초록 ▼

● 방사선을 이용하여 리튬이온 배터리 양극소재인 MoS₃/RGO 및 WS₃/RGO를 제조하여 물리화학적 구조분석을 AFM, XPS, XRD, TEM등을 활용하여 분석한 결과, 전구체인 ammonium tetrathiometallate가 성공적으로 상기 전이금속 칼코게나이드로 변환되었고, 전극 지지체인 GO는 RGO로 변환되었음을 확인하였음.
● 또한 제조된 양극 소재를 이용하여 전기화학적 특성분석을 진행한 결과, specific capacity가 최대 1,200mAh/g임을 확인할 수

● 방사선을 이용하여 리튬이온 배터리 양극소재인 MoS₃/RGO 및 WS₃/RGO를 제조하여 물리화학적 구조분석을 AFM, XPS, XRD, TEM등을 활용하여 분석한 결과, 전구체인 ammonium tetrathiometallate가 성공적으로 상기 전이금속 칼코게나이드로 변환되었고, 전극 지지체인 GO는 RGO로 변환되었음을 확인하였음.
● 또한 제조된 양극 소재를 이용하여 전기화학적 특성분석을 진행한 결과, specific capacity가 최대 1,200mAh/g임을 확인할 수 있었으며, 이는 상용 양극대비 4배 이상 높은 수준임을 확인하였음.
● 양극소재를 활용하여 장기 안정성을 분석한 결과, 성능이 초기대비 지속적으로 증가하다가 2,500cycle 충방전 시 초기성능으로 돌아옴을 확인할 수 있었고, 이는 제조된 양극소재가 매우 우수한 충방전 안정성을 갖음을 확인함.
● 전자선 가교가능 신규 바인더 조성물과 전자선 조사를 통해 3차원 네트워크 가교 구조의 실리콘 음극을 개발하였고 개발 전극은 2,050 mAh/g의 초기방전용량(목표치:≧ 1,500 mAh/g)을 보였고, 0.2C의 전류 속도 조건으로 100회 반복 장치 충·방전 후에도 1,350 mAh/g의 방전용량을 보임을 확인함.
● 최종적으로 제조된 양극 및 음극을 이용하여 2세부와 협엽하여 풀셀을 제작한 결과 초기용량 1,612 mAh/g을 보여주며 다른 풀셀에 비해 현저히 낮은 30.3%의 감소량을 가지며 충방전 150회 이후에도 1,124 mAh/g라는 높은 방전용량을 나타내며 에너지밀도는 1,725 Wh/kg를 가짐을 확인함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

● We synthesized novel cathode materials(MoS₃/RGO, WS₃/RGO) using the gamma irradiation technique for the application to lithium ion batteries. After gamma irradiation on cathode precursor aqueous solution containing ammonium tetrathiometallate at dose of 50kGy under ambient co

● We synthesized novel cathode materials(MoS₃/RGO, WS₃/RGO) using the gamma irradiation technique for the application to lithium ion batteries. After gamma irradiation on cathode precursor aqueous solution containing ammonium tetrathiometallate at dose of 50kGy under ambient condition, all precursor were transformed into the target materials, confirmed by analyzing physical, chemical and electrical properties using AFM, XPS, XRD and TEM. In addition, the graphene oxide(GO) used by electrode scaffold in lithium ion batteris was transformed into conductive reduced graphene oxide(RGO) which is confirmed by 4-point probe analysis.
● Using the above cathode materials, coin-cell-based specific capacity and long-term stability analyses were conducted, resulting in a high specific capacity values up to 1,200 mAh/g and cyclic stability up to 2,500 cycle charge-discharge times.
● Additionally, we developed 3-dimensional networked anode materials by radiation-induced cross-linking.
● To conduct electrochemical performance of the synthesized anode materials, we made coin-cell type lithium ion batteries. As a result, all 3D-networked silicon anodes (fabricated by three types of hydrophillic polymer binder mixtures and electron beam-induced crosslining) exhibited the initial discharge capacity of more than 1,200mAh/g and better repeated charge-discharge durability than the non-crosslinked counterparts. Additionally, we confirmed that the synthesized silicon-based anode materials showed a high cyclic stability up to 100 charge-discharge cycles.
● Finally, we fabricated a full cell using the radiation-synthesized anode and cathode materials.
● As a result, the full cell showed a high specific capacity of 1,612 mAh/g, a high energy density of 1,725 Wh/g and a high cyclic stability up to 150 charge-discharge cycles.

(출처 : SUMMARY 14p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 14
• CONTENTS ... 15
• 목차 ... 16
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제1절 연구개발의 개요 ... 17
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 19
• 제3절 연구개발의 목표 및 내용 ... 23
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 제1절 연구개발 대상의 국내·외 연구현황 ... 24
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제1절 연구수행 내용 및 결과 ... 32
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 109
• 제1절 연도별 연구목표 및 달성도 ... 109
• 제2절 관련 연구 분야 기여도 ... 115
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 116
• 제1절 리튬이온 배터리 연구개발결과의 활용계획 ... 116
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 118
• 제7장 연구장비의 구축 및 활용 결과 ... 119
• 제8장 참고문헌 ... 120
• 끝페이지 ... 121