Gi-Won Yoo1, Mi-Ra Shin1, Tae-Myung Shin2, Tae-Whan Hong3, and Hong-kyeong Kim1*유기원1·신미라1·신태명2·홍태환3·김홍경1*
1Department of Nano-Polymer Science & Engineering, Korea National University
of Transportation Chungju, Chungbuk 380-702, Republic of Korea
2Department of Aeronautical and Mechanical Design, Korea National University
of Transportation Chungju, Chungbuk 380-702, Republic of Korea
3Department of Materials Science and Engineering, Korea National University
of Transportation Chungju, Chungbuk 380-702, Republic of Korea1한국교통대학교 나노화학소재공학과,
2한국교통대학교 항공기계설계학과,
3한국교통대학교 신소재공학과
LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2의 전구체 물질에 KCl을 첨가함으로써, 리튬카보네이트(Li2CO3)와 리튬수산화물
(LiOH)의 양을 감소시켰을 때 전기화학특성에 어떤 영향을 주는지에 대한 연구를 진행하였다.
KCl을 1 질량 %로 전구체에 첨가하여 800oC에서 열처리 한 샘플의 경우, 첨가하지 않은 재료와
대비하여 잔류하는 리튬카보네이트(Li2CO3)는 8,464 ppm에서 1,639 ppm으로 리튬수산화물
(LiOH)은 8,088 ppm에서 6,287 ppm으로 크게 감소하였다. XRD 분석결과 KCl의 첨가는 모상
구조에 영향을 주지 않았으며, 층상구조 결정성이 약간 개선되는 효과가 확인되었다. 또한, 전하전
달 저항(Rct)은 255 Ω에서 KCl 첨가 시 99 Ω으로 감소하였다. 초기 방전 용량은 171.04 mAh/g
에서 182.73 mAh/g으로 증가하였으며 싸이클 특성도 개선되었다. 특히, AFM 분석을 통하여 표
면적이 50% 감소하는 것을 확인하였는데, 이는 잔류리튬의 산화반응으로 인한 열 때문일 것으로
해석되고, 전해질과의 부반응을 억제할 수 있는 장점이 있었다. 잔류리튬 제거를 위해 KCl을 첨
가한 연구는, 아직까지 발표된 바가 없으며, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2계 양극활물질의 전기화학특성을
개선하는데 매우 효과적임을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다.
Keyword : Cathode, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, KCl, Residual lithium, Lithium-ion batteries