| 초록 |
최근 전기자동차 및 무정전전원장치 등 대형 전자기기가 발달됨에 따라 높은 에너지 밀도, 높은 수명 및 낮은 자가 방전 특성을 보유한 리튬이차전지에 대한 관심이 급증하고 있다. 하지만, 리튬이차전지의 낮은 충전 속도로 인해 중대형 전자기기에 리튬이차전지를 도입하는데 어려움이 있다. 따라서, 리튬이차전지의 충전 속도 개선을 위하여 리튬이차전지를 구성하고 있는 음극, 양극, 전해질 및 분리막에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 충전 속도를 증진시키기 위하여 음극 및 양극 소재의 구조적 디자인 및 계면 제어 기술이 개발되고 있다. 또한, 기존에는 음극 및 양극 소재의 형태 및 구조 제어에 대한 연구가 집중되었으나, 최근에는 급속 충전 특성을 효과적으로 증진 시키기 위해 전극 소재뿐만 아니라 집전체와 전극 소재 사이의 계면 공학에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 집전체와 전극 소재의 계면에 대한 연구는 전극 소재와 집전체 사이의 접합력을 향상 시킬 수 있으며, 리튬이온의 삽입/탈리 반응에 의해 형성된 전자를 집전체에 효과적으로 전달할 수 있도록 개선할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 집전체 계면 제어를 통해 크레이터 형태의 기공을 보유한 집전체를 개발하였고, 이를 양극 소재 집전체로 적용하여 전기화학적 특성을 규명하였다. 계면 제어된 집전체의 형상 및 구조는 주사전자현미경(field-emission scanning electron microscopy) 및 원자력간현미경(atomic electron microscopy)를 이용하여 규명하였으며, 샘플의 전기전도도 및 결정학적 구조분석은 홀 측정 장비(Hall measurement) 및 X-선 회절 분석(X-ray diffraction)을 이용하여 규명하였다. 또한, 정전류 충방전법(galvanostatic charge-discharge test)를 통해 각각의 샘플들의 전기화학적 특성을 규명하였다. 위 내용은 2018 추계 학술대회에서 더 자세히 논의될 것이다.
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