양극활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 나트륨 이온 이차전지

아연 이온 도핑으로 격자 상수를 줄여 율속 특성을 높인 CoHCF 양극활물질

본 기술은 코발트 헥사시아노퍼레이트(CoHCF) 결정 구조에 아연 이온을 도핑(Co1-xZnxHCF)해 격자를 의도적으로 왜곡시킴으로써, 이온이 드나들기 쉬운 공간을 만들고 율속 특성과 수명 안정성을 높인 양극활물질 기술입니다.

기존 CoHCF 양극재는 비용량은 높지만, 니켈이나 구리 기반 프러시안 블루 유사체에 비해 율속 특성이 상대적으로 낮은 기술적 한계가 존재했습니다.

본 기술은 철, 코발트, 아연 전구체를 사용하고 Co:Zn 몰 비를 97:3~91:9 범위로 제어해 Co1-xZnxHCF(x=0.03~0.09)를 합성하며, 아연 도핑으로 격자 상수를 줄이고 입자 내 메조 기공을 형성해 이온 확산 경로를 최적화하도록 구성됩니다. 수계 전해질 기반 나트륨 이온 이차전지와 출력 변동이 잦은 재생에너지 연계 저장장치에 적용될 수 있어, 소량의 아연 첨가만으로 고속 충방전 구간의 용량 손실을 눈에 띄게 줄일 수 있습니다.

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Key Features:

• 코발트 헥사시아노퍼레이트에 아연 이온이 포함되어 Co1-xZnxHCF (x=0.03~0.09) 조성으로 표시되는 양극활물질
• 철 전구체를 포함하는 제1 용액에 코발트 및 아연 전구체의 제2 용액을 설정 속도로 첨가하여 반응용액을 제조하는 단계
• 코발트 이온과 아연 이온의 몰 비를 97:3 내지 91:9로 유지한 반응용액을 12시간 이내 에이징하는 단계
• Zn 도핑 양극활물질을 포함하는 양극과 음극 사이에 수계 전해질이 위치하는 나트륨 이온 이차전지

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