| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 |
19권 1호 |
| 발표분야 |
C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 |
리튬이온 이차전지용 산화코발트/다층벽 탄소 나노튜브 복합 전극 제조 |
| 초록 |
상용 그라파이트계 음극과 달리, 전이금속 산화물은 리튬과의 전환 반응을 통해 높은 용량의 구현이 가능하지만 반응 중 부피 팽창으로 큰 응력이 발생하기 때문에 싸이클 수명이 길지 않다. 최근 전이금속 산화물을 나노구조화하여 이런 문제점을 해결하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중 이다. 본 연구에서는 전기영동 증착법과 열증착법을 사용하여 CoO 나노입자와 카본나노튜브 복합 구조 음극재료를 합성하였다. 전기영동 증착법으로 스테인레스스틸 집전체 위에 카본나노튜브를 24 µm 두께로 고르게 증착 시켰고 이를 CoCl2 분말과 같이 튜브로에 넣고 아르곤 분위기에서 550 °C로 가열하여 CoO 나노입자를 카본나노튜브 표면에 균일하게 증착 시켰다. 이렇게 완성된 샘플은 별도의 바인더 혼합공정 없이 바로 음극으로 사용하여 리튬이온 반쪽전지 테스트를 하였으며 FE-SEM, TEM, XRD, 그리고 XPS를 사용하여 샘플의 상과 형태 그리고 구조 등의 특성을 분석하였다. 분석결과 CoO 나노입자는 13 nm의 평균직경을 가지고 카본나노튜브 표면에 고르게 분포 되어 있었으며 다른 불순물 없이 CoO상으로 존재 하는 것을 확인했다. 또한 715 mA g-1 (CoO의 이론용량)의 속도로 충방전 테스트 한 결과 50싸이클과 100싸이클 후에도 각 600과 550 mA h g-1 의 높은 용량을 보였다. 이는 카본나노튜브의 기계적 강도와 functional space에 의해 활물질의 부패 팽창 완화뿐 아니라 전기전도도 향상 그리고 넓은 비표면적 등이 리튬과의 반응을 더 효율적으로 이끌어 용량과 싸이클 수명을 크게 향상 시킨 것으로 보인다. |
| 저자 |
김재찬, 김동완
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| 소속 |
아주대 |
| 키워드 |
리튬이온 이차전지; 산화코발트; 다층벽 탄소 나노튜브
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