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High-Ni 양극 소재 표면의 전구체 코팅 영역 제어에 따른 리튬이차전지 성능 분석 = Analysis of relationship between precursor coating coverage and electrochemical performance using Ni-rich cathode materials for lithium ion batteries
저자
최재홍 ( Jaehong Choi ) ; 김태진 ( Taejin Kim ) ; 박종용 ( Jong-yong Park ) ; 이준호 ( Jun-ho Lee ) ; 오필건 ( Pilgun Oh )
발행기관
학술지명
한국화상학회지(Journal of Korean Society for Imaging Science and Technology)
권호사항
발행연도
2021
작성언어
-주제어
등재정보
KCI등재후보
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
140-147(8쪽)
제공처
Ni-rich계 양극 소재는 낮은 가격과 높은 용량으로 인해 고용량 달성을 위한 상용화 소재로 주목받고 있지만, 이 소재의 경우 전기화학적 불안정성으로 인한 한계를 가진다. 그래서 다양한 표면 코팅 방법을 통해 성능향상을 이루고 있지만, 성능향상이 소재와 코팅 방법때문인지 또는 코팅 범위가 넓어진 것 때문인지는 모호하게 남아 있다. 본 연구에서는 전이금속으로 양극 활물질을 코팅할 때 전구체 코팅 범위에 따른 리튬이온배터리 전기화학 성능평가를 분석하였다. 상업용 LiNi<sub>0.8</sub>Co<sub>0.1</sub>Mn<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub> 양극 소재 표면을 에탄올 용액에 용해된 리튬-코발트와 리튬-주석 아세테이트 전구체를 코팅하였고, 교반속도를 다르게 하여 (200 rpm 및 600 rpm) 전구체 코팅 범위를 다르게 하였다. 리튬-코발트 아세테이트 전구체의 경우 교반속도가 증가할수록 코팅 범위가 증가하였지만, 리튬-주석 아세테이트 전구체의 경우 교반속도가 증가할수록 코팅 범위가 감소하였다. 하지만 원소의 종류에 관계없이 코팅 범위가 넓은 경우에 상대적으로 우수한 전기화학적 성능을 나타내었다. 코팅된 양극 활물질의 물리적 특성은 SEM 및 XRD를 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 성능은 초기 충·방전 용량, 사이클 안정성 및 율속특성 테스트를 통해 조사하였다.
더보기Ni-rich cathode material is attracting attention as a commercial material for achieving a high capacity at a low price. However, this material has limitations due to the Ni-rich associated electrochemical instability. Therefore, although performance improvement is achieved through various surface coating methods, it remains unknown whether the performance improvement is due to the material and coating method or the homogeneity of the coating coverage. In this study, the electrochemical performance of lithium-ion batteries and the relationship to the precursor coating coverage was analyzed with a transition metal material. Lithium-cobalt and lithium-tin precursors were dissolved in an ethanol solution-based sol-gel process, applying different stirring speeds (200 rpm and 600 rpm) to vary the precursor coating coverage on surface of commercial LiNi<sub>0.8</sub>Co<sub>0.1</sub>Mn<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub>. In the case of the lithium-cobalt precursor, the coating coverage increased as the stirring speed increased, but in the case of the lithium-tin acetate precursor, the coating coverage decreased as the stirring speed increased. Despite their differences, both showed relatively good electrochemical performance when the coating coverage was widespread, irrespective of the applied coating method. The physical properties of the coated cathode material were analyzed using SEM and XRD, and the electrochemical performance was investigated through initial charge/discharge capacity, cycle stability and rate characteristic tests.
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