KR102514196B1 - New N-H-V-O type electrode material for secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, (NH4)2V7O16 을 포함하는 이차 전지용 전극 물질로서, 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조를 갖고, a = 6.1480Å, b = 6.1434Å, c = 18.0309Å, α = 95.621°, β = 93.018°, γ = 89.971° 의 격자 파라미터(cell parameter)를 갖는 이차 전지용 전극 물질이 제공된다.
또한, 상기 새로운 구조의 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode); Li 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및 에틸렌 카보네이트(EC):디메틸 카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2 인 용액에 용해된 1M LiPF6 을 포함하는 전해질; 을 포함하는 리튬 이온 전지가 제공되고,
나아가, 상기 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode); Na 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및 2 wt% 의 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 를 포함하는, 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)의 부피비가 1:1 인 용액에 용해된 1M NaPF6 을 포함하는 전해질; 을 포함하는 소듐 이온 전지가 제공된다.According to one aspect of the present invention, an electrode material for a secondary battery including (NH 4 ) 2 V 7 O 16 has a triclinic (P-1) crystal structure, a = 6.1480 Å, b = 6.1434 Å, An electrode material for a secondary battery having cell parameters of c = 18.0309 Å, α = 95.621°, β = 93.018°, and γ = 89.971° is provided.
In addition, a working electrode containing 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) of the novel structure; a counter electrode comprising Li metal; and an electrolyte comprising 1M LiPF 6 dissolved in a solution of ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1:2; A lithium ion battery comprising a is provided,
Furthermore, a working electrode containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) in a ratio of 8:1:1 (wt%); a counter electrode comprising Na metal; and an electrolyte comprising 1M NaPF 6 dissolved in a solution containing 2 wt% of fluoroethylene carbonate (FEC) in a volume ratio of ethylene carbonate (EC):diethyl carbonate (DEC) of 1:1; There is provided a sodium ion battery comprising a.

Description

N-H-V-O 계 신규 이차 전지용 전극물질{New N-H-V-O type electrode material for secondary battery}New N-H-V-O type electrode material for secondary battery}

본 발명은 N-H-V-O 계 전극물질 및 이의 제조 방법과 상기 전극물질을 포함하여 이루어진 전극을 갖는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an N-H-V-O-based electrode material, a manufacturing method thereof, and a secondary battery having an electrode comprising the electrode material.

스마트폰, MP3 플레이어, 태블릿 PC 와 같은 휴대용 모바일 전자 기기와 전기 자동차 등의 발전으로, 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차 전지에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.With the development of portable mobile electronic devices such as smart phones, MP3 players, and tablet PCs and electric vehicles, demand for secondary batteries capable of storing electrical energy is explosively increasing.

상기와 같은 이차 전지 중에서는 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기 방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.Among the secondary batteries as described above, lithium secondary batteries exhibiting high energy density and operating potential, long cycle life, and low self-discharge rate have been commercialized and widely used.

그러나, 리튬 이차 전지의 경우, 리튬 재료의 자원적 희소성으로 인해 대규모의 전력 저장용 이차전지로 사용하기에는 경제성이 부족하다는 문제가 있다.However, in the case of a lithium secondary battery, there is a problem in that it is not economically viable to use as a secondary battery for large-scale power storage due to resource scarcity of lithium material.

따라서, 이에 대한 대안을 마련하기 위한 많은 노력이 이루어져 왔으며, 그 중에서도 자원적으로 지구상에 풍부한 소듐을 이차 전지의 재료로 이용하고자 하는 많은 시도가 있었다. 최근에는 리튬보다 가격이 훨씬 저렴하고, 구입이 용이하며, 대형 에너지 저장 시스템 뿐만 아니라 리튬 이온 이차 전지의 대체 가능성이 높은 소듐(Na)을 이용한 소듐계 전지에 대한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지를 대신하여 다양한 분야로의 적용 가능성을 높이기 위해, 소듐계 이차 전지의 구조적 안정성 및 수명 특성을 향상시키기 위한 연구 개발이 필요한 실정이다.Therefore, many efforts have been made to provide an alternative to this, and among them, many attempts have been made to use sodium, which is abundant on earth as a material for secondary batteries. Recently, technology development for a sodium-based battery using sodium (Na), which is much cheaper than lithium, is easy to purchase, and has a high possibility of replacing lithium-ion secondary batteries as well as large-scale energy storage systems, has been actively developed. In particular, in order to increase the applicability to various fields instead of lithium secondary batteries, research and development for improving structural stability and lifespan characteristics of sodium-based secondary batteries are required.

그러나, 소듐을 이용한 소듐 이차전지는 상기와 같은 장점에도 불구하고, 소듐이 공기에 더욱 민감하고, 리튬에 비하여 이온 부피가 거의 2 배에 달하며, 리튬에 비해 전극 포텐셜에 못미친다는 단점을 가지고 있다.However, despite the above advantages, the sodium secondary battery using sodium has the disadvantage that sodium is more sensitive to air, has an ion volume almost twice that of lithium, and has less electrode potential than lithium. .

이러한 상황에, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 에너지 효율을 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구 개발로 진행되고 있다.In this situation, in recent years, research and development on the design of new electrodes and batteries have been conducted in order to improve capacity density and energy efficiency in developing such batteries.

리튬 이차 전지는 양극, 음극, 전해액, 분리막 등으로 구성되며, 통상적으로 양극 활물질로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2)이, 음극 활물질로는 흑연을 비롯한 탄소가 주로 사용된다. 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며 폴리올레핀계 다공성 분리막이 주로 사용된다. 전해액은 LiPF6 과 같이 리튬염을 가진 비수성 전해액이 사용된다.A lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte solution, a separator, and the like. Typically, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) is used as a positive electrode active material and carbon including graphite is mainly used as a negative electrode active material. The separator is interposed between the anode and the cathode, and a polyolefin-based porous separator is mainly used. As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte having a lithium salt such as LiPF 6 is used.

이들 전극 물질은 이온 상태의 리튬(Li+)이 내부에 가역적으로 삽입됐다가 다시 빠져 나올 수 있는 구조를 가지고 있다. 즉, 리튬 이차 전지에서 LiCoO2 의 내부에 위치하는 리튬이 빠져 나와 전해질을 따라 이동해 탄소 내부로 들어가는 현상이 충전에 해당되며, 그 반대 방향으로의 이동은 방전에 해당된다.These electrode materials have a structure in which lithium (Li + ) in an ionic state can be reversibly inserted into and then out again. That is, a phenomenon in which lithium located inside LiCoO 2 in a lithium secondary battery comes out and moves along the electrolyte and enters the carbon corresponds to charging, and movement in the opposite direction corresponds to discharging.

이러한 이차 전지의 구성 요소 중에서 양극 활물질은 전지 내에서 전지의 용량 및 성능을 좌우하는데 중요한 역할을 한다.Among the components of such a secondary battery, a cathode active material plays an important role in determining the capacity and performance of the battery within the battery.

특히, 리튬 이차 전지의 양극 활물질로서는 TiS2, MoS2 등의 황화물; 이산화 망간, 바나듐 산화물 등의 금속 산화물; 코발트산리튬, 니켈산 리튬, 망간산 리튬 등의 리튬 함유 전이 금속 복합 산화물 등이 검토되어 있으며, 양극 활물질로 사용되는 LiCoO2 는 우수한 사이클 특성 등 제반 물성이 상대적으로 우수하나, LiCoO2 에 이용되는 코발트는 회유금속으로 매장량이 적고 생산지가 편재되어 있어서 공급 면에서 불안정하며, 환경 규제 등으로 전기 자동차용 전지 등의 양산화 및 대형화에는 부적절한 문제가 있다. 이러한 배경에서, LiCoO2 를 대체할 수 있는 양극 활물질에 대한 연구 및 소듐 이차 전지에서 사용될 수 있는 양극 활물질에 대한 연구가 꾸준히 진행되어 왔다.In particular, examples of the positive electrode active material for a lithium secondary battery include sulfides such as TiS 2 and MoS 2 ; metal oxides such as manganese dioxide and vanadium oxide; Lithium-containing transition metal complex oxides such as lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate have been studied, and LiCoO 2 used as a cathode active material has relatively excellent physical properties such as excellent cycle characteristics. Cobalt is a migratory metal and is unstable in terms of supply because its reserves are small and production sites are ubiquitous, and there are problems inappropriate for mass production and large-sized batteries for electric vehicles due to environmental regulations. Against this background, studies on a cathode active material that can replace LiCoO 2 and a cathode active material that can be used in a sodium secondary battery have been steadily conducted.

현재 리튬 이차 전지 개발 뿐만 아니라 리튬 이차 전지의 대체로서 여러 다른 이온(소듐 등)들의 개발도 활발하게 이루어지고 있으며, 이러한 배터리의 물질로 바나듐 브론즈 계열이 많은 관심을 받고 있고, 이 중에서도 암모늄 이온이 들어간 바나듐 브론즈는 여러 사람들에 의해 많은 연구가 진행되고 있다.Currently, not only the development of lithium secondary batteries, but also the development of various other ions (sodium, etc.) as a substitute for lithium secondary batteries are actively being developed. Vanadium bronze has been studied by many people.

이러한 연구 진행 과정 중, 본 발명자는 새로운 구조의 물질을 포함하는 리튬 이차 전지 혹은 소듐 이차 전지 전극 물질에 관한 본 발명을 개발하기에 이르렀다. During the course of such research, the present inventors have developed the present invention related to a lithium secondary battery or sodium secondary battery electrode material including a material having a new structure.

한편, 기존에 제시되어 있는 물질(비특허문헌 1에 개시된 물질)인 (NH4)2V7O16 은 본 발명에서의 물질과 같은 화학식을 가지고 있으나, SAED pattern 을 본 발명의 물질과 비교하였을 때, SAED pattern 에 제시된 각 spot 의 intensity 비율들이 현저히 다르다. 참고로, SAED pattern 에 나타나는 spot 하나하나의 intensity 들은 결정 구조 안에 각 원자가 어떤 위치에 배치되어 있는지에 따라 큰 차이를 나타내므로, 비특허문헌 1 에 개시된 물질과 본 발명에서의 물질의 결정 구조가 전혀 상이한 물질에 해당한다.On the other hand, (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , which is a previously proposed material (a material disclosed in Non-Patent Document 1), has the same chemical formula as the material in the present invention, but the SAED pattern is compared with the material of the present invention. , the intensity ratios of each spot presented in the SAED pattern are significantly different. For reference, since the intensities of each spot appearing in the SAED pattern show a large difference depending on where each atom is placed in the crystal structure, the crystal structure of the material disclosed in Non-Patent Document 1 and the material in the present invention is not at all correspond to different substances.

또한, 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 의 격자 파라미터는 a 와 b 의 길이가 매우 비슷하고, α,β,γ 가 모두 90° 와 비슷한 각도에 해당하는바, 기존 기술로는 이 구조를 정확하게 알아내는 데에 어려움이 있었으며, 입자 모양이 납작한 plate 형태로 preferred orientation 의 정도가 심하여 결정 구조를 해석하기 어렵다는 문제가 있었다. 아울러, (NH4)2V3O8, NH4V4O10 과 같은 여러 불순물이 같이 합성이 되기 때문에 하나의 상으로서 합성하기가 어렵다는 문제점도 존재하였다.In addition, in the lattice parameters of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention, the lengths of a and b are very similar, and α, β, and γ all correspond to angles similar to 90°. It was difficult to accurately determine this structure, and it was difficult to interpret the crystal structure because the particle shape was in the form of a flat plate and the degree of preferred orientation was severe. In addition, since various impurities such as (NH 4 ) 2 V 3 O 8 and NH 4 V 4 O 10 are synthesized together, it is difficult to synthesize them as one phase.

한편, 단일 결정 X-ray 회절을 찍기 위한 이상적인 모폴로지(morphology)는 지름이 100 ㎛ 이상인 sphere 모양이지만, 상기 (NH4)2V7O16 은 납작한 plate 모양을 가지고 있어 단일 결정의 크기는 50 ㎛ 정도인바, 이상적인 모폴로지(morphology)와 거리가 멀기 때문에 샘플링 데이터 수집의 어려움으로 그 구조를 알아내는데 어려움이 있었다.On the other hand, the ideal morphology for taking single crystal X-ray diffraction is a sphere shape with a diameter of 100 μm or more, but the (NH 4 ) 2 V 7 O 16 has a flat plate shape, so the size of a single crystal is 50 μm However, since it is far from the ideal morphology, it was difficult to find out the structure due to the difficulty of collecting sampling data.

D. Navas 외 5, V escuela de Nanoestructuras y II Congreso Nacional de Nanotechnologia p.26 (2012.10.01-05)D. Navas et al. 5, V escuela de Nanoestructuras y II Congreso Nacional de Nanotechnologia p.26 (2012.10.01-05)

따라서, 기존에 알려지지 않았던 새로운 구조의 (NH4)2V7O16 을 합성하여 이를 리튬 전지 또는 소듐 전지 전극 물질로 사용함으로써, 기존에 알려진 전극 물질보다 높은 에너지 밀도 및 높은 출력 특성의 리튬 또는 소듐 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, by synthesizing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 of a new structure that was previously unknown and using it as an electrode material for a lithium battery or a sodium battery, lithium or sodium having higher energy density and higher output characteristics than previously known electrode materials It aims at providing a secondary battery.

또한, 본 발명은 새로운 구조의 (NH4)2V7O16 을 합성하고 이를 양극재로 구성하여, 다양한 전기화학 특성을 측정하고 높은 출력특성과 에너지 밀도를 달성하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to synthesize a new structure of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 and configure it as a cathode material to measure various electrochemical properties and achieve high output characteristics and energy density.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above purpose,

본 발명의 일 측면에서,In one aspect of the invention,

(NH4)2V7O16 을 포함하는 이차 전지용 전극 물질로서, 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조를 갖고,An electrode material for a secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , having a triclinic (P-1) crystal structure,

a = 6.1480Å,a = 6.1480 Å,

b = 6.1434Å,b = 6.1434 Å,

c = 18.0309Å,c = 18.0309 Å,

α = 95.621°,α = 95.621°,

β = 93.018°,β = 93.018°,

γ = 89.971°γ = 89.971°

의 격자 파라미터(cell parameter)를 갖는 이차 전지용 전극 물질이 제공된다.An electrode material for a secondary battery having a cell parameter of

또한, 본 발명의 다른 측면에서,Also, in another aspect of the present invention,

상기 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);a working electrode containing 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF);

Li 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및a counter electrode comprising Li metal; and

에틸렌 카보네이트(EC):디메틸 카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2 인 용액에 용해된 1M LiPF6 을 포함하는 전해질;an electrolyte comprising 1M LiPF 6 dissolved in a solution of ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1:2;

을 포함하는 리튬 이온 전지가 제공된다.A lithium ion battery comprising a is provided.

아울러, 본 발명의 일 측면에서,In addition, in one aspect of the present invention,

상기 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);a working electrode containing 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF);

Na 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및a counter electrode comprising Na metal; and

2 wt% 의 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 를 포함하는, 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)의 부피비가 1:1 인 용액에 용해된 1M NaPF6 을 포함하는 전해질;an electrolyte comprising 1M NaPF 6 dissolved in a solution containing 2 wt % of fluoroethylene carbonate (FEC), in a volume ratio of ethylene carbonate (EC):diethyl carbonate (DEC) of 1:1;

을 포함하는 소듐 이온 전지가 제공된다.There is provided a sodium ion battery comprising a.

나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서,Furthermore, in another aspect of the present invention,

a) NH4VO3 을 증류수에 넣어 제1용액을 제조하는 단계;a) preparing a first solution by adding NH 4 VO 3 to distilled water;

b) LiBH4 를 상기 제1용액에 적하하여 제2용액을 제조하는 단계;b) preparing a second solution by dropping LiBH 4 into the first solution;

c) 상기 제2용액을 오토클레이브에 옮겨 담은 후, 200 내지 300 ℃ 에 넣고 12 내지 18 시간 동안 유지시키는 단계;c) transferring the second solution to an autoclave, putting it at 200 to 300 ° C and maintaining it for 12 to 18 hours;

d) 상기 c) 단계를 거친 물질을 쿨링(cooling)한 후, 물 및 에탄올로 세정하여 (NH4)2V7O16 파우더를 얻는 단계; 및d) cooling the material subjected to step c) and then washing with water and ethanol to obtain (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder; and

e) 상기 파우더를 40 내지 60 ℃ 에서 공기 중 건조시키는 단계;e) drying the powder in air at 40 to 60 °C;

를 포함하는 제1항에 기재된 (NH4)2V7O16 의 제조 방법이 제공된다.A method for producing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to claim 1 including a method is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본원 발명은 알려지지 않았던 구조의 N-H-V-O 계 물질인 (NH4)2V7O16 를 발견하여 그 구조를 푼 것으로서, (NH4)2V7O16 를 Li-ion battery 전극 물질 및 Na-ion battery 전극 물질로 각각 사용하여 전기화학 셀을 구성하고 Li-ion 및 Na-ion 이 가역적으로 (NH4)2V7O16 에 인터칼레이션(intercalation) 됨을 확인함으로써 (NH4)2V7O16 가 Li-ion 배터리 및 Na-ion battery 에 사용될 수 있음을 확인하였으며, 이전의 전극 물질을 사용하는 경우에 비해 뛰어난 에너지 밀도 및 높은 출력을 나타내는 이차 전지를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , an NHVO-based material with an unknown structure, is discovered and the structure is solved, and (NH 4 ) 2 V 7 O 16 is Li- By constructing an electrochemical cell using ion battery electrode materials and Na-ion battery electrode materials, respectively, and confirming that Li-ion and Na-ion are reversibly intercalated into (NH 4 ) 2 V 7 O 16 It was confirmed that (NH 4 ) 2 V 7 O 16 can be used in Li-ion batteries and Na-ion batteries, and it is possible to provide secondary batteries with excellent energy density and high output compared to the case of using previous electrode materials. can

도 1 은 본 발명에 따라 합성된 (NH4)2V7O16 의 XRD 패턴을 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따라 합성된 (NH4)2V7O16 의 구조 그림(좌)과 SEM 사진(우)을 나타낸다.
도 3 은 25 ℃, 10 mA·g-1 에서의 CC 실험 결과를 나타낸다.
도 4 는 25 ℃, 10 mA·g-1 에서의 dQ/dV 실험 결과를 나타낸 것으로서 전압에 따른 dQ/dV 곡선을 나타낸다.
도 5 는 25 ℃ 및 다양한 전류에서의 rate 특성 변화를 나타낸다.
도 6 은 25 ℃, 20 mA·g-1 에서의 사이클에 따른 용량 변화를 나타낸다.
도 7 은 본 발명에 따른 첫 번째 사이클에서 (NH4)2V7O16 의 방전 및 충전 시 in-situ XRD 결과를 나타낸다.
도 8 은 본 발명에 따른 첫 번째 및 50 번째 싸이클에서 (NH4)2V7O16 의 방전 및 충전 시 XPS 데이터를 나타낸다.
도 9 는 20 mA·g-1 에서의 CC 실험 결과를 나타낸다.
도 10 은 20 mA·g-1 에서의 장기 사이클 결과 및 효율을 나타낸다.
도 11 은 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 의 SAED 결과를 나타낸다.1 shows an XRD pattern of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 synthesized according to the present invention.
2 shows a structural diagram (left) and an SEM image (right) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 synthesized according to the present invention.
3 shows the results of CC experiments at 25° C. and 10 mA·g −1 .
FIG. 4 shows the dQ/dV test results at 25° C. and 10 mA·g −1 , and shows a dQ/dV curve according to voltage.
5 shows the change in rate characteristics at 25 ° C and various currents.
6 shows the change in capacity according to cycles at 25° C. and 20 mA·g −1 .
7 shows in-situ XRD results upon discharging and charging (NH 4 ) 2 V 7 O 16 in the first cycle according to the present invention.
8 shows XPS data during discharging and charging of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 in the first and fiftieth cycles according to the present invention.
9 shows the results of CC experiments at 20 mA·g −1 .
10 shows long-term cycling results and efficiencies at 20 mA·g −1 .
11 shows the SAED results of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention.

이하, 본원에 기술된 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이하 기술된 실시예 및 도면을 통해 본 발명의 기술적 사상이 명확하게 이해될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments and drawings described herein. Those skilled in the art to which the present invention pertains can clearly understand the technical spirit of the present invention through the following examples and drawings, and can be changed in various forms within the scope of the technical spirit to which the present invention belongs. can be transformed

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 전극 물질로 (NH4)2V7O16 을 포함하는 리튬 이차 전지를 제공한다.The present invention relates to a secondary battery, and provides a lithium secondary battery including (NH 4 ) 2 V 7 O 16 as an electrode material.

본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면, 상기 이차 전지는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하며, 상기 양극은 집전체 및 상기 집전체의 적어도 일측 표면에 형성된 양극 활물질층을 포함한다.According to a specific embodiment of the present invention, the secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte, and the positive electrode includes a current collector and a positive electrode active material formed on at least one surface of the current collector. contains a layer

상기 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 그 예로서 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 구리나 스테인리스 스틸 또는 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.The current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change to the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, carbon on the surface, nickel, titanium, silver, etc. Surface-treated copper or stainless steel or aluminum-cadmium alloy may be used.

상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 도전재 및 바인더 수지를 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer may include a positive electrode active material, a conductive material, and a binder resin.

본 발명의 일 측면에 따르면,According to one aspect of the present invention,

(NH4)2V7O16 을 포함하는 이차 전지용 전극 물질로서, 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조를 갖고,An electrode material for a secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , having a triclinic (P-1) crystal structure,

a = 6.1480Å,a = 6.1480 Å,

b = 6.1434Å,b = 6.1434 Å,

c = 18.0309Å,c = 18.0309 Å,

α = 95.621°,α = 95.621°,

β = 93.018°,β = 93.018°,

γ = 89.971°γ = 89.971°

의 격자 파라미터(cell parameter)를 갖는 이차 전지용 전극 물질을 제공한다.An electrode material for a secondary battery having a cell parameter of

이와 같은 구조의 (NH4)2V7O16 은 기존까지 보고된 (NH4)2V7O16 은 와는 다른 구조의 암모늄 바나듐 산화물에 해당하며, 상기 (NH4)2V7O16 이 리튬 이온 이차 전지 혹은 소듐 이온 이차 전지의 전극 물질로 사용되는 경우, 리튬 이온 또는 소듐 이온의 인터칼레이션(intercalation)과 확산을 보다 용이하게 할 수 있어, 리튬 이차 전지 또는 소듐 이차 전지의 용량 및 출력을 향상시킬 수 있다.(NH 4 ) 2 V 7 O 16 having such a structure corresponds to ammonium vanadium oxide having a different structure from previously reported (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , and the (NH 4 ) 2 V 7 O 16 When used as an electrode material for a lithium ion secondary battery or a sodium ion secondary battery, intercalation and diffusion of lithium ions or sodium ions can be made easier, and thus the capacity and output of the lithium secondary battery or sodium ion secondary battery can improve

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면,On the other hand, according to another aspect of the present invention,

상기 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);a working electrode containing 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF);

Li 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및a counter electrode comprising Li metal; and

에틸렌 카보네이트(EC):디메틸 카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2 인 용액에 용해된 1M LiPF6 을 포함하는 전해질;an electrolyte comprising 1M LiPF 6 dissolved in a solution of ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1:2;

을 포함하는 리튬 이온 전지를 제공한다.It provides a lithium ion battery comprising a.

상기 리튬 이온 전지의 작업 전극에 포함되는 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)의 비율은 크게 제한되는 것은 아니나, 중량(wt%) 기준 약 8:1:1 로 포함되는 것이 바람직하다.The ratio of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) included in the working electrode of the lithium ion battery is not particularly limited, but is about 8:1 by weight (wt%): It is preferably included as 1.

또한, 도전재의 역할을 하는 상기 탄소의 종류로는 별도로 한정되는 것은 아니나, 하나의 예로서, 카본 블랙 Super P 를 사용할 수 있다.In addition, the type of carbon serving as the conductive material is not particularly limited, but as an example, carbon black Super P may be used.

아울러, 상기 전해질에 사용되는 비수성 전해액은 에틸렌 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용액에 LiPF6 와 같은 리튬염이 용해되어 있는 것일 수 있으며, 상기 에틸렌 카보네이트 및 디메틸 카보네이트의 혼합 용액의 부피비는 크게 한정되지는 않으나, 1:1 내지 1:2 일 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte used in the electrolyte may be a lithium salt such as LiPF 6 dissolved in a mixed solution of ethylene carbonate and dimethyl carbonate, and the volume ratio of the mixed solution of ethylene carbonate and dimethyl carbonate is not greatly limited. However, it may be 1:1 to 1:2.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,On the other hand, according to another aspect of the present invention,

상기 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);a working electrode containing 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF);

Na 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및a counter electrode comprising Na metal; and

2 wt% 의 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 를 포함하는, 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)의 부피비가 1:1 인 용액에 용해된 1M NaPF6 을 포함하는 전해질;an electrolyte comprising 1M NaPF 6 dissolved in a solution containing 2 wt % of fluoroethylene carbonate (FEC), in a volume ratio of ethylene carbonate (EC):diethyl carbonate (DEC) of 1:1;

을 포함하는 소듐 이온 전지를 제공한다.It provides a sodium ion battery comprising a.

상기 소듐 이온 전지의 작업 전극에 포함되는 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)의 비율은 크게 제한되는 것은 아니나, 중량(wt%) 기준 약 8:1:1 로 포함되는 것이 바람직하다.The ratio of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) included in the working electrode of the sodium ion battery is not particularly limited, but is about 8:1 by weight (wt%): It is preferably included as 1.

또한, 도전재의 역할을 하는 상기 탄소의 종류로는 상기 리튬 이온 전지에서 기술한 바와 같이, 별도로 한정되는 것은 아니나, 하나의 예로서, 카본 블랙 Super P 를 사용할 수 있다.In addition, the type of carbon serving as the conductive material is not particularly limited as described in the lithium ion battery, but as an example, carbon black Super P may be used.

아울러, 상기 전해질에 사용되는 비수성 전해액은, 플루오로에틸렌 카보네이트를 포함하는, 플루오로에틸렌 카보네이트 및 디에틸 카보네이트의 혼합 용액에 NaPF6 와 같은 소듐염이 용해되어 있는 것일 수 있으며, 상기 에틸렌 카보네이트 및 디에틸 카보네이트의 혼합 용액의 부피비는 크게 한정되지는 않으나, 1:1 내지 1:2 일 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte used in the electrolyte may be a sodium salt such as NaPF 6 dissolved in a mixed solution of fluoroethylene carbonate and diethyl carbonate, including fluoroethylene carbonate, and the ethylene carbonate and The volume ratio of the mixed solution of diethyl carbonate is not particularly limited, but may be 1:1 to 1:2.

한편, 본 발명의 일 측면에 따르면,On the other hand, according to one aspect of the present invention,

a) NH4VO3 을 증류수에 넣어 제1용액을 제조하는 단계;a) preparing a first solution by adding NH 4 VO 3 to distilled water;

b) LiBH4 를 상기 제1용액에 적하하여 제2용액을 제조하는 단계;b) preparing a second solution by dropping LiBH 4 into the first solution;

c) 상기 제2용액을 오토클레이브에 옮겨 담은 후, 200 내지 300 ℃ 에 넣고 12 내지 18 시간 동안 유지시키는 단계;c) transferring the second solution to an autoclave, putting it at 200 to 300 ° C and maintaining it for 12 to 18 hours;

d) 상기 c) 단계를 거친 물질을 쿨링(cooling)한 후, 물 및 에탄올로 세정하여 (NH4)2V7O16 파우더를 얻는 단계; 및d) cooling the material subjected to step c) and then washing with water and ethanol to obtain (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder; and

e) 상기 파우더를 40 내지 60 ℃ 에서 공기 중 건조시키는 단계;e) drying the powder in air at 40 to 60 °C;

를 포함하는 상기 (NH4)2V7O16 의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing the (NH 4 ) 2 V 7 O 16 comprising a.

상기 a) 단계에 있어서, 증류수에 첨가되는 NH4VO3 의 양은 크게 제한되는 것은 아니나, 일례로서, 증류수 50ml 에 5 g 의 NH4VO3 를 넣을 수 있으며, 이를 교반(stirring)하여 제1용액을 제조한다.In step a), the amount of NH 4 VO 3 added to the distilled water is not significantly limited, but as an example, 5 g of NH 4 VO 3 may be added to 50 ml of distilled water, which is stirred to obtain the first solution to manufacture

또한, 상기 b) 단계에 있어서,In addition, in step b),

LiBH4 를 제1용액에 서서히 첨가하여 제2용액을 제조하는 것이 바람직하며, 그 방법으로는 서서히 적하하는 방법을 사용할 수 있다.It is preferable to prepare the second solution by gradually adding LiBH 4 to the first solution, and a gradual dropping method may be used as the method.

상기 a) 단계의 일례에서와 같이, 50 ml 의 증류수에 5 g 의 NH4VO3 의 양을 사용하는 경우, LiBH4 약 6 ml 를 투입하는 것이 바람직하다.As in the example of step a), when 5 g of NH 4 VO 3 is used in 50 ml of distilled water, it is preferable to add about 6 ml of LiBH 4 .

나아가, 상기 c) 단계에 있어서,Furthermore, in step c),

상기 b) 단계에서 제조된 제2용액을 오토클레이브에 옮겨 담은 후, 200 내지 300 ℃, 230 내지 270 ℃ 또는 약 250 ℃ 에 넣고 12 내지 18 시간, 13 내지 17 시간, 또는 약 15 시간 동안 유지시킬 수 있다.After transferring the second solution prepared in step b) to an autoclave, put it at 200 to 300 ° C, 230 to 270 ° C or about 250 ° C and maintain for 12 to 18 hours, 13 to 17 hours, or about 15 hours. can

이후, 상기 c) 단계를 거친 물질을 쿨링(cooling)하거나 자연적으로 식힌 후에, 용매로 세정하여 (NH4)2V7O16 파우더를 얻을 수 있다.(단계 d)Then, after cooling or naturally cooling the material that has passed step c), it is washed with a solvent to obtain (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder. (Step d)

d) 단계에서 사용되는 용매는 세정 역할을 할 수 있는 용매이면 크게 제한되지 않으며, 그 예로서, 물, 에탄올 등을 들 수 있다.The solvent used in step d) is not particularly limited as long as it can play a cleaning role, and examples thereof include water, ethanol, and the like.

상기 d) 단계를 거친 (NH4)2V7O16 파우더는 40 내지 60 ℃, 또는 약 50 ℃ 에서 공기중에 건조시켜 최종적으로 (NH4)2V7O16 물질을 얻을 수 있다.The (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder subjected to step d) may be dried in the air at 40 to 60 °C or about 50 °C to finally obtain a (NH 4 ) 2 V 7 O 16 material.

이하, 본 발명의 실시예에, 실험 결과 및 도면에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with respect to experimental results and drawings.

단, 하기 실시예, 실험 결과 및 도면은 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예, 실험 결과 및 도면에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples, experimental results and drawings are merely illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples, experimental results and drawings.

<< 실시예Example >>

○ 실시예 1 - (NH4)2V7O16 의 합성 방법○ Example 1 - Synthesis of (NH 4 ) 2 V 7 O 16

NH4VO3 5 g 을 50 ml 증류수에 넣고 혼합하여 제1용액을 제조한다. 6 ml 의 LiBH4 를 상기 제1용액에 한방울 씩 3분간 넣어서 제2용액을 제조한다. 이후, 상기 제2용액을 250 ml 의 PPL-lined 오토클레이브(autoclave)에 옮겨 담고, 이를 250 ℃ 오븐에 넣은 후 15시간 동안 유지시킨다. 상기 시간이 흐른 후, 자연적으로 식힌 후에 물과 에탄올로 씻어내며 (NH4)2V7O16 파우더를 걸러낸다. 걸러낸 파우더를 50 ℃ 공기 중에서 건조시켜 최종적으로 합성된 (NH4)2V7O16 를 얻는다.5 g of NH 4 VO 3 was added to 50 ml of distilled water and mixed to prepare a first solution. A second solution was prepared by adding 6 ml of LiBH 4 dropwise to the first solution for 3 minutes. Thereafter, the second solution was transferred to a 250 ml PPL-lined autoclave, put into an oven at 250° C., and maintained for 15 hours. After the above time has elapsed, it is cooled naturally, washed with water and ethanol, and (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder is filtered out. The filtered powder is dried in air at 50° C. to obtain finally synthesized (NH 4 ) 2 V 7 O 16 .

○ 본 발명에 따른 NHVO 물질의 XRD 패턴 측정 (도 1 관련)○ XRD pattern measurement of NHVO material according to the present invention (related to FIG. 1)

도 1 에 나타낸 NHVO 의 분말 엑스선 회절 결과(powder X-Ray diffraction data)를 얻기 위하여, 상기 NHVO 합성 방법을 통해 최종적으로 합성한 (NH4)2V7O16 의 XRD 패턴을 측정하였으며, 이 패턴은 powder profile refinement program인 GSAS를 이용하여 Rietveld method로 정제(refine)되었다. 그 결과를 도 1 에 나타낸다.In order to obtain the powder X-Ray diffraction data of NHVO shown in FIG. 1, the XRD pattern of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 finally synthesized through the NHVO synthesis method was measured, and this pattern was refined by the Rietveld method using GSAS, a powder profile refinement program. The result is shown in FIG. 1.

○ 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 의 구조 및 SEM 측정 (도 2 관련)○ Structure and SEM measurement of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention (related to FIG. 2)

상기 NHVO 합성 방법을 통해 최종적으로 합성한 (NH4)2V7O16 의 구조를 파악하기 위하여, 단결정 엑스선 회절 결과(single crystal X-Ray diffraction) 및 고배율 field-emission 주사전자현미경 (high resolution field emission SEM (scanning electron microscopy)를 통하여 측정하였으며, 각각의 결과를 도 2 좌측 및 우측에 나타낸다.In order to understand the structure of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 finally synthesized through the NHVO synthesis method, single crystal X-ray diffraction results and high-resolution field-emission scanning electron microscope (SEM) It was measured through emission scanning electron microscopy (SEM), and the respective results are shown on the left and right sides of FIG. 2 .

○ 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 을 포함하는 리튬 이온 이차 전지 실험 결과 (도 3 내지 6 관련)○ Test results of the lithium ion secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention (related to FIGS. 3 to 6)

작업 전극 (중량(wt%) 기준 약 8:1:1 의 비율을 갖는 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF))과 Li 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode) 및 에틸렌 카보네이트(EC):디메틸 카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2 인 용액에 용해된 1M LiPF6 을 포함하는 전해질을 포함하는 리튬 이온 이차 전지를 제작한 후, 이를 25 ℃에서 10 mA·g-1의 속도로 CC 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 3 에 나타낸다.A counter electrode including a working electrode ((NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) having a ratio of about 8:1:1 by weight (wt%)) and Li metal electrode) and ethylene carbonate (EC): dimethyl carbonate (DMC) volume ratio of 1: 2 after manufacturing a lithium ion secondary battery containing an electrolyte containing 1M LiPF 6 dissolved in a solution, and then 10 mA at 25 ℃ · The CC experiment was conducted at a rate of g -1 , and the results are shown in FIG. 3 .

아울러, 상기와 동일한 방법으로 실험을 실시한 것에 대해 전압에 따른 dQ/dV 곡선을 나타내었으며(도 4 참조), 25 ℃ 및 다양한 전류에서의 rate 특성 변화(도 5 참조), 25 ℃, 20 mA·g-1 에서의 사이클에 따른 용량 변화(도 6 참조)도 측정하여 그 결과를 도시하였다.In addition, the dQ / dV curve according to the voltage was shown for the experiment conducted in the same way as above (see Fig. 4), and the change in rate characteristics at 25 ° C and various currents (see Fig. 5), 25 ° C, 20 mA · The change in capacity according to the cycle at g -1 (see FIG. 6) was also measured and the results are shown.

○ 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 을 포함하는 리튬 이온 이차 전지의 충방전 실험 결과 (도 7 및 도 8 관련)○ Results of charge/discharge experiments of the lithium ion secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention (related to FIGS. 7 and 8)

상기 NHVO 합성 방법을 통해 최종적으로 합성한 (NH4)2V7O16 을 포함하는 리튬 이온 이차 전지에 대한, 첫 번째 사이클에서 (NH4)2V7O16 의 방전 및 충전 시 in-situ XRD 결과를 얻기 위하여, 5도 ~ 70도, step size 0.02도, 0.05도/초의 속도로 측정하였으며, 그 결과를 도 7 에 나타낸다. 또한, 상기 리튬 이온 이차 전지에서 첫 번째 및 50 번째 싸이클에서 (NH4)2V7O16 의 방전 및 충전 시 XPS 데이터를 도 8 에 나타내었다.In-situ discharge and charging of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 in the first cycle for a lithium ion secondary battery including (NH 4 ) 2 V 7 O 16 finally synthesized through the NHVO synthesis method In order to obtain XRD results, measurements were performed at a speed of 0.05 degrees/second at a step size of 0.02 degrees at 5 degrees to 70 degrees, and the results are shown in FIG. 7 . In addition, XPS data during discharging and charging of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 in the first and 50th cycles of the lithium ion secondary battery are shown in FIG. 8 .

○ 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 을 포함하는 소듐 이온 이차 전지 실험 결과 (도 9 및 도 10 관련)○ Test results of the sodium ion secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention (related to FIGS. 9 and 10)

작업 전극 (중량(wt%) 기준 약 8:1:1 의 비율을 갖는 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF))과 Na 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode) 및 2 wt% 의 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 를 포함하는, 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)의 부피비가 1:1 인 용액에 용해된 1M NaPF6 을 포함하는 전해질을 이용하여 소듐 이온 이차 전지를 제작한 후, 이를 20 mA·g-1 에서의 CC 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 9 에 나타낸다. 아울러, 상기 제작된 소듐 이온 이차 전지에서의 20 mA·g-1 에서의 장기 사이클 결과 및 효율을 도 10 에 나타낸다.A counter electrode comprising a working electrode ((NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) having a ratio of about 8:1:1 by weight (wt%)) and Na metal electrode) and 2 wt % of fluoroethylene carbonate (FEC), using an electrolyte containing 1M NaPF 6 dissolved in a solution having a volume ratio of ethylene carbonate (EC):diethyl carbonate (DEC) of 1:1 After fabricating a sodium ion secondary battery, a CC experiment was conducted at 20 mA·g −1 , and the results are shown in FIG. 9 . In addition, FIG. 10 shows long-term cycle results and efficiency at 20 mA·g -1 of the sodium ion secondary battery produced above.

○ 본 발명에 따른 (NH4)2V7O16 의 SAED 결과 (도 11 관련)○ SAED results of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to the present invention (related to FIG. 11)

상기 NHVO 합성 방법을 통해 최종적으로 합성한 (NH4)2V7O16 의 SAED 결과를 얻기 위하여, field-emission transmission electrode microscope (FE-TEM)을 통하여 그 결과를 얻었으며, 이를 도 11 에 나타내었다.In order to obtain the SAED result of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 finally synthesized through the NHVO synthesis method, the result was obtained through a field-emission transmission electrode microscope (FE-TEM), which is shown in FIG. 11 was

이상에서 설명한 본 발명은, 실시예 및 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 명확히 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to embodiments and drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art will clearly understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be construed by the appended claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (5)

(NH4)2V7O16 을 포함하는 이차 전지용 전극 물질로서, 삼사정계(triclinic, P-1) 결정구조를 갖고,
a = 6.1480Å,
b = 6.1434Å,
c = 18.0309Å,
α = 95.621°,
β = 93.018°,
γ = 89.971°
의 격자 파라미터(cell parameter)를 갖는 이차 전지용 전극 물질.
An electrode material for a secondary battery containing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 , having a triclinic (P-1) crystal structure,
a = 6.1480 Å,
b = 6.1434 Å,
c = 18.0309 Å,
α = 95.621°,
β = 93.018°,
γ = 89.971°
An electrode material for a secondary battery having a lattice parameter of
 제1항에 있어서,
상기 이차 전지는 리튬 이온 전지 또는 소듐 이온 전지인 것을 특징으로 하는 이차 전지용 전극 물질.
According to claim 1,
The secondary battery electrode material for a secondary battery, characterized in that the lithium ion battery or sodium ion battery.
 제1항에 기재된 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);
Li 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및
에틸렌 카보네이트(EC):디메틸 카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2 인 용액에 용해된 1M LiPF6 을 포함하는 전해질;
을 포함하는 리튬 이온 전지.
a working electrode comprising 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) according to claim 1;
a counter electrode comprising Li metal; and
an electrolyte comprising 1M LiPF 6 dissolved in a solution of ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1:2;
A lithium ion battery comprising a.
 제1항에 기재된 (NH4)2V7O16:탄소:폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 8:1:1 (wt%) 을 포함하는 작업 전극(working electrode);
Na 금속을 포함하는 상대 전극(counter electrode); 및
2 wt% 의 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 를 포함하는, 에틸렌 카보네이트(EC):디에틸 카보네이트(DEC)의 부피비가 1:1 인 용액에 용해된 1M NaPF6 을 포함하는 전해질;
을 포함하는 소듐 이온 전지.
a working electrode comprising 8:1:1 (wt%) of (NH 4 ) 2 V 7 O 16 :carbon:polyvinylidene fluoride (PVDF) according to claim 1;
a counter electrode comprising Na metal; and
an electrolyte comprising 1M NaPF 6 dissolved in a solution containing 2 wt % of fluoroethylene carbonate (FEC), in a volume ratio of ethylene carbonate (EC):diethyl carbonate (DEC) of 1:1;
A sodium ion battery comprising a.
 a) NH4VO3 을 증류수에 넣어 제1용액을 제조하는 단계;
b) LiBH4 를 상기 제1용액에 적하하여 제2용액을 제조하는 단계;
c) 상기 제2용액을 오토클레이브에 옮겨 담은 후, 200 내지 300 ℃ 에 넣고 12 내지 18 시간 동안 유지시키는 단계;
d) 상기 c) 단계를 거친 물질을 쿨링(cooling)한 후, 물 및 에탄올로 세정하여 (NH4)2V7O16 파우더를 얻는 단계; 및
e) 상기 파우더를 40 내지 60 ℃ 에서 공기 중 건조시키는 단계;
를 포함하는 제1항에 기재된 (NH4)2V7O16 의 제조 방법.
a) preparing a first solution by adding NH 4 VO 3 to distilled water;
b) preparing a second solution by dropping LiBH 4 into the first solution;
c) transferring the second solution to an autoclave, putting it at 200 to 300 ° C and maintaining it for 12 to 18 hours;
d) cooling the material subjected to step c) and then washing with water and ethanol to obtain (NH 4 ) 2 V 7 O 16 powder; and
e) drying the powder in air at 40 to 60 °C;
A method for producing (NH 4 ) 2 V 7 O 16 according to claim 1 comprising a.
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