표제지
목차
ABSTRACT 10
제1장 서론 12
제2장 이론적 배경 15
제1절 고전압 스피넬 산화물 15
제2절 양극소재 표면의 코팅 연구 동향 16
제3절 양이온성 고분자를 활용한 Li₃VO₄ 코팅 방법 설계 18
제3장 실험 방법 20
제1절 소재 합성 방법 20
1. 재료 20
2. PDADMAC이 코팅된 Ni0.25Mn0.75(OH)2의 합성 방법[이미지참조] 20
3. PDADMAC 이용한 Li₃VO₄이 코팅된 LiNi0.5Mn1.5O4 (Li₃VO₄-LNMO)의 합성방법[이미지참조] 20
4. Pristine LiNi0.5Mn1.5O4 (pristine LNMO)의 합성 방법[이미지참조] 21
제2절 물성 평가 23
제3절 전기화학적 특성 24
1. 전극 제조 24
2. 반쪽 전지 제조 24
3. 전기화학 분석 조건 및 방법 25
제4장 결과 및 고찰 26
제1절 물리·화학적 특성 분석 26
1. 전구체의 특성 분석 26
2. 결정 구조 분석 및 코팅 층 구성 물질 규명 28
3. 미세구조 및 모폴로지 분석 33
4. 표면 조성 및 특성 평가 38
5. 열 안정성 평가 42
제2절 전기화학 성능 분석 44
1. 상온에서 전기화학적 성능 시험 44
2. 고온 저장 시험 51
제5장 결론 61
참고문헌 62
국문초록 71
〈표 3-1〉 Pristine 및 Li₃VO₄ 코팅 LNMO 제조에 필요한 재료의 양 22
〈표 4-1〉 Rietveld 정제 데이터로 얻은 세 가지 샘플의 구조와 격자상수 31
〈표 4-2〉 고온 저장 전과 후에 equivalent circuit을 사용하여 피팅된 임피던스 결과 57
〈그림 2-1〉 본 연구에서 제안한 양이온성 고분자를 활용한 Li₃VO₄-LNMO의 합성 공정 개략도 19
〈그림 3-1〉 리튬이온 배터리의 반쪽 전지의 구조 24
〈그림 4-1〉 (a) 전구체 Ni0.25Mn0.75(OH)2와 (b) PDADAMC이 코팅 되어있는 Ni0.25Mn0.75(OH)2의 표면 제타 전위를 나타낸 그래프.[이미지참조] 27
〈그림 4-2〉 Pristine LNMO, 3, 5 wt.% Li₃VO₄-LNMO의 XRD 회절 패턴. 29
〈그림 4-3〉 Pristine LNMO, 3, 5 wt.% Li₃VO₄-LNMO의 Rietveld refinement 결과 30
〈그림 4-4〉 Pristine LNMO, 20 wt.% Li₃VO₄-LNMO와 Li₃VO₄의 XRD 회절 패턴 32
〈그림 4-5〉 (a)Pristine LNMO, 3 wt.% Li₃VO₄- LNMO 물질의 FE-SEM 및 (b)EDS 매핑 사진 34
〈그림 4-6〉 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO 샘플의 TEM 및 EDS매핑 사진 36
〈그림 4-7〉 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO 샘플 표면 코팅층의 TEM 및 격자 줄무늬상 사진 37
〈그림 4-8〉 Pristine LNMO 및 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO 분말 샘플의 Mn 2p, Ni 2p, O 2p, V 2p 준위 XPS 스펙트럼 40
〈그림 4-9〉 Pristine LNMO, 3 및 5 wt.% Li₃VO₄-LNMO 분말 샘플의 Mn 2p 준위 XPS 스펙트럼과 이에 대한 상대적인 막대그래프 분포도 41
〈그림 4-10〉 Pristine LNMO과 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO의 열 안정성 결과 비교 43
〈그림 4-11〉 Pristine LNMO과 Li₃VO₄가 코팅된 LNMO의 초기 충/방전 용량 비교 46
〈그림 4-12〉 Pristine LNMO과 Li₃VO₄가 코팅된 LNMO의 초기 충/방전 dQ/dV 곡선 46
〈그림 4-13〉 1 C-rate에서 각 전극의 사이클 성능 비교 48
〈그림 4-14〉 0.1~10 C-rate에서 각 전극의 율특성 비교 50
〈그림 4-15〉 고온저장 전 후 충전/방전 전압곡선 그래프 53
〈그림 4-16〉 고온 저장 전과 후의 사이클 성능 비교 53
〈그림 4-17〉 Pristine LNMO과 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO 전극의 고온저장 전과 후의 임피던스 결과 비교 56
〈그림 4-18〉 (a) 고온저장 시험 전의 안정화 사이클 후와(b) 고온저장 후 pristine LNMO 및 3 wt.% Li₃VO₄-LNMO 전극의 XPS... 60