119th General Meeting of the KCS

Type Poster Presentation
Area 전기화학
Room No. 포스터발표장
Time 4월 21일 (금요일) 13:00~14:30
Code ELEC.P-524
Subject 리튬-이온 배터리 양극재료 NCM의 충⋅방전에 따른 상변태 및 격자 변형량의 상관관계
Authors 김준동, 박정희1,*, 안재평2,*
고려대학교 신소재화학과, Korea
1고려대학교 소재화학과, Korea
2한국과학기술연구원(KIST) 산업화지원센터, Korea
Abstract NCM으로 불리는 Li(NiCoMn)O2 은 차기 리튬 이온 배터리 분야에서 가장 중요한 양극 물질이다. 기존의 리튬 이온 배터리 물질에서 쓰이고 있는 LiCoO2와 비교하여 더 높은 용량과 값싼 비용으로 인하여 각광을 받고 있다. 그러나 높은 전압에서 작동 시 NCM의 경우 충‧방전을 반복함에 따라서 급격하게 용량이 감소하는 현상이 발생한다. 이러한 열화현상은 양극재료의 구조가 변형되거나 붕괴되기 때문으로 알려져 있지만 Li의 삽입⋅탈리에 대해 지금까지 직접적으로 규명한 사례는 극히 제한적이다. 본 연구에서는 투과전자현미경에서 나노회절패턴과 전자 빔의 세차회절 방법을 동시에 사용하여 상변화와 격자변형을 측정함으로써 NCM의 열화 원리를 연구하였다. 상변형에 대해 ASTAR, 격자변형에 대해 TOPSPIN을 사용하여 측정 및 해석하였다. 이 방법은 2 nm의 매우 작은 영역만을 회절시켜 양극입자의 어떤 부위라도 국부적인 나노 회절패턴을 얻고 해석할 수 있다. 또한 2 nm 이하의 전자빔을 스캔하여 특정 면적에 대해 10~20만장 정도의 나노 회절패턴을 매트릭스 형태로 측정하여 분석하기 때문에 기존의 HRTEM 이미지와 SAD 패턴의 단점이었던 해석의 모호성을 제거할 수 있는 장점을 갖고 있다. 이러한 결과는 배터리 용량감소 분야에 기여할 것으로 생각된다.
E-mail ijnim1004@naver.com