KR20250116152A - 리튬 보충 재료, 양극, 전기화학 장치, 및 전력 소비 디바이스 - Google Patents

리튬 보충 재료, 양극, 전기화학 장치, 및 전력 소비 디바이스

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KR20250116152A
KR20250116152A KR1020257022679A KR20257022679A KR20250116152A KR 20250116152 A KR20250116152 A KR 20250116152A KR 1020257022679 A KR1020257022679 A KR 1020257022679A KR 20257022679 A KR20257022679 A KR 20257022679A KR 20250116152 A KR20250116152 A KR 20250116152A
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바이슈앙 장
리리 가오
리나 진
시앙위 리
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 개시내용은 Li5Fe1-xMxO4 및 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 배치된 클래딩층을 포함하는, 리튬 보충 재료를 제공한다. Li5Fe1-xMxO4에서, M은 Ni, Mn, Ru, Cr, Cu, Nb, Al, Mg, Ca, Ga, Ti, 및 Mo 중 적어도 하나이고, 0≤x≤0.2이다. 클래딩층은 M'-도핑된 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물을 포함하고, M'은 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 복합 산화물과 치환 고용체를 형성할 수 있는 이온이다.

Description

리튬 보충 재료, 양극, 전기화학 장치, 및 전력 소비 디바이스
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시내용은 2022년 12월 30일자로 중국 국가지식산권국에 출원된 중국 특허 출원 제202211739170.2호의 우선권과 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 개시내용은 전기화학 기술 분야, 특히, 리튬 보충 재료, 양극, 전기화학 장치, 및 전력 소비 디바이스에 관한 것이다.
리튬-이온 배터리의 초기 충전 중에, 고체 전해질 계면 필름(solid electrolyte interphase, 보통 SEI 필름이라고 지칭됨)이 음극 표면 상에 형성된다. 결과적으로, 양극 내 활성 리튬이 소모되고, 리튬-이온 배터리의 초기 효율은 낮다. 현재, 가장 널리 사용되는 흑연 음극의 비가역적 용량 손실은 최대 10%일 수 있다. 높은 비 용량을 가진 실리콘-기반 및 주석-기반 음극의 경우, 비가역적 용량 손실은 최대 30% 이상일 수 있고, 이에 의해 리튬-이온 배터리의 에너지 밀도를 크게 감소시킬 수 있다. 따라서, 리튬-이온 배터리의 초기 효율과 사이클 성능은 보통 리튬 보충 방법을 사용하여 향상된다. 현재의 리튬 보충 재료는 낮은 리튬 보충 효율, 빈약한 화학적 안정성, 및/또는 빈약한 도전성의 문제를 갖는다.
본 개시내용은 기존 기술의 기술적 문제들 중 적어도 하나를 어느 정도 해결하도록 의도된다. 따라서, 본 개시내용은 리튬 보충 재료, 양극, 전기화학 장치, 및 전력 소비 디바이스를 제공한다.
특히, 본 개시내용의 제1 양태는 Li5Fe1-xMxO4와 Li5Fe1-xMxO4 표면 상에 배치된 클래딩층을 포함하는, 리튬 보충 재료를 제공한다. 클래딩층은 M' 이온-도핑된 ZnO 또는 ZnO 복합 산화물을 포함하고, M' 이온은 ZnO 또는 ZnO 복합 산화물과 치환 고용체를 형성할 수 있는 이온이다. Li5Fe1-xMxO4에서, M은 Ni, Mn, Ru, Cr, Cu, Nb, Al, Mg, Ca, Ga, Ti, 또는 Mo 중 적어도 하나이다. Li5Fe1-xMxO4에서, 0≤x≤0.2이다.
본 개시내용의 제2 양태는 양극 집전체와 양극 재료층을 포함하는, 양극을 제공한다. 양극 재료층은 양극 활성 재료 및 본 개시내용의 제1 양태에서 제공되는 상기 리튬 보충 재료를 포함한다.
본 개시내용의 제3 양태는 본 개시내용의 제2 양태에서 제공되는 상기 양극을 포함하는, 전기화학 장치를 제공한다.
본 개시내용의 제4 양태는 본 개시내용의 제3 양태에서 제공되는 상기 전기화학 장치를 포함하는, 전력 소비 디바이스를 제공한다.
하기에서 본 개시내용의 실시예들의 기술적 솔루션들을 명확하고 완전하게 설명한다. 분명히, 설명된 실시예들은 본 개시내용의 모든 실시예들이라기보다는 단지 일부 실시예들일 뿐이다. 본 개시내용의 실시예들에 기초하여, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 창의적인 노력 없이 획득된 다른 모든 실시예들은 본 개시내용의 보호 범위에 속한다.
Li5Fe1-xMxO4의 각 분자는 4개의 Li+를 제공할 수 있고, 높은 비 용량을 가지며, 전기화학 장치에 리튬을 효율적으로 보충하는 잠재력을 가지고 있다. 그러나, Li5Fe1-xMxO4는 공기 중에서 열화되기 매우 쉽고, 공기 중의 이산화탄소 및 물과 쉽게 화학적으로 반응하여 표면 상에 수산화리튬과 탄산리튬을 형성한다. 표면 상에 알칼리성 화합물의 형성은 균질화 프로세스에 영향을 미칠 뿐만 아니라(젤리 텍스처를 형성하기 쉬워, 후속 코팅에 영향을 미침), 용량 손실, 사이클 성능 저하, 및 빈약한 배터리 일관성의 원인이 된다. 또한, Li5Fe1-xMxO4의 도전율이 낮아, Li5Fe1-xMxO4의 용량이 충분히 활용될 수 없는 결과를 초래하며, 분해 중에 작은 충전 레이트가 사용될 필요가 있다. Li5Fe1-xMxO4 표면 상에 반도체 산화물을 클래딩하는 것은 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 콤팩트한 산화물을 형성할 수 있고 공기 중에서 Li5Fe1-xMxO4의 안정성을 어느 정도 향상시킬 수 있다. 그러나, Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 반도체 산화물만을 클래딩하여 수득된 재료의 전반적인 도전성은 여전히 빈약하다. 반도체 산화물층과 탄소층이 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 클래딩된다면, 공기 중에서 Li5Fe1-xMxO4의 안정성이 향상될 수 있으며, 도전 성능이 향상된 재료가 수득될 수 있다. 그러나, 과도한 클래딩층들은 재료 내의 효과적인 리튬 보충 재료의 함량을 감소시키고, 이에 의해 재료의 리튬 보충 용량에 영향을 미친다.
본 개시내용의 일 구현예는 Li5Fe1-xMxO4와 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 배치된 클래딩층을 포함하는, 리튬 보충 재료를 제공한다. 클래딩층은 M'-도핑된 산화 아연(ZnO) 또는 산화 아연(ZnO)을 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물을 포함하고, M'은 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 복합 산화물과 치환 고용체를 형성할 수 있는 이온이다. Li5Fe1-xMxO4에서, M은 Ni, Mn, Ru, Cr, Cu, Nb, Al, Mg, Ca, Ga, Ti, 및 Mo 중 적어도 하나이다. Li5Fe1-xMxO4에서, 0≤x≤0.2이다.
본 개시내용의 구현예에서, "Li5Fe1-xMxO4 및 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 배치된 클래딩층을 포함함"은 하기와 같이 이해될 수 있다: Li5Fe1-xMxO4는 과립형이고, M' 이온-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 복합 산화물을 포함하는 클래딩층이 Li5Fe1-xMxO4 입자들의 표면 상에 배치되고, 클래딩층 내의 M' 이온들은 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 복합 산화물과 고용체를 형성한다. 클래딩층은 Li5Fe1-xMxO4 입자들과 공기 중의 이산화탄소 및 물의 화학 반응을 억제하고, 리튬 보충 재료와 외부 환경 사이의 반응을 차단할 수 있어서, 리튬 보충 재료는 양호한 안정성을 가지며, 리튬 보충 재료의 전반적인 도전 능력이 향상될 수 있다. 리튬 보충 재료가 전기화학 장치, 예를 들어, 리튬-이온 배터리에 사용될 때, 형성 시간이 크게 단축될 수 있고, 배터리의 초기 쿨롱 효율 및 사이클 성능이 크게 향상될 수 있으며, 배터리의 일관성이 양호하다.
본 개시내용의 구현예에서, M' 이온-도핑된 ZnO는 M'과 Zn에 의해 형성되는 복합 산화물로 이해될 수 있다. 복합 산화물에서, M'의 일부 또는 전부는 ZnO와 치환 고용체(substitutional solid solution)를 형성한다. ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물은 M’ 및 Zn과 또 다른 엘리먼트에 의해 형성된 복합 산화물로 이해될 수 있다. 복합 산화물에서, M'의 일부 또는 전부는 ZnO를 기반으로 하는 복합 산화물과 치환 고용체를 형성한다. M' 이온은 이에 제한되지는 않지만 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 및 주석(Sn)과 같은 4가 이온들과 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga), 인듐(In), 및 이트륨(Y)과 같은 3가 이온들 중 임의의 하나 이상을 포함하는, ZnO와 치환 고용체를 형성할 수 있는 이온으로 이해될 수 있다.
본 개시내용의 구현예에서, "Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 배치된 클래딩층"은 Li5Fe1-xMxO4의 표면의 일부를 클래딩할 수 있고, 또는 Li5Fe1-xMxO4의 전체 표면을 클래딩할 수 있다. 본 개시내용의 일부 구현예에서, 클래딩층은 Li5Fe1-xMxO4의 전체 표면을 클래딩한다. 이러한 방식으로, 리튬 보충 재료와 외부 환경 사이의 반응이 더 잘 차단될 수 있고, 리튬 보충 재료의 안정성 및 도전 능력이 향상된다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, Li5Fe1-xMxO4 내의 x는 0≤x≤0.1을 만족한다. x는 0≤x≤0.1을 만족하여서, 리튬 보충 재료의 용량이 균형을 이룰 수 있다. 한편으로는, 재료의 전자 도전성이 향상되어서, 재료의 용량이 충분히 활용된다. 다른 한편으로는, 유효 재료의 함량이 크게 감소되지 않으며, 재료의 용량이 감소되지 않는다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, Li5Fe1-xMxO4는 Li5FeO4이다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, M'은 Si4+, Ge4+, Ti4+, Zr4+, Mo4+, Sn4+, Al3+, Mo3+, Ti3+, Ga3+, In3+, 및 Y3+ 중 적어도 하나이다. 이 경우, M' 이온은 ZnO와 치환 고용체를 더 잘 형성하여, 리튬 보충 재료의 도전 성능을 강화할 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, M'은 Zr4+, Mo3+, Ti3+, Ga3+, 및 Al3+ 중 적어도 하나이다. Zr4+, Mo3+, Ti3+, 또는 Ga3+의 이온 반경은 Zn2+의 이온 반경에 가깝고, 이는 불순물 결함을 더 잘 유발할 수 있다. Al3+는 Zn2+ 내에서 큰 도핑비를 획득하여, 고체 용해도를 향상시키고, 이에 의해 더 높은 캐리어 농도를 획득하고, 리튬 보충 재료의 도전 성능을 강화할 수 있다. 또한, Al3+의 비용이 낮다. 비용을 고려하면, Al3+도 좋은 선택이다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, ZnO를 기반으로 하는 복합 산화물은 SnO, ZrO2, 및 B2O3 중 적어도 하나와 ZnO에 의해 형성된 복합 산화물이다. SnO, ZrO2, 및 B2O3 중 적어도 하나와 ZnO에 의해 형성된 복합 산화물은 리튬 보충 재료의 안정성과 도전 능력을 향상시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, M'-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물에서, M'의 물질의 양은 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합의 1 mol% 내지 5 mol%를 차지한다. 다시 말해서, M'의 몰 함량은 M'-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물 내의 비산소 엘리먼트들의 전체 몰량을 기준으로 사용하여 1% 내지 5%이다. M'-도핑된 ZnO에서, 비산소 엘리먼트는 M'과 Zn으로 이해될 수 있으며, 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합은 M'과 Zn의 물질의 양들의 합으로 이해될 수 있다. ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물에서, 비산소 엘리먼트들은 M', Zn, 및 복합 산화물 내의 Sn, B, 및 Zr과 같은 다른 비산소 엘리먼트들로 이해될 수 있다. M'의 함량이 이 범위 내에 있을 때, 클래딩층 내의 캐리어 농도는 적절한 범위 내로 유지할 수 있어서, 클래딩층은 Li5Fe1-xMxO4와 공기 중의 이산화탄소 및 물의 화학 반응을 더 잘 억제하고, 리튬 보충 재료의 도전 성능을 더 향상시킬 수 있다. M'-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물에서, 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합에 대한 M'의 물질의 양의 백분율은, 예를 들어, 1 mol%, 1.5 mol%, 2 mol%, 2.5 mol%, 3 mol%, 3.5 mol%, 4 mol%, 4.5 mol%, 및 5 mol%일 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, M'-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물에서, M'의 물질의 양은 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합의 2 mol% 내지 3 mol%를 차지한다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 보충 재료의 중앙 입자 직경 D50은 7 μm 내지 13 μm이다. 리튬 보충 재료의 D50이 이 범위 내에 있을 때, 리튬 보충 재료는 더 양호한 도전 성능을 가질 수 있고, 리튬 보충 재료의 균일한 분산을 용이하게 하고, 리튬 보충 효율을 향상시킬 수 있다. 리튬 보충 재료의 특정 중앙 입자 직경 D50은, 예를 들어, 7 μm, 8 μm, 9 μm, 10 μm, 11 μm, 12 μm, 또는 13 μm일 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 보충 재료의 D90은 30 μm 이하이다. 리튬 보충 재료의 D90이 이 범위 내에 있을 때, 리튬 보충 재료는 더 양호한 도전 성능을 가질 수 있고, 리튬 보충 재료의 균일한 분산을 용이하게 하고, 리튬 보충 효율을 향상시킬 수 있다. 리튬 보충 재료의 D90은, 예를 들어, 1 μm, 5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 또는 30 μm일 수 있다.
전술한 D50 및 D90에 대한 테스트 방법은, 재료에 대해 GB/T19077-2016 입자 크기 분석 - 레이저 회절 방법(Particle size analysis - Laser diffraction methods)에 따른 레이저 입자 크기 테스트를 수행하여, 재료의 입자 크기 분포 커브를 획득하고; 및 상기 커브로부터, 재료의 누적 부피 분포 백분율이 50% 및 90%에 도달했을 때 획득된 대응하는 입자 직경을 판독, 즉, D50 및 D90을 획득하는 것을 포함한다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 보충 재료에서, M'-도핑된 ZnO 또는 ZnO를 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물의 함량은 1중량% 내지 6중량%이다. 다시 말해서, M'과 Zn을 포함하는 복합 산화물의 질량 함량은 리튬 보충 재료의 총 질량을 기준으로 사용하여 1중량% 내지 6중량%이다. M'과 Zn을 포함하는 복합 산화물이 이 범위 내에 있을 때, 리튬 보충 재료의 도전성과 공기 안정성이 향상될 수 있으며, 효과적인 리튬 보충 물질의 함량이 지나치게 감소되는 것이 회피될 수 있고, 이에 의해 리튬 보충 재료의 용량에 영향을 미치는 것을 회피할 수 있다.
본 개시내용은 양극 집전체와 양극 재료층을 포함하는, 양극을 더 제공한다. 양극 재료층은 양극 활성 재료 및 본 개시내용에서 제공되는 상기 리튬 보충 재료를 포함한다. 본 개시내용에서 제공되는 리튬 보충 재료는 양호한 안정성과 도전성을 가지기 때문에, 상기 양극 활성 재료는 리튬 보충 재료를 포함한다. 양극이 전기화학 장치, 예를 들어, 리튬-이온 배터리에 사용될 때, 배터리의 초기 쿨롱 효율과 사이클 성능이 크게 향상될 수 있고, 배터리 일관성이 양호하다.
본 개시내용의 양극에서, 양극 재료층은 단일층이거나 복수의 층일 수 있다.
양극 재료층이 단일층일 때, 양극 재료층에서, 리튬 보충 재료는 양극 활성 재료와 혼합된다. 리튬 보충 재료 및 양극 활성 재료에 더하여, 양극 재료층은 요구에 기반하여 도전제 및 접착제와 같은 필요한 일부 보조 재료들을 더 포함할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 고상 배터리 시스템의 경우, 양극 재료층은 접착제를 포함하지 않을 수 있지만, 고상 전해질을 포함한다. 이는 본 명세서에서 특별히 제한되지 않는다.
양극 재료층이 복수의 층일 때, 양극 재료층은 리튬 보충층과 양극 활성 재료층을 포함할 수 있으며, 리튬 보충층은 본 개시내용에서 제공되는 상기 리튬 보충 재료를 포함하고, 양극 활성 재료층은 상기 양극 활성 재료를 포함한다. 본 개시내용에서 리튬 보충 재료에 더하여, 리튬 보충층은 요구에 기반하여 도전제 및 접착제와 같은 필요한 일부 보조 재료들을 더 포함할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이는 본 명세서에서 특별히 제한되지 않는다. 양극 활성 재료에 더하여, 양극 활성 재료층은 요구에 기반하여 도전제 및 접착제와 같은 필요한 일부 보조 재료들을 더 포함할 수 있다. 고상 배터리 시스템의 경우, 리튬 보충층과 양극 활성 재료층은 접착제를 포함하지 않을 수 있지만, 고상 전해질을 포함한다. 또한, 양극 활성 재료층은 요구에 기반하여 특정 수량의 리튬 보충제를 더 포함할 수 있다. 이는 본 명세서에서 특별히 제한되지 않는다.
양극 활성 재료는 활성 이온들을 가역적으로 방출하고 내장할 수 있는 재료이다. 본 개시내용의 일부 구현예에서, 양극 활성 재료는 리튬 전이 금속 산화물 및 리튬-함유 인산염 중 하나 이상을 포함한다. 본 개시내용의 일부 구현예에서, 양극 활성 재료는 이에 제한되지는 않지만 리튬 1원 산화물(예를 들어, 리튬 코발트산염, 리튬 망간산염, 또는 리튬 니켈산염), 리튬 2원 산화물(예를 들어, 리튬 니켈 망간산염 또는 리튬 니켈 코발트산염), 리튬 3원 산화물(예를 들어, 리튬 니켈 코발트 망간산염 3원 재료 또는 리튬 니켈 코발트 알루미늄산염 3원 재료), 및 리튬-함유 인산염(예를 들어, 리튬 철 인산염 또는 리튬 망간 철 인산염) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
접착제와 도전제는 배터리 분야에서의 통상적인 선택이다. 예를 들어, 접착제는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐 알코올(PVA), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 폴리아크릴산(PAA), 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리스티렌), 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(CMC), 알긴산 나트륨 등 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 도전제는 카본 블랙(예를 들어, 아세틸렌 블랙 또는 케첸 블랙), 탄소 나노튜브(CNT), 그래핀, 탄소 섬유, 흑연 등 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 양극 집전체는 이에 제한되지는 않지만 금속 필름 재료 및 발포 금속 메시를 포함할 수 있고, 특히 알루미늄 포일, 탄소-코팅 알루미늄 포일 등일 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 양극 재료층 내 리튬 보충 재료의 함량은 1중량% 내지 5중량%이다. 다시 말해서, 리튬 보충 재료의 질량 함량은 양극 재료층의 전체 질량을 기준으로 사용하여 1중량% 내지 5중량%이다. 양극 재료층 내의 리튬 보충 재료의 함량이 이 범위 내에 있을 때, 리튬 보충을 위한 충분한 리튬 보충 재료가 있고, 과도한 리튬 보충 재료의 유입으로 인한 활성 재료의 함량 감소가 회피될 수 있는 것을 보장할 수 있고, 이에 의해 배터리의 초기 쿨롱 효율 및 사이클 성능을 전반적으로 향상시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 양극 활성 재료는 리튬 철 인산염, 3원 재료, 리튬 망간산염, 및 리튬 코발트산염 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시내용은 본 개시내용의 상기 양극을 포함하는, 전기화학 장치를 더 제공한다.
본 개시내용에서 전기화학 장치는 전기화학 반응이 일어나는 임의의 장치를 포함할 수 있으며, 전기화학 장치의 특정 예는 이에 제한되지는 않지만 일차 배터리, 이차 배터리, 및 커패시터를 포함한다. 선택적으로, 전기화학 장치는 리튬 이온 이차 배터리일 수 있다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 이온 이차 배터리는 본 개시내용의 양극, 음극, 양극과 음극 사이에 배치된 다이어프램(diaphragm), 및 전해질을 포함한다. 본 개시내용에서, 음극은 배터리 분야에서의 통상적인 선택이다. 예를 들어, 음극은 음극 집전체와 상기 음극 집전체 상에 배치된 음극 활성 재료를 포함한다. 음극 활성 재료는 이에 제한되지는 않지만 인조 흑연, 천연 흑연, 메조카본 마이크로비드(MCMB), 실리콘 탄소 복합 재료, 실리콘 산화물, 실리콘 합금, 리튬 티타네이트 등 중 하나 이상을 포함한다. 음극 집전체는 이에 제한되지는 않지만 금속 필름 재료, 발포 금속 메시 등을 포함하며, 특히 구리 포일 등일 수 있다. 다이어프램은 양극과 음극을 분리하는데 사용되어, 양극과 음극 사이의 절연을 유지한다. 다이어프램, 및 양극과 음극은 배터리의 극 코어를 함께 형성한다. 극 코어는 배터리 하우징 내에 수용된다. 다이어프램은 배터리에 공통으로 사용되는 다이어프램, 예를 들어, 폴리머 다이어프램, 부직포 다이어프램, 또는 폴리머/무기 복합 다이어프램일 수 있고, 이에 제한되지는 않지만 단층 PP(폴리프로필렌) 필름, 단층 PE(폴리에틸렌) 필름, 이중층 PP/PE 다이어프램, 이중층 PP/PP 다이어프램 및 삼층 PP/PE/PP 다이어프램을 포함할 수 있다. 전해질은 배터리 하우징 내에 주입되고, 전해질은 리튬 이온들이 양극 및 음극 플레이트들 사이를 이동하는 매체이다. 전해질의 특정 조성은 배터리 분야에서의 통상적인 선택이다. 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 이온 이차 배터리를 제조하는 방법은, 양극, 다이어프램, 및 음극을 순차적으로 적층하여 극 코어를 형성하고, 극 코어를 배터리 하우징 내에 수용하며, 전해질을 주입하고, 그런 다음 배터리 하우징을 밀봉하여, 리튬-이온 배터리를 획득하는 것을 포함한다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 리튬 이온 이차 배터리는 본 개시내용의 상기 양극, 상기 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 상기 고상 전해질을 포함한다. 음극 및 고상 전해질의 특정 조성은 배터리 분야에서의 통상적인 선택이다. 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
본 개시내용은 본 개시내용에서 제공되는 상기 전기화학 장치를 포함하는, 전력 소비 디바이스를 더 제공한다.
본 개시내용의 전력 소비 디바이스는 이에 제한되지는 않지만 에너지 저장 디바이스, 차량, 또는 전자 제품을 포함한다.
이하에서 실시예들을 사용하여 본 발명을 자세히 더 설명한다.
실시예 1
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조된다. Zn(CH3COO)22H2O 용액에 Al(NO3)39H2O가 첨가되고, 완전히 용해될 때까지 교반되어 Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 혼합 용액을 수득한다. 혼합 용액에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다. Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 전술한 혼합 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 얻는다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, Al 이온-도핑된 ZnO를 수득한다. Al 이온-도핑된 ZnO에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 Al 이온-도핑된 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Al 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M1로 나타낸다. M1에서, Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
M1이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M1-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 2
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조된다. Zn(CH3COO)22H2O 용액에 Al(NO3)39H2O가 첨가되고, 완전히 용해될 때까지 교반되어 Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 혼합 용액을 수득한다. 혼합 용액에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 5 mol%이다. Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 전술한 혼합 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 수득한다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, Al 이온-도핑된 ZnO를 수득한다. Al 이온-도핑된 ZnO에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 5 mol%이다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 Al 이온-도핑된 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Al 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M2로 나타낸다. M2에서, Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
M2가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M2-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 3
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조된다. Zn(CH3COO)22H2O 용액에 Zr(NO3)4·3H2O가 첨가되고, 완전히 용해될 때까지 교반되어 Zn 이온들과 Zr 이온들이 함유된 혼합 용액을 수득한다. 혼합 용액에서, Zn 이온들과 Zr 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Zr 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다. Zn 이온들과 Zr 이온들이 함유된 전술한 혼합 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 수득한다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, Zr 이온-도핑된 ZnO를 수득한다. Zr 이온-도핑된 ZnO에서, Zn 이온들과 Zr 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Zr 이온의 몰 함량은 3 mol%이다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 Zr 이온-도핑된 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Zr 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M3로 나타낸다. M3에서, Zr 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
　M3가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M3-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 4
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조된다. Zn(CH3COO)22H2O 용액에 Ge(NO3)4가 첨가되고, 완전히 용해될 때까지 교반되어 Zn 이온들과 Ge 이온들을 함유하는 혼합 용액을 수득한다. 혼합 용액에서, Zn 이온들과 Ge 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Ge 이온들의 몰 함량은 2 mol%이다. Zn 이온들과 Ge 이온들을 함유하는 전술한 혼합 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 수득한다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, Ge 이온-도핑된 ZnO를 수득한다. Ge 이온-도핑된 ZnO에서, Zn 이온들과 Ge 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Ge 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 Ge 이온-도핑된 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Ge 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M4로 나타낸다. M4에서, Ge 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
M4가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M4-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 5
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조된다. Zn(CH3COO)22H2O 용액에 Al(NO3)39H2O가 첨가되고, 완전히 용해될 때까지 교반되어 Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 혼합 용액을 수득한다. 혼합 용액에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다. Zn 이온들과 Al 이온들을 함유하는 전술한 혼합 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 수득한다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, Al 이온-도핑된 ZnO를 수득한다. Al 이온-도핑된 ZnO에서, Zn 이온들과 Al 이온들의 물질의 양들의 합에 대해서, Al 이온들의 몰 함량은 3 mol%이다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 Al 이온-도핑된 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Al 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M5로 나타낸다. M5에서, Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 2중량%이다.
M5가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M5-리튬 철 인산화물 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 6
실시예 6은 첨가된 Al(NO3)39H2O의 양이 조절되어서, 수득된 Al 이온-도핑된 ZnO 내 Al 이온들의 몰 함량이 0.5 mol%가 된 것 만이 실시예 1과 다르다.
수득된 양극 리튬 보충 재료 M6는 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M6-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 7
실시예 7은 첨가된 Al(NO3)39H2O의 양이 조절되어서, 수득된 Al 이온-도핑된 ZnO 내 Al 이온들의 몰 함량이 7 mol%가 된 것 만이 실시예 1과 다르다.
수득된 양극 리튬 보충 재료 M7은 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M7-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 8
실시예 8은 첨가된 Al 이온-도핑된 ZnO의 양이 조절되어서, 수득된 양극 리튬 보충 재료 M8 내 Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량이 0.6중량%가 된 것 만이 실시예 1과 다르다.
M8이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M8-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 9
실시예 9는 첨가된 Al 이온-도핑된 ZnO의 양이 조절되어서, 수득된 양극 리튬 보충 재료 M9 내 Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량이 8중량%가 된 것 만이 실시예 1과 다르다.
M9이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M9-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 10
M1은 실시예 1과 동일한 방법에 따라 제조되며, M1이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 1:99의 질량비로 혼합되어, M10-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 11
M1은 실시예 1과 동일한 방법에 따라 제조되며, M1이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 5:95의 질량비로 혼합되어, M11-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 12
M1은 실시예 1과 동일한 방법에 따라 제조되며, M1이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 0.5:99.5의 질량비로 혼합되어, M12-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 13
실시예 13은 Al(NO3)39H2O가 Ti(Cl)34H2O 수용액으로 대체되어, Ti 이온-도핑된 ZnO를 수득한다는 것 만이 실시예 1과 다르다.
수득된 양극 리튬 보충 재료 M13은 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M13-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 14
실시예 14는 0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 0.25 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액과 0.25 mol/L의 농도를 가진 SnSO4 수용액으로 대체되어, Al 이온-도핑된 ZnO·SnO를 수득하는 것 만이 실시예 1과 다르다.
수득된 양극 리튬 보충 재료 M14는 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M14-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
실시예 15
Al 이온-도핑된 ZnO가 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된다.
리튬 옥살산염, 산화철, 망간 옥살산염, 및 전술한 Al 이온-도핑된 ZnO가 Li5Fe0.9Mn0.1O4 내 엘리먼트들의 화학양론 비율로 혼합되고 분쇄되어, 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 Al 이온-도핑된 ZnO로 코팅된 Li5Fe0.9Mn0.1O4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 M15로 나타낸다. M15에서, Al 이온-도핑된 ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
M15가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, M15-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
비교예 1
0.5 mol/L의 농도를 가진 Zn(CH3COO)22H2O 용액이 탈이온수를 용매로 사용하여 제조되고, 상기 Zn(CH3COO)22H2O 용액에 0.8 mol/L의 농도를 가진 NaHCO3 용액이, pH 값이 7(±0.5)의 특정 값에 도달할 때까지, 교반하면서 한 방울씩 첨가된다. 이 경우, NaHCO3 용액이 한 방울씩 첨가되는 것이 정지되고, 교반과 에이징이 계속되어, 탄산염을 완전히 침전시킨다. 탄산염 침전 반응이 완료된 후, 침전물이 진공 여과되고 탈이온수로 세척되고, 그런 다음 80℃의 오븐에서 건조되어 전구체를 수득한다. 그런 다음, 전구체가 산화 분위기에서 900℃ 내지 1200℃의 고온에서 소성되어, ZnO를 수득한다.
리튬 옥살산염, 산화철, 및 전술한 ZnO가 혼합되고 분쇄되어 전구체를 수득하고, 전구체가 건조되고, 불활성 분위기에서 600℃의 고온에서 소결되고, 냉각되어 ZnO로 코팅된 Li5FeO4 양극 리튬 보충 재료를 수득하며, 여기서 양극 리튬 보충 재료는 PM1으로 나타낸다. PM1에서, ZnO의 질량 함량은 5중량%이다.
PM1이 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, PM1-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
비교예 2
리튬 보충 재료 PM1은 비교예 1과 동일한 방법에 따라 제조된다. PM1 표면 상에 아세틸렌 블랙이 코팅되어, PM2를 수득한다. PM2는 Li5FeO4 매트릭스, 제1 클래딩층, 즉, 상기 Li5FeO4의 매트릭스 표면 상의 ZnO 층, 및 제 2 클래딩층, 즉, 제1 클래딩층의 표면 상의 탄소층을 포함한다. PM2에서, ZnO의 질량 함량은 3중량%이고, 탄소층의 함량은 1.5%이다.
PM2가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, PM2-리튬 철 인산염 혼합 양극 재료를 수득한다.
비교예 3
탄소원(전분)이 분산되며 산화철과 혼합된다. 탄소원이 균일하게 분산된 후, 탄소원 용액의 층이 계면활성제의 작용 하에서 산화철 표면 상에 코팅되고, 그런 다음 600℃에서 10시간 동안 소결되어, 산화철의 표면 상에 탄소층을 형성한다.
탄소층으로 코팅된 산화철은 Li5FeO4 내 리튬과 철의 화학양론 비율로 리튬 옥살산염과 혼합되고, 습식 볼밀링을 사용하여 혼합되며, 건조되어 전구체를 수득한다. 수득된 전구체는 불활성 분위기에서 800℃에서 20시간 동안 소결되고, 냉각되어 표면이 탄소로 코팅된 Li5FeO4를 수득한다.
탄소층으로 표면이 코팅된 Li5FeO4는 Zn(CH3COO)2 용액에 첨가되며, 상기 혼합물에 수산화암모늄 용액이 천천히 첨가되고, 용액이 페이스트가 될 때까지 교반되어, Li5FeO4의 탄소층 표면 상에 수산화아연 침전층을 인 시투로(in situ) 형성한다. 탄소층 표면에 인 시투로 수산화아연 침전층이 형성된 Li5FeO4의 재료가 불활성 분위기에서 700℃에서 9시간 동안 소결되고, 냉각되어 탄소 및 산화아연의 두 개의 층들로 코팅된 Li5FeO4 복합 리튬 보충 재료를 수득하며, 이는 PM3로 나타낸다.
PM3는 Li5FeO4 매트릭스, 제1 클래딩층, 즉, 상기 Li5FeO4의 매트릭스 표면 상의 탄소층, 및 제 2 클래딩층, 즉, 제1 클래딩층의 표면 상의 산화아연층을 포함한다. PM3에서, 탄소층의 질량은 PM3의 1.5중량%를 차지하고, 산화아연층의 질량은 PM3의 3중량%를 차지한다.
PM3가 리튬 철 인산염 양극 활성 재료와 3.5:96.5의 질량비로 혼합되어, PM3-리튬 철 인산염 전극을 수득한다.
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 3의 경우, 양극 리튬 보충 재료의 입자 직경은 레이저 입자 크기 분석기(Mastersizer3000)를 사용하여 테스트되며, 분말 재료의 도전성은 분말 저항기(12 MPa의 압력을 가진, FT-301B)를 사용하여 테스트된다. 측정된 데이터의 경우, 표 1을 보라.
리튬 보충 재료의 물리적 파라미터
실시예 1 및 10~12 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 실시예
7		 실시예
8
번호 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
클래딩층 Al-ZnO Al-ZnO Zr-ZnO Ge-ZnO Al-ZnO Al-ZnO Al-ZnO Al-ZnO
클래딩층의 함량(중량%) 5 5 5 5 5 5 5 0.6
도핑엘리먼트 Al Al Zr Ge Al Al Al Al
도핑량(mol%) 3 5 3 3 3 0.5 7 3
D50 11.1 10.5 11.2 10.9 15.0 11.0 12.4 10.4
D90 28.1 27.8 29 28.4 35.2 27.8 28.0 28.72
전도도 ρ-1 (S cm-1) 1.80 1.61 1.78 1.52 1.48 1.25 1.69 1.45
실시예
9		 실시예
13		 실시예
14		 실시예
15		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3
번호 M9 M13 M14 M15 PM1 PM2 PM3
클래딩층 Al-ZnO Ti-ZnO Al-ZnO-
SnO		 Al-ZnO ZnO ZnO-탄소 탄소-ZnO
클래딩층의 함량(중량%) 8 5 5 5 5 4.5 4.5
도핑엘리먼트 Al Ti Al Al / / /
도핑량(mol%) 3 3 3 3 0 0 0
D50 11.5 12.1 11.9 12.0 11.0 10.8 12.2
D90 29.5 26.5 27.5 27.4 29.2 28.7 27.9
전도도 ρ-1 (S cm-1) 1.80 1.70 1.75 1.51 1.12 1.18 1.10
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 3에서 수득된 혼합 양극 재료들이 별도로 사용되며, 아세틸렌 블랙이 도전제이고, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)가 접착제이며, N-메틸피롤리돈(NMP)이 분산제이다. 혼합 양극 재료, 아세틸렌 블랙, PVDF, 및 NMP가 혼합 양극 재료:아세틸렌 블랙:PVDF:NMP = 85:10:5:50의 질량비로 균일하게 혼합되고, 그런 다음 알루미늄 포일을 집전체로 사용하여 코팅된다. 그런 다음, 혼합물이 120℃의 오븐에서 24시간 동안 진공 건조되고, 프레스 및 재단된 후, 양극 플레이트들 S1-S13 및 DS1-DS3으로 제조된다.
흑연이 음극재로 사용되고, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 접착제로 사용되며, 카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨(CMC)이 증점제로 사용되고, 물(H2O)이 분산제로 사용된다. 흑연, SBR, CMC, 및 H2O가 흑연:SBR:CMC:H2O = 100:3:2:50의 질량비로 균일하게 혼합되고, 그런 다음 구리 포일 상에 코팅된다. 그런 다음, 혼합물이 90℃의 오븐에서 24시간 동안 건조되고, 프레스 및 재단된 후, 음극 플레이트로 제조된다.
양극 플레이트들 S1-S13 및 DS1-DS3를 양극 플레이트들로, 셀가드2400 폴리프로필렌 다공성 막을 다이어프램으로, 그리고 1 mol/L LiPF6를 함유하는 에틸렌 카보네이트(EC)와 디메틸 카보네이트(DMC)의 혼합 용액(여기서 EC 대 DMC의 부피비는 1:1)을 전해질로 사용하여, 아르곤-충진 글러브 박스 내 테스트 배터리가 조립되어 배터리 샘플들 C1-C13 및 DC1-DC3를 수득한다.
배터리 샘플들 C1-C13과 DC1-DC3에 대해 전기화학적 성능 테스트가 별도로 실시된다. LAND CT 2001C 이차 배터리 성능 검출 장치를 사용하여, 25±1℃의 온도 조건 하에서, 충/방전 사이클 테스트가 배터리에 대해 0.1C로 수행되었다. 테스트 단계는 하기와 같다: 10분 동안 방치하고; 0.1C로 4.0V까지 일정-전류로 충전하며; 10분 동안 방치하고; 그리고 0.1C로 2.0V까지 일정-전류로 방전함. 배터리의 초기 방전 용량 및 초기 충전 용량이 기록되며, 여기서 초기 효율 = 초기 방전 용량/초기 충전 용량 × 100%이다.
실시예들 및 비교예들에서 사이클 성능 테스트가 배터리에 대해 수행된다. 테스트 조건은 하기와 같다: LAND CT 2001C 이차 배터리 성능 검출 장치를 사용하여, 25±1℃의 온도 조건 하에서, 0.2C로 배터리에 대한 충/방전 사이클 테스트를 수행한다. 테스트 단계는 하기와 같다: 10분 동안 방치하고; 0.2C로 4.0V까지 일정-전류로 충전하며; 0.05C까지 일정-전압으로 충전하고; 10분 동안 방치하고; 그리고 0V까지 일정-전류로 방전함. 이것이 일 사이클이다. 사이클 용량 유지율 = 1000사이클 후 방전 용량/사이클 초기 방전 용량 × 100%.
배터리 샘플의 측정된 초기 효율 및 초기 효율을 표 2에 나타낸다.
배터리 샘플의 초기 효율 및 사이클 용량 유지율
실시예 또는 비교예 배터리 샘플 번호 초기 효율 사이클 용량 유지율
(1000회)
실시예 1 C1 99.99% 99.53%
실시예 2 C2 98.00% 98.99%
실시예 3 C3 99.98% 99.22%
실시예 4 C4 95.55% 97.21%
실시예 5 C5 96.54% 98.50%
실시예 6 C6 91.32% 95.27%
실시예 7 C7 94.00% 93.33%
실시예 8 C8 90.52% 92.75%
실시예 9 C9 95.31% 97.55%
실시예 10 C10 97.02% 98.36%
실시예 11 C11 96.82% 98.00%
실시예 12 C12 91.04% 94.20%
실시예 13 C13 98.45% 99.00%
실시예 14 C14 99.0% 99.02%
실시예 15 C15 95.80% 95.74%
비교예 1 DC1 83.00% 85.20%
비교예 2 DC2 85.20% 88.32%
비교예 3 DC3 85.10% 87.58%
표 1 및 표 2의 데이터로부터, M'의 도핑 효과의 관점으로부터, 실시예 1 > 실시예 3 > 실시예 13 > 실시예 4, 즉, Al > Zr > Ti > Ge임을 알 수 있다. M'의 도핑량의 관점으로부터, 실시예 1 > 실시예 2 > 실시예 6 및 실시예 7, 즉, 최적 도핑량은 1 mol% 내지 5 mol%이다. M'-도핑된 ZnO의 클래딩 양의 관점으로부터, 실시예 1 > 실시예 8 및 실시예 9, 즉, 최적 클래딩 양은 1중량% 내지 6중량%이다. 이러한 클래딩 양은 리튬 보충 용량에 영향을 미치는, 과도하게 큰 클래딩 양으로 인한 효과적인 리튬 보충의 함량의 감소를 회피할 수 있고, 또는 지나치게 작은 클래딩 양이 대응하는 클래딩 효과를 달성할 수 없고, 용량이 불완전하게 활용되며, 리튬 보충의 공기 안정성이 빈약한 경우를 회피할 수 있다. 입자 직경의 관점으로부터, 실시예 1 > 실시예 5이며, 이는 D50은 7 μm 내지 13 μm이고, D90은 30 μm 이하인 것이 더 양호하다는 것을 나타낸다. ZnO와 ZnO 복합 산화물 사이의 비교의 관점으로부터, 실시예 1 > 실시예 14, 즉, ZnO가 ZnO 복합 산화물보다 더 양호한 효과를 갖는다. 전술한 모든 실시예들은 세 개의 비교예들보다 우수하다.
전술한 설명들은 단지 본 개시내용의 예시 구현예들이다. 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시내용의 원리를 벗어나지 않으면서 본 개시내용에 몇몇 개선 및 수정을 더 가할 수 있으며, 상기 개선 및 수정은 본 개시내용의 보호 범위에 속한다는 점에 유의해야 한다.

Claims (17)

  1. 리튬 보충 재료로서, Li5Fe1-xMxO4 및 Li5Fe1-xMxO4의 표면 상에 배치된 클래딩층을 포함하되, Li5Fe1-xMxO4에서 M은 Ni, Mn, Ru, Cr, Cu, Nb, Al, Mg, Ca, Ga, Ti, 및 Mo 중 적어도 하나이고, 0≤x≤0.2이고; 상기 클래딩층은 M'-도핑된 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 M'-도핑된 복합 산화물을 포함하고, M'은 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 복합 산화물과 치환 고용체를 형성할 수 있는 이온인, 리튬 보충 재료.
  2. 제1항에 있어서, Li5Fe1-xMxO4 내의 x는 0≤x≤0.1을 만족하는, 리튬 보충 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Li5Fe1-xMxO4는 Li5FeO4인, 리튬 보충 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, M'은 Si4+, Ge4+, Ti4+, Zr4+, Mo4+, Sn4+, Al3+, Mo3+, Ti3+, Ga3+, In3+, 및 Y3+ 중 적어도 하나인, 리튬 보충 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, M'은 Zr4+, Mo3+, Ti3+, Ga3+, 및 Al3+중 적어도 하나인, 리튬 보충 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 아연을 기반으로 하는 상기 복합 산화물은 SnO, ZrO2, 및 B2O3 중 적어도 하나와 ZnO에 의해 형성된 복합 산화물인, 리튬 보충 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 M'-도핑된 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 상기 M'-도핑된 복합 산화물에서, M'의 물질의 양은 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합의 1 mol% 내지 5 mol%를 차지하는, 리튬 보충 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 M'-도핑된 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 상기 M'-도핑된 복합 산화물에서, M'의 물질의 양은 비산소 엘리먼트들의 물질의 양들의 합의 2 mol% 내지 3 mol%를 차지하는, 리튬 보충 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 보충 재료의 D50은 7 μm 내지 13 μm인, 리튬 보충 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 보충 재료의 D90은 30 μm 이하인, 리튬 보충 재료.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 보충 재료에서, 상기 M'-도핑된 산화 아연 또는 산화 아연을 기반으로 하는 상기 M'-도핑된 복합 산화물의 질량 백분율은 1중량% 내지 6중량%인, 리튬 보충 재료.
  12. 양극으로서, 양극 집전체 및 양극 재료층을 포함하되, 상기 양극 재료층은 양극 활성 재료 및 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 리튬 보충 재료를 포함하는, 양극.
  13. 제12항에 있어서, 상기 양극 재료층 내의 상기 리튬 보충 재료의 함량은 1중량% 내지 5중량%인, 양극.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 양극 활성 재료는 리튬 전이 금속 산화물 및 리튬-함유 인산염 중 하나 이상을 포함하는, 양극.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 활성 재료는 리튬 철 인산염, 리튬 니켈 코발트 망간산염 3원 재료, 리튬 니켈 코발트 알루미늄산염 3원 재료, 리튬 망간산염, 및 리튬 코발트산염 중 적어도 하나를 포함하는, 양극.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 양극을 포함하는, 전기화학 장치.
  17. 제16항에 따른 전기화학 장치를 포함하는, 전력 소비 디바이스.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119400864A (zh) * 2024-09-27 2025-02-07 浙江锂威能源科技有限公司 一种复合正极补锂材料及其制备方法、正极片和二次电池
CN118970233B (zh) * 2024-10-12 2025-02-28 巴斯夫杉杉电池材料(宁乡)有限公司 一种正极补锂添加剂及其制备方法、锂离子电池正极材料、锂离子电池和用电装置
CN119812325A (zh) * 2024-10-31 2025-04-11 比亚迪股份有限公司 补锂剂及其制备方法、正极极片、电池和用电设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101406512B1 (ko) * 2012-12-14 2014-06-12 삼성정밀화학 주식회사 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지
CN102983324B (zh) * 2012-12-19 2015-07-15 苏州大学 Azo包覆镍锰酸锂二次锂电池正极材料及其制备方法
CN103094581A (zh) * 2013-01-25 2013-05-08 复旦大学 一种电能存储材料及其合成方法与应用
CN103094557A (zh) * 2013-02-25 2013-05-08 天津工业大学 一种表面包覆ZnO的锂离子电池正极材料的制备方法
CN103594684A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 电子科技大学 一种氧化锌或掺铝氧化锌包覆钴酸锂电极的制备方法
CN104241635A (zh) * 2014-10-13 2014-12-24 西安中科新能源科技有限公司 一种铝掺杂氧化锌包覆富锂锰材料的制备方法
CN105206811B (zh) * 2015-09-23 2018-09-07 中信国安盟固利电源技术有限公司 一种掺杂金属氧化物包覆改性的正极材料及其制备方法
CN105810933B (zh) * 2016-05-04 2019-01-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种钼掺杂氧化锌包覆富锂锰基正极材料的制备方法
CN108134073B (zh) * 2017-12-25 2020-02-18 桑德新能源技术开发有限公司 一种三元正极材料及其制备方法
CN110212167A (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种由金属氧化物包覆的正极添加物及其制备方法
CN109742358A (zh) * 2019-01-03 2019-05-10 清远佳致新材料研究院有限公司 镓/铟掺杂氧化锌在锂离子电池正极材料包覆层中的应用及锂离子电池正极材料
CN110492072A (zh) * 2019-08-20 2019-11-22 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种补金属离子复合合金粉末及其制备方法与应用
CN112490415B (zh) * 2019-09-12 2022-06-28 巴斯夫杉杉电池材料有限公司 一种锂离子正极材料补锂添加剂及其制备方法
EP4120397A4 (en) * 2020-11-25 2023-12-20 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Lithium compensation agent for lithium secondary battery, preparation method for lithium compensation agent, and lithium secondary battery, battery module, battery pack, and device
CN115215376B (zh) * 2021-10-29 2023-11-03 深圳市德方创域新能源科技有限公司 正极补锂添加剂及其制备方法与应用

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