본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색

결과 내 검색

동의어 포함

고급검색

인명/단체명

저자정보 상세정보
인명/단체명을 입력하세요.

키워드

  • 대표어

  • 외국어

-

목차보기

표제지 2

초록 5

ABSTRACT 7

목차 9

1장 서론 15

2장 이론적 배경 17

2.1. 전고체 전지 17

2.2. 황화물계 고체전해질 20

2.3. 분무 열분해 (Spray pyrolysis) 25

3장 실험 방법 27

3.1. 고체전해질 합성 27

3.1.1. 전구체 용액 제조 27

3.1.2. LPSCl 합성 28

3.2. 소재 특성 분석 29

3.3. 전기화학 특성 평가 30

3.3.1. LPSCl특성 분석 30

3.3.2. 복합 양극 특성 분석 31

4장 결과 및 고찰 32

4.1. 분무 열분해 공정을 이용한 LPSCl 합성 메커니즘 32

4.1.1. Li₆₋ₓPS₅₋ₓCl₁₊ₓ 전구체 용액 설계 32

4.1.2. 분무 열분해 공정을 이용한 LPSCl 합성 41

4.2. 전기화학 특성 평가 53

4.2.1. SP-LPSCl 전기화학 특성 평가 53

4.2.2. 복합 양극 전기화학 특성 평가 57

5장 결론 70

참고문헌 72

표목차 11

Table 4.1.1. List of polar aprotic solvents 34

Table 4.1.2. List of polar protic solvents 35

Table 4.2.1. Porosity of NCM@LPSCl cathode composite electrode by AM fraction. After... 60

Table 4.2.2. Volume ratio of ionic conductive cluster determined effective ionic... 63

Table 4.2.3. Volume ratio of electronic conductive cluster determined effective electronic... 65

Table 4.2.4. Cell level volumetric energy density comparison of composite cathode reported... 69

그림목차 12

Figure 2.1.1. Li ion percolation network and isolated CAM in the composite cathode... 19

Figure 2.2.1. Spider chart comparing the properties of inorganic solid electrolytes 21

Figure 2.2.2. Crystal structure of LPSX (X＝Cl, Br, I) 23

Figure 2.3.1. Various microstructure particles prepared by spray pyrolysis 26

Figure 4.1.1. Scheme of heterogeneous solvent process for synthesizing Li₆Ps₅X.... 36

Figure 4.1.2. (a) 3Li₂S-P₂S₅ precipitates prepared by EA, (b) XRD pattern of the heat-... 38

Figure 4.1.3. Image of precursor solution, (a) 3Li₂S-P₂S₅ in EA, (b) Li₂-LiCl in EtOH,... 39

Figure 4.1.4. Raman spectra of precursor solution, (a) 3Li₂S-P₂S₅ in ACN, EA, EtOH and... 40

Figure 4.1.5. Schematic illustration of LPSCl synthesis using spray pyrolysis process 42

Figure 4.1.6. FE-SEM images of SP-LPSCl(a) as-prepared, (b) after heat treatment at... 43

Figure 4.1.7. Particle size distribution of SP-LPSCl (a) as-prepared, (b) after heat... 44

Figure 4.1.8. (a) XRD pattern, (b) Nyquist-plot and (c) ionic conductivity at 25℃ of SP-... 45

Figure 4.1.9. The effect of heat treatment temperature on the formation mechanism of... 46

Figure 4.1.10. X-ray diffraction patterns of SP-LPSCl synthesized from LPSCl precursor... 48

Figure 4.1.11. (a) FE-SEM image with EDS mapping of EA-LPSCl at x ＝ 0.5, (b) XRD... 50

Figure 4.1.12. Comparison of the properties of commercial LPSCl and SP-LPSCl (a) X-... 52

Figure 4.2.1. Cyclic voltammogram of (a) SS|LPSCl|Li cell at 25℃, (b) LPSCl@VGCF... 54

Figure 4.2.2. Galvanostatic cycling voltage profiles of Li|LPSCl|Li symmetric cell.... 56

Figure 4.2.3. 1ˢᵗ charge-discharge voltage profile of NCM@LPSCl cathode composite (a)... 58

Figure 4.2.4. Top-view and cross section view FE-SEM images with EDS mapping of... 59

Figure 4.2.5. DC polarization curve of electron-blocking symmetric cell with 200 μA... 62

Figure 4.2.6. DC polarization measurements at different voltage bias using ion-blocking... 64

Figure 4.2.7. (a) Effective ionic/electronic conductivity, (b) porosity and (c), (d) tortuosity... 66

Figure 4.2.8. (a) Gravimetric and (b) volumetric energy density of ASSBs with cathode... 68

초록보기

 여러 분야에서 널리 사용되는 유기 액체전해질 기반의 리튬 이온 전지는 낮은 열 안정성과 함께 에너지 밀도 향상에 한계를 보이고 있다. 전고체 전지는 이를 해결하기 위한 차세대 전지로서 많은 관심을 받고 있다. 황화물계 고체전해질을 기반으로 한 전고체 전지는 상용화에 가장 가까운 것으로 평가되고 있으나 여전히 극복해야 할 문제들이 존재한다. 현재 사용되는 리튬 이온 전지를 대체할 만큼의 높은 에너지 밀도를 갖는 전고체전지의 실현을 위해서는 높은 용량의 양극과 얇은 두께의 고체 전해질 층이 적용되어야 한다. 이는 작은 입도의 전해질을 바탕으로 한 양극 활물질의 높은 함량과 활용률, 치밀화를 통한 높은 기계적 물성을 기반으로 구현될 수 있다. 기존 황화물계 고체전해질의 합성 방법에 대한 연구가 많이 진행되었으나 일반적으로 회분식 합성 공정을 이용하였고 입도를 제어하기 위해 추가적인 공정이 도입되었으며, 입도 제어 과정에서 전해질의 특성 저하가 수반되었다. 이는 공정 비용의 증가와 함께 전고체 전지의 성능 저하를 초래하는 원인으로 작용하였다.

본 연구에서는 LPSCl 고체전해질의 합성 공정으로 입도 제어를 위한 공정을 요구하지 않고 스케일업이용이한 용액 기반의 연속식 공정을 제시하며, 합성된 고체전해질은 구형상의 입자이며 서브마이크론 크기에도 불구하고 Li₅.₇PS₄.₇Cl₁.₃ 는 상온에서 4.70mS·cm⁻¹ 의 이온전도도를 갖는다. 새로운 공정으로 합성된 고체전해질을 적용한 복합 양극은 201 mAh·g⁻¹ 이라는 높은 방전용량을 나타내었으며, 활물질과 고체전해질 간 긴밀한 접촉을 형성하여 85wt%의 양극 활물질 함량에서 높은 수준의 에너지밀도를 가질 수 있었다. 이 연구에서 합성된 전해질은 복합 양극에 한정되는 것이 아니라 치밀화 된 고체전해질 분리막 제조에도 적용가능 할 것으로 기대되며, 이를 바탕으로 전고체전지의 상업화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차

권호

기사명 원문보기 기사목차
닫기