소개글
"리튬이온배터리의 덴드라이트 형성 원인 및 엑제 방법과 깁스자유에너지"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 리튬이온배터리의 셀 종류와 특징
1.2. Half-cell과 Full-cell의 개념 및 차이점
1.3. 리튬이온배터리의 주요 구성 요소
2. 리튬이온배터리의 덴드라이트 형성
2.1. 덴드라이트 형성 원인
2.2. 덴드라이트 억제 방법
3. 깁스자유에너지의 이해
3.1. 깁스자유에너지의 정의
3.2. 깁스자유에너지와 전지 성능의 관계
4. 실험 사례 분석
4.1. 알루미늄-공기 전지 실험 목적 및 구성 요소
4.2. 알루미늄-공기 전지의 전극 반응 및 특징
5. 결론
5.1. 리튬이온배터리 기술의 발전 방향
5.2. 차세대 전지 기술의 전망
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 리튬이온배터리의 셀 종류와 특징
리튬이온배터리는 원통형 셀, 각형 셀, 파우치 셀, 코인 셀과 같은 다양한 셀 형태로 제작된다. 원통형 셀은 긴 원통 형태로 양극(+)과 음극(-)이 세퍼레이터로 분리된 다층 구조이며, 금속 캔에 밀봉되어 있다. 기계적 충격과 압력에 강하고 열 방출이 용이하여 발열 관리가 쉬워 많이 사용되며 표준화된 크기와 사양으로 호환성이 높다. 다만 직사각형 배터리 팩에 비해 공간 활용도가 떨어지고 에너지 밀도가 다소 낮을 수 있다. 각형 셀은 직사각형 또는 정사각형 형태로 플레이트 모양의 양극과 음극이 세퍼레이터로 분리되어 직렬로 쌓여 있다. 설계 유연성이 높고 에너지 밀도가 높지만 열 관리가 어렵고 무게가 증가할 수 있다. 파우치 셀은 유연한 파우치 형태로 층상 구조이며 파우치 필름으로 밀봉되어 있다. 부피 대비 에너지 밀도가 높고 무게를 줄일 수 있지만 기계적 충격에 취약하여 보호 구조가 필요하다. 코인 셀은 동전 모양으로 양극과 음극이 금속 캔에 담겨 있는 구조이다. 매우 작은 크기로 소형 전자 기기에 적합하며 저비용으로 생산이 가능하나 용량이 제한적이고 외부 충격에 약할 수 있다.
1.2. Half-cell과 Full-cell의 개념 및 차이점
Half-cell과 Full-cell의 개념 및 차이점이다. Half-cell은 하나의 전극과 기준 전극(일반적으로 리튬 금속 전극)으로 구성된 전기화학 셀이다. 이를 통해 특정 전극(양극 또는 음극)의 전기화학적 특성을 독립적으로 평가할 수 있다. 그러나 실험 결과가 실제 배터리(full-cell)에서의 성능과 다를 수 있다는 단점이 있다. Full-cell은 실제 배터리와 동일하게 양극과 음극이 모두 포함된 전기화학 셀이다. 양극과 음극이 함께 작동하여 전체 배터리 시스템의 전기화학적 특성을 평가할 수 있다. Full-cell은 실제 사용 조건에서 배터리의 성능을 평가할 수 있지만, 여러 변수(양극, 음극, 전해질 등)가 작용하므로 특정 문제의 원인을 분석하기 어려울 수 있다. 또한 Full-cell 테스트는 Half-cell 테스트보다 더 복잡하고 비용이 많이 들며 시간이 많이 걸린다.
1.3. 리튬이온배터리의 주요 구성 요소
리튬이온배터리의 주요 구성 요소는 음극, 양극, 분리막, 전해질이다. 음극은 충전 시 리튬 이온을 저장하고 방전 시 이를 방출하는 역할을 하며, 주로 흑연, 실리콘, 탄소나노튜브, 그래핀 등의 재료가 사용된다. 양극은 방전 시 리튬 이온을 저장하고 충전 시 이를 방출하는데, 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 등이 사용된다. 분리막은 양극과 음극을 물리적으로 분리하여 직접적인 접촉을 방지하며, 주로 고분자 재료인 폴리에틸렌(PE) 또는 폴...
참고 자료
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