일반기술

리튬이차전지용 음극 활물질 및 그의 제조방법

전이금속 또는 금속 염화물을 알코올류 용매에 녹여 졸 용액을 제조하는 단계와, 졸 용액이 pH 1.5 이하의 겔 용액이 될 때까지 섞은 후, 카본을 겔 용액에 침적시키고 카본과 겔 용액이 충분히 접촉할 수 있도록 교반을 계속하는 단계와, 이렇게 얻어진 겔 용액을 여과하여 겔 성분을 1∼300㎚의 두께로 카본 입자 표면에 형성시킨 카본을 얻고 이를 열처리하여 전이금속 또는 금속 산화물층을 1∼300㎚의 두께로 카본 입자 표면에 형성시키는 단계로 이루어짐으로서 전도성 및 고율 충방전 특성이 우수하고, 이론용량에 가까운 전극용량을 나타내며 싸이클 수명을 연장시킬 수 있다.기존의 카본전극을 제조하는 기술에서 전극 활물질을 전류 집전체로 쓰이는 금속 박판상에 캐스팅 하여 전극을 제조할 때 집전체와 활물질간의 약한 결합력 때문에 집전체로부터 카본 활물질이 떨어지는 문제를 들 수 있다. 이를 해결하기 위하여 바인더를 추가할 경우 전극의 내부 저항이 증가하여 전극의 고율 충방전 특성과 싸이클 특성이 저하되므로, 카본 활물질화 금속 집전체와의 결합력을 높이는 것이 요구된다.흑연계 및 코크스계 카본의 표면에 금속 산화물 층을 1∼300 ㎚ 두께로 형성하여 전도성 및 고율 충반전 특성이 우수한 이차전지용 음극 활물질을 제조함으로서 전극의 전도성이 향상되고 싸이클 특성 및 전극용량의 증가하고 전극의 성형성이 우수하며, 전류 집전체 및 전극 활물질간의 결합력이 우수하고, 카본 활물질이 전자전도통로에서 이탈되는 것을 억제하여 지속적으로 일어나는 전극용량 감소를 줄여 전극특성을 향상시킬 수 있다