$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 수열 합성법으로 제조된 구형의 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성
Electrochemical Performances of Spherical Silicon/Carbon Anode Materials Prepared by Hydrothermal Synthesis 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.59 no.3, 2021년, pp.326 - 332  

최나현 (충북대학교 화학공학과) ,  이종대 (충북대학교 화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 수열 합성법을 이용하여 나노 실리콘이 포함된 구형의 탄소 복합체를 합성하고, 석유계 피치로 코팅하여 제조된 음극 소재의 전기화학 특성을 조사하였다. 수크로스몰 농도를 변화시켜 수열합성한 후, 유기 용매로 THF를 사용하여 피치로 코팅된 음극 복합소재를 제조하였다. 제조된 음극 소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 1.0 M LiPF6 (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해액에서 사이클, 율속, 순환전압전류임피던스 테스트를 통해 리튬이차전지의 전기화학 성능을 조사하였다. 1.5 M의 수크로스와 피치를 사용하여 제조된 실리콘/탄소 소재는 구형 형태를 보였으며, 1756 mAh/g의 높은 초기 용량, 50 사이클 후 82 %의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 81%의 우수한 속도 특성을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a spherical carbon composite material containing nano-silicon was synthesized using hydrothermal synthesis, and coated with petroleum pitch to prepare an anode material to investigate the electrochemical characteristics. Hydrothermal synthesis was performed by varying molar concentrat...

Keyword

표/그림 (11)

참고문헌 (23)

  1. Kobayashi, N., Inden, Y. and Endo, M., "Silicon/soft-carbon Nanohybrid Material with Low Expansion for High Capacity and Long Cycle Life Lithium-ion Battery," J. Power Sources, 326, 235-241(2016). 

  2. Lee, S. Y. and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Anode Materials using Petroleum Pitch," Korean Chem. Eng. Res., 56(4), 561-567(2018). 

  3. Zhao, C., Wada, T., De Andrade, V., Gursoy, D., Kato, H. and Chen-Wiegart, Y. C. K.. "Imaging of 3D Morphological Evolution of Nanoporous Silicon Anode in Lithium Ion Battery by X-ray Nano-tomography," Nano Energy, 52, 381-390(2018). 

  4. Yang, T., Tian, X., Li, X., Wang, K., Liu, Z., Guo, Q. and Song, Y., "Double Core-Shell Si@C@SiO 2 for Anode Material of Lithium-Ion Batteries with Excellent Cycling Stability," Chem. Eur. J., 23(9), 2165-2170(2017). 

  5. Wang, Y. X., Chou, S. L., Kim, J. H., Liu, H. K. and Dou, S. X., "Nanocomposites of Silicon and Carbon Derived from Coal Tar Pitch: Cheap Anode Materials for Lithium-ion Batteries with Long Cycle Life and Enhanced Capacity," Electrochim. Acta, 93, 213-221(2013). 

  6. Lee, J. H., Kim, W. J., Kim, J. Y., Lim, S. H. and Lee, S. M., "Spherical Silicon/graphite/carbon Composites as Anode Material for Lithium-ion Batteries," J. Power Sources, 176(1), 353-358(2008). 

  7. Lee, S. H. and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Anode Materials using Petroleum Pitch," Korean Chem. Eng. Res., 56(4), 561-567(2018). 

  8. Jo, Y. J. and Lee, J. D., "Electrochemical Performance of Graphite/Silicon/Carbon Composites as Anode Materials for Lithium-ion Batteries," Korean Chem. Eng. Res., 56(3), 320-326(2018). 

  9. itirici, M. M., Antonietti, M. and Thomas, A., "A Generalized Synthesis of Metal Oxide Hollow Spheres Using a Hydrothermal Approach," Chem. Mater., 18(16), 3808-3812(2006). 

  10. Hu, Y. S., Demir-Cakan, R., Titirici, M. M., Muller, J. O., Schlogl, R., Antonietti, M. and Maier, J., "Superior Storage Performance of a Si@SiOx/C Nanocomposite as Anode Material for Lithiumion Batteries," Angew. Chem. Int. Ed., 47(9), 1645-1649(2008). 

  11. Shen, T., Xia, X. H., Xie, D., Yao, Z. J., Zhong, Y., Zhan, J. Y., Whang, D. H., Wu, J. B., Wang, X. L. and Tu, J. P., "Encapsulating Silicon Nanoparticles Into Mesoporous Carbon Forming Pomegranate-structured Microspheres as a High-performance Anode for Lithium ion Batteries," J. Mater. Chem. A, 5(22), 11197-11203 (2017). 

  12. Shin, H. J., Hwang, J. Y., Kwon, H. J., Kwak, W. J., Kim, S. O., Kim, H. S. and Jung, H. G., "Sustainable Encapsulation Strategy of Silicon Nanoparticles in Microcarbon Sphere for High-Performance Lithium-Ion Battery Anode," ACS Sustain. Chem. Eng., 8(37), 14150-14158(2020). 

  13. Han, Y. J., Hwang, J. W., Kim, K. S., Kim, J. H., Lee, J. D. and Im, J. S., "Optimization of the Preparation Conditions for Pitch Based Anode to Enhance the Electrochemical Properties of LIBs," J. Ind. Eng. Chem., 73, 241-247(2019). 

  14. Choi, S. H., Nam, G., Chae, S., Kim, D., Kim, N., Kim, W. S., Ma, J., Sung, J., Han, M. S., Ko, M., Lee, H. W. and Cho, J., "Robust Pitch on Silicon Nanolayer-embedded Graphite for Suppressing Undesirable Volume Expansion," Adv. Energy Mater., 9(4), 1803121 (2019). 

  15. Zheng, M., Liu, Y., Xiao, Y., Zhu, Y., Guan, Q., Yuan, D. and Zhang, J., "An Easy Catalyst-free Hydrothermal Method to Prepare Monodisperse Carbon Microspheres on a Large Scale," J. Phys. Chem. C, 113(19), 8455-8459(2009). 

  16. Jeong, S., Li, X., Zheng, J., Yan, P., Cao, R., Jung, H. J., Wang, C., Liu, J. and Zhang, J. G., "Hard Carbon Coated Nano-Si/graphite Composite as a High Performance Anode for Li-ion Batteries," J. Power Sources, 329, 323-329(2016). 

  17. Karkar, Z., Guyomard, D., Roue, L. and Lestriez, B., "A Comparative Study of Polyacrylic Acid (PAA) and Carboxymethyl Cellulose (CMC) Binders for Si-based Electrodes," Electrochim. Acta, 258, 453-466(2017). 

  18. Komaba, S., Shimomura, K., Yabuuchi, N., Ozeki, T., Yui, H. and Konno, K., "Study on Polymer Binders for High-capacity SiO Negative Electrode of Li-ion Batteries," J. Phys. Chem. C, 115(27), 13487-13495(2011). 

  19. Jo, Y. J. and Lee, J. D., "Effect of Petroleum Pitch Coating on Electrochemical Performance of Graphite as Anode Materials," Korean J. Chem. Eng., 36(10), 1724-1731(2019). 

  20. Cakan, R. D., Titirici, M. M., Antonietti, M., Cui, G., Maier, J. and Hu, Y. S., "Hydrothermal Carbon Spheres Containing Silicon Nanoparticles: Synthesis and Lithium Storage Performance," Chem. Commun., 32, 3759-3761(2008). 

  21. Zuo, P., Yin, G., Yang, Z., Wang, Z., Cheng, X., Jia, D. and Du, C., "Improvement of Cycle Performance for Silicon/carbon Composite Used as Anode for Lithium ion Batteries," Mater. Chem. Phys., 115(2-3), 757-760(2009). 

  22. Shen, T., Xia, X. H., Xie, D., Yao, Z. J., Zhong, Y., Zhan, J. Y., and Wang, D. H., Wu, J. B., Wang, X. L. and Tu, J. P., "Encapsulating Silicon Nanoparticles into Mesoporous Carbon Forming Pomegranate-structured Microspheres as a High-performance Anode for Lithium ion Batteries," J. Mater. Chem. A, 5(22), 11197-11203 (2017). 

  23. Li, M., Hou, X., Sha, Y., Wang, J., Hu, S., Liu, X. and Shao, Z., "Facile Spray-drying/pyrolysis Synthesis of Core-shell Structure Graphite/silicon-porous Carbon Composite as a Superior Anode for Li-ion Batteries," J. Power sources, 248, 721-728(2014). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로