$\require{mediawiki-texvc}$

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.

전기방사를 이용한 석유계 피치가 코팅된 Si/C Fiber의 전기화학적 성능
Electrochemical Performances of Petroleum Pitch Coated Si/C Fiber Using Electrospinning 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.60 no.3, 2022년, pp.439 - 445  

윤재웅 (충북대학교 화학공학과) ,  이종대 (충북대학교 화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 전기방사를 이용해 제조한 Si/C Fiber 표면에 실리콘과 석유계 피치를 코팅하여 전지의 용량 안정성을 개선하고자 하였다. TEOS와 PAN을 전기방사 Fiber의 전구체로 사용하여 DMF에 용해해 방사하였다. 전기 방사된 Fiber는 탄화, 환원, 피치 코팅 공정의 특성을 분석하여 최적 공정을 조사하였으며, TEOS와 PAN의 비율에 따라 제조한 음극 소재의 성능을 평가하였다. 탄화/환원 공정 후의 TEOS : PAN = 4 : 6 (CR-46)로 제조된 음극 복합 소재는 657 mAh/g의 용량을 보여주었다. 전기화학적 성능을 개선하기 위하여, CR-46 표면에 실리콘과 석유계 피치를 코팅하였다. 피치의 조성을 10 wt%로 고정하였을 때, 실리콘의 함량이 증가할수록 용량은 개선되지만, 안정성은 저하됨을 알 수 있었다. 실리콘의 조성을 10 wt%로 제조한 음극 복합 소재는 982.4 mAh/g의 높은 용량과 86.1%의 용량 안정성을 확인할 수 있었다. 고속 충·방전 특성을 분석하기 위한 율속 테스트에서는 80.2%의 용량비(5C/0.1C)를 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, Silicon and petroleum pitch were coated on the surface of Si/C fiber manufactured using electrospinning to improve the electrochemical performances. SiO2/PAN fiber was prepared by electrospinning with TEOS and PAN at various ratios dissolved in DMF. The characteristics of carbonizatio...

주제어

표/그림 (10)

참고문헌 (24)

  1. Liang, G., Qin, X., Zou, J., Luo, L., Wang, Y., Wu, M., Zhu, H., Chen, G., Kang, F. and Li, B., "Electrosprayed Silicon-embedded Porous Carbon Microspheres as Lithium-ion Battery Anodes with Exceptional Rate Capacities," CARBON, 127, 424-431(2018). 

  2. Wachtler, M., Besenhard, J. O. and Winter, M., "Tin and Tin-Based Intermetallics as New Anode Materials for Lithium-Ion Cells," J. Power Sources, 94, 189-193(2001). 

  3. Wu, H., Chan, G., Choi, J. W., Ryu, L., Yao, Y., McDowell, M. T., Lee, S. W., Jackson, A., Yang, Y., Hu, L. and Cui, Y., "Stable Cycling of Double-Walled Silicon Nanotube Battery Anodes Through Solid-Lectrolyte Interphase Control," Nat. Nanotechnol., 7(5), 310-315(2012). 

  4. Sohn, M., Kim, D. S., Park, H. I., Kim, J. H. and Kim, H., "Porous Silicon-Carbon Composite Materials Engineered by Simultaneous Alkaline Etching for High-Capacity Lithium Storage Anodes," Electrochim. Acta, 196, 197-205(2016). 

  5. Antitomaso, P., Fraisse, B., Stievano, L., Biscaglia, S., Perrot, D. A., Girard, P., Sougrati, M. T. and Monconduit, L., "SnSb Electrodes for Li-Ion Batteries: The Electrochemical Mechanism and Capacity Fading Origins Elucidated by Using Operando Techniques," J. Mater. Chem. A, 5, 6546-6555(2017). 

  6. Huanga, L., Wei, H. B., Ke, F. S., Fan, X. Y., Li, J. T. and Sun, S. G., "Electrodeposition and Lithium Storage Performance of Three-Dimensional Porous Reticular Sn-Ni Alloy Electrodes," Electrochim. Acta, 54, 2693-2698(2009). 

  7. Reneker, D. H. and Yarin, A. L., "Electrospinning Jets and Polymer Nanofibers," Polymer, 49(10), 2387-2425(2008). 

  8. Jung, J. W., Ryu, W. H., Shin, J., Park, K., and Kim, I. D., "Glassy Metal Alloy Nanofiber Anodes Employing Graphene Wrapping Layer: Toward Ultralong-cycle-life Lithium-ion Batteries," ACS nano, 9(7), 6717-6727(2015). 

  9. Ahn, M., Hwang, S., Han, S., Choi, M., Byun, D. and Lee, W., "Porous an Hollow Nanofibers for Solid Oxide Fuel Cell Electrodes," Korean J Chem Eng, 37(8), 1371-1378(2020). 

  10. Teo, W. E. and Ramakrishna, S., "A Review on Electrospinning Design and Nanofibre Assemblies. Nanotechnology," Nanotechnology, 17(14), R89(2006). 

  11. Kim, H.-Y. and Ju, Y.-W., "Influence of Post-heat Treatment on Photocatalytic Activity in Metal-embedded TiO 2 Nanofibers," Korean J Chem Eng, 38(7), 1522-1528(2021). 

  12. Dahn, J. R., Zheng, T., Liu, Y. and Xue, J. S., "Mechanisms for Lithium Insertion in Carbonaceous Materials," Science, 270, 590(1995). 

  13. Zhang, X., Qu, H., Ji, W., Zheng, D., Ding, T., Abegglen, C., Qiu, D. and Qu, D., "Fast and Controllable Prelithiation of Hard Carbon Anodes for Lithium-ion Batteries," ACS Appl. Mater. Interfaces, 12(10), 11589-11599(2020). 

  14. Jo, Y. J. and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Artificial Graphite Anode Coated with Petroleum Pitch Treated by Solvent," Korean J Chem Eng., 57(1) 5-10(2019). 

  15. Rahaman, M. S. A., Ismail, A. F. and Mustafa, A., "A Review of Heat Treatment on Polyacrylonitrile Fiber," Polym. Degrad. Stab., 92(8), 1421-1432(2007). 

  16. Lai, J., Guo, H., Wang, Z., Li, X., Zhang, X., Wu, F. and Yue, P., "Preparation and Characterization of Flake Graphite/Silicon/Carbon Spherical Composite as Anode Materials for Lithiumion Batteries," J. Alloys Compd., 530, 30-35(2012). 

  17. Jung, M. Z., Park, J. Y. and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Composites with CNT for Anode Material," Korean Chem. Eng. Res., 54(1), 16-21(2016). 

  18. Zuo, X., Wang, X., Xia, Y., Yin, S., Ji, Q., Yang, Z. and Cheng, Y. J., "Silicon/carbon Lithium-ion Battery Anode with 3D Hierarchical Macro-/mesoporous Silicon Network: Self-templating Synthesis via Magnesiothermic Reduction of Silica/carbon Composite," J. Power Sources, 412, 93-104(2019). 

  19. Pirzada, T., Arvidson, S. A., Saquing, C. D., Shah, S. S. and Khan, S. A., "Hybrid Silica-PVA Nanofibers via Sol-gel Electrospinning," Langmuir, 28(13), 5834-5844(2012). 

  20. Ko, H. S., Choi, J. E. and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Lithium Ion Battery Anode Materials of Graphite/SiO 2 ", Appl. Chem. Eng., 25, 592-597(2014). 

  21. Wang, Y., Wen, X., Chen, J. and Wang, S., "Foamed Mesoporous Carbon/silicon Composite Nanofiber Anode for Lithium Ion Batteries," Journal of Power Sources, 281, 285-292(2015). 

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

  23. Lee, J. H., Kim, S. H., Kim, W. and Choi, W. J., "A Research on the Estimation Method for the SOC of the Lithium Batteries Using AC Impedance," TKPE, 14(6), 457-465(2009). 

  24. Oh, S. H., Park, S. M., Kang, D. W., Kang, Y. C., and Cho, J. S., "Fibrous Network of Highly Integrated Carbon Nanotubes/MoO 3 Composite Bundles Anchored with MoO 3 Nanoplates for Superior Lithium Ion Battery Anodes," J Ind Eng Chem, 83, 438-448(2020). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

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