보론이 도핑된 실리콘 옥사이드계 음극활물질과 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지

Abstract

본 발명은 보론이 도핑된 실리콘 옥사이드계 음극활물질과 그 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지에 관한 것으로, 상세하게는 보론화합물이 함유된 도펀트(dopant)를 더미(dummy)기판 위에 코팅하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 제조된 더미 기판과 실리콘 옥사이드계 혼합물을 이격을 두고 배치한 후 열처리하는 단계(단계 2);를 포함하는 보론이 도핑된 실리콘 옥사이드계 음극 활물질의 제조방법을 제공한다. 본 발명을 통해 제조한 보론이 도핑된 실리콘 옥사이드계 재료를 이차전지 음극활물질로 이용할 경우, 기존 기술에 비해 음극활물질 내 비용량이 증가하며, 제조된 음극활물질에 불순물인 보론 화합물이 포함되지 않고, 보론 원소만이 도핑되는 효과가 있다. 또한, 실리콘 옥사이드계 재료 내부로 보론 원소가 확산되도록 함으로써 리튬 이온의 확산 속도 증가 및 부분적인 실리콘 결정 형성으로 인해, 전기화학적 특성이 개선될 수 있다. 나아가, 전지의 고용량 및 사이클 특성이 개선되어 향후 전기자동차 및 대형 에너지저장장치용 이차전지로의 활용이 가능하다.