본 기술은 NCM 금속 산화물 표면을 아미노기 함유 화합물로 개질한 환원 그래핀 산화물(rGO)과 CNT 등 도전성 나노입자의 복합체로 코팅하여, 2차원 그래핀 시트가 3차원 탄소 네트워크 구조로 전환되도록 설계한 기술입니다.
니켈 함량이 높은 NCM 양극재는 열 안정성이 낮고 수계 매질에서 잔류 리튬 불순물과 반응해 비활성 물질이 생기기 쉬운 문제가 있었습니다. 일반적인 탄소 코팅을 적용하면 그래핀 시트가 다시 겹쳐지는 리스태킹(Restacking)으로 리튬 이온 이동이 방해받고 표면 부반응도 충분히 막지 못하는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 아미노기 함유 화합물로 rGO 표면 전하를 제어해 수계 분산성을 확보하고, rGO 시트 사이에 도전성 나노입자를 끼워 넣어 고다공성 3차원 탄소 네트워크 캡슐화 층을 형성하도록 구성됩니다. 이 층은 리튬 이온 이동 경로를 넓히고 활물질 표면을 보호합니다. 수계 공정으로 전환하려는 하이니켈 양극 코팅 라인과 고출력 전동공구·전기차용 셀에 적용될 수 있어, 유기용매 사용을 줄이면서도 전도성 코팅을 구현할 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 고효율 에너지 부품을 위한 용액공정용 전하 전달 소재 지원을 통해 개발되었습니다.
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