| 초록 |
리튬 이차 전지의 양극 활물질로 널리 사용되는 올리빈 구조의 LiFePO4는 LiCoO2 와 같은 기존의 양극재에 비해 낮은 가격과 환경 친화적이며 자연상에 풍부한 원소라는 장점뿐만 아니라 산소와 인의 공유결합으로 인한 우수한 안전성에 기인하여 많은 주목을 받고 있다. LiFePO4는 반응 전압이 리튬 대비 3.4 V이고 이론 용량 170 mAh/g 으로, 충방전 사이클이 진행되는 동안 용량 감소가 거의 나타나지 않아 우수한 수명 특성을 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 분자 단위의 균일한 반응에 유리하며 매우 빠르고 간단하게 생성물을 얻을 수 있는 마이크로웨이브 합성법을 이용하여 LiFePO4를 제조하였고, 합성 조건을 다양하게 변화시키면서 제조되는 LiFePO4의 형상 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 합성된 LiFePO4는 수십∼수백 nm의 1차 입자들로 이루어지는 수 μm의 2차 입자들을 형성하는데, 이러한 2차 구조의 형성은 나노 크기에 의한 전기화학적 성능 향상과 더불어 LiFePO4의 단점 중 하나인 부피당 에너지 밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 나노 입자에 의한 공정성 저하 문제에 대한 해결책을 제시할 수 있다. 원료 물질의 몰 비에 따라 합성된 LiFePO4 분말의 결정성 및 입자 형상, 나아가 전기화학적 성능에 영향을 미치며, 1차 입자의 응집이 개선될수록 우수한 전기화학적 성능을 보이는 것으로 확인되었다. |
