화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2015년 가을 (10/21 ~ 10/23, 일산 KINTEX)
권호 21권 2호, p.1844
발표분야 에너지
제목 SiO2로 피복된 폴리실리콘 음극활물질의 전기화학적 특성
초록 리튬이온전지는 스마트폰, 태블릿PC와 같은 소형 제품에서부터 자동차와 같은 대형제품에 이르기까지 다양한 제품의 배터리로 널리 사용되고 있다. 리튬이온전지의 구성요소 중 하나인 음극은 현재 흑연 물질이 사용되고 있는데 최근 떠오르는 음극소재로는 실리콘이 각광을 받고 있다. 실리콘은 흑연의 최대용량 (372mAh/g)보다 10배 정도(4200mAh/g)의 큰 용량을 갖지만 충 방전 과정 중 약 300% 이상의 부피 팽창이 일어나는 단점을 가지고 있다.  
이와 같은 부피 팽창으로 인한 용량 감소 문제를 해결하기 위하여 Si를 산화시켜 Si표면에 SiO2 층을 형성시켰다. SiO2층을 형성하기 위해 air 분위기 열처리하였는데 이때 온도와 시간을 변수로 하여 SiO2층의 두께를 조절하였다. SiO2는 부피 팽창의 완충역할을 하여 충 방전 시 수명특성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 연구에서는 활물질로는 Si, Si/SiO2를 사용하였다. SiO2 열처리 온도와 시간은 600℃, 1시간, 2시간, 700℃ 1시간, 2시간으로 하여 총 5가지 활물질을 비교 분석하였다. Super P를 도전재로 사용하였고, PAA-SBR을 바인더로 사용하였다. SEM, TEM, XRD, TGA 및 배터리 테스터기로 전기화학적 및 구조적 특성 분석하고 측정하였다.  
저자 나병기, 윤상효, 최재동, 김동욱, 문찬호
소속 충북대
키워드 Poly-Silicon; Silicon oxide; Anode; Lithium ion battery.
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