KR102313092B1 - 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법, 리튬 이차전지용 양극 활물질, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 양극 및 리튬 이차전지 - Google Patents
리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법, 리튬 이차전지용 양극 활물질, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 양극 및 리튬 이차전지 Download PDFInfo
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Abstract
Description
구분 | 도핑 | 코팅 | 도핑 원소 중량/코팅 원소 중량의 비율 | ||
도핑 원소 | 양극 활물질 총 중량 대비 도핑 원소 중량(ppm) | 코팅 원소 | 양극 활물질 총 중량 대비 코팅 원소 중량(ppm) | ||
실시예 1 | Zr | 2000 | B | 1000 | 2 |
Al | 2000 | Al | 1000 | ||
실시예 2 | Zr | 2500 | B | 1000 | 4.25 |
Al | 6000 | Al | 1000 | ||
실시예 3 | Zr | 2000 | B | 1000 | 0.44 |
Al | 2000 | Al | 8000 | ||
실시예 4 | Zr | 2000 | B | 2000 | 2 |
Al | 2000 | ||||
실시예 5 | Zr | 2000 | Co | 1000 | 2 |
Al | 2000 | Al | 1000 | ||
실시예 6 | Co | 2000 | B | 1000 | 2 |
Al | 2000 | Al | 1000 | ||
실시예 7 | Zr | 4000 | B | 1000 | 2 |
Al | 1000 | ||||
실시예 8 | Zr | 4000 | B | 2000 | 2 |
실시예 9 | Zr | 2000 | B | 500 | 4.67 |
Al | 5000 | Al | 1000 | ||
실시예 10 | Zr | 2000 | B | 1500 | 4.67 |
Al | 5000 | ||||
실시예 11 | Zr | 1500 | B | 1000 | 6.50 |
Al | 5000 | ||||
비교예 1 | - | - | B | 1000 | 0 |
Al | 1000 | ||||
비교예 2 | Zr | 10000 | B | 1000 | 10 |
Al | 10000 | Al | 1000 | ||
비교예 3 | Zr | 250 | B | 2000 | 0.05 |
Al | 250 | Al | 8000 |
용량유지율(%) (@30회 cycle) |
|
실시예 1 | 97.2 |
실시예 2 | 98.5 |
실시예 3 | 95.3 |
실시예 4 | 96.0 |
실시예 5 | 96.4 |
실시예 6 | 97.0 |
실시예 7 | 95.9 |
실시예 8 | 95.2 |
실시예 9 | 94.4 |
실시예 10 | 93.3 |
실시예 11 | 95.1 |
비교예 1 | 94.1 |
비교예 2 | 94.8 |
비교예 3 | 93.3 |
초기저항 (Ω) |
저항증가율(%) | |
실시예 1 | 14.2 | 218 |
실시예 2 | 13.2 | 187 |
실시예 3 | 17.8 | 273 |
실시예 4 | 15.5 | 221 |
실시예 5 | 15.2 | 244 |
실시예 6 | 13.6 | 239 |
실시예 7 | 15.9 | 251 |
실시예 8 | 16.4 | 246 |
실시예 9 | 16.1 | 298 |
실시예 10 | 16.5 | 280 |
실시예 11 | 17.0 | 275 |
비교예 1 | 18.2 | 347 |
비교예 2 | 18.9 | 278 |
비교예 3 | 19.6 | 329 |
DSC Main peak(℃) | |
실시예 1 | 231 |
실시예 2 | 236 |
실시예 3 | 228 |
실시예 4 | 230 |
실시예 5 | 230 |
실시예 6 | 232 |
실시예 7 | 230 |
실시예 8 | 233 |
실시예 9 | 229 |
실시예 10 | 226 |
실시예 11 | 227 |
비교예 1 | 224 |
비교예 2 | 220 |
비교예 3 | 225 |
0.2C 충전(mAh/g) | 0.2C 방전(mAh/g) | 효율(%) | |
실시예 1 | 232.5 | 215.1 | 92.5 |
실시예 2 | 227.8 | 208.3 | 91.4 |
실시예 3 | 228.5 | 209.1 | 91.5 |
실시예 4 | 231.9 | 214.0 | 92.3 |
실시예 5 | 230.8 | 211.3 | 91.6 |
실시예 6 | 231.9 | 215.4 | 92.9 |
실시예 7 | 233.8 | 217.2 | 92.9 |
실시예 8 | 233.0 | 216.1 | 92.7 |
실시예 9 | 231.0 | 209.1 | 90.5 |
실시예 10 | 233.4 | 212.4 | 91.0 |
실시예 11 | 232.7 | 211.8 | 91.0 |
비교예 1 | 236.2 | 218.7 | 92.6 |
비교예 2 | 217.6 | 195.1 | 89.7 |
비교예 3 | 229.1 | 207.6 | 90.6 |
Claims (17)
- 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 망간(Mn)을 포함하는 전이금속을 포함하는 전이금속 수산화물, 리튬 함유 원료 물질 및 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소를 포함하는 도핑 원료 물질을 혼합하고 제1 소성 처리하여 상기 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소가 도핑된 리튬 복합 전이금속 산화물을 제조하는 단계; 및
상기 리튬 복합 전이금속 산화물 및 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소를 포함하는 코팅 원료 물질을 혼합하고 제2 소성 처리하여 상기 리튬 복합 전이금속 산화물 상에 상기 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소를 포함하는 코팅층이 형성된 리튬 이차전지용 양극 활물질을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 리튬 이차전지용 양극 활물질 중 상기 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소의 전체 중량 대비 상기 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소의 전체 중량의 비율이 0.6 내지 4.3이 되도록 상기 도핑 원료 물질 및 상기 코팅 원료 물질을 투입하며,
상기 제1 도핑 원소는 Zr이고, 상기 제2 도핑 원소는 Al이며,
상기 제1 코팅 원소는 B이고, 상기 제2 코팅 원소는 Al이고,
상기 리튬 복합 전이금속 산화물은 전이금속(Me)의 총 몰수에 대한 리튬(Li)의 몰수의 비율(Li/Me)이 1.05 내지 1.1인 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소의 전체 함량이 상기 리튬 이차전지용 양극 활물질 총 중량에 대해 2,500ppm 내지 14,000ppm이 되도록 상기 도핑 원료 물질을 투입하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소의 전체 함량이 상기 리튬 이차전지용 양극 활물질 총 중량에 대해 1,000ppm 내지 9,400ppm이 되도록 상기 코팅 원료 물질을 투입하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 도핑 원료 물질은 상기 제1 도핑 원소 및 상기 제2 도핑 원소를 30:70 내지 70:30의 중량비로 포함하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 코팅 원료 물질은 상기 제1 코팅 원소 및 상기 제2 코팅 원소를 30:70 내지 70:30의 중량비로 포함하는, 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 전이금속 수산화물은 전이금속 수산화물에 함유된 전체 전이금속 원소 중 니켈(Ni)의 함량이 70몰% 이상인, 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조방법.
- 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 망간(Mn)을 포함하는 전이금속 및 내부에 도핑된 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소를 포함하는 리튬 복합 전이금속 산화물; 및
상기 리튬 복합 전이금속 산화물 상에 형성되며, 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소를 포함하는 코팅층;을 포함하고,
상기 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소의 전체 중량 대비 상기 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소의 전체 중량의 비율은 0.6 내지 4.3이며,
상기 제1 도핑 원소는 Zr이고, 상기 제2 도핑 원소는 Al이며,
상기 제1 코팅 원소는 B이고, 상기 제2 코팅 원소는 Al이고,
상기 리튬 복합 전이금속 산화물은 전이금속(Me)의 총 몰수에 대한 리튬(Li)의 몰수의 비율(Li/Me)이 1.05 내지 1.1인, 리튬 이차전지용 양극 활물질.
- 청구항 11에 있어서, 상기 제1 도핑 원소와 제2 도핑 원소는 상기 리튬 이차전지용 양극 활물질 총 중량에 대해 2,500ppm 내지 14,000ppm으로 포함되는, 리튬 이차전지용 양극 활물질.
- 청구항 11에 있어서, 상기 제1 코팅 원소와 제2 코팅 원소는 상기 리튬 이차전지용 양극 활물질 총 중량에 대해 1,000ppm 내지 9,400ppm으로 포함되는, 리튬 이차전지용 양극 활물질.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 11의 리튬 이차전지용 양극 활물질을 포함하는, 리튬 이차전지용 양극.
- 청구항 16의 리튬 이차전지용 양극을 포함하는, 리튬 이차전지.
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