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논문 국내 국내전문학술지(KCI급) 3차원 구조 모델링을 이용한 활물질 입자 크기 및 전극 밀도에 따른 복합 전극 내 물리적 특성 분석
- 학술지 구분 국내전문학술지(KCI급)
- 게재년월 2020-05
- 저자명 유명현,양승원,박주남,변승우,김나연,이용민
- 학술지명 한국전기화학회지
- 발행처명 대한전기화학회
- 발행국가 국내
- 논문언어 한국어
- 전체저자수 6
- 논문 다운로드 링크(외부) https://www.dbpia.co.kr/Journal/articleDetail?nodeId=NODE09390840
- 연구분야 공학 > 화학공학
논문 초록 (Abstract)
이차전지용 전극은 일반적으로 전극 활물질, 도전재, 그리고 고분자 바인더가 혼합된 복합 전극의 형태를 갖는다. 따라서, 크기나 형태가 다른 각 성분의 조성 및 전극 내 분포에 따라 전극의 전기화학적 활성이 달라지게 되나, 이를 효율적으로 예측하고 설계하는 3차원 전극 구조 모델링 기술은 아직 활발히 연구되고 있지 못하다. 따라서, 본 논문에서는 3차원 구조 모델링 툴인 GeoDict를 이용하여, LiCoO2 전극 활물질 입자 크기와 복합 전극 밀도에 따른 입자 간 접촉 면적과 전기전도특성을 예측한 결과를 제시한다. 전극의 조성과 로딩은 LiCoO2 : Super P Li® : Polyvinylidene Fluoride (PVdF) = 93 : 3 : 4 (wt%)과 13 mg cm-2로 고정하고, LiCoO2 평균 입경은 10 μm과 20 μm로 전극 밀도는 2.8 g cm-3, 3.0 g cm-3, 3.2 g cm-3, 3.5 g cm-3, 4.0 g cm-3로 제어하여 가상의 3차원 전극 구조를 만들었다. 이 구조를 활용하여 LiCoO2 입경증가에 따른 입자 간 접촉 면적 감소와 전기전도특성 증가 경향성이 정량화되었다. 또한, 전극밀도가 증가함에 따라 입자 간 접촉 면적 및 전기전도특성 향상도 수치화 된 값으로 예상될 수있다. 따라서, 본 논문에서는 3차원 전극 구조 분석 기법을 이용하면, 더 효율적인 복합 전극설계가 가능함을 제시한다.
