비수용성 전해질내 리튬이온전지용 집전체의 전기화학적 특성 연구: I. Al 집전체

박희구

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.10, No.4, 620-627, June, 1999

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비수용성 전해질내 리튬이온전지용 집전체의 전기화학적 특성 연구: I. Al 집전체

Electrochemical Studies of Lithium Ion Battery Current Collector in the Aprotic Electrolytes: I. Al Current Collector

박희구

초록

리튬이온전지용 Al 집전체와 비수용성 전해질의 전기화학적 특성을 연구하기 위하여 1 M LiBF₄ EC : DMC, 1 M LiBF₄ EC : EMC. 1 M LiPF₆ EC : DMC. 1 M LiPF₆ EC : EMC의 4가지 전해질에서 전압전류 및 임피던스 특성을 조사하였다. Al 집전체는 비교적 넓은 전위창(0.5-4.1 V)에서 안전하지만, 첫 싸이클의 저 전위에서(< 2.0 V vs. Li/Li⁺)에서 전해질 내 미량 존재하는 불순물(H₂O), O₂ 등)과 반응하여 계면물질을 생성하며, 리튬염 및 유기용매 또한 일정 전위 범위(< 1.5 V vs. Li/Li⁺)에서 Al 집전체와 반응하였다. 특히 전해질내 존재하는 미량의 불순물로 인하여 고 전위에 노출된 Al 집전체의 국부부식이 진행되었다.

Electrochemical properties of the Al current collector being used in lithium ion batteries have been studied in the 4 different aprotic electrolytes(1 M LiBF₄ EC : DMC, 1 M LiBF₄ EC : EMC. 1 M LiPF₆ EC : DMC. 1 M LiPF₆ EC : EMC) employing cyclic voltammetry and impedance measurement. Al electrode showed a wide range of the electrochemical window(0.5-4.1 V vs. Li/Li⁺). However, solid interfacial materials has been formed on the Al surface due to reduction of impurities(H₂O, O₂ etc), lithium salts, and electrolytes at low applied potentials, and aluminum oxides in the highly oxidizing potential as well. Especially, Al current collector was susceptible to localized in consequence of impurities in electrolytes.

Keywords:Al current collector;Lithium ion battery;Aprotic electrolytes;Localized corrosion

[References]

[Referenced By]

[1] Larcher D, Palacin MR, Amatucci GG, Tarascon JM, J. Electrochem. Soc., 144(2), 408 (1997)

[2] Bates JB, Lubben D, Dudney NJ, Hart FX, J. Electrochem. Soc., 142(9), L149 (1995)

[3] Ohzuku T, Ueda A, J. Electrochem. Soc., 141(11), 2972 (1994)

[4] Garcia B, Farcy J, Pereiraramos JP, Baffier N, J. Electrochem. Soc., 144(4), 1179 (1997)

[5] Park HK, Smyrl WH, Ward MD, J. Electrochem. Soc., 142(4), 1068 (1995)

[6] Matsuda Y, Morita M, Ishikawa M, J. Power Sources, 68, 30 (1997)

[7] Shu ZX, Mcmillan RS, Murray JJ, Davidson IJ, J. Electrochem. Soc., 142(9), L161 (1995)

[8] Aurbach D, Gottlieb H, Electrochim. Acta, 34, 141 (1989)

[9] Kominato A, Yasukawa E, Sato N, Ijuuin T, Asahina H, Mori S, J. Power Sources, 68(2), 471 (1997)

[10] Aurbach D, Zaban A, Gofer Y, Abramson O, Benzion M, J. Electrochem. Soc., 142(3), 687 (1995)

[11] Kanamura K, Tomura H, Shiraishi S, Takehara ZI, J. Electrochem. Soc., 142(2), 340 (1995)

[12] Peled E, J. Electrochem. Soc., 126, 2047 (1979)

[13] Naoi K, Mori M, Naruoka Y, Lamanna WM, Atanasoski R, J. Electrochem. Soc., 146(2), 462 (1999)

[14] Aurbach D, Zaban A, Ein-Eli Y, Weissman I, Chusid O, Markovsky B, Levi M, Levi E, Schechter A, Granot E, J. Power Sources, 68(1), 91 (1997)

[15] Braithwaite JW, Gonzales A, Nagasubramanian G, Lucero SJ, Peebles DE, Ohlhausen JA, Cieslak WR, J. Electrochem. Soc., 146(2), 448 (1999)