신소재프로젝트1 세라믹분반 결과레포트

목차

1. 실험이론
1) 이차전지의 원리

2) 양극 활물질 LiFePO4의 장단점
3) SSR(Solid State Reaction, 고상합성법)
4) 고상합성법의 장단점
5) XRD (X-Ray Diffraction, X선 회절분석법)

2. 실험과정
1) Ball Mill 공정과 열처리
2) XRD(X-Ray Diffraction)
3) 전극제조
4) cell 조립
5) cell test

3. Discussion

본문내용

1. 실험이론
1) 이차전지의 원리
이차전지는 충전과 방전을 500회 이상 연속적으로 반복 사용이 가능한 반영구적인 화학전지로 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장해 두는 소자이다. 이차전지에는 Ni-Fe 전지, NaS 이차전지, 연축전지, Ni-Cd 이차전지, 고성능 이차전지가 있는데 고성능 이차전지에는 Ni-MH 이차전지와 리튬 이차전지가 있다. 리튬 이차전지에는 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지 (각형, 원통형, 파우치형), 리튬 이온 폴리머 이차전지가 있다.
리튬 이온 이차전지는 리튬 산화물 양극과 탄소 음극, 유기 용매로 이루어진 전해액의 3부분으로 구성되어 있다. 양극 활물질에 포함된 리튬 이온은 전해액에 의하여 음극으로 이동된 후 층상구조의 음극 활물질 사이로 삽입되게 되는데 이를 충전이라고 한다. 충전 과정에 의해 양극과 음극의 포텐셜 차이가 발생하게 되고 이를 전지의 전압이라고 부르며 통상 리튬 이온 이차전지의 경우 전압이 4.2V가 될 때까지 충전을 수행한다. 방전은 음극 활물질 사이에 삽입되어 있던 리튬 이온이 다시 양극으로 이동할 때 발생하는 전자의 흐름을 이용하여 전기를 얻는 과정이다.

<중 략>

3. Discussion
리튬이온의 원리는 충전과 방전이 일어나면서 전하수송체로서 양극물질과 전자가 이동하면서 전기에너지와 화학에너지사이의 변환이 일어나게 되는 것이다. 충전을 하게 되면 양극물질 LiFePO4에 있는 리튬이 전해질을 통해 음극으로 이동한다. 리튬 하나의 이동에 의한 전자 하나는 외부 도선을 통해 음극으로 이동하게 된다. 음극에서 전자와 리튬이온이 만나 리튬메탈이 된다. 양극 활물질에서 리튬이 빠져나가면서 LiFePO4 phase가 FePO4 phase로 변하게 되고 이로 인해 화학에너지가 증가하면서 포텐셜이 증가하게 되는 것이다. 이를 ‘전기에너지가 화학에너지로 변환되었다’라고 말할 수 있다. 방전은 충전의 반대과정이 일어나면서 화학에너지가 전기에너지로 변환되는 것이다.

참고자료

· 없음