CuO & Co3O4 for Lithium ion battery 레포트

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험기구 및 초자
4. MSDS
5. 실험과정
6. 참고문헌
7. 결과
8. 토의
9. 퀴즈

본문내용

● 실험 목적
Metal oxide (CuO, Co3O4)를 이용하여 electrode를 만들어보고, 이를 이용하여 half coin cell을 만들어 성능을 측정해본다.

● 이론
1. LIB (Lithium Ion Battery)
LIB는 Lithium ion battery의 줄임말로, 전기 화학학적 산화-환원 반응에 의해 전기 에너지를 화학에너지로 축적하는 전기화학적 전지이다. LIB는 cathode, anode, separator, electrolyte로 구성된다. Cathode와 anode는 전지 절연 separator로 분리되고, 전극 간의 이온 이동은 electrolyte에 의해 촉진되며, electrolyte는 액체 상태 또는 고체 상태일 수 있다. 충전 시 화학적 전위가 높은 cathode는 산화되며 Li 이온은 anode로 이동하고, 그 과정에서 외부 회로로 전자를 방출한다. 반면, 방전 시에는 anode가 전해질로 Li 이온을 방출하고 화학적 전위의 차이로 인해 cathode 쪽으로 확산된다. Cathode의 Li 이온은 환원되며 생성된 전자를 축적하는 리튬 포화 단계를 형성한다. 상용화된 LIB는 일반적으로 LiCoO2 또는 Li[NiCoMn]O2를 양극재로 사용하고, 흑연과 같은 탄소기반 재료를 음극재로 사용한다. Cathode와 anode는 전기 절연 다공성 고분자 막으로 전기적으로 분리하여 단락을 방지하여야 한다. 이온 수송은 이온 전도성이지만 전기적으로 절연성의 유기 전해질로 용해된 리튬 염에 의해 이루어진다. LiCoO2와 흑연 전지 시스템의 작동 메커니즘은 충전시 Li 이온이 층상 LiCoO2 cathode에서 탈리하여 Li(1-x)CoO2 상을 형성하고, Li 이온은 흑연 anode로 삽입되어 LixCy 화합물을 형성한다. 반대로 방전 시에는 LixCy 화합물에서 Li 이온이 빠져나와 Li(1-x)CoO2 cathode로 삽입된다.

참고자료

· 리튬 이차전지 실리콘 합금 음극재용 폴리이미드 바인더의 합성 및 전기화학적 특성 평가 / 노미소 / 충남대학교 대학원 / 2021년 / P 3 – 11
· 리튬이온 이차전지용 흑연음극에서 급속충전 시 발생하는 리튬전착에 대한 전기화학적 분석연구 / 홍민영 / 한국산업기술대학교 지식기반기술·에너지대학원 / 2017년 / P 1 – 3
· 리튬 이차 전지용 음극소재 개발 / 강용묵 / News & Information for Chemical Engineers / 2012년/ P 429 – 433
· 리튬 이온 배터리의 전기화학적 특성 향상을 위한 금속-실리콘 복합체 음극재의 합성 / 권성우/ 서울대학교 대학원 / 2018년 / P 9 – 11
· 화학 전환소재에 기초한 고용량 리튬 이차전지 음극소재의 제조 및 전기화학적 특성 연구 / 윤태균 / 동아대학교 대학원 / 2011년 / P 1 – 2
· Conversion reaction mechanisms of multi-anion transition metal compounds as new anodes for Liion batteries / 임세훈 / 고려대학교 대학원 / 2020년 / P 4 - 15
· Development of Electrolytes for Improving Electrochemical Performances of High-voltage LiNi0.5Mn1.5O4 / 남예슬 / DGIST / 2017년 / P 4 – 5