| 초록 |
기존의 리튬이차전지는 휴대폰을 비롯한 소형기기에 사용되고 있었으나, 최근 전기자동차나 ESS 등 중대형 기기로 그 적용범위를 넓혀가는 추세이다. 이에 따라 긴 수명과 높은 에너지밀도를 가지는 리튬이차전지용 전극소재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재의 상용 음극재인 흑연은 낮은 용량으로 고용량 에너지저장장치의 음극재로써 한계가 있으며, 이를 대체하기 위한 소재로 실리콘은 흑연보다 10배에 가까이 높은 이론 용량(~3579mAh/g)과 낮은 작동전압 (~0.4 V Li/Li+)으로 주목을 받고 있다. 그러나 실리콘은 충, 방전 과정 동안 리튬과의 합금을 형성하면서, 300%에 가까운 부피팽창으로 전극이 파쇄되어 결과적으로는 전극수명을 단축시킨다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 부피팽창을 수용할 수 있는 다공성의 구조를 가진 실리콘 입자를 제조하여 앞서 언급한 문제점을 해결하고자 하였다. 다공성 실리카를 환원하는 다양한 방법 중, 실리콘의 다공성 구조가 소결로 인해 훼손되지 않도록 상대적으로 낮은 온도에서 진행되는 마그네슘과 소듐 환원법을 적용하였다. 이 두 방법으로 제조된 다공성 실리콘의 특성을 비교하고 리튬 이차전지 음극소재로서의 특성을 분석하였다. |
