Cathode Materials of Lithium Ion Battery

Highlights in Science, Engineering and Technology

MSMEE 2023, Volume 43 (2023)

 

(서론)

리튬이온배터리(LIB) 기술은 최근 우수한 전기화학적 특성으로 점점 주목을 받고 있으며, 시장의 일정 부분을 차지하며 점차 시장에 진입하기 시작하고 있습니다. 양극은 LIB의 중요한 부분으로 작용하며, 양극재는 배터리의 전반적인 성능에 큰 영향을 미칩니다. 본 논문에서는 LCO, LMO, 3성분계 리튬 산화물(주로 NCM 및 NCA 도입) 및 LFP를 포함하여 이미 LIB에 상업적으로 적용된 여러 양극 재료를 분류하고 소개하며, 그 구조, 물리적 특성, 화학적 특성(주로 LIB의 양극으로 작용하는 전기화학적 특성), 실험실에서의 합성과 공장에서의 제조에 대해 서술합니다.

논문의 마지막에는 각 재료의 장단점을 요약하고 일부 재료가 상용화된 이유와 아직 적용되지 않은 이유에 대해 설명합니다. 또한, 더 나은 양극 재료에 대한 향후 연구 방향을 간략하게 소개합니다

 

(결론)

LIB의 다양한 음극 재료가 논문에 소개되었습니다. LCO는 비교적 이상적인 전기화학적 특성을 가지고 있지만 자원이 부족하여 비용이 증가하고 Co는 독성이 있어 안전 문제가 발생합니다. 스피넬 구조의 LMO는 비용 및 독성 문제를 해결하지만 사이클 성능이 좋지 않습니다.  삼원계 리튬 산화물은 상용화 가능성이 높지만 제조에 대한 기술적 돌파구 단계에 있습니다. 관련 기술로 처리된 LFP 재료는 전기화학적 성능이 우수하고 비용과 환경에 모두 친화적이지만 온도에 민감한 등의 문제점이 있습니다

 

현재의 연구 상황과 관련하여, 향후 연구 방향은 주로 다음의 두 가지 점에 초점을 맞출 것입니다: 한편으로, 연구원들은 이미 비교적 성숙한 관련 기술과 상당한 규모의 기본 상업 생산을 얻은 논문에서 언급한 재료에 대해 화학적 개선을 하기 위해 원소 도핑, 표면 코팅과 같은 다른 기술을 계속 적용하려고 노력할 것입니다.

 한편, 연구자들은 최근 리튬 이온 배터리 제품에서 음극을 대체할 새로운 물질이나 기존 물질의 파생물을 찾기 위해 노력할 것입니다. 하지만 문제는 LNO, V2O5와 같은 물질들이, Li2FeSiO4 등은 LIB의 캐소드로 작동하는 독특한 중요한 이점까지 얻으며 새로운 캐소드 재료가 될 가능성이 매우 높다고 여겨집니다.

 

 

https://doi.org/10.54097/hset.v43i.7472