본 기술은 여러 일차입자가 모인 이차입자 형태의 양극활물질에서, 결정립 경계에는 주석(Sn) 등 이종원소를 포함하는 코팅층을, 입자 내부에는 이종원소가 확산된 도핑영역을 함께 형성하여 구조적 안정성을 극대화한 나트륨 이차전지용 양극 기술입니다.
나트륨 이차전지는 충방전 과정에서 전이금속의 산화수가 바뀌면서 결정구조가 전이되어 수명이 짧아지는 문제가 있었습니다. 고전압 충전 시에는 마이크로크랙과 전해액 부반응으로 표면에 암염상이 생기고 저항이 증가하는 한계도 존재했습니다.
본 기술은 1차 공침으로 니켈·코발트·망간 기반 전이금속 수산화물을 만든 뒤, 2차 공침에서 주석 화합물을 투입해 입자 표면에 이종원소를 도입하고 나트륨화합물과 함께 소성하도록 구성됩니다. 이렇게 하면 입자 내부에는 Sn 도핑이, 표면에는 Na-Sn-O 나노 코팅층이 자리 잡아 구조적 스트레스를 덜어 주고 전해액 침투와 마이크로크랙을 막아 줍니다. 리튬 자원 의존도를 낮춰야 하는 대용량 ESS, 저가형 전기이륜차, 가정용 축전 시스템에 적용될 수 있어 4V급 고전압 운전에서도 용량 유지율이 높은 나트륨 셀 설계를 가능하게 합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인터페이스 최적화 맞춤형 rod-shape 이차전지소재 원천 및 상용화기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
N/A
