일반기술

리튬 이차 전지용 LICOO₂양극 재료의 제조 방법

* 구성 및 원리 본 기술은 리튬 이차 전지용 LiCoO2 양극을 저온에서, 단일 공정에 의해, 단시간내에 제조할 수 있는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬 이차 전지용 금속 산화물 양극을 제조함에 있어서, 리튬 과산화물인 Li2O2 와 코발트 산화물인 Co3O4를 단순 혼합하여 기존의 카보네이트(탄산염), 나이트레이트(질산염), 수산화물 등 기타 화합물을 이용한 고상 반응법에 비해 약 10% 낮은 온도에서 약 92%의 단축된 시간내에 더욱 미세한 입자 크기의 양극 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 기술을 자세히 설명하면, 리튬 산화물, 리튬 과산화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 리튬 산화물과 CoO, Co3O4 로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 코발트 산화물을 단순 혼합하고, 혼합물을 대기중에서 600 내지 900℃의 온도 범위에서, 2 내지 24 시간 동안 열처리하여 합성하는 리튬 이차 전지용 LiCoO2 양극 재료의 제조 방법이다. * 기술적 배경 리튬 이차 전지는 기존의 Ni-Cd 이차 전지, 연산 축전지, 알칼라인(alkaline) 이차 전지에 비하여 높은 에너지 밀도, 긴 저장 수명(long shclf-life), 높은 방전 전압(3.5∼4V) 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러므로, 동일한 부피내에 고용량의 전기 에너지를 저장할 수 있으며, 소형의 전지로도 기존의 전지가 갖는 에너지를 발생시킬 수 있어서 최근의 소형화, 박형화, 경량화 추세의 고성능 전자기기의 주전원 및 예비 전원으로써 이용 분야가 매우 다양하다. 리튬 이차 전지의 양극 재료로는 일반적으로 리튬 인터컬레이션 화합물을 사용하고 있으며, 전지의 방전시 전류 밀도 및 방전 용량을 결정하는 일차 요인이 되므로 전극 반응의 속도 및 정전 용량을 증대시키는 새로운 재료 및 보다 효율적인 재료 합성법의 개발이 매우 중요하다. 본 기술은 이러한 의미에서 개발되었다.* 적용제품 및 관련시장 본 기술의 리튬 이차 전지용 LICOO₂양극 재료의 제조 방법은 리튬 이차 전지 시장에 적용될 것이다. 리튬 이차전지는 현재 노트북 컴퓨터, MP3, 피디에이, PMP, 휴대폰 등을 비롯한 각종 휴대가능한 전자기기에 모두 적용되고 있다. 또한 무선 인터넷과 무선 통신의 발달로 이 분야의 시장은 날로 급증하고 있어 시장성도 높다고 할 수 있다. * 특징 및 장점 본 기술은 다음과 같은 특징 및 장점이 있다. ) 650℃에서 12시간 동안 실시하는 하소 반응 단계가 필요없으므로 기존의 전처리 과정을 생략하여 2단계의 합성 공정을 단일 공정으로 줄일 수 있다. 2) 준안정상인 리튬 과산화물을 이용하여 합성하므로 생성물의 합성에 필요 한 여기 에너지를 낮출 수 있으며, 그 결과 기존의 합성법에 비하여 낮은 온도, 짧은 시간내에 원하는 전극 물질을 합성할 수 있다. 3) 기존의 방법에 비하여 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 반응이 진행되므로보가 미세한 입자의 분말을 얻을 수 있으므로 후속 분쇄 과정 없이 바로 전극 물질로 사용이 가능하다. 4) 전극 물질 합성에 소요되는 에너지 및 시간을 줄일 수 있으므로 대량 생산시 생산 원가의 혁신적인 절감 효과를 기대할 수 있다.