본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

Fe을 도핑한 Li[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2의 구조적인 안정성 및 전기화학적 특성

The Structural Stability and Electrochemical Properties of Fe Doped Li[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2

손종태|유기원|장병찬|양수빈
한국전기화학회 (The Korean Electrochemical Society)|2014.08|전기화학회지 (Journal of the Korean Electrochemical Society)|제17권 제3호|pp. 149-155

2

조회

0

다운로드

1

인용

0

참고문헌

키워드

Cathode materialLithium ion batteryCo-precipitationFe(Iron) doping
주제분류화학

초록

본 연구에서는 리튬 이차전지의 양극 재료인 Li[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2를 공침법(Co-precipitation)으로 전구체를 합성 하였고, 철(Fe)을 도핑 함으로써 양극 활물질을 합성하였다. 합성된 양극 활물질을 시차주사현미경 (SEM, Scanning electron microscope)과 X선-회절분석(XRD, X-ray diffraction)으로 분석하였다. X선-회절분석 결과 철(Fe)을 도핑 함으로써 a축과 c축이 증가하였고, I(003)/I(104)의 비가 증가하는 것과 I(006)+I(102)/I(101)비가 작아지는 것을 통해 구조적 안정성이 증가하는 것을 확인했다. 전기화학적 특성측정 결과 사이클 특성이 향상되었고, 임피던스 측정 결과 전하 이동 저항(Rct) 값이 낮아짐을 통해 전기화학적 분석 결과에서도 철(Fe)을 도핑 하였을 때 개선 된 특성을 나타내었다. 특히, 고온 조건에서 사이클 특성이 개선되는 것을 확인 하였는데, 이는 구조적 안정성이 사이클 특성에 기여하였기 때문이다.

Abstract

In this study, a positive-electrode material in a lithium secondary batteryLi[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2 was synthesized as precursor by co-precipitation. Cathode material wassynthesized by adding iron. The synthesized cathode material was analyzed by scanning electronmicroscope and x-ray diffraction. The analysis of x-ray diffraction showed that the a-axis and c-axisis increased by doping iron. And I(003)/I(104) is increased and I(006)+I(102)/I(101) is decreased. Through thisresult, it was confirmed that the structural stability is improved. And impedance measurements showthat the charge transfer resistance (Rct) is lowered by doping iron. Consequently, electrochemicalproperties are improved by doping iron. In particular, the cycle characteristics are improved at a hightemperature condition (328 K). Structural stabilities are contributing to the cycle properties.

참고문헌 (22)

  1. 조원일, "최근 휴대폰용 배터리의 기술개발 동향", 전기화학회지, 10(1), pp.31~35 (2007), 한국전기화학회
  2. O_2 전극의 공침 조건을 통한 구조적 변화와 전기적 특성의 향상 고찰, "전기화학회지", 2011, 98~103, pp.한국전기화학회
  3. R. J. Gummow, "Recent progress in thedevelopment of Li2MnSiO4 cathode materials", J. PowerSources, 253, pp.315~ (2014)
  4. P. He, "Syntheticoptimization of spherical LiCoO2 and precursor viauniform-phase precipitation", J. Power Sources, 158, pp.529~ (2006)
  5. M. V. Reddy, "Studies on 순수물질 and Mg-doped LiCoO2 as acathode material for Lithium ion Batteries" (2013), Electrochimica Acta
  6. S. H. Ju, "Al-doped Ni-richcathode powders prepared from the precursor powderswith fine size and spherical shape", Electochimica Acta, 52, pp.7286~ (2007)
  7. 박홍규, "리튬이차전지용 양극재 개발 동향", 전기화학회지, 11(3), pp.197~210 (2008), 한국전기화학회
  8. 조성우, "단순 연소법으로 합성한 LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 양극 활물질의 구조 분석 및 전기화학적 특성 연구", 전기화학회지, 13(4), pp.264~269 (2010), 한국전기화학회
  9. 강동현, "전구체의 물성에 따른 리튬 2차전지용 Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2의 전기화학적 특성 변화", 전기화학회지, 16(4), pp.191~197 (2013), 한국전기화학회
  10. P. Y. Liao, "SubStructural andthermal properties of LiNi0.6xMgxCo0.25Mn0.15O2 cathodematerials", J. Power Sources, 183, pp.766~ (2008)
  11. 1?xLaxO2 Cathode Materials, "J. Rare Earth", 2007, 268~
  12. K. Shizuka, "Effect of CO2 on layered Li1+zNi1?x?yCoxMyO2 (M = Al,Mn) cathode materials for lithium ion batteries", J. PowerSources, 166, pp.223~ (2007)
  13. O2as cathode materials for lithium battery, "Solid statecommun", 2008, 115~
  14. O2의 소성 온도가 전기화학적 특성에 미치는 영향, "전기화학회지", 2013, 59~64, pp.한국전기화학회
  15. D. Liu, "Comparison of Structure andelectrochemistry of Al? and Fe? doped LiNi1", 3Co1, 3O2, pp.Electrochimica Acta, 2006[DOI]
  16. 추소연, "초임계 수열법으로 합성한 Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2 양극 활물질의 소성 온도영향에 따른 구조 및 전기화학적 특성", 전기화학회지, 16(3), pp.151~156 (2013), 한국전기화학회
  17. C. Delmas, "An overview of the Li(Ni,M)O2 systems:syntheses, structures and properties", ElectrochimicaActa, 45, pp.243~ (1999)
  18. X. Zhang, "Gendron, andC. M. Julie, “Minimization of the cation mixing inLi1+x(NMC)1?xO2 as cathode material", J. Power Sources, 195, pp.1292~ (2010)
  19. O2 (x = 1, "3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 and 0.85) cathode material for lithium-ionbatteries", J. Power Sources, 223, pp.121~ (2013)
  20. C. S. Kang, "Synthesis of LiFePo4nano-fibers for cathode materials by electrospinningprocess", J. KIEEME, 13, pp.s304~ (2012)
  21. 조원일, "Improving the Capacity Retention of LiNi0.8Co0.2O2 by ZrO2 Coating", 전기화학회지, 9(1), pp.6~9 (2006), 한국전기화학회
  22. P. Gao, "Lithium diffusion behavior and improved high ratecapacity of LiNi1", 3Co1, 3O2 as cathode material forlithium batteries, pp.Solid State Ionics, 2012[DOI]

관련 논문AI추천

Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_2 전극의 공침 조건을 통한 구조적 변화와 전기적 특성의 향상 고찰손종태, 임정빈한국전기화학회 · 전기화학회지2011 · 제14권 제2호Barium 도핑에 따른 Li[Ni0.6−xBaxCo0.1Mn0.3]O2(x=0, 0.01) 의 구조 분석 및 전기화학적 특성민송기, 손종태, 양수빈, 유기원, 장병찬한국전기화학회 · 전기화학회지2014 · 제17권 제4호고안정성 리튬이온전지 양극활물질용 Ti 치환형 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 연구임수아, 전용희한국전기화학회 · 전기화학회지2021 · 제24권 제4호리튬이온전지용 양극활물질 LiNi0.83 Co0.11Mn0.06O2의 전기화학적 특성에 미치는 Ce와 Nd 희토류 금속의 단독 혹은 이중 도핑효과김유영, 조권구, 하종근한국분말재료학회 · 한국분말재료학회지2019 · 제26권 제1호전구체의 물성에 따른 리튬 2차전지용 Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2의 전기화학적 특성 변화강동현, 김성수, 채정은, Nurpeissova Arailym한국전기화학회 · 전기화학회지2013 · 제16권 제4호단순 연소법으로 합성한 LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 양극 활물질의 구조 분석 및 전기화학적 특성 연구류광선, 류성현, 조성우, 주정훈한국전기화학회 · 전기화학회지2010 · 제13권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (8건)

Recent Progress in Layer-by-layer Assembly of Nanomaterials for Electrochemical Energy Storage Applications김성열pp. 139-148Trifluoropropyltrimethoxysilane 전해질 첨가제를 이용한 리튬이온전지의 싸이클 특성 향상신원경, 박세미, 김동원pp. 156-163ITO 전극 위에 고정된 니켈 나노 입자를 이용한 무효소 혈당센서에 관한 전기화학적인 연구최영봉, 오인돈, 김사만다pp. 164-171항원인 마뇨산에 결합된 도파민을 이용한 전기화학적 면역 분석법최영봉, 전원용, 김혁한pp. 172-178Physioelectrochemical Investigation of Electrocatalytic Activity of Modified Carbon Paste Electrode in Alcohol Oxidation as Anode in Fuel CellJavad Shabani-Shayeh, Majid Jafarian, Ali Ehsanipp. 179-186
원문 보기