일반기술

핵.껍질 다층구조를 가지는 리튬이차전지용 양극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 사용한 리륨이차전지

본 발명은 내부의 핵부분은 (Li[MxMn1-x]2O4)1-z (M은 Ni, Co, Mg, Zn, Ca, Sr, Cu, Zr, P, Fe, Al, Ga, In, Cr, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이상의 원소이고, 0.01≤x≤0.2, 0.01≤z≤0.5)이고, 껍질부분은 (Li[M’yMn1-y]2O4)z (M’은 Ni, Mg, Cu 및 Zn 이루어진 군에서 선택되는 하나이상의 원소이고, 0.01≤y≤0.5, 0.01≤z≤0.5)의 이중층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 핵껍질 다층구조를 가지는 리튬이차전지용 양극 활물질에 관한 것이다. 본 발명에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질은 내부 핵물질은 고용량, 고출력 특성을 가지는 4V 스피넬계 망간 양극, 전해질과 접하는 외부 껍질은 열적 안전성과 수명특성이 우수한 5V 스피넬 전이금속혼합계 양극으로 구성되어 수명특성이 개선되며 열적 안전성이 우수한 효과가 있다.본 발명은 리튬이차전지의 양극활물질의 원재료의 제조에 관한 기술로써, 리튬이차전지용 망간탄산화물을 구형의 분말로 제조하고, 이중층(핵/껍질) 구조를 적용한 기술로써, 전해질과의 안정성이 우수하며, 탭밀도가 높으며, 단분산 스피넬 복합산화물의 제조가 용이하고, 이를 이용한 리튬이차전지의 제조가 가능하다. 이와 같이 본 발명에 의한 탄산염 공침법을 사용하여 제조된 이중층 핵․껍질(core/shell) 구조를 갖는 양극 활물질은 구형이며 밀도 높은 분말의 스피넬 구조로서, 내부는 고용량 특성을 가지고 전해질과 접하는 외부는 열적 안전성이 우수하여 리튬이차전지용 양극활물질에 사용하는 경우 용량과 충전밀도가 높고 수명특성이 우수한 장점을 가진다.