| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2015년 가을 (11/25 ~ 11/27, 부산 해운대그랜드호텔) |
| 권호 | 21권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 |
| 제목 | 조성 변화에 따른 실리콘 합금 음극박막에 대한 연구 |
| 초록 | 휴대용 전자기기의 발전으로 인해 고용량의 리튬 이온 이차전지에 대한 필요성이 대두되었다. 상용화된 음극재료인 흑연 기반의 전극은 낮은 이론 용량을 가지고 있기 때문에 이를 대체할 고용량의 음극 재료개발이 필요하다. 실리콘 음극재료는 높은 이론 용량을 비롯한 다양한 장점을 가지고 있다고 알려져 있어 카본계열의 음극재료를 대체할 수 있을 것이라 예상되고 있다. 그러나 실리콘은 높은 이론 용량에도 불구하고 충방전 동안 리튬 이온과의 반응을 통해 약 400%의 부피변화를 수반하여 전극의 파괴 및 박리에 의한 열화가 나타나는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 실리콘의 부피변화 문제를 비활성 재료(Ti)와 실리콘의 2성분 전극으로 개선하였다. RF-magnetron sputter 장비를 이용하여 실리콘과 비활성 금속(Ti)을 동시에 증착하여 실리콘 78 at.% 비활성금속(Ti) 22 at.% 시편을 제작하였다. Li-metal을 counter 전극으로, LiPF6 FEC:DEC 전해질을 사용한 코인타입 하프셀을 제작하여 전기화학분석을 진행하였고 100사이클 이상에서 2000mAh/g의 용량과 99.3%이상의 사이클 안정성을 확인하였다. 실리콘 재료 함량 변화에 따른 음극박막 특성분석을 위해 재료의 조성 함량을 변화시켜 구조적 변화와 특성변화에 대하여 분석을 진행하였다. 제작된 시편의 미세구조 및 조성은 Scanning electron microscope (SEM)과 내부에 장착된 Energy dispersive spectroscopy (EDS)를 이용하여 분석하였고, 상분석을 위하여 X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 분석하였으며, 다양한 전기화학특성 분석을 진행하였다. |
| 저자 | 이후정1, 현승민2, 오민섭2, 김일환2 |
| 소속 | 1성균관대, 2한국기계(연) |
| 키워드 | Li ion battery; Si anode; thin film anode; active-inactive structure; electrochemical property |
