http://chineseinput.net/에서 pinyin(병음)방식으로 중국어를 변환할 수 있습니다.
변환된 중국어를 복사하여 사용하시면 됩니다.
나프타 분해공정 잔사유로부터 얻어진 피치의 이차전지용 음극재로의 쓰임
김지홍,김종구,전영표,이철위,이기봉,임지선 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0
석유계 잔사유는 높은 탄소의 함량과 다양한 방향족화합물로 이루어져 있으나 현재 활용도가 높지 않다. 이를 이차전지에 적용하여 그 쓰임과 여러 온도조건에서의 특성을 알아보기 위해 나프타 분해공정 잔사유인 PFO를 열처리하여 음극재용 소프트카본을 제조하였다. 핏치의 열처리 온도가 음극재의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 PFO를 350 ~ 410°C의 범위에서 10°C간격으로 1시간 동안 열처리 공정을 가졌고, 1000°C의 탄화공정을 거쳐 음극재에 적용하였다. 같은 온도조건에서 3회이상의 실험을 통해 재현성을 확인하였고 이들의 특성을 평가하기 위해 EA, MARDI-TOF, TGA 및 Softening point를 분석하였다. 피치는 열처리 온도가 증가함에 따라 더욱 구조화되는 경향을 나타내었고 이에 따라 음극재의 초기용량이 높아지는 효과를 얻을 수 있었다. 하지만 초기효율의 경우 고온의 열처리에서 낮아지는 경향을 보였다. 이에 용도에 따라 온도조건을 달리하면 다양한 특성을 가지는 음극재를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
PVDF를 이용한 실리콘 입자의 탄소코팅 및 코팅된 입자를 음극재로 사용한 리튬이온 배터리의 용량 유지율 개선
김정현(Junghyun Kim),정진수(Jin-Su Jung),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.5
본 연구는 리튬이온 배터리의 음극재로 사용되는 실리콘의 팽창을 개선하기 위해 PVDF를 이용해 실리콘에 탄소를 코팅하고, 음극재로 사용하여 배터리의 충방전 용량 유지율을 개선하는 것을 목표하였다. 실리콘 덩어리를 밀링 처리하여 제조한 실리콘 입자에 탄소코팅 전구물질로 PVDF를 사용하여 탄소코팅된 실리콘 음극재를 제조했고, 이를 바탕으로 리튬이온 코인셀을 제작하고 테스트하여, 방전용량유지율 개선을 측정하고 고찰하였다. PVDF로 탄소코팅한 실리콘 입자에 결정질 탄소층이 존재하는 것을 SEM, EDS, Raman shift, TEM 분석 등을 통해 관찰하였으며, 충방전 실험을 통해 용량 유지율은 초기 용량 대비하여 실리콘 입자 탄소코팅 전 0.5%에서 탄소코팅 후 44.0%로 상승한 것을 측정할 수 있었다. 이를 통해 PVDF를 이용해 탄소코팅하여 실리콘을 개질하는 방법으로 리튬이온 2차전지의 용량유지율을 개선할 수 있음을 알 수 있었다. 향후 연구에서는 본 탄소코팅 방법을 최적화한 후 실리콘 산화물에 적용해 리튬이온 배터리용 음극재로 활용하고자 한다. This study aimed to improve the charge/discharge capacity retention rate of lithium-ion batteries by coating carbon on silicon, an anode material, using polyvinylidene difluoride (PVDF) to prevent the expansion of silicon. PVDF was used as a precursor for coating carbon on silicon particles produced by milling a silicon mass. Accordingly, a lithium-ion coin cell was manufactured and evaluated to measure the improvement in its discharge capacity retention rate. The presence of a crystalline carbon layer on the silicon particles coated using PVDF as a precursor was observed through scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy analyses. Through charge and discharge experiments, the capacity retention rate was determined to be 0.5% before the carbon coating of the silicon particles, as compared with the initial capacity. This value increased to 44.0% after the carbon coating. Thus, it was observed that the capacity retention rate of lithium-ion secondary batteries can be improved by modifying silicon through carbon coating using PVDF. In future studies, this carbon coating method will be optimized and applied to silicon oxides, which will be used as an anode material for lithium-ion batteries.
고 에너지 기계적 밀링을 이용한 고속 충전용 Ge/C 리튬이차전지 음극재 제조
최민홍(Minhong Choi),고민성(Minseong Ko) 한국전지학회 2021 한국전지학회지 Vol.1 No.1
최근 리튬 이온 배터리는 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 등 주 전원 공급 장치로써 사용되어 오고 있다. 하지만 흑연, 실리콘과 같은 상용 음극재는 전기 자동차 등 중대형 배터리 시장에서 필요로 하는 고속 충전 조건을 충족시키기에 부적절하다. 우리는 높은 율속 특성을 달성하기 위해 타 음극재 대비 높은 이온전도도 및 평균 충전 전압을 가지는 Ge과 높은 전기전도성을 가지는 카본 블랙을 고에너지 볼 밀링을 통해 복합화 하였다. 결과적으로 이 Ge/C 복합 음극소재는 15C 속도의 빠른 충전 조건에서 0.2C 충전 속도 대비 77.4%의 우수한 율속특성을 달성하였다. Lithium ion battery is considered to main power supply for electric vehicles, energy storage systems, etc. However, commercial anode material such as graphite and silicon is inappropriate for satisfy the demands of fast charging for electric vehicles. To accomplish of high rate capability, in this work, we report a composite consisted of Ge and carbon black via high energy mechanical milling process. Ge is attractive alternative of commercial anode due to higher ion conductivity (625×10<SUP>-14</SUP> ㎠ sec<SUP>-1</SUP>) and charging average voltage (~0.25V vs Li+/Li) than other anode materials. Also, this composite in which carbon black is uniformly deposited on Ge to improve electrical conductivity. Consequently, anode fabricated with this architecture achieve rate capability of 77.4% under high current rate of 15.0C rate.
한경재,김유진,윤성진,강유진,장민혁,조형근,조혜령,서동진,박주일 유기성자원학회 2022 유기물자원화 Vol.30 No.4
Lithium-ion batteries have greatly expanded along with the mobile phone market, and as the electric vehicle business is activated in earnest, they will attract many people's attention even afterwards. Until now, many people have attracted attention to the recovery of valuable metals inside lithium-ion batteries, but graphite, which is mainly used as an anode material, is also worth recycling. Therefore, in order to recover graphite with high purity and valuable metals, graphite that can be used as an anode material of a secondary battery may be generated again through a regeneration process of purifying and separating graphite from a waste lithium-ion battery and recovering electrical characteristics of graphite. This paper describes the process of converting waste graphite into regenerated graphite and the environmental and economic effects of regenerated graphite. 리튬이온 배터리는 휴대폰 시장과 함께 크게 확대되었고 전기 자동차 사업이 본격적으로 활성화됨에 따라, 이후에도 많은 사람의 관심을 끌게 될 분야이다. 지금까지는 리튬이온 배터리 내부에 있는 유가금속에 대한 회수에많은 사람이 관심을 끌고 있지만, 음극재로서 주로 활용되는 흑연 또한 재활용가치는 충분하다. 따라서 순도 높은흑연의 회수와 유가금속의 회수를 함께 하기 위해, 폐 리튬이온 배터리로부터 흑연의 정제 및 분리, 흑연의 전기적특성을 회복하는 재생과정을 통해 다시금 이차전지의 음극재로써 활용할 수 있는 흑연을 만들어 내는 과정을가지게 할 것이다. 본 논문에서는 폐 흑연을 재생 흑연으로 바꾸는 과정과 재생 흑연이 가져오는 경제적 효과를기술한다.
저비용 탄소 코팅 공정을 활용한 Si@C의 Li-ion battery 음극재 활용 연구
김홍중,백진혁,김재영,박준혁,김문수,이기백 한국에너지학회 2022 에너지공학 Vol.31 No.4
고에너지밀도의 리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 높은 이론용량을 가진 실리콘이 음극재로 주목받고 있다. 하지만, 리튬화/탈리튬화 과정에서의 큰 부피 변화, 낮은 전기전도도의 문제로 인해 음극재 적용에 여전히 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 이를 해결하고자 polyvinylpyrrolidone (PVP)를 이용하여 혼합 및 열처 리의 간단한 공정만으로 실리콘 표면에 질소 도핑된 탄소를 코팅하였다. 이 소재는 일반 실리콘 대비 높은 용량 유지율, 우수한 속도특성과 향상된 전기전도도를 보여주었다.