| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 ) |
| 권호 |
22권 1호 |
| 발표분야 |
C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 |
수열합성법을 이용한 CoOx의 입자형상 제어 및 이에 따른 전기화학적 특성 고찰 |
| 초록 |
리튬이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변화시켜주는 장치이며 다양한 휴대용 전자기기의 주된 전력원으로 사용되고 있다. 리튬이차전지는 음극, 양극, 분리막으로 이루어져 있는데 그 중 음극재의 경우 상용화된 흑연의 낮은 이론용량으로 인해 고에너지밀도 구현에 제약이 있다. 이러한 이유로 성능을 개선할 수 있는 적합한 형상의 나노 구조체 또는 고용량 금속산화물 음극재를 개발하기 위한 연구가 필요하다. 고용량 음극재를 구현하기 위해서는 나노입자의 넓은 표면적이 필수적으로 이에 기인한 전자와 리튬이온의 원활한 이동통로의 확보가 중요하다. 아울러 리튬공기전지는 리튬이차전지의 한 종류로 이론에너지밀도가 11972 W h kg-1로 이는 가솔린의 이론에너지밀도인 약 13000 W h kg-1에 필적하다. 이에 따라 차세대 전기자동차의 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 충방전 시 과산화리튬(Li2O2)의 생성 및 분해 반응의 높은 과전압으로 인해 좋지 못한 전지성능을 보여주고 있고, 이에 따라 리튬공기전지의 성능 개선을 위해 과산화리튬 생성 및 분해 반응 시의 과전압을 낮춰줄 수 있는 촉매의 개발이 중요하다. 본 실험에서는 코발트산화물을 리튬이차전지 음극재로서의 특성을 검토하였고, 특히 질소원자를 포함하고 있는 헤테로고리화합물들을 코발트금속의 리간드로 사용하여 다양한 나노입자의 형상을 구현하였다. 일례로 Dimethylpyrazole을 리간드로 사용하여 합성을 진행한 경우 구형의 입자가 형성이 되었으며, 리튬이차전지 음극재로 사용했을 경우 약 800 mA h g-1의 용량을 구현할 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 입자형상에 따른 리튬이차전지 음극재로 코발트산화물의 전기화학적 특성을 분석하였다. 또한, 리튬공기전지의 공기극 촉매로서의 코발트산화물이 입자형상에 따른 촉매특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 결과도 관찰하였다. |
| 저자 |
김진규1, 강성권2, 박보근1, 정하균1, 최성호1
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| 소속 |
1한국화학(연), 2충남대 |
| 키워드 |
<P>리튬이차전지; 음극재; 코발트산화물</P>
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