표제지
목차
국문 초록 9
Ⅰ. 서론 11
1.1. 연구배경 및 목적 11
Ⅱ. 이론적 배경 15
2.1. 리튬 이온 전지 15
2.2. 리튬 이산화탄소 전지 16
2.3. 전해질 19
2.3.1. Li₁₊xAlxTi₂₋x(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질[이미지참조] 20
2.3.2. PolyEthylene Oxide 고체 고분자 전해질 21
2.3.3. Tetra Ethylene Glycol Dimethyl Ether 액체 전해질 22
2.4. 리튬 금속 음극 23
Ⅲ. 실험방법 26
3.1. 공기 양극 제조 26
3.2. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 제조 28
3.2.1. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 합성 28
3.2.2. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 펠렛 성형 28
3.3. Poly Ethylene Oxide 고분자 고체 전해질 제작 31
3.4. 리튬 이산화탄소 전지 조립 31
3.5. 물리적 특성 분석 실험 34
3.6. 전기화학적 특성 분석 실험 34
Ⅳ. 실험결과 36
4.1. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 특성 분석 36
4.1.1. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 물리적 특성 분석 36
4.1.2. Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 전기화학적 특성 분석 46
4.2. PEO 고체 고분자 전해질 필름 특성 분석 48
4.2.1. PEO 고체 고분자 전해질 필름 전기화학적 특성 분석 48
4.3. LATP+PEO 복합화 특성 분석 50
4.4. 리튬 이산화탄소 전지 52
4.4.1. 리튬 이산화탄소 전지 전기화학적 특성 분석 52
4.4.2. 리튬 이산화탄소 전지 물리적 특성 분석 55
Ⅴ. 결론 59
참고문헌 62
ABSTRACT 68
[그림 1-1] 이차 전지 종류별 에너지 밀도 비교도 14
[그림 2-1] 리튬 이온 전지의 구동원리 18
[그림 2-2] 리튬 이산화탄소 전지의 구동원리 18
[그림 2-3] NASICON 구조의 Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 구조 24
[그림 2-4] PEO 고체 고분자 전해질의 분자 구조 25
[그림 2-5] PEO 고체 고분자 전해질의 사슬 분자운동 모식도 25
[그림 3-1] 공기 양극 제작 방법 모식도 27
[그림 3-2] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 산화물 고체 전해질 제작 모식도 30
[그림 3-3] 리튬 이산화탄소 전지 조립 모식도 33
[그림 3-4] 리튬 이산화탄소 전지 지그 33
[그림 4-1] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 준비 물질 TGA 시험 결과 37
[그림 4-2] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 파우더의 XRD 패턴 40
[그림 4-3] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 파우더 FE-SEM 이미지 (a) 650℃, (b) 675℃, (c) 700℃, (d) 725℃, (e) 750℃... 41
[그림 4-4] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 펠렛의 XRD 패턴 44
[그림 4-5] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 펠렛 FE-SEM 이미지 (a) 800℃, (b) 850℃, (c) 900℃, (d) 950℃, (e) 1000℃... 45
[그림 4-6] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 펠렛 및 PEO 필름의 EIS 측정 결과 (a) 소결 온도별 Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 펠렛의 Nyquis Plot... 49
[그림 4-7] Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ 펠렛 및 PEO 필름 복합화 Lithium stripping plating 내구성 시험 51
[그림 4-8] 리튬 이산화탄소 전지의 충·방전 시험 및 EIS 측정 결과 (a) Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃만 사용된 리튬 이산화탄소 전지... 54
[그림 4-9] 공기 양극의 충·방전 전,후 FE-SEM 및 EDS 이미지 (a), (b) 충·방전 전의 공기 양극, (c), (d) 충·방전 후의 공기 양극 57
[그림 4-10] 공기 양극의 충·방전 전,후 RAMAN 및 XPS 스펙트럼 (a),(b) 충·방전 전,후의 RAMAN 스펙트럼... 58