리튬이차전지용 Ni-rich 양극활물질 합성

목차

1. 서론
1-1. 리튬이온전지
1-2. 리튬이온전지 양극재료

2. 연구배경 및 이론
2-1. 전지의 분류
2-2. 2차전지의 종류와 특성비교
2-2-1. 납축전지
2-2-2. 니켈카드뮴(Ni-Cd)전지
2-2-3. 니켈수소(Ni-MH)전지
2-2-4. 리튬이온전지
2-2-5. 리튬폴리머전지
2-3. 리튬이온이차전지 원리
2-3-1. 리튬이온이차전지의 구성요소
가. 양극(Cathode)
나. 음극(Anode)
다. 격리막(Separator)
라. 전해액(Electrolytic solution)
마. 집전체(Current Collector)
2-3-2. 전지의 작동원리
2-4. 양극재료 LiCoO2 / LiNiCoAlO2의 구조와 특성

3. 실험
3-1. LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA) 합성 및 분석
3-2. 전지제작 및 전기화학 분석

4. 실험 결과
4-1. NCA 물리적 성질
4-2. NCA 전기화학적 특성 실험
4-2-1. 충·방전 특성
4-2-2. 교류회로전기저항(Electrochemical Impdance Spectroscopy)

5. 결론

6. 참고 문헌

본문내용

1. 서론
1-1 리튬이온전지
최근에는 에너지에 대한 수요가 점차적으로 증가하면서 2차 전지 사업은 반도체, 디스플레이와 함께 정보기술 산업(IT)의 대표주자로서, 2차전지는 일반전지와 달리 충 방전을 통해 반복사용이 가능한 화학전지로 정의 된다. 이러한 2차전지는 노트북, 휴대폰, PMP 등 휴대할 수 있는 전자제품의 핵심 부품이므로 IT산업의 경기 동향에 매우 민감한 편이다. 또한 최근 로봇, HEV, LEV, 전동공구 등 모바일 전동기기의 발달과 더불어 용량 및 출력이 큰 전지의 수요가 새롭게 생겨나고 있다. 기존의 리튬 전지는 음극이 금속 리튬으로 이루어져 있었고, 그 때문에 안전성이 낮았다. 따라서 리튬 이온 전지는 금속의 리튬 덩어리가 아니라 리튬 이온을 포함하는 물질을 음극과 양극으로 사용하는 방향으로 개발되었다. 1981년 벨 연구소에서는 리튬 전지에 금속 리튬 대신사용 가능한 흑연 음극을 개발하여 특허를 획득하였다. [1] 그 후 John B. Goodenough가 이끄는 연구팀이 새로운 양극을 개발함으로써 비로소 1991년 소니에 의해 최초의 상업적 리튬 이온 전지가 출시되었다.

<중 략>

전이금속 용액 NiSO4, CoSO4를 증류수에 희석시켜 용액을 준비한다. Al sol을 만들기 위해 Al(NO3)3 용액을 제조한 다음 28 wt% NH4OH solution을 첨가한다. 적정pH 8∼9 도달하게 되면 흰색 콜로이드 입자의 sol이 생성된다. 두 용액을 포함한 NiSO4, CoSO4, Al(OH)x를 Ni/Co/Al =0.8/0.15/0.05 mol ratio에 따라 CSTR 반응기에 동시에 첨가하였다. CSTR 반응기는 유지시간(TR)과 pH조건에 따라서 제어하였다. 시간이 지나면 CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) 반응기에서 overflow과 되면서 NCA hydroxide의 용액이 생성되었다. [Figure. 3-1] 이차전지 구성요소. 이 용액을 여과, 세척, 건조를 거친 후, LiOH(Li/M = 1.05) 와 함께 섞어서 750oC에서 20시간동안 소성하여 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)를 제조하였다.

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