본 기술은 리튬 니켈계 산화물(LNO)의 구조적 안정성을 높이기 위해 하프늄(Hf)을 도핑하고, 전구체법·고상법·혼합법 중 제조 방법을 선택해 양극재 입자 내부와 표면의 하프늄 농도 분포를 최적화함으로써 충방전 사이클 안정성과 초기 용량을 개선하는 기술입니다.
리튬 니켈계 산화물은 충방전을 반복하는 동안 산소가 분해되고 스피넬 구조로 상전이가 일어나 구조가 불안정해지는 문제가 있었습니다. 그 결과 수명이 빠르게 열화되고 표면에 잔류 리튬이 쌓여 성능이 떨어지는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 산화 하프늄과 수산화 리튬을 혼합한 베이스 소스를 활용하며, 전구체법으로는 입자 전체에 균일하게 도핑하여 사이클 안정성을 높이고, 고상법으로는 표면 도핑 농도를 높여 초기 용량을 끌어올리며, 혼합법으로는 내부 침투와 표면 도핑을 동시에 구현하도록 구성됩니다. 코발트 프리 고니켈 양극을 요구하는 전기차 및 장거리 모빌리티 배터리에 적용될 수 있어 고가 코발트 의존도를 낮추면서 잔류 리튬 저감 효과까지 얻을 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 원자 수준에서 제어된 금속 나노클러스터의 물성과 광전기화학적 거동간의 상관관계 규명 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
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