본 기술은 프러시안 블루 아날로그(PBA) 입자를 리튬염과 전이금속 전구체로 차례로 코팅한 뒤 공기 분위기에서 열분해하여, PBA 내부의 CN 브릿지를 산소 브릿지로 바꿈으로써 구조적으로 안정한 층상 리튬-전이금속 산화물을 제조하는 기술입니다.
기존 리튬 전이금속 산화물은 고율 특성, 즉 고출력 특성이 낮았습니다. 또한 제조 과정에서 결정 결함이나 양이온 혼합(cation mixing)이 생겨 구조적 불안정성이 나타나는 문제가 있었습니다.
본 기술은 PBA 입자 형성 시 3~5주간 충분히 숙성해 결정 결함을 최소화하고, LiOH와 전이금속 전구체를 입자 표면과 기공에 코팅하여 소성 중 구조 붕괴를 막으며, 800~900℃의 1차 하소와 750~850℃의 2차 하소를 거쳐 c축/a축 비가 1.4~1.5인 헥사고날 층상 구조를 형성하도록 구성됩니다. 순간 출력이 중요한 하이브리드 차량용 셀이나 고속 방전형 산업용 배터리의 양극 소재로 적용될 수 있어, 정육면체 형상의 균일한 입자로 전극 충진 설계를 단순화하는 데에도 도움이 됩니다.
본 발명은 산업통상자원부의 주파수 조정용 리튬이차전지의 고율 특성 구현을 위한 양극/음극재의 제조 및 전극 제조 공정기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
WO2020-111404A1
