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IBL-26-2225

이차전지 양극용 보호층 및 그 제조 방법

등록일
2026-09-29
이차전지› 전지› 전극
알루미늄 도핑 산화아연 나노박막으로 초기용량과 수명을 함께 지키는 양극 보호막

본 기술은 리튬이차전지 양극 활물질 표면에 Al(2/3)xZnxO(x=0.05~0.2)로 표시되는 알루미늄 도핑 산화아연(AZO) 박막을 1~10nm 두께로 코팅하여, 충·방전 사이클 중 양극에 비가역적인 리튬 이차상이 생기는 것을 억제하고 안정성을 확보하는 기술입니다.

기존 양극 보호층에 쓰이던 산화물은 전기전도성이 낮아 오히려 양극의 전기적 특성을 떨어뜨리는 문제가 있었습니다. 특히 원자층 증착(ALD) 공정으로 적용할 수 있는 물질의 범위가 좁아 최적의 양극 성능을 끌어내기 어려운 한계가 존재했습니다.

본 기술은 아연산화물(ZnO)에 알루미늄을 도핑한 Al(2/3)xZnxO를 보호층 물질로 사용하고, ALD·CVD·스퍼터링 공정으로 1~10nm 두께의 균일한 박막을 형성하여 양극 표면의 물리적·전기적 특성을 정밀하게 제어하도록 구성됩니다. NCM, LCO, LMO, LFP 등 다양한 상용 양극재의 표면 처리 공정에 적용될 수 있어 초기 용량 손실은 최소화하면서 장기 사이클 용량 유지율을 끌어올리는 코팅 솔루션으로 활용됩니다.

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Key Features:
  • 이차전지 양극 상에 배치되며 Al(2/3)xZnxO 조성식으로 표시되고 x가 0.05 내지 0.2인 보호층
  • 두께가 1 nm 내지 10 nm 범위로 형성되어 초기용량과 용량 유지율을 동시에 향상시키는 양극용 보호층
  • 이차전지 양극 상에 아연산화물을 증착한 뒤 알루미늄을 도핑하여 보호층을 형성하는 단계
  • 원자층 증착, 화학기상증착 및 스퍼터링 중 하나로 수행되며 알루미늄 산화물 증착으로 도핑하는 단계

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대구경북과학기술원
이상주 | 성시준 | 김대환 | 강진규
문서
출원일:
2016-09-28
|
특허등록번호:
10-1830254
산업
이차전지
첨단소재
기술
에너지•배터리
신소재•재료
국가
Korea
패밀리 특허

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