| 초록 |
리튬이차전지는 주로 소형 전자기기의 에너지 저장 장치로 사용되고 있지만 에너지 밀도와 파워 밀도가 높다는 장점이 있어 전기자동차와 같은 중대형 전지로의 중요성을 더해가고 있다. 실리콘 음극소재는 다른 음극소재에 비해 4200mAh/g의 매우 높은 이론용량을 가진다. 하지만 실리콘 원자 하나당 4.4개의 리튬 이온과 반응하여 400%에 달하는 부피팽창이 일어나는 단점이 있다. 부피팽창은 실리콘 입자와 전극을 분리시켜 전지의 사이클 특성이 급격히 감소하게 된다. 본 연구에서는 중공 구조의 실리콘을 합성한 후 카본을 코팅하였다. Stöber법을 통해 SiO2를 제조한 후, NaBH4와 SiO2의 비율에 따라 에칭하여 중공 구조를 갖는 SiO2를 제조하였다. 중공 구조의 SiO2를 마그네슘 열 환원법을 통해 실리콘으로 합성하고, 탄소 전구체로 페놀 레진을 첨가하여 Silicon/Carbon 복합체보다 사이클 안정성이 우수한 Hollow Silicon/ Carbon 음극재를 제조하였다. 합성된 음극활물질의 전기화학적 특성을 충방전, 사이클, CV, 임피던스 테스트 등의 실험을 통해 분석하였으며, XRD, SEM 등을 사용하여 음극활물질로서의 물리적 특성을 조사하였다. |
