| 초록 |
리튬이차전지는 높은 에너지 밀도와 넓은 작동 전압, 장기 안정성이라는 장점으로 휴대용 전자기기, 전기자동차 등 넓은 범위에서 사용되고 있지만, 현재 상용화된 흑연은 낮은 이론 용량으로 고성능 리튬이차전지의 수요를 만족시키기 어렵다. 실리콘은 높은 이론 용량과 리튬 이온과의 전위차가 낮다는 장점을 가지고 있어 차세대 음극소재로 각광을 받고 있지만, 실리콘계 음극소재는 리튬 삽·탈리 과정에서 400%의 부피 팽창과 낮은 전기전도도의 단점이 있다. 본 연구에서는 실리콘의 단점을 개선하기 위해 피치가 코팅된 나노 Si sheets/CNT 음극복합소재를 합성하여 전기화학적 성능을 조사하였다. NaCl의 결정면에 Stöber법을 통하여 Si sheets를 제조하고, Si sheets와 CNT에 표면 처리하여 정전기적 인력을 통해 Si sheets/CNT 복합소재를 합성하였다. 피치를 코팅하기 위해 THF를 용매로 사용하였으며, 피치가 코팅된 Si sheets/CNT 음극복합소재를 제조하였다. 전해액은 1.0M LiPF6 (EC:EMC:DMC=1:1:1 vol%)을 사용하였으며, PAA를 바인더로 사용하였다. Si 70 wt%인 Si sheets/CNT 복합소재에 10 wt%의 피치가 코팅된 음극소재로 제조된 전지는 충·방전 사이클, 율속, differential capacity, EIS 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사했으며, 초기 용량 2345 mAh/g과 81%의 우수한 장기 안정성을 확인하였다. |
