리튬이온 전지용 흑연복합체 전극

김원배

문희곤   hgmoon@gist.ac.kr  062-715-3077

기술개요

• 리튬이온전지의 용량 증대를 위해 흑연표면에 높은 리튬저장 용량을 갖는 차세대 전극재료인 주석산화물 나노막대를 성장시켜, 흑연입자를 활용한 복합체 전극을 개발
• 주석산화물 나노막대의 길이 및 직경을 균일하게 제어하고, 흑연과 주석산화물의 효과적인 상호작용을 통해 리튬이온전지의 성능 향상

 

기술의 특징/우수성

• 균일한 나노구조 성장을 통한 전해질 접촉 특성 증가
• SnO2/Graphite 복합체 전극에 의한 전극/전해질 부반응 감소
• 효과적인 나노구조를 통한 충·방전간 전극 부피팽창 완화
• Graphite에 의한 전자 전도도 증가 및 안정성 향상
• 시간과 농도 조절을 통한 Graphite 표면에서의 SnO2 나노막대 제어기술

 

주요기능/사양

• 흑연입자 위에 성장된 주석산화물 나노막대의 길이 및 직경의 제어가 용이함 (길이: 123 - 646nm, 직경: 28 - 84 nm,)
• 약 1010 mAh g-1의 매우 높은 초기 방전 용량을 보임
• 주석산화물의 이론 쿨롱효율(52 %)보다 높은 초기 쿨롱효율(59.2%)을 보임
• 평균 용량 감쇠는 2회 사이클 이후, 사이클당 약 0.85 % 의 값을 보임
• 주석산화물 나노입자나 나노선을 사용한 전극과 비교하여 우수한 고속 충·방전 특성을 보임

응용분야

• 리튬이온전지용 전극재 분야
• 카본지지체 위에 제어 가능한 나노막대를 성장시킬 수 있는 관점에서, 공기전지, 나트륨전지, 황전지, 슈퍼커패시터 등의 차세대 에너지 저장 소자에 활용 가능할 것임