본 기술은 비수계 방식으로 금속 산화물 입자를 합성한 뒤 비산소 분위기에서 2차 열처리를 수행하여, 입자 표면에 탄소막을 형성하는 동시에 표면의 산소 결핍부(oxygen vacancy) 개수를 정밀하게 제어하는 복합 소재 제조 기술입니다.
기존 수계 공정으로 만든 금속 산화물 입자는 입자 크기를 줄이는 데 한계가 있어 리튬 이온 확산 거리가 길었고, 산소 결핍부가 최적화되지 않아 전도성과 충방전 용량이 떨어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 유기물 소스와 티타늄 알콕사이드 등 액상 금속 소스를 혼합한 베이스 용액을 1차 열처리하여 금속 산화물 입자를 합성하고, 외부 탄소를 추가하지 않은 채 500~700℃ 비산소 분위기에서 2차 열처리하여 잔존 유기물을 탄소막으로 전환하도록 구성됩니다. 고속 충전용 리튬 이차전지 음극과 장수명 에너지저장장치용 티타늄 산화물계 셀에 적용될 수 있어, 열처리 온도만 조정하여 산소 결핍부 밀도와 충방전 용량을 맞춤 설계할 수 있습니다.
본 발명은 삼성전자 미래기술육성센터의 순차적 기상 반응을 이용한 고용량/고속충전용 전극소재 개발 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
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