본 기술은 코발트를 배제하고 니켈과 망간을 주성분으로 하는 층상 구조 양극활물질에서, 입자 표면부에 양이온 오더링을 도입하고 4.12V~4.6V 영역의 H2-H3 상변이를 유도하여 구조적 안정성과 전기화학적 성능을 함께 끌어올린 기술입니다.
기존 니켈 리치 양극활물질은 값비싼 코발트를 포함해 원가 부담이 컸습니다. 또한 고전압 충전 시 비가역적 상변이로 입자 내부에 마이크로 크랙이 생기고 구조가 불안정해져 장기 사이클 성능이 떨어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 코발트가 없는 LiaNixMnyO2(0.5≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.5) 조성을 채택하고, 이차입자 최외면에서 2㎛ 이내 영역에 리튬과 전이금속이 규칙적으로 자리를 바꾼 양이온 오더링 구조를 형성하도록 구성됩니다. 4.4V 이상의 충전 조건에서 H2-H3 상변이를 최적화하고 입자강도를 120~250MPa로 높여 율특성과 열안정성을 확보합니다. 코발트 수급 리스크를 줄여야 하는 전기차 양극재 양산과 고전압 충전형 셀 개발에 적용될 수 있어 원가 절감과 4.4V 이상 고전압 운전을 한 소재로 동시에 달성할 수 있습니다.
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