F6 리튬이차전지용 비탄소계 음극활 물질

목차

1. 문제배경 및 요약
2. 근접 선행기술 선정 및 선정이유
3. 검색조건
4. 조사결과 요약
5. 조사 결과의 상세한 설명
6. 결론

본문내용

1. 문제 배경 및 요약
초기 연구의 리튬 이차전지는 리튬 금속을 음극으로 사용하였고, 그에 따른 다양한 문제점이 발생하게 되었다. 그 문제점으로는 리튬 금속의 가역성이 떨어지며, 수지상 또는 침상의 표면구조로 리튬 금속 표면에 전착하게 되어 안정성 문제를 야기한다. 이에 따라 리튬 이차 전지의 음극으로 사용될 물질이 가져야 할 요건들은 다음과 같다.

1) 리튬 금속의 표준전극 전위에 근접한 전위를 가져야 하고,
2) 부피당, 무게 당 에너지 밀도가 높아야 하며,
3) 뛰어난 사이클 안정성 (높은 쿨롱 효율) 을 보여야 하고,
4) 고속 충방전 ( Rate Capability)에 견딜 수 있어야 하며,
5) 안정성을 보장해야 한다.

이 중 현실적으로, 안정성과 고속 충, 방전 성능이 음극활 물질을 선택하는데 있어서 가장 중요한 요건이라 할 수 있다.

리튬 이차전지용 음극활 물질 중 비탄소계 음극활 물질이 종래의 탄소계 음극활 물질에 비하여 각광을 받고 있다. 이는 비탄소계 음극활 물질의 에너지 용량 및 다양한 우수성 때문이다. 하지만 Li의 충방전으로 인한 부피변화가 심해 열화가 빨라 수명이 짧다는 단점이 있어 이러한 부분을 극복하고 상용화 되기까지 상당한 기간이 걸릴 것으로 예상된다. 비탄소계 음극활 물질의 종류로는 금속복합계( Si계, Sn계, Ge계 등), 금속산화물계(Internal Action Type, Conversion Type 등) 등으로 구분 할 수 있으며, 대용량화와 수명 안정성을 동시에 만족시키기 위해 탄소계 (예컨대, 그래핀 등)과 실리콘 또는 실리콘 산화물의 복합재를 개발하려는 시도가 있다. 본 조사에서는 다음과 같이 조사의 범위를 한정한다.
1) 탄소계 음극활 물질 및 금속 복합계 ( Si계, Sn계, Gn계)
2) 탄소계를 포함하지 않는 금속 복합계
3) 실리콘 또는 실리콘 산화물 복합재
상기 3가지 분야의 음극활 물질에 대한 연구개발 계획을 수립하고, 나아가 양극, 전해액 첨가제 등에 대한 다른 요소들과의 조합을 통해 열화특성 개선을 도모하고자 한다.

참고 자료

탄소 및 복합계 리튬이차전지 음극 -김현선,정경윤,조병원(한국과학기술원)
하이브리드 전기자동차용 고출력 리튬 이차전지 -한국과학기술정보연구원
리튬이차전지용 음극재 기술 및 시장 전망 -solar&energy
리튬 이차전지의 흑연 음극 표면피막 생성기구와 전해질과의 상관성 -정순기(순천향대학교 나노화학공학과)
이차전지 음극활물질,DPF 새로운 모멘텀이 되다 -일진전기
Sn이 첨가된 음극활물질의 전기화학적 특성 -정충훈,김선아,조병원,나병기(충북대학교 화학공학과,KIST 이차전지센터)
그래핀의 이차전지 전극으로의 활용 -김수영(중앙대학교 화학신소재공학부)
리튬 이차전지의 현황과 전망 -조만(한국과학기술정보연구원)
리튬이온전지 소재기술 동향 분석 및 전망 -KDB산업은행
리튬이온 이차전지의 현재와 미래 -김동준, 최장욱
리튬이차전지용 음극 소재 기술 개발 동향 -삼성 SDI 중앙연구소에너지랩 김성수
리튬이차전지 핵심 부품소재 특성 평가 -전자부품연구원, 차세대전지연구센터 김영준
리튬이차전지 음극활물질 연구개발 동향 -충남대학교 녹색에너지기술전문대학원, 삼성SDI 전지 사업부
리튬이온이차전지용 고효율 음극-한국전기연구원 전지연구그룹, 경상대학교 나노신소재공학부, 부경대학교 공업화학과
이차전지 음극활물질 나노재료 기술 -한국과학기술원 이중기
리튬 이차전지를 위한 음극활물질 표면의 코팅으로 인한 전기화학적 특성 및 안전성 -코캄 전지기술연구소 허윤정,고성태
리튬이온이차전지 산업동향 -한국전자산업진흥회 KEA