표제지
목차
국문초록 11
ABSTRACT 13
제1장 서론 15
1.1. 연구배경 15
1.1.1. 전고체전지 (All solid-state battery, ASSB) 15
1.1.2. 무음극 전지 (Anode-free battery) 20
1.1.3. 탄소나노튜브 (Carbon nanotube, CNT) 22
1.2. 연구목적 24
제2장 실험 26
2.1. 시료 및 시약 26
2.1.1. CNT 시트 합성 26
2.1.2. CNT 시트 purification 26
2.1.3. LPSCl 코팅된 CNT 시트 제조 26
2.1.4. 전고체전지 셀 제조 26
2.2. 실험 방법 28
2.2.1. CNT 시트 합성 28
2.2.2. CNT 시트 purification 30
2.2.3. LPSCl 코팅된 CNT 시트 제조 30
2.2.4. 전고체전지 셀 제조 30
2.2.5. 분석용 고체전해질 제조 31
2.3. 분석 34
2.3.1. CNT 시트의 구조 및 특성 분석 34
2.3.2. 고체전해질 구조 및 특성 분석 35
2.3.3. 전기화학적 특성 분석 35
2.3.4. Li 전착 메커니즘 분석 35
제3장 결과 및 고찰 37
3.1. 구조 및 특성 분석 37
3.1.1. Purified CNT BET 분석 37
3.1.2. Purified CNT TGA 분석 39
3.1.3. LPSCl 코팅 전후 CNT 시트의 FE-SEM과 EDS 분석 41
3.1.4. LPSCl 코팅 전후 CNT 시트 Raman spectra 44
3.1.5. 고체전해질의 XRD 분석 46
3.1.6. 고체전해질의 이온전도도 분석 49
3.2. Li 전착 메커니즘 분석 51
3.2.1. SOC 별 CNT 시트의 FE-SEM과 EDS 분석 51
3.2.2. SOC 100 상태에서 CNT 시트의 XPS 분석 57
3.3. 전기화학적 특성 평가 59
제4장 결론 63
참고문헌 64
[표 3-1] Specific surface area, pore volume, and porosity of purified CNT sheet 37
[표 3-2] Residual Iron catalyst content 39
[표 3-3] Ionic conductivity of LPSCl before and after dissolution and precipitation 49
[그림 1-1] Fabrication of conventional electrode for ASSB 19
[그림 1-2] Energy density comparison between LIB and Anode-free solid-state battery 21
[그림 1-3] Li-ion diffusion within CNT sheet 23
[그림 1-4] Effect of Li-ion affinity pathway formation 25
[그림 2-1] Synthesis of CNT sheets 29
[그림 2-2] Schematic diagram illustrating the process for infiltration of CNT sheet with solution processable SEs. The photographs show the... 32
[그림 2-3] Fabrication process of pressed cell 33
[그림 3-1] Specific surface area and pore distribution of purified CNT sheet 38
[그림 3-2] Thermal Gravimetric curve of CNT sheets before and after purification in oxygen atmosphere 40
[그림 3-3] FE-SEM images of CNT sheets before and after LPSCl coating, (a) PCNT, (b) SCNT. 42
[그림 3-4] Cross-sectional FE-SEM images and EDS mapping of SCNT 43
[그림 3-5] Raman data of CNT sheets before and after LPSCl coating 45
[그림 3-6] XRD data of LPSCl before and after dissolution and precipitation. 47
[그림 3-7] Images of dissolution and precipitation process 48
[그림 3-8] Impedance analysis for LPSCl before and after dissolution and precipitation 50
[그림 3-9] FE-SEM image and EDS mapping of the PCNT surface 52
[그림 3-10] FE-SEM images and EDS mapping of PCNT surface on solid electrolytes at SOC 100 (lithiation) state 53
[그림 3-11] FE-SEM Images and EDS mapping of PCNT surface on Ni at SOC 100 (lithiation) state 54
[그림 3-12] FE-SEM images and EDS mapping of PCNT surface on solid electrolytes at SOC 100→0 (deithiation) state 55
[그림 3-13] FE-SEM images and EDS mapping of PCNT surface on Ni at SOC 100→0 (deithiation) state 56
[그림 3-14] XPS surface analysis of PCNT at SOC 100 (lithiation) state, (a) SE side, (b) Ni side. 58
[그림 3-15] 1st cycle voltage profiles of PCNT cell and SCNT cell[이미지참조] 60
[그림 3-16] Schematic diagram for side reaction between Li and LPSCl. 61
[그림 3-17] Cycle performance of PCNT and SCNT at various current densities and C-rates. 62