열전지용 FeS2 박막전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of FeS2 Thin Film Electrodes for Thermal Batteries)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 30권 / 5호 / 318 ~ 324페이지
· 저자명 : 임채남

초록

황화철(FeS2)은 높은 비에너지밀도, 무독성, 저비용 등으로 인하여 열전지용 양극 재료로 사용되고 있다. 열전지 부품을 제조하기 위해서 분말 성형 기술이 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 전극의 크기(> 150 mm) 및 두께(< 0.25 mm) 등의 요구조건들을 충족시키는데 한계가 있다. 따라서, 전지의 용량을 감소시킬뿐만 아니라 비용이 상승되고, 열전지의 활성화 시간을 지연시키게 된다. 본 연구에서는 유기바인더를 사용하여 테이프캐스팅 방법으로 열전지용 FeS2 박막양극을 제작하여 미세조직을 관찰하고, 전기화학적 특성을 분석하였다. 제작된 FeS2 박막양극에 존재하는 유기바인더는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 결과적으로 내부저항이 감소됨으로써 전기화학적 성능이 향상되었다. 또한, FeS2 박막양극의 두께가 두꺼워질수록 잔류바인더 양이 많아지게 되고, 용융염과 활물질의 반응이 제한될 수 있기 때문에 전극의 비용량이 감소하는 경향을 보였다. 기계적 강도를 고려한 최적 열처리 온도(230oC)에서 FeS2 박막양극의 비용량(1,212 As/g)은 기존의 필렛형 양극(860.7 As/g) 보다 훨씬 높은 값을 나타내었다.

영어초록

Powder compaction technology is widely used to prepare thermal battery components. This method,however, is limited by the size, thickness, and geometry of the battery components. This limitation leads toexcessive cell capacity, overweight, and higher cost of the pellets, which decreases the specific capacities and delaysthe activation time of thermal batteries. FeS2 thin-film cathodes were fabricated by tape-casting technology andanalyzed by SEM and EDS in this paper. The residual organic binder of the FeS2 thin-film cathodes decreased withthe temperature of the heat treatment, which improved the specific capacity because of the lower resistance. Specificcapacities of the FeS2 thin-film cathodes decreased because of the higher residual binder and the restrictive reactionof active materials with molten salts as the thickness increased. FeS2 thin-film cathodes showed much higher specificcapacity (1,212.2 As/g) than pellet cathodes (860.7 As/g) at the optimal heat-treatment temperature (230℃).

참고자료

· 없음