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탄소 원소와, 주변의 탄소 구조의 개질이 가능한 금속 함유 탄소 개질 원소가 분산되고, 미세 기공이 형성된 탄소 원소-금속 함유 탄소 개질 원소로 이루어진 복합체를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소는 전이 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 3A족, 3B족, 4A족 및 4B족 반금속, 5A족, 5B족, 란타늄 계열, 악티늄 계열 원소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 2 항에 있어서, 상기 전이 금속은 Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Mo, W, Te, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 알칼리 금속은 Li, Na 및 K로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 알칼리 토금속은 Be, Sr, Ba, Ca 및 Mg로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 3A족 반금속은 Sc, Y, La 및 Ac로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 3B족 반금속은 B, Al 및 Ga로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 4A족 반금속은 Ti, Zr 및 Hf로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 4B족 반금속은 Si, Ge 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 5A족 원소는 V, Nb 및 Ta로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 5B족 원소는 P, Sb 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 란타늄 계열 원소는 Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 악티늄 계열 원소는 Th, U, Nb, Pu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소는 전체 탄소 원소-금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 복합체에 대해 1 내지 90중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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탄소계 물질; 및 상기 탄소계 물질 표면에 존재하고, 탄소 원소와 주변의 탄소 구조의 개질이 가능한 금속 함유 탄소 개질 원소가 분산되고, 미세 기공이 형성된 탄소 원소-금속 함유 탄소 개질 원소로 이루어진 복합체 를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제 5 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소는 전이 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 3A족, 3B족, 4A족 및 4B족 반금속, 5A족, 5B족, 란타늄 계열, 악티늄 계열 원소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 6 항에 있어서, 상기 전이 금속은 Mn, Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Mo, W, Te, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Pd 및 Pt로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 알칼리 금속은 Li, Na 및 K로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 알칼리 토금속은 Be, Sr, Ba, Ca 및 Mg로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 3A족 반금속은 Sc, Y, La 및 Ac로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 3B족 반금속은 B, Al 및 Ga로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 4A족 반금속은 Ti, Zr 및 Hf로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 4B족 반금속은 Si, Ge 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 5A족 원소는 V, Nb 및 Ta로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 5B족 원소는 P, Sb 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 란타늄 계열 원소는 Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 악티늄 계열 원소는 Th, U, Nb, Pu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 5 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소는 전체 탄소 원소-금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 복합체에 대해 1 내지 90중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 5 항에 있어서, 상기 탄소계 물질은 천연 흑연, 인조 흑연, 흑연계 탄소 섬유의 결정질계 탄소; 고상 탄소, 석유계, 석탄계 탄소 원료, 수지계 탄소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 탄소 원료를 처리하여 얻어진 비정질계 탄소; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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제 5 항에 있어서, 상기 탄소계 물질은 탄소질 전구체 및 탄소 개질 원소 전구체 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 1000중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 음극 활물질
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ⅰ) 탄소 전구체 및 금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 전구체를 혼합하는 단계; ⅱ) 얻어진 전구체 혼합물을 제1차 열처리하는 단계; 및 ⅲ) 열처리된 혼합물을 비산화성 분위기 하에서 제2차 열처리하는 단계 를 포함하는 탄소-금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 탄소 전구체는 고상 탄소 또는 액상 탄소 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 전구체는 전이 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 3A족, 3B족, 4A족 및 4B족 반금속, 5A족, 5B족, 란타늄 계열 또는 악티늄 계열 원소 중 하나 이상을 포함하는 알콕사이드, 염, 산화물, 황화물, 수산화물 및 수소화물로 이루어진 군에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 제1차 열처리는 150 내지 300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 제1차 열처리는 산화 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 제2차 열처리는 500 내지 1300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 11 항에 있어서, 상기 제2차 열처리는 환원 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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ⅰ) 탄소 전구체 및 금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 전구체를 혼합하는 단계; ⅱ) 상기에서 얻어진 전구체 혼합물을 탄소계 물질을 도포하여 상기 탄소계 물질 표면에 전구체 혼합물이 코팅되도록 하는 단계; ⅲ) 상기에서 얻어진 전구체 혼합물을 제1차 열처리하는 단계; 및 ⅳ) 상기에서 열처리된 혼합물을 비산화성 분위기 하에서 제2차 열처리하는 단계 를 포함하여, 탄소계 물질과, 상기 탄소계 물질 표면에 탄소-금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 복합체가 코팅된 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 탄소 전구체는 고상 탄소 또는 액상 탄소 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 금속 함유 탄소 개질 원소를 포함하는 전구체는 전이 금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 3A족, 3B족, 4A족 및 4B족 반금속, 5A족, 5B족, 란타늄 계열 또는 악티늄 계열 원소 중 하나 이상을 포함하는 알콕사이드, 염, 산화물, 황화물, 수산화물 및 수소화물로 이루어진 군에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 하는 음극 활물질의 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 제1차 열처리는 150 내지 300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 제1차 열처리는 산화 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 제2차 열처리는 500 내지 1300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 18 항에 있어서, 상기 제2차 열처리는 환원 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 따른 음극 활물질을 포함하는 음극; 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 상기 음극 및 양극 사이에 존재하는 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지
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제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 따른 음극 활물질을 포함하는 음극; 리튬의 가역적인 인터칼레이션/디인터칼레이션이 가능한 양극 활물질을 포함하는 양극; 및 상기 음극 및 양극 사이에 존재하는 전해질을 포함하는 리튬 이차 전지
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