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나노 화학 이미징과 리튬 이온 배터리 양극재 생산 및 성능 향상 | 리튬과 산소의 투과와 니켈,
출처 서울대학교 화학부 임종우 교수팀
projectowner.info
본 연관점이 대두되고 있었습니다. 특히 자연과학적인 메커니즘 이해가 차세대 고성능 배터리의 발전에 필요하다고 여겨지고 있습니다.
이런 가운데 본 연구는 자연대 화학과에서도 산업계에서 주목하고 있는 차세대 이차전지분야의 발전에 큰 기여를 하여 공학적으로 풀지 못한 이차전지 분야의 문제를 해결했다는 것에 큰 의미가 있습니다. 지금까지 놓쳐왔던 혁신을 자연과학을 통하여 보여줄 수 있음을 보여준 예시입니다. 이는 자연과학 분야 연구를 통해 산업계가 당면한 문제 타개를 꿈꾸는 학생들에게도 시사특히, 하이니켈 양극재는 고온에서 니켈/코발트/망간 원소가 섞여 있는 전구체내부에 리튬과 산소를 넣는 합성 공정 (소성과정, calcination)의 난이도가 매우 높습니다. 니켈/코발트/망간은 리튬과 산소와 반응성이 각기 다르기 때문에, 이를 이해하고 제어하는 것은 근원적으로 어렵습니다.
이를 제대로 제어하
방사광 가속기 기반 X선 현미경을 활용하여 합성중에 니켈/코발트/망간이 어떻게 리튬과 산소와 반응하는지 이미징에 성공하였습니다.
이를 바탕으로 고품질 양극재로 합성될 수 있는 메커니즘을 규명하였습니다. 때문에 국내 이차전지 업체들이 가장 핵심적으로 추진하는 프리미엄 제품임. 하이니켈 양극재의 합성 공정 조건이 매우 까다롭고, 품질을 더욱 향상시킬 필요가 있기 때문에, 많은 연구진이 합성 메커니즘 비법을 밝혀내고자 하였음.
특히, 하이니켈 양극재는 고온에서 니켈/코발트/망간 원소가 섞여 있는 전구체 내부에 리튬과 산소를 넣는 합성 공정 (소성과정, calcination)의 난이도가 매우 높음. 니켈/코발트/망간은 리튬과 산소와 반응성이 각기 다르기 때문에, 이를 이해하고 제어하는 것은 근원적으로 어려움. 이를 제대로 제어하지 못할 경우, 하이니켈 양극재의 품질이 떨어지게 됨.
니켈/코발트/망간 전구체가 리튬 및 산소와 어떻게 반응하는 지를 이해하는 연구와 이를 효율적으로 넣을 수 있는 메커니즘 이해가 필요함. 하지만 아직까지 이에 대해 조사할 수 있는 연구가 진행되지 못함.
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