리튬이온이차전지용 고효율 음극(SiO-Graphite)
High Coulombic Efficiency Negative Electrode (SiO-Graphite) for Lithium Ion Secondary Battery
2
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
현재 상용화 되어있는 흑연의 저용량 문제를 해결하기 위해 실리콘이나 주석계 등 고용량 비탄소계 음극전극재료들이 연구되고 있다. 이 중 산화실리콘(SiO)은 초기 충전(환원)과정에서 Li이 삽입되면서 Li2O 생성으로 비가역 비용량이 발생하여 초기 싸이클에서 쿨롱효율이 낮고, 싸이클링에 따라 리튬 탈 삽입 과정의 비용량이 증가하는 특징으로 실제의 전지를 설계할 시 문제점을 가진다.1,2) 본 연구에서는 고용량 특성을 나타내는 비탄소계 실리콘을 포함하는 리튬이차전 지용 음극활물질과 흑연의 복합체를 제조하여 흑연으로 실리콘의 부피팽창을 완화시키고, 사이클 특성을 향상시키는 실 리콘(SiO-Graphite)재료를 개발하고, 산화실리콘과 흑연 복합체의 높은 비가역 용량의 해소와 싸이클에 따른 리튬 탈삽 입 과정의 용량증가를 해소하기 위한 전처리를 통하여 초기 효율을 향상한 전극의 제조에 대하여 연구하였다
Abstract
A new anode composition material comprising of SiO and Graphite has been prepared by adopting Highenergy ball milling (HEBM) technique. The anode material shows high initial charge and discharge capacity values30th cycle with a high coulombic efficiency~99%. Since the materials formed during initial charge process the nanosilicon/Li4SiO3 and Li2O remains as interdependent, it may be expected that the composite exhibiting higher amountof irreversibility(Li2O) will deliver higher reversible capacity. In this study, constant current-constant voltage (CC-CV) charge method was employed in place of usual constant current (CC) method in order to convert efficientlyall the SiO particles which resulted high initial discharge capacity at the first cycle. We improved considerably theinitial discharge specific capacity of SiO/G composite by pretreatment(CC-CV).
참고문헌 (13)
- M. S. Park, "Si-Ni alloy-graphite composite synthesized by arc-melting and high-energy mechanical milling for use as an anode in lithium-ion batteries", J. Power sources, 158, pp.650~ (2006)
- F. S. Ke, "Electroplating synthesis and electrochemical properties of macroporous Sn-Cu alloy electrode for lithium-ion batteries", Electrochimica Acta, 52, pp.6741~ (2007)
- P. Zuo, "Electrochemical reaction of the SiMn", C composite for anode in lithium ion batteries, 2006, pp.414, 265~
- U. Kasavajjula, "Nano-and bulk-siliconbased insertion anodes for lithium-ion secondary cells", Journal of Power Sources, 163, pp.1003~ (2007)
- N. Dimov, "Carbon-coates silicon as anode material for lithium ion batteries", Electrochimica Acta, 48, pp.1579~ (2003)
- . M. S. Park, "Effects of mechanical milling and arc-meltiong processes on the electrochemical performance of Si-based composite materials", Materials letters, 60, pp.3079~ (2006)
- 도칠훈, "PVDF 전구체를 이용한 탄소 도포 실리콘 재료의 개발 및리튬이차전지 음극특성", 전기전자재료학회논문지, 19(7), pp.636~643 (2006), 한국전기전자재료학회
- H. Dong, "Carbon", Ba-Fe-Si alloy composite as high capacity anode materials for Li-ion batteries, 2003, pp.5, 952~
- P. Patel, "Nanocomposites of silicon", titanium carbide synthesized using high-energy mechanical milling for use as anodes in lithium-ion batteries, 2005, pp.116, 347~
- J. N. Jayaprakash, "A new class of tailormade Fe0.92mn0.08Si2 lithium battery anodes", Intermetallics, 15, pp.442~ (2007)
- T. Morita, "Namo Si Cluster-SiOx-C Composite Material as High-Capacity Anode Material for Rechargeable Lithium Batteries", J. Electrochem. Soc, 153, pp.425~ (2006)
- J. H. Kim, "Enhanced cycle performance of SiO-C composite anode for lithium-ion batteries", Journal of Power Sources, 170, pp.456~ (2007)
- 도칠훈, "고효율 리튬이차전지용 음극, 전극 제조방법 및 리튬이차전지(특허출원번호 10-2007-0098813)", ~ (2007)