Zn2GeO4 와 Zn2SnO4 나노선의 리튬 및 소듐 이온전지 성능 비교 연구
Comparative Cycling Performance of Zn2GeO4 and Zn2SnO4 Nanowires as Anodes of Lithium- and Sodium Ion Batteries
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
수열합성법을 이용하여 Zn2GeO4 및 Zn2SnO4 나노선을 대량 합성하였고 리튬이온 전지와 소듐이온전지의 전기화학적 특성을 조사하였다. 리튬이온전지에서 Zn2GeO4 나노선은 50 사이클 이후에 1021 mAh/g, Zn2SnO4 나노선은 692 mAh/g의 높은 방전용량을 갖는 것을 확인하였고 두나노선 모두 98%가 넘는 쿨롱 효율을 보였다. 따라서 이들 나노선은 고성능 리튬이온전지의 개발을 위한 음극소재로 기대된다. 또한 소듐이온전지에 대한 관심이 국내는 물론 전 세계적으로집중이 되고 있어 처음으로 Zn2GeO4과 Zn2SnO4 나노선에 대한 소듐이온전지를 제작하여 용량을 측정하였다. 측정한 결과 이들 나노선은 50 사이클 이후에 각각 168 mAh/g 과 200 mAh/g 의 방전용량을 갖는 것을 확인하였고 두 나노선 모두 97%가 넘는 높은 쿨롱 효율을 보였으며이에 우리의 첫 시도가 앞으로 많은 연구에 기여할 것으로 예상한다.
Abstract
High-yield zinc germanium oxide (Zn2GeO4) and zinc tin oxide (Zn2SnO4) nanowires were synthesized using a hydrothermal method. We investigated the electrochemical properties of these Zn2GeO4 and Zn2SnO4 nanowires as anode materials of lithium ion battery and sodium ion battery. The Zn2GeO4 and Zn2SnO4 nanowires showed excellent cycling performance of the lithium ion battery, with a maximum capacity of 1021 mAh/g and 692 mAh/g after 50 cycles, respectively, with a high Coulomb efficiency of 98 %. For the first time, we examined the cycling performance of Zn2GeO4 and Zn2SnO4 nanowires for sodium ion batteries. The maximum capacity is 168 mAh/g and 200 mAh/g after 50 cycles, respectively, with a high Coulomb efficiency of 97%. These nanowires are expected as promising electrode materials for the development of high-performance lithium ion batteries as well as sodium ion batteries.
참고문헌 (42)
- R. Z. Hu, , Chin. Sci. Bull, 57, pp.4119~ (2012)
- X. L. Wu, , Chem. Asian J, 8, pp.1948~ (2013)
- 조이 오콘, "High Energy Density Germanium Anodes for Next Generation Lithium Ion Batteries", 공업화학, 25(1), pp.1~13 (2014), 한국공업화학회
- M. R. St. John, , J. Electrochem. Soc, 129, pp.246~ (1982)
- J. Graetz, , J. Electrochem. Soc, 151, pp.A698~ (2004)
- R. A, Higgns, , J. Power Sources, 81, pp.13~ (1999)
- M. Winter, , Electrochim. Acta, 45, pp.31~ (1999)
- J. K. Feng, , Electrochem Commun, 13, pp.287~ (2011)
- R. Yi, , Nano Energy, 2, pp.498~ (2013)
- F. Zou, , Chem. Eur. J, 19, pp.6027~ (2013)
- W. Li, , Nanoscale, 5, pp.10291~ (2013)
- F. Zou, , Nanoscale, 6, pp.924~ (2014)
- W. Chen, , Phys. Chem. Chem. Phys, 17, pp.5109~ (2015)
- A. Rong, , J. Phys. Chem. B, 110, pp.14754~ (2006)
- X. J. Zhu, , J. Power. Sources, 189, pp.828~ (2009)
- X. Hou, , Solid State Ionics, 181, pp.631~ (2010)
- S. M. Becker, , Phys. Chem. Chem. Phys, 13, pp.19624~ (2011)
- N. Feng, , Mater Lett, 76, pp.66~ (2012)
- K. Kim, , Electrochim Acta, 76, pp.192~ (2012)
- W. Song, , J. Mater. Res, 28, pp.24~ (2012)
- X. Zheng, , CrystEng Comm, 14, pp.2112~ (2012)
- Y. Zhao, , RSC Adv, 3, pp.14480~ (2013)
- C. T. Cherian, , ACS Appl. Mater. Interfaces, 5, pp.6054~ (2013)
- W. Song, , J. Power. Sources, 229, pp.6~ (2013)
- H. Huang, , Electrochim Acta, 147, pp.201~ (2014)
- H. Fan, , RSC Adv, 4, pp.49806~ (2014)
- Y. Zhao, , Electrochim Acta, 120, pp.128~ (2014)
- K Wang, , Ceram Int, 40, pp.8021~ (2014)
- R. Zhang, , J. Mater. Chem. A, 2, pp.17979~ (2014)
- K. Wang, , Ceram Int, 40, pp.2359~ (2014)
- T. Jiang, , J. Alloys Compd, 639, pp.239~ (2015)
- C. Yan, , Mater Lett, 138, pp.120~ (2015)
- L. Qin, , Mater Lett, 141, pp.255~ (2015)
- B. -Y. Wang, , J. Power. Sources, 281, pp.341~ (2015)
- Z. Li, , Acc. Chem. Res, 48, pp.1657~ (2015)
- L. Baggetto, , Electrochem Commu, 34, pp.41~ (2013)
- A. Kohandehghan, , Nano Lett, 14, pp.5873~ (2014)
- Y. Xu, , Adv. Energy Mater, 3, pp.128~ (2013)
- D. -H. Nam, , J. Phys. Chem. C, 118, pp.20086~ (2014)
- J. Liu, , Nano Lett, 14, pp.6387~ (2014)
- Q. Liu, , J. Am. Chem. Soc, 132, pp.14385~ (2010)
- Z. Li, , Nanoscale, 4, pp.3490~ (2012)