양극 활물질의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지

고품질 사원계 양극 활물질 제조 방법

본 기술은 사원계 양극 활물질의 제조방법에 관한 것입니다.

기존 삼원계에서 알루미늄을 추가로 도입한 사원계 전구체를 합성하는 경우 공침법을 이용 시, 물질 합성에 어려움이 있으며 특히 삼원계 NCM 전구체를 합성한 후에 추가적인 알루미늄 도핑 공정을 추가하여야 해서 공정이 복잡한 단점이 있었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 기술은 용매열 합성법 이용을 제안합니다.  

본 기술에 따른 양극 활물질 제조방법은 공침법과 비교하여 조절 변수가 적고, 추가적인 알루미늄 도핑 공정 도입이 필요하지 않고 기존의 공정에 변화 없이 간단한 용매열 합성법을 이용하기 때문에 전구체 합성단계에서 알루미늄이 들어간 사원계 양극 활물질 전구체(NCMA 전구체)를 합성할 수 있으며, 균일한 크기를 가진 고품질의 구형 양극 활물질 합성이 가능하여 사원계 양극 활물질의 상업적 적용 가능성을 높여줄 것으로 예상합니다.

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Key Features:

• 화합물 전구체와 용매를 혼합한 혼합물에 열처리하여 양극 활물질 전구체 제조
• 양극 활물질 전구체에 리튬 원료를 첨가한 후 열처리하여 화학식 Li[NiaCobMncAld]O 로 표시되는 화합물을 제조
• 화합물 전구체는 질산니켈(Ni(NO3)2), 질산코발트(Co(NO3)2), 질산망간(Mn(NO3)2) 및 질산알루미늄 (Al(NO3)3) 활용
• 질산염 형태의 전구체를 사용함으로써 구형의 양극 활물질을 형성할 수 있고, 아세트산염을 전구체로 사용한 것보다 안정성 향상

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본 기술은 한국연구재단의 리튬 음극 기반 고용량 에너지 저장을 위한 기능성 계면 구조 연구과제 지원을 통해 개발되었습니다.

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