콘텐츠 본문
논문 국내 국내전문학술지(KCI급) 미세 패턴화된 리튬금속 전극의 Vinylene Carbonate 첨가제 도입에 따른 전기화학 특성에 관한 연구
- 학술지 구분 국내전문학술지(KCI급)
- 게재년월 2019-01
- 저자명 진다희, 박주남, Cyril Bubu Dzakpasu, 윤별희, 류명현, 이용민
- 학술지명 한국전기화학회지
- 발행처명 대한전기화학회
- 발행국가 국내
- 논문언어 한국어
- 전체저자수 6
- 논문 다운로드 링크(외부) https://doi.org/10.5229/JKES.2019.22.2.69
- 연구분야 공학 > 화학공학
논문 초록 (Abstract)
리튬 금속 음극은 낮은 환원 전위, 고에너지 밀도로 인해 흑연을 대체할 차세대 음극재로 재조명 받고 있다. 하지만, 충방전시 리튬 금속 표면에서의 반복적인 산화/환원 반응에 의해 리튬 덴드라이트가 형성되며 이로 인해 수명특성이 급격하게 저하되고 더 나아가 내부 단락(Internal Short-circuit)과 같은 안전성 문제로 인해 상용화되기에는 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위해 본 연구 그룹에서는 리튬 금속에 미세 패턴을 형성하여 전류 밀도를 제어함으로써 덴드라이트 형성을 제어하였으나, 고전류밀도에서는 리튬 덴드라이트의 형성을 완벽하게 제어할 수는 없었다. 본 연구에서는 미세 패턴화된 리튬 금속 전극에 전해질 첨가제 Vinylene Carbonate(VC)를 도입하여 고율 충방전 시 미세 패턴화된 리튬 금속 전극의 덴드라이트 형성 억제를 극대화하고자 하였다. 미세 패턴화된 리튬 금속 전극과 VC 첨가제의 시너지 효과로 인해 높은 전류 밀도에서의 리튬 덴드라이트가 비교적 치밀하게 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해 300사이클 동안 88.3%의 용량유지율을 보였으며, 기존의 미세 패턴화된 리튬 금속 전극에 대비하여 수명특성이 약 6배 이상 향상된 것을 확인할 수 있었다.
