KR101521178B1 - 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법은 코어와 외부 쉘이 접촉하는 경계면에서 활물질 표면으로 금속 조성이 연속적인 농도 구배로 존재하여 열적 안전성이 우수한 양극 활물질 전구체의 제조에 있어서, 전구체에서의 농도 구배부와 쉘부의 농도를 조절하여 쉘에서의 전이 금속의 농도를 원하는 농도로 제조할 수 있는 효과를 나타낸다.
Description
도 3, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 전구체 및 활물질에 있어서 반경에 따른 금속염의 몰비를 나타낸다.
도 5, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 활물질을 포함하는 리튜이차전지의 수명 특성 및 열안전성 특성을 측정한 결과를 나타낸다.
Claims (13)
- 금속염으로서 니켈, 코발트 및 망간을 포함하는 코어 형성용 금속염 수용액과 쉘부 형성용 금속염 수용액을 준비하는 제 1 단계;
반응기에 킬레이팅제, 염기성 수용액 및 상기 코어 형성용 금속염 수용액과 상기 쉘부 형성용 금속염 수용액의 혼합 비율을 변화시키면서 공급하여 금속염의 농도가 점진적으로 변하는 농도구배부를 제조하는 제 2 단계;
킬레이팅제, 염기성 수용액 및 상기 쉘부 형성용 금속염 수용액과 상기 코어부 형성용 금속염 수용액을 일정 비율로 혼합하면서 공급하여 일정한 농도를 나타내는 쉘부를 제조하는 제 3 단계; 및
형성된 침전물을 건조시킨 후 열처리하여 활물질 전구체를 제조하는 제 4 단계;를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법에 있어서,
상기 농도구배부의 중심에서의 각각의 금속염의 농도를 Mc0 라 하고, 상기 농도구배부와 쉘부가 접하는 부분에서 상기 농도구배부의 각각의 금속염의 농도를 Mc 라 하고, 상기 농도구배부와 쉘부가 접하는 부분에서 상기 쉘부의 각각의 금속염의 농도를 Ms 라고 할 때 상기 Mc 와 상기 Ms 는 Mc ≠ Ms 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 농도구배부에서 Mco 과 Mc 이 Mco < Mc 을 만족할 때, 상기 Mc 과 상기 Ms 는 Mc< Ms 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 농도구배부에서 Mco 과 Mc 이 Mco > Mc 을 만족할 때, 상기 Mc 과 상기 Ms 는 Mc > Ms 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 쉘부에서의 농도 Ms 와 상기 농도구배부와 쉘부가 접하는 부분에서 상기 농도구배부의 농도 Mc 의 차이는 2 mol% 내지 40 mol% 인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 쉘부에서의 농도 Ms 와 상기 농도구배부와 쉘부가 접하는 부분에서 상기 농도구배부의 농도 Mc 의 차이는 2 mol % 내지 30 mol % 인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 Mco < Mc 을 만족하는 금속은 니켈인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 Mco > Mc 을 만족하는 금속은 코발트와 망간인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
금속염으로서 니켈, 코발트 및 망간을 포함하는 코어 형성용 금속염 수용액과 쉘부 형성용 금속염 수용액을 준비하는 제 1 단계; 와
반응기에 킬레이팅제, 염기성 수용액 및 상기 코어 형성용 금속염 수용액과 상기 쉘부 형성용 금속염 수용액의 혼합 비율을 변화시키면서 공급하여 금속염의 농도가 점진적으로 변하는 농도구배부를 제조하는 제 2 단계; 의 사이에
킬레이팅제, 염기성 수용액 및 상기 코어 형성용 금속염 수용액을 공급하여 코어부를 제조하는 제 1-1 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 쉘부 형성용 금속염 수용액은 농도가 다른 복수개를 사용하는 것인 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 농도구배부는 농도구배 기울기가 변하는 금속염을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 제조 방법에 의하여 제조된 리튬 이차 전지용 양극활물질 전구체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 양극활물질 전구체와 리튬염을 혼합한 후 소성하여 리튬 복합 금속 산화물을 얻는 제 5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법.
- 제 12 항에 의하여 제조된 리튬 이차 전지용 양극활물질.
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