| 학회 |
한국화학공학회 |
| 학술대회 |
2017년 봄 (04/26 ~ 04/28, ICC 제주) |
| 권호 |
23권 1호, p.698 |
| 발표분야 |
에너지 환경 |
| 제목 |
반응성힘장(Reactive force field)기반의 분자동역학 계산을 활용한 리튬이차전지 실리콘계 음극 위에서의 고체-전해액 계면층(Solid-electroylte interface layer)형성거동 연구 |
| 초록 |
리튬이차전지에서 solid electrolyte interface(SEI)는 비가역성, 사이클 수명, 안정성 등 다양한 전기화학적 성능에 매우 중요한 영향을 주는 요소이다. 하지만 전극내부에서 일어나는 일련의 반응들을 실험적으로 관찰하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 SEI 형성 반응을 직관적으로 분석할 수 있는 방법으로써 reactive force field(ReaxFF) 기반의 분자동역학 계산을 활용하였다. 리튬이 삽입된 상태의 실리콘계 전극 위에 ethylene carbonate(EC)를 기반으로 각각 dimethyl carbonate(DMC), diethyle carbonate(DEC), ethyl methyl carbonate(EMC)를 1:1의 부피비로 혼합한 전해질에 대하여 그 효과를 비교하였다. 또한 대표적인 첨가제인 vinylene carbonate(VC)와 fluoroethylene carbonate(FEC)에 대하여 효과를 알아보고자 하였다. 그 결과 EC + DMC/EC+DEC 혼합 전해질에서는 Li2CO3, Li2O 등의 무기물들이 주요하게 나타났으며 EC+EMC의 경우에는 상대적으로 유기물이 더 많이 발생하는 것을 볼 수 있었다. 또한 VC 첨가제의 경우 유기물 형태의 SEI 성분을 증가시키는 것을 확인하였으며 FEC는 무기계 성분들을 크게 감소시키는 것으로 나타났다. ReaxFF 기반의 분자동역학 계산은 기존 실험과 계산과학 분야에서 볼 수 없었던 전극 내부의 화학반응을 모사함으로써 SEI 연구에 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것으로 판단된다. |
| 저자 |
윤강섭1, 배성진1, 여병철1, 이광렬1, 김선재2, 한상수1
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| 소속 |
1한국과학기술(연), 2세종대 |
| 키워드 |
고효율 |
| E-Mail |
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| 원문파일 |
초록 보기 |
