일본산업뉴스요약

리튬 이온의 열화 메커니즘 해명
JFCC, 전지재료의 장수명∙고기능화

Japan Fine Ceramics Center(JFCC) 나노 구조 연구소 전지 재료 해석 팀의 이쿠하라 연구원은 리튬 이온 이차전지 용 정극막에 있어서 열화 메커니즘에 대해서 밝혀냈다. 정극막의 충∙방전 전후를 구조 해석한 결과 리튬 이온이 충전으로 인해 이탈한 빈 공간으로 코발트 이온이 이동하여 리튬 이온의 이동을 방해해 전지의 용량이 낮아진다. 분석결과는 전지재료의 장수명화, 고기능화에 이용한다.

정극막을 주사형 투과전자현미경으로 분석한 결과 표면에서 5나노미터의 범위에서 구조가 변화하고 있었다. 리튬 이온 공간의 일부가 원자 사이즈의 큰 코발트로 대체되고 막혀 방전 시에 리튬 이온이 돌아올 공간이 줄어드는 것이 용량 저하이다. 산소의 결손으로 인해 인산의 사면체 구조가 일그러지는 것도 밝혀냈다.

이번 결과를 전지재료의 표면구조제어, 계면설계에 활용한다면 전지의 성능향상으로 이어질 것이다.

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