이중층으로 형성된 양극 활물질을 포함하는 리튬이차전지용 양극 전극

NCM 하부층과 두꺼운 LCO 상부층을 적층한 고용량·장수명 이중층 양극

본 기술은 집전체 위에 고용량 NCM(Li(NixCoyMnz)O2) 층을 배치하고 그 위에 고안전성 LCO(LiCoO2) 층을 쌓은 이중층 구조로, 전극의 고용량화와 구조적 안정성 확보를 동시에 달성하는 기술입니다.

단일 소재만 사용할 경우 NCM은 용량이 크지만 수명이 짧고, LCO는 안전성이 높지만 용량이 낮다는 문제가 있었습니다. 게다가 기존 전극은 충방전이 반복되면 집전체에서 먼 쪽의 활물질이 빠르게 퇴화하고 크랙이 생겨 효율과 수명이 떨어지는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 집전체 위에 20~40㎛ 두께의 NCM 층을 형성하고 그 위에 NCM 층보다 5~10㎛ 더 두꺼운 LCO 층을 적층하며, NCM과 LCO의 중량비를 60:40 내지 80:20으로 조절해 고전압 안정성과 사이클 수명을 최적화하도록 구성됩니다. 통신장비 백업 전원, 에너지저장시스템, 운송수단용 배터리는 물론 리튬 캐패시터 전극에도 적용될 수 있어, 기존 양극 소재를 조합하는 것만으로 용량과 내구성 사이의 절충점을 끌어올릴 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• Li(NixCoyMnz)O2 입자와 LiCoO2 입자가 60:40 내지 80:20 중량비로 구성되는 이중층 양극 활물질
• x가 0.6-0.8, y와 z가 각각 0.1-0.3이고 두께가 20 내지 40㎛인 Li(NixCoyMnz)O2 층
• Li(NixCoyMnz)O2 층의 두께보다 5 내지 10㎛ 더 두껍게 형성되는 LiCoO2 층
• 이중층 양극 전극을 포함하며 통신장비, 에너지저장시스템 및 운송수단 중에서 선택되는 장치

‍