화학공학소재연구정보센터
Applied Chemistry for Engineering, Vol.31, No.5, 509-513, October, 2020
TiO2 마이크로콘/CNT 복합체의 전기화학적 합성 및 리튬 이온 전지 음극 소재로의 응용
Electrochemical Synthesis of TiO2 Microcones/CNT Composites as Anode Material for Lithium Ion Batteries
E-mail:,
초록
본 연구는 리튬이온 이차전지의 음극재로서 TiO2 마이크로콘/CNT 복합체를 제조하여 배터리의 성능을 측정하였다. 양극산화법을 통해 리튬이온이 저장될 수 있는 넓은 표면적의 나노조각으로 구성된 TiO2 마이크로콘 구조를 제조하였다. 이어서 polarization과 전기 영동법을 통해 CNT를 증착하였다. TiO2 마이크로콘/CNT 복합체 전극은 전기전도도와 리튬이온 전도도가 향상되어 순수한 TiO2 마이크로콘 전극 대비 더 높은 용량과 사이클 안정성을 보였다. 또한 TiO2 마이크로콘/CNT 복합체는 최대 20 C의 높은 전류밀도에서도 우수한 수명특성과 속도유지율을 보였다.
The performance of TiO2 microcones/CNT composites as an anode material for lithium ion batteries was investigated. TiO2 microcones/CNT composites were prepared by the polarization followed by electrophoretic deposition approaches on anodic TiO2 microcones, which were composed of individual nanofragments resulting in a large surface area where lithium ion can be stored. Compared to pristine TiO2 microcones, TiO2 microcones/CNT composite electrodes showed higher areal capacity with a stable cyclability due to an enhanced electrical and lithium ion conductivity. Furthermore, TiO2 microcones/CNT composite electrodes exhibited good cycle life characteristics and excellent rate retention under a high current density of up to 20 C.
  1. Zu CX, Li H, J. Energy Environ. Sci., 4, 2614 (2011)
  2. Chianelli RR, J. Cryst. Growth, 34, 239 (1976)
  3. Tran TD, Feikert JH, Song X, Kinoshita K, J. Electrochem. Soc., 142(10), 3297 (1995)
  4. Winter M, Besenhard JO, Spahr ME, Novak P, Adv. Mater., 10(10), 725 (1998)
  5. Ortiz GF, Hanzu I, Djenizian T, Lavela P, Tirado JL, Knauth P, Chem. Mater., 21, 63 (2009)
  6. Zhu GN, Wang YG, Xia YY, Energy Environ. Sci., 5, 6652 (2012)
  7. Rhee O, Lee G, Choi J, ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, 14558 (2016)
  8. Yen JP, Chang CC, Lin YR, Shen ST, Hong JL, J. Alloy. Compd., 598, 184 (2014)
  9. Terranova ML, Orlanducci S, Tamburri E, Guglielmotti V, Rossi M, J. Power Sources, 246, 167 (2014)
  10. Liu J, Feng H, Jiang J, Qian D, Li J, Peng S, Liu Y, J. Alloy. Compd., 603, 144 (2014)
  11. Su Z, Zhang L, Jiang F, Hong M, Prog. Nat. Sci., 23, 294 (2013)
  12. Jitianu A, Cacciaguerra T, Benoit R, Delpeux S, Beguin F, Bonnamy S, Carbon, 42, 1147 (2004)
  13. Ferrari AC, Solid State Commun., 143, 47 (2007)
  14. Kubiak P, Froschl T, Husing N, Hormann U, Kaiser U, Schiller R, Weiss CK, Landfester K, Wohlfahrt-Mehrens M, Small, 7, 1690 (2011)
  15. Wang YX, Xie J, Cao GS, Zhu TJ, Zhao XB, J. Mater. Res., 27, 417 (2012)
  16. Zhang P, Qiu JX, Zheng ZF, Liu G, Ling M, Martens W, Wang HH, Zhao HJ, Zhang SQ, Electrochim. Acta, 104, 41 (2013)
  17. Li X, Qu MZ, Huai YJ, Yu ZL, Electrochim. Acta, 55(8), 2978 (2010)