The Influence of Surface and Grain Boundary Coatings for Ni-rich Cathode Materials on the Conversion from Polycrystal to Single Crystal Morphologies

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국화상학회 ㆍ수록지정보 : 한국화상학회지 / 29권 / 1호
ㆍ저자명 : Tom James Embleton, Jae Hong Choi, Songyi Lee, Pilgun Oh

목차

요 약
Abstract
1. Introduction
2. Experimental Procedures
2-1. Active Material
2-2. Surface Modification Method
2-3. Electrochemical CharacterizationMethod
2-4. Ball-Milling for Internal/ExternalCoating EDS Analysis
2.5 Characterization Method
3. Results and Discussion
4. Conclusion
Acknowledgments
References

한국어 초록

본 연구는 코팅 방법을 활용한 단결정 양극 소재 연구로서 Ni-rich계 다결정 양극 소재로 부터 단결정 양극 소재를 합 성하여 사이클 구동 시 양극 소재의 안정성을 향상시키고자 한다. 양극 소재에 LixCoO2와 LixSnO3 를 각각 코팅하여 이차입자 내부 혹은 외부에 코팅층이 형성된 양극 소재를 합성한 후 이를 소결하여 단결정 형성에 대한 영향을 비교 하였다. 입자 외부에 LixSnO3가 코팅되어 열처리 된 Ni0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)의 경우 코팅 처리 없이 열처리된 양극 소재 보다 개선된 수명특성을 보였으나, 단결정화가 이뤄지지 않았다. 입자 내부에 LixCoO2 코팅층이 형성된 NCM811 을 열처리 한 결과 이차입자 내부에 형성된 Co 코팅층이 결정화되어 50회 사이클 후 기준 단결정 양극 소재의 방전용 량인 117.34 mAh·g-1 대비 129.11 mAh·g-1의 높은 방전용량을 나타내었고, 형상제어를 통해 이성적인 단결정화가 이뤄 졌다. 본 연구는 다결정체인 Ni-rich 양극소재의 단결정화에 대한 유요한 통찰력을 제공할 것으로 예상한다.

영어 초록

This study investigates the use of a coating and sintering methods to enhance the durability of Ni-rich single crystals after conversion from Ni-rich polycrystals. LixCoO2 grain boundary coating and LixSnO3 surface dominant coating morphologies were developed to compare the effects after sintering to single crystals. The results showed that the LixSnO3 coated LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode (NCM811) after conversion to single crystal had an improved cycling efficiency over the untreated single crystal sample. However, it had a similar semi-single crystal morphology to the untreated sample. The LixCoO2 coated NCM811 single crystal formation was facilitated by the crystallization of Co in the grain boundaries and resulted in a more robust single crystal particle with high-capacity retention and a high discharge capacity after 50 cycles of 129.11 mAh·g-1 compared to the standard single crystal sample with 117.34 mAh·g-1. This study gives useful insight on the formation of single crystals of Ni-rich cathode materials from their polycrystals.

참고 자료

없음