전 세계적으로 무탄소와 같은 친환경 정책으로 인하여 전기차의 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 전기차에 사용하는 배터리가 매우 중요해졌다. 배터리에 주로 사용되는 리튬이온 전지의 경우 음극으로 흑연이 보편적으로 사용되고 있다. 하지만 전기차에 사용하기 위해 안전성 및 긴 수명이 요구됨에 따라 음극재로 ...
전 세계적으로 무탄소와 같은 친환경 정책으로 인하여 전기차의 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 전기차에 사용하는 배터리가 매우 중요해졌다. 배터리에 주로 사용되는 리튬이온 전지의 경우 음극으로 흑연이 보편적으로 사용되고 있다. 하지만 전기차에 사용하기 위해 안전성 및 긴 수명이 요구됨에 따라 음극재로 이산화 티타늄(TiO2)를 적용하는 많은 연구가 있다. TiO2 (335 mAh/g)은 흑연(372 mAh/g)과 비슷한 용량을 가지며, 같은 티타늄계 음극 물질 중의 하나인 리튬-티타늄산화물(LTO, 175 mAh/g)보다 약 2배 정도 높은 용량을 가진다. TiO2의 경우 리튬이온 전지에서 충전되는 경우 표면에서 상변화를 이루면서 충전이 되기 때문에, 표면적을 넓게 만드는 것이 핵심이다.
본 연구에서는 다공성(mesoporous)을 가지는 hard template을 합성한 후 이를 이용하여 다공성 구조를 가지는 TiO2(PMS-144)를 합성했다. 성능을 비교해 보기 위해 이전에 연근 모양으로 합성했던 TiO2(LR-700), 시중에 판매되고 있는 나노 입자의 TiO2(P25) 그리고 LTO를 함께 비교하여 코인 셀 테스트를 진행했다. 성능 평가에 앞서서 PMS-144의 물성 분석 결과 나노 입자인 것으로 확인되었고, 표면적(144 m2/g)도 매우 넓은 것으로 확인되었다. 본 성능 평가에서는 LTO보다 높으며, 같은 TiO2(LR-700, P25)와 비교하여도 훨씬 더 좋은 성능(193 mAh/g)을 보여주었다.
전 세계적으로 무탄소와 같은 친환경 정책으로 인하여 전기차의 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 전기차에 사용하는 배터리가 매우 중요해졌다. 배터리에 주로 사용되는 리튬이온 전지의 경우 음극으로 흑연이 보편적으로 사용되고 있다. 하지만 전기차에 사용하기 위해 안전성 및 긴 수명이 요구됨에 따라 음극재로 이산화 티타늄(TiO2)를 적용하는 많은 연구가 있다. TiO2 (335 mAh/g)은 흑연(372 mAh/g)과 비슷한 용량을 가지며, 같은 티타늄계 음극 물질 중의 하나인 리튬-티타늄산화물(LTO, 175 mAh/g)보다 약 2배 정도 높은 용량을 가진다. TiO2의 경우 리튬이온 전지에서 충전되는 경우 표면에서 상변화를 이루면서 충전이 되기 때문에, 표면적을 넓게 만드는 것이 핵심이다.
본 연구에서는 다공성(mesoporous)을 가지는 hard template을 합성한 후 이를 이용하여 다공성 구조를 가지는 TiO2(PMS-144)를 합성했다. 성능을 비교해 보기 위해 이전에 연근 모양으로 합성했던 TiO2(LR-700), 시중에 판매되고 있는 나노 입자의 TiO2(P25) 그리고 LTO를 함께 비교하여 코인 셀 테스트를 진행했다. 성능 평가에 앞서서 PMS-144의 물성 분석 결과 나노 입자인 것으로 확인되었고, 표면적(144 m2/g)도 매우 넓은 것으로 확인되었다. 본 성능 평가에서는 LTO보다 높으며, 같은 TiO2(LR-700, P25)와 비교하여도 훨씬 더 좋은 성능(193 mAh/g)을 보여주었다.
The demand for electric vehicles (EVs) is rapidly increasing worldwide due to eco-friendly policies such as carbon-free. Therefore, batteries used in EVs have become very important. Although graphite is widely used for the anode of lithium-ion battery, the concerns for the safe and long life-span EV...
The demand for electric vehicles (EVs) is rapidly increasing worldwide due to eco-friendly policies such as carbon-free. Therefore, batteries used in EVs have become very important. Although graphite is widely used for the anode of lithium-ion battery, the concerns for the safe and long life-span EVs have encouraged the research of titanium dioxide (TiO2) anode continually. It is known that the theoretical capacity of TiO2 is 335 mAh/g, as high as that (372 mAh/g) of graphite and twice higher than that (175 mAh/g) of commercially available lithium-titanate (LTO). The key factor to get the theoretical capacity of TiO2 is to synthesize the mesoporous TiO2 structure (in other words, surface-abundant structure) because the lithium insertions is limited rather in the uppermost surface of TiO2. In this study, a novel mesoporous TiO2(PMS-144) was synthesized using a mesoporous hard template which was synthesized. To compare the performance, coin cell tests were performed by comparing TiO2(LR-700, which is previously synthesized in a lotus-root shape), nanoparticles TiO2(P25, which is commercially used) and LTO. The physical properties analysis of PMS-144 confirmed that it was nanoparticles and the surface area (144 m2/g) was also very large. In this electrochemical performance, it (193 mAh/g) was higher than LTO and showed much better performance compared to the other (LR-700, P25).
The demand for electric vehicles (EVs) is rapidly increasing worldwide due to eco-friendly policies such as carbon-free. Therefore, batteries used in EVs have become very important. Although graphite is widely used for the anode of lithium-ion battery, the concerns for the safe and long life-span EVs have encouraged the research of titanium dioxide (TiO2) anode continually. It is known that the theoretical capacity of TiO2 is 335 mAh/g, as high as that (372 mAh/g) of graphite and twice higher than that (175 mAh/g) of commercially available lithium-titanate (LTO). The key factor to get the theoretical capacity of TiO2 is to synthesize the mesoporous TiO2 structure (in other words, surface-abundant structure) because the lithium insertions is limited rather in the uppermost surface of TiO2. In this study, a novel mesoporous TiO2(PMS-144) was synthesized using a mesoporous hard template which was synthesized. To compare the performance, coin cell tests were performed by comparing TiO2(LR-700, which is previously synthesized in a lotus-root shape), nanoparticles TiO2(P25, which is commercially used) and LTO. The physical properties analysis of PMS-144 confirmed that it was nanoparticles and the surface area (144 m2/g) was also very large. In this electrochemical performance, it (193 mAh/g) was higher than LTO and showed much better performance compared to the other (LR-700, P25).
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