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전기 화학적으로 리튬이 층간 삽입된 인조흑연의 구조와 열적 특성 분석
Structural and thermal analysis of electrochemically Li intercalated synthetic graphite 원문보기

분석과학 = Analytical science & technology, v.14 no.3, 2001년, pp.197 - 202  

오원춘 (한서대학교 화학과)

초록
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고온에서 만들어진 인조흑연을 음극 재료로 사용하여, 전기화학적으로 완전 충전된 상태에서 형성된 리튬이 층간 삽입된 인조흑연 화합물에 대하여 XRD와 DSC 분석 및 $^7Li-NMR$를 사용하여 특성화하였다. X-선 회절 결과로부터, 음극에 리튬이 충전된 상태의 인조 흑연 층간화합물의 경우, 1 stage가 주요한 회절선으로 강하게 나타났음 알 수 있었다. 리튬의 기저 평면 사이에 열적 안정성과 관련하여, 발열반응흡열반응의 변화량으로부터 리튬의 흑연 층간에서의 발산과 상관관계가 있음을 알 수 있다. $^7Li-NMR$ 스펙트럼 결과로부터, 방향족성의 증가와 삽입된 리튬의 거동으로부터 흡수선의 이동과 흡수밴드의 변이가 수반됨을 나타내었다. 이들 결과로부터, 리튬이 흑연층에 이상적으로 채워짐에 따라 높은 파장 쪽에서 이동이 나타남을 알 수 있다. 이러한 현상은 채워지지 않은 전자껍질에 전하이동밀도의 증가때문으로 여겨진다. 또한 리튬이 탄소층 사이에 채워짐과 관련하여 채워진 리튬의 무질서한 전자 스핀 방향과 불균일한 자기차수로 인하여 흡수밴드가 좁아진 것으로 여겨진다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The characteristics of the electrochemically Li intercalated synthetic graphite were determined from the studies with XRD method, DSC and solid $^7Li-NMR$ spectrophotometric analysis. From the results of X-ray diffraction method, it was found that the compounds in the stage 1 structure we...

주제어

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문제 정의

  • 탄소층간에 삽입되어 있는 리튬은 열에 의하여 발산을 하게 된다. 따라서 이들의 결과는 탄소층간의 리튬이 어느 정도의 온도에서 안정성을 가지는지에 대한 정보를 제공하여 주고 있다. Oh등에 의하면'시, 화학적인 방법에 의하여 합성된 리튬 천연혹연 층간화합물에 대한 열적 안정성에 대하여 논의 된 바 있다.
  • 본 연구에서는 고온에서 만들어진 인조흑연을 음극 재료로 사용하여, 전기화학적으로 완전 충전된 상태에서 형성된 리튬 인조흑연 층간 화합물의 구조와 열적 안정성에 대하여 XRD와 DSC 분석을 통하여 얻은 결과를 토론하였다. 뿐만 아니라 이들 화합물에서의 리튬의 거동에 대하여, Li-NMR를 사용하여 석유 코크스, 인조흑연 및 리튬 인조흑연 층간화합물을 상호 비교하여 토론하였다.
  • 이러한 발열반응이 낮은 온도에서 일어난 후에 탄화에 의한 탄소 분자들의 1차 재배열이 일어나고, 비교적 높은 온도에서 재배열 분자들이 2차 반응에 의한 축중합 반응이 완성되어 흡열반응을 수반하는 것으로 여겨진다. 이들의 결과들은 인조 혹연 사이에 존재하던 리튬의 발산 현상으로 인한 열적 특성에 대한 정보를 제공하여 주고 있다. 따라서 낮은 stage가 형성된 리튬 인조흑연 층간화합물에 대하여 열적 변이가 일어나는 동안에 열적 안정성과 리튬의 발산 과정이라고 할 수 있다.
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