Microwave-assisted Synthesis of LiFePO₄ and the Effects of Precursor Composition on Particle Morphology and Electrochemical Performance

본 연구에서는 마이크로파를 이용한 수열합성을 통해 리튬이차전지용 양극재인 리튬인산철(LiFePO₄, LFP)을 제조하면서, 전구체 간 몰 비율과 인산원이 LFP의 상 형성, 입자 형상 및 전기화학적 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 리튬 원으로 아세트산리튬, 철 원으로 황산제이철, 탄소원 및 킬레이트제로 시트르산과 자당을 사용하였으며, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 수용액을 용매 및 분산제로 활용하였다. 이 때, 전구체인 Li:Fe:P 몰 비율을 변화시켜 반응성을 비교하였고, 인산원으로는 인산이수소암모늄과 인산을 각각 적용하여 전구체 조성에 따른 LFP의 입자형상 및 전지 성능 변화를 분석하였다. 이를 통해 전구체 조성이 LFP의 결정성 및 입자형상 형성에 결정적인 영향을 미치며, 특히 Li:Fe:P 몰 비율이 3:1:2이고 인산원으로 인산이수소암모늄을 사용한 조건에서 계층적인 나노/마이크로 구조가 형성되어 전기화학적 성능이 가장 우수함을 확인하였다.