| 초록 |
전 세계적으로 지구온난화로 인한 환경규제의 강화로 전기자동차 등의 공급확대와 이차전지의 대용량화 기술의 발전으로 중대형 이차전지 시장 확대가 예상된다. 이차전지는 한 번 사용하고 폐기하는 일차전지와 달리 충․방전을 통해 반복사용이 가능한 전지로 경제적․환경 친화적인 미래 신 성장 동력 산업의 핵심이다. 이차전지는 소재의 특성에 따라 성능이 결정되며, 원가의 대부분을 소재가 차지하기 때문에 세라믹 활물질 등 원천기술 개발 및 핵심소재 원료의 안정적 확보가 필수적이다. 아연은 일차전지의 음극 활물질로 이미 상용화되어 널리 사용되고 있지만, 이차전지의 음극 활물질로는 사용되고 있지 않다. 그 이유는 일차전지와 달리 이차전지에서는 충전과 방전이 반복적으로 진행되는 과정 중에 아연 전극의 표면에 아연 덴드라이트가 생성되기 때문이다. 아연 덴드라이트는 충전과 방전 반응의 비가역성을 증대시켜 전지의 용량 및 사이클 수명의 저하를 유발한다. 또한 아연 덴드라이트는 양극 방향으로 성장을 하게 되는데, 성장이 많이 진행되면 분리막을 뚫고 양극과 접촉하면서 전지의 단락이라는 심각한 문제를 야기한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 음극소재인 ZnO를 고온고압법을 통해 모폴로지를 제어하여 충방전 시 ZnO 덴드라이트 성장을 억제하였다. 니켈/아연 전지의 전극 재료로서, 합성한 ZnO 나노 입자는 상업용의 ZnO 나노 입자보다 높은 방전 전압/낮은 충전 전압으로 향상된 사이클 안정성을 가졌다. 제조된 촉매의 특성은 XRD 및 SEM, SEM-EDAX를 통해 분석하였다. |
