| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2007년 봄 (05/10 ~ 05/11, 무주리조트) |
| 권호 | 13권 1호 |
| 발표분야 | 에너지 환경재료 |
| 제목 | Electrochemical Characteristics of SiO-C Composite Anode Materials for Lithium Rechargeable Batteries |
| 초록 | 리튬 이차 전지는 매우 높은 에너지 밀도를 가지는 이차 전지로써 모바일 및 하이브리드 자동차 시장에서 현재 가장 높은 시장 점유율을 보이고 있다. 현재 상용화된 리튬 이차 전지용 음극 재료인 흑연은 이론 용량이 372 mAh/g 이며 실제 용량이 거의 이론 용량에 근접하게 나오면서 싸이클 특성도 매우 우수하다. 하지만 리튬 금속 음극의 10%정도의 용량을 나타내어 고용량을 요구하는 현 추세를 만족시키지는 못하고 있다. 결국, 리튬 금속을 대체하면서도 고용량을 가지는 리튬 합금 음극에 많은 연구가 진행되고 있다. 리튬과 전기화학적으로 합금을 이룰 수 있는 금속 물질로는 Si, Sn, Al, Mg, Sb, P 등이 있다. 이러한 리튬 합금 음극은 흑연계 음극 물질에 비해 비교적 용량이 크고 리튬의 수지상 전착에 의한 문제도 발생하지 않아 그 가능성을 가지고 있다. 그 중 리튬 이차 전지용 음극 물질로 실리콘 일산화물에 대한 연구가 최근 활발히 수행되고 있다. SiO는 큰 용량을 가지지만 초기 효율이 낮고, 충방전에 따른 싸이클 특성이 크게 저하된다는 문제를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실리콘 일산화물(SiO)의 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 비정질 카본 (Super P) 및 흑연과의 고에너지 볼밀링과 열처리 작업을 실시하였다. 우선 비정질 카본(Super P)과의 볼밀링 작업으로 분말크기 감소 및 전기적 접촉을 향상시켜 SiO의 전도성을 향상시켰으며, 추가적으로 흑연과의 볼밀링을 통하여 싸이클 특성 향상을 이룰 수 있었다. 마지막 열처리 작업을 통해 나노 크기의 Si 및 SiO2를 형성시켜 추가적인 싸이클 특성을 향상 시킬 수 있었으며, 650mAh/g 이상의 고용량을 유지하면서도 50 사이클 이후에 충전용량의 90% 이상의 용량유지 특성을 보였다. |
| 저자 | 최웅철, 박철민, 손헌준 |
| 소속 | 서울대 |
| 키워드 | 리튬이차전지; 실리콘 일산화물; 음극; 복합체 |
