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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 저널정보
- 한국전지학회 한국전지학회지 한국전지학회지 제2권 제1호
- 발행연도
- 2022.6
- 수록면
- 1 - 12 (12page)
- DOI
- 10.53619/KOBS.2022.7.2.1.1
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리튬 이온 배터리의 높은 에너지 밀도 요구를 충족시키기 위해 차세대 소재로 더 높은 이론 용량을 가진 여러 후보들이 있다. 그 중 대표적인 차세대 음극물질이 실리콘이다. 실리콘은 높은 이론용량(4200 mAh/g for Li4.4Si)을 보이며 이는 현재 널리 사용되고 있는 흑연(graphite)의 이론 용량(372 mAh/g for LiC6)의 10배 이상의 높은 수치이다. 하지만 실리콘 음극의 경우 충전과 방전이 반복될 때 낮은 안정성과 초기효율이 문제가 되고 있다. 이는 실리콘으로 리튬이 들어오는(lithiation) 과정에서 300%의 부피팽창이 발생하고, 리튬이 나가는 과정에서 부피의 수축이 일어나는 반응이 반복되기 때문이다. 그래서 실리콘의 부피팽창을 막고 배터리의 안정성을 높이는 연구가 주로 진행 중이다. 특히 실리콘 음극 연구의 큰 틀로 음극제조에 사용되는 고분자 바인더를 개발하는 연구가 진행되고 있다. 실리콘 전극에서 바인더의 역할은 단순히 도전재와 활물질을 물리적으로 묶어주는 역할만이 아닌 물질에 따라서 실질적으로 성능에 큰 영향을 주는 요소로 작용한다. 예를 들어 음극 활물질인 실리콘입자에서 형성되는 SEI(solid electrolyte interface) layer의 형성과 안정화에 기여하며 그리고 실리콘입자의 자가 회복(self-healing) 기능을 부여할 수 있다. 또한 전도성 고분자로 전자전도에 관여하는 등의 전기화학적 성능향상에 큰 도움을 준다. 이 리뷰 논문을 통해 기존 통용되어 온 기본적인 고분자 바인더와 그동안의 연구들을 통해 제시된 다양한 바인더를 소개하고 그들의 특성들을 분석하려 한다. 아울러 실리콘 음극에서의 부피변화 문제를 해결하기 위해 합리적인 바인더 설계와 개발방향을 제시하고자 한다.
목차
초록
Abstract
1. 서론
2. binder 연구동향
3. 결론 및 전망
References
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