수계 리튬이차전지용 표면 처리된 양극 활물질

AlF3 표면 코팅 LiMn2O4 양극을 적용한 고수명 수계 리튬이차전지

본 기술은 LiMn2O4 표면에 AlF3를 2 wt% 코팅한 양극 활물질을 사용하고, 활성탄 음극과 1M Li2SO4 수계 전해질을 조합하여 사이클 안정성을 높인 수계 리튬이차전지입니다.

기존 리튬이온전지의 가연성 유기 전해액은 화재 등 안전사고 위험이 커서 전기차와 대형 에너지 저장 시스템에 적용하는 데 걸림돌이 되었습니다. 안전하고 저렴한 수성 전해액이 대안으로 주목받았지만, 전해액과 활물질 간 부반응으로 표면이 열화되어 사이클 수명이 짧다는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 금속 불화물 코팅층이 수성 전해액과 활물질의 직접 접촉을 차단해 표면 열화를 억제하면서도 결정 구조와 리튬 삽입·탈리 과정에는 영향을 주지 않아, 1C에서 100 사이클 후 89.9%의 용량 보유율을 나타냅니다. 대용량 에너지 저장 시스템과 안전성이 중요한 전력 저장 장치에 적용될 수 있어 불연성 수계 전해질의 장점을 살리면서 수명과 출력 특성을 함께 확보할 수 있습니다.

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Key Features:

• AlF3가 LiMn2O4 중량 대비 2 wt% 코팅되고 원자 농도 비율 Al/Mn이 542%인 양극 활물질
• 표면 코팅된 양극 활물질에 도전재인 아세틸렌 블랙과 결착제인 폴리테트라플루오로에틸렌을 함께 포함하는 양극
• 활성탄을 포함하는 음극과 글래스 필터 분리막 및 1M Li2SO4 수계 전해질을 포함하는 전지 구성
• 1C 전류 속도에서 100 사이클 이후 용량 보유율 89.9%를 나타내는 수계 리튬 이차전지

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