Barium 도핑에 따른 Li[Ni0.6−xBaxCo0.1Mn0.3]O2(x=0, 0.01) 의 구조 분석 및 전기화학적 특성

• Published in: 전기화학회지, 17(4) pp. 222 - 228
• Main Authors: 장병찬, 유기원, 양수빈, 민송기, 손종태
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국전기화학회 01.11.2014
• Subjects: 화학
• ISSN: 1229-1935; 2288-9000

리튬 이차전지 양극소재인 Ni-rich계의 Li[Ni1-x-yCoxMny]O2는 높은 방전용량을 갖고 있지만 Ni의함량이 많아짐으로써, 구조적 안정성과 전기화학적 특성이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을해결하기 위해 양이온 도핑에 대한 연구가 시행되고 있다. 본 연구는, 공침법을 이용하여 제조한Ni0.6Co0.1Mn0.3(OH)2 전구체를 사용하여 바륨(Ba)이 도핑된 Li[Ni0.6-xBaxCo0.1Mn0.3]O2 (x=0.01)를합성하였고, 바륨(Ba)의 도핑에 따른 구조적 안정성 및 전기화학적 특성을 연구하였다. 구조적 특성분석을 위한 X선-회절분석 결과, 바륨(Ba) 도핑시 I(006)+I(102)/I(101)(R-factor)비가 감소하는 것을 통해층상구조의 안정성이 증가한 것을 확인하였고, 전기 화학적 특성이 개선될 것으로 예측하였다. 전기화학적 분석 결과, 바륨(Ba)을 도핑한 전극의 경우 과전압의 감소로 Li[Ni0.6Co0.1Mn0.3]O2 전극보다Li[Ni0.6-xBaxCo0.1Mn0.3]O2 (x=0.01)전극의 방전용량이 23 mAhg-1 증가하였고, 구조적 안정성의 증가로 싸이클 특성의 개선과, 전극과 전해액 간의 전하이동 저항의 감소로 인하여 고율특성 특성이 개선된 것을 확인 하였다. Abstract : Ni-rich system Li[Ni1-x-yCoxMny]O2 of lithium secondary battery cathode materialkeep a high discharge capacity. However, by the Ni content increases, there is a problem thatthe electrochemical properties and stability of the structure are reduced. In order to solve theseproblems, research for positive ion doping is performed. The one of the cathode material, barium-doped Li(Ni0.6-xBaxCo0.1Mn0.3)O2 (x=0.01), was synthesized by the precursor, Ni0.6Co0.1Mn0.3(OH)2, from the co-precipitation method. The barium doped materials have studied thestructural and electrochemical properties. The analysis of structural properties, results of X-raydiffraction analysis, and those results confirmed the change of the lattice from the bindingenergy in the structure by barium doping. Increased stability of the layered structure wasobserved by I(006)+I(102)/I(101)(R-factor) ratio decrease. we expected that the electrochemical characteristicsare improved. 23 mAh/g discharge capacity of barium-doped Li[Ni0.6-xBaxCo0.1Mn0.3]O2 (x=0.01) electrode is higher than discharge capacity of Li[Ni0.6Co0.1Mn0.3]O2due to decrease overvoltage. And, through the structural stability was confirmed that improved the cycle characteristics. We caused a reduction in charge transfer resistance between the electrolyteand the electrode was confirmed that the C-rate characteristics are improved. KCI Citation Count: 0