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흑연 코팅 집전체를 이용한 Lithium Terephthalate 기반 리튬-유기 이차전지의 전기화학적 특성 개선
Improving the Electrochemical Properties of Lithium Terephthalate-based Lithium-Organic Battery with A Graphite Coated Current Collector 원문보기

전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society, v.22 no.3, 2019년, pp.122 - 127  

권오현 (청주대학교에너지융합공학과) ,  김종빈 (청주대학교에너지융합공학과) ,  김재광 (청주대학교에너지융합공학과)

초록
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유기이차전지가 가지고 있는 전극 내 낮은 접합력과 높은 계면저항의 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 흑연 코팅 처리된 집전체를 사용하여 lithium terephthalate (LTA)전지의 전기화학적 특성 변화를 분석하였다. LTA 음극 활물질은 산의 이온 치환반응에 의하여 불순물 없이 합성되어 졌다. 막대 형태의 LTA 활물질로 제작된 전극과 흑연 코팅 처리된 집전체와의 접합특성은 SEM 단면과 EIS를 통하여 확인하였다. 흑연 코팅된 집전체를 사용한 LTA전지의 계면저항은 현저히 감소되었다. 순수한 금속 집전체 LTA 전지와 흑연 코팅 처리된 금속 기판 LTA 전지는 0.1C의 두 번째 사이클에서 107.6 mAh/g와 148.8 mAh/g의 방전 용량을 보인다. 흑연 코팅된 집전체를 사용한 LTA 전지는 순수한 LTA 전지에 비하여 우수한 수명 특성과 높은 방전 용량, 그리고 높은 고율 특성을 가진다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we investigate the electrochemical performance of lithium terephthalate (LTA) battery using graphite coated metal current collector to overcome the disadvantages of organic batteries which is high interfacial resistance between current collector and electrode. The LTA anode material i...

주제어

#Lithium Terephthalate   #Current Collector   #Charge Transfer   #Electrochemical Performance   #Organic Battery  

표/그림 (5)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 13) 그러나 전극과 집전체 간의 접촉 문제를 해결하지 못하여 전기화학적 특성을 향상시키는데 있어 한계가 존재하였다. 그리하여 본 연구에서 LTA 전극 물질과 집전체 간의 접촉성을 증가시키기고 전하 이동을 개선하기 위하여 흑연이 코팅되어 있는 집전체를 적용하여 LTA 기반 이차전지의 전기화학적 특성을 향상시키고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유기 이차전지의 장단점은? 6-9) 유기 이차전지는 전지 중에 고가 금속의 사용량을 줄이고 유기물로 이루어진 전극 물질을 사용하여 이차전지를 구성하는 시스템이다. 구성물질의 대부분이 유기물로 이루어지다 보니 원료의 제한이 없으며 전지의 무게를 감소시키거나 가변형 전지를 제작하는데 유리하다. 또한 이온 상호작용에 의하여 전기화학적 산화-환원 반응이 빠르게 일어나므로 무기물 기반의 리튬이차전지보다 고 출력을 얻을 수 있다. 하지만 유기이차전지의 전극 물질들은 전기전도도가 낮아 우수한 전기화학적 특성을 얻기 위하여 전극 내에 다량의 탄소 전도체가 포함되어야하며 전자를 이동시켜야하는 집전체에 유기전극물질이 직접 접촉하게 되면 전하이동이 늦어져 전지의 전기화학적 특성을 감소시킨다.10-12)
리튬 이차전지의 장점은? 최근 리튬 이차전지의 적용 분야 확대와 전기자동차, 에너지저장 시스템의 수요 증대와 함께 리튬 이차전지 시장이 폭발적으로 성장하고 있다. 리튬 이차전지는 커패시터, 레독스 흐름전지 (Redox flow battery) 등과 같은 이차전지에 비하여 높은 에너지 밀도를 지니고 있어 작은 공간에 많은 에너지 저장하기에 유리하다.1-4) 그리하여 1990년대 소니에 의한 graphite/LiCoO2 기반의 리튬 이차전지가 휴대용 카세트에 적용된 후 현재까지 대부분의 휴대용 전자기기들은 에너지원으로 리튬이차전지를 채용하고 있다.
유기 이차전지란 무엇인가? 그리하여 리튬이차전지의 원료가격 상승과 환경 문제의 해결책이 될 수 있는 새로운 이차전지가 연구되고 있으며 그 예로 나트륨 전지와 함께 유기이차전지를 들수 있다.6-9) 유기 이차전지는 전지 중에 고가 금속의 사용량을 줄이고 유기물로 이루어진 전극 물질을 사용하여 이차전지를 구성하는 시스템이다. 구성물질의 대부분이 유기물로 이루어지다 보니 원료의 제한이 없으며 전지의 무게를 감소시키거나 가변형 전지를 제작하는데 유리하다.
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