常溫 電解法에 의한 리튬 金屬의 回收: I. 電極物質의 影響
Recovery of Metallic Lithium by Room-Temperature Electrolysis: I. Effect of Electrode Materials
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초록
리튬 리싸이클링의 일환으로 상온 전해법으로 금속형태의 리튬을 회수하는 연구를 수행하였다. 리튬 전해액으로 이온성액체인PP13TFSI에 리튬염으로 LiTFSI를 용해시켜 사용하였으며, 작동전극으로 금, 백금 및 구리를 각각 적용하였다. 작동전극 상에서 조사한 순환전위주사 실험 결과로부터 리튬의 상온 전해환원에 대한 가능성을 확인하였으며, 백금이나 구리의 경우 보다 금 전극에서리튬 환원전류가 더 크게 나타났다. 정전위법(−2.4 V vs. Pt-QRE)으로 1시간동안 금 전극 상에 전착한 다음, 전극표면을 SEM-EDS 및 XRD 분석을 하였다. 전착된 리튬은 금속 리튬 혹은 금과의 합금 형태이었으며, 침상형으로 균일하게 전착되었음을 확인하였다. 또한 전착물에 미량의 산소가 검출되는 것은 분석과정에서 시편이 공기 중에 노출되었기 때문으로 판단된다.
Abstract
The room-temperature electrodeposition of metallic lithium was investigated from ionic liquid, 1-methyl-1-propylpiperidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (PP13TFSI) with lithium bis (trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) as a lithium source. Cyclic voltammograms on gold working electrode showed the possibility of the electrodeposition of metallic lithium, and the reduction current on a gold electrode was higher than the value on platinum and copper. The metallic lithium could be electrodeposited on the gold electrode under potentiostatic condition at −2.4 V (vs. Pt-QRE) and was confirmed by analytical techniques including XRD and SEM-EDS. The dendrite-typed electrodeposits were composed of a metallic lithium and a alloy with gold substrate. And any impurity could be detected except for trace oxygen introduced during handling for the analyses.
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