일반기술

탄산염 공침법을 이용한 3Ｖ급 스피넬 산화물, 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지

본 발명은 리튬 2차 전지용 3Ｖ급 양극활물질 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 탄산염 공침법(carbonate co-precipitation method)을 이용하여 조성식 Li1+x[MyMn(2-y)]O4-zSz(0≤x≤0.1, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, M=Mn, Ni 및 Mg 중 어느 하나임.)인 입자크기 5~20㎛ 의 구형의 파우더를 제조한 후, 400℃~900℃로 1시간-30시간 하소시켜 최종의 3V급 리튬 2차 전지용 스피넬 양극활물질을 제조하는 방법이다. 탄산염 공침법 공정시 사용되는 금속전구체로는 각 금속(리튬, 니켈, 망간, 니켈, 마그네슘)의 질산염, 초산염, 황산염, 수산화염, 탄산염, 산화염을 사용하였다. 본 발명의 스피넬 복합산화물은 3V 영역(2.4-3.5V 전위영역)에서 충/방전 회수가 진행됨에도 불구하고 구조변이가 발생하지 않아 그 수명 특성이 우수하였고, 그 방전 용량도 100~120 mAh/g 으로 우수한 특성을 가지고 있다.본 발명은 리튬이차전지의 양극활물질의 원재료의 제조에 관한 기술로써, 리튬 이차전지용 양극물질을 구형의 1차 분말로 제조하여 적용한 기술로써, 산화물 형태의 안정한 3V급 스피넬 복합산화물의 제조가 용이하고, 이를 이용한 리튬이차 전지의 제조가 가능하다. 본 발명의 스피넬 산화물은 입자의 크기가 균일하고, 입자의 형태가 구형을 이루고 있으며, 이를 양극활물질로 사용하는 전지는 3V전위에서의 평탄면이 우수하고, 수명특성이 우수하다. 또한 본 발명에서 황이 부분 첨가된 활물질은 고용량을 나타내며, 고율특성이 매우 우수한 장점을 가진다.