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NTIS 바로가기전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society, v.22 no.4, 2019년, pp.148 - 154
김태훈 (한국산업기술대학교생명화학공학과) , 김경래 (한국산업기술대학교생명화학공학과) , 박환동 (한국산업기술대학교생명화학공학과) , 김해빈 (한국산업기술대학교지식기반기술.에너지대학원) , 류지헌 (한국산업기술대학교지식기반기술.에너지대학원)
Vanadium oxide based materials have been studied as novel negative electrode materials in lithium-ion batteries (LIBs) because of their high specific capacity. In this study, potassium metavanadate (
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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바나듐 계 산화물(vanadium-based oxide) 중 고용량 발현이 제한받는 예시는 무엇이 있는가? | 10,11) 특히 바나듐 계 산화물(vanadium-based oxide)은 산화수가 높은 바나듐의 특성상 흑연을 대체할 유망한 소재로 기대되어 왔다.12,13) 그러나 바나듐 산화물인 V2O5 의 경우는 다른 전이금속 산화물과 다르게 전환반응이 쉽게 발생되지 않기 때문에, 높은 산화수를 가졌음에도 불구하고 삽입반응을 기반으로만 활용되어 그 용량이 충분히 발현되지 않으며, 알칼리 금속을 포함하는 Li1 + xVO2와 LiV3O8의 경우에도 마찬가지로 삽입반응만 발생되어 고용량 음극 활물질로의 활용에는 제약이 있었다.14-16) 그러나, 비정질의 V2O5 를 합성하여 적용하거나 알칼리 금속을 포함하는 화합물 중에서 LiVO3 (lithium metavanadate)를 음극으로 사용하는 경우에는 전환반응에 준하는 높은 용량을 발현이 가능한 것으로 알려져 있다. | |
흑연을 리튬이온 전지의 음극재로 사용할 시 한계점은 무엇인가? | 기존 리튬이온 전지의 음극재로 사용되는 흑연은 우수한 안정성을 갖고 있으나 6개의 탄소 원자 당 1개의 리튬이온만 가역적으로 삽입 및 탈착할 수 있기 때문에 이론 용량이 372 mAh/g으로 제한되어 한계를 지니고 있다.4,5) 이로 인하여 탄소계가 아닌 Si, Sn, Ge 등의 합금계 음극이 높은 용량으로 큰 주목을 받았으며 충방전 중의 큰 부피변화로 인하여 수명특성에서 문제가 지적되었으나, 활물질의 형상제어, 새로운 바인더의 적용, 전해액 첨가제 등의 방법을 통하여 이를 개선해 나아가고 있다. | |
리튬이온 이차전지가 적용되고 있는 분야는 무엇인가? | 리튬이온 이차전지는 높은 에너지 밀도와 긴 수명 특성으로 인해 다양한 분야에 적용되고 있다. 기존 휴대용 전자기기에서 나아가 전기자동차(electric vehicle, EV) 및 전력저장용 에너지 저장장치(energy storage system, ESS) 등의 중대형 전지로 적용범위가 확장되었다. 특히 리튬이온 이차전지의 더욱 높은 에너지 밀도의 구현을 위하여, 1980년대 후반 최초의 상용 리튬이온 이차전지가 Sony Energytech 사에 의해 개발된 이래로 고용량의 새로운 활물질을 찾기 위한 연구가 계속되고 있다. |
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