본 기술은 0.4~0.9nm의 기공을 갖는 Co-MOF-74를 양극 조성물에 전극 첨가제로 도입하는 기술입니다. 충·방전 중 양극 표면에 남는 불안정한 Ni, Mn, Co 이온을 선택적으로 포획하여 금속 용출을 억제하고 전극 계면 안정성을 높입니다.
NCM811 등 Ni-rich 양극은 표면의 불안정한 Ni4+ 종이 전해질과 반응해 전이금속이 녹아 나오는 문제가 있었습니다. 용출된 금속 이온은 음극으로 이동해 SEI 층 형성을 방해하고 양극 구조 변형을 가속하여 장기 사이클 성능을 떨어뜨렸습니다.
본 기술은 2,5-다이하이드록시 테레프탈산과 Co(NO3)2·6H2O로 합성한 Co-MOF-74를 양극 조성물 총 중량 대비 5중량% 첨가하도록 구성됩니다. 미세 기공의 MOF가 전이금속을 선택적으로 붙잡아 용출을 억제하고, 고온 사이클링 시 용량 보유율을 높이며 음극 표면의 전해질 분해 부가물 생성을 막습니다. 고온에서 장시간 운용되는 전기차 배터리팩과 고니켈 양극 기반 셀 설계에 적용될 수 있어, 활물질 조성을 바꾸지 않고 첨가제 투입만으로 양극과 음극 양쪽의 열화를 함께 늦출 수 있습니다.
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