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우레아 가수분해법에 의한 리튬이차전지용 $LiCoO_2$의 합성과 전기화학적 특성

Synthesis and electrochemical properties of $LiCoO_2$ powders by urea hydrolysis

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.14 no.6, 2004년, pp.267 - 271  

정용희 (한양대학교 일반대학원 세라믹공학과) ,  강귀원 (한양대학교 일반대학원 세라믹공학과) ,  정훈 (요업기술원 도자ㆍ구조세라믹본부) ,  백윤규 (한양대학교 일반대학원 세라믹공학과) ,  황광택 (요업기술원 도자ㆍ구조세라믹본부)

초록
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우레아 가수분해법을 이용하여 리튬이차전지용 $LiCoO_2$ 양극 분말을 합성하였다. Li/Co 몰비가 다르고 가수분해에 의해 얻어진 전구체는 다양한 온도에서 열처리되었다. 저온상 $LiCoO_2(LT-LiCoO_2)$와 고온상 $LiCoO_2(HT-LiCoO_2)$$500^{\circ}C$에서 2시간 열처리 후 합성되었고, 저온상에서 고온상으로 상전이$700^{\circ}C$ 이상에서 완전히 일어났다. 열처리 온도가 증가함에 따라 $LiCoO_2$의 층상구조가 잘 발달하였다. 충방전 실험결과 Li/Co의 몰비가 1.2이고 $800^{\circ}C$에서 열처리한 $LiCoO_2$의 초기용량이 152 mAh/g으로 높았으며, 40회 충.방전 후에는 9.2%의 용량감소를 나타내는 상대적으로 안정한 충방전 특성을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Lithium cobalt oxide $(LiCoO_2)$ cathode powders for rechargeable battery have been successfully prepared using urea hydrolysis method. The obtained hydrolysis-derived precursors with different Li/Co molar ratio were calcined at various temperatures. Low temperature phase $(LT-LiCoO_...

주제어

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제안 방법

  • 반응 후 얻어진 전구체는 전기로를 사용하여 800°C, 2 시간 동안 공기분위기에서 열처리하였으며, 결정상을 확인하였다. Li/Co =1.2일 때 미반응상이 존재하지 않았고 결정성이 가장 좋았으므로 Li/Co = 1.2의 전구체를 제조하여 열처리 온도에 따른 결정상의 변화를 관찰하기 위해 500, 600, 700 그리고 800°C에서 2시간 동안 열처리하였다. 전구체의 열적특성은 TG-DSC(TA Instruments, SDT Q600X 사용하였으며, 1000°C까지 5°C/min의 조건으로 측정하였다.
  • 또 균일 침전법은 공존하는 불순물 원소의 공침을 일으키지 않고 침전생성이 이루어지므로 고순도 원료의 조제법으로 우수한 방법이다. 따라서 본 실험에서는 HT-LiCoO2 단일상을 합성하고자 Li/Co 농도비와 열처리 온도를 변화시켰고, 합성된 분말을 이용하여 분체특성 및 전기화학적 특성을 평가하였다.
  • 칭량된 원료를 알루미나 도가니에 넣고 120°C의 건조기에서 4시간 동안 반응시켜 전구체를 얻었다. 반응 후 얻어진 전구체는 전기로를 사용하여 800°C, 2 시간 동안 공기분위기에서 열처리하였으며, 결정상을 확인하였다. Li/Co =1.
  • 합성 분말의 결정구조 분석을 위하여 X스] 회절분석기 (Mac Science, M03XHF22)를 사용호]였으며, 주사범위(20)는 10°에서 70°이고, 주사 속도는 57min 이었다. 저온 및 고온상의 LiCoQ의 분석은 아르곤 이온 레이져 Q=514.5nm)를 사용한 라만측정기 (Renishaw 2000)를 사용하여 측정하였다.
  • 제조한 cell의 전기화학적 특성평가는 충방전 시험기 (WBCS-3000, 원아텍)를 사용하여 정전류 인가법으로 측정하였고, 3~4.3V의 전압범위에서 0.1C, 0.2C, 0.5C, 1.0C 그리고 2.0C의 조건으로 전류를 바꿔가며 시험을 진행하였다.
  • 전구체의 열적특성은 TG-DSC(TA Instruments, SDT Q600X 사용하였으며, 1000°C까지 5°C/min의 조건으로 측정하였다. 합성 분말의 결정구조 분석을 위하여 X스] 회절분석기 (Mac Science, M03XHF22)를 사용호]였으며, 주사범위(20)는 10°에서 70°이고, 주사 속도는 57min 이었다. 저온 및 고온상의 LiCoQ의 분석은 아르곤 이온 레이져 Q=514.

대상 데이터

  • )2 . 6H2O, 97 % Daejung), 우레아 (H2NCONH2, 99% ShowaX 사용하였으며, 조성은 L&CoOi로 Li의 양을 조절하여 x를 1, 1.1 그리고 1.2로 변화시켰다. 칭량된 원료를 알루미나 도가니에 넣고 120°C의 건조기에서 4시간 동안 반응시켜 전구체를 얻었다.
  • 얻어진 분말의 충 . 방전 시험을 위해 coin cell(CR 2032) 형태의 half cell을 제작하였으며, 양극은 몰비 Li/ Co = 1.2이고 800°C에서 2시간 동안 열처리한 LiCoO2 분말을 사용하였고, 음극은 Li을 사용하였다.
  • 2의 전구체를 제조하여 열처리 온도에 따른 결정상의 변화를 관찰하기 위해 500, 600, 700 그리고 800°C에서 2시간 동안 열처리하였다. 전구체의 열적특성은 TG-DSC(TA Instruments, SDT Q600X 사용하였으며, 1000°C까지 5°C/min의 조건으로 측정하였다. 합성 분말의 결정구조 분석을 위하여 X스] 회절분석기 (Mac Science, M03XHF22)를 사용호]였으며, 주사범위(20)는 10°에서 70°이고, 주사 속도는 57min 이었다.
  • 출발원료로 lithium hydroxide(LiOH ■ H2O, 99 % Showa), cobalt nitrates(Co(NO3)2 . 6H2O, 97 % Daejung), 우레아 (H2NCONH2, 99% ShowaX 사용하였으며, 조성은 L&CoOi로 Li의 양을 조절하여 x를 1, 1.
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참고문헌 (12)

  1. Y.J Oh and K.S. Yoo, 'Electrical characteristics of $Li(Mn_{1-8}Nb_{8})_{2}O_{4}$ cathode materials for Li-ion secondary batteries', J. Kor. Ceram. Soc. 35 (1998) 995 

  2. A. Burukhin, 0. Brylev, P. Hany and B.R. Churagulov, 'Hydrothermal synthesis of $LiCoO_2$ for lithium rechargeable batteries', Solid State Ionics 151 (2002) 259 

  3. E.I. Santiago, A.V.C. Andrade, C.O. Paiva-Santos and L.O.S. Bulhoes, 'Structural and electrochemical properties of $LiCoO_2$ prepared by combustion synthesis', Solid State Ionics 158 (2003) 91 

  4. S.G. Kang, S.Y Kang, K.S. Ryu and S.H. Chang, 'Electrochemical and structural properties of HT- $LiCoO_2$ and $LT-CoO_2$ prepared by the citrate sol-gel method', Solid State Ionics 120 (1999) 155 

  5. E. Antolini, ' $LiCoO_2$ : formation, structure, lithium and oxygen nonstoichiometry, electrochemical behaviour and transport properties', Solid State Ionics 170 (2004) 159 

  6. W.S. Yoon and K.B. Kim, 'Synthesis of $LiCoO_2$ using acrylic acid and its electrochemical properties for Li secondary batteries', J. Power Sources 81(1999) 517 

  7. C.H. Lu and P.Y Yeh, 'Ultrafine lithium cobalt oxide powder derived from a water-in-oil emulsion process', J. Mater. Chem. 10 (2000) 599 

  8. C.H. Han, Y.S. Hong, C.M. Park and K. Kim, 'Synthesis and electrochemical properties of lithium cobalt oxides prepared by molten-salt synthesis using the eutectic mixtrue of $LiCL-Li_{2}CO_{3}$ ' , J. Power Sources 92 (2001) 95 

  9. Y.S. Ahn, M.H. Han and C.O. Kim, 'Thermal decomposition and synthesis of yttrium iron garnet powder by homogeneous precipitation method', Kor. J. Mater. Res. 6 (1996) 275 

  10. M. Rajamathi and P.V. Kamath, 'Urea hydrolysis of cobalt(II) nitrate melts: synthesis of novel hydroxides and hydroxynitrates', Inter. J. Inorg. Mater. 3 (2001) 901 

  11. C.H. Lu and P.Y Yeh, 'Microstructural development and electrochemical characteristics of lithium cobalt oxide powder prepared by the water-in-oil emulsion process', J. Euro. Ceram. Soc. 22 (2002) 673 

  12. W. Huang and R.R. Frech, 'Vibrational spectroscopic and electrochemical studies of the low and high temperature phases of $LiCo_{1-\times}M_{\times}O_{2}$ (M Ni or Ti)', Solid State Ionics 86 (1996) 395 

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