| 초록 |
리튬 이온 배터리의 음극 물질인 Ge은 큰 이론용량(1600 mAh/g)과 Si 대비 4배 뛰어난 리튬 이온 확산도를 가져 카본 계 물질을 대체할 음극 물질로서 많이 연구되고 있다. 하지만 충∙방전 시 Li+ion과 반응 시 부피 변화가 야기돼 사이클 안정성이 낮다는 한계점으로 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 Sol-gel법을 이용하여 과량의 GeO2가 포함된 마이크로 단위 사이즈의 Ge source를 Ge으로 환원시킴과 동시에 amorphous TiO2 matrix를 형성하여 나노 scale의 Ge/TiO2를 합성하였고, 충∙방전 시 부피 팽창 완화를 통한 전기화학적 성능을 향상시켰다. XRD, SEM, C-TEM, XPS 등을 이용하여 Ge/TiO2의 구조석 특성을 평가하였고, half cell을 제조하여 다양한 전류밀도에서 충ㆍ방전을 진행하여 전기화학적 성능을 테스트 하였다. 그 결과 Ge/TiO2-X(X=3,4,6가 comm.Ge 대비 높은 용량 유지율 및 쿨롱효율을 나타냈다. 이는 amorphous TiO2 matrix가 충∙방전 시 Ge의 부피팽창을 완화하여 구조적, 전기적 안정성을 향상시켜 뛰어난 성능을 나타내는 것을 확인 하였다. |
