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코어; 및 금속 산화물 코팅층;을 포함하는 음극 활물질이고,상기 코어는, 복수개의 흑연 입자 및 상기 복수개의 흑연 입자 사이에 매립된 복수개의 나노 실리콘 입자를 포함하는 다공성 실리콘-탄소 복합체;를 포함함과 동시에, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체 내 기공에 분산된 난흑연화 탄소(hard carbon); 및 석탄계 핏치;를 포함하는 것이며,상기 금속 산화물 코팅층은, 상기 코어 내 흑연 입자 및 나노 실리콘 입자의 표면에 분산된 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서,상기 금속 산화물 코팅층은,전이 금속(transition metal), 전이후 금속 (post-transition metal), 및 란타넘족 (lanthanoids) 중에서 선택되는 금속의 산화물을 포함하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서,상기 금속 산화물 코팅층은,Al2O3, ZrO2, CeO2, La2O3, CaO, SrO, BaO, Li2O, V2O5, TiO2, Gd2O3, Y2O3, Li2ZrO3 Li7La3Zr2O12, La0
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제1항에 있어서,상기 금속 산화물 코팅층의 두께는, 10 내지 200 ㎚인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서,상기 코어의 D50 입경은,0
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제1항에 있어서,코어의 총 중량(100 중량%)에 대해, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체는 80 내지 90 중량%, 상기 석탄계 핏치는 4 내지 9 중량%, 상기 난흑연화 탄소는 잔부로 포함되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 석탄계 핏치의 베타-레진(β-resin) 값은,20을 초과하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 다공성 실리콘-탄소 복합체 내 상기 나노 실리콘의 함량은, 20 내지 30 중량%인 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 코어의 기공도는,상기 코어의 전체 부피(100 부피%)에 대해 20 내지 30 부피%인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제1항에 있어서, 상기 난흑연화 탄소는, 수계 바인더로부터 기인한 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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제10항에 있어서, 상기 수계 바인더는,폴리아크릴 산 (polyacrylic acid, PAA), 아라비아 고무 (Gum Arabic), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 및 셀룰로오스(cellulose)계 화합물을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는,리튬 이차 전지용 음극 활물질
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다공성 실리콘-탄소 복합체, 난흑연화 탄소(hard carbon) 및 석탄계 핏치를 포함하는 코어를 제조하는 단계; 및 상기 코어의 표면에, 금속 산화물 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 음극 활물질의 제조 방법이되,상기 다공성 실리콘-탄소 복합체, 난흑연화 탄소(hard carbon) 및 석탄계 핏치를 포함하는 코어를 제조하는 단계;는, 흑연 분말, 나노 실리콘 분말, 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물 및 용매를 포함하는 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액을 분무 건조하는 단계; 및 상기 분무 건조된 물질을 열처리하는 단계;를 포함하고,상기 흑연 분말, 나노 실리콘 분말, 수계 바인더, 및 석탄계 핏치를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계;는, 상기 흑연 분말 및 상기 나노 실리콘 분말을 혼합 분쇄하는 단계; 및 상기 혼합 분쇄된 물질에 상기 수계 바인더 및 상기 석탄계 핏치를 투입하고, 혼합하는 단계;를 포함하고,상기 코어의 표면에, 금속 산화물 코팅층을 형성하는 단계;는, 금속 원료 물질 및 고분자를 형성할 수 있는 용매를 혼합하여, 코팅 용액을 준비하는 단계; 상기 코어를 상기 코팅 용액과 혼합하여, 상기 코어의 표면에 금속 이온 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코어의 표면에 형성된 금속 이온 코팅층을 열처리하여, 상기 금속 산화물 코팅층으로 전환시키는 단계;를 포함하고,상기 코팅 용액을 준비하는 단계;에서, 상기 용매는 고분자를 형성하고, 상기 금속 원료 물질은 금속 이온 및 음이온으로 해리되어, 상기 코팅 용액이 슬러리(slurry) 형태로 준비되고,상기 코어를 상기 코팅 용액과 혼합하여, 상기 코어의 표면에 금속 이온 코팅층을 형성하는 단계;에서, 상기 슬러리(slurry) 형태의 코팅 용액 내에서, 상기 고분자를 매개로 상기 금속 이온이 상기 코어의 표면에 코팅되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 용매는,에탄올(ethanol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 이소프로판올(isopropanol), 또는 이들의 조합인 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 코팅 용액 내 금속 이온의 몰 농도는,0
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제12항에 있어서, 상기 코어를 상기 코팅 용액과 혼합하여, 상기 코어의 표면에 금속 이온 코팅층을 형성하는 단계;에서,상기 코어 및 상기 코팅 용액의 중량비가 1:1 내지 1:3 (코어: 코팅 용액)이 되도록 혼합하는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 코어의 표면에 형성된 금속 이온 코팅층을 열처리하여, 상기 금속 산화물 코팅층으로 전환시키는 단계;는,500 내지 600 ℃에서 수행되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
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제12항에 있어서, 상기 코어의 표면에 형성된 금속 이온 코팅층을 열처리하여, 상기 금속 산화물 코팅층으로 전환시키는 단계;는,공기(air), 또는 산소(O2) 분위기에서 수행되는 것인,리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조 방법
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양극;음극; 및전해질을 포함하고,상기 음극은, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 포함하는 것인,리튬 이차 전지
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