재활용 전극으로부터 수집된 NCM 양극의 회복과정및 Li3PO4 표면 코팅에 의한 성능 개선 = Recovery Process of NCM Cathodes Collected from Recycled Electrodes and Performance Improvement by Li3PO4 Surface Coating

국문 초록 (Abstract)

리튬이차전지를 재활용하는 기술은 환경오염을 막고 자원을 효율적으로 활용하는 면에서 필수적인 기술로인정받고 있다. 현재까지는 주로 고가의 전이금속을 제련 등의 과정을 통해 추출해 내는 기술이 상용화되어 있지만 에너지를 절약하고 자원회수율을 높이기 위해서는 전극물질 자체를 직접적으로 재활용하는 기술의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 사용된 이차전지로부터 회수된 블랙파우더에서 얻은 NCM 양극물질을 리튬이온 공급과표면개질 과정을 거쳐 회복시키는 연구를 수행하였다. 블랙파우더는 그 자체에 Al, 바인더, 카본 등을 포함하고 있으므로 시브(sieve)와 열처리 공정을 통해 정제되었으며 LiOH 첨가를 통해 결손된 리튬이온을 공급하였다. 또한 표면손상을 회복시키기 위해 Li3PO4 코팅을 수행하여 계면 안정화를 시도하였다. 이와 같은 과정을 통해 블랙파우더상태에서는 많은 손상을 보였던 NCM 구조를 회복하여 향상된 방전용량과 율속특성을 얻을 수 있었다.
주제어: 재활용 전극, 양극, 표면 코팅, 리튬이차전지

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recycling technology for lithium-ion batteries is increasingly recognized as critical to preventingpollution and optimizing resource use. Currently, the dominant technologies focus on recovering valuabletransition metals through smelting processes. However, to save energy and improve resource recovery, it isessential to develop methods for direct recycling of electrode materials. In this study, we investigated therecovery of NCM cathode materials from the black powder of used electrodes. The black powder, whichcontains aluminum, binder, carbon, and other impurities, was refined by sieving and heat treatment processes.
We added lithium hydroxide (LiOH) to replenish the deficient lithium ions. In addition, we aimed tostabilize the interface by applying a lithium phosphate (Li3PO4) coating to repair surface damage. These processeseffectively restored the NCM structure, which was significantly damaged in the black powder state. As aresult, the recycled NCM cathode materials demonstrated improved discharge capacity and rate capability

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