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도핑효과에 따른 리튬이차전지용 NCA 양극활물질의 전기화학적 특성 향상
범지우 ( Zhi Yu Fan ),김은미 ( En Mei Jin ),정상문 ( Sang Mun Jeong ) 한국화학공학회 2017 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.55 No.6
니켈 함량이 높은 리튬이차전지용 NCA 양극소재의 용량 및 수명특성을 향상시키기 위하여 붕소와 코발트를 상업용Li<sub>1.06</sub>Ni<sub>0.91</sub>Co<sub>0.08</sub>Al<sub>0.01</sub>O<sub>2</sub> (NCA)에 도핑하여 리튬이차전지의 양극소재로 사용하였다. 상업용 NCA 양극소재는 약 5 μm와 12 μm 크기의 2차 입자들이 혼합되어 있고 붕소와 코발트 도핑후 입자크기는 조금 감소되었다. 붕소와 코발트를 도핑한 NCA-B와 NCA-Co의 초기 방전용량은 각각 214 mAh/g과 200 mAh/g으로 도핑하지 않은 NCA에 비해 높게 나타났으며, 특히 NCA-Co는 20번째의 방전용량이 157mAh/g으로 가장 우수한 방전용량특성을 나타내었다. 이는 코발트를 도핑함으로써 c축 방향으로의 결정이 성장되어 리튬이온의 확산이 용이하기 때문이다. In order to improve the capacity and cycling stability of Ni-rich NCA cathode materials for lithium ion bat-teries, the boron and cobalt were doped in commercial Li<sub>1.06</sub>Ni<sub>0.91</sub>Co<sub>0.08</sub>Al<sub>0.01</sub>O<sub>2</sub> (NCA) powders. Commercial NCA par-ticles are mixed composites such as secondary particles of about 5 μm and 12 μm, and the particle size was decreased by doping boron and cobalt. The initial discharge capacities of the boron and cobalt doped NCA-B and NCA-Co were found to be 214 mAh/g and 200 mAh/g, respectively, which are higher values than that of the raw NCA cathode material. In par-ticular, NCA-Co exhibits the best discharge capacity of 157 mAh/g after 20 cycles, which is probably due to the enhanced diffusion of lithium ion by crystal growth along with the c-axis direction.
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