리튬이온 이차전지용 LiNi0.5Mn1.5O4 전극재료의 습식 합성

전문가 제언

○ 자동차용 배터리 시장이 점차 확대되면서, 리튬이온 이차전지(LIB)는 민생용 또는 이동통신용 배터리 시장에 필적할 만큼 성장할 추세이다. 전기자동차(EV)에 LIB를 적용하려면, 충전 속도와 1회 충전에 의한 주행거리를 더욱 개선해야 한다. 또 배터리의 수명과 가격도 고려해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 전극재료가 개발되고 있다.

 

○ 현재 실용화되어 있는 양극재료인 LiCoO2은 용량이나 수명특성, 안전성 등은 우수하지만, 희유 금속인 Co를 주성분으로 사용하므로 가격이 비싼 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 자원이 풍부하고 가격이 저렴한 LiMn2O4나 LiNiO2이 고려되고 있다. 최근에는 고용량화가 기대되는 LiNi0.5Mn1.5O4이 양극 활물질로 큰 주목을 받고 있다.

 

○ 본 문헌은 상기에서 소개한 LiNi0.5Mn1.5O4 양극 활물질을 습식법으로 합성한 내용을 소개한 것이다. 이 합성법은 출발물질로 Mn 또는 Ni 이온과 결합된 아세테이트 전구체와 LiOH·H2O를 사용한 것이다. 그리고 조성을 약간 달리한 2종의 전극재료와 동일한 성분을 가진 시판품을 함께 분석하여, 새로 개발한 합성법이 유효함을 제시하고 있다.

 

○ 이와 같이 습식법으로 세라믹 재료를 합성하면, 나노크기에 버금가는 입경과 입도분포를 가진 입자를 얻을 수 있다. 그러나 조성을 제어하기 어려운 점, 제조과정이 복잡하고 폐수나 공해가 발생할 우려가 높은 문제점도 발생한다. 특히 출발물질의 가격은 낮지만 제조 공정에서 발생하는 비용이 반대로 높아지기 때문에 원가상승 요인이 생기는 경우도 있다.

 

○ 우리나라의 양극 활물질 제조회사는 에코프로, 엘엔에프, 한화케미컬, 휘닉스 소재 등, 다수의 회사가 참여해 있다. 현재 소형 IT 제품용 양극 활물질은 70% 이상 국산화되어 있지만, 중대형급 LIB용은 아직 기술적으로 문제가 있는 것으로 알려지고 있다. 정부의 지원과 함께 대학, 연구소 등의 적극적인 노력에 의해서, 앞으로 좋은 결과가 나올 것으로 기대된다.

 

저자

Luz Quispe, Marco A. Condoretty, Hiedeki Kawasaki, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

123(1)

잡지명

J. of Ceramic Society Japan

과학기술
표준분류

재료

페이지

38~42

분석자

허*도

분석물

• 리튬이온 이차전지용 LiNi0.5Mn1.5O4 전극재료의 습식 합성.pdf [513,012 byte]

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