[논문]리튬이온 2차전지용 전극재료 개발 동향

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리튬 이온 전지 상용화의 초기 단계에서는 부극 (anode) 재료로서 리튬 금속을 사용하였다. 그러나 방전 과정에서 금속상태의 리튬이 유기 전해액과 반응하여 전극 표면에 부동태 피 막(passivation film)을형성시키고, 충전과정에서 리튬 금속에 수지상 (dendrite)i- 형성하여 전기화학적 반응특성을 저하시키고 심한 경우 분리막(separator)을 뚫고 정극 (cathode) 재료에 이르기까지 성장하여 내부 회로 단락을 일으키는 문제점이 발생하였다.
있다. 제 1세대 정극재료인 LiCoQ, LiNiQ, LiMnQ, 를 뛰어넘는 물성을 가진 제2세대 재료로써 LiNizCoQ는 LiNiQ와 LiCoCh가 같은 구조를 갖기 때문에 쉽게 합성 이 가능하다. 또한 음이온 혼합 이적고, 전기 화학적 특성이 우수하며, LiNiO?에 비하여 열적 안정성도 좋다.

LiNiiCoQ의 경우, Li ion 층에 존재 하는 Ni 이온들은 전극의 전기화학적 반응성 특히 Li ion 의 확산에 큰 영향을 미치게 된다. LiNijCoxQ에서 Ni 일부를 Co로 치환하여 NiO에서 Ni vacancy 형 성을 억제하여 층상 구조의 발달을 도모하였으며, 따라서 Ni vacancy 형성의 억제 정도에 따라 안정한 충방전 용량을 얻을 수 있다. LiNiiCoQ는 3.

실제 현재 2차전지 소재 부품 가격의 30% 이상을 차지하는 양극활물질인 LiCoO의 경우 대부분 외국에서 수입하고 있다. 앞으로 2차전지 산업의 급속한 팽창과 함께 치열한 국제시장 경쟁에서 이기려면 국내에서도 2차전지의 원천 소재인 LIB의 음그활물질과 양극활물질의 제조 기술 개발에 대한 과감한 투자와 지속적인 연구를 수행하여야 될 것으로 판단된다.
또한, 양극활물질도 전지를 구성하는 일종의 부분 소재로서 타부품소재와의 적합성도 크게 고려되어 설계되어져야 하나, 단순한 성능 확보에만 치우치는 경향이 있어 우수한특성을 지니고 있음에도 불구하고 실제로 전지에 적용될 수 있는 신개발 제품으로의 진전단계까지는 아직 요원한 것들이 다수이다. 이러한 문제들이 종합적으로 해결되어 보다 우수한 특성의 양극활물질이 개발된다면 리튬 2차전지의 구조 및 설계 특성상 제품의 성능향상이 급진전될 수 있을 것으로 기대된다.

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