| 초록 |
리튬 이차 전지의 양극 활물질로 올리빈계 LiFePO4는 기존 LiCoO2 와 비교해 자연상에 풍부한 원소들로 구성되어 낮은 가격과 환경 친화적이라는 장점을 가진다. 특히, 우수한 안전성으로 인해 전기자동차 전원용 양극재로 주목을 받고 있다. 전기화학적 특성에 있어서 반응 전압이 리튬 대비 3.4 V이고 이론 용량 170 mAh/g 으로, 충방전 사이클이 진행되는 동안 용량 감소가 거의 나타나지 않는 것으로 알려져 있다. 우수한 전기화학적 특성을 얻기 위하여 고상법, 졸-겔법, 수열합성법 등 다양한 방법들을 이용하여 LiFePO4의 합성이 시도되었다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 합성법을 이용하여 LiFePO4를 제조하였고, 반응 온도 및 용매 등 합성 조건을 변화시키면서 제조되는 LiFePO4의 입자크기, 형상 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 얻어진 LiFePO4에서 수십∼수백 nm의 1차 입자들로 이루어지는 수 μm의 2차 입자들을 관찰하였다. 반응 온도가 170oC 일 때 1차 입자는 50 nm로 가장 작은 입자크기를 보였다. 반응 온도를 증가시키면 2차 입자크기는 작아지지만 1차 입자가 성장하면서 용량이 감소하는 경향을 나타내었다. 용매로 사용하는 PVP 용액에서, PVP의 농도가 증가함에 따라 LiFePO4의 입자 크기도 커지는 현상이 관찰되었다. 제조된 LiFePO4의 2차 입자 크기와는 관계없이 1차 입자 크기가 가장 작은 경우에 상대적으로 가장 우수한 전기화학적 특성을 보였다. |
