| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2015년 봄 (05/14 ~ 05/15, 구미코) |
| 권호 |
21권 1호 |
| 발표분야 |
C. 에너지 재료 |
| 제목 |
RF 마그네트론 스퍼터를 이용한 전고상 박막전지용 LiMn1.5Ni0.5O4 전극의 제조 및 전기화학적 특성 분석 |
| 초록 |
전고상 박막전지는 액체전해질을 사용한 박막전지와 비교시 누액에 의한 발화 및 폭발이 없기 때문에 높은 안전성을 가지며 소자의 초소형화 및 flexible 형태로 제작이 가능하다는 장점을 가진다. 이러한 전고상박막전지의 대표적인 양극활물질인 LiCoO2는 층상구조를 가지며 70μAh·cm-2μm-1의 높은 용량과 3.9V의 작동전압으로 인하여 널리 상용화되고 있다. 그러나 최근 Co의 원자재가격상승과 인체 유해성문제가 대두되면서, 이를 대체하기 위한 신규 양극활물질의 개발이 필요한 실정이다. 차세대 양극활물질 소재 중 Co-free이며 스피넬 구조를 갖는 LiMn1.5Ni0.5O4는 Ni2+/Ni4+의 산화환원반응에서 기인한 4.7V의 작동전압을 가짐으로써 고출력을 낼 수 있기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 일반적으로 LiMn1.5Ni0.5O4는 열처리 과정 중에 온도가 증가할수록 산화물 내의 Mn3+가 Mn4+로 산화되어 P4332에서 Fd3m으로 상전이 되며 이로 인해서 4.3V에서도 Mn3+/Mn4+의 산화환원반응에 기인한 전기화학적 특성이 나타난다. 또한 상전이에 따른 Mn3+/Mn4+의 비는 전고상 박막전지의 성능에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 LiMn1.5Ni0.5O4 박막을 제조하였으며 공정 시 수반되는 리튬의 손실을 고려하여 Li-rich한 Li1.2Mn1.5Ni0.5O4 조성의 타겟을 사용하였다. 또한 증착 시 기판온도에 따른 LiMn1.5Ni0.5O4의 상전이 변화와 Mn3+/Mn4+의 비를 확인하였다. 제작된 전고상 박막전지의 물리적, 전기화학적 특성은 XRD, SEM, CV, electrochemical impedance spectroscopy를 이용하여 분석하였다. |
| 저자 |
이승환1, 윤미영2, 김희수1, 배동현1, 신현정3, 문주호1, 김주선4
|
| 소속 |
1한국과학기술(연), 2성균관대, 3한양대, 4안동대 |
| 키워드 |
<P>all solid state; thin-film; battery; LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB></P>
|
| E-Mail |
|
