| 초록 |
전기 자동차, 휴대 전화 등의 이동 통신 전자기기 발전은 에너지 사용량을 급증시키면서 전지 성능 개선이 요구되고 있다. 이차전지 음극소재로 용량을 개선시키기 위해 실리콘을 첨가한 배터리의 연구가 진행되면서 실리콘 소재의 단점을 극복하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 실리콘은 충·방전 시 부피 팽창으로 인한 성능저하가 일어나는데, 이는 SEI층이 생성되고 탈리되는 과정에서 비가역적 반응이 일어기 때문이다. 구조붕괴로 인한 용량 손실을 극복하기 위한 구조적 안정성을 향상방법으로, 나노실리콘 활용, 실리콘/탄소 복합체를 합성하여 SEI를 제어하고 전자의 이동을 원활히 하여 이차전지의 음극 소재로써 성능을 개선하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기방사를 이용해 제조한 Si/C 나노 섬유 표면에 실리콘과 석유계 피치를 코팅하여 전지의 용량 안정성을 개선하고자 하였다. TEOS와 PAN을 전기방사 Fiber의 전구체로 사용하여 DMF에 용해시켜 방사하였다. 전기 방사된 나노 섬유는 탄화, 환원, 피치 코팅 공정의 특성을 분석하여 최적 공정을 조사하였으며, TEOS와 PAN의 비율에 따른 음극소재의 성능을 평가하였다. 탄화/환원 공정 후의 TEOS:PAN = 4:6 (CR-46)로 제조된 음극복합소재 표면에 10 wt%의 실리콘과 석유계 피치를 코팅하였을 때, 982.4 mAh/g의 높은 용량과 86.1%의 안정성을 확인할 수 있었다. |
