본 논문에서는 리튬이온전지의 유연전극 소재로 사용가능한 탄소나노튜브 필름의 음극재로서의 특성을 연구하였다. 탄소나노튜브 필름은 Direct Spinning법으로 제조하였으며, 탄소나노튜브 전처리에 많이 적용되는 산처리와 열처리를 한 후 전극으로 사용하였다. 이러한 처리 조건에 따른 탄소나노튜브의 특성 변화가 전지의 성능에 미치는 영향을 연구하였으며, 전지의 특성은 충방전 용량, Cyclic Voltammetry, ...
본 논문에서는 리튬이온전지의 유연전극 소재로 사용가능한 탄소나노튜브 필름의 음극재로서의 특성을 연구하였다. 탄소나노튜브 필름은 Direct Spinning법으로 제조하였으며, 탄소나노튜브 전처리에 많이 적용되는 산처리와 열처리를 한 후 전극으로 사용하였다. 이러한 처리 조건에 따른 탄소나노튜브의 특성 변화가 전지의 성능에 미치는 영향을 연구하였으며, 전지의 특성은 충방전 용량, Cyclic Voltammetry, Impedance 측정으로 분석하였다. 전지의 충방전 실험 결과 질소분위기에서 열처리를 하여 탄소나노튜브의 Crystalline Perfection이 높은 필름을 전극으로 하는 전지가 우수한 용량 특성을 보였다. 또한 Cyclic Voltammetry 측정을 통해 모든 전지에서 Solid Electrolyte Interface(SEI)가 잘 형성된 것을 알 수 있었으며, 필름에 바인더를 첨가한 전극의 경우에는 SEI 형성이 느리게 일어남을 알 수 있었다. Impedance 측정을 통해서 필름의 처리 조건에 따라 계면저항이 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 질소로 열처리된 필름으로 만들어진 전극이 가장 낮은 계면저항을 보였다. 탄소나노튜브 필름으로 제조된 모든 조건의 전극은 충방전 속도를 1C에서 10C로 높였다가 다시 1C로 낮추어도 용량이 완벽하게 회복되었으며, 특히 질소로 열처리한 필름 전극의 경우에는 2C, 5C, 10C의 높은 충방전 속도 실험에서 미처리 필름의 두 배가 넘는 방전 용량을 보였다. 이와 같이 Direct Spinning법으로 제조된 탄소나노튜브 필름은 리튬이온전지의 음극재로서 좋은 성능을 가지며, 유연성과 착용성이 요구되는 전자기기용 전지의 전극으로서 높은 가능성을 가진다고 할 수 있다.
본 논문에서는 리튬이온전지의 유연전극 소재로 사용가능한 탄소나노튜브 필름의 음극재로서의 특성을 연구하였다. 탄소나노튜브 필름은 Direct Spinning법으로 제조하였으며, 탄소나노튜브 전처리에 많이 적용되는 산처리와 열처리를 한 후 전극으로 사용하였다. 이러한 처리 조건에 따른 탄소나노튜브의 특성 변화가 전지의 성능에 미치는 영향을 연구하였으며, 전지의 특성은 충방전 용량, Cyclic Voltammetry, Impedance 측정으로 분석하였다. 전지의 충방전 실험 결과 질소분위기에서 열처리를 하여 탄소나노튜브의 Crystalline Perfection이 높은 필름을 전극으로 하는 전지가 우수한 용량 특성을 보였다. 또한 Cyclic Voltammetry 측정을 통해 모든 전지에서 Solid Electrolyte Interface(SEI)가 잘 형성된 것을 알 수 있었으며, 필름에 바인더를 첨가한 전극의 경우에는 SEI 형성이 느리게 일어남을 알 수 있었다. Impedance 측정을 통해서 필름의 처리 조건에 따라 계면저항이 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 질소로 열처리된 필름으로 만들어진 전극이 가장 낮은 계면저항을 보였다. 탄소나노튜브 필름으로 제조된 모든 조건의 전극은 충방전 속도를 1C에서 10C로 높였다가 다시 1C로 낮추어도 용량이 완벽하게 회복되었으며, 특히 질소로 열처리한 필름 전극의 경우에는 2C, 5C, 10C의 높은 충방전 속도 실험에서 미처리 필름의 두 배가 넘는 방전 용량을 보였다. 이와 같이 Direct Spinning법으로 제조된 탄소나노튜브 필름은 리튬이온전지의 음극재로서 좋은 성능을 가지며, 유연성과 착용성이 요구되는 전자기기용 전지의 전극으로서 높은 가능성을 가진다고 할 수 있다.
Carbon nanotube film anodes for flexible lithium ion battery were investigated in this study. The films were synthesized via chemical vapor depostion of direct spinning. Before fabrication of electrode, the films were pretreated with conventional methods such as acid and heat treatments. The effects...
Carbon nanotube film anodes for flexible lithium ion battery were investigated in this study. The films were synthesized via chemical vapor depostion of direct spinning. Before fabrication of electrode, the films were pretreated with conventional methods such as acid and heat treatments. The effects of the treatments on the film anodes and performance of the battery were studied. The electrodes were characterized through charge-discharge test, cyclic voltammetry and impedance measurement. Each pretreatment resulted in different battery performance. The film heat treated under nitrogen showed the highest capacity, which resulted from the high crystalline perfection measured from Raman spectroscopy. Also it could be known from cyclic voltammetry test that solid electrolyte interface (SEI) was well formed on all the samples. However, the SEI was slowly formed on the composite electrode of film/binder. From impedance analysis, it could be known that the lowest interface resistance was obtained for the film heat treated under nitrogen. Also charge-discharge test was carried out varying its rate from 1C to 10C. When the rate was drop down to 1C from 10C, the capacity of all the samples recovered. Especially the nitrogen-heat treated film showed two times higher capacity at high rates such as 2C, 5C, and 10C than other samples. From these results, it could be said that the carbon nanotube film anode would have high potential in portable and wearable computer industry.
Carbon nanotube film anodes for flexible lithium ion battery were investigated in this study. The films were synthesized via chemical vapor depostion of direct spinning. Before fabrication of electrode, the films were pretreated with conventional methods such as acid and heat treatments. The effects of the treatments on the film anodes and performance of the battery were studied. The electrodes were characterized through charge-discharge test, cyclic voltammetry and impedance measurement. Each pretreatment resulted in different battery performance. The film heat treated under nitrogen showed the highest capacity, which resulted from the high crystalline perfection measured from Raman spectroscopy. Also it could be known from cyclic voltammetry test that solid electrolyte interface (SEI) was well formed on all the samples. However, the SEI was slowly formed on the composite electrode of film/binder. From impedance analysis, it could be known that the lowest interface resistance was obtained for the film heat treated under nitrogen. Also charge-discharge test was carried out varying its rate from 1C to 10C. When the rate was drop down to 1C from 10C, the capacity of all the samples recovered. Especially the nitrogen-heat treated film showed two times higher capacity at high rates such as 2C, 5C, and 10C than other samples. From these results, it could be said that the carbon nanotube film anode would have high potential in portable and wearable computer industry.
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