[go: up one dir, main page]

KR20170076222A - Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same - Google Patents

Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20170076222A
KR20170076222A KR1020150186239A KR20150186239A KR20170076222A KR 20170076222 A KR20170076222 A KR 20170076222A KR 1020150186239 A KR1020150186239 A KR 1020150186239A KR 20150186239 A KR20150186239 A KR 20150186239A KR 20170076222 A KR20170076222 A KR 20170076222A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composite oxide
active material
lithium
lithium composite
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020150186239A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정훈
김영상
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020150186239A priority Critical patent/KR20170076222A/en
Publication of KR20170076222A publication Critical patent/KR20170076222A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/122

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법은, 니켈을 포함하는 양극 활물질에 대해, 강산을 포함하는 수세액을 사용하여 수세하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 리튬 이차 전지는, 전술한 방법에 따라 수득되는 양극 활물질을 양극에 포함하는 것이다. A method of manufacturing a cathode active material for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention is to wash the cathode active material containing nickel with a wash water containing strong acid. In addition, the lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention includes the cathode active material obtained according to the above-described method in the anode.

Description

리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지{POSITIVE ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY, METHOD OF PREPARING THE SAME, AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY INCLUDING THE SAME} FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery including the same. BACKGROUND ART [0002]

리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery comprising the same.

리튬 이차 전지를 구성하는 요소 중 하나인 양극 활물질은, 일반적으로 리튬 이온의 탈리/삽입을 가능하게 하는 구조로 되어 있다. 그 중에서도, 망간 함량이 높은 양극 활물질의 경우, 높은 안정성을 나타내는 반면 낮은 용량을 가지고 있다. 그러나, 앞서 언급한 고출력의 대형 전지 형태를 구현하기 위해서는, 용량 및 안정성이 모두 우수한 양극 활물질을 개발할 필요가 있다.The positive electrode active material, which is one of the elements constituting the lithium secondary battery, has a structure capable of releasing / inserting lithium ions in general. Among them, the cathode active material having a high manganese content shows high stability and low capacity. However, in order to realize the above-mentioned high-output large-sized battery type, it is necessary to develop a cathode active material having excellent capacity and stability.

한편, 양극 활물질의 니켈 함량이 높아질수록, 그 용량 또한 높아지는 경향이 있다. 하지만, 망간 함량이 높은 양극 활물질에 비해 안정성이 낮다는 점, 거듭되는 충방전에 따라 전기화학적 용량이 낮아지므로 수명 특성이 열위하다는 점 등이 그 한계로 지적된다.On the other hand, the higher the nickel content of the positive electrode active material, the higher the capacity thereof. However, it is pointed out that the stability is low as compared with the cathode active material having a high manganese content, and the electrochemical capacity is lowered due to repeated charge and discharge, so that the life characteristic is poor.

구체적으로, 니켈을 포함하는 양극 활물질의 경우, 니켈 이온의 산화수가 Ni2+에서 리튬 이온이 탈리된 후에는 Ni4 +로 변하게 되며, Ni4 +는 불안정하므로 산화니켈(NiO)으로 화학적인 변화가 일어난다.Specifically, in the case of the positive electrode active material containing nickel, the oxidation number of the nickel ion changes to Ni 4 + after the lithium ion is removed from the Ni 2+ , and Ni 4 + is unstable, .

이러한 화학적인 변화 시 산소가 발생하므로 안정성이 낮다고 평가되며, 상기 변화된 산화니켈은 안정한 화합물이므로 전기화학적으로 용량을 나타낼 수 없다. 또한, 상온보다는 고온에서 이러한 현상이 심화되므로, 고온에서의 안정성 및 수명 특성이 더욱 악화된다는 문제점이 있다.Since oxygen is generated during such a chemical change, the stability is evaluated to be low, and the nickel oxide is stable and can not exhibit its electrochemical capacity. In addition, since such a phenomenon is intensified at a higher temperature than a normal temperature, there is a problem that the stability at a high temperature and the life characteristics are further deteriorated.

이와 관련하여, 리튬 이차 전지의 높은 용량을 확보하면서도 수명 특성을 개선하기 위한 여러 가지 연구가 진행되고 있으나, 아직까지 상기 지적된 문제점들에 대한 근본적인 해결책은 제시되지 못한 상황이다.In this regard, various researches have been made to improve the lifetime characteristics while ensuring a high capacity of the lithium secondary battery, but a fundamental solution to the above-mentioned problems has not yet been proposed.

본 발명의 구현예들을 통해, 구조적 안정성 및 전기화학적 특성이 개선된 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공하며, 이에 따라 제조된 양극 활물질을 양극에 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하고자 한다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery improved in structural stability and electrochemical characteristics, and to provide a lithium secondary battery comprising the positive electrode active material thus prepared in a positive electrode.

본 발명의 일 구현예에서는, Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계; 및 상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;를 포함하고, In one embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lithium secondary battery including: preparing a lithium composite oxide including Ni, Co, and Mn; And washing the lithium composite oxide with water,

상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;는, 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여 수행되는 것인, Wherein the step of washing the lithium composite oxide is carried out using a wash liquid containing strong acid and a solvent.

리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.A method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery is provided.

상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액 내 강산의 몰 농도는, 0.001 내지 0.05 M일 수 있다. 상기 강산(strong acid)은, 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The molar concentration of the strong acid in the washing liquid containing the strong acid and the solvent may be 0.001 to 0.05 M. [ The strong acid may be hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), or a mixture thereof.

상기 수세 처리 대상인 리튬 복합 산화물 내 Ni의 몰 함량은, 80 몰% 이상일 수 있다.The molar content of Ni in the lithium composite oxide to be water-treated may be 80 mol% or more.

구체적으로, 상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;는, 상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여, 상기 리튬 복합 산화물을 1차 수세하는 단계; 및 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 물로 2차 수세하는 단계;를 포함할 수 있다.More specifically, the step of washing the lithium composite oxide comprises: firstly washing the lithium composite oxide with a wash water containing the strong acid and a solvent; And secondly washing the primary washed lithium composite oxide with water.

상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여, 상기 리튬 복합 산화물을 1차 수세하는 단계;는, 상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 제1 슬러리를 여과하여, 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.The first step of washing the lithium composite oxide with a strong acid and a solvent includes supplying the lithium composite oxide to a washing liquid containing the strong acid and a solvent, And stirring to prepare a first slurry; And filtering the first slurry to obtain a primary washed lithium composite oxide.

상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계;는, 10 내지 15 ℃의 온도 범위로 제어하며 , 10 초 내지 10 분 동안 수행될 수 있다.The step of adding the lithium composite oxide to a washing solution containing the strong acid and a solvent and stirring to prepare a first slurry is carried out at a temperature ranging from 10 to 15 ° C for 10 seconds to 10 minutes ≪ / RTI >

이때, 상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 대한, 상기 리튬 복합 산화물의 부피 비율은, 2:1 내지 1:2 일 수 있다.At this time, the volume ratio of the lithium composite oxide to the wash liquid containing the strong acid and the solvent may be 2: 1 to 1: 2.

한편, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 물로 2차 수세하는 단계;는, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 제2 슬러리를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.The second step of washing the first lithium-containing composite oxide with water may include the steps of: adding the primary lithium-lithium compound oxide to the water and stirring to prepare a second slurry; And filtering the second slurry to obtain a secondary washed lithium composite oxide.

상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계;는, 10 내지 15 ℃의 온도 범위로 제어하며, 10 초 내지 30 분 동안 수행될 수 있다.The step of charging the primary washed lithium composite oxide into the water and stirring to prepare the second slurry can be performed at a temperature ranging from 10 to 15 캜 for 10 seconds to 30 minutes.

이때, 상기 물에 대한, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물의 부피 비율은, 2:1 내지 1:2일 수 있다.At this time, the volume ratio of the primary washed lithium composite oxide to the water may be 2: 1 to 1: 2.

상기 제2 슬러리를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는, 1초 내지 10 분 동안 수행되는 것일 수 있고, 이에 따라 상기 2차 수세된 리튬 복합 산화물 내 함수율은 5 중량% 미만이 될 수 있다.The step of filtering the second slurry to obtain a secondary water-washed lithium composite oxide may be performed for 1 second to 10 minutes, whereby the moisture content in the secondary washed lithium composite oxide is 5 wt% ≪ / RTI >

상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계; 이후에, 상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Washing the lithium composite oxide with water; Thereafter, drying the washed lithium complex oxide may further include drying the washed lithium complex oxide.

상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;는, 80 내지 160 ℃의 온도 범위에서, 30분 내지 4 시간 동안 수행될 수 있다.The step of drying the washed lithium composite oxide may be performed at a temperature range of 80 to 160 캜 for 30 minutes to 4 hours.

한편, 상기 Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계;는, Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 활물질 전구체를 준비하는 단계; 및 상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물을 소성하여, 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.Meanwhile, preparing the lithium composite oxide containing Ni, Co, and Mn may include preparing an active material precursor including Ni, Co, and Mn; And firing a mixture of the active material precursor and the lithium source material to obtain a lithium composite oxide.

상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물은 도핑 원료 물질을 더 포함하며, 상기 도핑 원료 물질은 Zr, Ti, 및 Al 중 1 이상의 원소를 포함하는 화합물, 또는 상기 화합물의 혼합물일 수 있다.The mixture of the active material precursor and the lithium source material may further include a doping source material, and the doping source material may be a compound containing at least one element selected from the group consisting of Zr, Ti, and Al, or a mixture of the above compounds.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 양극; 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 전해질;을 포함하되, 상기 양극은 전술한 방법에 의해 제조된 양극 활물질을 포함하는 것인, 리튬 이차 전지를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, cathode; And an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the positive electrode includes the positive electrode active material prepared by the above-described method.

본 발명의 구현예들을 통해, 구조적 안정성 및 전기화학적 특성이 개선된 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공하며, 이에 따라 제조된 양극 활물질을 양극에 포함하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery improved in structural stability and electrochemical characteristics, and to provide a lithium secondary battery comprising the positive electrode active material thus prepared in a positive electrode.

도 1 내지 4는, 실시예 2 내지 3, 및 비교예 1 내지 2의 각 양극 활물질의 표면에 대한 SEM 사진이다.
도 5 및 6은, 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 2의 각 전지에 대해, 25 ℃ 상온, cut-off: 2.5~4.25V, CC/CV mode(CV current: 1/200C) 조건에서 초기 용량(도 5) 및 0.5C 수명 특성(도 6, 20 사이클)을 기록한 것이다.
Figs. 1 to 4 are SEM photographs of the surfaces of the positive electrode active materials of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.
FIGS. 5 and 6 are graphs showing the results of measurement of the battery voltage at 25 ° C at room temperature, 2.5 to 4.25 V cut-off, and CC / CV mode (CV current: 1 / 200C) for the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 (FIG. 5) and 0.5 C lifetime characteristics (FIG. 6, 20 cycles) were recorded.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. Thus, in some embodiments, well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명의 일 구현예에서는, Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계; 및 상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;를 포함하고, In one embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lithium secondary battery including: preparing a lithium composite oxide including Ni, Co, and Mn; And washing the lithium composite oxide with water,

상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;는, 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여 수행되는 것인, Wherein the step of washing the lithium composite oxide is carried out using a wash liquid containing strong acid and a solvent.

리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법을 제공한다.A method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery is provided.

본 발명의 일 구현예에 따라, 니켈을 포함하는 양극 활물질에 대해, 강산(strong acid)을 포함하는 수세액을 사용하여 수세함으로써 표면에 잔류하는 리튬을 최소화할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the lithium remaining on the surface can be minimized by washing the positive electrode active material containing nickel with a washing solution containing strong acid.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따라 수세 처리된 양극 활물질은, 리튬 이차 전지의 양극에 적용되어 통해 전지 충방전 중 잔류 리튬에 의한 기체(Gas) 발생을 억제하여 전지 안전성을 향상 시키며, 초기 용량 및 수명 특성을 개선할 수 있다.In addition, the positive electrode active material subjected to water washing according to one embodiment of the present invention is applied to a positive electrode of a lithium secondary battery to suppress the generation of gas by residual lithium during charging and discharging of the battery to improve battery safety, And life characteristics can be improved.

구체적으로, 상기 Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물은, Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 전구체와 리튬 원료 물질을 혼합한 뒤 하소하여 제조되어, 그 표면에는 주로 탄산리튬(Li2CO3) 및 수산화리튬(LiOH) 형태의 잔류 리튬이 불가피하게 존재하는 것이 일반적이다.Specifically, the lithium composite oxide containing Ni, Co, and Mn is prepared by mixing a precursor including Ni, Co, and Mn with a lithium raw material and then calcining, and lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and lithium hydroxide (LiOH) are inevitably present.

이러한 잔류 리튬은, 상기 하소 공정을 거쳐 제조된 리튬 복합 산화물을 대기 중 수분에 노출시키지 않고 보관할 수 없는 한, 상기 리튬 복합 산화물의 표면에 불가피하게 존재할 수 밖에 없다.Such residual lithium inevitably exists on the surface of the lithium composite oxide unless the lithium composite oxide produced through the calcination process can be stored without being exposed to moisture in the atmosphere.

그런데, 잔류 리튬이 표면에 존재하는 리튬 복합 산화물을 양극 활물질로써 양극에 적용한 전지는, 충방전 중 잔류 리튬에 의한 기체(Gas) 발생이 야기되어, 초기 용량 감소, 초기 충방전 효율 감소 등의 문제가 발생한다.However, in a battery in which a lithium composite oxide in which residual lithium is present on the surface thereof is applied to a positive electrode as a positive electrode active material, generation of gas by residual lithium during charging and discharging causes generation of problems such as initial capacity decrease and initial charge- Lt; / RTI >

이를 해소하기 위해 널리 알려진 방법으로는, 물을 수세액으로 사용하여 잔류 리튬을 제거하는 방법이 있다. 그러나, 탄산리튬(Li2CO3)은 물에 대한 용해도가 낮아(0 ℃에서 1.54 g/100 mL, 10 ℃에서 1.43 g/100 mL, 25 ℃에서 1.29 g/100 mL, 40 ℃에서 1.08 g/100 mL 등), 물을 수세액으로 사용함에 따른 한계가 있다. As a well-known method to solve this problem, there is a method of removing residual lithium by using water as a washing solution. However, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) has low solubility in water (1.54 g / 100 mL at 0 캜, 1.43 g / 100 mL at 10 캜, 1.29 g / 100 mL at 25 캜, 1.08 g / 100 mL, etc.) and the use of water as a washing solution.

또한, 물로 리튬 복합 산화물을 수세하는 시간(즉, 리튬 복합 산화물이 물과 접촉하는 시간)이 길어질수록, 표면에 잔류하는 리튬뿐만 아니라 내부에 존재하는 리튬까지 녹아 나와, 리튬 복합 산화물 본연의 용량을 감소시키는 원인이 된다. 이때 녹아 나오는 리튬은 주로 수산화리튬(LiOH) 형태이며, 이는 탄산리튬(Li2CO3) 형태로 전환될 수 있다.Further, as the time for which the lithium composite oxide is washed with water (i.e., the time for which the lithium composite oxide is in contact with water) becomes longer, not only the lithium remaining on the surface but also the lithium present therein dissolves, . Lithium dissolving at this time is mainly lithium hydroxide (LiOH), which can be converted into lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) form.

이에 따라, 물로 수세 처리한 양극 활물질을 양극에 적용한 전지는, 저항 증가, 용량 저하 등의 문제가 여전히 발생할 수 있다.As a result, a battery in which a positive electrode active material washed with water is applied to a positive electrode may still cause problems such as an increase in resistance and a decrease in capacity.

본 발명자들은, 위와 같은 문제의 인식에서, 강산을 이용하여 짧은 시간 동안 리튬 복합 산화물의 표면에 잔류하는 리튬(특히, 탄산리튬(Li2CO3) 형태)를 제거하기로 하였다. The inventors of the present invention decided to remove lithium (particularly lithium carbonate (Li 2 CO 3 )) remaining on the surface of the lithium composite oxide for a short period of time by using a strong acid in recognition of the above problems.

실제로, 물 등의 용매와 강산을 포함하는 수세액을 사용함으로써, 증류수를 수세액으로 사용하여 수세하는 경우에 비하여, 리튬 복합 산화물을 수분에 접촉시키는 시간을 최소화하면서, 표면에 잔류하는 리튬만을 효과적으로 제거할 수 있었고, 이에 따라 전지의 초기 용량, 초기 충방전 효율, 수명 특성 등이 개선됨을 확인하였다. 이는, 후술되는 실시예, 비교예, 및 이들의 평가예를 통하여 실험적으로 뒷받침된다. In fact, by using a washing liquid containing a solvent such as water and a strong acid, only the lithium remaining on the surface is effectively removed from the surface of the lithium composite oxide while minimizing the contact time of the lithium composite oxide with water, It was confirmed that the initial capacity, initial charging / discharging efficiency, lifetime characteristics and the like of the battery were improved. This is experimentally supported through examples, comparative examples, and evaluation examples to be described later.

이하, 본 발명의 일 구현예서 사용하는 수세액, 이를 사용하여 수세 처리하는 대상인 리튬 복합 산화물, 그리고 각 단계의 특징을 상세히 설명한다.Hereinafter, the washing liquid used in one embodiment of the present invention, the lithium composite oxide to be subjected to the water treatment using the same, and the characteristics of each step will be described in detail.

구체적으로, 상기 리튬 복합 산화물을 상기 용매에 희석된 강산으로 1차 수세한 뒤 물로 2차 수세하면, 잔류 리튬을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 1차 수세 단계에서는 상기 용매에 희석된 강산에 의해 주로 탄산리튬(Li2CO3)을 제거하며, 상기 2차 수세 단계에서는 상기 물에 의해 주로 수산화리튬(LiOH)을 제거할 수 있기 때문이다.Specifically, when the lithium composite oxide is firstly washed with strong acid diluted with the solvent and then washed with water secondly, residual lithium can be removed more effectively. In the first washing step, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) is mainly removed by the strong acid diluted in the solvent, and lithium hydroxide (LiOH) is mainly removed by the water in the second washing step.

보다 구체적으로, 상기 1차 수세 단계는, 탄산리튬(Li2CO3)이 물에 대한 용해도가 낮지만, 하기 화학 반응식 1과 같이, 강산과 반응하여 용해도가 높은 물질로 전환될 수 있음을 이용한 것이다. More specifically, in the first washing step, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) has a low solubility in water, but it can be converted into a substance having high solubility by reacting with strong acid, will be.

[화학 반응식 1] Li2CO3 + 2HCl → 2LiCl + CO2 + H2O[Chemical reaction formula 1] Li 2 CO 3 + 2HCl → 2LiCl + CO 2 + H 2 O

[화학 반응식 2] Li2CO3 + HNO3 → LiNO3 + CO2 +H2O[Chemical reaction formula 2] Li 2 CO 3 + HNO 3 → LiNO 3 + CO 2 + H 2 O

[화학 반응식 2] 3Li2CO3 + 2H3PO4 → 2LiPO4 + 3CO2 + 3H2O[Chemical reaction formula 2] 3Li 2 CO 3 + 2H 3 PO 4 → 2LiPO 4 + 3CO 2 + 3H 2 O

상기 화학 반응식 1내지 3에서는 강산을 염산(HCl), 질산(HNO3), 및 인산(H3PO4)으로 각각 예시하였으나, 이에 강산의 종류는 제한되지 않고, 일반적으로 알려진 바와 같이 pK a < -1.74인 산 중에서 선택한 1종, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 pK a < -1.74인 산의 대표적인 예가, 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4) 등이다.In the chemical reaction formula 1 to 3, but illustrating a strong acid, hydrochloric acid (HCl), respectively, with nitric acid (HNO 3), and phosphoric acid (H 3 PO 4), this kind of strong acid is not limited, as is generally known in p K a <-1.74, or a mixture of two or more thereof. The p K a <-1.74 is a representative example of the acid, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3), phosphoric acid (H 3 PO 4) or the like.

이러한 강산(strong acid)을 용매에 희석하여, 상기 강산의 몰 농도가 0.001 내지 0.05 M 인 용액을 제조하고, 이 용액을 수세액으로 사용할 수 있다. 이러한 몰 농도 범위를 만족할 때, 상기 리튬 복합 산화물 표면의 잔류 리튬이 효과적으로 제거될 수 있다. Such a strong acid may be diluted in a solvent to prepare a solution having a molar concentration of the strong acid in the range of 0.001 to 0.05 M, and this solution may be used as a wash liquid. When the molar concentration range is satisfied, the residual lithium on the surface of the lithium composite oxide can be effectively removed.

이때, 용매의 종류 역시 제한되지 않으며, 초순수(D.I. water), 증류수(distilled water) 등의 물을 사용할 수 있다.At this time, the type of the solvent is not limited, and water such as DI water, distilled water and the like can be used.

다만, 상기 용매에 희석된 강산의 몰 농도가 0.05 M 를 초과하면 상기 리튬 복합 산화물 내부의 리튬까지 제거되거나 그 표면이 손상되는 문제가 있고, 0.001 M 미만이면 강산을 사용하는 실효성이 미미할 수 있다. However, if the molar concentration of the diluted strong acid in the solvent exceeds 0.05 M, there is a problem that the lithium in the lithium composite oxide is removed or the surface thereof is damaged. If the molar concentration is less than 0.001 M, the effectiveness of using strong acid may be insignificant.

이렇게 용매에 희석된 강산에 대해, 상기 리튬 복합 산화물의 부피 비율이 2:1 내지 1:2 가 되도록 투입하고 교반하여, 상기 리튬 복합 산화물 표면에서의 탄산리튬(Li2CO3) 제거 반응을 유도할 수 있다. To the strong acid diluted in the solvent, the volume ratio of the lithium composite oxide is 2: 1 to 1: 2, and the mixture is stirred to induce lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) removal reaction on the surface of the lithium composite oxide .

이때, 상기 용매에 희석된 강산에 의하여 상기 리튬 복합 산화물의 표면에서 잔류 리튬이 제거되는 시간은 10 초 내지 10 분으로 하여, 증류수를 수세액으로 사용하여 수세하는 경우에 비하여, 리튬 복합 산화물을 수분에 접촉시키는 시간을 최소화하면서, 표면에 잔류하는 리튬만을 효과적으로 제거할 수 있다.In this case, the time for removing the residual lithium from the surface of the lithium composite oxide by the strong acid diluted in the solvent is 10 seconds to 10 minutes. Compared with the case where the distilled water is washed with water as the wash liquid, Only the lithium remaining on the surface can be effectively removed while minimizing the contact time.

이처럼 짧은 시간 수분에 노출시키기 위해, 강산의 희석 농도에 따라 수세액의 양과 수세 시간이 조절될 수 있다. 또한 2:1를 초과하도록 상기 리튬 복합 산화물이 혼합된 경우, 페이스트(paste)형태가 되어 수세액에 모두 잠기지 않고, 균일한 수세가 어려울 수 있다.In order to expose to such short time moisture, the amount of washing liquid and washing time can be controlled according to the dilution concentration of strong acid. Also, when the lithium composite oxide is mixed so as to exceed 2: 1, it is in a paste form so that it is not completely immersed in the wash liquid, and uniform water washing may be difficult.

이때, 상기 용매에 희석된 강산의 온도는 10 내지 15 ℃로 낮게 유지하여, 최대한 상기 1차 수세에 의해 상기 리튬 복합 산화물의 표면에서 상기 리튬 복합 산화물 표면에서의 탄산리튬(Li2CO3) 제거 반응을 느리게 제어할 수 있다.At this time, the temperature of the strong acid diluted in the solvent is kept as low as 10 to 15 ° C to remove lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) from the surface of the lithium composite oxide at the surface of the lithium composite oxide, The reaction can be controlled slowly.

만약 15 ℃를 초과하는 높은 온도라면, 상기 리튬 복합 산화물은 상기 강산뿐만 아니라 상기 용매에 의한 영향을 강하게 받을 수 있는 바, 용매에 의해 상기 리튬 복합 산화물 내 리튬 또한 제거될 수 있다. 다만, 10 ℃ 미만의 지나치게 낮은 온도에서는, 상기 리튬 복합 산화물의 표면에서 잔류 리튬이 제거되는 반응이 지나치게 느려지고, 용매에 의해 영향을 받는 시간이 늘어나는 바, 이 경우에도 용매에 의해 상기 리튬 복합 산화물 내 리튬 또한 제거될 수 있다.If the temperature is higher than 15 deg. C, the lithium composite oxide can be strongly affected by the solvent as well as the strong acid, and lithium in the lithium composite oxide can also be removed by the solvent. However, at an excessively low temperature of less than 10 deg. C, the reaction of removing residual lithium from the surface of the lithium composite oxide is excessively slowed and the time period affected by the solvent is increased. In this case, Lithium can also be removed.

위와 같이, 용매에 희석된 강산을 사용하여 상기 리튬 복합 산화물 표면에서의 탄산리튬(Li2CO3) 제거 반응을 진행한 뒤, 여과하여 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득할 수 있다.As described above, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) removal reaction is performed on the surface of the lithium composite oxide by using a strong acid diluted in a solvent, and then filtered to obtain a lithium composite oxide washed first.

이처럼 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 양극 활물질로써 사용하여도 무방하지만, 물로 2차 수세함으로써 잔류 리튬을 더욱 제거하여 양극 활물질로써 사용할 수 있다.The lithium composite oxide washed firstly may be used as a cathode active material, but it can be used as a cathode active material by removing secondary lithium by further water washing with water.

구체적으로, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 물에 투입하고 교반하면, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물의 표면에 잔류하는 수산화리튬(LiOH)을 제거할 수 있다. 물론 이때, 탄산리튬(Li2CO3) 또한 제거할 수 있다. 다만, 앞서 언급한 바와 같이 탄산리튬(Li2CO3)은 물에 대한 용해도가 낮기 때문에, 2차 수세 단계에서는 주로 수산화리튬(LiOH)을 제거하는 효과가 더 크다.Specifically, when the primary washed lithium composite oxide is charged into water and stirred, lithium hydroxide (LiOH) remaining on the surface of the primary washed lithium composite oxide can be removed. Of course, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) can also be removed at this time. However, as mentioned above, since lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) has low solubility in water, it mainly has a greater effect of removing lithium hydroxide (LiOH) in the second washing step.

구체적으로, 상기 2차 수세 단계에서는 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조한 뒤, 이를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득할 수 있다.Specifically, in the second water washing step, the lithium composite oxide washed firstly is poured into the water and stirred to prepare a second slurry, which is then filtered to obtain a secondary washed lithium composite oxide .

상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입할 때, 10 내지 15 ℃로 물의 온도를 제어하며, 이를 사용하여 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물의 표면에서 수산화리튬(LiOH)을 제거하는 시간을 10 초 내지 30 분으로 할 수 있다.The time for removing lithium hydroxide (LiOH) from the surface of the primary washed lithium composite oxide by controlling the temperature of the water at 10 to 15 ° C when the primary washed lithium composite oxide is put into the water, For 10 seconds to 30 minutes.

이때, 상기 물에 대한, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물의 부피 비율은, 2:1 내지 1:2일 수 있다.At this time, the volume ratio of the primary washed lithium composite oxide to the water may be 2: 1 to 1: 2.

또한, 상기 제2 슬러리를 여과하는 공정에서는, 감압플라스크 또는 필터프레스를 이용할 수 있다. 이때, 상기 감압 플라스크는 단순히 하부에서 음압으로 수분을 잡아당겨 제거하지만, 상기 필터프레스는 상부에서 양압으로 수분을 밀어내는 원리에 의해 수분을 단시간에 제거하기에 용이한 이점이 있다. In the step of filtering the second slurry, a vacuum flask or a filter press may be used. At this time, the pressure-reducing flask simply pulls moisture by suction from the lower part, but the filter press has an advantage of easily removing moisture in a short time by the principle of pushing water with a positive pressure from the upper part.

구체적으로, 필터프레스를 이용하면, 상기 제2 슬러리로부터, 10분 이내의 짧은 시간 안에 함수율 5% 이내인 고체를 회수할 수 있다.Specifically, by using the filter press, it is possible to recover a solid within 5% water content within a short time of 10 minutes or less from the second slurry.

구체적으로, 상기 제2 슬러리 내 입자 크기에 따라, 8 내지 13 ㎛ 범위의 대입경인 경우 1초 내지 5분 이내, 3 내지 6 ㎛ 범위의 소입경인 경우 1초 내지 10분 이내로 수분을 제거하여, 함수율 5 %미만으로 낮출 수 있다. Specifically, depending on the particle size in the second slurry, moisture is removed within 1 second to 5 minutes in the case of a large particle size in the range of 8 to 13 mu m and 1 second to 10 minutes in the case of small particle size ranging from 3 to 6 mu m, Can be lowered to less than 5%.

상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;, 즉, 상기 1차 수세 단계만 처치거나, 상기 1차 수세 단계 이후에 상기 2차 수세 단계를 거쳐 상기 리튬 복합 산화물을 수세 처리한 이후에, 상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The lithium composite oxide is washed with water only after the first washing step or after the first washing step and after the second washing step so that the lithium composite oxide is washed with water, And drying the composite oxide.

상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;는, 대기 노출 시간을 줄이며 수분 제거를 하기 위해, 80 내지 160 ℃의 온도 범위에서, 30분 내지 4시간 동안 진공 건조로써 수행될 수 있다.The step of drying the washed lithium composite oxide may be performed by vacuum drying for 30 minutes to 4 hours at a temperature range of 80 to 160 ° C in order to reduce the air exposure time and to remove moisture.

다만, 상기 수세된 리튬 복합 산화물은 함수율(moisture content)이 높기 때문에, 바로 상기 온도 범위에서 건조할 경우, 양자 교환(proton exchange)이 크게 일어날 수 있으며, 이는 양극 활물질로써 용량 저하의 원인이 될 수 있다.However, since the water-repellent lithium composite oxide has a high moisture content, proton exchange may occur when the lithium composite oxide is dried in the temperature range immediately above, which may cause a capacity drop as a cathode active material. have.

이에, 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 온도 범위에서 건조하기 전에, 상기 제2 슬러리를 여과하는 공정의 이점이 있다, Thus, there is an advantage of a step of filtering the second slurry before drying the washed lithium complex oxide in the temperature range,

한편, 상기 수세 대상인 리튬 복합 산화물은 특별히 한정되지 않지만, 그 전체 조성이 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용할 수 있다.On the other hand, the lithium composite oxide to be washed with water is not particularly limited, but the lithium complex oxide represented by the following general formula (1) can be used.

[화학식 1]LixNiaCobMncM1dO2 Li x Ni a Co b Mn c M d d O 2

상기 화학식 1에서, M1은 Zr, Mg, Al, Ni, Mn, Zn, Fe, Cr, Mo, 또는 W이고, Me는 하기 화학식 2로 표시되는 것이고, 0.90≤x≤1.07, 0.7≤a<1, 0<b≤0.3, 0<c≤0.3, 0<d<0.01이고, a+b+c+d = 1이다. In the above formula (1), M1 is Zr, Mg, Al, Ni, Mn, Zn, Fe, Cr, Mo or W, Me is represented by the following formula 2, 0.90? X? 1.07, 0.7? , 0 <b? 0.3, 0 <c? 0.3, 0 <d <0.01, and a + b + c + d = 1.

이와 관련하여, 상기 Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계;는, Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 활물질 전구체를 준비하는 단계; 및 상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물을 소성하여, 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.In this regard, preparing the lithium composite oxide containing Ni, Co, and Mn includes: preparing an active material precursor including Ni, Co, and Mn; And firing a mixture of the active material precursor and the lithium source material to obtain a lithium composite oxide.

상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물은, 도핑 원료 물질을 더 포함하며, 상기 도핑 원료 물질은, Zr, Ti, 및 Al 중 1 이상의 원소를 포함하는 화합물, 또는 상기 화합물의 혼합물인 것일 수 있다.The mixture of the active material precursor and the lithium source material may further include a doping source material, and the doping source material may be a compound containing at least one element selected from the group consisting of Zr, Ti, and Al, or a mixture of the above compounds.

본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 양극에 유용하게 사용될 수 있다. 상기 리튬 이차 전지는 양극과 함께 음극 활물질을 포함하는 음극 및 전해질을 포함한다.The cathode active material prepared according to one embodiment of the present invention can be usefully used for the anode of a lithium secondary battery. The lithium secondary battery includes a cathode and an electrolyte including an anode active material together with a cathode.

상기 양극은 본 발명의 일 구현예에 따른 양극 활물질과, 도전재, 결합제 및 용매를 혼합하여 양극 활물질 조성물을 제조한 다음, 알루미늄 집전체 상에 직접 코팅 및 건조하여 제조한다. 또는 상기 양극 활물질 조성물을 별도의 지지체 상에 캐스팅한 다음, 이 지지체로부터 박리하여 얻은 필름을 알루미늄 집전체 상에 라미네이션하여 제조가 가능하다.The positive electrode is prepared by preparing a positive electrode active material composition by mixing a positive electrode active material according to an embodiment of the present invention, a conductive material, a binder and a solvent, and then directly coating and drying on the aluminum current collector. Or by casting the positive electrode active material composition on a separate support, then peeling the support from the support, and laminating the resulting film on an aluminum current collector.

이때 도전재는 카본 블랙, 흑연, 금속 분말을 사용하며, 결합제는 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물이 가능하다. 또한 용매는 N-메틸피롤리돈, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 데칸 등을 사용한다. 이때 양극 활물질, 도전재, 결합제 및 용매의 함량은 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용하는 수준으로 사용된다.The conductive material may be carbon black, graphite, metal powder, and the binder may include vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene And mixtures thereof. Further, N-methylpyrrolidone, acetone, tetrahydrofuran, decane and the like are used as the solvent. At this time, the content of the cathode active material, the conductive material, the binder and the solvent is used at a level normally used in a lithium secondary battery.

상기 음극은 양극과 마찬가지로 음극 활물질, 결합제 및 용매를 혼합하여 애노드 활물질 조성물을 제조하며, 이를 구리 집전체에 직접 코팅하거나 별도의 지지체 상에 캐스팅하고 이 지지체로부터 박리시킨 음극 활물질 필름을 구리 집전체에 라미네이션하여 제조한다. 이때 음극 활물질 조성물에는 필요한 경우에는 도전재를 더욱 함유하기도 한다.The negative electrode is prepared by mixing the negative electrode active material, the binder and the solvent in the same manner as the positive electrode. The anode active material composition is coated directly on the copper current collector or cast on a separate support, and the negative active material film, Laminated. At this time, the negative electrode active material composition may further contain a conductive material if necessary.

상기 음극 활물질로는 리튬을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 예컨대, 리튬 금속이나 리튬 합금, 코크스, 인조 흑연, 천연 흑연, 유기 고분자 화합물 연소체, 탄소 섬유 등을 사용한다. 또한 도전재, 결합제 및 용매는 전술한 양극의 경우와 동일하게 사용된다. As the negative electrode active material, a material capable of intercalating / deintercalating lithium is used. For example, lithium metal, lithium alloy, coke, artificial graphite, natural graphite, organic polymeric compound combustion material, . The conductive material, the binder and the solvent are used in the same manner as in the case of the above-mentioned anode.

상기 세퍼레이터는 리튬 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하며, 일예로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있음은 물론이다.The separator may be polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or a multilayer film of two or more thereof. The separator may be a polyethylene / polypropylene double-layer separator, It is needless to say that a mixed multilayer film such as a polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, a polypropylene / polyethylene / polypropylene three-layer separator and the like can be used.

상기 리튬 이차 전지에 충전되는 전해질로는 비수성 전해질 또는 공지된 고체 전해질 등이 사용 가능하며, 리튬염이 용해된 것을 사용한다. As the electrolyte to be charged into the lithium secondary battery, a non-aqueous electrolyte or a known solid electrolyte may be used, and a lithium salt dissolved therein may be used.

상기 비수성 전해질의 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등의 환상 카보네이트; 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 쇄상 카보네이트; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, 테트라히드로푸란, 1,2-디옥산, 2-메틸테트라히드로푸란 등의 에테르류; 아세토니트릴 등의 니트릴류; 디메틸포름아미드 등의 아미드류 등을 사용할 수 있다. 이들을 단독또는 복수개 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 환상 카보네이트와 쇄상 카보네이트와의 혼합 용매를 바람직하게 사용할 수 있다.The solvent of the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate and? -Butyrolactone; Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,2-dioxane and 2-methyltetrahydrofuran; Nitriles such as acetonitrile; Amides such as dimethylformamide and the like can be used. These may be used singly or in combination. Particularly, a mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate can be preferably used.

또한 전해질로서, 폴리에틸렌옥시드, 폴리아크릴로니트릴 등의 중합체 전해질에 전해액을 함침한 겔상 중합체 전해질이나, LiI, Li3N 등의 무기 고체 전해질이 가능하다.As the electrolyte, a gelated polymer electrolyte in which an electrolyte solution is impregnated with a polymer electrolyte such as polyethylene oxide or polyacrylonitrile, or an inorganic solid electrolyte such as LiI or Li 3 N can be used.

이때 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlCl4, LiCl, 및 LiI로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.Wherein the lithium salt is selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCl, and LiI.

이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail. The following examples are illustrative of the present invention only and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예 1 내지 2Examples 1 to 2

(1) 양극 활물질의 제조 (1) Preparation of cathode active material

실시예 1에서 사용된 수세 대상은, 층상계(layered) 형태를 갖는 Li(Ni0.8CO0.1Mn0.1)O2이다. The object to be washed used in Example 1 is Li (Ni 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 ) O 2 having a layered form.

구체적으로, NiSO4, CoSO4, 및 MnSO4를 금속 원료로 사용하여 1 내지 3mol/L 농도의 금속 용액으로 제조하고, NH4OH/NH3=0.2내지 2.2의 몰비율(mol ratio)로 혼합하여 상기 금속 용액에 서서히 투입하며 교반하여 전구체를 제조하였다. 제조된 전구체가 포함된 용액을 필터링(filtering)하여 고/액 분리한 뒤, 수득된 고체 물질(즉, 전구체)을 110 ℃오븐에서 12시간이상 건조하였다. 상기 건조된 전구체는 0.95 내지 1.1mol LiOH와 혼합 후 650 ℃내지 950 ℃에서 소성하여 Li(Ni0.8CO0.1Mn0.1)O2조성의 양극 활물질을 얻을 수 있었다.Specifically, NiSO 4 , CoSO 4 , and MnSO 4 are used as a metal raw material to prepare a metal solution having a concentration of 1 to 3 mol / L, and mixed at a molar ratio of NH 4 OH / NH 3 = And the mixture was gradually added to the metal solution and stirred to prepare a precursor. The solution containing the prepared precursor was filtered and solid / liquid separated, and the obtained solid material (i.e., precursor) was dried in an oven at 110 ° C for over 12 hours. The dried precursor was mixed with 0.95-1.1 mol LiOH and then calcined at 650 ° C to 950 ° C to obtain a cathode active material having a composition of Li (Ni 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 ) O 2 .

수세 공정을 위해, 초순수(D.I. water)를 사용하여 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4)을 묽혀 각각 투입하여, 각각의 용액 내 산의 몰 농도가 0.01 M가 되도록 하였다. 실시예 1은 초순수로 희석된 질산을 수세액으로 사용하고, 실시예 2는 초순수로 희석된 인산을 수세액으로 사용하기로 하였다.For the water washing process, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) were diluted with DI water, respectively, so that the molar concentration of acid in each solution became 0.01 M Respectively. In Example 1, nitric acid diluted with ultrapure water was used as a washing solution, and in Example 2, phosphoric acid diluted with ultrapure water was used as a washing solution.

각 수세액에, 상기 NCM 양극 활물질을 넣고, 온도가 10 내지 15℃로 유지되는 교반기에서 1분간 교반하여, 1차 슬러리를 제조하였다. 이때, 각 실시예의 1차 슬러리는, NCM 양극 활물질:수세액= 1:1의 부피비로 제조한 것이다.The NCM cathode active material was added to each washing solution and stirred for 1 minute in an agitator maintained at a temperature of 10 to 15 캜 to prepare a primary slurry. At this time, the primary slurry of each example was prepared in a volume ratio of NCM cathode active material: wash liquid = 1: 1.

이후, 감압 플라스크를 이용하여 상기 1차 슬러리를 여과시킨 다음, 물로 2차 수세하였다.Thereafter, the primary slurry was filtered using a vacuum flask, and then washed with water twice.

구체적으로, 상기 1차 수세 처리된 양극 활물질을 물에 넣고, 온도가 10 ℃ 안팎으로 유지되는 교반기에서 1분간 교반하여 2차 슬러리를 제조하였다. 이때, 실시예의 2차 슬러리는, NCM 양극 활물질:물= 1:1의 부피비로 제조한 것이다.Specifically, the cathode active material subjected to the first washing treatment was put into water and stirred for 1 minute in an agitator maintained at a temperature of around 10 캜 to prepare a secondary slurry. At this time, the secondary slurry of the example was prepared in a volume ratio of NCM cathode active material: water = 1: 1.

이후, 필터프레스(filter press) 를 이용하여 상기 2차 슬러리를 10 분 내외의 시간 동안 여과시킨 다음, 분리된 고체 분말을Thereafter, the secondary slurry was filtered using a filter press for about 10 minutes or more, and then the separated solid powder

150 ℃ 진공 오븐에 넣고, 진공 조건 하에서 2 시간 이상 건조시켜, 최종적으로 수세 처리가 완료된 양극 활물질을 얻었다.Placed in a vacuum oven at 150 캜, and dried under vacuum conditions for 2 hours or more to obtain a cathode active material which was finally washed.

(2) 리튬 이차 전지의 제작(2) Production of lithium secondary battery

전지화학 평가를 위하여, 상기에서 제조된 양극 활물질과, 바인더(PVDF), 도전재(Denka black)가 92.5:3.5:4(기재 순서는, 양극 활물질:바인더:도전재)의 중량비로 하여, N-메틸-2-피롤리돈 용매에서 균일하게 혼합하여 슬러리로 제조하였다.For the evaluation of the battery chemistry, N (N, N'-diphenyl-N, N'-dicyclohexylcarbodiimide) was used in a weight ratio of 92.5: 3.5: 4 (cathode active material: binder: conductive material) -Methyl-2-pyrrolidone solvent to prepare a slurry.

이 슬러리를 알루미늄 호일에 고르게 도포한 후 롤프레스에서 압착하고 100 진공오븐에서 12시간 진공 건조하여 양극을 제조하였다. This slurry was evenly applied to an aluminum foil, followed by compression in a roll press and vacuum drying in a 100 vacuum oven for 12 hours to prepare a positive electrode.

상대 전극으로 Li-metal을 사용하고, 전해액으로 EC:EMC = 1:2인 혼합용매에 1몰의 LiPF6용액을 액체 전해액으로 사용하여 통상적인 제조방법에 따라 2032 반쪽 전지(half coin cell)를 제조하였다.A 2032 half coin cell was prepared according to a conventional method using Li-metal as a counter electrode and 1 mol of LiPF 6 solution as a liquid electrolyte in a mixed solvent of EC: EMC = 1: 2 as an electrolyte .

비교예 1Comparative Example 1

NCM 양극 활물질을 전혀 수세처리하지 않고 양극 활물질로써 사용하고, 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 코인 전지를 제작하였다.NCM positive electrode active material was used as a positive electrode active material without being subjected to any washing treatment, and a coin battery was produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

비교예 2Comparative Example 2

NCM 양극 활물질을 물로만 수세 처리하여 양극 활물질로써 사용하고, 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 코인 전지를 제작하였다. 물을 사용한 수세 처리는, 실시예 1 내지 3의 2차 수세 처리 방식과 동일하게 하였다.The NCM cathode active material was rinsed with water only and used as a cathode active material, and a coin battery was produced in the same manner as in Examples 1 to 3. The water washing treatment using water was the same as that of the secondary washing treatment methods of Examples 1 to 3.

평가예 1Evaluation example 1

실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 2의 각 양극 활물질의 표면에 잔류하는 리튬을 측정하였다. Lithium remaining on the surfaces of the respective cathode active materials of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 was measured.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 LiOH 잔류량LiOH residual amount 11,072 ppm11,072 ppm 1,480 ppm1,480 ppm 1,391 ppm1,391 ppm 1,431 ppm1,431 ppm Li2CO3 잔류량Li 2 CO 3 residual amount 5,660 ppm5,660 ppm 8,132 ppm8,132 ppm 3,335 ppm3,335 ppm 3,700 ppm3,700 ppm 총 잔류 리튬량Total residual lithium amount 16,732 ppm16,732 ppm 9,612 ppm9,612 ppm 4,726 ppm4,726 ppm 5,131 ppm5,131 ppm

상기 표1에 기록된 바와 같이, 전혀 수세하지 않는 경우(비교예 1)에 비하여, 물로만 수세한 경우(비교예 2)의 총 잔류 리튬량이 줄어들었고, 특히 수산화리튬(LiOH) 형태의 잔류 리튬이 현저히 줄어들었으나, 탄산리튬(LiCO3) 형태의 잔류 리튬은 오히려 증가한 것을 확인할 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 물에 의해 수산화리튬(LiOH) 형태의 잔류 리튬이 탄산리튬(LiCO3) 형태로 전환된 것으로 볼 수 있다.As shown in Table 1, the total amount of residual lithium in the case of rinsing with water only (Comparative Example 2) was reduced compared with the case where no water was washed at all (Comparative Example 1), and the residual lithium in the form of lithium hydroxide (LiOH) , The residual lithium in the form of lithium carbonate (LiCO 3 ) is rather increased. This is because, as described above, the residual lithium in the form of lithium hydroxide (LiOH) is converted into lithium carbonate (LiCO 3 ) form by water.

이와 달리, 희석된 강산으로 1차 수세 처리한 뒤 물로 2차 수세 처리한 경우(실시예 1 내지 2), 전혀 수세하지 않는 경우(비교예 1)뿐만 아니라 물로만 수세한 경우(비교예 2)에 비해서도 총 잔류 리튬량이 현저하게 줄어든 것을 확인할 수 있다. 여기서 괄목할 만한 점은, 수산화리튬(LiOH) 형태와 탄산리튬(LiCO3) 형태의 잔류 리튬량이 모두 현저하게 줄어든 점이다.In contrast, in the case of first washing with diluted strong acid followed by secondary washing with water (Examples 1 and 2), no washing at all (Comparative Example 1) but also with only water (Comparative Example 2) The total residual lithium amount is remarkably reduced. It is remarkable that both the lithium hydroxide (LiOH) form and the residual lithium amount in the lithium carbonate (LiCO 3 ) form are remarkably reduced.

이로써, 희석된 강산으로 1차 수세 처리하여 탄산리튬(LiCO3) 형태의 잔류 리튬을 제거한 뒤, 물로 2차 수세 처리하여 수산화리튬(LiOH) 형태의 잔류 리튬을 제거하는 것이 매우 효과적임을 알 수 있다.As a result, it can be seen that it is very effective to remove residual lithium in the form of lithium carbonate (LiCO 3 ) by first washing with diluted strong acid, and then to secondly wash with water to remove residual lithium in the form of lithium hydroxide (LiOH) .

아울러, 실시예 1 내지 2의 잔류 리튬 수준이 비슷한 것으로 보아, 1차 수세 시 사용하는 강산의 종류에 따른 차이는 없는 것으로 볼 수 있다.In addition, since the residual lithium levels in Examples 1 and 2 are similar, it can be seen that there is no difference according to the type of strong acid used in the first water washing.

한편, 실시예 2 내지 3, 및 비교예 1 내지 2의 각 양극 활물질의 표면을 SEM 사진(도 1 내지 4)으로 관찰하였는데, 외관 상 차이는 발견되지 않았다.On the other hand, the surface of each of the cathode active materials of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was observed with an SEM photograph (Figs. 1 to 4), but no apparent difference was found.

평가예 2Evaluation example 2

실시예 1 내지 2, 및 비교예 1 내지 2의 각 전지에 대해, 25 ℃ 상온, cut-off: 2.5~4.25V, CC/CV mode(CV current: 1/200C) 조건 초기 용량(도 5) 및 0.5C 수명 특성(도 6, 20 사이클)을 확인하였다.The initial capacity (Fig. 5) of each cell of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 was measured under conditions of room temperature at 25 캜, cut-off of 2.5 to 4.25 V and CV / CV mode (CV current: And 0.5 C lifetime characteristics (Fig. 6, 20 cycles).

도 5 및 6에서, 비교예 1의 초기 방전 용량은 198.4mAh/g, 초기 바기역 효율은 86.0%, 0.5C 용량 유지율은 87.1%로 나타났다. In FIGS. 5 and 6, the initial discharge capacity of Comparative Example 1 was 198.4 mAh / g, the initial barrier efficiency was 86.0%, and the 0.5C capacity retention rate was 87.1%.

또한, 비교예 2 의 초기 방전 용량은 202.8mAh/g, 초기 바기역 효율은 87.7%, 0.5C 용량 유지율은 87.2%로 나타났다.In addition, the initial discharge capacity of Comparative Example 2 was 202.8 mAh / g, the initial barrier efficiency was 87.7%, and the 0.5C capacity maintenance rate was 87.2%.

그에 반면, 실시예 1(1차 수세 시 강산으로 질산 사용)의 초기 방전 용량은 207.9mAh/g, 초기 바기역 효율은 88.3%, 0.5C 용량 유지율은 99.5%로 나타났다.On the other hand, the initial discharge capacity of Example 1 (using nitric acid as a strong acid in the first wash) was 207.9 mAh / g, the initial bar source efficiency was 88.3%, and the 0.5C capacity retention rate was 99.5%.

또한, 실시예 3(1차 수세 시 강산으로 인산 사용)의 초기 방전 용량은 206.1 mAh/g, 초기 바기역 효율은 88.3 %, 0.5C 용량 유지율은 99.5%로 나타났다.In addition, the initial discharge capacity of Example 3 (phosphoric acid used as a strong acid in the first washing) was 206.1 mAh / g, the initial bath efficiency was 88.3%, and the 0.5C capacity maintenance rate was 99.5%.

이는 곧, 실시예 1 내지 2에서 비교예2보다 잔류 리튬을 효과적으로 제거함으로써, 전지 충방전 중 잔류 리튬에 의한 기체(Gas) 발생을 억제하여 전지 안전성을 향상 시키며, 초기 용량 및 수명 특성을 개선한 데 따른 효과로 평가할 수 있다.This is because, by effectively removing residual lithium from Examples 1 and 2 in Comparative Example 2, it is possible to suppress the generation of gas by residual lithium during charging and discharging of the battery to improve battery safety and improve initial capacity and life characteristics This can be assessed by the effect of

이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (21)

Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계; 및
상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;를 포함하고,
상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;는, 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
Preparing a lithium composite oxide comprising Ni, Co, and Mn; And
And washing the lithium composite oxide with water,
Wherein the step of washing the lithium composite oxide is carried out using a wash liquid containing strong acid and a solvent.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액 내 강산의 몰 농도는,
0.001 내지 0.05 M인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The molar concentration of the strong acid in the washing liquid containing the strong acid and the solvent,
0.001 to 0.05 M,
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 강산(strong acid)은,
염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 또는 이들의 혼합물인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The strong acid,
Hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3), phosphoric acid (H 3 PO 4), or in that a mixture thereof,
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계;는,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여, 상기 리튬 복합 산화물을 1차 수세하는 단계; 및
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 물로 2차 수세하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Washing the lithium composite oxide with water,
Firstly washing the lithium composite oxide with a wash water containing the strong acid and a solvent; And
And washing the primary washed lithium composite oxide with water for a second time.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제4항에 있어서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액을 사용하여, 상기 리튬 복합 산화물을 1차 수세하는 단계;는,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계; 및
상기 제1 슬러리를 여과하여, 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The first step of washing the lithium composite oxide with a washing solution containing the strong acid and the solvent,
Adding the lithium composite oxide to a washing solution containing the strong acid and a solvent, and stirring to prepare a first slurry; And
And filtering the first slurry to obtain a primary washed lithium composite oxide.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제5항에 있어서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계;는,
10 내지 15 ℃의 온도 범위로 제어하며 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Adding the lithium composite oxide to a washing solution containing the strong acid and a solvent and stirring the slurry to prepare a first slurry,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 15 C &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제5항에 있어서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계;는,
10 초 내지 10 분 동안 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Adding the lithium composite oxide to a washing solution containing the strong acid and a solvent and stirring the slurry to prepare a first slurry,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 10 &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제5항에 있어서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 상기 리튬 복합 산화물을 투입하고, 교반하여 제1 슬러리를 제조하는 단계;에서,
상기 강산(strong acid) 및 용매를 포함하는 수세액에 대한, 상기 리튬 복합 산화물의 부피 비율은, 2:1 내지 1:2 인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Adding the lithium composite oxide to a washing solution containing the strong acid and a solvent and stirring to prepare a first slurry,
Wherein the volume ratio of the lithium composite oxide to the wash liquid containing the strong acid and the solvent is 2: 1 to 1: 2.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제4항에 있어서,
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 물로 2차 수세하는 단계;는,
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계; 및
상기 제2 슬러리를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Secondly washing the primary washed lithium composite oxide with water,
Adding the first washed lithium composite oxide to the water and stirring to prepare a second slurry; And
And filtering the second slurry to obtain a secondary washed lithium composite oxide.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제9항에 있어서,
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계;는,
10 내지 15 ℃의 온도 범위로 제어하며 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Adding the first washed lithium composite oxide to the water and stirring to prepare a second slurry,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 15 C &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제9항에 있어서,
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계;는,
10 초 내지 30 분 동안 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Adding the first washed lithium composite oxide to the water and stirring to prepare a second slurry,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 10 &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제9항에 있어서,
상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물을 상기 물에 투입하고, 교반하여 제2 슬러리를 제조하는 단계;에서,
상기 물에 대한, 상기 1차 수세된 리튬 복합 산화물의 부피 비율은, 2:1 내지 1:2인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Adding the water-washed lithium composite oxide to the water and stirring to prepare a second slurry,
Wherein the volume ratio of the primary washed lithium composite oxide to the water is from 2: 1 to 1: 2.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제9항에 있어서,
상기 제2 슬러리를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;는,
1초 내지 10 분 동안 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Filtering the second slurry to obtain a secondary washed lithium composite oxide,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1 &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제9항에 있어서,
상기 제2 슬러리를 여과하여, 2차 수세된 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;에서,
상기 2차 수세된 리튬 복합 산화물 내 함수율은 5 중량% 미만인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
And filtering the second slurry to obtain a secondary washed lithium composite oxide,
Wherein the second water-washed lithium composite oxide has a water content of less than 5 wt%
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 리튬 복합 산화물을 수세하는 단계; 이후에,
상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Washing the lithium composite oxide with water; Since the,
And drying the washed lithium composite oxide.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제15항에 있어서,
상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계;는,
80 내지 160 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Drying the washed lithium composite oxide,
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 80-160 C. &lt; / RTI &gt;
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제15항에 있어서,
상기 수세된 리튬 복합 산화물을 건조하는 단계; 는,
30분 내지 4시간 동안 수행되는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Drying the washed lithium composite oxide; Quot;
RTI ID = 0.0 &gt; 30 minutes &lt; / RTI &gt; to 4 hours.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물 내 Ni의 몰 함량은, 80 몰% 이상인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molar content of Ni in the lithium composite oxide containing Ni, Co, and Mn is 80 mol% or more.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제1항에 있어서,
상기 Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 리튬 복합 산화물을 준비하는 단계;는,
Ni, Co, 및 Mn을 포함하는 활물질 전구체를 준비하는 단계; 및
상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물을 소성하여, 리튬 복합 산화물을 수득하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Preparing a lithium composite oxide comprising Ni, Co, and Mn,
Preparing an active material precursor comprising Ni, Co, and Mn; And
And firing a mixture of the active material precursor and the lithium source material to obtain a lithium composite oxide.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
제19항에 있어서,
상기 활물질 전구체 및 리튬 원료 물질의 혼합물은, 도핑 원료 물질을 더 포함하며,
상기 도핑 원료 물질은, Zr, Ti, 및 Al 중 1 이상의 원소를 포함하는 화합물, 또는 상기 화합물의 혼합물인 것인,
리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the mixture of the active material precursor and the lithium source material further comprises a doping raw material,
Wherein the doping source material is a compound containing at least one element selected from the group consisting of Zr, Ti, and Al, or a mixture of the above compounds.
(Method for producing positive electrode active material for lithium secondary battery).
양극; 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 전해질;을 포함하되,
상기 양극은 제1항에 따른 방법에 의해 제조된 양극 활물질을 포함하는 것인,
리튬 이차 전지.
anode; cathode; And an electrolyte positioned between the anode and the cathode,
Wherein the anode comprises the cathode active material produced by the process according to claim &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1. &lt; / RTI &
Lithium secondary battery.
KR1020150186239A 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same Ceased KR20170076222A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186239A KR20170076222A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186239A KR20170076222A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170076222A true KR20170076222A (en) 2017-07-04

Family

ID=59357419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150186239A Ceased KR20170076222A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170076222A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190127607A (en) * 2018-05-04 2019-11-13 주식회사 엘지화학 Cleaning method for positive electrode active material, method for preparing positive electrode active material comprising the same, and positive electrode active material prepared by using the same
WO2020002024A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Basf Se Method for processing ni-rich electrode active materials
KR20210030044A (en) * 2019-09-09 2021-03-17 에스케이이노베이션 주식회사 Cathode active material for lithium secondary battery and methode of manufacturing the same
WO2022203434A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing cathode active material
WO2023101512A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 주식회사 엘지화학 Cathode active material and preparation method therefor
WO2024071690A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for preparing positive electrode active material for lithium secondary battery and positive electrode active material prepared thereby
WO2025135905A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Lithium secondary battery and manufacturing method therefor
WO2025135904A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Positive electrode, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190127607A (en) * 2018-05-04 2019-11-13 주식회사 엘지화학 Cleaning method for positive electrode active material, method for preparing positive electrode active material comprising the same, and positive electrode active material prepared by using the same
US12080886B2 (en) 2018-05-04 2024-09-03 Lg Chem, Ltd. Method of washing positive electrode active material, and positive electrode active material prepared thereby
CN112424125B (en) * 2018-06-28 2024-03-15 巴斯夫欧洲公司 Method for processing nickel-rich electrode active material
CN112424125A (en) * 2018-06-28 2021-02-26 巴斯夫欧洲公司 Method for processing nickel-rich electrode active material
JP2021530085A (en) * 2018-06-28 2021-11-04 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアBasf Se Manufacturing method of electrode active material containing a large amount of Ni
WO2020002024A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Basf Se Method for processing ni-rich electrode active materials
US11862795B2 (en) 2018-06-28 2024-01-02 Basf Se Method for processing Ni-rich electrode active materials
US11888102B2 (en) 2019-09-09 2024-01-30 Sk On Co., Ltd. Cathode active material for lithium secondary battery and method of manufacturing the same
KR20210030044A (en) * 2019-09-09 2021-03-17 에스케이이노베이션 주식회사 Cathode active material for lithium secondary battery and methode of manufacturing the same
CN117043116A (en) * 2021-03-25 2023-11-10 株式会社Lg化学 Method for preparing positive electrode active material
KR20220133813A (en) * 2021-03-25 2022-10-05 주식회사 엘지화학 Manufacturing method of positive electrode active material
JP2024509987A (en) * 2021-03-25 2024-03-05 エルジー・ケム・リミテッド Manufacturing method of positive electrode active material
WO2022203434A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing cathode active material
EP4296237A4 (en) * 2021-03-25 2024-11-13 Lg Chem, Ltd. PROCESS FOR MANUFACTURING ACTIVE CATHODE MATERIAL
WO2023101512A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 주식회사 엘지화학 Cathode active material and preparation method therefor
WO2024071690A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for preparing positive electrode active material for lithium secondary battery and positive electrode active material prepared thereby
WO2025135905A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Lithium secondary battery and manufacturing method therefor
WO2025135904A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Positive electrode, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10347914B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, process for producing the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
KR101919516B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
US8557440B2 (en) Positive electrode active material including particle comprising crystal structure changing from a layered structure to a spinel structure, method of manufacturing the positive electrode active material, and non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material
KR101601917B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
US10511020B2 (en) Nickel composite hydroxide particle and process for producing the same, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and process for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR101898240B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
US9543571B2 (en) Precursor of a cathode active material for a lithium secondary battery, cathode active material, method for manufacturing the cathode active material, and lithium secondary battery including the cathode active material
KR20170076222A (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
US20140242463A1 (en) Cathode active material for a lithium secondary battery, method for manufacturing same, and lithium secondary battery including same
CN110199418B (en) Cathode active material and battery
KR20160138048A (en) Precursor of positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary cell, method of producing said precursor, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary cell, and method for manufacturing said material
US10665861B2 (en) Positive active material including lithium nickel-based metal oxide, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR101888180B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method of preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
CN107148690B (en) Method for preparing positive active material and positive active material prepared according to the method
CN111971825B (en) Positive electrode active material and battery provided with same
CN110235288B (en) Positive electrode active material and battery
KR20190001191A (en) Positive Electrode Material for Lithium-Ion Batteries and Lithium-Ion Battery Having the Same
KR20180071714A (en) Positive electrode active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
RU2307430C1 (en) Lithium-ion battery characterized in improved storage properties at high temperature
KR101676687B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
US10559825B2 (en) Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101576274B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, method for manufacturing the same, and rechargeable lithium battery including the same
KR101224618B1 (en) Positive active material for rechargeable lithium battery, cathod for rechargeable lithium battery, rechargeable lithium battery and method for manufacturing thereof
KR20190078100A (en) Manufacturing method of a positive electrode active material for rechargeable battery, and rechargeable battery including positive electrode active material for rechargeable battery manufacture using the same
CN110892569A (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20151224

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170913

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20180329

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20170913

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I