| 초록 |
코어@빈공간@쉘로 구성되어 있는 요크-쉘 구조의 금속화합물은 치밀한 구조와는 다른 특이한 특성으로 인해 센서, 광촉매, 전극 물질 등 많은 응용 분야에 연구되고 있다. 특히, 리튬 이온전지의 음극 활물질로 사용되는 금속 산화물의 충방전시 부피 변화를 완충 할 수 있어 리튬 이온 전지의 음극활물질로 각광받고 있는 구조이다. 그러나, 요크-쉘 구조는 내부의 빈공간으로 인해 전극 물질의 밀도가 낮아 전지의 단위 부피당 용량을 현저히 낮추는 요인이 된다. 따라서 단위 부피당 용량을 향상 시킬 수 있는 밀도 높은 새로운 구조의 음극 활물질 연구가 필요하다. 탄소 소재는 리튬 이온 전지용 상용 음극활물질로서 금속화합물과 탄소소재를 복합화 하여 높은 용량, 긴 수명, 높은 율특성을 갖는 음극활물질 개발이 활발하게 이루어 지고 있다. 최근 분무열분해 공정을 통해 단시간에 요크-쉘 형태의 입자를 합성하는 연구가 성공적으로 이루어지고 있으나 이 공정을 통해 합성된 요크-쉘 구조의 입자는 탄소가 발화하는 과정을 수반하기 때문에 탄소가 없는 금속산화물이 합성되어진다. 따라서 탄소소재와 요크-쉘 구조의 금속산화물과의 시너지 효과에 관한 연구는 진행되고 있지 않다. 본 연구에서는 단일 분무열분해 공정을 통해 질소 도핑된 흑연질 탄소가 요크-쉘 구조의 빈공간에 채워진 새로운 구조를 합성하였으며, 리튬 이온전지용 음극활물질로서의 특성을 평가하였다. |
