일반기술

리튬 2차전지용 Li-M-Mn-O 산화물의 제조 및 분석 기술

1. 고상법, 공침법 등을 이용한 기존 리튬2차전지 양극재료 제조기술과 단순연소법에 의해 새로운 조성을 갖는 양극재료 제조 기술 2. CV, 충방전기, 임피던스 분석기 등을 이용한 다양한 전기화학적 분석 기술 3. XRD, XAS 등을 이용한 구조적 분석 기술 등을 이전하고자 한다.-리튬2차전지는 2000년대 산업의 양적, 질적인 발전을 주도하고 있는 휴대폰, 노트북 PC, PDA, 캠코더, 디지털카메라와 같은 Mobile IT 제품의 성능과 국제경쟁력을 좌우하는 핵심부품으로 연평균 20% 이상의 성장세를 나타내고 있다. -리튬2차전지는 크게 양극, 음극, 전해질, 격리막의 네 부분으로 구성되어 있으며 이 중 양극재료가 고가의 Co금속을 주원료로 사용하고 있기 때문에 전체 가격의 25%를 양극재료가 차지하고 있다. 또한 공정개선 및 품질관리에 의한 LiCoO2 (150mAh/g) 양극의 용량개선이 한계에 이르렀기 때문에 새로운 고용량의 양극재료 개발이 전세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다. -본 기술은 차세대 PC용 이오닉스 소자 개발 과제의 연구 결과 중 개선된 새로운 Li-M-Mn-O (>210mAh/g @0.5C & 100사이클) 계열 화합물을 단순연소법이라는 간단한 방법을 이용하여 제조하여 리튬2차전지의 양극재료로 채용하고 이를 분석하는 평가방법 등을 국내 기업체에 전수함으로써, 고용량 리튬2차전지 생산기술의 국내수준을 향상시키고 전수기업체로 하여금 생산공정의 개발을 통하여 자체 생산이 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다. -본 이전 기술인 리튬2차전지용 Li-M-Mn-O 산화물의 제조 및 분석기법은 기존의 리튬2차전지에 채용되어 있는 고가 양극재료인 LiCoO2를 저가의 Li-M-Mn_O 화합물로 대체함으로서 고용량, 고에너지 밀도, 고안전성, 비용절감 등을 확보할 수 있는 내용을 포함하고 있으므로 기업체로의 기술이전을 통하여 생산과 관련되는 기술을 개발하여 제품의 양산화까지 가능케 하고자 한다.-본 기술은 리튬2차전지의 구성요소 중 양극재료로 현재 양극재료로 사용되는 고가의 LiCoO2를 저가의 Li-M-Mn-O (M=Cr, Ni, Co) 산화물로 대체하기 위하여 이를 합성하는 단순연소법 제조 방법 및 제조된 양극재료 분말의 특성 및 성능, 그리고 재료의 분석 기법을 제공하는 것으로 고용량 리튬2차전지의 구성을 가능케 하는 기술이다. -특히 분말제조에 있어서 기존의 수산화물 전구체 합성하는 과정이 복잡한 공침법 대신에 원료분말들을 미량의 물에 동시에 녹인 후 이를 가열하여 양극재료를 제조하는 과정에 있어 원료분말들의 비율제어 등을 통한 미세구조 조절이 가능한 방법으로 재현성있는 분말제조가 가능하며 XRD, 방사광 가속기등의 분석기법을 통한 재료 평가가 가능하여 이를 분말제조에 피드백하여 생산업체에서는 수율을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. ① 기존의 고상법, 공침법등에 의한 양극재료의 제조기술 ② 단순연소법에 의한 새로운 조성의 양극재료의 제조기술 ③ 제조된 양극재료의 구조 분석 기술 (Rietveld 법) ④ 제조된 양극재료를 이용한 반전지 제작 기술 ⑤ 전지 측정 기술 및 양극재료 성능 평가 및 개선기술