일반기술

리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조방법

최근 무선 기기 및 휴대용 기기의 급속적인 발전에 발맞추어 고에너지 밀도를 얻을 수 있는 이차 전지가 차세대 전지로서 관심이 높아지고 있으며, 그 대표적인 예로 리튬 이차 전지가 있다. 리튬 이차 전지의 음극 활물질로서 기전력이 높고 에너지 밀도가 높은 리튬 금속을 사용하였다. 그러나 리튬 금속은 리튬 이차 전지의 충전과 방전을 반복함에 따라 리튬 금속의 용해와 석출이 반복되어 수지상(dendrite)의 리튬이 석출되어 충방전 효율이 떨어지거나 심할 경우 내부단락이 일어나는 위험성이 있었다. 두 종류 이상의 탄소재료를 혼합하여 음극 활물질을 제조함으로써 한 종류만으로 제조한 음극 활물질의 단점을 보완하려는 방법이 일본 특허 공개 평 8-222206호, 평 7-326343호에 제안된 바 있다. 상기 평 8-222206호에 제안된 기술은 카본 블랙 분말과 흑연 분말을 단순 혼합하여 탄소 재료로 이용하는 것으로, 균일한 혼합이 어려운 문제점이 있다. 또한 상기 평 7-326343호에 제안된 기술은, 흑연 분말과 핏치 분말을 혼합하고 열처리하여 흑연 분말과 핏치 분말의 덩어리를 얻은 다음 이를 분쇄하여 흑연질 재료와 탄소질 재료로 혼합된 분말을 얻는 것이다. 그러나 이 기술 또한, 열처리 공정에서 용융되는 핏치 분말의 점도가 너무 높아 두 재료의 균일한 혼합을 기대할 수 없다. 또한 흑연질 재료 분말에 탄소질 재료를 피복하는 방법이 제안되었다 (예를 들면 일본 특허 공개 평 10-36108호). 이 기술은 흑연 분말의 표면에 균일한 탄소질층을 얻는 것은 가능하지만, 흑연 분말이 인편상이기 때문에 분말의 형상을 제어하기는 어려워서, 충진밀도를 높이는 데 어려움이 있고 극판 제조시의 가공성도 불량한 문제점이 있다.본 발명은 리튬 이차 전지의 음극 활물질의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 결정성이 높은 흑연질 재료에 결정성이 낮은 탄소질 재료를 균일하게 도포하면서 형상이 우수하고 충진 밀도가 높은 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 흑연질 재료와 탄소질 재료를 균일하게 혼합시킬 수 있는 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 형상을 제어하고 충진 밀도가 높은 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법을 제공하는 것이다.