| 초록 |
리튬이온전지는 높은 에너지 밀도, 우수한 사이클 수명, 높은 안정성 및 친환경 등의 장점을 가지고 있어 전기자동차, 스마트폰, 그리고 로봇 등의 전자기기에 널리 이용되고 있다. 일반적으로 리튬이온 전지는 크게 4가지(음극, 양극, 전해질, 및 분리막)로 구성되어 있다. 그 중 음극(탄소, TiO2, 및 Si 등)은 리튬이온전지의 성능을 향상시키기 위한 중요한 요소이다. 탄소는 층상구조(layer structure)를 가지고 있어 높은 안정성을 보유하고 있으나 낮은 이론용량(graphite:372mAh g-1)이라는 치명적인 단점이 있다. 따라서 탄소를 대체 할 수 있는 금속산화물에 대한 연구가 진행되고 있다. 금속 산화물은 높은 이론용량을 가지지만 짧은 수명 그리고 낮은 고속 충/방전 등의 단점을 가지고 있어 리튬이온전지 음극소재로서 제한이 있다. 본 연구에서는 금속산화물과 탄소의 복합화를 통해 리튬이온전지 음극소재를 제조하였다. 제조된 샘플은 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)과 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 통해 구조적 특성을 분석하였고, TEM-EDS mapping를 통하여 분산된 원소의 종류를 규명하였고, 열중량분석(thermogravimetric analysis, TGA)를 통해 열적특성을 분석하였다. 또한 X-선 회절법 (X-ray diffraction, XRD) 및 광전자 분광기 (X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)을 이용하여 결정학적 특성 및 화학적 결합 특성을 규명하였다. 그리고 정전류 방식의 충/방전 싸이클 테스트(galvanostatic chargeedischarge tests)를 통하여 시료의 전기화학적 특성을 분석하였다. |
