RECYCLING CATHODE ACTIVE MATERIAL METHOD FOR RECYCLING CATHODE ACTIVE MATERIAL AND SECONDARY BATTERY CONTAINING THE SAME

본 발명은 재생 양극 활물질, 이의 재생 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬니켈 산화물(LNO)계 양극 활물질, 니켈·코발트·망간(NCM)계 양극 활물질, 니켈·코발트·알루미늄(NCA)계 양극 활물질 및 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA)계 양극 활물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로, Ni을 60 mol% 이상 포함하며, 플루오린(F) 함량이 250 mg/kg 이하이고, 결정 크기(crystallite size)가 122 nm 이하인 것을 특징으로 하는 재생 양극 활물질, 이의 재생...

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Hauptverfasser: DOO KYUNG YANG, HYE MIN YU, JEONG MI CHOI, EUN KYU SEONG, MIN SEO KIM, YEON JUN KIM
Format: Patent
Sprache:eng ; kor
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Beschreibung
Zusammenfassung:본 발명은 재생 양극 활물질, 이의 재생 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬니켈 산화물(LNO)계 양극 활물질, 니켈·코발트·망간(NCM)계 양극 활물질, 니켈·코발트·알루미늄(NCA)계 양극 활물질 및 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA)계 양극 활물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로, Ni을 60 mol% 이상 포함하며, 플루오린(F) 함량이 250 mg/kg 이하이고, 결정 크기(crystallite size)가 122 nm 이하인 것을 특징으로 하는 재생 양극 활물질, 이의 재생 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 하이니켈(High-Ni) 양극재가 사용된 폐 양극을 산소를 투입해 산화 열처리한 후 1차 세척 후 리튬 전구체를 첨가하고 어닐링한 다음 2차 세척하여 재생 양극 활물질 표면에 플루오린(F) 함량이 감소되고, 나아가 산화 열처리 단계를 2단계로 나누어서 수행하여 바인더가 깨끗이 연소되고 열처리 단계에서 발생하는 플루오린(F) 및 잔류 리튬이 감소되어 결정 크기(crystallite size)가 작아짐으로써 충전 용량, 저항 특성 및 용량 특성이 우수한 양극 활물질을 제공하고, 또한 회수 및 재생 공정에서 산을 이용하지 않아 친환경적이고, 이에 따른 중화 및 폐수 처리가 필요 없으므로 공정비가 절감되며, 양극 활물질을 분해하지 않고 그대로 재생하여 버려지는 금속 원소가 없고, 유기용매를 사용하지 않아 유독가스의 발생 또는 폭발 위험성이 없으며, 특히 수세 공정이 생략되어 경제성 및 생산성이 크게 개선된 양극 활물질의 재생 방법 등을 제공하는 효과가 있다. The present invention relates to a recycled positive electrode active material, a method of recycling a positive electrode active material, and a secondary battery including the recycled positive electrode active material. More particularly, the present invention relates to a recycled positive electrode active material including one or more selected from the group consisting of a lithium nickel oxide (LNO)-based positive electrode active material, a nickel·cobalt·manganese (NCM)-based positive electrode active material, a nickel·cobalt·aluminum (NCA)-based positive electrode active material, and a nickel·cobalt·manganese·aluminum (NCMA)-based positive electrode active material, including 60 mol% or more of Ni, containing fluorine (F) in an amount of 250 mg/kg or less, and having a crystallite size of 122 nm or less, a method of recycling a positive electrode active material, and a secondary battery including the recycled positive electrode active material. According to the present invention, the present invention has an effect of providing a positive electrode active material prepared by introducing oxygen into a waste positive electrode containing a high-nickel (Ni) positive electrode material, performing oxidation heat treatment, performing first washing, adding a lithium precursor, performing annealing, and performing second washing to reduce the amount of fluorine (F) on the surface of a recycled positive electrode active material, wherein the oxidation heat treatment is performed in two steps to completely burn a binder, reduce fluorine (F) and residual lithium generated in the heat treatment step, and reduce a crystallite size; and having exce