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IBL-26-2226

리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조 방법

등록일
2026-09-29
이차전지› 소재› 양극재
비정질 망간 복합 침전물 환원 합성과 저온 소성을 결합한 리튬망간 양극재 공정

본 기술은 환원 침전법으로 비정질상의 망간-전이금속(V 또는 Nb) 복합 침전물을 합성한 뒤 리튬 화합물과 혼합해 저온에서 소성함으로써, 고용량·고결정성 리튬 망간 복합 산화물을 제조하는 기술입니다.

기존 LiMnO2 등 망간계 양극 활물질은 구조 안정성이 낮아 충방전을 반복하면 구조가 무너지며 용량과 충방전 효율이 떨어지는 문제가 있었습니다. 게다가 고온 소성 과정에서 불순물이 생성되는 한계도 존재했습니다.

본 기술은 NaBH4 등의 환원제로 망간과 이종 금속(V 또는 Nb)을 비정질상으로 동시 침전시킨 다음, 리튬 화합물과 섞어 300~800℃의 비교적 낮은 온도에서 2단계 열처리하여 Li1+a(Mn1-bMb)1-aO2 조성의 단일상 산화물을 얻도록 구성됩니다. 소성 에너지 비용을 줄여야 하는 양극재 양산 라인이나 저가형 전력 저장용 망간계 셀에 적용될 수 있어, 원자 수준으로 섞인 전구체 덕분에 낮은 온도에서도 이종 금속이 고르게 자리 잡은 결정을 얻을 수 있습니다.

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Key Features:
  • V 및 Nb 중 1종 이상의 전이금속 화합물과 망간 화합물을 포함하는 혼합 용액으로부터 환원 침전시켜 망간 복합 침전물을 생성하는 단계
  • 망간 복합 침전물과 리튬 화합물을 혼합하고 300 내지 800 ℃에서 소성하여 리튬 망간 복합 산화물을 생성하는 단계
  • pH 9 내지 13 조건에서 KBH4, LiBH4, NaBH4, NaAlH4, LiAlH4 중 1종 이상을 첨가해 수행하는 환원 침전 단계
  • 환원 침전 단계로부터 생성되며 결정 구조가 없는 비정질상을 나타내어 저온 소성에 유리한 망간 복합 침전물

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경북대학교
정연욱 | 김원태 | 강경완
문서
출원일:
2012-02-20
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특허등록번호:
10-1418060
산업
이차전지
화학
기술
에너지•배터리
화학
국가
Korea
패밀리 특허

WO2013-125798A1

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