn a Cu b (a: b ratio is in the range of 3: 8 ~ 8: 3), and the Sn a Cu b is an anode active material, characterized in that alloyed with graphite (graphite). 리튬이차전지의 음극 활물질에 있어서,In the negative electrode active material of a lithium secondary battery, SnaCub(a:b의 비율은 3:8 ~ 8:3 범위내임)를 포함하여 이루어지고, 상기 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 것을 특징으로 하는 음극 활물질.Sn a Cu b (the ratio of a: b is in the range of 3: 8 ~ 8: 3), and the Sn a Cu b is characterized in that the carbon is coated by carbonizing the carbon precursor after mixing with the carbon precursor A negative electrode active material. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 흑연과 합금된 SnaCub는 탄소전구체와 혼합한 뒤 탄소전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 것을 특징으로 하는 음극 활물질.Sn a Cu b alloyed with the graphite is mixed with a carbon precursor and carbonized carbon precursor is coated with a negative electrode active material. 제2항에 있어서, 상기 SnaCub 복합물과 흑연의 혼합 중량비는 1:1인 것을 특징으로 하는 음극 활물질.The negative active material of claim 2, wherein the mixed weight ratio of the Sn a Cu b composite to graphite is 1: 1. 제4항에 있어서, 상기 흑연과 합금된 SnaCub와 탄소전구체의 혼합 중량비는 3:7인 것을 특징으로 하는 음극 활물질.The negative active material of claim 4, wherein a mixed weight ratio of Sn a Cu b alloyed with graphite and a carbon precursor is 3: 7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SnaCub의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 음극 활물질.Claim 2 according to sixth to any one of items, wherein the composition ratio of a Sn Cu b a: b is 5: 6, in the negative electrode active material according to claim. 주석(Sn)과 구리(Cu)를 혼합하여 SnaCub 복합물(a:b의 비율은 3:8 ~ 8:3 범위내임)을 제조하는 단계;Mixing tin (Sn) and copper (Cu) to produce a Sn a Cu b composite (a: b ratio is in the range of 3: 8 to 8: 3); 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)을 혼합하여 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계; 및Preparing a graphite composite - the Sn a Cu b composites and graphite (graphite) and mixed with a Sn Cu b; And 상기 SnaCub-흑연 복합물을 탄소 전구체와 혼합하고 상기 탄소 전구체를 탄화시켜 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 음극 활물질의 제조방법.And mixing the Sn a Cu b -graphite composite with a carbon precursor and carbonizing the carbon precursor to prepare a Sn a Cu b -graphite composite coated with carbon. 제8항에 있어서, 상기 SnaCub의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the composition ratio of the Sn a Cu b a: b is 5: The method of producing a cathode active material according to claim 6 in. 제8항에 있어서, 상기 SnaCub 복합물과 흑연(graphite)의 혼합 중량비는 1:1인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the mixing weight ratio of the Sn a Cu b composite and graphite is 1: 1. 제8항에 있어서, 상기 SnaCub-흑연 복합물과 탄소 전구체의 혼합 중량비는 3:7인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the mixing weight ratio of the Sn a Cu b -graphite composite and the carbon precursor is 3: 7. 제8항에 있어서, 상기 SnaCub 복합물을 제조하는 단계는 볼 밀러(ball miller)를 이용하여 기계적으로 합금하여 SnaCub 복합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.9. The method of claim 8, wherein the manufacturing of the Sn a Cu b composite comprises mechanically alloying a ball miller to produce a Sn a Cu b composite. 제8항에 있어서, 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 볼 밀러(ball miller)를 이용하여 기계적으로 혼합하여 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the step of preparing the Sn a Cu b -graphite composite is mechanically mixed using a ball miller (ball miller) to produce the Sn a Cu b -graphite composite of the negative electrode active material Manufacturing method. 제8항에 있어서, 상기 각 단계 중 하나 이상은 비활성가스 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein at least one of the steps is performed in an inert gas atmosphere. 제8항에 있어서, 상기 비활성가스는 아르곤(Ar) 가스인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the inert gas is argon (Ar) gas. 제8항에 있어서, 상기 탄소 전구체는 폴리비닐클로라이드(PolyVinylChloride)인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the carbon precursor is polyvinyl chloride (PolyVinylChloride). 제8항에 있어서, 상기 SnaCub-흑연 복합물을 제조하는 단계는 전기로에서 800~1100℃의 범위내에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.The method of claim 8, wherein the preparing the Sn a Cu b -graphite composite is carbonized in an electric furnace in the range of 800 to 1100 ° C. 제8항에 있어서, 상기 각 단계 중 하나 이상은 얻어진 결과물을 분쇄하여 입도를 조절하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법.10. The method of claim 8, wherein at least one of each of the steps comprises grinding the resultant to adjust the particle size. 음극 활물질을 포함하는 음극과 양극 활물질을 포함하는 양극 및 이온전도체를 구비한 리튬 이차 전지에 있어서, In a lithium secondary battery provided with a negative electrode containing a negative electrode active material and a positive electrode containing a positive electrode active material and an ion conductor, 상기 음극 활물질은 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물(a:b의 비율은 3:8 ~ 8:3 범위내임)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The negative electrode active material is a lithium secondary battery, characterized in that made of carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite (a: b ratio is in the range of 3: 8 ~ 8: 3). 제19항에 있어서, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 구형이며, 평균 입도는 4 ~ 9 ㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.20. The lithium secondary battery of claim 19, wherein the carbonaceous Sn a Cu b -graphite composite is spherical and has an average particle size of 4 to 9 µm. 제19항에 있어서, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물의 조성비 a:b는 5:6인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지The lithium secondary battery according to claim 19, wherein the composition ratio a: b of the Sn a Cu b -graphite composite coated with carbon is 5: 6. 제19항에 있어서, 상기 음극은 도전재인 카본 블랙(Super P Black)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery of claim 19, wherein the negative electrode further comprises carbon black (Super P Black) as a conductive material. 제19항에 있어서, 상기 음극은 바인더인 카르복시메틸셀룰로스(CMC)와 구리집전체를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 19, wherein the negative electrode further comprises a carboxymethyl cellulose (CMC) and a copper current collector as a binder. 제19항에 있어서, 상기 이온전도체는 전해액 또는 고분자 전해질인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지. 20. The lithium secondary battery of claim 19, wherein the ion conductor is an electrolyte or a polymer electrolyte. 제19항에 있어서, 상기 탄소가 도포된 SnaCub-흑연 복합물은 제8항 내지 제18항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The lithium secondary battery according to claim 19, wherein the carbon-coated Sn a Cu b -graphite composite is manufactured according to any one of claims 8 to 18.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101165042B1 (en) * 2010-04-14 2012-07-13 주식회사 비츠로셀 Lithium battery coated by Polyvinyl or ionic conductivities Polyvinyl chloride polymer and making method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002298836A (en) 2001-04-02 2002-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
KR20050075449A (en) 2002-11-29 2005-07-20 미츠이 마이닝 & 스멜팅 콤파니 리미티드 Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacture thereof, and non-aqueous electrolyte secondary cell
KR20050094451A (en) 2003-01-22 2005-09-27 히다치 막셀 가부시키가이샤 Negative electrode for lithtum secondary battery, method for producing same, and lithtum secondary battery using same
KR20060094633A (en) 2005-02-25 2006-08-30 삼성에스디아이 주식회사 Anode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002298836A (en) 2001-04-02 2002-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
KR20050075449A (en) 2002-11-29 2005-07-20 미츠이 마이닝 & 스멜팅 콤파니 리미티드 Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacture thereof, and non-aqueous electrolyte secondary cell
KR20050094451A (en) 2003-01-22 2005-09-27 히다치 막셀 가부시키가이샤 Negative electrode for lithtum secondary battery, method for producing same, and lithtum secondary battery using same
KR20060094633A (en) 2005-02-25 2006-08-30 삼성에스디아이 주식회사 Anode active material for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101044577B1 (en) 2008-11-25 2011-06-29 주식회사 엘 앤 에프 High voltage lithium secondary battery

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