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논문KCI 등재

주형 합성법을 통해 합성된 다공성 주석 산화물을 적용한 리튬이차전지용 음극재 연구

Template Synthesis of Ordered-Mesoporous Tin Oxide for Lithium-ion Battery Anode Materials

이용민|서경주|최재철|고창현
한국전기화학회 (The Korean Electrochemical Society)|2014.05|전기화학회지 (Journal of the Korean Electrochemical Society)|제17권 제2호|pp. 86-93

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Lithium-ion batteriesAnode materialsSnO2Mesoporous materialTemplate synthesis
주제분류화학

초록

5 nm의 중형기공(mesopore)을 지녔으며 5~7 nm 굵기의 산화주석(SnO2) 나노선 다발이 잘 정렬된meso-SnO2를 주형합성법을 이용해서 제조하였다. 또한 주형합성법을 변형시켜서 5~7 nm 굵기의 동일한 나노선 다발 사이에 존재하는 중형기공에 주형으로 사용되었던 실리카(SiO2)를 일부 남긴meso-SnO2와 실리카의 복합체인 meso-SnO2/SiO2도 제조하였다. X-선 회절, 질소흡착법, 투과전자현미경을 이용해서 meso-SnO2와 meso-SnO2/SiO2의 구조를 확인하였다. meso-SnO2/SiO2는 meso-SnO2에 비해서 충방전시 발생하는 부피 팽창을 완화할 수 있을 것으로 예측했으며, 순환전압전류곡선, 교류 임피던스 분석, 충방전 전압 Profile 변화를 통해 부피 팽창 완화 효과를 확인하였다. 하지만, 수명 특성 측면에서는 구조 제어 효과가 미비하여, 향후 이를 개선하는 연구가 진행되어야 한다.

Abstract

Mesoporous tin oxide (meso-SnO2) with 5 nm mesopore and well-aligned SnO2nanowire-bundles with 5~7 nm diameters were prepared by template synthesis method. In additionto meso-SnO2, meso-SnO2/SiO2, which has almost the same structure as meso-SnO2 includingSiO2 used as the template were prepared by the modification of template synthesis. X-ray diffraction,N2 adsorption-desorption isotherms, transmission electron microscopy observed structuresof meso-SnO2 and meso-SnO2/SiO2. Although the meso-SnO2/SiO2 showed some positive evidencesto suppress the volume change of meso-SnO2 through cyclic voltammogram, electrochemicalimpedance spectroscopy, and voltage profiles during cycling, its cycle life was not improvedhighly to address modified structural effects. Thus, further study might be done to control thenanostructure of meso-SnO2/SiO2 for enhanced cycle performance.

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