[화학공학실험II] 셀 충방전 평가 및 CV 평가, 양극 구조 변화 분석 예비보고서

소개

화학공학실험I, II 및 신소재공정실험 모두 A+ 받았습니다.
해당 실험은 실험 시약이 없어 Ⅲ.실험시약 항목없이 Ⅱ. 실험 원리 다음 IV. 실험방법으로 이어집니다. 보고서 작성 형식에 맞게 작성된 자료이오니 구매 시 참고 부탁드립니다.

목차

실험2-3 : 셀 충방전 평가 및 CV 평가
Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 원리
Ⅳ. 실험 방법
Ⅴ. 예상 실험 결과(Pre-result)

실험2-4 : 양극 구조 변화 분석
Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 원리
Ⅲ. 실험 시약의 물리화학적 성질(분자 구조, 분자량, 녹는점, 끓는점 등)
Ⅳ. 실험 방법
Ⅴ. 예상 실험 결과(Pre-result)

[참고 문헌]

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
전기화학 셀의 충방전, CV 평가 기법을 이해한다. 셀의 이론 용량과 실제 용량을 비교해보고, 장기 cycle의 용량 유지율을 구한다. CV 그래프로 셀의 산화 환원 반응의 특징을 분석한다.

Ⅱ. 실험 원리
가. 용어정리
1. 전지 용량
배터리가 사용할 수 있는 전기 에너지 양, 즉 전자의 양을 뜻한다. 이론 용량(CT)과 실제 용량(Cp)에 관한 식은 다음과 같다.

<중 략>

C-rate(Current rate)는 배터리는 충전 혹은 방전시키는 속도를 나타내며, 충방전 전류를 실제 용량으로 나눈 값이다.

2. 충전 및 방전 곡선
y축은 전압의 변화, x축은 용량을 나타낸다. y축 값이 크면 전압이 높아 출력이 좋아지고, x축 값이 크면 전지의 용량이 증가하여 장시간 구동이 가능하다. 충전은 전력이 올라가면서 양극의 전압이 증가하고, 음극의 전압이 감소한다. 방전은 충전된 전력을 사용해 전압이 떨어지는 상태를 나타낸다.

충방전 과정에서 전이금속 산화물로부터 리튬이 deintercalation 혹은 intercalation 될 때 산화물의 결정구조와 원자 간의 결합력, 특히 전이금속의 d오비탈의 전자와 산소의 p오비탈의 전자 간 결합에 의한 에너지 상태에 따라 충방전 곡선의 형태가 달라진다.

참고자료

· 고은비 (2022). "코인풀셀 평가를 통한 리튬이온 이차전지의 전기화학적 특성 및 퇴화 거동에 대한 연구." 국내석사학위논문 한국산업기술대학교 대학원. 경기
· 도
· 김영훈, 윤성훈. (2012). “리튬이차전지의 전기화학 특성 분석법”. 고분자 과학과 기술, 23(3), 307-312
· 시라이시 다쿠 (2020). 처음 읽는 2차전지 이야기, 도쿄
· 화학물질정보처리시스템. (2022). "용어사전"
· https://kreach.me.go.kr/repwrt/portal/materials/koDictionaryList(2024-11-17 방문)