$Fe^{3+}$ 환원제로서 흑설탕이 $LiFePO_4$ 합성 및 특성에 미치는 영향

Effect of Black Sugar as a Reducing Agent of $Fe^{3+}$ on the Synthesis and Properties of $LiFePO_4$

리튬이온 2차전지의 대체 양극 후보 물질인 $LiFePO_4$를 합성하기 위하여 출발원료로 $Li_2CO_3$, $Fe_2O_3$, $NH_4H_2PO_4$를 사용하여 볼밀 방법으로 혼합 분쇄한 후 열처리를 실시하였다. 합성 시에 3가 Fe를 2가로 환원시키기 위하여 $C_{12}H_{22}O_{11}$(흑설탕)을 출발원료와 함께 5 ~ 12 wt%로 나눠서 첨가하였다. 합성 후 XRD로 결정구조의 양질성을 확인하였고. FE-SEM으로 나노미터 크기의 구형 입자를 관찰하였다. XRF를 이용하여 3 ~ 10 wt%의 탄소 잔량을 확인하였다. 전기화학적 특성을 충 방전시험기로 평가한 결과, 8wt%의 탄소원을 첨가한 $LiFePO_4$에서 가장 좋은 수명 특성을 얻었고, 최대 145 mAh/g의 방전용량을 얻었다.