표제지
목차
ABSTRACT 11
I. 서론 13
II. 이론적 배경 15
II.1. 리튬-황 전지 15
II.1.1. 리튬-황 전지의 특징 및 구동 원리 15
II.1.2. 리튬-황 전지의 문제점과 해결방안 20
II.2. 고체전해질의 종류 및 특성 21
II.2.1. 황화물계 고체전해질 21
II.2.2. 산화물계 고체전해질 23
II.2.3. 고분자계 고체전해질 25
III. 실험 방법 27
III.1. 황-탄소 혼합 분말 제조 및 특성 평가 방법 27
III.2. 황-탄소 복합 전극 제조 및 특성 평가 방법 29
III.3. 복합 고체전해질 분리막 제조 32
III.4. 전고체 리튬-황 전지 제조 및 특성 평가 방법 34
III.5. 3D 집전체를 사용한 황-탄소 복합 전극 제조 및 특성 평가 방법 37
III.6. 3D 집전체를 사용한 전고체 리튬-황 전지 제조 및 특성 평가 방법 39
IV. 결과 및 고찰 41
IV.1. 황-탄소 비율 별 전고체 리튬-황 전지 특성 분석 41
IV.1.1. 황-탄소 혼합 분말의 XRD 분석 41
IV.1.2. 황-탄소 복합 전극의 SEM & EDS mapping 분석 43
IV.1.3. 전고체 리튬-황 전지의 전기화학적 특성 평가 45
IV.1.4. 전고체 리튬-황 전지의 EIS 분석 50
IV.1.5. 전고체 리튬-황 전지의 FIB-SEM 분석 52
IV.2. Loading level 별 전고체 리튬-황 전지 특성 분석 54
IV.2.1. 전고체 리튬-황 전지의 전기화학적 특성 평가 54
IV.3. Carbon cloth 집전체를 사용한 전고체 리튬-황 전지 특성 분석 58
IV.3.1. 황-탄소 복합 전극의 SEM 분석 58
IV.3.2. 전고체 리튬-황 전지의 전기화학적 특성 평가 60
V. 결론 64
참고문헌 65
Table 1. Design of S/C blended powder composition ratio 28
Table 2. Design of S/C composite electrode composition ratio 30
Table 3. Design of ASSLSBs composition ratio 36
Fig.1. Working principle of Lithium ion battery 17
Fig.2. Working principle of Lithium-Sulfur battery 18
Fig.3. Schematic illustration of the parasitic polysulfide shuttle effect... 19
Fig.4. Crystal structure of sulfide solid electrolytes 22
Fig.5. Crystal structure of oxide solid electrolytes 24
Fig.6. Crystal structure of polymer solid electrolytes 26
Fig.7. Schematic flow of S/C composite electrode 31
Fig.8. Schematic flow of composite solid electrolyte 33
Fig.9. Schematic of all solid state Li-S battery (CR 2032 coin cell) 35
Fig.10. Schematic flow of 3D S/C composite electrode 38
Fig.11. Schematic of 3D all solid state Li-S battery (CR 2032 coin cell) 40
Fig.12. XRD patterns of S/C blended powder (S/C-33, S/C-42 and S/C-51) 42
Fig.13. SEM & EDS mapping images of S/C composite electrode (S/C-E33, S/C-E42 and S/C-E51) 44
Fig.14. Initial capacity profile of all solid state Li-S battery with... 47
Fig.15. C-rate performance of all solid state Li-S battery with current... 48
Fig.16. Cycle performance of all solid state Li-S battery with current... 49
Fig.17. EIS measurement result of all solid state Li-S battery at 70℃... 51
Fig.18. Cross section SEM images of S/C composite electrode before cycling (a), (b) and after 50 cycling (c), (d) 53
Fig.19. Initial capacity profile of all solid state Li-S battery with... 55
Fig.20. C-rate performance of all solid state Li-S battery with current... 56
Fig.21. Cycle performance of all solid state Li-S battery with current... 57
Fig.22. SEM images of S/C composite electrode used carbon cloth 3D current... 59
Fig.23. Initial capacity profile of all solid state Li-S battery used 3D... 61
Fig.24. C-rate performance of all solid state Li-S battery used 3D carbon... 62
Fig.25. Cycle performance of all solid state Li-S battery used 3D carbon... 63