고분자로 표면이 후처리된 리튬이차전지용 양극

가교 PVP 고분자 사후 코팅으로 고전압 열화를 막은 NCM 양극

본 기술은 제작이 끝난 NCM-613 양극 표면에 폴리(4-비닐페놀)(PVP) 유기 고분자 층을 스핀 코팅으로 사후 도포하고 가교시켜, 결정 구조 열화를 막고 전해질과의 부반응을 억제하는 표면 개질 기술입니다.

4.3V 이상의 고전압에서 Ni-풍부 층상 양극 물질인 NCM-613을 구동하면 결정 구조가 비가역적으로 붕괴되는 문제가 있었습니다. 아울러 전해질 분해로 표면 분극이 심해져 장기 사이클 수명과 속도 특성이 저하되는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 완성된 양극 표면에 가교제(HMBG)를 섞은 PVP 용액을 스핀 코팅하여 0.05~10㎛ 두께의 보호층을 만들고 130℃에서 가교 경화시키도록 구성됩니다. 이미 가동 중인 전극 코팅 라인에 후공정 한 단계만 덧붙이는 방식이므로 고전압 소형 전자기기 셀과 에너지밀도를 높인 전기차 셀 생산에 적용될 수 있어, 활물질 합성 레시피를 바꾸지 않고도 전극 단위에서 수명을 끌어올릴 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 리튬이차전지용 양극의 집전체 상에 형성되고 양극 활물질, 도전제 및 바인더를 포함하는 양극재
• 집전체 위 양극재의 표면을 균일하게 후처리로 덮으며 가교결합을 이루고 있는 폴리(4-비닐페놀)(PVP) 코팅층
• 양극재에 포함되며 LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2(NCM-613)로 이루어지는 층상 구조의 리튬 니켈-코발트-망간 산화물 양극 활물질
• 양극 활물질 중량 대비 0.01~5 wt%의 양과 0.05~10 ㎛의 두께로 양극재 표면에 형성되는 PVP 보호층

‍