• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.298-302
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• 2016

In this work, $LiMn_2O_4$ and $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ cathode materials are mixed by some specific ratios to enhance the practical capacity, energy density and cycle performance of battery. At present, the most used cathode material in lithium ion batteries for EVs is spinel structure-type $LiMn_2O_4$. $LiMn_2O_4$ has advantages of high average voltage, excellent safety, environmental friendliness, and low cost. However, due to the low rechargeable capacity (120 mAh/g), it can not meet the requirement of high energy density for the EVs, resulting in limiting its development. The battery of $LiMn_2O_4-LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (50:50 wt%) mixed cathode delivers a energy density of 483.5 mWh/g at a current rate of 1.0 C. The accumulated capacity from $1^{st}$ to 150th cycles was 18.1 Ah/g when the battery is cycled at a current rate of 1.0 C in voltage range of 3.2~4.3 V.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권1호
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• pp.61-65
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• 1997

The electrochemical properties of LixCoyNi1-yO2 compounds (y=0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0) prepared by citrate sol-gel method have been investigated. The LixCoyNi1-yO2 compounds were annealed at 850 ℃ for 20 h after preheating at 650 ℃ for 6 h, in air. The x-ray diffraction (XRD) patterns for LixCoyNi1-yO2 have shown that these compounds have a well developed layered structure (R&bar{3} m). From the scanning electron microscopy of LixCoyNi1-yO2, particle size was estimated less than 5 μm. The Li//LixCoyNi1-yO2 electrochemical cell consists of Li metal anode and 1 M LiClO4-propylene carbonate (PC) solution as the electrolyte. The differences in intercalation rate of the LixCoyNi1-yO2 in the first charge/discharge cycle were less than 0.05 e-. The first discharge capacities of LixCoO2 and LixCo0.3Ni0.7O2 were ∼130 mAh/g and ∼160 mAh/g, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.507-512
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• 2003

The LiN $i_{l-y}$ $Co_{y}$ $O_2$ samples were synthesized at 80$0^{\circ}C$ and 85$0^{\circ}C$, by the solid-state reaction method, from the various starting materials LiOH, L $i_2$C $O_3$, NiO, NiC $O_3$, $Co_3$ $O_4$, CoC $O_3$, and their electrochemical properties are investigated. The LiN $i_{l-y}$ $Co_{y}$ $O_2$ pre-pared from L $i_2$C $O_3$, NiO, and $Co_3$ $O_4$ exhibited the $\alpha$-NaFe $O_2$ structure of the rhombohedral system (space group; R3m). As the Co content increased, the lattice parameters a and c decreased. The reason is that the radius of Co ion is smaller than that of Ni ion. The increase in da shows that two-dimensional structure develops better as the Co content increases. The LiN $i_{0.7}$ $Co_{03}$. $O_2$［HOO(800,0.3)] synthesized at 80$0^{\circ}C$from LiOH, NiO, and $Co_3$ $O_4$ exhibited the largest first discharge capacity 162 mAh/g. The size of particles increases roughly as the valve of y increases. The samples with the larger particles have the larger first discharge capacities. The cycling performances of the samples with the first discharge capacity larger than 150 mAh/g were investigated. The LiN $i_{0.9}$ $Co_{0.1}$ $O_2$［COO(850,0.1)］ synthesized at 85$0^{\circ}C$ from L $i_2$C $O_3$, NiO, and $Co_3$ $O_4$ showed an excellent cycling performance. The sample with the larger first discharge capacity will be under the more severe lattice destruction, due to the expansion and contraction of the lattice during intercalation and deintercalation, than the sample with the smaller first discharge capacity. As the first discharge capacity increases, the capacity fading rate thus increases.increases.s.s.s.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.850-854
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• 2011

Nano-fibers of the $Li[Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ electrode were synthesized from a metal oxide precursor using the electrospun method. The XRD patterns of all prepared powders showed a hexagonal ${\alpha}$ - $NaFeO_2$ structure (space group: R-3 m, 166). Scanning electron microscopy showed that all the synthesized samples were comprised of nanofibers with a size of 100~800 nm. Among the samples tested, the calcined $Li[Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ nanowires in oxygen heating atmosphere showed a high charge and discharge capacity of 239.22 and 172.81 $mAhg^{-1}$ at the $1^{st}$ cycle, respectively. In addition, the charge transfer resistance was also improved significantly compared to the other samples.

• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.162-168
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• 2013

$Li_2MnO_3-LiMO_2$(M=Ni, Co, Mn) 나노 복합체는 높은 이론 용량을 가지고 있어 전기 자동차용 2차 전지 활물질 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 $Li_2MnO_3-LiMO_2$(M=Ni, Co, Mn)로부터 250 mAh/g 이상의 용량을 구현하기 위해서는 4.4 V 이상의 구동전압이 필요하며, 이러한 높은 구동 전압은 전지의 수명 및 고온 방치 특성의 저해 요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해서 FEC (Fluoroethylene carbonate), 플루오로알킬 에테르, $LiPF_6$가 주성분인 신규 전해액(F-based EL)을 설계하였다. F-based EL은 1.3 M $LiPF_6$ EC/EMC/DMC (3/4/3, v/v/v) (STD) 대비 안정한 SEI를 형성하며, 산화 안정성이 뛰어나 $Li_2MnO_3-LiMO_2$(M=Ni, Co, Mn)/graphite 셀의 수명 및 방치 중 가스 저감에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.294-295
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• 2007

$LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ material was surface modified with Zr-phosphate. Scanning electron microscope, energy dispersive spectroscopy and electrochemical studies indicate that surface modification improve the rate capability. Electrochemical studies were performed by assembling 2032 coin cells with lithium metal as an anode.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2603-2607
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• 2009

$LiNi_{0.5-x}Co_{2x}Mn_{0.5-x}O_{2}$ (x = 0, 0.1, 1/6, 1.2, 0.3) were synthesized by the solid-state reaction method. The crystal structure was analyzed by X-ray powder diffraction and Rietveld refinement. $LiNi_{0.5-x}Co_{2x}Mn_{0.5-x}O_{2}$ samples give single phases of hexagonal layered structures with a space group of R-3m for x = 0.1, 1/6, 0.2, and 0.3. The lattice constants of a and c-axis were decreased with the increase in Co contents in samples. The thickness of MO2 slab was decreased and inter-slab distance was increased with the increase in Co contents in $LiNi_{0.5-x}Co_{2x}Mn_{0.5-x}O_{2}$. According to XPS analysis, the valence states of Mn, Co, and Ni in the sample are mainly +4, +3, and +3, respectively. The discharge capacity of 202 mAh/g at 0.1C-rate in the potential range of 4.7 - 3.0 V was obtained in $LiNi_{0.3}Co_{0.4}Mn_{0.3}O_2$ sample, and $LiNi_{0.4}Co_{0.2}Mn_{0.4}O_2$ gives excellent cycle performance in the same potential range.

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.98-103
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• 2011

본 연구에서는 리튬 이차 전지의 양극 재료인 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$을 공침법(co-precipitation)을 활용하여 성공적으로 합성하였다. 이때 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$의 금속염 농도를 실험 변수로 하여 합성 조건을 변화 시키면서 금속염 농도 변화로 인한 전지 특성의 영향을 분석하였다. SEM(scanning electron microscope)과 XRD (X-Ray Diffraction) 분석결과 금속염의 농도(2몰/L)가 높을 경우 분말의 균일성과 구조의 결정성이 떨어져 전지 특성이 저하되는 현상이 발생하였다. 균일성과 결정성을 향상시키기 위하여 금속염의 농도(1몰/L)를 줄여 합성 한 결과 입도의 미분이 적고 균일성이 및 구조적 결정성이 증가됨을 확인하였다. 또한 충/방전 용량, C-rate, 사이클 등 전기화학적 특성에서도 상대적으로 우수한 특성을 보였다. 이러한 측정 결과를 바탕으로 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ 물질의 금속염 농도에 따른 영향을 종합적으로 고찰하였다.

• 전기화학회지
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• 제16권4호
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• pp.191-197
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• 2013

리튬2차전지용 양극소재인 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$를 공침법을 이용해 $Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}(OH)_2$ 전구체로부터 합성하였고, 공침조건을 조절하여 전구체의 1차 입자 형상을 Flake형상과 Needle형상으로 제어하였다. 동일한 공정으로 리튬과 혼합하고 열처리하여, 입도, 탭밀도, 화학적 성분 등이 동일한 분체물성의 양극 소재를 합성하였다. 전구체의 1차입자 형상에 따른 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$의 전기화학적 특성을 평가하고, 이 특성의 변화를 SEM, XRD, EELS로 이용하여 분석하여 연관성을 고찰하였다. Needle형상 전구체로 합성한 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$ 양극의 1차입자는 Flake형상 전구체로 합성한 경우보다 작고, EELS결과로는 입자표면의 Li농도가 내부보다 상대적으로 높았다. 전기화학적인 수명과 출력특성에서 Needle형상 전구체로 합성한 양극이 Flake형상 전구체의 경우보다 우수한 특성을 보였는데, 임피던스 측정으로부터 낮은 전하이동저항에 연관되어 있을 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.52-58
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• 2020

본 연구에서는 MgF₂를 이용하여 LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂ 양극활물질의 표면을 코팅하여 전기화학적 특성과 열적 안정성을 평가하였다. 코팅된 MgF₂의 비율은 0.5, 1, 3 wt%로 조절하였다. 전기화학적 특성은 CV, 충·방전 프로파일, 출력특성, 수명특성을 분석하였고, 열적 안정성은 DSC 분석을 통하여 이루어졌다. 전기화학적 특성 분석 결과 0.1C에서 초기 방전 용량은 MgF₂ 코팅이 되었을 때 감소하였지만, 2C까지 출력을 향상 시켰을 때는 약간 향상된 방전 용량을 얻을 수 있었고, 수명특성 또한 향상되었다. 또한 DSC 분석 결과 코팅이 되었을 때 발열 온도가 증가하였고, 발열 피크의 세기 또한 감소하였다.