| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 ) |
| 권호 | 12권 1호 |
| 발표분야 | 에너지환경재료 |
| 제목 | 성장온도에 따른 Si 박막전극의 충방전 특성 |
| 초록 | Si은 리튬 2차전지용 음극 재료로서 높은 이론용량(4200mAh/g)을 가지고 있지만, 반복 충방전에 의해 0.25V, 0.1V 두 개의 반응구간에서 용량이 감소한다. 용량 감소의 원인으로 실리콘 화합물의 반응에 의한 부피 팽창이 주된 원인으로 보고되고 있으며, 현재 Si과 집전체간의 결합력을 개선하기 위해 많은 연구가 진행중에 있다. 본 실험은 실온에서 증착된 Si/Cu 박막의 충방전 테스트 결과를 바탕으로 기판의 온도를 200℃로 유지하여 제조한 Si/Ni/Cu 박막의 충방전 거동을 비교 하고자 한다. Si 박막 전지의 제조는 RF sputtering법을 이용하여 Ni/Cu, Si/Ni/Cu 박막을 증착 시켰다. Chamber 내의 초기진공도는 2×10-5Torr였으며, 박막은 Ar gas 분위기에서, RF powder(150W)로 증착되었다. 증착된 막은 SEM, AFM, XRD 로 표면관찰, 두께측정, 결정구조분석을 하였다. 충방전 특성은 LiPF6와 EC/DMC 전해질을 사용하였고, Swage lock cell로 조립 후, WBSC3000(WonA, tech)를 이용하였다. 충전 종지 전압 및 방전 종지 전압은 2.0V와 0.01V였으며, 전류밀도는 0.2㎃/㎠로 충방전 거동을 알아보았다. 충방전이 끝난 시편은 SEM을 이용하여 표면 분석을 하였다. Si/Cu 전극에 Ni을 buffer층으로 하여 제조한 Si/Ni/Cu 전극이 Si/Cu 전극보다 충전실험 결과 Si/Cu 전극보다 높은 충전용량을 나타내었지만 800～1200mAh/g-Si 에서 불안정한 반응구간을 나타내었다. 이를 개선하기 위해 박막증착시 기판의 온도를 200℃로 유지하여 박막 증착을한 후 충전실험을 하였을 때 가장 높은 충전용량을 나타내었다. |
| 저자 | 신원철, 이봉기, 조규봉, 김기원, 조권구, 안효준 |
| 소속 | 경상대 |
| 키워드 | Silicon; thin film; anode; Lithium-ion batteries |
