본 연구에서는 새로운 바인더 첨가제를 제조하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용하였으며, 이를 통한 리튬 이차전지 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다.
1. 기존의 유기계 바인더인 Polyvinylidene Fluoride (PVdF)에 친환경 바인더 첨가제로서 소나무 추출물 송진을 적용하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용한 바 있다. 이 때 송진을 첨가할수록 성능이 우수하다는 실험 결과를 토대로 기존 송진 성분을 개질하여 이 또한 PVdF에 첨가제로서 적용하여 음극에서의 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다. PVdF 바인더 10 wt.%에 PVdF 질량 대비 20 wt.%로 4종류의 합성 바인더를 제조하였다. 개질한 송진을 첨가함으로써 ...
본 연구에서는 새로운 바인더 첨가제를 제조하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용하였으며, 이를 통한 리튬 이차전지 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다.
1. 기존의 유기계 바인더인 Polyvinylidene Fluoride (PVdF)에 친환경 바인더 첨가제로서 소나무 추출물 송진을 적용하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용한 바 있다. 이 때 송진을 첨가할수록 성능이 우수하다는 실험 결과를 토대로 기존 송진 성분을 개질하여 이 또한 PVdF에 첨가제로서 적용하여 음극에서의 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다. PVdF 바인더 10 wt.%에 PVdF 질량 대비 20 wt.%로 4종류의 합성 바인더를 제조하였다. 개질한 송진을 첨가함으로써 전해액에 노출되는 LTO 전극 표면이 크다는 것을 XPS 뿐만 아니라 SEM과 그에 따른 EDX 분석을 통해 알 수 있었다. 또한 전해액에 대한 젖음성이 PVdF만으로 제조된 바인더보다 뛰어나 리튬 이온의 확산 속도를 증가시켜 용량 등의 전기 화학적 특성을 향상시켰다. 다양한 분석을 통하여 개질한 송진 중에서 ResinE라는 성분을 첨가하였을 때 169 mAh g-1의 용량을 보여줌으로써 가장 성능이 우수함을 알 수 있었다.
2. 스피넬계 금속산화물인 Li4Ti5O12에 대해 섬유 접착제 역할을 하는 점액 모양의 세리신이라는 성분에 포함된 아미노산 조성인 세린 (serine)을 Carboxymethyl cellulose (CMC) 바인더의 첨가제로서 이에 대한 성능을 평가하였다. 0, 10, 20 그리고 40 wt.%로 제조한 합성 바인더를 FT-IR을 통해 합성을 확인하였고, serine 첨가에 따른 물리적 및 전기 화학적 특성을 비교 분석하였다. 접착력 테스트로 각각의 바인더 성능을 비교하였고, Cycle test 및 High rate test, CV 그리고 EIS의 전기 화학적 특성 분석을 통해 CMC에 대한 serine의 최적 비율을 알아 보았다.
본 연구에서는 새로운 바인더 첨가제를 제조하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용하였으며, 이를 통한 리튬 이차전지 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다.
1. 기존의 유기계 바인더인 Polyvinylidene Fluoride (PVdF)에 친환경 바인더 첨가제로서 소나무 추출물 송진을 적용하여 리튬 이차전지용 Li4Ti5O12 음극에 적용한 바 있다. 이 때 송진을 첨가할수록 성능이 우수하다는 실험 결과를 토대로 기존 송진 성분을 개질하여 이 또한 PVdF에 첨가제로서 적용하여 음극에서의 성능 향상에 대한 실험을 수행하였다. PVdF 바인더 10 wt.%에 PVdF 질량 대비 20 wt.%로 4종류의 합성 바인더를 제조하였다. 개질한 송진을 첨가함으로써 전해액에 노출되는 LTO 전극 표면이 크다는 것을 XPS 뿐만 아니라 SEM과 그에 따른 EDX 분석을 통해 알 수 있었다. 또한 전해액에 대한 젖음성이 PVdF만으로 제조된 바인더보다 뛰어나 리튬 이온의 확산 속도를 증가시켜 용량 등의 전기 화학적 특성을 향상시켰다. 다양한 분석을 통하여 개질한 송진 중에서 ResinE라는 성분을 첨가하였을 때 169 mAh g-1의 용량을 보여줌으로써 가장 성능이 우수함을 알 수 있었다.
2. 스피넬계 금속산화물인 Li4Ti5O12에 대해 섬유 접착제 역할을 하는 점액 모양의 세리신이라는 성분에 포함된 아미노산 조성인 세린 (serine)을 Carboxymethyl cellulose (CMC) 바인더의 첨가제로서 이에 대한 성능을 평가하였다. 0, 10, 20 그리고 40 wt.%로 제조한 합성 바인더를 FT-IR을 통해 합성을 확인하였고, serine 첨가에 따른 물리적 및 전기 화학적 특성을 비교 분석하였다. 접착력 테스트로 각각의 바인더 성능을 비교하였고, Cycle test 및 High rate test, CV 그리고 EIS의 전기 화학적 특성 분석을 통해 CMC에 대한 serine의 최적 비율을 알아 보았다.
In this study, new bio-derivatives for anode material such Li4Ti5O12 in lithium ion batteries were fabricated.
1. We have demonstrated the advantages of using rosin, bio-derivative, as a binder additive for anode materials, Li4Ti5O12, in our previous study. As the results, when increasing t...
In this study, new bio-derivatives for anode material such Li4Ti5O12 in lithium ion batteries were fabricated.
1. We have demonstrated the advantages of using rosin, bio-derivative, as a binder additive for anode materials, Li4Ti5O12, in our previous study. As the results, when increasing the amount of the rosin additive to the polyvinylidene fluoride (PVdF) binder, the crystallinity of PVdF decreases and ultimately contributes to the increase in the rate capability and capacity of the LTO electrode. In this study, several modified rosin-derivatives are used for the additives of the PVdF binder to improve the cell performance of the LTO electrode. When the more the amount of modified rosin additive to PVdF binder is, we can determine that the surface of titanium is exposed to electrolyte much by analyzing XPS as well as FE-SEM with EDX. Also the wettability of the binder film including modified rosin additive to electrolyte is better than one of sole PVdF. So it causes an increase in diffusivity of the lithium ion, leading to the higher cyclic capacity. Therefore, when we use the LTO electrode with ResinE additive, the discharge capacity is 169 mAh g-1.
2. Using serine as an additive to CMC binder, we make the CMC-serine hybrid binder, which has the amount of serine of 10, 20, and 40 wt.%. After these hybrid binders apply to a promising anode material such spinel-structured LTO, we can know the synthesis of the binder through FT-IR. Also, we analyze the adhesion strength to show the property of the binder. Further a variety of physical and electrochemical characterization techniques are applied to explain the effect of the serine-derivative additive and can know the optimum ratio between CMC and serine in the binder.
In this study, new bio-derivatives for anode material such Li4Ti5O12 in lithium ion batteries were fabricated.
1. We have demonstrated the advantages of using rosin, bio-derivative, as a binder additive for anode materials, Li4Ti5O12, in our previous study. As the results, when increasing the amount of the rosin additive to the polyvinylidene fluoride (PVdF) binder, the crystallinity of PVdF decreases and ultimately contributes to the increase in the rate capability and capacity of the LTO electrode. In this study, several modified rosin-derivatives are used for the additives of the PVdF binder to improve the cell performance of the LTO electrode. When the more the amount of modified rosin additive to PVdF binder is, we can determine that the surface of titanium is exposed to electrolyte much by analyzing XPS as well as FE-SEM with EDX. Also the wettability of the binder film including modified rosin additive to electrolyte is better than one of sole PVdF. So it causes an increase in diffusivity of the lithium ion, leading to the higher cyclic capacity. Therefore, when we use the LTO electrode with ResinE additive, the discharge capacity is 169 mAh g-1.
2. Using serine as an additive to CMC binder, we make the CMC-serine hybrid binder, which has the amount of serine of 10, 20, and 40 wt.%. After these hybrid binders apply to a promising anode material such spinel-structured LTO, we can know the synthesis of the binder through FT-IR. Also, we analyze the adhesion strength to show the property of the binder. Further a variety of physical and electrochemical characterization techniques are applied to explain the effect of the serine-derivative additive and can know the optimum ratio between CMC and serine in the binder.
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