화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2017년 가을 (10/25 ~ 10/27, 대전컨벤션센터)
권호 23권 2호, p.1803
발표분야 에너지 환경
제목 피치 조성에 따른 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성
초록 리튬이차전지의 음극소재인 실리콘은 기존의 탄소계 소재보다 10배 가량 높은 4200mAh/g의 이론용량을 가지고 있으며 리튬과의 전위차가 낮은 장점으로 탄소계 음극소재를 대체할 음극 소재이다. 하지만 실리콘은 높은 이론 용량에 비해 충방전시 약 400%정도 부피 팽창이 발생하여 실리콘 입자 파쇄와 전극과의 분리가 일어나 급격한 용량 감소가 발생하는 단점이 있다. 실리콘의 단점을 보안하고 더 높은 용량 유지시키기 위하여 나노 다공성 실리콘 입자를 제조하고, 석유계 피치로 코팅된 실리콘/탄소 복합 소재에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 연구에서는 Stőber 법으로 제조된 실리카를 마그네슘 열환원법을 통해 다공성 실리콘을 합성하였다. Tetrahydrofuran (THF) 용매하에 실리콘과 피치의 중량비를 변화시키면서 실리콘 표면에 피치를 코팅하여 다공성 실리콘/탄소 복합소재를 제조하였다. 제조된 다공성 실리콘/탄소 복합소재의 물리적 특성을 분석하기 위해 XRD, SEM, TGA 등을 측정하였다. 1.0M LiPF6 (EC:DEC=1:1 vol%) 전해액에 PVdF 바인더를 사용하여 전지를 제조한 후 충·방전, 사이클, CV, 임피던스 테스트 등의 전기화학적 테스트를 하여 리튬이차전지의 음극소재로서의 특성을 조사하였다.
저자 이수현, 이종대
소속 충북대
키워드 고효율
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