재공실 - Li metal 결과보고서

목차

Li metal 2차 전지 조립 및 성능 측정
1. 리튬이온전지의 구성요소와 각 구성요소에 대하여 설명하시오.
1) 정극재료
2) 정극 및 정극합제
3) 탄소부극재료
4) 부극 및 부극합제
5) 집전체
6) 전해액
7) 분리막

2. 현재 상용화된 셀에 쓰이고 있는 LiCoO2(양극)와 Graphite (음극), Li 메탈의 이론용량을 구하시오.

3. LiCoO2의 실제 전지에서의 용량은 이론 용량의 50~60/ 밖 에 사용할 수 없고, 또한 충전함에 따라 LiCoO2의 부피가 증가한다. 그 이유를 설명하시오.

4. 밑에 그림과 같이 Graphite를 음극의 경우 충방전 시 세 번의 potential plateau가 생기는 이유를 설명하시오.

본문내용

리튬이온전지는 위의 그림과 같이 정극합제와 집전체로 구성된 정극과 부극합제와 집전체로 구성된 부극 그리고, 정극과 부극 사이에서 전자전도를 차단하고, 리튬이온을 전도할 수 있는 분리막으로 구성되며, 전극과 분리막 재료의 void에는 리튬이온 전도를 위한 리튬염 함유 유기 전해액이 함침 되어있다.

1) 정극재료
정극재료는 구조적으로 Van der Waals층 사이로 이온이 이동할 수 있는 층상화합물 또는 3차원 구조의 이온 이동 통로를 가진 재료가 대부분이다. 리튬이온전지의 정극재료로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4과 이들의 변이구조재료가 개발되고 있다. LiCoO2는 이미 실용성이 입증되었고, LiNiO2는 제조하기가 까다로우나 출력밀도, 에너지밀도 면에서 주목하여 연구할 필요가 있으며, LiMn2O4는 제조의 용이성 및 단가, 자기방전, 환경적측면 등에서 우수한 재료이다.

2) 정극 및 정극합제
정극은 정극집전체와 정극합제로 구성되며, 기능적으로는 전기화학 반응에 의해 전자를 생성하고 소모할 수 있으며, 집전체를 통하여 외부회로에 전자를 제공하는 역할을 한다. 정극합제의 제조는 부극합제의 경우와 유사하며, 제조된 정극합제 슬러리를 알루미늄박막에 도포 후, 건조하여 정극을 제조한다. 고성능 정극의 요구조건은 부극합제 제조에서 나타낸 바와 같다.

참고 자료

www.kiat.or.kr
www.smartinfo.co.kr/support/Exec/Download.php?idx=24
http://members.tripod.lycos.co.kr/shryou/
http://blog.naver.com/msnayana?Redirect=Log&logNo=80067247100
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