[논문자료] 수열 합성법으로 제조된 구형의 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성

출처: 픽사베이

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화석 연료 고갈로 인한 지구의 기후 문제를 해결하기 위해 이를 대체하는 신재생 에너지 저장장치인 리튬 이온 배터리가 주목받고 있는데, 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 작동 전압, 환경 친 화적인 장점으로 인해 스마트 폰과 같은 휴대용 전자기기 및 전기 자동차 등의 에너지 저장 장치에 활용되고 있습니다.

 

그리고 최근 들어 다양한 전자 기기들이 대용량 리튬 이온 배터리를 사용하면서 높은 용량 및 안정성을 포함한 고성능 전원의 요구 사항과 급속 충전에 대한 시장의 수요가 증가하며 이에 대한 관심 또한 높아지고 있습니다.

 

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202122949832981

 

본 연구에서는 실리콘과 수크로스를 수열 합성하여 복합소재를 합성하고, 피치로 코팅하여 리튬이차전지용 피치가 코팅된 실리콘/ 탄소 음극소재를 제조하였고, 수크로스의 몰 농도와 피치 코팅에 따른 음극 복합소재의 물성 및 전기화학 특성을 조사하였다고 합니다.

활물질, 도전재 및 바인더의 조성이 5:2:3인 Si/C-1.5는 가장 우수한 용량과 안정성을 보였으며, 이와 같은 5:2:3 전극 조성을 사용하여 피치로 코팅된 Si/C-1.5를 0.1 C에서 전기화학 테스트한 결과 50 사이클 후 909 mAh/g의 가역 용량, 82%의 용량 보존율과 2 C/0.1 C 에서 81%의 속도 특성을 나타내었으며, 1.5 M의 수크로스를 사용하고, 실리콘/탄소 복합소재를 피치로 코팅하였을 때, 제조된 음극 복합소재 중 가장 우수한 용량 및 사이클 안정성 결과를 얻었다고 합니다.

 

따라서 수열 합성과 피치 코팅에 의해 제조된 복합소재는 고용량 및 장기 안정성이 요구되는 리튬이차전지용 음극 활물질로 활용될 수 있음을 확인하였다고 하네요.

 

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초고온·초고압반응기 (Ultra High Temperature-Purpose Reactor)

 

초고온·초고압반응기의 초고압상태를 만들고 유지하기 위해서는 반응기의 소재를 열에 대한 안정성과 산화 저항, 열 사이클링 저항을 우선으로 선정하는 것이 중요합니다.

 

그렇기에 고온·고압 설비 전문기업 ㈜일신오토클레이브에서는 초고온 상태에서 안정적인 반응을 수행할 수 있는 HAYNES 고온합금강 제품 중에서 선정하여 제작하였으며 높은 열 저항력과 안전성을 보유하고 있다는 장점을 지니고 있습니다.

 

Application
환경	환경 오염 물질	열수 탄화과정을 통해 환경오염 방지
	Fischer-Tropsch Reaction 공정	바이오 디젤 (알코올 등)이나 휘발유 등 친환경적 신연료 생산
수백만 년의 시간을 거치면서 석탄과 갈탄이 만들어지는 자연적인 탄화과정을 초고온·초고압 반응기를 통하여 토양의 유기물을 빠르게 열수 탄화처리 하여 친환경적 연료를 생산, 비교적 낮은 온도로 반응을 진행시킬 수 있기때문에 미래지향적인 기술이며, 국내에는 현재 초기단계에 머물러 있는 실정.

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