리튬 이온 배터리 음극용 다공성 실리콘 소재에 대한 연구 (Study on Porous Silicon Materials for Lithium-ion Battery Anode)

서지정보

· 발행기관 : 한국전지학회
· 수록지 정보 : 한국전지학회지 / 4권 / 1호 / 1 ~ 7페이지
· 저자명 : 이민호, 연지수, 김성수

초록

본 연구에서는 Water atomization을 통해 제작된 실리콘 합금을 Hydrochloric acid와 반응시켜 다공성 구조를 형성하 였고, 이 구조가 셀의 성능에 미치는 영향에 대해서 물리적, 전기화학적 방법을 통해서 분석하였다. 다공성 구조의 형성 은 SEM을 통해서 확인하였다. 다공성 구조를 가지는 실리콘 전극(p-Si)은 실리콘 합금(pristine) 보다 높은 방전 용량과 효 율을 나타내었고, 기공이 부피 팽창을 수용할 공간을 제공하여 사이클 수명의 향상을 보여주었다. 실시간 전극 두께 변화 측정 분석 결과 실리콘 합금 전극의 두께 변화보다 p-Si 전극의 두께 변화가 작은 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 저렴하고 무독성의 장점을 가지는 염산 용액을 이용한 다공성 구조는 실리콘 음극에 대하여 친환경적이고 가격경쟁력이 있는 소재 개발을 위한 기본 물성을 제공할 수 있다.

영어초록

In this study, a silicon alloy prepared by water atomization was reacted with hydrochloric acid to form a porous structure, and the effect of this structure on the performance of the cell was analyzed by physical and electrochemical methods. The formation of the porous structure was confirmed by SEM. The silicon electrode with porous structure (p-Si) exhibited higher discharge capacity and efficiency than the silicon alloy (pristine), and the volume expansion was effectively suppressed, showing an improvement in cycle life. In-situ dilation measurements showed that the thickness change of the porous silicon (p-Si) electrode was smaller than that of the pristine silicon alloy. In this study, the porous structure using hydrochloric acid solution, which has the advantage of being inexpensive and non-toxic, can provide basic physical properties for the development of eco-friendly and cost-competitive materials for silicon anodes.

참고자료

· 없음