친환경 전구체 기반 니켈계 양극 소재 합성과 무기 광물 기반 Ca/Mg 화합물 합성 연구

Eco-friendly Precursor Synthesis of Nickel-based Cathodes and Ca/Mg Compound Production from Dolomite

연구 내용

친환경 킬레이트제를 적용한 공침 합성으로 니켈계 양극의 결정성과 입자 특성을 제어하고, 돌로마이트로부터 Ca·Mg 화합물을 합성하는 연구

전기화학 에너지 저장 시스템에서 양극 소재의 결정성, 입자 크기, 열처리 거동은 전기화학적 성능과 직결됩니다. 연구실은 LiNi0.9Co0.1O2를 대상으로 친환경 킬레이트제를 사용한 공침 공정을 수행하고, 침전 과정에서 형성되는 전구체 특성과 결정화 거동을 조절하여 구조적 특성을 정리합니다. 이를 통해 배터리 동작 중 반응성과 안정성에 영향을 주는 물질 특성을 공정 조건 관점에서 해석합니다. 또한 돌로마이트를 출발 원료로 하여 소금 추가 반응 조건을 통해 Ca 및 Mg 화합물을 합성하고, 무기계 전환 반응의 생성물 특성을 확인합니다. 두 축 모두 공정 제어와 구조-특성 상관을 기반으로 설계 근거를 확보하는 데 목적이 있습니다.

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연구 흐름

2021년에는 돌로마이트와 소금 추가 반응 조건을 통해 Ca 및 Mg 화합물을 합성하는 무기합성 연구를 수행했습니다. 이후 2022년에는 LiNi0.9Co0.1O2 양극 소재를 친환경 킬레이트제를 이용한 공침법으로 제조하고, 침전 및 열처리 과정을 통해 결정성과 입자 특성을 제어하는 방향으로 연구를 확장했습니다. 각 단계에서 구조적 특성을 분석하고, 물질 특성이 전기화학적 거동과 연결되는 관점을 정리했습니다. 현재는 공정 친환경성 확보와 물질 구조 제어를 동시에 만족하는 합성 전략을 축적하는 흐름으로 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

니켈계 양극 전구체 합성
친환경 킬레이트제 기반 공정
공침법 입자제어 전략
열처리 기반 결정성 조절
전극 미세구조-전기화학 성능 상관
고성능 LiNi 기반 양극 설계
무기 광물 기반 Ca/Mg 합성
돌로마이트 전환 반응 조건 최적화
전기화학 소재 공정 스크리닝
전구체 특성 기반 합성 설계