리튬이차전지 양극 제조방법

강자기장 b축 배향과 저용매 슬러리를 결합한 LFP 양극 제조공정

본 기술은 리튬인산철(LiFePO4) 등 올리빈 구조 양극 활물질 슬러리를 도포한 뒤 10T~20T의 강자기장을 인가해, 활물질 결정을 리튬 이온 전도도가 높은 b-axis 방향으로 강제 배향시키는 기술입니다.

다결정 양극 활물질은 리튬 이온 전도도에 한계가 있었고, 이를 보완하려고 단결정을 쓰는 방식은 상업 공정에서 비용과 효율 면에서 부담이 컸습니다. 이 때문에 활물질의 출력과 에너지 밀도를 끌어올리는 데 제약이 있었습니다.

본 기술은 용매 함량 4~6 중량%, 점도 3,000~3,500 cP로 슬러리 조건을 최적화하고 자기장 공간에서 10T~20T를 가해 b-axis 방향으로 결정을 정렬한 뒤, 배향 구조를 유지한 채 압연해 집전체 접합력과 막 균일성을 확보하도록 구성됩니다. 고출력이 요구되는 전기버스·전동공구용 LFP 셀과 급속충전형 ESS의 양극 생산 라인에 적용될 수 있어, 값비싼 단결정 소재 없이도 이온 이동 경로가 짧은 전극을 구현할 수 있습니다.

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Key Features:

• 양극활물질로 인산철리튬과 도전재 및 용매를 포함하며 점도가 3,000 cP 내지 3,500 cP인 양극활물질 슬러리
• 양극활물질 슬러리를 도포하여 형성한 슬러리 막을 10T 내지 20T의 자기장이 형성된 공간 내에서 배향하는 단계
• 자기장을 통해 양극활물질 결정이 b-axis 방향으로 배향된 슬러리 막을 압연하는 단계
• 양극활물질 90 내지 92 중량%, 도전재 2 내지 4 중량%, 결합제 0.5 내지 1.5 중량%를 포함하는 슬러리 조성물

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