| 초록 |
높은 이론용량을 가져 고에너지 밀도를 갖는 리튬 금속은 차세대 배터리를 개발하기 위한 음극 물질로 주목받고 있다. 하지만 반응성이 큰 리튬 금속 음극은 전해질과 반응하며 불균일하고 깨지기 쉬운 Solid Electrolyte Interphase (SEI)를 형성한다는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) 기지에 LiI가 고르게 분산된 고분자-무기 복합체 보호층을 설계하였다. 이 과정에서 공기 중에서 쉽게 산화되는 LiI 대신 KI를 고분자 기지에 고르게 분산시켜 구리 집전체에 코팅하여 균일한 층을 형성하고, 활성화 사이클을 적용하여 전기화학적 반응을 통해 KI를 LiI로 전환시켰다. 이와 같은 전환 반응은 Cyclic Voltammogram (CV), 방전 곡선, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 확인되었다. 또한, 반쪽 전지 테스트에서 보호층의 적용으로 쿨롱효율의 향상과 과전압 감소를 달성함으로써 리튬 금속 음극의 안정화에 따른 향상된 사이클 안정성을 확인하였고, LiFePO4 (LFP) 양극을 적용한 완전지 테스트를 통해 보호층의 실제 배터리에 대한 적용 가능성을 확인하였다. |
