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제안 방법
- 탄소나노섬유를 전극으로 제조하기 위해 결합제로 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride), 도전제로 Ketjenblack을 첨가하였다. 결합제, 활물질 그리고 도던제를 85 : 15 : 5 비율로 균일하게 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 집전체 니켈 망에 슬러리를 균일한 두께로 도포하였으며 120℃에서 1시간 건조시켜 슬러리 제조에 사용된 휘발성분을 제거하였다.
- 전극 활물질로 사용한 탄소나노섬유는 증기성장(vapor grown)시킨 카본나노텍(Cabonnanotec)사에서 구입하여 사용하였다. 마노사발과 마노막자를 사용하여 탄소나노섬유를 밀링하였으며 정해진 밀링 시간 동안 중지 없이 밀링을 지속하였다. 막자의 회전 방향도 변화 없이 일정한 방향으로 밀리을 진행하였다.
- 마노사발과 마노막자를 사용하여 탄소나노섬유를 밀링하였으며 정해진 밀링 시간 동안 중지 없이 밀링을 지속하였다. 막자의 회전 방향도 변화 없이 일정한 방향으로 밀리을 진행하였다. 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 외부 형태 변화를 관찰하기 위하여 고배율로 촬영한 주사전자현미경(FE-SEM) 사진을 분석하였다.
- 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 열분해 특성변화를 확인하기 위하여 열중량분석(TGA)을 실시하였다. 10℃min-1의 승온 속도로 50∼1000℃까지 측정하였으며, 온도 증가에 따른 탄소나노섬유의 중량 변화를 관찰하기위하여 비활성 기체를 주입하지 않았다.
- 막자의 회전 방향도 변화 없이 일정한 방향으로 밀리을 진행하였다. 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 외부 형태 변화를 관찰하기 위하여 고배율로 촬영한 주사전자현미경(FE-SEM) 사진을 분석하였다. 밀링에 의한 외부 에너지의 전달이 탄소나노섬유에 미치는 결정학적 구조의 변화를 조사하기 위해 X선 회절기(XRD)를 사용하였다.
- 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 입자 비표면적과 기공의 특성 변화를 조사석하기 위하여 비표면적 및 기공분석 장치를 사용하였다. 비표면적은 BET 곡선의 직선부분(P/P0=0.
- 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 표면 및 구조를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 촬영한 여러 배율의 사진들을 Fig. 1에 나타내었다. Fig.
- 42Å)을 사용하였다. 밀링시간에 따른 탄소나노섬유의 회절선 변화를 비교하였고 활물질 결정의 구조적 변화가 전극의 가역적인 전기화학적 에너지 저장 용량에 미치는 영향을 평가하였다.
- 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 외부 형태 변화를 관찰하기 위하여 고배율로 촬영한 주사전자현미경(FE-SEM) 사진을 분석하였다. 밀링에 의한 외부 에너지의 전달이 탄소나노섬유에 미치는 결정학적 구조의 변화를 조사하기 위해 X선 회절기(XRD)를 사용하였다. 회절선의 측정은 2 θ = 20°∼80° 범위에서 실시하였고 관전압은 40kV, 관전류는 30mA로 설정 하였으며 Cu-Kα 선(λ=1.
- 2)으로부터 계산하였고 기공의 크기와 분포는 질소기체의 탈착선으로부터 BJH법을 이용하여 계산하였다. 밀링한 탄소나노섬유의 표면 화학적 상태 변화는 XPS(측정조건)를 이용하여 분석하였다.
- 본 연구에서는 막자와 사발을 이용하여 밀링한 탄소나노섬유를 전극용 활물질로 사용하였고, 분광학적, 결정학적, 전기화학적 평가를 통해 밀링 전후의 탄소나노섬유의 물리화학적 특성 변화와 에너지 저장 특성을 조사하였다.
- 순환전류측정법(cyclic voltammetry)을 이용하여 -100mV∼600mV 범위에서 각 전극을 측정한 전류-전위곡선의 변화를 비교하였다.
- SHE)를 사용하였으며 전해질은 1 M Na2SO4 용액을 사용하였다. 전류 주사 속도는 100mAs-1로 설정하였으며 이를 통해 탄소나노섬유의 밀링시간에 변화에 따른 전극특성을 검토하였다.
- 전위범위는 –100mV∼600mV의 영역에서 주사속도 100mV로 주사하여 밀링 시간에 따른 축전용량 변화를 관찰하였다.
- 탄소나노섬유를 전극으로 제조하기 위해 결합제로 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride), 도전제로 Ketjenblack을 첨가하였다. 결합제, 활물질 그리고 도던제를 85 : 15 : 5 비율로 균일하게 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
- 탄소나노섬유의 밀링시간에 따른 열분해 특성을 알아보기 위해 공기 중에서 열중량분석(TGA)을 실시하였으며 그 결과를 Fig. 5에 나타내었다. 밀링하지 않은 탄소나노섬유는 550℃에서 열분해하기 시작하여 질량이 감소하였으며 900℃에서 열분해가 완료된다는 것을 확인할 수 있으며 1 min, 5 min 그리고 15 min으로 밀링 시간이 증가할수록 열분해 속도가 빨라진다는 것을 확인할 수 있다.
- 탄소나노섬유의 밀링에 따른 특성 변화와 전지화학적 에너지 저장성능을 조사하기 위해서 밀링시간에 따른 탄소나노섬유를 다양한 관점에서 분석하고 전극을 제조하여 평가하였다.
- 회절선의 측정은 2 θ = 20°∼80° 범위에서 실시하였고 관전압은 40kV, 관전류는 30mA로 설정 하였으며 Cu-Kα 선(λ=1.42Å)을 사용하였다.
대상 데이터
- 순환전류측정법(cyclic voltammetry)을 이용하여 -100mV∼600mV 범위에서 각 전극을 측정한 전류-전위곡선의 변화를 비교하였다. 상대 전극으로 백금망, 기준전극으로 Ag/AgCl(0.222V vs. SHE)를 사용하였으며 전해질은 1 M Na2SO4 용액을 사용하였다. 전류 주사 속도는 100mAs-1로 설정하였으며 이를 통해 탄소나노섬유의 밀링시간에 변화에 따른 전극특성을 검토하였다.
- 전극 활물질로 사용한 탄소나노섬유는 증기성장(vapor grown)시킨 카본나노텍(Cabonnanotec)사에서 구입하여 사용하였다. 마노사발과 마노막자를 사용하여 탄소나노섬유를 밀링하였으며 정해진 밀링 시간 동안 중지 없이 밀링을 지속하였다.
이론/모형
- 밀링 시간에 따른 탄소나노섬유의 입자 비표면적과 기공의 특성 변화를 조사석하기 위하여 비표면적 및 기공분석 장치를 사용하였다. 비표면적은 BET 곡선의 직선부분(P/P0=0.2)으로부터 계산하였고 기공의 크기와 분포는 질소기체의 탈착선으로부터 BJH법을 이용하여 계산하였다. 밀링한 탄소나노섬유의 표면 화학적 상태 변화는 XPS(측정조건)를 이용하여 분석하였다.
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