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허정배,박금재,이윤성,Heo, J.B.,Park, G.J.,Lee, Y.S. 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.4
산소자리에 치환된 불소가 $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) 양극 활물질에 미치는 영향을 고찰하기 위해 다양한 양의 불소를 치환시킨 $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) 양극 활물질을 고상법을 이용하여 합성하였다. 불소 미치환 시료 및 치환양이 0.05와 0.1의 시료의 경우, $1-1.5\;{\mu}m$ 크기의 막대 형상 분말 형태에 50-100 nm정도의 작은 구형 입자들이 주위에 분포되어 있는 형태이었다. 반면, 불소 치환양이 0.15인 시료의 경우, 그 모양이 구형으로 변화되어지며 입자가 급격하게 성장하였다. 합성된 시료를 이용하여 제작된 셀들의 충 방전 수행 결과, $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ 셀이 163 mAh/g의 가장 높은 초기용량을 보였으며 50 싸이클 후에도 95%의 높은 가역 특성을 보였다. 특히, 활물질내의 불소 치환양이 증가할수록 초기 방전용량도 같이 증가하였으나, 불소이온의 치환양이 일정량을 (y>0.1) 넘는 경우에는 산소 자리에 불소이온이 완전하게 치환되지 못하고 불순물로 존재함으로써 전지의 가역특성을 현저하게 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하였다. In order to investigate the effect of fluorine ion in the $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) cathode material, it was synthesized $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) cathode materials at $350^{\circ}C$ for 10hrs using solid-state method. $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.0{\le}y{\le}0.1$ was composed many large needle-like particles of about $1-1.5\;{\mu}m$ and small particles of about 50-100 nm, which were distributed among the larger particles. However, $Li_{1-x}FeO_{1.85}F_{0.15}-Li_xMnO_2$ material showed slightly different particle morphology. The particles of $Li_{1-x}FeO_{1.85}F_{0.15}-Li_xMnO_2$ were suddenly increased and started to be a spherical type of particle shape. $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ cell showed a high initial discharge capacity of 163 mAh/g and a high cycle retention rate of 95% after 50 cycles. The initial discharge capacity of $Li/Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ ($0.05{\le}y{\le}0.15$) cells increased according to the increase of F content. However, the cycleability of this cell was very rapidly decreased when the substituted fluorine content is over 0.1. We suggested that too large amount of F ion fail to substitute into the $Li_{1-x}FeO_2-Li_xMnO_2$ structure, which resulted in the severe decline of battery performance.
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음이온 치환을 이용한 Li1-xFeO2-yFyMnO2(Mn/(Mn + Fe)=0.8, 0<y<0.15)양극활물질의 합성 및 전기화학적 특성
이윤성,허정배,박금재 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.4
order to investigate the effect of fluorine ion in the Li1-xFeO2-LixMnO2 (Mn/(Mn+Fe) = 0.8) cathodematerial, it was synthesized Li1-xFeO2-yFy-LixMnO2 (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, 0.05. y. 0.15) cathode materials at 350oCfor 10 hrs using solid-state method. Li1-xFeO2-yFy-LixMnO2 (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, 0.0. y. 0.1) was composed manylarge needle-like particles of about 1-1.5m and small particles of about 50-100 nm, which were distributed amongthe larger particles. However, Li1-xFeO1.85F0.15-LixMnO2 material showed slightly different particle morphology. Theparticles of Li1xFeO1.85F0.15-LixMnO2 were suddenly increased and started to be a spherical type of particle shape.Li/Li1-xFeO1.9F0.1-LixMnO2 cell showed a high initial discharge capacity of 163 mAh/g and a high cycle retention rateof 95% after 50 cycles. The initial discharge capacity of Li/Li1-xFeO2-yFy-LixMnO2 (0.05. y. 0.15) cells increasedaccording to the increase of F content. However, the cycleability of this cell was very rapidly decreased when thesubstituted fluorine content is over 0.1. We suggested that too large amount of F ion fail to substitute into the Li1-xFeO2-LixMnO2 structure, which resulted in the severe decline of battery performance.
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