| 초록 |
액상 플라즈마 공법을 이용하여 합성된 카본블랙(SC)을 리튬이차전지 시스템에 응용하기 위하여 기존에 사용되고 있는 상업적인 카본블랙 Super P(SP), Ketjen black(KB)와 전기화학적 특성을 비교 분석하였다. 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 각각의 카본블랙을 음극재로 활용한 반쪽전지를 제작하고 충방전 테스트를 실시한 결과 초기 충전 용량이 KB, SC, SP의 순서로 2050, 1542, 481 mAh/g으로 각각 나타났으며 방전용량은 각각 542, 722, 247 mAh/g으로 나타났다. 충방전 간에 일어나는 전지 내부의 변화를 확인하기 위해 각각의 전지에 대하여 임피던스 분석을 실시하였다. 충방전 실시하기 전에 측정된 임피던스는 SP가 약 1000 Ω으로 가장 높았고 KB, SC의 순서로 750, 500 Ω으로 나타났다. 하지만 50사이클 충방전이 모두 끝나고 다시 측정한 경우 KB, SP, SC의 순서로 각각 70, 35, 30 Ω으로 크게 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이것은 충방전간, 특히 첫 번째 사이클에서 급격히 생성되는 표면피막에 의한 영향을 것으로 판단된다. 충방전 용량이 높으나 비교적 사이클 안정성이 낮은 SC에 안정성이 매우 우수한 SP를 함께 사용하여 특성을 개선하고자 하였다. SC와 SP를 4:1의 질량비로 혼합하여 전기화학적 성능을 평가한 결과 초기 용량은 낮아졌으나 50사이클 이후에는 SC만 사용한 전지에 대하여 96%의 용량을 보이는 것을 확인하였다. |
