이차전지용 양극물질 및 그 제조 방법

전이금속 격자 밴드갭 조절로 산소 산화환원을 안정화한 양극물질

본 기술은 층상구조 양극재 내 전이금속 격자의 HOMO-LUMO 에너지 밴드 갭을 조절하거나, 도핑 및 공정 제어를 통해 격자 내 진동 결합(vibronic coupling)을 완화하여, 원자 결합 구조를 안정화하는 기술입니다.

층상계 양극 산화물에서 발생하는 유사 얀-텔러(Pseudo Jahn-Teller) 효과로 인해 중심 원자의 위치 이탈, 원자 간 결합 길이 불균형, 격자 회전 등 구조적 불안정성이 초래되어, 충·방전 반복 시 용량 감소 및 수명 열화가 발생하는 문제 문제가 있었습니다.

본 기술은 1) 제1 산화물의 격자 구조를 가공하여 HOMO-LUMO 밴드 갭을 증가시키거나 원소를 도핑하여 진동 결합 강도를 감소시킨 제2 산화물 제공함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재 연구·개발 현장에서 폭넓게 응용될 여지가 있습니다.

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Key Features:

• 제1 산화물의 전이금속층을 구성하는 제1 격자의 호모 궤도와 루모 궤도의 에너지 밴드 갭 간격을 증가시켜 생성된 제2 산화물로 구성되는 양극물질
• 제2 산화물의 전이금속층 격자의 d오비탈 전자가 루모 궤도에 위치하도록 조절되는 구성
• 층상구조 양극재 내 전이금속 격자의 밴드 갭을 조절하거나 진동 결합을 완화하는 구성
• 도핑 및 공정 제어를 통해 격자 안정성을 확보하여 산소 산화환원 반응을 안정화하는 양극물질

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