본 기술은 전이금속 수산화물을 암모니아 분위기에서 1차 열처리하여 나노구조 금속 질화물 중간 생성물을 만들고, 이를 리튬 소스와 혼합해 2차 열처리함으로써 1차 입자 내 결정립을 단결정화하고 내부 스트레인을 0.088 수준으로 낮춰 전기전도도와 충방전 효율을 높이는 기술입니다.
기존 LiCoO2 등 양극활물질은 제조 과정에서 구조적으로 불안정해지고 충방전이 반복될수록 수명이 짧아지는 문제가 있었습니다. 특히 1차 입자 내부 결정립이 불균일하고 스트레인이 잔존하여 전기전도도가 저하되는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 전이금속 수산화물 전구체를 400℃ 암모니아 분위기에서 열처리해 비표면적이 9배 이상 커진 나노구조 금속 질화물 중간체를 합성한 뒤, 리튬 소스와 혼합하여 산소 분위기에서 다시 소성함으로써 단결정 비율이 높은 1차 입자를 얻도록 구성됩니다. 고전압 리튬 코발트 산화물 기반 모바일 기기 전지와 니켈·망간계 층상 양극 양산 공정에 적용될 수 있어 별도 도핑 없이 열처리 경로만 바꿔 입자 결정성을 개선할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 원자 수준에서 제어된 금속 나노클러스터의 물성과 광전기화학적 거동간의 상관관계 규명 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
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