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IBL-26-2001

리튬 이차전지용 양극재, 리튬 이차전지용 양극재 제조방법, 리튬 이차전지용 양극 및 리튬 이차전지

등록일
2026-09-16
이차전지› 소재› 양극재
화학양론 조성 조절로 산소 결핍을 억제한 리튬 망간 스피넬 양극재 제조법

본 기술은 리튬 망간 스피넬 구조에서 망간 함량은 유지하되, 리튬 함량을 높이고 전하 중성을 맞추기 위해 전이금속(예: Ni) 함량을 조절하여 화학양론적 조성비를 변경하는 기술입니다. 이를 통해 산소 결핍을 억제하여 Mn3+ 생성을 방지하고, 구조 내 국부적 무질서도(local disordering) 유도 및 층상구조(Li2MnO3) 복합체 형성을 통해 전기화학적 성능과 수명을 향상시킵니다 기술입니다.

기존 스피넬형 리튬 망간 산화물(LMO)은 고온 저장 시 전해액 내 망간 이온 용출로 인한 수명 저하와 스피넬 구조 자체의 낮은 용량 문제가 있습니다. 또한, 기존의 규칙적(ordered) 구조는 Mn3+ 함유로 인한 용출 문제가 있고, 이를 개선하기 위한 층상-스피넬 복합체 합성법(공침법 등)은 공정이 복잡하고 고비용이라는 한계가 있습니다 문제가 있었습니다.

본 기술은 리튬 전구체, 망간 전구체, 전이금속 전구체를 혼합하여 800~900℃에서 하소(calcination)한 뒤, 자연 냉각 및 재펠렛화 후 600~700℃에서 48~72시간 동안 재소성(re-annealing)하는 고상법(solid state reaction)을 사용합니다함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 성능 개선과 상용화 가능성을 함께 높일 수 있습니다.

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Key Features:
  • 양극재 형성을 위해 리튬 전구체와 망간 전구체 및 전이금속 전구체를 혼합하는 제1단계
  • 혼합물을 가열로에서 공기 분위기 800 내지 900도로 5 내지 15시간 하소하여 고상 반응시키는 제2단계
  • 고상 반응을 통해 얻어진 물질을 자연적으로 냉각한 뒤 재펠렛화하는 단계
  • 망간 함량은 유지하되 리튬 함량을 높이고 전이금속 함량을 조절해 산소 결핍을 억제하는 구성

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포항공과대학교 산학협력단
강병우 | 이정화
문서
출원일:
2014-11-27
|
특허등록번호:
10-1703154
산업
이차전지
기술
에너지•배터리
화학
국가
Korea
패밀리 특허

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