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ISSN : 1225-7591(Print)
ISSN : 2287-8173(Online)
Journal of Korean Powder Metallurgy Institute Vol.23 No.2 pp.136-142
DOI : https://doi.org/10.4150/KPMI.2016.23.2.136

Characteristics of Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 Powders Prepared by Co-Precipitation in Air and Nitrogen Atmospheres

Woonghee Choi, Se-Ryen Park, Chan Hyoung Kang*
Department of Advanced Materials Engineering, Korea Polytechnic University, 237 Sangidaehak-ro, Siheung-Si, Kyonggi-Do 15073, Korea
Corresponding Author: Chan Hyoung Kang, +82-31-8041-0587, +82-31-8041-0599, chkang@kpu.ac.kr
February 29, 2016 March 31, 2016 April 4, 2016

Abstract

As precursors of cathode materials for lithium ion batteries, Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 powders are prepared in a continuously stirred tank reactor via a co-precipitation reaction between aqueous metal sulfates and NaOH in the presence of NH4OH in air or nitrogen ambient. Calcination of the precursors with Li2CO3 for 8 h at 1,000°C in air produces dense spherical cathode materials. The precursors and final powders are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, particle size analysis, tap density measurement, and thermal gravimetric analysis. The precursor powders obtained in air or nitrogen ambient show XRD patterns identified as Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2. Regardless of the atmosphere, the final powders exhibit the XRD patterns of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM). The precursor powders obtained in air have larger particle size and lower tap density than those obtained in nitrogen ambient. NCM powders show similar tendencies in terms of particle size and tap density. Electrochemical characterization is performed after fabricating a coin cell using NCM as the cathode and Li metal as the anode. The NCM powders from the precursors obtained in air and those from the precursors obtained in nitrogen have similar initial charge/discharge capacities and cycle life. In conclusion, the powders co-precipitated in air can be utilized as precursor materials, replacing those synthesized in the presence of nitrogen injection, which is the usual industrial practice.


공기와 질소 분위기에서 공침법으로 합성된 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 분말의 특성 비교

최 웅희, 박 세련, 강 찬형*
한국산업기술대학교 신소재공학과

초록


    1서 론

    리튬이온전지의 대표적 양극소재인 LiCoO2의 대체 물 질로서 개발되어 현재 사용 중인 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM) 는 공침법(co-precipitation)[1]으로 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 또 는 Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3 전구체(precursor) 분말을 합성한 후 이를 Li2CO3나 LiOH와 혼합하여 고온에서 열처리하는 과 정을 통해 제조된다. 수산염(hydroxide) 공침법[2-7]과 탄산 염(carbonate) 공침법[8, 9] 중에서 전자가 더 효율적인 기술 로 알려져 있고 공업적으로 널리 쓰이고 있다.

    수산염 공침법은 보통 Ni, Mn, Co와 결합된 황산염을 용해시킨 수용액과 염기로서 NaOH, 착화제로서 NH4OH 를 사용하여 공침 반응을 유도한다. 전구체의 크기, 표면 형상 등은 최종 NCM 양극소재의 특성을 좌우하므로 공 침 공정의 제어를 통해 전구체 분말의 특성을 조절하는 것이 중요하다[4, 5]. 전구체의 형상 및 특성 제어를 위해 반응 용액의 pH, 교반 속도, NH4OH 농도 등의 영향에 대 한 연구가 이루어졌다[3, 7].

    한편, 공침 반응 공정 중에는 질소 가스를 반응기에 투 입하여 양(+)의 압력의 질소 분위기가 반응 완료 때까지 유지되도록 하는 것이 필수적인 것으로 여겨져 왔다[3-6]. 공기 중의 산소 성분이 공침 반응에 악영향을 줄 것이란 선입견이 작용하였을 것으로 추측된다. 산소 원자를 갖고 있는 CoSO4 같은 전이금속황산염을 원료로 사용하여 금 속수산화물인 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2을 합성하는 과정에 공 기 중의 산소를 배제하기 위한 비활성 가스 분위기의 필 요성에 대한 체계적인 연구는 거의 없었다.

    본 연구에서는 공기에 노출된 상태에서 공침 공정으로 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 분말을 제조하여 분말의 결정구조, 크기, 표면 형상, 탭 밀도 등을 측정하고, 기존의 방식대로 질소를 투입하면서 공침 합성한 분말에 대해 같은 특성들 을 측정하여 서로 비교하였다. 또한 두 종류의 전구체 분 말을 Li2CO3과 혼합한 후 열처리하여 얻은 NCM 분말에 대해서 동일한 분석을 실시하고 전기화학적 특성을 평가 하여 전구체 제조 시에 질소 투입 여부가 양극재의 특성 에 어떤 영향을 미치는지를 연구하였다.

    2실험 방법

    그림 1과 같은 5 리터(L) 용량의 연속교반탱크반응기 (Continuously Stirred Tank Reactor; CSTR)에서 공침 반응 을 진행하여 전구체 분말을 합성하였다. NiSO4·6H2O, CoSO4·7H2O, MnSO4·H2O의 세 가지 전이금속황산염 을 1:1:1의 몰 비로 칭량한 후 함께 초순수(deionized water)에 용해시켜 농도 2.4 M의 전이금속용액을 준비하 였다. 그리고 염기(알칼리)로서 NaOH 용액, 착화제로서 NH4OH 용액을 각각 4.8 M, 7.2 M의 농도로 준비하였다. 우선, 빈 반응탱크 내에 초순수를 붓고, 질소를 주입하여 버블링(bubbling)을 1시간 진행한 뒤, 반응탱크 내에 질소 를 투입시켜 양(+)의 압력의 질소 환경을 조성시킨 후 공 침 공정을 실시했다. 다음에 질소 투입 없이 공기 분위기 에서 동일한 방법으로 공침 공정을 진행했다.

    공침 공정은 다음과 같다. 준비한 전이금속용액, NaOH, NH4OH의 세 가지 용액을 각각 CSTR과 연결된 펌프로 투입구를 통해 연속적으로 반응탱크 내로 공급하였다. 전 이금속용액의 투입속도는 약 4 mL/min였고, NH4OH 용액 의 투입 속도는 약 0.4 mL/min였다. NaOH 용액은 pH 조 절장치에 의해 반응탱크 내의 pH가 10.5가 되도록 그 투 입량이 자동으로 조절됐다. 반응탱크 내의 용액 온도는 외 부 순환기(circulator)와 자켓(jacket)에 흐르는 온수를 이용 해 50°C로 유지하였다. 반응 용액은 교반기(agitator)에 의 해 900 rpm으로 교반되도록 하였다. 공침 공정은 최대 48 h 동안 진행됐으며, 전구체 분말의 성장 과정을 관찰하 기 위해 전구체 분말을 CSTR의 배출구(outlet)에서 일정 시간마다 채취(sampling)했다.

    채취된 분말은 흡입기(aspirator)와 거름종이로 여과했으 며, 여과 과정 중에 남아 있을 Na2SO4와 같은 이물질을 제 거하기 위해 40~50°C의 따뜻한 초순수를 수 차례 부어 분 말을 세척했다. 여과와 세척을 마친 분말은 건조로에서 50°C에서 3 h 동안 건조했다. 전구체 분말과 Li2CO3 분말 을 화학양론비에 따라 2:1.05의 비율로 균일하게 혼합한 후 혼합물을 튜브로에 넣은 다음에, 공기 투입 하에서 2°C/min의 속도로 1000°C까지 올린 후 8 h 동안 열처리를 실시하여 양극소재를 제조하였다.

    전구체와 양극소재 분말의 결정구조를 X선회절법 (XRD)으로 분석했는데, Cu-Kα (λ=1.54Å)로 5°/min의 스 캔 속도로 10~80°의 범위를 탐색했다. 전구체와 양극소재 분말의 형상을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰했으며, 입 도 분석과 탭 밀도 측정을 진행했다. 그리고 전구체와 Li2CO3을 혼합한 후, 25~1000°C의 범위에서 열중량분석 (TGA)을 진행했다.

    양극소재의 전기화학적 성능평가를 위해 CR2032 규격 의 코인 셀을 제작했다. 먼저 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone) 에 양극소재와 바인더(PVDF), 도전재(super-p)를 90:5:5의 비율로 녹여 슬러리(slurry)를 준비하였다. 슬러리를 Al 포 일 위에 도포시킨 후, 건조된 전극을 롤(roll) 프레스로 압 착하고 펀치를 이용해 원형으로 제작했다. 다음에 Ar 분 위기의 글러브 박스(glove box) 내에서 전지를 조립했다. 음극은 금속 Li 포일을 사용했다. 전해액으로 1.0 M의 LiPF6가 용해된 1:1(v/o)의 EC(Ethylene Carbonate)와 EMC(Ethyl Methyl Carbonate) 혼합 유기 전해액을 사용했 다. 분리막은 Celgard 사의 Celgard 2400을 사용했다. 완 성된 셀은 원아테크사의 충방전기를 이용해 초기 충·방 전 특성과 수명을 평가했다. 각 셀은 0.1C-rate로 충방전하여 형성(formation) 과정을 거쳐 활성화시킨 후 평가를 진행했 다. 컷오프(cut off)는 3.0~4.3 V vs. Li/Li+로 설정했다.

    3결과 및 고찰

    3.1분말의 형상 및 입도 분석

    공기 중에서 공침법으로 합성된 후 반응기에서 채취해 서 세척한 직후에 전구체 분말의 색깔은 어두운 분홍색 또는 갈색을 띠고 있었고, 질소 분위기에서 합성한 전구체 분말은 밝은 분홍색이었다. 이 분말들을 50°C에서 건조한 후에는 두 경우 모두 어두운 갈색을 띠고 있었다. Dahn 그 룹[4]은 질소 분위기에서 합성하고 여과시킨 분말의 색깔 이 옅은 분홍색(light pink)이었는데 이를 120~180°C 구간 에서 공기 중에서 1 h 동안 방치하였을 경우 색깔이 갈색 (dark brown)으로 변한다고 보고한 바 있다.

    그림 2는 일정 시간 간격(12, 24, 36, 48 h)으로 채취한, 질소 투입 유무에 따른 합성 전구체 분말의 SEM 사진이 고, 그림 3은 48시간 합성 후 채취한 두 종류의 전구체 표 면의 고배율 사진이다. 침상의 1차 입자가 서로 얽혀 2차 입자가 형성된 것을 SEM 사진을 통해 볼 수 있으며, 공 정시간이 경과됨에 따라 구형의 2차 입자가 잘 형성되고 있음을 알 수 있다. 대체로 같은 시간 동안 공침 공정을 실시했을 때, 공기 중에서 합성한 경우가 질소를 투입한 경우에 비해 전구체의 1차 입자는 더 촘촘히 형성되어 있 고 2차 입자의 크기는 더 큰 것을 알 수 있다.

    공침법으로 48 h 합성한 전구체와 Li2CO3을 혼합한 후 1,000°C에서 8 h 열처리한 NCM 분말의 SEM 사진이 그림 4이다. 대체적으로 열처리 후에 전구체와 유사한 구 형의 입자가 형성된 것이 확인된다. 또한 1차 입자의 형상 을 보면, 공기 중에서 합성한 전구체로 만든 NCM 분말이 더 작은 1차 입자들이 뭉쳐져(agglomerate) 2차 입자를 이 루고 있지만 사이사이에 불규칙적으로 큰 1차 입자도 눈 에 띈다.

    전구체를 입도분석기(PSA)로 분석한 결과를 표 1에 나 타내었다. 공기 중에서 합성한 전구체 분말이 질소를 투입 했을 경우보다 전 입도 구간에서 입자 크기가 크다. 두 종 류의 분말의 탭 밀도를 측정한 결과가 표 2이다. 질소를 투입하며 공침 반응으로 얻은 전구체의 탭 밀도가 공기 중에서 얻은 전구체의 탭 밀도보다 크고, 두 전구체의 탭 밀도 차이는 양극소재에서 거의 그대로 유지됨을 확인할 수 있다. 전구체에서의 탭 밀도와 형상은 양극소재에 영향 을 미치기 때문에, 양극소재의 탭 밀도와 형상을 제어하기 위해선 전구체 합성 공정에서 제어되어야 한다.

    3.2XRD 분석

    그림 5는 공기 분위기에서 공침 공정을 진행하여 얻은 전구체 분말과 질소 투입 하에서 공침 공정으로 얻은 분 말의 XRD 결과이다. 일반적으로 전구체 분말의 결정구조 에 대해 명확하게 밝혀진 것이 없기 때문에 XRD 패턴으 로 전구체 물질을 동정(identification)하는 것은 쉬운 일이 아니다. 과거의 연구[3-5, 7]에 의하면 질소 분위기에서 공 침법으로 합성하고 상온에서 건조하여 얻은 분말의 XRD 패턴은 그림 5(a)(b)와 유사한 것으로 보고되고 있 고, 이 패턴은 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 물질로 동정하고 있다. Ni(OH)2와 Ni1/2Mn1/2(OH)2 물질도 동일한 XRD 패턴을 나 타낸다고 보고되고 있다[5]. 일부 실험실에서 합성한 전구 체 분말[3, 4, 7]이나 상업적으로 구입한 전구체 분말 [10,11]의 XRD 패턴은 19° 근처의 피크는 살아 있으나 그림 5에 화살표로 표시한 32~37°에서의 두 피크와 51° 부근에서 나타나는 피크의 세기가 현저하게 감소되어 있 다. 질소 분위기에서 공침시킨 분말의 XRD 결과인 그림 5(b)에서 38°부근에 여분의 피크가 관찰되는데, 이를 Co(OH)2 와 연관시키는 보고[10, 11]가 있다. 또한 질소 분 위기에서 공침으로 합성한 후 100~180°C 구간에서 공기 중에서 건조시킨 분말에서 이들 세 피크는 현저히 작고 그 부근에서 다른 복잡한 피크들이 형성된 것이 보고되고 있다[3, 4]. Dahn 그룹[4]은 이를 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2가 일 부 산화되어 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OOH)이 되었기 때문이라고 해석하고 있다.

    그림 6은 48 h 합성한 두 종류의 전구체를 각각 Li2CO3 와 혼합한 후 1,000°C에서 8 h 열처리한 양극소재 분말의 XRD 분석 결과이다. 이를 ICSD 카드와 비교한 결과, 그림 6에서 두 조건의 분말 모두 층상구조인 R3barm에 해 당하는 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2로 동정된다. 전구체 상태에서 그림 5(b)와 같이 여분의 피크가 관찰된 경우도 그림 6(b)에 보이듯이 최종 NCM 분말의 XRD 패턴에는 영 향을 끼치지 않고 있다. 이는 상업적으로 구한 불순한 상 이 관찰되는 전구체를 열처리 하여 얻은 NCM 분말에서 도 동일한 결과를 보고한 연구[10, 11]와도 일치한다. 한편 그림 6(a)(b)의 XRD 패턴에서 (006)/(012)과 (018)/ (110) 이중피크(doublet peak)가 뚜렷하게 분리될수록 재료 의 결정성이 좋고 층상구조가 잘 형성되었다고 평가할 수 있다[12, 13]. 두 조건의 분말 모두 이중피크 두 조가 잘 분리된 것으로 보아 두 경우 모두 불순물 상이 없는 우수 한 분말이 합성된 것으로 볼 수 있다. 또한 두 조건에서 XRD 패턴의 각 피크의 위치가 일치하는 것으로 보아, 공 침 도중 전구체의 산화 여부는 최종 NCM 양극소재의 결 정구조에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.

    한편 Rietveld 분석을 진행하여 얻은 격자상수 a와 c, 그 리고 c/a의 비율을 표 3에 나타내었다. 격자상수의 비 c/a 가 공기 및 질소 분위기에서 공침 반응한 전구체로부터 얻은 NCM 분말 둘 다 4.976 이상으로서 그 차이가 크지 않고, 다른 연구[13, 14]에서 Co의 함량이 1/3인 NCM 분 말에서 얻은 값과 일치한다. 일반적으로 c/a 값이 4.9 이상 이면 층상구조가 잘 발달한 것으로 간주되고 있다. 한편 (003)과 (104) 피크 크기의 비율인 I003/I104 값이 니켈과 리 튬 이온 간의 이른바 양이온 혼합(cation mixing) 정도와 연관된다고 알려져 있다[2, 8, 13, 15].

    양이온 혼합이란 Ni2+ 이온의 크기(0.69Å)와 Li+ 이온의 크기(0.76Å)가 비슷하여 두 이온의 위치가 일부 바뀌는 현상을 말한다. I003/I104 값이 클수록 양이온 혼합 양이 작 은 것으로 알려져 있다. 이 값이 1.25일 때 양이온 혼합 양 이 2% 정도이고, 1.5일 때 1% 미만으로 보고 있다[8]. 표 3에 의하면 두 조건의 분말의 I003/I104 값이 각각 1.267 과 1.316으로 둘의 차이가 작고, 양이온 혼합 양은 2% 미 만으로 추정된다. 또한 그림 6의 XRD 패턴의 20~25° 사 이에서 아무런 피크도 발견되지 않은 것으로 보아 전이금 속 층에서 Li, Ni, Mn 이온의 양이온 혼합으로 의한 초격 자 배열(superlattice ordering)[16-18]은 일어나지 않은 것 으로 해석할 수 있다.

    3.3열 중량 분석

    그림 7은 질소를 투입하면서 합성한 전구체 분말(a), 질 소 투입 없이 공기 중에서 합성한 전구체 분말(b), 그리고 분말(a)를 180°C에서 공기 중에서 6 h 동안 열처리한 분 말(c) 등 세 종류의 전구체 분말을 각각 Li2CO3와 혼합한 후 상온에서 1000°C까지 열중량분석(TGA)을 실시한 결과 이다. 온도의 증가에 따라 세 시료 모두 초기에는 입자에 서 수분이 증발하며 중량이 서서히 감소하다가 350°C 근 처에서 큰 중량 감소가 일어나고 있다. 이후에 350~750°C 구간에서 다시 서서히 중량이 감소하다가 750°C 부근에서 급격한 중량 감소가 일어난다. 시료 (b)와 (c)는 비슷한 형 태의 TGA 커브를 보인다. 시료 (b)와 (c)의 경우, (a)에 비 해 350°C 이후의 중량 감소가 (a)에 비해 작으며, 특히 750°C 부근에서 중량 감소는 (a)에 비해 (b)와 (c)에서 더 뚜렷하게 나타난다. 질소 분위기에서 합성된 전구체 분말(a)는 350~750°C 구간에서 지속적으로 중량 감소가 일어난다.

    공침 합성 반응 도중에 공기 중의 산소에 노출되어 산 화가 일어난 분말(b)나 합성 도중에는 질소 투입으로 산소 에 덜 노출되었으나 합성 후 180°C에서 산화가 일어난 분 말(c)가 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OOH)라고[4] 가정한다면, TGA 도 중 750°C 부근에서 다음의 반응이 일어나는 것으로 추정 할 수 있다.

    2Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ( OOH ) +Li 2 CO 3 =2LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 +CO 2 +H 2 O

    한편 질소 투입 하에 공침으로 합성한 분말(a)가 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2이라면 TGA 실험 과정 중에 다음과 같은 반응이 350~750°C 구간에서 서서히 일어나는 것으 로 추정된다.

    2Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ( OH ) 2 +Li 2 CO 3 =2LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 +CO 2 +H 2 O+H 2

    위 두 반응의 어느 경우도 최종 고체 생성물은 LiNi1/3Co1/3 Mn1/3O2인 것을 주목할 필요가 있다. 두 번째 반응의 생성 물 중 수소(H2) 가스는 공기 중의 산소와 반응하여 수증기 로 증발할 것으로 보인다.

    3.4전기화학적 분석

    공침 공정을 통해 합성된 두 종류의 전구체로 제조한 NCM 양극소재의 전기화학적 특성을 평가했다. 초기 용량 효율은 3.0~4.3V vs Li/Li+의 범위에서 0.1 C-rate로 충· 방전을 하여 그림 8과 같은 초기 충·방전 그래프를 얻었 으며, 표 4는 두 가지 양극소재의 초기 충전용량과 방전용 량을 정리한 것이다. 공침 공정에서 질소를 투입한 경우에 양극소재의 방전용량이 158.65 mAh/g, 공기 중에서 합성 한 전구체로부터 얻은 양극소재의 경우 그 값이 151.80 mAh/g으로 약간의 차이를 보였다. 초기 충전용량과 방전 용량의 비율인 용량 효율은 두 경우 각각 90.6%, 86.5%로 나타났다. 공침 공정에서 질소를 투입하여 합성된 전구체 를 이용하여 제작한 양극소재의 용량과 효율이 더 좋은 것으로 나타났지만 큰 차이라고 볼 수는 없다. 이는 앞서 제시한 XRD 결과 얻은 I003/I104값을 분석한 것과 경향성 이 어느 정도 일치한다. 즉, I003/I104값이 낮게 나온 양극소 재가 양이온 혼합 효과로 인해 초기 충방전 용량과 용량 효율이 작은 것으로 해석할 수 있다. 그러나 이 정도의 차 이는 무난한 것으로 평가할 수 있다.

    전지 수명 특성 평가를 0.1C-rate로 충·방전하여 전극 표면의 형성(formation) 과정을 거친 뒤, 1.0C-rate로 충· 방전을 30 사이클 실시하여 진행했다. 그 결과를 그림 9 에 나타내었다. 질소 투입 하에서 공침 합성한 전구체로부 터 얻은 NCM 분말은 30 사이클 후 원래보다 97.6 %의 용량을 유지하였고, 질소의 투입이 없이 공기 중에서 합성 한 전구체로 얻은 NCM 분말은 98.8%라는 더 높은 수명 유지율을 나타냈다. 두 종류의 NCM 분말의 전기화학적 특성이 큰 차이가 없다고 결론지을 수 있다.

    4결 론

    공침 공정 중에 질소를 투입한 경우와 투입하지 않은 경 우에 NCM 전구체 분말을 합성했으며, 이 전구체들을 이 용해 NCM 양극소재를 합성하여 다양한 평가 방법을 통해 비교한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 질소 분위기에서 합성된 전구체 분말은 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2이고 공기 중에서 합성된 전구체 분말의 일부는 산화되어 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OOH) 인 것으로 추정되며 전자의 전구체 분말도 건조 과정 등 을 통해 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OOH)로 변화될 수 있다. 이들 두 종류의 분말은 Li2CO3와 혼합한 후 800°C 이상 고온에서 열처리 할 경우 도중에 약간 다른 화학반응 경로를 거치 나 종국에는 모두 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 양극소재로 합성되 게 된다. 공기 중에서 합성된 전구체 분말과 그로부터 나 온 양극소재 분말이 질소 분위기에서 합성된 것들보다 2 차 입자가 크고 낮은 탭 밀도를 보이지만, 두 경우의 양극 소재가 충방전 용량이나 수명 특성에서 큰 차이를 보이지 않는 것으로 보아 굳이 공침 공정 중에 질소 가스를 반응 기에 지속적으로 투입할 필요는 없다고 판단된다. 즉 공침 공정의 단순화와 원가 절감이 가능할 것으로 보인다. 질소 와 공기 분위기에서 합성된 Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2 분말의 전기화학적 특성이 비슷하게 나오는 현상에 대한 메커니 즘 규명을 위한 차후 연구가 필요하다고 본다.

    Figure

    KPMI-23-136_F1.gif
    Schematic diagram of continuously stirred tank reactor.
    KPMI-23-136_F2.gif
    SEM images of the precursor powders obtained in (a) air and (b) nitrogen ambient with different co-precipitation reaction times.
    KPMI-23-136_F3.gif
    SEM images of the precursor particle synthesized for 48 h in (a) air and (b) nitrogen ambient.
    KPMI-23-136_F4.gif
    SEM images with different magnifications for NCM powders obtained from the precursors prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient.
    KPMI-23-136_F5.gif
    XRD patterns of the precursor powders prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient (Intensity: arbitrary unit.).
    KPMI-23-136_F6.gif
    XRD patterns of the NCM powders from the precursors prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient (Intensity: arbitrary unit.).
    KPMI-23-136_F7.gif
    Thermal gravimetric analysis curves of the mixture of three different precursors and Li2CO3.
    KPMI-23-136_F8.gif
    Initial charge-discharge curves of NCM powders from the precursors prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient.
    KPMI-23-136_F9.gif
    Cycling performance of NCM powders from the precursors prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient.

    Table

    Particle size analysis of the precursor powders prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient
    Tap density of the precursor and NCM powders prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient
    Calculated lattice parameters and I003/I104 of the NCM powders from the precursor prepared in (a) air and (b) nitrogen ambient
    Initial charge/discharge capacity and efficiency of two different NCM powders

    Reference

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