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이차 전지의 음극 활물질로서,하기 화학식 (1) 및 (2) 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지의 음극 활물질:Ti1-xMxNb2O7 (1)Ti1-xNb2-yMx+yO7 (2)상기 식에서, Ti는 타이타늄이고, x는 0 초과 1미만이고, M은 전이 금속이고, Nb는 니오븀이고, O는 산소이고, y는 0 내지 1이다
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제 1항에 있어서,상기 M은 Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Mo, La, Ta 및 W 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지의 음극 활물질
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리튬이 포함되는 양극;하기 화학식 (1), (2) 또는 이들의 조합인 음극; 상기 음극과 접촉하는 전해질;상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 이차 전지:Ti1-xMxNb2O7 (1)Ti1-xNb2-yMx+yO7 (2)상기 식에서, Ti는 타이타늄이고, x는 0 초과 1미만이고, M은 전이 금속이고, Nb는 니오븀이고, O는 산소이고, y는 0 내지 1이다
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제 3항에 있어서,상기 분리막은 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부필렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지
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제 3항에 있어서,상기 전해질은 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 에틸프로필 카보네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지
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제 3항에 있어서,상기 양극은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2, 리튬 동 산화물(Li2CuO2), LiV3O8, LiFe3O4 및 하기 화학식 (4) 내지 (6)으로 표현된 물질 또는 이들의 조합인 이차 전지:LiNi1-zAzO2 (4)LiMn2-kDkO2 (5)Li2Mn3EO8 (6)상기 식에서, A는 Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, z는 0 내지 0
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리튬을 포함하는 레퍼런스(reference) 전극;하기 화학식 (1), (2) 또는 이들의 조합인 워킹(working) 전극; 및1M LiPF6/EC/DMC(1:1 vol%)인 전해질을 포함하되,충전 사이클이 30 내지 40번이고, 충방전율(C-rate)이 10C일 때, 비용량(capacity)이 140mAh/g인 이차 전지:Ti1-xMxNb2O7 (1)Ti1-xNb2-yMx+yO7 (2)상기 식에서, Ti는 타이타늄이고, x는 0 초과 1미만이고, M은 전이 금속이고, Nb는 니오븀이고, O는 산소이고, y는 0 내지 1이다
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Ti 전구체, Nb 전구체 및 M을 포함하는 전구체를 혼합하는 단계;상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하되,상기 혼합물은 하기 화학식 (1), (2) 또는 이들의 조합인 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법:Ti1-xMxNb2O7 (1)Ti1-xNb2-yMx+yO7 (2)상기 식에서, Ti는 타이타늄이고, x는 0 초과 1미만이고, M은 전이 금속이고, Nb는 니오븀이고, O는 산소이고, y는 0 내지 1이다
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제 8항에 있어서,상기 M은 Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Mo, La, Ta, W 중 적어도 하나를 포함하고,상기 전이 금속 물질은 옥사이드(oxide), 에톡사이드(ethoxide), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 카바이드(carbide), 보라이드(boride), 브로마이드(bromide), 설파이드(sulfide), 설페이트(sulfate), 아이오다이드(iodide), 클로라이드(chloride), 플루오라이드(fluoride), 하이드라이드(hydride) 또는 나이트라이드(nitride) 계열의 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법
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제8 항에 있어서,상기 열처리는 10분 내지 30시간 범위에서 수행되는 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법
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제8 항에 있어서,상기 열처리는 300℃ 내지 1500℃의 온도 범위에서 수행되는 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법
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제8 항에 있어서,상기 Ti 및 Nb가 포함된 화합물은 옥사이드(oxide), 에톡사이드(ethoxide), 부톡사이드(butoxide), 이소프로폭사이드(isopropoxide), 카바이드(carbide), 보라이드(boride), 브로마이드(bromide), 설파이드(sulfide), 설페이트(sulfate), 아이오다이드(iodide), 클로라이드(chloride), 플루오라이드(fluoride), 하이드라이드(hydride) 또는 나이트라이드(nitride) 계열의 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법
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제8 항에 있어서,상기 열처리는 공기(air), 산소 가스, 암모니아 가스, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 및 수소 가스 중 적어도 하나를 포함하는 기체를 사용하는 이차 전지의 음극 활물질 제조 방법
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