리튬이차전지 음극재용 나노입자 Li4Ti5O12의 전기화학적 연구
Electrochemical Study of Nanoparticle Li4Ti5O12 as Negative Electrode Material for Lithium Secondary Battery
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초록
리튬이온전지용 음극 활물질로 스피넬 구조의 리튬 티탄산화물(Li4Ti5O12)이 졸-겔법과 HEBM법으로 제조되었다. 제조된 Li4Ti5O12의 입자크기 및 결정구조를 확인하기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 주사전자현미경(SEM) 및 평균입자분석(PSA)을 수행한 결과 100nm의 균일한 크기의 입자를 확인하였다. 작업전극으로 Li4Ti5O12를 사용하고 기준전극과 상대전극으로 lithium 호일을 사용하여 전기화학적인 삼상전극 셀을 구성하여 전기화학적인 특성 평가를 한 결과 1.0 ～ 2.5 V의 전압 범위에서 고율 충방전 성능과 0.2C에서 173 mAh/g의 용량 특성을 나타내었다. Li4Ti5O12은 리튬의 삽입과 탈리가 일어나는 동안 구조적인 안정성을 보여주고 있다.
Abstract
Lithium titanium oxide (Li4Ti5O12) with spinel-framework structures as anode material for lithium-ion battery was prepared by sol-gel and high energy ball milling(HEBM) method. According to the X-ray diffraction (XRD), Particle Size Analyses(PSA) and scanning electron microscopy (SEM) analysis, uniformly distributed Li4Ti5O12 particles with grain sizes of 100nm were observed. Half cells, consisting of Li4Ti5O12 as working electrode and lithium foil as both counter and reference electrodes showed the high performance of high rate discharge capacity and 173 mAh/g at 0.2C in the range of 1.0 ～ 2.5 V. Furthermore, the crystalline structure of Li4Ti5O12 didn't transform during the lithium intercalation and deintercalation process.