High-Nickel NMA-Cobalt-Free Alternative to NMC and NCA Cathodes 하이니켈 코발트프리 양극 논문 리뷰

1. Introduction

리튬 이온 배터리는 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 및 가전제품 등 다양한 분야에서 필수적인 에너지원으로 자리 잡았다. 이러한 배터리의 성능은 크게 양극 재료의 특성에 의존하며, 고용량과 고에너지 밀도를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 현재 널리 사용되는 양극 재료인 니켈-코발트-망간(NMC)과 니켈-코발트-Aluminium(NCA)은 높은 에너지 밀도를 제공하지만, 환경적 및 경제적 문제로 인해 대체 재료에 대한 필요성이 대두되고 있다. 특히, 코발트는 가격이 변동성이 크고, 채굴 과정에서의 윤리적 문제들이 논란이 되고 있다. 이러한 이유로 고니켈 양극 재료에 대한 관심이 확대되고 있으며, 코발트 프리 대안이 중요한 연구 주제로 떠오르고 있다. 고니켈 배터리의 장점은 높은 에너지 밀도이다. 니켈 함량이 증가함에 따라 이론적 용량이 향상되고, 결과적으로 배터리의 전체 성능이 개선된다. 그러나 니켈의 비율이 높아지면 전기화학적 안정성이 감소하고, 열적 불안정성이 증가한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 합성 및 조성 변화가 시도되고 있으며,니켈 외에도 다른 요소들, 예를 들어 망간이나 리튬의 비율 조정…