박막이차전지용 리튬 망간 산화물 박막전극 제조법

Abstract

본 발명에서는 반도체집적회로, 마이크로 센서, 마이크로 액추에이터, 인체내 투입 가능한 의료용 소형기기분야, 각종 카드제품등에 전원으로 활용될 수 있는 마이크로전지(Microbattery)용 박막전극인 LiMn2O4 박막을 졸겔법을 이용하여 제조하였다. 지금까지 박막전극은 고가의 장비와 유지비가 필요한 스퍼터링(sputtering)방법을 주로 사용해 왔으나 조성과 형태의 조절이 힘들고 특성 개선을 위한 첨가물의 사용이 곤란한 문제점이 있다. 특히 LiMn2O4의 경우 Li과 Mn의 조성비에 따라 많은 특성 차이가 있는데 기존방법의 경우 Li 양의 조절이 상당히 어렵다고 알려져 있다. 본 발명은 이같은 문제점을 해결하기 위한 리튬아세틸아세토네이트(Lithium aceltylacetonate)와 망간아세틸아세토네이트(Manganese acetylacetonate)를 source로 사용하고 습윤특성이 좋은 1-butanol과 아세트산을 용매로 하고 스핀코터를 사용하여 LiMn2O4 박막을 제조하였다. 건조는 RTA system을 이용하여 열처리를 하였는데 이과정의 조절을 통해 박막의 특성을 제어할 수 있다. 제조된 LiMn2O4 박막은 LiMn2O4 박막/1M LiClO4에 PC용액/Li과 같은 구조의 시험 cell을 제조하여 특성을 평가한 결과 약 40μAh/cm2-μm의 방전용량을 가지고 있었으며 액체 전해질에서 25회 충방전 실험 결과 약 10%정도의 적은 방전용량감소가 일어났다.