[논문]FeS2양극 2차전지의 분말 입자 크기에 따른 전기화학적 특성에 대한 연구

소개글

[논문]FeS2양극 2차전지의 분말 입자 크기에 따른 전기화학적 특성에 대한 연구

목차

Ⅰ. 서론 2

Ⅱ. 이론적 배경 7
1. 전지의 정의 7
2. 전지의 종류 7
3. 이차 전지의 종류 및 특성 8

Ⅲ. 실험방법 11
1. 황화철 분말의 제조 11
1) 공침법에 의한 황화철 분말의 제조 11
2) 자연 pyrite 분말을 사용한 전극의 제조
2. 리튬/황화철 전지 제조 11
1) 리튬 전극 11
2) 황화철 음극 제조 11
3) 전지조립 12
3. 리튬/황화철 전지 사이클 실험 12
4. 특성 조사 13
1) FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy) 13
2) XRD (X-ray Diffraction) 13
3) DSC (Differential Scanning Calorimetry) 13
4) CV(Cyclic Voltammetry) 13
5) Cycle Test 13

Ⅳ. 결과 및 고찰 14
1. 황화철의 물리적 특성 14
2. 황화철의 전기화학적 특성 19

Ⅴ. 결론 21

본문내용

Ⅰ서론
이차전지는 소형의 고성능 에너지원으로 사용되고 있다. 휴대전자기기의 고성능화와 장시간 사용을 목표로 소형이면서 고용량을 실현할 수 있는 이차전지가 요구되고 있다. 현재 대기업이 이런 이차전지의 필요성을 느끼고 2차 전지 생산에 박차를 가하고 있다. 삼성SDI는 내년까지 IT용 이차전지 생산량을 19%가량 늘리기로 했다. 김근배 삼성SDI 김근배 상무는 7일 한국과학기술회관에서 솔라 & 에너지(대표 김광주) 주최로 열린 `한국 전기자동차 및 전지 컨퍼런스`에서 "현재 10억5000만개(33개 라인)에서 내년까지 12억5000만개(38개 라인)로 배터리 생산을 늘릴 계획"이라고 밝혔다. 김 상무는 "IT분야의 주요 품목인 휴대용 제품과 노트북의 이차전지 수요는 전년 대비 10% 이상, 태블릿은 전년 대비 200% 이상의 수요 증가가 예상된다"며 "삼성SDI는 삼성 그룹사의 강점인 IT분야에 집중하고 있으며, 특히 모바일 2차전지에 많은 기대를 걸고 있다"고 말했다.
현재 쓰이고 있는 리튬이온전지는 니켈망간전지나 니켈카드뮴전지보다 에너지 밀도가 높고 면적당 용량이 크다. 또한 자기 방전율이 낮으며 수명이 길다. 메모리 효과가 없어서 사용의 편리성과 장수명의 특성을 지닌다. 리튬이온전지의 양극재료는 충간구조의 전이금속산화물을 이용하며, 음극재료는 탄소계 재료를 사용하여 리튬이온의 삽입(intercalation) 및 탈리(deintercalation)가 가능하다. 이러한 층간 리튬의 삽입·탈리 반응을 이용하기 전 리튬이차전지는 리튬금속을 음극으로 사용하였는데 이때여러 가지 문제점이 나타났다. 그 중 하나는 리튬금속의 가역성이 떨어진다는 것이다. 충전과정을 통해 전해질에 있는 리튬 이온이 음극인 리튬 금속에 전착된 후, 충전과정을 통해 전해질에 있는 리튬 이온이 음극인 리튬 금속에 전착된 후, 방전과정을 통해 이중 일부만이 다시 전해질로 용해되게 된다. 즉 충전과정을 통해 전착된 리튬 중 일부만이 방전과정에 다시 사용될 수 있기 때문에 용량감소를 막기 위해서는 상대적으로 많은 양의 리튬이 필요하였다. 또한 안정성에 대한 문제도 빼 놓을 수 없는데 리튬은 충전시 수지상으로 성장하여 분리막을 뚫고 양극과 접촉하여 내부의 단락이 발생되고, 이러한 단락은 급격한 반응을 유발시켜 전지의 폭발을 초래할 수도 있다. 수지상 성장은 전류밀도가 클수록 활발해 지므로 고속 충전이 필요한 전지에서는 리튬 금속을 사용할 수 없다는 단점이 있다.

참고 자료

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