일반기술

가역 용량 확대를 위한 리튬 이온 전지의 부극 활물질 및그의 제조 방법

일반적으로, 리튬 이온(Li-Ion) 2차 전지의 성능은 용량과 수명시험 결과로 평가한다. 대개 리튬이온 전지의 음전극(陰電極)으로는 탄소가 사용되는데, 이 탄소전극은 초기 충전시 표면에 부동태 막을 형성한다. 이와 같이 탄소전극에 부동태 막이 형성되는 주요원인은 충전시의 용매 분해, 부가반응, 가스 발생 등에 의해 생성되는 리튬 염들이 탄소 전극에 흡착되어막을 형성하기 때문이다.이러한 부동태 막은 충전시에 전극을 통해 이루어지는 가역작용을 방해하며 특히, 충전 초기의 비가역용량을 증대시키기 때문에, 전지의 성능을 저하시키는 직접적인 원인이 된다.이와 같은 부동태 막의 형성을 제한하는 방법으로 다음의 3가지 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 첫째는 탄소 표면에 Ni이나 Sn 등의 코팅처리를 통해 부동태 막의 형성을 방지하는 방법, 둘째는 부동태 막의 원인성분과 동일한 성분의 첨가제를 탄소 표면에 증착시키거나 도핑시키는 방법, 셋째는 용매 분해를 억제하기 위해 첨가제를 넣는 방법이 있다.그러나, 상기 표면 코팅법은 코팅 제조 공정이 추가되어 전체 제조공정이 복잡해지고 제조에 장시간이 소요되는 문제점이 있고, 아울러 코팅제를 첨가함으로 인해 그만큼 활물질의 양이 감소하여 전지의 셀 용량이 감소하는 문제점이 있으며, 부동태막의 원인성분과 동일한 성분의 첨가제를 증착 또는 도핑시키는 방법은 제조 과정이 매우 복잡하고 까다로운 문제점이 있다.이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 제조공정이 복잡하거나 장시간이 소요되지 않음은 물론 전지의 셀 용량을 감소시키는 역작용을 유발하지 않으면서 전극에 저항값이 큰 부동태 막이 형성되는 것을 방지함으로써, 충전 초기의 비가역 용량을 억제하여 가역용량을 증대시킨 리튬이온전지 및 리튬이온전지의 가역용량을 증대시키는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.본 발명은 고용량 부극 재료로서 리튬 이차 전지에 적용되는 주석과 카본을 혼합한 전극에 첨가제(Al2O3, Li2CO3)를 사용하여 충방전시 발생하는 용량 손실을 줄이고 가역용량의 증대와 사이클 성능(cycle performance) 향상을 위해 더욱 안정한 부극 활물질을 개발하기 위한 가역 용량 확대를 위한 리튬 이온 전지의 부극 활물질 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.본 발명은 리튬 2차 전지용 부극 활물질에 있어서, 주석과; 카본과; Al2O3와; Li2CO3으로 조성된 것을 특징으로 하는 가역용량 확대를 위한 리튬 이온 전지의 부극 활물질을 제공한다.