KR101540673B1 - 이차전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents
이차전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 양극 활물질의 SEM 사진이다;
도 3는 실험예 1 및 비교예 1에 따른 양극 활물질의 압력에 따른 밀도변화에 대한 비교 그래프이다;
도 4 실험예 2 및 비교예 2에 따른 온도 변화와 리튬 이차전지의 고온 저장 특성 비교 그래프이다.
Claims (22)
- 2.50V 내지 4.35V의 작동 전압 영역을 갖는 이차전지용 양극 활물질로서, 리튬 코발트계 산화물 및 표면 처리된 리튬 니켈계 산화물을 포함하고, 상기 양극 활물질은 상기 코발트계 산화물의 평균 입경과 리튬 니켈계 복합 산화물의 평균 입경이 서로 다른 바이모달(bimodal) 형태에 의해 바이모달 형태가 아닌 평균 입경이 유사한 리튬 코발트 산화물과 리튬 니켈계 산화물로 구성된 양극 활물질의 압연 밀도 보다 높은 압연 밀도를 가지고,
상기 리튬 니켈계 산화물은 불소 함유 폴리머와 반응하여 리튬 니켈계 산화물 표면 전체에 불소로 코팅된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 양극 활물질. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 양극 활물질의 압연 밀도는 3.8 내지 4.0 g/cc 인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 코발트계 산화물의 평균 입경은 16 ~ 25 ㎛이고, 상기 리튬 니켈계 산화물의 평균 입경은 2 ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 코발트계 산화물의 평균 입경은 2 ~ 10 ㎛이고, 상기 리튬 니켈계 산화물의 평균 입경은 16 ~ 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 코발트계 산화물은 하기 화학식 1로 표현되는 것을 특징으로 하는 양극 활물질:
Li(Co(1-a)Ma)O2 (1)
상기 식에서,
0.1≤a≤0.2이고,
상기 M은 Mg, Ti, Zr, Al 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 이상의 원소이다. - 제 6 항에 있어서, 상기 M은 Mg, 또는 Ti, 또는 Mg 및 Ti인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 코발트계 산화물은 표면 전체에 Al2O3이 코팅되어 있고, Al의 함유량은 리튬 코발트계 산화물 전체 중량에 대해 0.001 내지 2000 ppm인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 8 항에 있어서, 상기 Al의 함유량은 350 내지 500 ppm인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 8 항에 있어서, 상기 Al2O3의 코팅 두께는 0.5 ~ 2 ㎚인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 8 항에 있어서, 상기 Al2O3은 습식법에 의해 리튬 코발트계 산화물의 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 리튬 니켈계 산화물은 하기 화학식 2로 표현되고 양극 활물질의 전체 중량 대비 10 내지 50 중량%로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 양극 활물질:
Li1 + xNiaMnbCo1 -(a+b)O2 (2)
상기 식에서,
-0.2≤x≤0.2, 0.5≤a≤0.6, 0.2≤b≤0.3이다. - 제 12 항에 있어서, 상기 리튬 니켈계 산화물은 양극 활물질의 전체 중량 대비 20 내지 40 중량%로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층의 불소 함유량은 리튬 니켈계 산화물 전체 중량에 대해 0.001 내지 3000 ppm인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 있어서, 상기 불소 함유 폴리머는 PVdF 또는 PVdF-HFP인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 15 항에 있어서, 상기 불소 함유 폴리머는 PVdF인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 삭제
- 삭제
- 제 14 항에 있어서, 상기 불소의 함유량은 리튬 니켈계 산화물 전체 중량에 대해 1000 내지 2000 ppm인 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 14 항에 있어서, 상기 코팅은 0.5 ~ 2 ㎚ 범위의 두께로 코팅된 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 14 항에 있어서, 상기 코팅은 습식법 또는 건식법에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 양극 활물질.
- 제 1 항에 따른 상기 양극 활물질을 포함하는 것으로 구성되고, 작동 전압 영역이 2.50V ~ 4.35V인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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