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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.3, 328-334, May, 2000
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유기전해질에서 리튬이온전지용 Cu 집전체의 전기화학적 특성 연구
Electrochemical Studies of the Cu Current collector for Lithium Ion Batteries in Organic Electrolytes
박희구†, 정하택, 김광현, 최종호, 최석범, 김학수1, 박천준1
  • 계명대학교 공과대학 공업화학과, 대구 704-701
  • 1(주) 서통 전지기술연구소, 대구 704-701
Heai Ku Park†, Ha Taek Chung, Kwang Hyun Kim, Jong Ho Choi, Seok Burm Choe, Hag Soo Kim1, and Chun Jun Park1
  • Department of Industrial Chemistry, Keimyung University, Taegu 704-701, Korea
  • 1Battery R&D Center, Kumi 730-030, Taegu 704-701, Korea
E-mail:
초록
리튬이온전지의 전해질로 현재 상용되고 있는 EC(ethylene carbonate): EMC(ethylmethyl carbonate), EC:DMC(dimethyl carbonate)등의 유기용매와 리튬염(LiPF6, LiBF4)의 종류에 따른 Cu 집전체의 전기화학적 특성을 연구하기 위하여 Impedance Analyzer, Potentiostat/Galvanostat, SEM/EDX/WDX 등을 이용하여 집전체의 계면저항 및 생성물질의 규명을 시도하였다. 리튬이온전지에서 구리집전체는 환원분위기에 노출되어 있어 반응 초기상태에서 전해질 내 미량 존재하는 불순물(H2O, O2등)은 산화·환원반응에 의하여 소멸되나, 리튬염 및 유기용매는 금속표면에서 지속적으로 환원반응을 하며, 특히 Cl- 및 HF 등은 금속의 국부부식반응을 촉진시켜 전지의 싸이클 수명에 영향을 미칠 것으로 보인다. Cu 집전체에 주로 인가되는 전위인 0.1 - 1.5V 범위에서 네 종류의 전해질에 의해 집전체에 생성되는 계면물질은 경미하여 비교적 안전하며, EC:EMC 용매가 EC:DMC 용매보다, LiPF6리튬염이 LiBF4보다 전기화학적 특성이 보다 우수한 것으로 보인다.
Electrochemical studies on the Cu current collector being used in lithium ion batteries have been performed in the four different organic electrolytes (1M LiBF4 EC:DMC, 1M LiBF4 EC:EMC, 1M LiPF6 EC:DMC, and 1M LiPF6 EC:EMC) employing cyclic voltammetry, impedance measurement, and SEM/EDX/WDX. Cu electrode used in lithium ion batteries was exposed to a reduction environment and solid interfacial compounds has been formed on it due to reduction of impurities (H2O, O2 etc), lithium salts, and organic electrolytes at low applied potentials, 0.1∼1.5V (vs. Li/Li+). Solid interfacial compounds formed on the Cu current collector was not severe. However, it is very susceptible to localized corrosion in consequence of impurities (Cl-, HF) in organic electrolytes. Among the four different electrolyte compositions, EC:EMC showed better electrochemical performances than EC:DMC cosolvent as an organic electrolyte, and LiPF6 had better electrochemical properties than LiBF4 as a lithium salt.
Keywords:Cu current collector;lithium ion battery;organic electrolyte
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