화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2006년 가을 (10/27 ~ 10/28, 고려대학교)
권호 12권 2호, p.2217
발표분야 에너지/환경
제목 고효율 에너지 변환을 위한 리튬금속 음극/전해질 계면반응의 해석
초록 최근 휴대기기의 보급으로 전지의 소형화, 경량화, 고 에너지화를 요구하고 있다. 특히 전기 자동차가 개발되면서 고 에너지 전지가 요망되는데 이러한 측면에서 볼 때, 리튬 금속은 이차전지에 사용되는 다른 어떤 음극 재료보다 높은 비용량을 가지고 있어 유용하지만 위험성이 있고 싸이클 수명이 짧아 실용화가 늦어지고 있다. 전지의 충/방전시 음극에 석출되어 성장하는 수지(dendrite)상 리튬이 그 원인이 되고 있으며, 이 석출형태와 양은 전해질의 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 리튬 금속의 전극반응에 미치는 전해질 농도의 영향 및 수지상으로 석출하는 리튬의 구조해석을 통한 전극성능의 개선에 관한 지침을 얻는 것을 목적으로 한다.
충/방전 특성 측정에는 PTFE로 만들어진 3전극식 cell을 이용하여, 작업전극으로는 Ni판을, 상대전극 및 참조전극으로는 리튬 foil을 사용하였다. 전해질로는 propylene carbonate에 LiClO4 또는 LiN(SO2C2F5)2가 용해된 비수용액을 사용하였다. 투과형 전자현미경 관찰을 위한 충/방전은 니켈 grid를 작업전극으로 하였으며, 충/방전 조건은 싸이클 특성 측정 조건과 같다.
전기화학적 리튬의 석출/성장/용해 과정은 사용된 전해질의 농도에 큰 영향을 받았다. 전해질의 농도를 높임으로써 사이클 특성 개선의 효과를 관찰할 수 있었고, 이러한 성능개선은 석출된 수지상 리튬의 구조와도 상관성이 있었다.
저자 서희영1, 정순기1, Yasutoshi Iriyama2, Takeshi Abe2, Zempachi Ogumi2
소속 1순천향대, 2Kyoto Univ.
키워드 리튬금속; 전지; dendrite
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