본 기술은 층상 구조 리튬 코발트 산화물(LiCoO2) 양극 활물질을 질산구리(II) 수용액에 분산·교반하여 구조 내 리튬을 구리로 치환하고 입자 표면에 CuCoO2 피막을 형성하는 비열처리 표면 처리 방법입니다. 형성된 피막은 3~4nm 두께의 스피넬형 구조를 가집니다.
LiCoO2는 이론적으로 실사용 용량의 두 배까지 활용할 잠재력이 있지만, 고전압 충방전이 반복되면 층상 구조가 붕괴되고 전해액과 표면 부반응이 일어나 성능이 떨어지는 문제가 있었습니다. 이를 막기 위한 기존 표면 코팅은 대부분 고온 열처리를 거쳐야 해 공정이 복잡하고 비용이 큰 한계가 존재했습니다.
본 기술은 상온 교반만으로 리튬-구리 이온 치환을 일으켜 활물질 고유 구조와 모폴로지를 해치지 않는 얇은 보호 피막을 만들고, 구조 붕괴와 전해액 부반응, 분극을 함께 억제합니다. 그 결과 사이클 특성, 고율 특성, 에너지 밀도 등 셀 성능이 향상됩니다. 전기차와 에너지 저장 시스템용 고용량 리튬이차전지 양극 제조 라인에 적용될 수 있어 열처리 설비 없이도 양극재 개질 공정을 간소하게 운영할 수 있습니다.
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