기계 화학법에 의해 제작된 나노 LiCoO2 양극 분말의 구조 및 전기화학적 특성

Abstract

기계 화학법에 의해서 70~300nm 수준의 입도 분포를 갖는 LiCoO2 양극 분말을 제작하였다. K2SO4에 의하여 코팅 된 Li-Co 전구체는 약 800oC에서 고온상 LiCoO2 로 결정화 되었으며, 이때 이 온도까지는 열분해 또는 서로 반응을 하지 않는 K2SO4 의 영향에 의하여 분말의 입성장이 억제되어 나노 크기에 접근하는 입자를 얻을 수 있었고, 상대적으로 큰 표면 에너지에 기인하여 입자의 모양이 구형에 가깝게 형성되어 졌다. 합성된 분말은 상용화 분말과 동일한 결정특성을 보였으나, 투과전자현미경의 회절패턴 분석결과, 층상 뿐 아니라 부분적으로 정방정의 LiCoO2 상을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 정방정은 주로 입자 표면에 존재하게 되어 Li의 확산을 용이하지 않게 하므로, 합성된 LiCoO2 분말은 그 크기가 나노에 접근함에도 불구하고 전체 용량 및 rate 용량이 상용화 분말보다 더 낮은 값을 보였다. 이상의 결과로부터 뛰어난 고출력 및 고성능의 전지 제작을 위하여, 분말의 크기를 미세화하는 작업은 물론 입자 표면의 결정상이 잘 조절된 분말을 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있다.