본 기술은 전이금속을 포함하는 입자형 양극 활물질 표면에 탄닌산 코팅층을 형성한 이차전지용 양극 활물질과 그 제조 방법입니다. 탄닌산의 페놀성 하이드록시기가 활물질 표면의 전이금속과 배위결합해 복합체를 이루며 표면을 개질합니다.
하이니켈 계열과 같은 층상 구조 양극 활물질은 전지가 작동하는 동안 니켈·망간 등 전이금속이 전해질로 녹아 나왔습니다. 녹아 나온 금속은 음극에 침전되어 SEI 층을 두껍게 만들고 리튬 이온을 소모시켜 수명이 짧아졌으며, 열적 안정성도 떨어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 양극 활물질과 탄닌산을 1:0.005~1:0.3 중량비로 단순 혼합하는 것만으로 표면에 코팅층을 만들고, 이 층의 탄닌산이 전이금속과 배위결합해 물리적·화학적 보호막으로 작동하도록 구성됩니다. NCM·NCA 등 리튬 전이금속 산화물과 MnO2 같은 망간 산화물에 모두 쓸 수 있습니다. 전기차용 하이니켈 양극재, 고온 환경의 전동공구·ESS 배터리, 망간계 수계 전지 양극에 적용될 수 있어 천연 폴리페놀인 탄닌산을 쓰는 저가의 간단한 혼합 공정으로 전이금속 용출을 막아 사이클 수명과 열적 안정성을 함께 개선할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 고성능 수계 아연이차전지 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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