N-H-V-O 계 신규 이차 전지용 전극물질

신규 삼사정계 결정구조 암모늄 바나듐 브론즈 기반 리튬·소듐 겸용 양극재

본 기술은 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조를 갖는 신규 (NH4)2V7O16 바나듐 브론즈 물질을 합성하고, 이를 리튬 또는 소듐 이온 전지의 양극 활물질로 사용하여 이온의 인터칼레이션과 확산 특성을 개선하는 기술입니다.

기존 (NH4)2V7O16 물질은 결정 구조를 해석하기 어려운 문제가 있었습니다. 특히 소듐 이온 전지는 리튬보다 이온 부피가 크고 전극 포텐셜이 낮아 구조적 안정성과 수명 특성을 확보하는 데 한계가 존재했습니다.

본 기술은 NH4VO3와 LiBH4를 반응시키는 수열 합성법으로 a=6.1480Å, b=6.1434Å, c=18.0309Å 등의 격자 파라미터를 갖는 신규 삼사정계 (NH4)2V7O16을 제조하고, 도전재 및 바인더와 8:1:1 비율로 배합해 전극 활물질로 쓰도록 구성됩니다. 차세대 소듐 이온 에너지저장장치와 리튬 이온 전지 양극 개발에 적용될 수 있어, 리튬 자원 의존도를 낮추면서 한 가지 소재로 두 전지 체계를 동시에 공략할 수 있습니다.

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Key Features:

• (NH4)2V7O16을 포함하고 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조와 특정 격자 파라미터를 갖는 이차 전지용 전극 물질
• (NH4)2V7O16, 탄소, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 중량비로 혼합하여 포함하는 리튬 이온 전지의 작업 전극
• Na 금속 상대 전극과 함께 쓰이며 2 wt% FEC가 첨가된 EC:DEC 용액에 1M NaPF6를 용해하여 구성한 소듐 이온 전지용 전해질
• NH4VO3 수용액에 LiBH4를 적하한 뒤 오토클레이브에서 200 내지 300 ℃로 12 내지 18 시간 유지하는 단계

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